de androgeenreceptor (AR) is een lid van de superfamilie van de steroïde-hormoonkernreceptor die oestrogeen -, progestine -, glucocorticoïde-en mineralocorticoïdereceptoren omvat.1 de binding van het prototypical, endogeen geproduceerd androgeen testosteron (1) en de belangrijke actieve metaboliet dihydrotestosteron (2) aan AR initieert een opmerkelijk diverse reeks biologische activiteiten die kunnen variëren volgens het geslacht, de leeftijd en de hormonale status van een onderwerp. De activiteit van AR is kritiek aan normale menselijke seksuele ontwikkeling en functie, maar voorbij deze kenmerkende rol, heeft de activering van AR ook belangrijke gevolgen op diverse doelstellingen zoals been, lever, spier en het centrale zenuwstelsel.2,3 het therapeutische potentieel van androgen het signaleren is goed-gewaardeerd in de geneeskrachtige chemiegemeenschap, en geruime tijd, hebben chemici samenstellingen gezocht die selectief spier en beengroei bevorderen terwijl het minimaliseren van de proliferative en/of hypertrofische gevolgen voor geslachtsweefsels zoals de voorstanderklier in mannetjes en clitoris in wijfjes.4,5 dergelijke samenstellingen zijn genoemd selectieve androgen receptormodulators of SARMs. In dit verband wordt het prototypische en endogene androgeen, testosteron, beschouwd als een logische benchmark comparator. Samenstelling 3 is GTX SARM S-22 en samenstelling 4 is BMS SARM 562929, die allebei in de literatuur als mondeling actieve samenstellingen met selectiviteit voor spier over voorstanderklier met betrekking tot testosteron in diverse preclinical modellen zijn gemeld.6,7

de mogelijkheid om verbindingen te verkrijgen met weefselselectieve activiteiten die verschillen van die van het endogene benchmarktestosteron, zou kunnen voortvloeien uit het feit dat typische ar-receptoractivering, die wordt geïnitieerd door de binding van een molecuul met affiniteit voor AR aan het AR-ligandbindingsdomein, vervolgens wordt gevolgd door een nogal opmerkelijke, gecoördineerde reeks interacties: Deze kunnen een verandering in de receptor topologie, dissociatie van heat shock eiwitten, receptor dimerization, receptor fosforylering, snelle signalering evenementen, translocatie naar de kern (AR), een vereniging met veel verschillende coregulatory eiwitten vormen een transcriptionele complex dat resulteert in de activering of de onderdrukking van de RNA synthese van de AR-gemoduleerde genen, en ten slotte receptor degradatie.8 aangezien elke receptor – ligand complexe topologie aan die ligandstructuur uniek is, kan men waarderen dat de interactie van om het even welk bepaald ligand−receptorcomplex met coregulatory proteã nen waarschijnlijk ook aan die ligand uniek zal zijn. Bovendien, omdat de expressie van AR, de constellatie en het expressie niveau van coregulatory eiwitten, de patronen en de patronen van post-transcriptionele regelgeving gebeurtenissen verschillen in elk type van de androgeen-cel, en de topografie van AR-reglementaire plaatsen in het genoom verschilt op elk gen, deze opmerkelijke choreografie van gebeurtenissen en interacties biedt een rijke omgeving waarin men kan zoeken naar SARMs het hebben van een gewenst patroon van weefsel-selectieve farmacologie, zoals een hoge anabole maar beperkt androgene activiteit.

verder complicerend ons begrip van de oorsprong van SARM-selectiviteit is de “bio-amplificatie” van het primaire endogene androgeentestosteron. Interessant, dient het endogeen geproduceerde en zeer belangrijke androgen testosteron als een type van “anti-SARM “of” inverse SARM ” omdat zijn androgene activiteit door omzetting in meer machtige 5α-dihydrotestosterone door het 5α-reductase enzym in bepaalde weefsels met inbegrip van de scalp en de voorstanderklier (maar niet in spier of been) wordt verhoogd. Dientengevolge, androgenen die dergelijke bioamplificatie in de prostaat niet ondergaan zullen verbeterde selectiviteit met betrekking tot spier Versus prostaat aantonen wanneer vergeleken met een testosteron-behandelde controle of een intact dier waarvan het primaire endogene androgeen testosteron is.9 meer in het algemeen gesteld, zou men kunnen waarderen dat metabolische verschillen tussen endogene androgenen zoals testosteron of dihydrotestosteron en SARMs kunnen ook instaan voor ten minste sommige selectiviteitsverschillen.

ons werk op het gebied van SARM resulteerde in de synthese en evaluatie van een groot aantal kandidaatsjablonen. Terwijl wij het vrij gemakkelijk vonden om samenstellingen met hoge affiniteit voor AR te verkrijgen, worstelden wij om samenstellingen te bereiken die goede mondelinge doeltreffendheid en hoge in vivo tolerantie toonden. Na het scannen van vele potentiële leads voor orale, in vivo activiteit, kwamen we tot high affinity compound 5 door middel van een combinatie van synthetische intermediaire testen, literatuurevaluatie en fragmentcombinatie. We waren blij toen 5 orale activiteit bij ratten aantoonden.

echter, wanneer we een farmacokinetische analyse bij ratten uitvoerden, konden we slechts zeer lage niveaus van 5 Na orale toediening detecteren (F < 5%). Verdere analyse toonde aan dat 5 efficiënt werd omgezet in 6 in vivo, vermoedelijk door cytochromen P450 in de lever van de rat.Compound 6 had een vergelijkbare activiteit als compound 5 in vivo, wat suggereert dat 6 grotendeels verantwoordelijk was voor de activiteit van compound 5.11 Een in vitro screen met menselijke microsomen toonde een snel metabolisme van verbinding 5 aan, wat deze transformatie aangeeft als een potentiële menselijke metabole aansprakelijkheid en ons ertoe aanzet om verbindingen te bereiden waarin de 4′-positie van de pendant fenyl werd geblokkeerd door P450-geïnduceerde hydroxylering.12 We keken naar verschillende analogen die een 4′-blokkerende groep bevatten, en in de loop van onze inspanningen identificeerden we verbinding 7 (RAD140; figuur figuur 1)1) als onze preklinische ontwikkelingskandidaat.

de synthese van verbinding 7 wordt getoond in schema 1.13,14 we vertrouwden op een snelle, ipso-fluor substitutie van de linkervoorloperstof, stuk 8, met d-threonine in aanwezigheid van K2CO3 in DMSO om het gewenste product 9 in werkbare opbrengsten te geven (typisch >50%). Het D-Thr adduct 9 werd gekoppeld aan 4-cyanobenzohydrazide onder standaardkoppelingsomstandigheden met behulp van EDCI en HOBt. Het resulterende product 10 werd gesilyleerd met TBDMS-Cl, onderworpen aan dehydratieve cyclisatievoorwaarden in aanwezigheid van TPP/I2, en dan desilyated voor de laatste stap.15-17 algemeen, heeft dit bewezen om een betrouwbare en efficiënte synthese te zijn gebruikend een vrij goedkoop, hoewel nietproteinogeen aminozuur als chiraliteitsbron.

de stabiliteit van RAD140 was hoog (t1/2 > 2 h) in incubaties met ratten, apen en menselijke microsomen, en het had ook een goede biologische beschikbaarheid bij ratten (f = 27-63%) en apen (65-75%). RAD140 toonde uitstekende affiniteit voor de androgen receptor aan (Ki = 7 nM Versus 29 nM voor testosteron en 10 nM voor DHT) evenals goede selectiviteit over andere steroid hormoonnucleaire receptoren, met het dichtst van doelreceptor die de progesteronereceptor zijn (IC50 = 750 nM Versus 0,2 nM voor progesteron).18 in vitro functionele androgeen agonistische activiteit werd bevestigd in de C2C12 osteoblast differentiatie assay, waar een EC50 van 0,1 nM werd getoond (DHT = 0,05 nM).19

RAD140 werd gekarakteriseerd in een aantal in vivo testen om zijn orale werkzaamheid te bepalen op een aantal parameters geassocieerd met androgene activiteit in preklinische modellen. Bijvoorbeeld, werd RAD140 gedoseerd in zowel jonge gecastreerde als intacte mannelijke ratten om zijn gevolgen door een waaier van endogene androgene signalerende achtergronden te beoordelen. De jonge gecastreerde rat verstrekt een zeer gevoelige in vivo analyse voor androgene activiteit omdat het dier vrij androgen-naïeve is; aldus, wordt om het even welke signalerende activiteit van exogenously beheerde androgen op een hoofdzakelijk lege achtergrond gesuperponeerd.20 in Figuur Figure2, 2, het effect van het verhogen van doses oraal toegediend RAD140 (0.5% methylcellulose) op de spier levator ani bulbocavernosus (“levator ani “of” LABC”) gewicht en prostaat gewicht wordt weergegeven ten opzichte van vehiculum (gecastreerde controle), sham (niet gecastreerde controle), en testosteronpropionaat (TP) subcutaan gedoseerd bij 1 mg/kg in maïsolie.Zoals te zien is, stimuleert RAD140 de levator ani spier beginnend bij een dosis van 0,03 mg/kg (po) en bereikt een niveau van werkzaamheid gelijkwaardig aan de sham-operated dier bij 0,3 mg/kg.

Omdat we consequent waargenomen dat RAD140 strandde op een niveau van de prostaat of zaadblaasjes stimulatie gelijk aan TP bij 1 mg/kg (ongeacht hoe hoog de dosis van RAD140), hebben we besloten om te testen of RAD140 kon het werk niet tegen het effect van TP op rat prostaat en de zaadblaasjes en, op hetzelfde moment, te bepalen wat het effect van de coadministration van RAD140 en TP kan hebben op de levator ani spier. Uit de resultaten in Figuur Figuur3, 3 blijkt dat een hoge dosis RAD140 (10 mg/kg, po) in feite het effect van TP bij 1 mg/kg op de zaadblaasjes tegenwerkt, maar het effect van TP op de levator ani-spier versterkt. We konden vaststellen dat de effectieve dosis voor het bereiken van antagonisme met RAD140 0,3−1 mg/kg (po) is voor 1 mg/kg TP (sc) (gegevens niet getoond). In de prostaat veroorzaakte RAD140 ook een neerwaartse trend in de stimulatie door TP, maar de verandering bereikte geen statistische significantie. Aldus, in het jonge model van de castrate mannelijke rat, lijkt RAD140 om een machtige en volledige androgen agonist op levator ani, maar een zwakkere, gedeeltelijke antagonist op het zaadblaasje en misschien de voorstanderklier te zijn.22

het doel van de meeste preklinische, in vivo modellen is om het beste te voorspellen hoe een geneesmiddel zal presteren in de doelpopulatie van het geneesmiddel. Wanneer het overwegen van de kwestie van hoe stimulatory androgen op om het even welk bepaald weefsel in een preclinical model is, zou men in mening moeten houden dat het achtergrondniveau van androgen het signaleren de reactie kan beà nvloeden die in een dier wordt waargenomen. Het gecastreerde rattenmodel heeft beperkingen omdat het zeer lage endogene androgeenniveau in dit model een kunstmatige situatie is, die niet in de doel volwassen menselijke mannelijke bevolking wordt weerspiegeld.23 in het bijzonder, zal de doel mannelijke bevolking een androgene achtergrond goed boven een castraat hebben, hoewel de androgen niveaus waarschijnlijk lager dan de norm voor hun groep zullen zijn.

om beter te begrijpen hoe deze groep zou kunnen reageren, hebben we besloten om te kijken naar jonge intacte mannelijke ratten, omdat ze endogeen testosteron hebben, maar op een enigszins verlaagd niveau. Daarom behouden zij prostaatgevoeligheid aan een androgene samenstelling maar hebben tegelijkertijd een basislijnstimulatie die meer aan de doelpopulatie dan gecastreerde dieren gelijkaardig is. Zoals blijkt uit figuur 4.4,verhoogde RAD140 het gewicht van de levator ani spier boven dat van de intacte controle te beginnen met de laagste geteste dosis (0,1 mg/kg). Interessant is dat RAD140 geen stimulatie van de prostaat boven het intacte diercontroleniveau toonde tot de hoogste geteste dosis, 30 mg / kg. Bij 0,3 mg/kg vertoonde RAD140 spierwerkzaamheid vergelijkbaar met TP bij 0,5 mg/kg, maar een dosis van 30 mg/kg RAD140 was nodig om de prostaatwerkzaamheid van 0,5 mg/kg TP te benaderen.Uit deze studie blijkt dat RAD140 bij jonge intacte mannelijke ratten een zeer grote selectiviteit vertoont ten opzichte van zowel met TP behandelde ratten als met shamcontrol behandelde ratten.

ten slotte waren we geïnteresseerd in het evalueren van het effect van RAD140 bij jonge, mannelijke cynomolgousapen om effectieve doseringsniveaus vast te stellen bij wat we als een meer relevante preklinische soort beschouwden. We voerden een relatief eenvoudige, niet-terminale studie die ons nog steeds in staat stelde om anabole evenals lipiden en andere klinische chemie parameters te evalueren. Om de anabole activiteit te beoordelen, keken we eerst naar het bruto lichaamsgewicht, waarvan we wisten dat het een gevoelige marker was van anabole androgeenwerking bij jonge niet-menselijke primaten. De resultaten met betrekking tot het lichaamsgewicht van het dier van 28 dagen dosering met RAD140 bij 0,01 mg/kg, 0,1 mg/kg en 1 mg/kg zijn weergegeven in figuur figuur 55.

vanwege de kleine groepsgrootte (n = 3 voor elke doseringsgroep) hebben we de achtergrondgewichtverandering van elk dier gedurende de weken voorafgaand aan het experiment gebruikt om de baseline als controle vast te stellen. Aangezien het gemiddelde lichaamsgewicht voor elke groep van drie apen convergeerde tot een bijna identiek Aantal (dag -1), met het absolute lichaamsgewicht bereik tussen groepen van slechts 4,26−4,29 kg, hebben we het absolute lichaamsgewicht uitgezet in figuur Figuur 5. In deze studie werd een gemiddelde gewichtstoename van meer dan 10% bereikt in slechts 28 dagen dosering bij een dosis van slechts 0,1 mg/kg, met een vergelijkbaar effect waargenomen bij de doseergroep van 1,0 mg/kg.26

dual energy X-ray absorptiometrie (“DEXA”) scans van alle apen werden twee dagen voor het begin van de toediening en één dag na de laatste dosis (dag -2 en dag 29) genomen om de effecten van RAD140 op mager weefsel en vet te bepalen; de resultaten zijn weergegeven in figuur Figuur 6. Zoals te zien is, was er geen consistent effect op de absolute vetmassa, terwijl de spier een kwalitatieve trend vertoonde die met de dosis toeneemt. Hoewel blijkt dat de meerderheid van de in figuur figuur 55 getoonde massastijging te wijten was aan de toename van de vetvrije massa, was geen van de weefselgewichtstijgingen vrij statistisch significant (p > 0,05), wat te wijten zou kunnen zijn aan de grootte van de kleine groep (n = 3) en relatief grote standaardafwijkingen.27

Klinische Chemie wees op de verwachte verlaging van lipiden (LDL, HDL, triglyceriden).Ondanks de nogal dramatische toename van het lichaamsgewicht in zo ‘ n korte tijd, was er bij geen enkel dier een verhoging van de leverenzymtransaminasespiegels bij geen enkele dosis >2 maal hoger dan de uitgangswaarde.29,30 gezien de gevestigde relatie tussen oraal androgeen gebruik en lever stress indicatoren, we waren heel blij dat bij een dosis 10 keer groter dan de volledig effectieve dosis zagen we minimale leverenzym verhogingen.In totaal heeft RAD140 Alle kenmerken van een SARM. Het is potentie selectief, omdat het spiergewichtverhogingen stimuleert bij een lagere dosis dan die nodig is om prostaatgewichtverhogingen te stimuleren. Bovendien is het ook doeltreffendheid selectief, omdat het volledig anabool op spier is maar minder dan volledige doeltreffendheid op de prostaat en zaadblaasjes demonstreert en, in feite, de stimulatie van de zaadblaasjes die door testosteron worden veroorzaakt gedeeltelijk kan tegenwerken. RAD140 heeft uitstekende farmacokinetiek en is machtige anabole in niet-menselijke primaten ook. Wij geloven dat het algemene preclinical profiel van RAD140 zeer goed is, en de samenstelling preclinical toxicologie in zowel ratten als apen heeft voltooid. We bereiden momenteel RAD140 voor Fase I klinische studies bij patiënten die lijden aan ernstig gewichtsverlies als gevolg van kanker cachexie.