Стимулятор роста волос на основе производных пантотеновой кислоты

Стимулятор роста волос на основе производных пантотеновой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к косметическим средствам, в частности стимулирующим рост волос, а также касается способов получения биологически активных производных пантотеновой кислоты.

Нарушения нормального роста волос, вплоть до полного их выпадения, могут иметь разные причины, но независимо от этого такие патологические проявления имеют достаточно значимый социальный характер.

Изыскание средств, стимулирующих рост волос, началось давно и не прекращается до настоящего времени, поскольку идеального и универсального средства, одинаково эффективного во всех случаях, по-видимому, не существует.

Широкое использование в препаратах для ухода за волосами разного рода растительных экстрактов основано либо на действии экстрагируемых веществ как местных раздражителей (экстракты из лука, чеснока, перца), либо на действии некоторых экстрагируемых продуктов как активных предшественников для биосинтеза соединений, важных для метаболизма клеток волосяных луковиц или ствола волоса (пантотеновой кислоты в экстракте из крапивы, кремневой кислоты в экстрактах из овса, хвоща) [Махлюк В.П. Лекарственные растения в народной медицине. Саратов, 1991 г.].

Пантотеновая кислота - витамин группы В (Витамин В5); по химической природе - дипептид, состоящий из остатков аминокислоты β-аланина и пантоевой кислоты. Известно, что пантотеновая кислота и ее различные активные производные являются внутренним фактором, важным для протекания метаболических процессов в тканях кожи, а также она специфична в отношении роста и пигментации волос (Пат. US 3376334A, 17.06.65). Недостаток пантотеновой кислоты в организме животных приводит к нарушениям обмена веществ, на основе которых развиваются дерматиты, депигментация и потеря волос, шерсти или перьев (В.М.Березовский. Химия витаминов. М., 1973, с.69.). Однако попытки получить эффективное средство, стимулирующее рост волос, на основе пантотеновой кислоты провалились.

Несмотря на это пантотеновая кислота была предложена как составная часть средств для роста волос (JP 11246360, JP 2001288043, JP 2002316918, JP 2004091390). Наряду с пантотеновой кислотой в состав этих средств входят различные биологически активные вещества, в том числе природного происхождения, позволяющие в комплексе ингибировать выпадение и стимулировать рост волос.

Также известно средство, стимулирующее рост волос, содержащее низкомолекулярную РНК ядер клеток волосяных луковиц физиологически молодых животных и способное специфически стимулировать рост волос (RU 2144366 С1, Закрытое акционерное общество "Астера" RU, 20.01.2000). Недостатком известного средства является сложность получения из животного сырья и, в связи с этим, непостоянность состава.

Существуют примеры применения пептидов и производных белков в качестве стимуляторов роста волос. Известны лекарственные средства, имеющие в составе изолированный олигопептид длиной между 5 и 104 аминокислотными остатками в качестве активного ингридиента (RU 2002130441 А1, СУМИТОМО ЭЛЕКТРИК ИНДАСТРИЗ, ЛТД. JP, 10.06.04; RU 2002135669 А, СУМИТОМО ЭЛЕКТРИК ИНДАСТРИЗ, ЛТД. JP, 20.07.04). Очевидна трудоемкость получения таких олигопептидов.

В качестве наиболее близкого аналога можно рассматривать патент (RU 2043762 С1, Научно-производственное товарищество "Протеин Пав", RU, 20.09.1995), в котором предложено использовать для стимулирования роста волос N-ацилпроизводные гидролизаты белка, полученные при взаимодействии хлорангидридов и ангидридов высших карбоновых кислот с продуктами фрагментации различных белковых материалов. Однако точно не неопределяемый и непостоянный (точно не воспроизводимый) состав средства может приводить к появлению нежелательных побочных эффектов.

Пептиды тимуса обладают ярко выраженными иммуномодулирующими свойствами, они осуществляют также тканеспецифическое действие, направленное на восстановление нормального функционирования иммунных клеток (В.Г.Морозов, В.Х.Хавинсон, В.В.Малинин. Пептидные тимомиметики. С-П.: Наука, 2000, с.33). Пептиды, выделенные из тимуса, восстанавливают иммунологическую реактивность клеток кожи, регулируют реакции клеточного иммунитета, стабилизируют обмен веществ в клетках кожи, стимулируют репаративные процессы. Эти пептиды активизируют также рост волосяных фолликулов, что способствует укреплению корней волос и ускорению роста волос, и входят в состав некоторых средств для волос. Эти препараты представляют собой набор полипептидов различной длины, воздействующих на различные звенья иммунного ответа, а также на ряд других физиологических функций организма, что ведет к появлению нежелательных побочных эффектов. Кроме того, практическое использование таких препаратов затруднено в связи со сложностью способов их извлечения из природного сырья, малым выходом, значительной вариабельностью их физико-химических свойств. Последнее обстоятельство явилось стимулом для создания синтетических пептидов, обладающих иммунорегуляторными свойствами

Большой интерес представляет создание пептидных иммуностимуляторов на основе коротких, селективно действующих высокоактивных пептидов, синтез которых является экономически выгодным. Из тимуса выделен ряд коротких пептидов, обладающих иммунобиологической активностью (В.Г.Морозов, В.Х.Хавинсон, В.В.Малинин. Пептидные тимомиметики. С-П.: Наука, 2000, с.63-64). Некоторые химически синтезированные пептиды широко применяются в медицинской практике (например Glu-Trp (тимоген, WO 8906134), Lys-Glu (вилон)).

Предложены некоторые синтетические пептидные тимомиметики (γ-Glu-Trp (Бестим, RU 2091389), Ile-Glu-Trp (Неоген, RU 2107691, WO 9626955, US 6159940) как иммунорегуляторы.

Тимоген также предложен как основной компонент для средства по уходу за кожей (Пат. RU 2008894), помогая восстанавливать защитные свойства кожи.

По данным авторов, в патентной и научной литературе отсутствуют сведения о совместном применении пантотеновой кислоты и активных пептидов для косметических средств, также отсутствуют сведения о способах получения солей и конъюгатов пантотеновой кислоты и пептидов.

Целью данного изобретения является получение веществ, ускоряющих рост волос, укрепляющих корни волос и восстанавливающих пигментацию волос.

Цель достигается получением производных пантотеновой кислоты и коротких пептидов, являющихся тимомиметиками, и использование их в косметических средствах для волос.

Нами получены аммонийные соли пантотеновой кислоты с пептидами следующей формулы I

где Х-Gly, Ala, Leu, Ile, Val, Pro, Tyr, Phe, Trp, D-Ile, γ-аминомасляная кислота;

Y-Glu, Gly, Ala, Leu, Ile, Val, Pro, Tyr, Phe, Trp;

Z-OH, NH₂, моно- или дизамещенный амид (C₁-С₃), алкиловый эфир (С₁-С₃);

а также получены конъюгаты пантотеновой кислоты с пептидами следующей формулы II

где Х - Gly, Ala, Leu, Ile, Val, Pro, Tyr, Phe, Trp, D-Ile, γ-аминомасляная кислота;

Y-Glu, Gly, Ala, Leu, Ile, Val, Pro, Tyr, Phe, Trp;

Z-OH, NH₂, моно- или дизамещенный амид (C₁-С₃), алкиловый эфир (С₁-С₃);

обладающие свойствами стимулирования роста волос, их укрепления и восстановления пигментации волос.

Пептиды, приведенные в описании, могут быть приготовлены химическим синтезом, используя методы, известные в химии пептидов, такими как твердофазный синтез (Merrifield, 1964, J. Am. Chem. Soc. 85:2149-2154) или синтез в гомогенном растворе (Houbenweyl, 1987, Methods of Organic Chemistry, ed. E.Wansch, Vol.15 I и II, Thieme, Stuttgart).

Процесс синтеза пептидов предусматривает использование максимума блокирующих функциональных групп, начиная с алкиловых эфиров аминокислот, использование метода активированных эфиров и метода смешанных ангидридов, предпочтительно используя t-бутилоксикарбонильную группу как защиту аминогруппы.

Процесс синтеза предусматривает блокирование амино-, карбокси- и других реакционных групп аминокислот, которые не должны реагировать в течение синтеза. Подходящие блокирующие агенты известны в пептидном синтезе. После соединения аминокислот блокирующие группы удаляются.

Методы получения некоторых описываемых пептидов приведены в ряде патентов (RU 2091389, RU 2107691, RU 2120446, US 6159940).

Аммонийные соли пантотеновой кислоты с пептидами получены последовательной обработкой пантотената кальция серной кислотой, затем соответствующим пептидом.

Конъюгаты пантотеновой кислоты с пептидами могут быть получены образованием амидной связи любым известным способом, применяемым в пептидной химии. Предпочтительно использовать метод активированных эфиров, используя пентафторфениловый эфир пантотеновой кислоты. Гидроксильные группы пантотеновой кислоты предпочтительно предварительно защищать ацетальной группой с последующим снятием защитной группы.

Заявляемые соединения могут быть использованы в различных косметических средствах для волос: таких как кремы, маски, бальзамы, шампуни, тоники и др. В состав средства может входить одно или более заявляемых соединений.

Пантотеновая кислота не токсична (токсичность на кроликах >2000 мг/кг внутривенно) (В.М.Березовский. Химия витаминов. М., 1973, с.72).

Пептиды также не вызывают токсических реакций, в организме не кумулируются и хронической токсичностью не обладают. Результаты исследований показали, что при внутрибрюшном введении 1000 кратной дозы описываемые пептиды не оказывали острого токсического действия и при этих дозах оказалось невозможным достигнуть их LD₅₀(RU 2091389, WO 9640740, US 6159940).

Сущность изобретения иллюстрируется в следующих примерах.

Получение соли пантотеновой кислоты с Ile-Glu-Trp (соед. 15)

Пантотенат кальция 86 мг (1,81·10^-4 моль) растворяют в 2 мл воды, подкисляют 0,09 мл 10% раствора Н₂SO₄, выпавший сульфат кальция отфильтровывают. Промывают на фильтре 2 мл абсолютного спирта.

К полученному раствору добавляют суспензию 161 мг (3,62·10^-4 моль) Ile-Glu-Trp в 10 мл воды. Реакционную смесь кипятят в течение часа. Растворитель упаривают досуха, остаток в виде масла растирают в эфире. Получают аморфный порошок светло-коричневого цвета. Выход 237 мг (96%).

Аналогично получены соли пантотеновой кислоты с остальными описанными пептидами (соединения 1-18 в таблице 1).

Пример 2 Получение конъюгата Ile-Glu-Trp с пантотеновой кислотой (соед. 15а).

1. Получение ацетонида пантотеновой кислоты

К суспензии 5,00 г (10,5 ммоль) пантотената кальция и 0,94 г (10,5 ммоль) безводной щавелевой кислоты в ацетоне приливают 7,1 мл (0,058 моль) 2,2-диметоксипропана, кипятят в присутствии молекулярного сита 4Å в течение 15 часов (контроль ТСХ). Отфильтровывают осадок оксалата кальция, отгоняют ацетон, остаток растворяют в этилацетате, промывают водой и сушат над сульфатом магния. Растворитель отгоняют, остаток растирают в гексане, получают 4,5 г белых не требующих дополнительной очистки кристаллов (Выход 78%).

Т_пл=87-89°С.

ТСХ: хлороформ: метанол - 3:1 (Sorbfil, проявитель 1% KMnO₄), R_f=0,46.

2. Получение пентафторфенилового эфира ацетонида пантотеновой кислоты.

Растворяют 1 г (3,30 ммоль) ацетонида пантотеновой кислоты и 0,68 г (3,68 ммоль) пентафторфенола в 30 мл безводного хлористого метилена, смесь охлаждают до -10°С, присыпают 0,76 г (3,68 ммоль) дициклогексилкарбодиимида и перемешивают при -10 - 0°С три часа, затем 4 часа при 20°С (контроль ТСХ).

Отфильтровывают осадок дициклогексилмочевины, отгоняют растворитель, кристаллизуют из гексана. Получают 1,1 г (72%) пентафторфенилового эфира ацеталя пантотеновой кислоты.

Т_пл=112-114°С.

ТСХ: хлороформ (Sorbfil, проявитель 1% KMnO₄), R_f=0,40.

3. Получение конъюгата пантотеновой кислоты с Ile-Glu-Trp.

Готовят 4 мл 1М раствора комплекса хлористого цинка с пиридином в ДМФА. Растворяют в нем 0,15 г (0,34 ммоль) трипептида и 0,19 г (0,4 ммоль) пентафторфенилового эфира, полученного в п.2, добавляют 10 мас.% имидазола, перемешивают при 40°С 10 часов (контроль ТСХ).

По окончании реакции отгоняют ДМФА, разбавляют 10 мл 0,5 М раствором соляной кислоты, перемешивают 30 мин. Реакционную массу экстрагируют этилацетатом и сушат над сульфатом магния. Растворитель отгоняют на роторе, остаток растирают в эфире, получают 0,1 г (43%) желтых кристаллов, которые перекристаллизовывают из этилацетата/метанола.

Т_пл=145-147°С.

ТСХ: хлороформ : метанол : уксусная к-та - 8:1:1 (Sorbfil, проявитель 1% KMnO₄), R_f=0,15.

Аналогично получены конъюгаты пантотеновой кислоты с остальными пептидами. (соединения 1а-18а в таблице 1).

Таблица 1.
Характеристики солей пантотеновой кислоты с пептидами (соединения 1-18) и конъюгатов пантотеновой кислоты с пептидами (соединения 1a-18а).
Пептид	№ соеди нени я	Выход	№ соединения	Выход	Rf
Ala-Glu-Trp-OH	1	96	1а	41	0,19
Ala-Glu-Trp-NH2	2	94	2a	48	0,20
Leu-Glu-Trp-NH2	3	90	3а	51	0,17
Val-Glu-Trp-OH	4	98	4a	50	0,18
Val-Glu-Trp-NH2	5	96	5a	47	0,20
Gly-Glu-Trp-OH	6	95	6а	45	0,21
D-Ile-Glu-Trp-OH	7	93	7a	47	0,15
Pro-Glu-Trp-OH	8	96	8a	51	0,19
Ile-Glu-Trp-NH2	9	90	9a	55	0,19
Ile-Glu-Trp-N(CH3)2	10	89	10а	47	0,23
Ile-Glu-Trp-ОСН3	11	98	11а	58	0,42
Leu-Glu-Trp-OH	12	97	12a	49	0,20
Phe-Glu-Trp-OH	13	98	13a	58	0,18
Phe-Glu-Trp-NH2	14	98	14a	57	0,20
Ile-Glu-Trp-OH	15	97	15a	43	0,15
Trp-Glu-Trp-OH	16	92	16a	48	0,17
Tyr-Glu-Trp-OH	17	87	17a	49	0,14
Abu-Glu-Trp-OH	18	92	18а	53	0,20

Пример 3

Фармакологические исследования были проведены на 120 беспородных мышах (по 3 самца и 3 самки на каждое соединение) массой 20-22 г. Животные подбирались одного, половозрелого возраста, без поражений волосяного покрова. Контрольная и опытная группы содержались в одинаковых условиях вивария и на стандартном рационе. У мышей была гладко выбрита область в нижней части спины.

Определение специфического фармакологического действия осуществлялось путем нанесения экспериментальной группе животных 1% растворов исследуемых соединений в 50%-ном водном диметилсульфоксиде по 100 мг на один эпилированный участок кожи, однократно, в одно и то же время суток, при помощи легкого массажа. Обработка проводилась 1, 2, 4 и 5 дни. Контрольной группе животных на эпилированный участок кожи наносилась чистая основа.

Рост волос (маленький серый мех, хорошо видимый на фоне розовой кожи) наблюдался у мышей, обработанных соединением 15, уже на 2-й день.

На 5-й день после начала обработки рост волос был выявлен на всех мышах, обработанных соединениями: солями и конъюгатами пантотеновой кислоты с пептидами. Значительный рост наблюдался на 7 день у мышей, обработанных описываемыми соединениями (чертеж). Наиболее сильный эффект наблюдался для соединений 10, 12, 15, 16, 10а, 15а, 16а. В областях применения растворов исследуемых веществ воспаления, высыхания кожи, или любых других побочных эффектов на коже не наблюдалось. В контрольной группе мышей на 7-й день эффекта роста волос не выявлено (чертеж).

1. Применение производных пантотеновой кислоты, а именно аммонийных солей с пептидами, формулы I

где Х-Gly, Ala, Leu, Ile, Val, Pro, Tyr, Phe, Trp, D-Ile, γ-аминомасляная кислота; Y-Glu; Z-OH, NH₂, моно- или дизамещенный амид (С₁-С₃); алкиловый эфир (С₁-С₃); в качестве стимуляторов роста волос.

2. Применение производных пантотеновой кислоты, а именно конъюгатов пантотеновой кислоты с пептидами, формулы II

где Х-Gly, Ala, Leu, Ile, Val, Pro, Tyr, Phe, Trp, D-Ile, γ-аминомасляная кислота; Y-Glu; Z-ОН, NH₂, моно- или дизамещенный амид (С₁-С₃); алкиловый эфир (С₁-С₃); в качестве стимуляторов роста волос.

3. Способ получения аммонийных солей пантотеновой кислоты с пептидами по п.1, заключающийся в получении пантотеновой кислоты из пантотената кальция обработкой серной кислотой, затем образование аммонийных солей посредством кипячения водно-спиртового раствора пантотеновой кислоты и соответствующего пептида.

4. Способ получения производных пантотеновой кислоты по п.2, заключающийся в ацетальной защите гидроксильных групп пантотеновой кислоты 2,2-диметоксипропаном, получении пентафторфенилового эфира защищенной пантотеновой кислоты, дальнейшем его взаимодействии с соответствующим пептидом с образованием амидной связи, снятии ацетальной защитной группы.