Бензо[d] изоксазол-3-ольные ингибиторы daao

Бензо[d] изоксазол-3-ольные ингибиторы daao

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данная заявка не является предварительной и показывает преимущество предварительной заявки США № 60/532978 от 29 декабря 2003. Полное раскрытие предварительной заявки США № 60/532978 включено здесь в виде ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фермент оксидаза D-аминокислот (DAAO) осуществляет метаболизм D-аминокислот и, в частности, осуществляет in vitro метаболизм D-серина при физиологическом уровне pH. Экспрессия DAAO проходит в головном мозге млекопитающих и в периферической области. Роль D-серина как нейротрансмиттера важна в активации N-метил-D-аспартат(NMDA)-селективного подтипа глутаматного рецептора, ионного канала, экспрессируемого в нейронах, обозначенного здесь как NMDA-рецептор. Небольшие органические молекулы, которые ингибируют ферментативный цикл DAAO, могут регулировать уровни D-серина и, таким образом, влиять на активность NMDA-рецепторов в головном мозге. Активность NMDA-рецепторов является важной при разнообразных болезненных состояниях, таких как шизофрения, психоз, атаксия, ишемия, некоторые формы боли, включая невропатическую боль, и дефицит памяти и познавательной способности.

Небольшие органические молекулы, которые ингибируют ферментативный цикл DAAO, могут также регулировать продуцирование токсических метаболитов окисления D-серина, например пероксида водорода и аммиака. Следовательно, данные молекулы могут оказывать влияние на развитие процесса гибели клеток при нейродегенеративных нарушениях. Нейродегенеративные заболевания представляют собой заболевания, при которых ЦНС-нейроны и/или периферические нейроны претерпевают прогрессирующее ослабление функции, обычно сопровождающееся (и, возможно, вызванное) физическим ухудшением структуры самих нейронов или их границ раздела с другими нейронами. Такие состояния включают болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона и невропатическую боль. Экспрессия N-метил-D-аспартат (NMDA)-глутаматных рецепторов осуществляется по возбуждающим синапсам во всей центральной нервной системе (ЦНС). Данные рецепторы опосредуют широкий диапазон процессов головного мозга, включая нестабильность синапсов, которые связаны с определенными типами формирования памяти и обучаемости. Для воздействия на нейротрансмиссию требуется связывание NMDA-глутаматных рецепторов с двумя агонистами. Один из этих агонистов представляет собой возбуждающую аминокислоту L-глутамат, при этом полагают, что второй агонист на, так называемом, "стрихнин-нечувствительном глициновом сайте" представляет собой D-серин. У животных D-серин синтезируется из L-серина посредством серинрацемазы и разрушается до соответствующей кетокислоты посредством DAAO. Полагают, что серинрацемаза и DAAO играют ключевую роль в модуляции NMDA-нейротрансмиссии путем регуляции ЦНС-концентраций D-серина.

Болезнь Альцгеймера проявляется как форма слабоумия, которая обычно включает психическое расстройство, отражающееся в потере памяти, спутанности и дезориентации. В контексте настоящего изобретения слабоумие определяют как синдром прогрессирующего ухудшения во множестве доменов познавательной функции, ведущий, в конечном счете, к неспособности поддерживать нормальную социальную и/или профессиональную деятельность. Ранние симптомы включают снижение памяти и небольшое, но прогрессирующее ухудшение специфических познавательных функций, таких как речь (афазия), двигательный навык (апраксия) и восприятие (агнозия). Самым ранним проявлением болезни Альцгеймера часто является ухудшение памяти, которое требуется для диагностики слабоумия по обоим критериям: критерию института National Institute of Neurological and Communicative Disorders и ассоциации Stroke-Alzheimer's Disease and the Alzheimer's Disease and Related Disorders Association (NINCDS-ADRDA) (McKhann и др., 1984, Neurology 34:939-944), который является специфичным для болезни Альцгеймера, и критерию по справочнику The American Psychiatric Association's Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, издание четвертое (DSM-IV), который применим для всех форм слабоумия. Когнитивную функцию пациента можно также оценить по когнитивной подшкале шкалы оценок болезни Альцгеймера (ADAS-cog; Rosen и др., 1984, Am. J. Psychiatry 141:1356-1364). Болезнь Альцгеймера обычно лечат при помощи ингибиторов ацетилхолинэстеразы, таких как такрингидрохлорид или донепезил. К сожалению, несколько форм лечения потери памяти и замедленной обучаемости, имеющиеся в настоящее время, считаются недостаточно эффективными, чтобы обеспечить существенное различие для пациента, и в настоящее время нет стандартного ноотропного лекарства для использования при таком лечении.

Нейропсихиатрические нарушения включают шизофрению, аутизм и нарушение, связанное с дефицитом внимания. Клиницисты признают различие между такими нарушениями, и существует много схем их категоризации. Справочник The Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, издание четвертое исправленное (DSM-IV-R), опубликованный американской психиатрической ассоциацией (the American Psychiatric Association), обеспечивает стандартную диагностическую систему, которой доверяют специалисты в данной области, и которая включена здесь в виде ссылки. Согласно системе DSM-IV психические нарушения оси I включают: нарушения, диагностируемые в детстве (такие как нарушение, связанное с дефицитом внимания (ADD), и нарушение, связанное с дефицитом внимания - гиперактивностью (ADHD)), и нарушения, диагностируемые у взрослых. Нарушения, диагностируемые у взрослых, включают (1) шизофрению и психотические нарушения; (2) когнитивные нарушения; (3) нарушения настроения; (4) нарушения, связанные с чувством тревоги; (5) пищевые нарушения; (6) нарушения, связанные с приемом определенных веществ; (7) личностные расстройства и (8) "нарушения, еще не включенные" в схему.

ADD и ADHD представляют собой нарушения, которые преобладают, главным образом, у детей и связаны с повышенной двигательной активностью и пониженным объемом внимания. Данные нарушения обычно лечат посредством введения психостимуляторов, например метилфенидата и декстроамфетаминсульфата.

Шизофрения представляет группу нейропсихиатрических нарушений, характеризующихся дисфункциями мыслительного процесса, такими как мании, галлюцинации и экстенсивное удаление интересов пациента от интересов других людей. Приблизительно один процент населения во всем мире страдает от шизофрении, и данное нарушение сопровождается высокими степенями заболеваемости и смертности. Так называемые, негативные симптомы шизофрении включают притупление эмоций, анергию, алогичность и социальную самоизоляцию, которые можно оценить, используя SANS (Andreasen, 1983, шкалы для оценки негативных симптомов (SANS), Iowa City, Iowa). Позитивные симптомы шизофрении включают манию и галлюцинацию, которые можно оценить, используя PANSS (шкалу позитивных и негативных синдромов) (Kay и др., 1987, Schizophrenia Bulletin 13:261-276). Когнитивные симптомы шизофрении включают ухудшение получения, организации и использования интеллектуальных знаний, которое можно оценить по когнитивной подшкале «шкалы позитивных и негативных синдромов» (PANSS-когнитивная подшкала) (Lindenmayer и др., 1994, J. Nerv. Ment. Dis. 182:631-638) или при помощи когнитивных задач, например, применяя тест с сортировкой карт «Wisconsin Card Sorting Test». Для лечения позитивных симптомов шизофрении, таких как мании и галлюцинации, можно использовать общеизвестные антипсихотические лекарства, которые действуют на допаминовые D₂ рецепторы. Вообще, общеизвестные антипсихотические лекарства и нетипичные антипсихотические лекарства, которые действуют на допаминовые D₂ и серотониновые 5HT₂ рецепторы, ограничены в способности лечить когнитивный дефицит и негативные симптомы, например притупление эмоций (то есть отсутствие выражения лица), анергию и социальную самоизоляцию.

Другие состояния, которые проявляются как дефицит памяти и обучаемости, включают легкую забывчивость и закрытую травму черепа. Легкая забывчивость относится к слабой тенденции неспособности извлекать или вспоминать информацию, которая была отмечена, заучена и сохранена в памяти (например, неспособность вспомнить, где положены ключи или припаркована машина). Легкая забывчивость обычно поражает людей старше 40 лет и может быть оценена при помощи стандартных оценочных механизмов, например, по шкале оценки памяти Wechsler Memory Scale. Закрытая травма черепа относится к клиническому состоянию после повреждения или травмы головы. Так, состояние, которое характеризуется когнитивным ухудшением и ухудшением памяти, можно диагностировать согласно DSM-IV как "амнестическое нарушение в результате общего медицинского состояния".

Известные ингибиторы DAAO включают бензойную кислоту, пиррол-2-карбоновые кислоты и индол-2-карбоновые кислоты, которые описаны Frisell, и др., J. Biol. Chem., 223:75-83 (1956) и Parikh и др., JACS, 80:953 (1958). В литературе описаны производные индола и, в частности, некоторые индол-2-карбоксилаты для лечения нейродегенеративных заболеваний и нейротоксических повреждений. EP 396124 раскрывает индол-2-карбоксилаты и производные, предназначенные для лечения или терапии нейротоксического повреждения в результате нарушения ЦНС или травматического случая или для лечения или терапии нейродегенеративного заболевания. Даны несколько примеров травматических случаев, результатом которых является нейротоксическое повреждение, включая гипоксию, аноксию, ишемию, связанную с перинатальной асфиксией, остановку сердечной деятельности или инсульт. Нейродегенерация связана с нарушениями ЦНС, такими как судороги и эпилепсия. Патенты США №№ 5373018; 5374649; 5686461; 5962496 и 6100289 (Cugola) раскрывают лечение нейротоксического повреждения и нейродегенеративного заболевания, используя производные индола. Ни в одной из указанных выше ссылок не упоминается улучшение или повышение обучаемости, памяти или познавательной способности.

WO 03/039540 раскрывает повышение обучаемости, памяти и познавательной способности и лечение нейродегенеративных нарушений при использовании ингибиторов DAAO, включая индол-2-карбоновые кислоты. Тем не менее сохраняется потребность в новых лекарствах, которые являются клинически эффективными при лечении дефектов памяти, пониженной обучаемости и снижения познавательной способности, и других симптомов, связанных с активностью NMDA-рецепторов или ее отсутствием.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Неожиданно было обнаружено, что некоторые производные бензо[d]изоксазол-3-ола демонстрируют более сильное ингибирование активности DAAO, чем известные ингибиторы. Обнаружено, что поразительно низкие концентрации данных соединений ингибируют DAAO in vitro, в частности, по сравнению с известными ингибиторами DAAO, такими как бензойная кислота, пиррол-2-карбоновая кислота и индол-2-карбоновая кислота. Благодаря своей способности ингибировать DAAO-активность, некоторые производные бензизоксазола пригодны при лечении разнообразных заболеваний и/или состояний, при которых регуляция уровней D-серина и/или продуктов его окисления является эффективной для улучшения симптомов, наряду со снижением нежелательных побочных эффектов. В частности, соединения могут быть пригодны для повышения уровней D-серина и снижения уровней токсических продуктов окисления D-серина; таким образом, соединения пригодны для повышения обучаемости, памяти и/или познавательной способности или для лечения шизофрении, для лечения или профилактики потери памяти и/или познавательной способности, связанной с болезнью Альцгеймера, для лечения атаксии или профилактики снижения нейронной функции, характерного для нейродегенеративных заболеваний.

Таким образом, в одном аспекте данное изобретение касается способов повышения уровня D-серина и снижения количества токсических продуктов окисления D-серина для улучшения обучаемости, памяти и/или познавательной способности или для лечения шизофрении, лечения или профилактики потери памяти и/или познавательной способности, связанной с болезнью Альцгеймера, для лечения атаксии, или для профилактики снижения нейронной функции, характерной для нейродегенеративных заболеваний.

Способы включают введение нуждающемуся в этом субъекту терапевтического количества соединения формулы I или его фармацевтически приемлемой соли или сольвата:

где

Z¹ обозначает N или CR³;

Z² обозначает N или CR⁴;

Z³ обозначает О или S;

A обозначает водород, алкил или M⁺;

M обозначает алюминий, кальций, литий, магний, калий, натрий, цинк или их смесь;

R¹, R², R³ и R⁴ независимо выбраны из водорода, алкила, гидроксиалкокси, арила, ацила, галогена, циано, галогеналкила, NHCOOR⁵ и SO₂NH₂;

R⁵ обозначает арил, арилалкил, гетероарил или гетероарилалкил; и,

по меньшей мере, один из Z¹ и Z² отличен от N.

Во втором аспекте данное изобретение касается способов лечения аутизма, шизофрении, болезни Альцгеймера, атаксии или нейродегенеративного заболевания, включающих введение терапевтически эффективного количества указанного выше ингибитора оксидазы D-аминокислот (DAAO) формулы I субъекту, нуждающемуся в лечении одного или нескольких таких состояний.

В предпочтительных вариантах соединения формулы I представляют собой замещенные бензо[d]изоксазол-3-олы, то есть, по меньшей мере, один из R¹, R², R³ и R⁴ отличен от водорода. Типичными соединениями являются:

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение касается способов повышения уровня D-серина и снижения количества токсических продуктов окисления D-серина для улучшения обучаемости, памяти и/или познавательной способности или для лечения шизофрении, лечения или профилактики потери памяти и/или познавательной способности, связанной с болезнью Альцгеймера, для лечения атаксии или для профилактики снижения нейронной функции, характерного для нейродегенеративного заболевания. Способы включают введение субъекту терапевтического количества соединения формулы I:

или его фармацевтически приемлемой соли или сольвата; где

Z¹ обозначает N или CR³;

Z² обозначает N или CR⁴;

Z³ обозначает О или S;

A обозначает водород, алкил или M⁺;

M обозначает алюминий, кальций, литий, магний, калий, натрий, цинк или их смесь;

R¹, R², R³ и R⁴ независимо выбраны из водорода, алкила, гидроксиалкокси, арила, ацила, галогена, циано, галогеналкила, NHCOOR⁵ и SO₂NH₂;

R⁵ обозначает арил, арилалкил, гетероарил или гетероарилалкил; и,

по меньшей мере, один из Z¹ и Z² отличен от N.

Терапевтическое лечение соединением формулы I улучшает и/или исправляет память, обучаемость и познавательную способность, в особенности, у людей, страдающих нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, Хантингтона или Паркинсона. Соединения также облегчают когнитивные дисфункции, связанные со старением, и облегчают кататоническую шизофрению.

Соединения формулы I обладают уникальными фармакологическими характеристиками в отношении ингибирования DAAO и влияния на активность NMDA-рецепторов в головном мозге, в частности, путем регулирования уровня D-серина. Следовательно, данные соединения эффективны при лечении состояний и нарушений, регулируемых DAAO, D-серином и/или активностью NMDA-рецепторов, главным образом, нарушений, связанных с ЦНС, при уменьшении побочных эффектов по сравнению с приемом стандартных в настоящее время препаратов. Данные состояния и нарушения включают, но не ограничены этим, нейропсихиатрические нарушения, такие как шизофрения, аутизм, нарушение, связанное с дефицитом внимания (ADD и ADHD), и проблемы обучения у детей, и нейродегенеративные заболевания и нарушения, такие как MLS (мозжечковая атаксия), болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Хантингтона, боковой амиотрофический склероз, синдром Дауна, невропатическая боль, слабоумие, связанное с множественным инфарктом, эпилептический статус, контузионные повреждения (например, повреждение спинного мозга и повреждение головы), индуцированная вирусной инфекцией нейродегенерация (например, СПИД, энцефалопатии), эпилепсия, легкая забывчивость и закрытая травма черепа. Соединения формулы I могут также быть пригодны для лечения нейротоксического поражения после церебрального инсульта, тромбоэмболического инсульта, геморрагического инсульта, церебральной ишемии, спазма мозговых сосудов, гипогликемии, амнезии, гипоксии, аноксии, перинатальной асфиксии и остановки сердечной деятельности.

Соединения формулы I обычно более селективны, чем известные ингибиторы DAAO, включая индол-2-карбоксилаты, и демонстрируют более высокую селективность ингибирования DAAO относительно связывания по сайтам связывания D-серина на NMDA-рецепторах. Соединения также демонстрируют благоприятный профиль активности, включая хорошую биодоступность. Таким образом, они обеспечивают преимущества относительно многих известных в данной области способов лечения нарушений, регулируемых DAAO, D-серином или активностью NMDA-рецепторов. Например, в отличие от многих общеизвестных антипсихотических терапевтических средств ингибиторы DAAO могут производить желательное уменьшение когнитивных симптомов шизофрении. Общеизвестные антипсихотические средства часто дают нежелательные побочные эффекты, включая позднюю дискинезию (необратимое непроизвольное двигательное расстройство), экстрапирамидальные симптомы и акатизию, и их можно снизить или ликвидировать посредством введения соединений формулы I.

В другом аспекте настоящее изобретение также касается соединений формулы Ia или их фармацевтически приемлемых солей или сольватов и содержащих их фармацевтических композиций:

где

A обозначает водород, алкил или M⁺;

M обозначает алюминий, кальций, литий, магний, калий, натрий, цинк или их смесь;

Z обозначает O или S;

R¹ и R² независимо выбраны из водорода, алкила, гидрокси, алкокси, арила, ацила, галогена, циано, галогеналкила, NHCOOR⁵ и SO₂NH₂;

R⁵ обозначает арил, арилалкил, гетероарил или гетероарилалкил; и

R^3a и R^4a независимо выбраны из алкила, гидрокси, алкокси, арила, ацила, галогена, циано, галогеналкила, NCOOR⁵ и SO₂NH₂.

Соединения формулы Ia образуют подмножество соединений формулы I, и, таким образом, могут использоваться в способах по настоящему изобретению. Предполагается, что приведенные здесь ссылки на соединения формулы I включают соединения формулы Ia.

В предпочтительных вариантах соединения формулы I и Ia представляют собой бензо[d]изоксазол-3-олы, замещеные в положении 5 и/или в положении 6. Предпочтительными заместителями для соединений формулы I и Ia и для 5-, 6- и 5,6-замещенных бензо[d]изоксазол-3-олов являются галогены (в особенности, хлор), гидрокси, алкил (в особенности, высший алкил (C₆-C₂₀)) и алкокси. Особо предпочтительные бензо[d]изоксазол-3-ольные, ингибиторы оксидазы D-аминокислот включают:

Изобретение включает соединения формулы I и Ia, а также фармацевтически приемлемые соли и сольваты данных соединений. Выражение "соединение или фармацевтически приемлемая соль или сольват соединения" подразумевает значение "или" в смысле включение, которое одновременно охватывает и соль, и сольват. Фармацевтически приемлемые соли включают, но не ограничены этим, неорганические соли алюминия, кальция, лития, магния, калия, натрия и цинка и органические соли лизина, NN'-дибензилэтилендиамина, хлорпрокаина, холина, диэтаноламина, этилендиамина, меглумина (N-метилглюкамина), прокаина и трометамина.

Субъекты для лечения согласно настоящему изобретению включают людей (пациенты) и других млекопитающих, нуждающихся в лечении указанного состояния. Пациентами, нуждающимися в лечении для улучшения или повышения обучаемости и памяти являются те, которые демонстрируют симптомы слабоумия или снижения обучаемости и памяти. Пациенты с амнезией имеют ухудшенную способность в познавании новой информации или неспособны вспомнить полученную ранее информацию или прошлые события. Дефицит памяти является наиболее очевидным при решении задач, требующих спонтанно что-то вспомнить, и также может быть очевиден, если позже экзаменатор дает человеку стимулы для воспоминаний. Нарушение памяти должно быть достаточно тяжелым, чтобы вызывать заметное ухудшение в социальной или профессиональной деятельности, и должно представлять существенный спад относительно прежнего уровня деятельности. Дефицит памяти может быть связан с возрастом или являться результатом заболевания или другой причины. Слабоумие характеризуется множественными клинически существенными дефицитами в познавательной способности, что представляет существенное отклонение от прежнего уровня деятельности, включающее ухудшение памяти, в том числе неспособность к изучению нового материала или забывание ранее изученного материала. Память можно формально исследовать, оценивая способность регистрировать, держать в памяти, вспоминать и осознавать информацию. Диагностика слабоумия также нуждается, по меньшей мере, в одном из следующих когнитивных нарушений: афазия, апраксия, агнозия или нарушение в исполнительной деятельности. Эти дефициты речи, двигательной деятельности, способности распознавать объекты и абстрактного мышления, соответственно, должны быть достаточно тяжелыми в сочетании с дефицитом памяти, чтобы вызывать ухудшение в профессиональной или социальной деятельности, и должны представлять спад относительно более высокого прежнего уровня деятельности.

Соединения формулы I и Ia можно также использовать в сочетании с терапией, включающей введение D-серина или его аналога, например, соли D-серина, сложного эфира D-серина, алкилированного D-серина или предшественника D-серина, или можно использовать в сочетании с терапией, включающей введение антипсихотических средств, антидепрессантов, психостимуляторов и/или средств для терапии болезни Альцгеймера.

У животных имеется несколько общепринятых моделей обучаемости и памяти для проверки благотворных эффектов, повышающих когнитивную функцию, и связанных с ними потенциальных побочных эффектов лечения. Описания исследований, которые можно применять для оценки изменений в познавательной способности у видов, отличных от человека, даны в работе Sarter, Martin, Intern. J. Neuroscience, 32:765-774 (1987). Исследования включают водный лабиринт Морриса (Stewart and Morris, Behavioral Neuroscience, R. Saghal, Ed., p. 107 (1993)), модель отсроченного несовпадения с образцом и социально дискриминационные модели.

Водный лабиринт Морриса является одной из моделей обучаемости и памяти, наилучшим образом подтвержденных, и он чувствителен к эффектам разнообразных фармакологических агентов, повышающим когнитивную функцию. Задание, выполняемое в лабиринте, является особо чувствительным к манипуляциям с гиппокампом в головном мозге, областью головного мозга, важной для пространственной обучаемости у животных и усиления памяти у людей. Кроме того, улучшение деятельности в водном лабиринте Морриса является предсказанием клинической эффективности соединения как агента, усиливающего когнитивную функцию. Например, лечение ингибиторами холинэстеразы или селективными мускариновыми холинергическими агонистами уменьшает дефицит обучаемости на животной модели обучаемости и памяти с лабиринтом Морриса, а также у клинически исследуемых пациентов со слабоумием. Кроме того, данный пример на животных точно моделирует повышение степени ухудшения с наступлением старости и повышенную уязвимость следов памяти при задержке перед исследованием или помехе, что характерно для пациентов с амнезией. Тест представляет задачу простой пространственной обучаемости, при которой животное помещают в резервуар с прохладной водой, которая непрозрачна в результате добавления порошкового молока. Животные изучают расположение платформы относительно визуальных подсказок, находящихся внутри лабиринта и исследовательской комнаты; данное обучение относится к изучению места. Группы животных принимают контрольный раствор или дозу терапевтического агента с необходимым временным интервалом до тренинга или после тренинга. Контрольные животные обычно достигают платформы за пять-десять секунд после трех дней тренинга. Оценкой модулирующего влияния терапевтического агента на память является изменение данного временного периода. На второй или тестовой фазе исследования животных, которые ранее изучили положение платформы, помещают в резервуар, из которого удалена платформа. Животные, которые помнят положение платформы, проводят больше времени в квадранте, который содержал платформу, и больше пересекают положение, ранее занимаемое платформой. Улучшение памяти или когнитивной способности проявляют животные, проводящие больше времени в правильном квадранте или больше пересекающие положение, ранее занимаемое платформой, по сравнению с контрольными животными. Снижение памяти или когнитивной способности проявляют животные, проводящие меньше времени в правильном квадранте или меньше пересекающие положение платформы, чем контрольные животные.

В исследовании на модели отсроченного несовпадения с образцом животному предоставляют стимул (например, уровень A). Через некоторый период времени животному предоставляют две альтернативы (например, уровень A и уровень B). Выбор решения, которое не соответствует исходному стимулу (уровень B) дает вознаграждение. Большая, чем случайный выбор, результативность собственного решения указывает, что исходный стимул был сохранен в памяти. С увеличением времени между стимулом и выбором, результативность снижается и приближается к чистому выбору. Количество правильных выборов в данный момент времени пропорционально когнитивной способности. Дефицит познавательной способности или памяти можно индуцировать физически, биохимически или используя старых животных.

В исследовании социального взаимодействия вводят чужое животное (животное B) в клетку с исследуемым животным (животное A). Животное A признает введенное животное за чужака и исследует его. Если животное B удалить и позже ввести обратно, исследуемое животное (животное A) затрачивает меньше времени на исследование нового соседа по клетке, так как оно помнит его с предыдущего введения. С увеличением времени между введениями на исследование нового животного, введенного второй раз, затрачивается больше времени, так как его хуже помнят. Время, затраченное на исследование нового соседа по клетке при втором введении, обратно пропорционально когнитивной способности. Дефицит познавательной способности или памяти можно индуцировать физически, биохимически или используя старых животных.

У людей способы улучшения обучаемости и памяти можно оценить по таким тестам как шкала памяти Векслера (Wechsler Memory Scale) и мини-ментальный тест (Minimental test). Стандартным клиническим исследованием для определения, имеет ли пациент ухудшенную обучаемость и память, является мини-ментальный тест на обучаемость и память (Folstein и др., J. Psychiatric Res. 12:185, 1975), главным образом, для людей, страдающих от травмы головы, болезни Корсакова (Korsakoff) или инсульта. Результат исследования служит показателем краткосрочной рабочей памяти, такого типа памяти, которая быстро ухудшается на ранних стадиях слабоумия или амнезии. Пациенту читают десять пар несвязанных слов (например, армия-стол). Затем пациента просят вспомнить второе слово, называя первое слово из каждой пары. Оценкой ухудшения памяти является уменьшенное количество вспомненных слов, ассоциированных в пары, относительно соответствующей контрольной группы. Улучшение обучаемости и памяти состоит либо в (a) статистически существенной разнице между результатом для пациентов, прошедших лечение, по сравнению с участниками плацебо-группы; либо в (b) статистически существенном изменении результата по направлению к норме по определениям, подходящим к модели заболевания. Животные модели или клинические случаи заболевания демонстрируют симптомы, которые по определению отличны от нормальных контролей. Таким образом, мероприятия эффективной фармакотерапии являются существенными, но необязательно с полной обратимостью симптомов. Улучшению могут способствовать (на моделях животных или на людях с патологией памяти) клинически эффективные лекарства, "усиливающие когнитивную функцию", которые служат улучшению работы памяти. Например, агенты, усиливающие когнитивную функцию, которые действуют как холиномиметические заместительные терапии у пациентов, страдающих от слабоумия и снижения памяти Альцгеймеровского типа, существенно улучшают краткосрочную рабочую память в таких примерах как задача с парными ассоциатами. Другое потенциальное применение для терапевтических вмешательств против ухудшения памяти предлагается при возрастных дефицитах деятельности, которые эффективно моделирует лонгитюдное исследование краткосрочной памяти у старых мышей.

Шкалу памяти Векслера широко используют в исследовании когнитивной функции и способности памяти «карандаш и бумага». У нормальных людей стандартизованный тест дает среднее значение 100 и стандартное отклонение 15, так что легкую амнезию можно детектировать при снижении на 10-15 пунктов от метки, более тяжелую амнезию при снижении на 20-30 пунктов и так далее. При клинической беседе применяют набор тестов, включая, но не ограничиваясь этим, мини-ментальный тест, шкалу памяти Векслера или исследование обучаемости с парными ассоциатами, для диагностики симптоматического снижения памяти. Данные тесты обеспечивают общую чувствительность к обоим типам ухудшений, общему когнитивному ухудшению и специфическому снижению способности к обучению/памяти (Squire, 1987). Кроме конкретного диагноза слабоумия или нарушений памяти, данные клинические подходы также идентифицируют возрастной когнитивный спад, который отражает объективное уменьшение психической функции вследствие процесса старения, то есть в пределах нормы, данной человеческим возрастом (DSM TV, 1994). Как отмечается выше, "улучшение" обучаемости и памяти в контексте настоящего изобретения происходит, когда существует статистически существенное различие по направлению к норме в исследовании с парными ассоциатами, например, между результатом для пациентов, прошедших лечение терапевтическим агентом, по сравнению с членами плацебо-группы или между последовательными тестами для одного и того же пациента.

Для идентификации соединений, которые эффективны при лечении шизофрении, можно использовать предшествующее ингибированию исследование. Данное исследование основано на наблюдениях, что животные или люди, которых подвергают воздействию громким звуком, демонстрируют испуг, и что животные или люди, которых подвергают воздействию сериями звуков низкой интенсивности до тестового звука высокой интенсивности, больше не демонстрируют такой сильный испуг. Это называют предварительным ингибированием. Пациенты с диагнозом шизофрения демонстрируют дефекты при предварительном ингибировании, то есть предварительные воздействия меньшей интенсивности уже не ингибируют испуг в ответ на интенсивный тестовый звук. Аналогичные дефекты в предварительном ингибировании можно вызвать у животных посредством обработки лекарствами (скополамин, кетамин, PCP или MK801) или при разведении потомства в изоляции. Эти дефекты в предварительном ингибировании у животных можно частично инвертировать при помощи лекарств, которые, как известно, эффективны для пациентов с шизофренией. Полагают, что предварительно ингибированные животные модели имеют показательное значение для предсказания эффективности соединений при лечении пациентов с шизофренией.

Модель с лигированием спинального нерва (SNL) (Kim SH и Chung JM (1992). Для определения эффектов терапевтических агентов на хроническую невропатическую боль можно использовать экспериментальную модель периферической невропатии, продуцированной сегментарным лигированием спинального нерва у крыс, Pain 50:355-63.). Животным проводят анестезию изофлураном, удаляют левый поперечный отросток L5 и туго перевязывают спинальные нервы L5 и L6 шелковой нитью 6-0. Затем закрывают рану при помощи внутренних швов и внешних скобок. Через 10-11 дней после операции удаляют с раны зажимы. Оценивают базисное значение, значения после повреждения и после лечения для механической чувствительности, не наносящей вреда, используя нити 8 Semmes-Weinstein (Stoelting, Wood Dale, EL, USA), варьируя жесткость (0,4, 0,7, 1,2, 2,0, 3,6, 5,5, 8,5, и 15 г) согласно способу вверх-вниз (Chaplan SR, Bach FW, Pogrel JW, Chung JM и Yaksh TL (1994). Количественная оценка тактильной аллодинии в крысиной лапе, J. Neurosci Methods 53:55-63.). Животных помещают на перфорированную металлическую платформу и дают привыкнуть к окружению в течение минимум 30 мин до исследования. Для каждого животного в каждой обработанной группе определяют среднее значение и стандартное отклонение от среднего (SEM). Так как данный стимул обычно не считается болезненным, существенные индуцированные повреждением увеличения реактивности в данном исследовании интерпретируют как меру механической аллодинии. Механическую гиперчувствительность поврежденной лапы определяют, сравнивая значения для противоположной лапы с ипсилатеральной лапой в группе, принимающей наполнитель. Данные анализируют, используя тест Mann-Whitney. Исследуют стабильность во времени значений для поврежденных лап в группе, принимающей наполнитель, применяя двухфакторный дисперсионный анализ по Фридману. Эффект лекарства анализируют в каждой временной точке, проводя однофакторный дисперсионный анализ по Крушкал-Валлису (Kruskal-Wallis) с последующим тестом по Дунну Dunn или отмеченным ранговым тестом по Манн-Витни.

При необходимости соединения формулы I и Ia можно также использовать в сочетании с терапией, включающей введение D-серина или его аналога, такого как соль D-серина, сложный эфир D-серина, алкилированный D-серин или предшественник D-серина. Соединения можно также использовать в сочетании с терапией, включающей введение антипсихотических средств (для лечения шизофрении и других психотических состояний), психостимуляторов (для лечения нарушения, связанного с дефицитом внимания, депрессии или нарушеннной обучаемости), антидепрессантов, ноотропов (например, пирацетама, оксирацетама или антирацетама), ингибиторов ацетилхолинэстеразы (например, соединений, родственных психостигмину, такрина или донепезила) и/или терапевтических средств для лечения болезни Альцгеймера (для лечения болезни Альцгеймера). Такие способы совместной терапии включены в данное изобретение.

Используемое здесь выражение "терапевтически эффективное количество» обозначает количество соединения, материала или композиции, содержащей соединение настоящего изобретения, которое эффективно для произведения желательного терапевтического эффекта посредством ингибирования DAAO, по меньшей мере, у подпопуляции клеток животного, блокируя тем самым биологические последствия этого пути в обработанных клетках, при разумном соотношении преимущество/риск, применимом к любому медицинскому лечению.

Выражение "фармацевтически приемлемая соль" касается соли, полученной из фармацевтически приемлемых нетоксических оснований, включающих неорганические основания и органические основания. Подходящие для соединений настоящего изобретения фармацевтически приемлемые аддитивные соли оснований включают соли металлов, полученные из алюминия, кальция, лития, магния, калия, натрия и цинка, или органические соли, полученные из лизина, N,N'-дибензилэтилендиамина, хлорпрокаина, холина, диэтаноламина, этилендиамина, меглумина (N-метилглюкамина) прокаина и трометамина.

Вообще, соединения настоящего изобретения являются коммерчески доступными или могут быть получены способами, хорошо известными специалистам в данной области. Кроме того, можно применять описанные ниже способы или их модификации, использующие легко доступные исходные материалы, реагенты и общеизвестные методики синтеза. При данных взаимодействиях можно также испо