ЦЕРЕБРОПРОТЕКТОРНАЯ АКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДНЫХ ХИНАЗОЛИН-4(3Н)-ОНА С ГУАНИДИНОВЫМ ЗАМЕСТИТЕЛЕМ У КРЫС С ОККЛЮЗИЕЙ ОБЩИХ СОННЫХ АРТЕРИЙ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 615.214.2:547.856.1:616.831-005.1-092.4 DOI 10.19163/1994-9480-2021-3(79)-97-102

церебропротекторная активность производных

хиназолин-4(зН)-она с гуанидиновым заместителем

у крыс с окклюзией общих сонных артерий

А.В. Борисов2,5, Е.В. Болотова1, А.А. Озеров334, Д.В. Куркин2, Д.А. Бакулин2, Е.Е. Абросимова1, Л.Е. Бородина1, Ю.А. Смольнякова1

ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Волгоград

'кафедра фармакологии и фармации Института НМФО, 2лаборатория фармакологии сердечно-сосудистых средств НЦИЛС, 3кафедра фармацевтической и токсикологической химии;

ГБУ "Волгоградский медицинский научный центр», Волгоград 4лаборатория медицинской химии, 5лаборатория патоморфологии

Аннотация. В ряду производных хиназолин-4(3Н)-она выделено 2 вещества: VMA-13-15 (1-[2-[4-оксо-3(4Н)-хиназолинил] пропионил] гуанидин) и VMA-13-17 (1-[2-[6-бром-4-оксо-3(4Н)-хиназолинил]ацетил]гуанидин), при терапевтическом введении которых выживаемость и неврологическое состояние животных с двусторонней окклюзией общих сонных артерий (ОСА) были лучше, чем в контрольной группе. Также через 72 часа после ОСА на фоне введения данных соединений уровень мозгового кровотока и выраженность реакций мозговых сосудов на введение стимулятора и блокатора синтеза оксида азота были выше. Соединения VMA-13-15 и VMA-13-17 являются перспективными для дальнейшего изучения их терапевтического потенциала при нарушениях мозгового кровообращения.

Ключевые слова: хиназолин-4(3Н)-он, ишемия головного мозга, психоневрологический дефицит.

cerebroprotective activity of quinazoline-4(3h)-one derivatives with a guanidine substituent in rats with bilateral common carotid artery occlusion

A.V. Borisov25, E.V. Volotova1, A.A. Ozerov34, D. V. Kurkin2, D.A. Bakulin2, E.E. Abrosimova1, L.E. Borodkina1, J.A. Smolnyakova1

FSBEI HE "Volgograd State Medical University" of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation, Volgograd 'Department of pharmacology and pharmacy of Institute of continuing medical and pharmaceutical education;

2laboratory of pharmacology of cardiovascular drugs of the scientific center for innovative drugs; 3Department of pharmaceutical and toxicological chemistry;

SBI "VolgogradMedical Research Center", Volgograd 4laboratory of medicinal chemistry, 5laboratory of pathomorphology

Abstract. From derivatives of quinazolin-4 (3H) -one, 2 substances were isolated: VMA-13-15 (N-[2-[4-oxo-3(4H)-quinazolinyl] propionyl]guanidine) and VMA-13-17 (N-[2-[6-bromo-4-oxo-3(4H)-quinazolinyl]acetyl]guanidine). With the therapeutic administration of the compounds, the survival rate and neurological condition of animals with bilateral occlusion of the common carotid arteries were better than in the control group. Also 72 hours after surgery and treatment, the level of cerebral blood flow and the severity of the reactions of cerebral vessels to the introduction of a stimulant and a blocker of nitric oxide synthesis were higher. Compounds VMA-13-15 and VMA-13-17 are promising for further study of their therapeutic potential in cerebrovascular accidents.

Keywords: quinazoline-4(3H)-one, brain ischemia, neurological deficit.

Острые и хронические нарушения мозгового кровообращения (НМК) являются одной из основных причин преждевременной смертности и потери трудоспособности.

Целью фармакотерапии НМК является препятствие или замедление повреждения ткани мозга,

морфологическое, метаболическое и функциональное восстановление нейронов и/или их окружения. Препараты, оказывающие вазодилатирующий, антиа-грегантный, антиоксидантный или антигипоксический эффекты, могут ускорить восстановление, но их эффективность остается недостаточной [1].

Хиназолинон представляет собой гетероциклическое химическое соединение. Эта структура считается привилегированной в медицинской химии и выступает в качестве фармакофора, то есть обладает совокупностью стерических и электронных свойств, необходимых для обеспечения оптимальных супрамолекулярных взаимодействий с биологическими мишенями. Среди производных хиназолинона можно выделить идела-лисиб (блокирует Р1105, дельта-изоформу фермента фосфоинозитид-3-киназы), метаквалон и его производные хлороквалон, дипроквалон, этаквалон и др. (увеличивают активность рецепторов ГАМК в головном мозге и нервной системе) [6]. Также различные синтетические производные хиназолина оказывают кардио-и нейропротекторные [2], антибактериальные [4], противовирусные [7] и иммунотропные [9] эффекты.

Гуанидины представляют собой группу органических соединений, имеющих общую функциональную группу с общей структурой (1Я1р2^ (1Я3р4^ С = N-1^. Центральной связью в этой группе является имин, а группа структурно связана с амидинами и мочевинами. Физиологические эффекты гуанидина сводятся к усилению высвобождения ацетилхолина после нервного импульса, замедлению скорости деполяризации и реполяризации мембран миоцитов. Примерами гуанидинов являются аргинин, триазабициклодецен, сакситоксин и креатин. Гуанидиновый компонент является частью большого количества лекарственных средств и биологически активных веществ: производные ацилгуанидина (амилорид, бензамил, В1Т225, карипорид, гуанфацин, римепорид, и1Я-АК49), би-гуанид и его производные (алексидин, бисбигуанид, буформин, хлоргексидин, хлорпрогуанил, метформин, мороксидин, фенформин, фенилбигуанид, поли -аминопропил бигуанид, полигексанид, прогуанил), алкалоиды (бареттин, бростолицин), нитрогуанидины (инсектициды - клотианидин, динотефуран, имида-клоприд, тиаметоксам) и др. [8].

Обозначенное выше свидетельствует о перспективности исследований производных хиназолинона и гуанидина, поскольку объединение этих структур позволит получить вещества с различной биологической активностью, в том числе с церебропротекторной.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить церебропротекторную активность производных хиназолин-4(3Н)-она при остром нарушении мозгового кровообращения, вызванном двусторонней окклюзией общих сонных артерий.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование выполнено на 99 беспородных крысах-самцах (240-260 г, 5-6 мес.) (ФГУП «Питомник лабораторных животных «Рапполово»). Животные находились в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище. Порядок сод е р ж ания и обращения с лабораторными животными соответствовали требованиям надлежащей лабораторной практики (ГОСТ 33215-2014 и 33216-2014), Приказу МЗ РФ № 199н от 01.04.2016 г. «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики» и был одобрен Региональным исследовательским этическим комитетом Волгоградской области (протокол № 2086-2016 от 09.12.2016 г.).

Нарушения мозгового кровообращения моделировали одномоментной перевязкой общих сонных артерий (ОСА) (хлоралгидрат, 400 мг/кг, в/б). Исследуемые вещества вводили в дозах, указанных в табл., за 30 мин до перевязки ОСА (в объеме 0,1 мл на 100 г массы животного, в/б), затем каждые 24 часа, в течение 3 дней. Группе ложнооперированных (ЛО) животных (п = 10) воспроизводили все этапы операции без непосредственной окклюзии общих сонных артерий. Группа ишемия + плацебо (п = 16) в качестве лечения получала физиологический раствор.

Структура изучаемых гуанидиновых производных хиназолин-4(3Н)-она и характеристика опытных групп

Шифр соединения

R1

R3

R4

Доза, мг/кг

Животных в группе, п

VMA-13-10

2,5

12

VMA-13-15

ОЧ3

2,5

VMA-13-16

^3

2,5

12

VMA-13-17

Br

3,5

12

VMA-13-21

Br

ОЧ3

2,5

10

VMA-13-22

Br

Br

10

VMA-13-23

а

H

H

H

H

H

H

H

9

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

2

H

H

H

3

8

Церебропротекторное действие веществ оценивали по их влиянию на выживаемость, динамику неврологических нарушений (шкала McG^w) через 6, 12, 24, 48 и 72 ч после ОСА. Через 72 ч также оценивали двигательную и исследовательскую активности (в тесте «Открытое поле»), а также когнитивную функцию в тестах: «Условная реакция пассивного избегания» (УРПИ) и «Экстраполяционное избавление» (ТЭИ), обучение в которых проводили за сутки до моделирования ишемии [3].

Учитывая зависимость уровня мозгового кровообращения от функционального состояния эндо-телиальной системы, на 4-е сутки после ОСА, проводили регистрацию мозгового кровотока (МК) в бассейне средней мозговой артерии с использованием полиграфа MP150 и модуля для лазер-доплеровской флоуметрии LDF100C (Biopac Systems, США). Далее оценивали функциональное состояние эндотелия

А

ф"

а

ш

S

к

л

m

В

(О

=г

-е-

ф ct О

е

о ш т

S

0 g

о. ш ш

1

с

Рис. 1. А -

Через 12 часов, после моделирования НМК неврологический дефицит в группах, получавших УМА-13-15 и VMA-13-17, был статистически значимо меньше, чем у животных группы ишемия + плацебо (рис. 16, Г).

по относительному изменению скорости МК при стимуляции (ацетилхолин, 0,01 мг/кг, в/в), затем при блокаде (нитро-1_-аргинин, 10 мг/кг, в/в) синтеза оксида азота [5].

Статистическую обработку данных выполняли в БТАИБИСА 12.5, с применением критериев Шапиро -Уилка, Краскела - Уоллиса, Дана и хи-квадрат. Статистически значимыми считали различия при р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Наиболее высокая выживаемость животных наблюдалась после лечебно-профилактического введения соединений VMA-13-15 и VMA-13-17 (рис. 1Д Б). Через 72 ч после ОСА в этих группах выжило соответственно 89 и 75 % животных, а в группе ишемия + плацебо - 31 %.

Менее выраженные неврологические нарушения отмечали и у животных, которым перед двусторонней перевязкой общих сонных артерий вводили соединение VMA-13-16 (с метильным заместителем

100806040-

го-

— то

Ишемия+ Плацебо

VMA-13-15

VMA-13-17

0 10 Часы

20

30

40

50

60

70

80

Группы Выживаемость

животных животных после

ОСА

48 ч 72 ч

ЛО 100* 100*

Иииемия+ 40 31

Плацебо

VMA-13-10 58 25

VMA-13-15 88 89*

VMA-13-16 75 67

VMA-13-17 83* 75*

VMA-13-21 50 50

VMA-13-22 50 50

VMA-13-23 75 63

О о

Ф 4* с

ш

э

о -

! ! =F i ^

-•* Ишемия+ Плацебо ■A- VMA-13-15 VMA-13-17

6 12 24 48 72 Часы

Группы животных Средний балл неврологического дефицита после ОСА

6ч 48 ч 72 ч

Ишемия+ Плацебо 4,5 ± 0,4 6,2 ± 0,6 6,5 ± 0,6

VMA 13-10 4,2 ± 0,9 6,2 ±1,2 7,6 ±1,2

VMA 13-15 3 ± 0,9 3,9+1,0* 3,6 + 1*

VMA 13-16 3,1 ± 1 4,2 ±1,1 4,5 ±1,3

VMA 13-17 3,5 ± 0,7 3,8 ± 1,0* 4 + 1,1*

VMA 13-21 3,3 ± 0,9 5,9 ±1,4 5,5 ±1,5

VMA 13-22 4,1 ±1,1 5,6 ± 1,5 5,6 ±1,5

VMA 13-23 5 ± 1.1 4,5 ±1.3 4.7 ±1.5

*Достоверно по отношению к группе ишемия + плацебо (р < 0,05).

Влияние производных хиназолина на выживаемость (А, Б) и динамику неврологического дефицита по шкале McGrаw

(В, Г) у животных при необратимой окклюзии общих сонных артерий (ОСА): кривая выживаемости; Б - количество выживших животных через 48 и 72 ч после ОСА; В - динамика нарастания неврологического дефицита, Г - балл неврологического дефицита животных через 6, 48 и 72 часа после ОСА;

ЛО - ложнооперированные животные

в положении К1) и соединение VMA-13-23 (с хлорным заместителем в положении К2).

В тесте «Открытое поле» и у животных группы ишемия + плацебо отмечали низкую двигательную и исследовательскую активности. У животных, которым перед ОСА вводили соединения VMA-13-15 и VMA-13-17, УМА-13-16 и VMA-13-23, регистрируемые показатели в открытом поле были статистически значимо выше, чем у животных группы плацебо (рис. 2А).

Ишемия головного мозга, вызванная гипоперфу-зией после двусторонней перевязки общих сонных артерий, вызывает стойкие нарушения когнитивной функции. Через 72 часа после окклюзии оценивали сохранение рефлекса пассивного избегания в тесте УРПИ и экстраполяционного избавления от аверсив-ной среды в тесте ТЭИ.

Представленные на рис. 2Б результаты свидетельствуют, что через 3 суток после двусторонней окклюзии сонных артерий у животных, которым вводили соединения VMA-13-15 и VMA-13-17, сохранился памятный след об рациональном поведении в авер-сивной среде. Так, в тесте УРПИ из 8 выживших после ОСА животных, которым вводили соединение УМА-13-15 только 2 зашли в темный отсек и через больший латентный период. Из 9 выживших животных, получавших соединение VMA-13-17, также зашло в темный отсек только 2.

В тесте ТЭИ все животные, которым вводили соединения VMA-13-15 или VMA-13-17 в течение более короткого времени нашли решение задачи экстраполяционного избавления, то есть поднырнули под нижний обрез цилиндра и выбрались из воды.

13-10 13-15 13-16

*Достоверно по отношению к группе ишемия + плацебо (р < 0,05).

Рис. 2. Двигательная и исследовательская активность (А), латентный период подныривания (ЛП) в ТЭИ и ЛП захода в темный отсек в тесте УРПИ (Б) у животных через 72 ч после ОСА: ЛО - ложнооперированные животные; двигательная активность - сумма пересеченных квадратов, первые столбики (А); исследовательская активность - сумма заглядываний в норки и стоек, вторые столбики (А);ЛП в УРПИ - латентный период захода в темный отсек, первые столбики (Б);ЛП в ТЭИ - латентный период решения экстраполяционной задачи, вторые столбики (Б); цифрами обозначено количество зашедших в темный отсек УРПИ/общее количество выживших животных

Отмеченное церебропротективное действие исследуемых производных хиназолин-4(3Н)-она может быть связано с их влиянием на мозговое кровообращение и вазодилатирующую функцию эндотелия. Поэтому на 4-е сутки после ОСА у животных, в проекции средней мозговой артерии, определяли

уровень мозгового кровотока и реакцию мозговых сосудов на введение модификаторов активности эндотелиальной NOS.

У животных, которым перед ОСА вводили соеди-н ен ия VMA-13-15 или VMA-13-17, уровень мозгового кровотока был на 43,3 и 47,7 % выше относительно

группы ишемия + плацебо (рис. 3А); также наблюдали больший прирост кровотока в ответ на введение как

ацетилхолина, так и большее его падение на фоне введения нитро-1_-аргинина (рис. 3Б).

*Достоверно по отношению к группе ишемия + плацебо (р < 0,05).

Рис. 3. Влияние производных хиназолин-4(3Н)-она на уровень мозгового кровотока (МК) и его изменение при модификации синтеза N0 у животных через 72 ч после окклюзии ОСА: ЛО - ложнооперированные животные, у. е. - мл/мин/100 г ткани ГМ

По результатам исследования наиболее благоприятным направлением структурной модификации базового соединения VMA-13-10 является введение дополнительных заместителей в положение К2 хиназо-линовой гетероциклической системы и в положение К4 боковой цепи, при этом вопрос о природе таких заместителей остается открытым.

Таким образом, профилактическое введение (до моделирования ОСА) производных хиназолин-4(3Н)-она, соединения VMA-13-15 с метильным заместителем в положении К4 или VMA-13-17 с атомом брома в положении К2, достоверно повышали выживаемость животных, улучшали мозговой кровоток и вазодила-тирующую функцию эндотелия, снижали выраженность психоневрологических нарушений у выживших животных.

Менее выраженное церебропротективное действие оказывали вещества: VMA-13-17 с дополнительным атомом брома в положение 1Я3 (УМД-13-22) и с метильным заместителем в положении 1Я4 (УМД-13-21).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение церебропротективных свойств у новых производных хиназолин-4(3Н)-она у животных с двусторонней окклюзией сонных артерий позволило

выделить два соединения, значительно снижающих выраженность неврологических нарушений, улучшающих эндотелийзависимую вазодилатацию и мозговое кровообращение, что свидетельствует о перспективности дальнейших исследований церебропротекторного действия соединений VMA-13-15 и VMA-13-17.

ЛИТЕРАТУРА

1. Клинические рекомендации по ведению больных с и ш емическим инсультом и транзиторными ишемическими атаками / под ред. проф. Л.В. Стаховской. - М.: МЕДпресс-информ, 2017. - 208 с.

2. Петров В.И., Тюренков И.Н., Озеров А.А. и др. Патент на изобретение 2622638 С1. Производные хина-золин-4(3Н)-она, обладающие нейро- и кардиопротектор-ной активностью. - 19.06.2017. - Заявка № 2016129010 от 14.07.2016.

3. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Ч. 1. - М.: Гриф и К, 2012. - 944 с.

4. Самотруева М.А., Цибизова А.А., Габитова Н.М. и др. Противомикробная активность нового производного хина-золина УМД-13-03 // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2020. - Т. 83, № 8. - С. 24-28.

5. Тюренков И.Н., Воронков А.В. Методический подход к оценке эндотелиальной дисфункции в эксперименте //

Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2008. -Т. 71, № 1. - С. 49-51.

6. Jafari E., Khajouei M.R., Hassanzadeh F., et al. Ouinazolinone and quinazoline derivatives: recent structures with potent antimicrobial and cytotoxic activities // Res Pharm Sci. - 2016. - Vol. 11(1). - P. 1-14.

7. Paramonova M.P., Khandazhinskaya A.L., Ozerov A.A., et al. Synthesis and antiviral properties of 1-Substituted 3-[w-(4-Oxoquinazolin-4(3H)-yl)alkyl]uracil Derivatives // Acta Naturae. - 2020. - Vol. 12 (3). - P. 134-139.

8. Sgczewski F., Balewski L Biological activities of guanidine compounds, 2008-2012 update // Expert Opin Ther Pat. - 2013. - Vol. 23 (8). - P. 965-995.

9. Tsibizova A.A., Ozerov A.A., Novikov M.S., et al. Synthesis and immunotropic activity of new quinazoline derivatives in mice // Pharm Chem J. - 2021. - Vol. 54. - P. 1008-1011.

REFERENCES

1. Klinicheskie rekomendacii po vedeniju bol'nyh s ishemicheskim insul'tom i tranzitornymi ishemicheskimi atakami. [Clinical guidelines for the management of patients with ischemic stroke and transient ischemic attacks]. L.V. Stakhovskaya (ed.). Moscow, MEDpress-inform Publ., 2017. 208 p. (In Russ.; abstr. in Engl.).

2. Petrov V.I., Tyurenkov I.N., Ozerov A.A. et al. Patent na izobreteniye RU 2622638 C1. Proizvodnyye khinazolin-4(3N)-ona, obladayushchiye neyro- i kardioprotektornoy aktivnost'yu. [Invention patent RU 2622638 C1. Ouinazolin-4(3H)-one derivatives with neuro- and cardioprotective activity]. 19.06.2017. Application No. 2016129010 dated July 14, 2016. (In Russ.; abstr. in Engl.)

3. Rukovodstvo po provedeniju doklinicheskih issledo-vanij lekarstvennyh sredstv. Chast' 1 [Guidelines for preclinical trials of medicinal products. Part 1]. Moscow, Grif i K Publ., 2012. 944 p. (In Russ.; abstr. in Engl.).

4. Samotrueva M.A., Tsibizova A.A., Gabitova N.M., et al. Protivomikrobnaja aktivnost' novogo proizvodnogo hinazolina VMA-13-03 [Antimicrobial activity of new quinazoline derivative VMA-13-03]. Jeksperimental'naja i klinicheskaja farmakologija [Russian journal of experimental and clinical pharmacology], 2020, no. 8, pp. 24-28. (In Russ.; abstr. in Engl.).

5. Tyurenkov I.N., Voronkov A.V. Metodicheskij podhod k ocenke jendotelial'noj disfunkcii v jeksperimente [A new methodological approach to the experimental estimation of endothelial dysfunction]. Jeksperimental'naja i klinicheskaja farmakologija [Russian journal of experimental and clinical pharmacology], 2008, no 1, pp. 49-51. (In Russ.; abstr. in Engl.).

6. Jafari E., Khajouei M.R., Hassanzadeh F., et al. Ouinazolinone and quinazoline derivatives: recent structures with potent antimicrobial and cytotoxic activities. Res Pharm Sci, 2016, no. 11 (1), pp. 1-14.

7. Paramonova M.P., Khandazhinskaya A.L., Ozerov A.A., et al. Synthesis and antiviral properties of 1-Substituted 3-[w-(4-Oxoquinazolin-4(3H)-yl)alkyl]uracil Derivatives. Acta Naturae, 2020, no. 12(3), pp. 134-139.

8. Sgczewski F., Balewski t. Biological activities of guanidine compounds, 2008-2012 update. Expert Opin Ther Pat, 2013, no. 23 (8), pp. 965-995.

9. Tsibizova A.A., Ozerov A.A., Novikov M.S., et al. Synthesis and immunotropic activity of new quinazoline derivatives in mice. Pharm Chem J, 2021, no. 54, pp. 1008-1011.

Контактная информация

Бакулин Дмитрий Александрович - к. м. н., доцент кафедры клинической фармакологии и интенсивной терапии, Волгоградский государственный медицинский университет, e-mail: mbfdoc@gmail.com