receptorul androgen (ar) este un membru al superfamiliei receptorilor nucleari ai hormonului steroid care include receptorii estrogeni, progestin, glucocorticoizi și mineralocorticoizi.1 legarea testosteronului androgen produs endogen (1) și a metabolitului activ important dihidrotestosteron (2) la AR inițiază o gamă remarcabil de diversă de activități biologice care pot varia în funcție de sexul, vârsta și starea hormonală a subiectului. Activitatea AR este esențială pentru dezvoltarea și funcția sexuală umană normală, dar dincolo de acest rol de semnătură, activarea AR are, de asemenea, efecte importante asupra diverselor ținte, cum ar fi osul, ficatul, mușchiul și sistemul nervos central.2,3 potențialul terapeutic al semnalizării androgenice este bine apreciat în comunitatea chimiei medicinale și, de ceva timp, chimiștii au căutat compuși care stimulează selectiv creșterea musculară și osoasă, reducând în același timp efectele proliferative și/sau hipertrofice asupra țesuturilor sexuale, cum ar fi prostata la bărbați și clitorisul la femei.4,5 astfel de compuși au fost denumiți modulatori selectivi ai receptorilor androgeni sau SARM. În acest sens, androgenul prototipic și endogen, testosteronul, este considerat a fi un comparator logic de referință. Compusul 3 este GTx SARM s-22 și compusul 4 este BMS SARM 562929, ambele fiind raportate în literatura de specialitate ca fiind compuși activi pe cale orală cu selectivitate pentru mușchi peste prostată în raport cu testosteronul în diferite modele preclinice.6,7

posibilitatea de a obține compuși cu activități selective tisulare diferite de cele ale testosteronului endogen de referință ar putea deriva din faptul că activarea tipică a receptorului AR, care este inițiată prin legarea unei molecule cu afinitate pentru AR la domeniul de legare a ligandului AR, este apoi urmată de o serie destul de remarcabilă, coordonată de interacțiuni: Acestea pot include o modificare a topologiei receptorilor, disocierea proteinelor de șoc termic, dimerizarea receptorilor, fosforilarea receptorilor, evenimente de semnalizare rapidă, translocare la nucleu (AR), asociere cu multe proteine coregulatoare diferite pentru a forma un complex transcripțional care are ca rezultat activarea sau suprimarea sintezei ARN din genele modulate de AR și, în final, degradarea receptorilor.8 deoarece fiecare topologie a complexului receptor-ligand este unică pentru acea structură a ligandului, se poate aprecia că interacțiunea oricărui complex ligand−receptor particular cu proteinele coregulatoare este probabil să fie unică și pentru acel ligand. Mai mult, deoarece nivelul de Expresie al AR, constelația și nivelul de Expresie al proteinelor coregulatoare și modelele evenimentelor de reglementare post-transcripționale diferă în fiecare tip de celulă țintă androgenică, iar topografia siturilor de reglementare AR din genom diferă la fiecare genă, această coregrafie remarcabilă a evenimentelor și interacțiunilor oferă un mediu bogat în care s-ar putea căuta SARM-uri având un model dorit de farmacologie selectivă a țesuturilor, cum ar fi activitatea androgenică ridicată, dar limitată.

complicând în continuare înțelegerea noastră despre originea selectivității SARM este „bio-amplificarea” testosteronului androgen endogen primar. Interesant este faptul că testosteronul androgen produs endogen și foarte important servește ca un tip de „anti-SARM” sau „SARM invers”, deoarece activitatea sa androgenică este crescută prin conversia la 5-dihidrotestosteron mai puternic de către enzima 5-reductază în anumite țesuturi, inclusiv scalpul și prostata (dar nu în mușchi sau os). Ca rezultat, androgenii care nu suferă o astfel de bioamplificare în prostată vor demonstra o selectivitate îmbunătățită în ceea ce privește mușchiul vs prostata în comparație cu un control tratat cu testosteron sau cu un animal intact al cărui androgen endogen primar este testosteronul.9 Mai pe larg, s-ar putea aprecia că diferențele metabolice dintre androgenii endogeni, cum ar fi testosteronul sau dihidrotestosteronul și SARM-urile, pot garanta, de asemenea, cel puțin unele diferențe de selectivitate.

activitatea noastră în domeniul SARM a dus la sinteza și evaluarea unui număr mare de șabloane candidate. Deși am găsit relativ ușor să obținem compuși cu afinitate ridicată pentru AR, ne-am străduit să obținem compuși care au demonstrat o eficacitate orală bună și o tolerabilitate ridicată in vivo. După scanarea multor potențiali potențiali pentru activitatea orală, in vivo, am ajuns la compusul cu afinitate ridicată 5 printr-o combinație de testare intermediară sintetică, evaluare a literaturii și combinație de fragmente. Am fost încântați când 5 a demonstrat activitate orală la șobolani.

cu toate acestea, atunci când am efectuat o analiză farmacocinetică la șobolani, am putut detecta numai niveluri foarte scăzute de 5 după administrarea orală (F< 5%). Analiza ulterioară a arătat că 5 a fost transformat eficient în 6in vivo, probabil de citocromii P450 în ficatul de șobolan.10 compusul 6 a avut activitate similară cu compusul 5in vivo, sugerând că 6 a fost în mare parte responsabil pentru activitatea compusului 5.11 un ecran in vitro cu microzomi umani a evidențiat metabolismul rapid al compusului 5, indicând astfel această transformare ca o potențială răspundere metabolică umană și determinându-ne să pregătim compuși în care poziția 4’a fenilului Pandantiv a fost blocată de hidroxilarea indusă de P450.12 am analizat mai mulți analogi care conțin un grup de blocare 4’și, în cursul eforturilor noastre, am identificat compusul 7 (RAD140; figura Figure1)1) drept candidatul nostru de dezvoltare preclinică.

sinteza compusului 7 este prezentată în schema 1.13,14 ne-am bazat pe o substituție rapidă, ipso-fluor, a precursorului din partea stângă, piesa 8, cu D-treonină în prezența K2CO3 în DMSO pentru a da produsul dorit 9 în randamente funcționale (de obicei>50%). Aductul d-Thr 9 a fost cuplat cu 4-cianobenzohidrazidă în condiții de cuplare standard folosind EDCI și HOBt. Produsul rezultat 10 a fost sililat cu TBDMS-Cl, supus condițiilor de ciclizare dehidrativă în prezența TPP / I2 și apoi desiliat pentru etapa finală.15-17 în general, aceasta s-a dovedit a fi o sinteză fiabilă și eficientă folosind un aminoacid destul de ieftin, deși non-teinogen ca sursă de Chiralitate.

stabilitatea RAD140 a fost ridicată (t1/2> 2 h) în incubații cu microzomi de șobolan, maimuță și om și a avut, de asemenea, o biodisponibilitate bună la șobolani (F = 27-63%) și maimuțe (65-75%). RAD140 a demonstrat o afinitate excelentă pentru receptorul androgen (Ki = 7 nM vs 29 nM pentru testosteron și 10 nM pentru DHT), precum și o bună selectivitate față de alți receptori nucleari ai hormonilor steroizi, cel mai apropiat receptor țintă fiind receptorul progesteronului (IC50 = 750 nM vs 0,2 nM pentru progesteron).18 activitatea agonistului androgen funcțional in vitro a fost confirmată în testul de diferențiere a osteoblastelor C2C12, unde s-a evidențiat un EC50 de 0,1 nM (DHT = 0,05 nM).19

RAD140 a fost caracterizat într-un număr de teste in vivo pentru a determina eficacitatea orală pe un număr de parametri asociați cu activitatea androgenică în modelele preclinice. De exemplu, RAD140 a fost dozat atât la șobolanii masculi castrați, cât și la cei intacti, pentru a-și evalua efectele printr-o serie de medii endogene de semnalizare androgenică. Șobolanul castrat tânăr oferă un test in vivo foarte sensibil pentru activitatea androgenică, deoarece animalul este relativ androgen-na, astfel, orice activitate de semnalizare dintr-un androgen administrat exogen este suprapusă pe un fundal esențial gol.20 în Figura 2,2, efectul creșterii dozelor de RAD140 administrate oral (0.5% metilceluloză) pe mușchiul levator ani bulbocavernosus („levator ani „sau” LABC”) greutatea și greutatea prostatei sunt prezentate în raport cu vehiculul (control castrat), fals (control noncastrat) și propionat de testosteron (TP) dozat subcutanat la 1 mg/kg în ulei de porumb.21 după cum se poate observa, RAD140 stimulează mușchiul levator ani începând cu o doză de 0,03 mg/kg (po) și atinge un nivel de eficacitate echivalent cu animalul care funcționează fals la 0,3 mg/kg.

deoarece am observat în mod constant că RAD140 nu a reușit să atingă un nivel de stimulare a prostatei sau a veziculelor seminale egal cu TP la 1 mg / kg (indiferent cât de mare este doza de RAD140), am decis să testăm dacă RAD140 ar putea antagoniza efectul TP asupra prostatei de șobolan și a veziculelor seminale și, în același timp, să determinăm ce efect ar putea avea administrarea concomitentă de RAD140 și TP asupra mușchiului levator ani. Din rezultatele prezentate în figura Figură3,3, este evident că o doză mare de RAD140 (10 mg/kg, po) antagonizează efectiv efectul TP la 1 mg/kg asupra veziculelor seminale, dar se adaugă la efectul TP asupra mușchiului levator ani. Am putut constata că doza eficientă pentru obținerea antagonismului prin RAD140 este de 0,3−1 mg/kg (po) pentru 1 mg/kg TP (sc) (datele nu sunt prezentate). În prostată, RAD140 a provocat, de asemenea, o tendință descendentă a stimulării de către TP, dar schimbarea nu a atins semnificația statistică. Astfel, în modelul de șobolan tânăr castrat, RAD140 pare a fi un agonist androgen puternic și complet pe levator ani, dar un antagonist parțial mai slab pe vezicula seminală și, eventual, pe prostată.22

scopul majorității modelelor preclinice, in vivo, este de a prezice cel mai bine cum va funcționa un medicament în populația țintă de droguri. Atunci când se analizează problema cât de stimulator este un androgen pe orice țesut dat într-un model preclinic, trebuie să rețineți că nivelul de fundal al semnalizării androgenice poate afecta răspunsul observat la un animal. Modelul de șobolan castrat are limitări, deoarece nivelul androgen endogen foarte scăzut în acest model este o situație artificială, care nu se reflectă în populația umană adultă țintă masculină.23 în special, populația masculină țintă va avea un fond androgenic cu mult peste un castrat, deși nivelurile de androgeni vor fi probabil mai mici decât norma pentru grupul lor.

pentru a înțelege mai bine cum ar putea răspunde acest grup, am decis să ne uităm la șobolanii masculi intacti, deoarece au testosteron endogen, dar la niveluri oarecum reduse. Prin urmare, ei păstrează sensibilitatea prostatei la un compus androgenic, dar în același timp au o stimulare de bază care este mai asemănătoare cu populația țintă decât animalele castrate. După cum se arată în Figura 4,4, RAD140 a crescut greutatea mușchiului levator ani peste cea a controlului intact începând cu cea mai mică doză testată (0,1 mg/kg). Interesant este că RAD140 nu a demonstrat nicio stimulare a prostatei peste nivelul de control intact al animalelor până la cea mai mare doză testată, 30 mg/kg. La 0,3 mg/kg, RAD140 a demonstrat eficacitate musculară similară cu TP la 0,5 mg/kg, dar a fost necesară o doză de 30 mg/kg de RAD140 pentru a aproxima eficacitatea prostatei de 0,5 mg/kg TP.24 din acest studiu este evident că la șobolanii masculi tineri intacti RAD140 are o gamă foarte largă de selectivitate atât la șobolanii tratați cu TP, cât și la șobolanii de control fals.

În cele din urmă, am fost interesați să evaluăm efectul RAD140 la maimuțele cinomolgoase tinere, masculine, pentru a stabili niveluri de dozare eficiente la ceea ce am considerat a fi o specie preclinică mai relevantă. Am efectuat un studiu relativ simplu, nonterminal, care ne-a permis încă să evaluăm parametrii anabolici, precum și lipidici și alți parametri de chimie clinică. Pentru a evalua activitatea anabolică, am analizat mai întâi greutatea corporală brută, despre care știam că este un marker sensibil al acțiunii androgenului anabolic la primatele tinere neumane. Rezultatele privind greutatea corporală a animalelor în cazul administrării de 28 de zile cu RAD140 în doze de 0,01 mg/kg, 0,1 mg/kg și 1 mg/kg sunt prezentate în figura Figură55.

datorită dimensiunii mici a grupului (n = 3 pentru fiecare grup de dozare), am utilizat modificarea greutății de fond a fiecărui animal pentru săptămânile anterioare experimentului pentru a stabili valoarea inițială ca martor. Deoarece greutatea corporală medie pentru fiecare grup de trei maimuțe a convergut la un număr aproape identic (ziua -1), cu intervalul absolut de greutate corporală între grupuri de numai 4,26−4,29 kg, am reprezentat greutatea corporală absolută în figura Figura5.5. În acest studiu, o creștere medie în greutate mai mare de 10% în doar 28 de zile de administrare a fost obținută la o doză de doar 0, 1 mg/kg, cu un efect similar observat la grupul de dozare de 1, 0 mg/kg.26

scanările cu absorbție cu raze X cu energie dublă („DEXA”) ale tuturor maimuțelor au fost efectuate cu două zile înainte de începerea administrării și la o zi după doza finală (ziua -2 și ziua 29) pentru a determina efectele RAD140 asupra țesutului slab și a grăsimii; rezultatele sunt prezentate în figura Figura6.6. După cum se poate observa, nu a existat un efect consecvent asupra masei grase absolute, în timp ce mușchiul a arătat o tendință calitativă care crește odată cu doza. Deși se pare că majoritatea creșterilor de masă prezentate în figura 55 s-au datorat creșterii masei slabe, niciuna dintre creșterile de greutate tisulară nu a fost destul de semnificativă statistic (p > 0,05), ceea ce s-ar putea datora dimensiunilor mici ale grupurilor (n = 3) și abaterilor standard relativ mari.27

chimia clinică a indicat scăderea așteptată a lipidelor (LDL, HDL, trigliceride).28 În ciuda creșterilor destul de dramatice ale greutății corporale într-un timp atât de scurt, nu a existat o creștere a valorilor transaminazelor enzimelor hepatice la niciun animal la nicio doză >de 2 ori peste valoarea inițială.29,30 având în vedere relația bine stabilită între utilizarea androgenului oral și indicatorii de stres hepatic, am fost destul de mulțumiți că la o doză de 10 ori mai mare decât doza complet eficientă am văzut creșteri minime ale enzimelor hepatice.31luate în sumă, RAD140 are toate semnele distinctive ale unui SARM. Este selectiv pentru potență, deoarece stimulează creșterea greutății musculare la o doză mai mică decât cea necesară pentru stimularea creșterii greutății prostatei. Mai mult, este, de asemenea, selectiv pentru eficacitate, deoarece este complet anabolic pe mușchi, dar demonstrează o eficacitate mai mică decât completă asupra prostatei și veziculelor seminale și, de fapt, poate antagoniza parțial stimularea veziculelor seminale induse de testosteron. RAD140 are o farmacocinetică excelentă și este un anabolic puternic și la primatele neumane. Credem că profilul preclinic general al RAD140 este foarte bun, iar compusul a finalizat Toxicologia preclinică atât la șobolani, cât și la maimuțe. În prezent, pregătim RAD140 pentru studii clinice de fază I la pacienții care suferă de pierdere severă în greutate din cauza cașexiei cancerului.