Фармацевтическая композиция и способ предупреждения, подавления или лечения заболевания, ассоциированного с присутствием свободных радикалов

Реферат

 

Изобретение относится к медицинe, в частности к антиокислительным сален-металлическим комплексам в форме, приемлемой для фармацевтического введения в целях предупреждения или лечения заболеваний, ассоциированных с поражением клеток или ткани, вызванным присутствием свободных радикалов, таких как супероксид. Сущность изобретения: представлены фармкомпозиция на основе сален-металлического комплекса определенной структуры, способ профилактики или лечения заболеваний, ассоциированных с присутствием свободных радикалов, клетка, содержащая упомянутый комплекс. Изобретение расширяет арсенал средств борьбы с заболеваниями, связанными с присутствием свободных радикалов. 2 с. и 26 з.п. ф-лы, 6 табл., 11 ил.

Изобретение относится к фармацевтическим композициям, содержащим синтетические каталитические низкомолекулярные антиоксиданты и акцепторы свободных радикалов и предназначенным для лечения и предупреждения заболеваний; к способам использования указанных низкомолекулярных антиоксидантов для предупреждения и лечения патологических состояний; к способам использования низкомолекулярных антиоксидантов для целевой защиты тканей и/или определенных типов клеток во время противораковой химиотерапии; и к способам использования низкомолекулярных антиоксидантов для предупреждения токсикологических нарушений у индивидуумов, подвергаемых раздражающему действию оксидантов или других источников окислительного разрушения, в частности кислородных частиц, таких как супероксидный радикал. Композиции и способы настоящего изобретения могут быть также использованы для предупреждения окислительного разрушения в органах, трансплантируемых человеку, и для ингибирования повторного окислительного повреждения после реперфузии ишемических тканей. Кроме того, композиции и способы настоящего изобретения могут быть также использованы для предупреждения химического канцерогенеза и изменения лекарственного метаболизма, включая образование интермедиатов эпоксида и свободных оксирадикалов.

Молекулярный кислород является основным источником жизнедеятельности нефакультативно-аэробных организмов, включая человека. Кислород используется во многих важных процессах организма, а именно в качестве терминального акцептора электронов в окислительном фосфорилировании; во многих диоксигеназных реакциях, включая синтез простагландинов и витамина А из каротиноидов; в гидроксилазных реакциях организма, например в образовании и модификации стероидных гормонов; а также в активации и инактивации ксенобиотиков, например онкогенов. Экстенсивная система Р-450 использует молекулярный кислород в большинстве важных клеточных реакций. В природе свободные радикалы часто используются в ферментных реакциях широкого ряда.

Избыточные концентрации различных форм кислорода и свободных радикалов могут оказывать серьезное разрушающее воздействие на живые системы, включая переокисление мембранных липидов, гидроксилирование оснований нуклеиновых кислот, и окисление сульфгидрильных групп, и других реактивных групп в белках. В нерегулируемых условиях указанные процессы приводят к мутациям и гибели клеток.

Биологическими антиоксидантами являются хорошо известные ферменты, такие как супероксид-дисмутаза, каталаза, селенглутатионпероксидаза, и фосфолипид-гидропероксидглутатионпероксидаза. Неферментными биологическими антиоксидантами являются токоферолы и токотриенолы, каротиноиды, хиноны, биллирубины, аскорбиновая кислота, мочевая кислота и металлсвязывающие белки. Во всех частях клеток и тканей были обнаружены различные липидные и водорастворимые антиоксиданты, хотя каждый конкретный антиоксидант часто обнаруживает вполне определенный характер распределения свойств. Так называемые овотиолы, которые представляют собой производные меркаптогистидина, также обладают способностью к неферментному разложению пероксидов.

Свободные радикалы, в частности свободные радикалы, происходящие от молекулярного кислорода, играют фундаментальную роль в биологических процессах широкого ряда. Действительно, было высказано предположение, что большинство серьезных заболеваний может быть связано с кислородно-радикальной ("оксирадикальной") патологией (Zimmerman J. J. (1991) Chest 100: 1895). Например, оксирадикальные поражения, ответственные за патогенез токсичности легочного кислорода, респираторного дистресс-синдрома у взрослых (APDS), бронхолегочной дисплазии, сепсиса и ряда ишемическо-реперфузионных синдромов, включая инфаркт миокарда, шоковое состояние, экстракорпоральное кровообращение, трансплантации органов, некротический энтероколит, острый тубулярный некроз почек и другие заболевания. Оксирадикалы могут вступать в реакцию с белками, нуклеиновыми кислотами, липидами и другими биологическими макромолекулами, вызывая разрушение клеток и тканей, особенно у тяжело больных пациентов.

Свободные радикалы представляют собой атомы, ионы, или молекулы, которые содержат неспаренные электроны (Pryor W.A. (1976) Free Radicals in Biol. l: 1). В обычных условиях свободные радикалы, как правило, нестабильны, и не могут существовать длительное время. Атомарный кислород является в высокой степени электроотрицательным и легко акцептирует электроны от одноэлектронных переносчиков-цитохромов и других восстановленных клеточных компонентов; при этом часть O2, потребляемая клетками, участвующими в аэробном дыхании, подвергается одновалентному восстановлению до супероксидного радикала (O2-) (Cadenas Е. (1989) Ann.Rev.Biochem. 58 : 79). Последовательное одновалентное восстановление O2- приводит к образованию пероксида водорода (H2O2), гидроксильного радикала (ОН) и воды.

Свободные радикалы могут происходить от многих источников, включая аэробное дыхание, катализируемые цитохромом Р-450, реакции монооксигенирования лекарственных средств и ксенобиотиков (например, трихлорметильные радикалы, CCl3, образованные в результате окисления тетрахлорметана) и ионизирующее излучение. Например, при воздействии на ткани гамма-излучения большая часть энергии, накопленной в клетках, поглощается водой, в результате чего происходит разрыв ковалентных связей "кислород-водород" в воде, что приводит к отрыву одного электрона от водорода и одного от кислорода, и тем самым к созданию двух радикалов Н и ОН. Известно, что гидроксильный радикал ОН является наиболее реакционноспособным радикалом. Он вступает в реакцию с биологическими молекулами и инициирует цепные реакции, и, кроме того, он способен взаимодействовать с пуриновыми или пиримидиновыми основаниями нуклеиновых кислот. Фактически индуцированный излучением канцерогенез может быть инициирован свободно-радикальным повреждением (Breimer LH (1988) Brit. J. Cancer 57 : 6). Так, например, "окислительный взрыв" активированных нейтрофилов продуцирует чрезмерное количество супероксидных радикалов, которое, очевидно, является главным фактором в индуцировании цитотоксичного действия активированных нейтрофилов. Реперфузия ишемических тканей также способствует продукцированию больших концентраций оксирадикалов, обычно супероксидных радикалов (Gutteridge JMS and Halliwell В (1990) Arch. Biochem. Biophys. 283 : 223). Кроме того, супероксид может быть продуцирован in vivo эндотелиальными клетками в результате реакции с окисью азота (физиологическим регулятором) с образованием пероксинитрита, ONOO-, который может разлагаться, образуя при этом гидроксильный радикал ОН (Marletta М.А. (1989) Trends Biochem. Sci. 14 : 488;; Moncada et al., (1989) Biochem. Pharmacol. 38: 1709; Saran et al., (1990) Free Rad. Res. Commun. 10 : 221 Beckman et al., (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A.) 87 : 1620). Дополнительными источниками оксирадикалов являются "утечка" электронов в результате разрыва цепи переноса электронов из митохондрий или эндоплазматического ретикулума, синтез простагландинов, окисление катехоламинов и активация тромбоцитов.

Многие реакции свободных радикалов оказывают значительное разрушающее действие на клеточные компоненты; они способствуют структурированию белков, мутагенезу ДНК и переокислению липидов. Свободные радикалы после образования могут взаимодействовать друг с другом с образованием других свободных радикалов и нерадикальных оксидантов, таких как синглетный кислород (1O2) и перекиси. Распад некоторых из продуктов свободно-радикальных реакций может также способствовать образованию потенциально вредных химических соединений. Например, таким соединением является малондиальдегид, который представляет собой реакционный продукт пероксидированных липидов и который реагирует фактически с любой аминосодержащей молекулой. Кроме того, свободные радикалы кислорода вызывают окислительную модификацию белков (Stadtman Е.Р. (1992) Science 257: 1220).

Аэробные клетки в основном обладают различными механизмами защиты от повреждающего действия оксирадикалов и их реакционных производных. Супероксид-дисмутаза, (SOD) катализирует реакцию 2O2-+2H+--->O2+H2O2, в результате которой удаляется супероксид и образуется перекись водорода. H2O2 не является радикалом, но, тем не менее, она является токсичной для клеток и может быть удалена с помощью ферментной активности каталазы и глутатионпероксидазы (GsH-Px).

Каталаза катализирует реакцию 2H2O2--->2H2O+O2, а GsH-Px удаляет перекись водорода путем использования ее для окисления восстановленного глутатиона (GsH) с образованием окисленного глутатиона (GSSG) в соответствии с нижеследующей реакцией 2GSH+H2O2--->GSSG+2H2O.

Другие ферменты, например фосфолипид-гидроперекись-глутатионпероксидаза (PLOOH-GSH-Px), превращают реактивные гидроперекиси фосфолипидов, гидроперекиси свободных жирных кислот и гидроперекиси фосфолипидов, гидроперекиси свободных жирных кислот и гидроперекиси холестерина в соответствующие безвредные спирты жирных кислот. Глутатион -S-трансферазы также участвуeт в детоксикации органических перекисей. В отсутствии указанных ферментов и в присутствии переходных металлов, таких как железо или медь, супероксид и перекись водорода могут участвовать в нижеследующих реакциях, в результате которых генерируется в высокой степени реактивный гидроксильный радикал ОН-: O2-+Fe3+--->O2+Fe2+; H2O2+Fe2+--->OH+OH-+Fe3+.

Помимо ферментной детоксикации свободных радикалов и оксидантов, в качестве природных физиологических антиоксидантов могут служить низкомолекулярные антиоксиданты, такие как глутатион, аскорбат, токоферол, убихинон, биллирубин и мочевая кислота (Krinsky N.I. (1992) Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 200 : 248-54) Другой класс низкомолекулярных антиоксидантов представляют каротиноиды, которые играют роль защитных агентов против окислительного шока и хронических заболеваний. В своей работе Canfield и др. (Proc.Soc.Exp. Biol. Med. 200 : 260 (1992)) приводят обобщенные данные относительно взаимосвязи между каротиноидами и различными хроническими заболеваниями, такими как сердечно-сосудистые заболевания, катаракта и рак. Так, например, каротиноиды способствуют резкому снижению случаев возникновения предраковых состояний (таких, как лейкоплакия) у некоторых пациентов.

В попытках предупреждения неблагоприятных эффектов, возникающих в результате образования оксирадикалов в процессе реоксигенации ишемических тканей, были использованы различные антиоксиданты.

Один из способов предупреждения индуцированных оксирадикалами нарушений заключается в ингибировании образования оксирадикалов, таких как супероксиды. Агенты, образующие хелатные комплексы с ионами железа, например, такие как десферриоксамин (называемый также дефероксамин или Десферол) и др., ингибируют зависимое от ионов железа продуцирование ОН, а потому являются ингибиторами образования свободных радикалов (Gutteridge et аl. (1979) Biochem. J. 184 : 469; Halliwell В (1989) Free Radikal Biol. Med. 7 : 645; Van der Kraaij et аl. (1989) Curculation 80 : 158). В качестве ингибиторов образования оксирадикалов было также предложено использовать антиоксиданты на основе аминостероидов, такие как 21-аминостероиды, называемые "лазароиды" (например, U74006F). Кроме того, были исследованы десферриоксамин, аллопуринол и другие пиразолопиримидины, такие как оксипиранол, на их способность предупреждать образование оксирадикалов в системе модели инфаркта миокарда (Bolli et аl. (1989) Circ. Res. 65 : 607) и после геморрагического и эндотоксинового шока (De Garavilla et аl. (1992) Drug Devel. Res. 25 : 139). Однако каждое из этих соединений при его использовании в терапевтических целях имеет значительные недостатки. Например, дефероксамин не является идеальным Fe-хелатором, и его клеточная проницаемость весьма ограничена.

Другой способ предупреждения оксирадикал-индуцированных нарушений заключается в каталитическом удалении оксирадикалов после иx образования, например, таких радикалов, как супероксид. Во многих экспериментах в качестве защитных агентов при добавлении к реперфузатам или добавлении в целях предупреждения ишемии (Gutteridge J.M.S. & Halliwell В (1990), см. выше) широко использовались супероксид-дисмутаза и каталаза. Возможность использования рекомбинантной супероксид-дисмутазы позволяет с большей эффективностью оценить действие SOD при лечении или предупреждении различных патологических состояний, таких как реперфузионные повреждения головного и спинного мозга (Uyama et аl. (1990) Free Radic. Biol. Med. 8 : 265; Lim et al. (1986) Ann. Thorac. Surg. 42 : 282); эндотоксикоз (Scyneider et al. (1990) Circ. Shock 30: 97; Scneider. et al. (1989) Prog. Clin. Biol. Res. 308 : 913; инфаркт миокарда (Patel et al. (1990) Am. J. Physiol. 258 : H369; Metha et al. (1989) Am. J. Physiol. 257 : H 1240; Nejima et al. (1989) Circulation 79 : 143; Fincke et al. (1988) Arzneimittelfor- schung 38 : 138; Ambrosio et al. (1987) Circulation 75 : 282); остеоартрит и кишечная ишемия (Vohra et al. 1989) J. Pediatr. Surg. 24 : 893; Flohe L. (1988) Moll.Cell.Biochem. 84 : 123). Кроме того, сообщалось, что супероксид-дисмутаза оказывает положительное действие при лечении системной красной волчанки, болезни Крона, язвы желудка, кислородного токсикоза, ожогов, почечной недостаточности, связанной с трансплантацией, и инфекций, вызванных вирусом простого герпеса.

Альтернативный способ предупреждения оксирадикал-индуцированных нарушений предусматривает захватывание оксирадикалов, например супероксидов, после их образования, обычно путем использования молекулярных акцепторов, которые действуют не каталитически, а схематически. Для ослабления повреждающего действия оксирадикалов в различных in vivo-моделях были использованы соединения, родственные глутатиону. Так, например, было обнаружено, что N-2-меркаптопропионилглицин обладает защитным действием в модели ишемии миокарда и реперфузии у собак (Mitsos et аl. (1986) Circulation 73 : 1077), a N- ацетилцистеин ("Мукомист") был использован для лечения эндотоксикоза у овец (Bernard et аl., (1984) J.CIin.Invest. 73 : 1772). Было показано, что димелтиомочевина (DMTU) и бутил-а-фенилнитрон (BPN) являются акцепторами гидроксильного радикала ОН и тем самым способствуют снижению ишемическо-реперфузионных повреждений в миокарде крыс и кроликов (Vander Heide et аl. (1987) J. Mol. Gell. Cardiol. 19: 615; Kennedy et аl. (1987) J. App. Phisiol. 63: 2426). Для уменьшения повреждения органов в процессе реоксигенации, в качестве акцептора свободных радикалов был также использован маннит (Fox Р.В. J. Clin. Invest. 74 : 1456; Ouriel et аl. (1985) Cirkulation 72 : 254). В одной работе сообщалось, что низкомолекулярный хелат обладает активностью, имитирующей активность глутатионпероксидазы (Spector et аl. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A.) 90 : 7485).

Таким образом, было показано, что для предупреждения поражений, связанных с реоксигенацией тканей и возникающих в ряде ишемических патологических состояний, а также для лечения и предупреждения различных патологических состояний, ассоциируемых с присутствием свободных радикалов, могут быть с успехом использованы ингибиторы образования оксирадикалов, и/или ферменты, способствующие удалению супероксидов и пероксидов водорода, и/или низкомолекулярных акцепторов оксирадикалов. Однако все из вышеназванных соединений имеют определенные недостатки. Так, например, ингибиторы образования оксирадикалов обычно образуют хелатные комплексы с переходными металлами, используемыми в основных ферментных процессах жизнедеятельности организма и дыхании; и, кроме того, даже при очень высоких дозах эти ингибиторы полностью не подавляют образование оксирадикалов. Супероксид-дисмутазы и каталаза представляют собой крупные полипептиды, которые являются весьма дорогостоящими для промышленного производства и которые не проникают в клетки или не преодолевают гематоэнцефалический барьер, и, кроме того, пригодны в основном для парентерального введения. Акцепторы свободных радикалов действуют стехиометрически, в результате чего их количество быстро истощается, а поэтому для получения нужного эффекта они должны быть введены в высоких дозах.

В соответствии с вышесказанным было необходимо разработать такие антиоксиданты, которые были бы эффективны для удаления опасных оксирадикалов, в частности супероксидов и пероксидов водорода, которые были бы недорогостоящими для их промышленного производства и которые обладали бы стабильностью и хорошими фармакокинетическими свойствами, такими как способность преодолевать гематоэнцефалический барьер и проникать в ткани. Такие универсальные антиоксиданты можно было бы использовать в качестве химиотерапевтических средств, а, возможно, и в качестве диетических добавок. Целью настоящего изобретения является получение класса новых соединений, которые обладают нужными фармакологическими свойствами и которые каталитически и/или стехиометрически удаляют супероксид и/или перекись водорода.

Работы, обсуждаемые выше, приводятся для пояснения предпосылок создания настоящего изобретения. Все публикации, цитированные выше, приведены в настоящем описании в качестве ссылок.

В соответствии с вышеуказанными целями одним из объектов настоящего изобретения является фармацевтическая композиция, которая обладает антиокисляющими свойствами и/или свойствами, способствующими удалению свободных радикалов, и которая действует как in vivo-антиоксидант. Фармацевтическая композиция настоящего изобретения содержит эффективное количество по крайней мере одного вида саленового комплекса переходных металлов, в основном комплекса "сален-марганец", такого как комплекс "сален-Mn" (III). В одном варианте осуществления настоящего изобретения фармацевтическая композиция содержит комплекс "сален-Mn", который представляет собой хелатный комплекс Mn (III) с диаминовым производным, таким как этилендиамин, связанный с двумя замещенными салицилальдегидами. Указанные фармацевтические композиции обладают способностью к дисмутации супероксида (т.е. обладают супероксид-дисмутазной активностью), а также способностью превращать перекись водорода в воду (т.е. обладают каталазной активностью). Фармацевтическая композиция является эффективным средством для снижения патологических нарушений, связанных с образованием оксирадикалов, таких как супероксиды и пероксиды, и других видов свободных радикалов.

Настоящее изобретение также относится к способам лечения и предупреждения патологических состояний путем нанесения или введения композиций, содержащих саленовые комплексы переходных металлов в терапевтически или профилактически эффективных дозах. В способах настоящего изобретения используются в основном комплексы "салена-марганца", такие как Mn (III)-саленовые комплексы. Настоящее изобретение относится к способам предупреждения или снижения ишемических/реперфузионных повреждений жизненно важных тканей организма, таких как ткани миокарда и центральной нервной системы. Настоящее изобретение также относится к способам предупреждения или уменьшения разрушения клеток, обусловленного действием различных химических соединений, которые продуцируются потенциально опасными видами свободных радикалов; при этом указанные способы предусматривают введение терапевтически или профилактически эффективного количества по крайней мере одного вида саленового комплекса переходных металлов, предпочтительно комплекса "сален-марганец", обладающего значительной SOD-активностью, а также предпочтительно значительной каталазной активностью. Антиокислительные саленовые комплексы переходных металлов настоящего изобретения могут быть введены различными способами, например парентерально, местно или перорально.

В одном из вариантов настоящего изобретения комплекс "сален-переходный металл", взятый в терапевтической или профилактической дозе, может быть введен отдельно или в комбинации (1) с одним или несколькими антиокислительными ферментами, такими как Mn-SOD, Cu, Zn-SOD, или каталаза, и/или (2) с одним или несколькими акцепторами свободных радикалов, такими как токоферол, аскорбат, глутатион, DMTV, N-ацетилцистеин, или N-2- меркаптопропионилглицин, и/или (3) с одним или несколькими ингибиторами оксирадикалов, таким как десферриоксамин или аллопуринол, и/или с одним или несколькими биологическими модифицирующими агентами, такими как ингибиторы кальпаина. Состав указанных композиций зависит от конкретного патологического состояния, на которое направлено лечение или профилактические меры, от способа введения, а также от возраста, пола и состояния пациента. Эти композиции имеют различные показания, например они могут быть использованы (1) для предупреждения повреждений ткани у пациента, обусловленных ишемией/реоксигенацией, (2) для хранения органов-трансплантатов до их трансплантации в бескислородном, гипоксическом или гипероксидном состоянии, (3) для защиты нормальных тканей от повреждающего действия свободных радикалов, обусловленного воздействием ионизирующего излучения и/или химиотерапии, например с использованием блеомицина, (4) для защиты клеток и тканей от повреждающего действия свободных радикалов, обусловленного воздействием ксенобиотиков, которые образуют свободные радикалы либо непосредственно, либо в результате монооксигенации посредством системы цитохром Р-450, (5) для улучшения криоконсервации клеток, тканей, органов и организмов путем повышения жизнеспособности восстановленных препаратов и (6) в качестве профилактических мер для предупреждения канцерогенеза, старения клеток, образования катаракты, образования аддуктов малондиальдегида, ВИЧ-патологии, и макромолекулярного перекрестного сшивания, например коллагенового сшивания.

В одном из вариантов настоящего изобретения комплексы "сален-переходный металл" могут быть изготовлены в виде лекарственных форм, предназначенных для перорального введения, содержащих наполнитель и не менее чем 1 мкг и не более чем 10 г по крайней мере одного антиокислительного комплекса "сален-переходный металл" настоящего изобретения. Указанные пероральные композиции предназначены для лечения индуцированных свободными радикалами заболеваний, и/или предупреждения неоплазии, и/или оксигенного повреждения, ассоциированного с нормальным аэробным метаболизмом.

В другом варианте настоящего изобретения, композиции изготавливают в виде забуференных водных растворов, которые содержат по крайней мере один противоокислительный комплекс "сален-переходный металл" настоящего изобретения в концентрации от 1 нМ до около 100 мМ и которые предназначены для введения (в основном в концентрации от около 0,1 до 10 мМ обычно внутривенно) пациенту, подвергающемуся, или пациенту, который может быть подвергнут (1) ишемическому приступу, такому как инфаркт миокарда; приступу церебральной ишемии; операции по трансплантации, операции на открытом сердце; элективной пластической операции на сосудах; операции по артериокоронарному шунтированию; операции на головном мозге; инфаркту почек; травматическому кровотечению; наложению жгута; (2) противоопухолевой и антигельминтной химиотерапии с использованием химиотерапевтического агента, генерирующего свободные радикалы; (3) эндотоксиновому шоку или сепсису; (4) воздействию ионизирующего излучения; (5) воздействию экзогенных химических соединений, которые представляют собой свободные радикалы либо продуцируют свободные радикалы; (6) термическим или химическим ожогам или изъязвлениям; (7) воздействию кислорода под повышенным давлением; или (8) апоптозу данной клеточной популяции (например, апоптозу лимфоцитов). Забуференные водные растворы настоящего изобретения могут быть также использованы (обычно в сочетании с другими традиционными методами) для получения культур органов, клеточных культур, сохранения трансплантатов и ирригации миокарда. Кроме того, могут быть использованы и безводные композиции, например композиции на липидной основе, такие как стабилизированные эмульсии. Антиокислительные композиции настоящего изобретения могут быть введены различными способами, например в виде внутривенных инъекций, подкожных инъекций, интраперикардиальных инъекций, хирургических ирригаций, местных аппликаций, глазных капель, в виде препаратов для лаважа, чреззондового питания, клизм, внутрибрюшинного вливания, аэрозольных ингаляций, промывания полости рта и других препаратов в зависимости от конкретных целей использования в медицине или ветеринарии.

В другом варианте настоящего изобретения антиокислительные комплексы "сален-переходный металл" используются для модуляции экспрессии природных генов или других полинуклеотидных последовательностей, находящихся под транскрипционным контролем элемента, ответственного за реакцию на окислительный стресс (например, антиокислительный реактивный элемент, ARE), такого как антиокислительный реактивный элемент гена глутатион-S-трансферазы или гена NAD (Р)Н: хинонредуктазы. Антиокислительные сален-металлические комплексы могут быть использованы для модуляции транскрипции ARE-регулируемых полинуклеотидных последовательностей в клеточных культурах (например, ES-клеток) и в интактных животных, в частности в трансгенных животных, где трансген содержит один или несколько ARE в качестве последовательностей, регулирующих транскрипцию.

Настоящее изобретение также относится к фармацевтическим композициям, содержащим антиокислительные комплексы "сален-марганец"; к использованию указанных антиокислительных комплексов; к способам и композициям указанных сален-марганцевых комплексов для использования в диагностических, терапевтических и в исследовательских целях в области медицины и ветеринарии.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способам предохранения пищевых продуктов от порчи и окисления путем обработки этих продуктов эффективным количеством по крайней мере одного из противоокислительных сален-металлических комплексов. Настоящее изобретение также относится к композициям, предназначенным для предохранения пищевых продуктов от порчи и содержащим эффективное количество по крайней мере одного вида противоокислительного сален-металлического комплекса в сочетании по крайней мере с одним пищевым консервантом (например, таким, как бутилированный гидрокситолуол, бутилированный гидроксианизол, сульфаты, нитрит натрия, нитрат натрия). Так, например, противоокислительный сален-металлический комплекс может быть введен в пищевой продукт, подверженный прогорканию (например, окислению), в целях снижения скорости окислительного разложения пищевого продукта под воздействием молекулярного кислорода.

На фиг. 1 показана общая структура саленового производного настоящего изобретения.

На фиг. 2 показано саленовое производное, имеющее структуру, представленную на фиг. 1, где n = 0.

На фиг. 3 показаны структуры предпочтительных соединений настоящего изобретения.

На фиг. 4 схематически показано влияние ишемического/реоксигенационного приступа на синаптическую передачу в выделенных срезах головного мозга.

На фиг. 5 показано влияние комплекса "сален-Mn" на амплитуду ВПСП после приступа ишемии/реокисления.

На фиг. 6 показано влияние комплекса "сален-Mn" на начальную крутизну ВПСП после шока, вызванного ишемией/реокислением.

На фиг. 7 показано влияние комплекса "сален-Mn" на жизнеспособность срезов головного мозга после повторных приступов ишемии/реокисления.

На фиг. 8 показано защитное действие комплекса "сален-Mn" с использованием модели животных с ятрогенной болезнью Паркинсона.

На фиг. 9 показано, что С7 защищает срезы аммонова рога от липидного переокисления, индуцированного молочной кислотой.

На фиг. 10 показано, что С7 защищает допаминергические нейроны полосатого тела мозга мыши от 6-OHDA-индуцированной дегенерации.

На фиг. 11 показано, что С7 защищает допаминергические нейроны полосатого тела мозга мыши от МРТР-индуцированной дегенерации.

Если это не оговорено особо, то все технические и научные термины, используемые в данной заявке, имеют значения, обычно подразумеваемые специалистами в области науки, к которой принадлежит настоящее изобретение. При осуществлении или испытании настоящего изобретения могут быть использованы любые методы и материалы, аналогичные или эквивалентные описанным в данной заявке; ниже приводится описание предпочтительных материалов и методов. Термины, используемые для описания настоящего изобретения, имеют значения, определенные ниже.

Используемый в настоящем описании термин "антиоксидант" означает вещество, присутствие которого в смеси или структуре, содержащей окисляемую субстратную биологическую молекулу, способствует значительному снижению или предупреждению окисления указанной субстратной биологической молекулы. Антиоксиданты могут действовать путем захвата биологически важных реакционноспособных свободных радикалов или других реакционноспособных кислородных групп (O2-, H2O2, OH, HOCl, ферил, пероксил, пероксинитрит и алкоксил) либо путем предупреждения их образования, либо путем каталитического превращения свободного радикала или других реакционноспособных кислородных молекул или ионов в менее реактивные молекулы или ионы. В соответствии с настоящим изобретением антиокислительный саленовый комплекс переходного металла обычно обладает значительной SOD-активностью. Комплекс "сален-переходный металл" настоящего изобретения обладает антиокислительной активностью в том случае, если указанный комплекс при его добавлении к клеточной культуре или аналитической реакционной смеси продуцирует значительное уменьшение количества свободных радикалов, таких как супероксид, или других реакционноспособных кислородных молекул, таких как пероксид водорода, по сравнению с параллельной клеточной культурой или аналитической реакцией, которые не были обработаны данным комплексом. Нужные концентрации (т.е. эффективные дозы) могут быть определены различными методами, включая построение эмпирической кривой зависимости "доза-эффект", предварительную оценку эффективности соединения того же типа с использованием QSAR-методов (QSAR-количественная взаимосвязь строения и активности) или молекулярного моделирования, либо другими методами, обычно используемыми в фармацевтической практике. Поскольку окислительное повреждение является в основном кумулятивным, то минимальный пороговый уровень (или доза) в отношении эффективности антиоксиданта отсутствует, хотя минимальные дозы для продуцирования обнаружимого терапевтического или профилактического эффекта при каждом конкретном заболевании могут быть установлены. Антиокислительные саленовые металлические комплексы настоящего изобретения могут обладать глутатионпероксидазной активностью.

Используемый в настоящем описании термин "комплекс сален-переходный металл" относится к соединению, имеющему структуру, соответствующую cтруктурам I-IX (см. ниже), либо любой структуре из С1, С4, С6, С7, С9, С10, С11, С12, С15, С17, С20, С22, С23, С25, С27-С30, показанным на фиг. 3 и ниже; а предпочтительно структуру, соответствующую одной из структур, показанных на фиг. 3 и выбранных из С6, С7 и С12; и более предпочтительно структуру, соответствующую структурам С7 или С12, предназначенным для каталитического удаления супероксида. Переходный металл в основном выбирают из группы, включающей в себя Mn, Mg, Со, Fe, V, Cr и Ni; а более предпочтительно, если таким металлом является Mn или Mg.

Используемый в настоящем описании термин "заболевание, ассоциированное со свободными радикалами" относится к патологическому состоянию индивидуума, являющемуся по крайней мере отчасти результатом продуцирования или действия свободных радикалов, в частности оксирадикалов или других реакционноспособных кислородных молекул или ионов, присутствующих в организме. Каждому специалисту известно, что большинство патологических состояний обусловлено многими факторами, и определить или идентифицировать доминирующий этиологический фактор для любого конкретного заболевания часто представляет серьезные трудности. Исходя из этого термин "заболевание, ассоциированное со свободными радикалами" включает в себя такие заболевания, о которых специалистам в данной области известно, что их патология является результатом воздействия свободных радикалов или реакционноспособных кислородных молекул или частиц; и при которых введение ингибитора свободных радикалов (например, десферриоксамин), акцептора свободных радикалов (например, токоферола, глутатиона), или катализатора (например, SOD, каталазы) продуцирует заметное уменьшение симптомов, увеличивает продолжительность жизни или оказывает другое благоприятное воздействие при лечении или предупреждении указанных патологических состояний. Примерами таких заболеваний могут служить, но не ограничиваются ими, патологические состояния, рассматриваемые в данной заявке как заболевания, обусловленные присутствием свободных радикалов, такие как ишемическо-реперфузионные повреждения, воспалительные заболевания, системная красная волчанка, инфаркт миокарда, шок, травматические кровотечения, травмы спинного мозга, болезнь Крона, аутоимунные заболевания (например, ревматоидный артрит, диабет), образование катаракты, увеит, эмфизема, язвы желудка, кислородный токсикоз, неоплазия, нежелательный апоптоз клеток, лучевая болезнь и другие патологические состояния, обсуждаемые в описании.

Используемые в настоящем описании термины "SOD-имитатор", "имитатор супероксид-дисмутазы" и "супероксидный катализатор" относятся к соединениям, обладающим обнаружимой каталитической активностью в отношении дисмутации супероксида, определяемой с помощью анализа. Обычно SOD-активность SOD-имитатора составляет по крайней мере около 0,001% по отношению к SOD-активности чел. Mn-SOD или Zn, Cu-SOD (исходя из молярного соотношения), как было определено с помощью стандартных аналитических методов; и/или указанная активность составляет по крайней мере 0,01 ед. SOD-активности/мМ в соответствии с SOD-анализом, описанным ниже, а предпочтительно по крайней мере 1 ед. SOD-активности/мМ.

Термин "алкил" относится к циклической, разветвленной или линейной алкильной группе, состоящей лишь из углерода и водорода и содержащей, если это не указано особо, от 1 до 12 атомов углерода. Примерами таких групп являются метил, этил, н-пропил, изобутил, трет-бутил, пентил, пивалил, гептил, адамантил и циклопентил. Алкильные группы могут быть незамещенными или замещенными одним или несколькими заместителями, такими как галоген, алкил, алкокси, алкилтио, трифторометил, ацилокси, гидрокси, меркапто, карбокси, арилокси, арил, арилалкил, гетероарил, амино, алкиламино, диалкиламино, морфолино, пиперидино, пирролидин-1-ил, пиперазин-1-ил или другими функциональными группами.

Термин "низший алкил" относится к циклическому разветвленному или линейному моновалентному алкильному радикалу с 1-6 атомами углерода. Примерами таких радикалов являются метил, этил, н-пропил, изо-пропил, н-бутил, трет-бутил, изо-бутил (или 2-метилпропил), циклопропилметил, изо-амил, н-амил и гексил.

Термин "арил" или "Ar" относится к одновалентной ненасыщенной ароматической карбоциклической группе, им