Средство для лечения перегрузки организма железом или гемахроматоза

Средство для лечения перегрузки организма железом или гемахроматоза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Заявляемое изобретение принадлежит к области медицины, а именно к новым средствам хелатирования ионов металлов, преимущественно железа, которые могут быть использованы при лечении перегрузки организма железом или при гемохроматозе.

Железо является жизненно важным элементом, который входит в состав гемоглобина, миоглобина, геминовых ферментов, но в го же время оно может увеличивать продукцию высоко реакционных и токсичных свободных радикалов кислорода, особенно гидроксильных радикалов, тем самым стимулируя окислительные повреждения [Iron and Heme Metabolism [Electronic resource]. - Search regimen http:/themedicfbiochemistrypage.org/heme-porphyrin.pgp]. Избыток железа связан с рядом заболеваний, расстройств и состояний, потому что человек не имеет физиологических механизмов, направленных на выведение избыточного количества этого элемента [Brittenham G.M. Disorders of Iron Metabolism: Iron Deficiency and Overload / G.M. Brittenham // Hematology: Basic Principles and Practice / R. Hoffman, E.J. Benz, S.J. Shattil [et al.]. - [3^rd ed.]. - New York: Churchill Livingstone, 2000. - P. 397-428; Fleming R.E. Iron overload in human disease / R.E. Fleming, P. Ponka // N. Engl. J. Med. - 2012. - Vol. 366, №4. - P. 348-359]

Наследственный гемохроматоз, состояние, при котором в организме накапливается избыточное количество железа, является одним из наиболее распространенных генетических заболеваний у человека. В США около одного миллиона человек имеют признаки гемохроматоза, и примерно один из каждых десяти человек может нести ген этого метаболического расстройства [Franchini М. Recent advances in hereditary hemochromatosis / M. Franchini, D. Veneri // Ann. Hematol. - 2005. - Vol. 84, №6. - P. 347-352; Fowler C. Hereditary hemochromatosis: pathophysiology, diagnosis, and management / C. Fowler // Crit. Care Nurs. Clin. North. Am. - 2008. - Vol. 20, №2. - P. 191-201]. Гемохроматоз характеризуется чрезмерной абсорбцией железа из пищи, его накоплением в органах тела и их повреждением, включая такие серьезные и даже смертельные последствия для здоровья как цирроз печени, рак печени, сердечная недостаточность, диабет, импотенция, и артрит.

Клиническая талассемия (большая и малая) является наследственным заболеванием, характеризующимся нарушением синтеза гемоглобина, что приводит к снижению образования и увеличению разрушения эритроцитов. [Ip H.W. Diagnosis and prevention of thalassemia / H.W. Ip, C.C. So // Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. - 2013. - Vol. 50, №6. - P. 125-141.]. У пациентов с β-талассемией или резистентной анемией (например, при миелодиспластическом синдроме), которые получают частые или регулярные переливания эритроцитарной массы в сочетании с увеличением всасывания железа из-за неэффективного эритропоэза, быстро развивается перегрузка железом [Survival and complications in thalassemia / С.Borgna-Pignatti, M.D. Cappellini, P. De Stefano [et al.] // Ann. N.Y. Acad. Sci. - 2005. - Vol. 1054. - P. 40-47; Inati A. Recent advances in improving the management of sickle cell disease / A. Inati // Blood Rev. - 2009. - Vol. 23, suppl. 1. - S. 9-13].

Токсичность железа начинает проявляться тогда, когда его нагрузка превышает связывающую способность крови и тканей и несвязанное железо ускоряет формирование свободных радикалов кислорода, ведущее к перекисному повреждению клеток. При отсутствии хелатирования железа больные с постоянными гемотрансфузиями неизбежно подвергаются прогрессирующему ухудшению функций поджелудочной железы, печени и сердца в результате перегрузки железом, что обычно происходит на втором десятилетии жизни [Thuret I. Post-transfusional iron overload in the haemoglobinopathies / I. Thuret // C.R. Biol. - 2013. - Vol. 336, №3. - P. 164-172].

Перегрузка железом остается ведущей причиной смерти среди пациентов, страдающих талассемией, в промышленно развитых странах. Несмотря на прогресс в лечении подобных заболеваний, смертность среди больных β-талассемией и серповидно-клеточной анемией в США остается в 3 раза выше, чем среди всего населения [Morbidity and mortality in chronically transfused subjects with thalassemia and sickle cell disease: A report from the multi-center study of iron overload / E.B. Fung, P. Harmatz, M. Milet [et al.] // Am. J. Hematol. - 2007. - Vol. 82, №4. - P. 255-265]. Для данных пациентов единственным вариантом снижения риска серьезных осложнений является непрерывная терапия хелаторами железа [Monitoring long-term efficacy of iron chelation therapy by deferiprone and desferrioxamine in patients with beta-thalassaemia major: application of SQUID biomagnetic liver susceptometry / R. Fischer, F. Longo, P. Nielsen [et al.] // Br. J. Haematol. - 2003. - Vol. 121, №6. - P. 938-948].

Хотя трансфузио-зависимые анемии являются основной причиной перегрузки железом, существуют и другие клинические ситуации с подобным осложнением, в частности, трансплантация гемопоэтических клеток [Majhail N.S. Iron overload in hematopoietic cell transplantation / N.S. Majhail, H.M. Lazarus, L.J. Burns // Bone Marrow Transplant. - 2008. - Vol. 41, №12. - P. 997-1003]. Известно также, что уменьшение содержания железа в отдельных органах и тканях, даже в условиях его нормального уровня в организме, может быть полезно при нейродегенеративных заболеваниях [The role of metals in neurodegenerative diseases / L.M. Sayre, G. Perry, C.S. Atwood [et al.] // Cell. Mol. Biol. - 2000. - Vol. 46. - P. 731-741; The transition metals copper and iron in neurodegenerative diseases / S. Rivera-Mancia, I. Perez-Neri, C. Rios [et al.] // Chem. Biol. Interact. - 2010. - Vol. 186, №2. - P. 184-199; Metal chelation as a potential therapy for Alzheimer′s disease / M.P. Cuajungco, K.Y. Faget, X. Huang [et al.] // Ann. N.Y. Acad. Sci. - 2000. - Vol. 920. - P. 292-304], старении [Polla A.S. Iron as the malignant spirit in successful ageing / A.S. Polla, L.L. Polla, B.S. Polla // Ageing Res. Rev. - 2003. - Vol. 2, №1. - P. 25-37], онкологических заболеваниях [Buss J.L. The role of iron chelation in cancer therapy / J.L. Buss, F.M. Torti, S.V. Torti // Curr. Med. Chem. - 2003. - Vol. 10, №12. - P. 1021-1034] и других состояниях и заболеваниях, связанных с окислительным стрессом, в инициации которого большую роль играют ионы железа [Free Radicals and Antioxidant Protocols / by ed. M. Rao Uppu, N. Subramanyam Murthy, A. William Pryor, L. Narasimham Parinandi // Series: Methods in Molecular Biology. - [2^nd ed.]. - 2010. - Vol. 610. - 480 p.; Siddique A. Review article: the iron overload syndromes / A. Siddique, K.V. Kowdley // Aliment. Pharmacol. Ther. - 2012. - Vol. 35, №8. - P. 876-893].

Стандартом для лечения перегрузки железом, а равно и антидотом при остром отравлении соединениями железа считается Десферал®. Он известен также как Дефероксамин, Дефероксамин метансульфонат, Десферан, Десферекс, Десферин, ДФОМ, ДФО. По химическому строению это N-[5-{3-[(5-аминопентил)оксикарбамоил]-пропионамидо}пентил]-3-{[5-(Nокси-ацет-амидо)пентил]карбамоил}-пропионгидроксамовая кислота. Десферал принадлежит к фармакологической группе «Детоксицирующие средства, включая антидоты», код CAS 138-14-7, ATX: V03AC01 (владелец бренда - Novartis Pharma AG, Швейцария) [Десферал:[инструкция]./ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.likar.info/lekarstva/Desferal/#1]. Он имеет короткий период полувыведения из плазмы (около 15 мин) из-за сочетания слабого распределения и быстрого клиренса, поэтому распределение ограничивается плазмой и невозможно поддержание резервуара в других клеточных компартментах. Препарат не эффективен при приеме через рот, так как всасывается только 15% введенной дозы.

Он формирует комплексы с трехвалентными ионами железа и алюминия; в меньшей степени связывает двухвалентные ионы. Это естественный сидерофор, хелатирующий железо из лабильной фракции внутриклеточного пула, которая быстро обновляется из пула депонирования. Десферал может связывать железо, которое находится в свободном виде или входит в состав ферритина и гемосидерина, Образующиеся при этом соединения выводятся с мочой, что приводит к уменьшению патологических отложений железа в тканях [Механизм действия хелаторов железа / И.В. Смирнов, Г.Н. Кольцова, С.П. Щербинина [и др.] // Гематология и трансфузиология. - 2006. - №1. - С. 40-44].

В настоящее время применение Десферала (Дефероксамина) является общепринятым в лечении пациентов с перегрузкой железом в результате многократных гемотрансфузий. [Ware Н.М. Evaluation and treatment of transfusional iron overload in children / H.M. Ware, J.L. Kwiatkowski // Pediatr. Clin. North. Am. - 2013. - Vol. 60, №6. - P. 1393-1406]. Минимальное всасывание этого препарата из желудочно-кишечного тракта и его короткий период полужизни в крови требуют медленного длительного парентерального введения препарата для достижения отрицательного баланса железа в качестве основной цели эффективного хелатирования. Десферал назначают в форме подкожной инфузии продолжительностью 8-10 часов 3-5 раз в неделю, посредством специального инъектора (помпы) с батарейным питанием [Intensification of chelating-therapy in patients with thalassemia major / H.J. Laws, U. Göbel, A. Christaras [et al.] // Klin. Padiatr. - 2005. - Vol. 217, №3. - P. 120-125]. Длительное (практически пожизненное) использование Десферала (Дефероксамина) пациентами с талассемией сопряжено с долговременной выживаемостью без осложнений, связанных с перегрузкой железом [Effectiveness and safety of ICL670 in iron-loaded patients with thalassaemia: a randomised, double-blind, placebo-controlled, dose-escalation trial / E. Nisbet-Brown, N.F. Olivieri, P.J. Giardina [et al.] // Lancet. - 2003. - Vol. 361, №9369. - P. 1597-1602]. К сожалению, по всему миру такая терапия назначается лишь небольшому числу больных, имеющих перегрузку железом, из-за плохой восприимчивости к лечению и высокой стоимости лечения [Ягудина Р.И. Фармакоэкономический анализ хелаторной терапии пациентов с хронической посттрансфузионной перегрузкой железом / Р.И. Ягудина, А.Ю. Куликов, И.С. Крысанов // Фармакоэкономика. - 2009. - №3. - С. 34-38]. При этом у пациентов с β-талассемией, плохо соблюдающих указания по применению препарата, вероятность 25-летней выживаемости составляет только 32% [Survival and complications in patients with thalassemia major treated with transfusion and deferoxamine / C. Borgna-Pignatti, S. Rugolotto, P. De Stefano [et al.] // Haematologica. - 2004. - Vol. 89, №10. - P. 1187-1193].

Расходы и неудобства применения Десферала привели к поиску орально-активного хелатора железа, и Деферипрона был использован в последние годы для перорального лечения пациентов, страдающих талассемией [Monitoring long-term efficacy of iron chelation therapy by deferiprone and desferoxamine in patients with beta-thalassaemia major: application of SQUID biomagnetic liver susceptometry / R. Fischer, F. Longo, P. Nielsen [et al.] // Br. J. Haematol. - 2003. - Vol. 121, №6. - P. 938-948 Chelation therapy with oral solution of deferiprone in transfusional iron-overloaded children with hemoglobinopathies / A. Makis, N. Chaliasos, S. Alfantaki [et al.] // Anemia. - 2013. - Vol. 2013. - P. 121762]. Деферипрон (Ferriprox) был впервые разрешен к применению при талассемии в 1994 году и зарегистрирован в Европе и Азии [Savulescu J. Thalassaemia major: the murky story of deferiprone / J. Savulescu // BMJ. - 2004. - Vol.328, №7436. - P.358-359], много позднее в США и Канаде. По химическому строению он является 3-гидрокси-1,2-диметилпиридин-4(1Н)-оном, код CAS 30652-11-0, АТС V03AC02 (владелец бренда - ApoPharma Inc. (Toronto, Canada) [Deferiprone. - Wikipedia Free Encyclopedia [Electronic resource]. - Regimen of access: http://en.wikipedia.org/wiki/Deferiprone].

Препарат применяется при перегрузке железом, в том числе с поражением миокарда [Pat. IL153733 A, IPC A61K 31/44; A61K 31/4412; A61P 9/00. Use of deferiprone for the preparation of iron chelating agents / M. Spino (CA); A. Piga (CA); applicant APOTEX Inc. (CA). - №IL20020153733; CA20002313270; applic. 29.12.2002; public. 29.04.2010]. Он более удобен при длительном применении, но риск развития агранулоцитоза, тромбоцитопатии и артропатии ограничивает использование этого препарата [Use of deferiprone for iron chelation in patients with transfusion-dependent thalassaemia / S.S. Jamuar, A.H. Lai, A.M. Tan [et al.] // J. Paediatr. Child. Health. - 2011. - Vol.47, №11. - P.812-817; Distal ulnar changes in children with thalassemia and deferiprone related arthropathy / R. Sharma, R. Anand, J. Chandra [et al.] // Pediatr. Blood Cancer. - 2013. - Vol.60, №12. - P.1957-1962].

Еще одним препаратом для лечения перегрузки железом с пероральным путем введения является Деферазирокс (Эксиджад, ICL670, 4-[3,5-бис-(2-гидроксифенило)-[1,2,4]-триазол-1-ил]бензойная кислота) - комплексообразующий препарат, который является тройным лигандом, обладающим высоким сродством к железу (III) и связывающим его в соотношении 2:1. Продолжительное ежедневное применение Деферазирокса у взрослых и детей с β-талассемией или серповидно-клеточной анемией на фоне продолжающихся гемотрансфузий приводило к уменьшению запасов общего железа в организме, причем снижение содержания железа в печени было сходным с таковым для Дефероксамина [Deferasirox for managing transfusional iron overload in people with sickle cell disease / J.J. Meerpohl, G. Antes, G. Rücker [et al.] // Cochrane Database Syst. Rev. - 2010. - Vol.8. - CD007477; Long-term safety and efficacy of deferasirox (Exjade) for up to 5 years in transfusional iron-overloaded patients with sickle cell disease / E. Vichinsky, F. Bernaudin, G.L. Forni [et al.] // Br. J. Haematol. - 2011. - Vol.154, №3. - P.387-397].

Деферазирокс, как и другие хелаторы железа, может вызывать побочные эффекты (нарушение функции желудочно-кишечного тракта, кожную сыпь, повышение активности печеночных трансамназ и креатинина, высокая частота потери слуха, макулопатии и помутнения хрусталика глаза (ранняя катаракта) [A maculopapular-type eruption associated with deferasirox administration / A. Ohshita, N. Nakai, N. Katoh [et al.] // J. Am. Acad. Dermatol. - 2013. - Vol.69, №5. - e265-7; Chaudhary P. Deferasirox: appraisal of safety and efficacy in long-term therapy / P. Chaudhary, V. Pullarkat // J. Blood Med. - 2013. - Vol. 4. - P. 101-110].

Деферипрон и Деферазирокс - хелаторы небиологического происхождения, которые применяют перорально у части больных, которые не могут получать Десферал, однако эти соединения менее эффективны в связывании железа (III) и менее токсичны. [Comparative efficacy and safety of deferoxamine, deferiprone and deferasirox on severe thalassemia: a meta-analysis of 16 randomized controlled trials / S. Xia, W. Zhang, L. Huang [et al.] // PLoS One. - 2013. - Vol. 8, №12. - e82662].

Как видим, имеющиеся хелаторы железа имеют определенные недостатки, что требует поиска новых способов хелатирования железа и соответствующих им фармакологических агентов, удобных в применении, малотоксичных и достаточно дешевых, поскольку в большинстве случаев речь идет о продолжительной терапии.

Описан процесс получения хелатного соединения железа с участием амино-формил-глицин дипептида, но получаемое таким образом комплексное соединение железа предназначено для использования в животноводстве в качестве кормовой добавки, восполняющей дефицит минералов, и не может применяться в медицине, а способ его получения осуществляется вне организма [Pat. CN 103224546 A, IPC A23K 1/16; C07K 1/113; C07K 5/062. Hydration amino formyl glycine dipeptide chelating iron and preparation method thereof / Fan Mingzhi (CN); Wu Chunli (CN); Shu Xugang (CN); Wu Xin (CN); Yin Yulong (CN); Gao Junyong (CN); applicant Guangzhou Tanke Bio Technology Co Ltd; Guangzhou Jiuyi Biolog Technology Co Ltd; Zhongkai University of Agriculture and Engineering; Inst, of Subtropical Agriculture Chinese Academy of Sciences (CN). - № CN 20131142525; applic. 06.05.2013; public. 31.07.2013].

Известны хелатные соединения железа и их получение, в частности хелат бисглицината железа [Пат. 2480222 РФ, МПК A61K 33/26; A61K 31/194; A61K 47/20; A61K 47/26; A61P 7/06. Фармацевтические препараты, содержащие хелат бисглицинат железа / М. Балдаччи (IT); заяв. и патентообладатель М. Балдаччи (IT). - №2009104689/15; заявл. 11.02.2009; опубл. 27.04.2013]. В данном случае получение хелатного соединения направлено на использование в качестве источника железа при его недостатке в организме и не может применяться в случае острой и хронической перегрузки железом.

Существует способ комплексообразования для получения соединений металлов, конкретно хелата железа в виде его концентрированного раствора, который осуществляют взаимодействием соли железа в водной среде с комплексообразующим агентом, в качестве которого используют N,N,N′,N′-этилендиаминтетрауксусную и лимонную кислоты, [Пат. 2458930 РФ, МПК C07F 15/02. Способ получения гуминосодержащего хелата железа / А.В. Брыкалов (RU), Е.М. Головкина (RU), Е.В. Велик (RU); заяв. и патентообладатель ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» (RU). - №2010150895/04; заявл. 13.12.2010; опубл. 20.08.2012]. Указанный способ хелатирования железа прост, но осуществляется вне организма и направлен на получение раствора для питания сельскохозяйственных растений. Он не может быть использован для хелатирования железа в качестве лечебного мероприятия при патологических состояниях, связанных с перегрузкой организма данным элементом.

Предлагается связывание ионов железа с помощью водонерастворимого полимерного хелатирующего агента, имеющего основную полимерную цепь и ароматическое кольцо, присоединенное к этой цепи через связь -NH-CH₂, где ароматическое кольцо имеет функциональные группы в форме -OH, -COOH или иных радикалов [Pat. ЕР2664333 A1, IPC A61K 31/722; A61P 13/12; A61P 3/12; A61P 39/04. Polymeric iron chelating agent / Nishida Yuzo (JP); Kohgo Yutaka (JP); Ikuta Katsuya (JP); Sasaki Katsunori (JP); applicant Disease Adsorption System Technologies Co Ltd (JP); Nat. University Corp. Asahikawa Medical University (JP). - № EP 20120734667; JP 20110006043; applic. 12.01.2012; public. 20.11.2013]. Нерастворимость в воде предполагает возможность селективно хелатировать биологически нестабильное железо, не включаясь в обменные процессы в естественных условиях, однако такой хелатор мало пригоден для медицинского применения, тем более для создания стерильных лекарственных форм, необходимых для парентерального введения в случае острого отравления солями железа.

Известен хелатор железа, который используется вместе с пиритионом [Pat. МХ2013004557 A, IPC A61K 31/555. Personal care compositions comprising a pyrithione and an iron chelator / Saunders C.W.; Youngquist R.S.; Jun X.; Kelly C.P.; Domsic J.K.; Lucas R.L.; Schwartz J.R. (US); applicant Procter&Gamble (US). - № MX 20130004557; US 20100407754P; applic. 23.04.2013; public. 07.06.2013], но эта композиция предназначена для гигиенических целей и не пригодна для лечения острой или хронической перегрузки организма железом, а также для элиминации ионов железа при свободно-радикальной патологии.

В качестве хелаторов железа предлагаются экзохелины, но акцент в данном изобретении делается на антиоксидантные свойства этих веществ и их введение при инфаркте миокарда до или одновременно с реперфузией миокарда, чтобы предотвратить повреждение сердечной мышцы в результате опосредованного ионами железа образования свободных радикалов [Pat. МХ9604499 A, IPC A01N 1/02; A61K 31/55. Novel iron chelator and inhibitor of iron-mediated oxidation / Horwitz Lawrence; Horwitz Marcus A.; Gibson Bradford W.; Reeve Joseph (US); applicant Univ. California (US). - № MX 19960004499; US 19950383180; applic. 01.10.1996; public. 29.11.1997].

Хелатирование железа предлагается осуществлять с помощью фитиновой кислоты или ее соли и лактоферина, которые обладают комплексообразующими свойствами и в тоже время, являясь биогенными веществами, имеют низкую токсичность, однако упомянутая композиция ориентирована лишь на улучшение состояния кожи и применение в составе косметического или дерматологического препарата [Pat. DE102005019202 A1, IPC A61K 8/18; A61K 8/55; A61K 8/67; A61K 8/98; A61Q 17/00; A61Q 19/00. Cosmetic/dermatological preparation, useful e.g. to improve the skin appearance, comprises iron chelating agent such as phytin and/or its slats or lactoferrin / Sauermann K. (DE); Sauermann C. (DE); Sauermann G. (DE); Jaspers S. (DE); Koop U. (DE); Filbry A. (DE); applicant Beiersdorf AG (DE). - № DE 20051019202; applic. 20.04.2005; public. 26.10.2006].

Предложены комплексообразующие агенты с общей формулой, в составе которой может быть карбоксильная группа или ее производное, гидроксильная, гидроксилированная алкокси- или алкоксиалкильная группа; метальная группа, а также атомы азота и серы, используемые для получения диагностических и лекарственных средств для ядерно-магнитно-резонансной томографии, сцинтиграфии, эхографии, радиотерапии, а также для дезинтоксикации при отравлении соединениями тяжелых метллов [Пат. 2073005 РФ, МПК C07F 11/00, C07F 15/02. Хелатное соединение металла / А. Берг (NO), Т. Альмен (SE), Й. Клавенесс (SE), П. Ронгвед (SE), Т. Томассен (NO); заяв. и патентообладатель Нюкомед AC (NO). - №4743079/04; заявл. 15.07.1988; опубл. 10.02.1997]. Однако предложенные хелаторы не рекомендованы конкретно для лечения перегрузки организма железом или острой интоксикации солями железа. Кроме того, исходя из химического состава предлагаемых комплексонов, можно предположить наличие у них существенной токсичности, в частности гепатотоксичности.

Известен синтез и описание производных пиридоксаль изоникотиноилхлорида гидразона, пригодных для пероральной лекарственной формы, хорошо растворимых в воде и способных к хелатированию в условиях перегрузки железом и другими металлами [Pat. US5834492 A, IPC C07D 213/86. Water soluble orally effective iron chelator / Lewis N. (US); Patel V. (US); Terpinski J. (US); Bliss R. (US); applicant Jacobus Pharmaceutical Co (US). - № US19970765369; applic. 07.04.1997; public. 10.11.1998], однако речь идет о веществах, которые находятся на этапе доклинического тестирования и могут иметь значительное количество побочных эффектов за счет структурной аналогии с витаминами и антагонизма с ними.

Имеется изобретение, которое относится к хелатирующим агентам с высокой стабильностью и высокой хелатирующей способностью по отношению к железу, превосходящей активность этилендиаминтетрауксусной кислоты [Pat. CN 103304435 A, IPC С07С 227/10; С07С 229/36. Chelating agent with high stability and high iron chelating ability and preparation method thereof / Xue Qunxiang (CN); Gong Feixiang (CN); applicant Shaanxi Res. Design Inst, of Petroleum and Chemical Industry (CN). - № CN 20131277722; applic. 03.07.2013; public. 18.09.2013]. Хелатирующий агент представляет собой соединение, которое получают из производных фенола, алифатического диамина и водного раствора кислоты глиоксалевой в одностадийном синтезе, однако перспективы клинического применения описанного хелатора остаются не выясненными.

Известно изобретение, относящееся к хелатирующему агенту, который может избирательно хелатировать ионы железа и представлен соединением или его солью, содержащими ароматическое углеводородное кольцо или ароматическое гетероциклическое кольцо с радикалами в виде алкиленовой группы, атомов водорода, углеводородной группы или группы, имеющей хелатирующую способность [Pat. US 2011189779 A1, IPC С07С 229/14; С07С 229/26; C07D 233/64; G01N 33/20. Iron chelating agent, method for producing same, method for determining amount of iron ions and method for trapping iron ions / Kohg Yutaka (JP); Ikuta Katsuya (JP); Sasaki Katsunori (JP); Nishida Yuzo (JP); applicant Univ. Yamagata (JP); Nat. Univ. Corp. Asahikawa Medical College (JP). - № US 200913120126; JP 20080243095; applic. 18.09.2009; public. 04.08.2011], но, как и в предыдущем случае, возможность клинического применения такого хелатирующего агента не изучена.

Имеется изобретение, относящееся к циклоалкильному производному 3-гидрокси-4-пиридинона, которое полезно для комплексообразования с ионами металлов, в том числе железа, в химических и биологических системах [Pat. NZ529657 A, IPC A61K 31/4422; C07D 213/81. Iron chelating cycloalkyl derivatives of 3-hydroxy-4-pyridinones / Tam Т.; Spino M.; Li W.; Wang Y.; Hao Y.; Shah B.H.; applicant APOTEX Inc. (CA). - № NZ20030529657; applic. 20.11.2003; public. 30.07.2004], однако можно полагать, что такое производное, как и другие известные вещества данного ряда, будет иметь побочные эффекты, ограничивающие его возможное применение у больных с острой и хронической перегрузкой железом.

Хелатирование железа может быть осуществлено с применением производного пирозолона, содержащего ароматические радикалы и атомы галогена, что, очевидно, наряду с элиминацией избытка железа в организме животных и человека, повлечет напряжение систем детоксикации в печени [Pat. JP 2004203820 A, IPC A61K 31/4152; A61P 3/10; A61P 43/00; A61P 9/10; C07D 231/26. Iron chelating agent / Tamaoki Toshiaki (JP); Tsuchiya Koichiro (JP); applicant Mitsubishi Pharma Corp. (JP). - № JP20020376668; applic. 26.12.2002; public. 22.07.2004].

Предложены новые кристаллические формы 4-[3,5-бис(2-гидроксифенил)-[1,2,4]триазол-1-ил] бензойной кислоты; способы получения этих кристаллических форм, композиции, содержащие такие формы, и их использование в диагностических методах или лечения теплокровных организмов, особенно человека [Pat. US 2012203007 A1, IPC C07D 249/08. Polymorphic forms of deferasirox (ICL670A) / M. Mutz (DE); applicant Novartis AG (CH). - № US 201213405428; EP 20060125002; WO 2007EP62903; applic. 27.02.2012; public. 09.08.2012]. Однако в данном изобретении идет речь об уже применяющемся средстве Деферазирокс и новая форма или фармацевтическая композиция на ее основе, а также способ их применения для хелатирования железа не могут радикально уменьшить побочные эффекты этого лекарственного вещества.

Для хелатирования железа в условиях перегрузки организма железом предлагаются аналоги дезферритиосцина и описывается их применение [Pat. US 2013210870 A1, IPC C07D 277/12. Desferrithiocin Polyether Analogues / Bergeron Jr. Raymond J. (US); applicant Univ. Florida (US). - № US 201213683301; WO 2008 US 03433; applic. 21.11.2012; public. 15.08.2013]. Однако заявляемые в этом изобретении вещества характеризуются нефротоксичностью в опытах на животных. Кроме того, предлагаемые соединения находятся на этапе доклинического исследования и нельзя точно сказать, каковы будут результаты клинических испытаний, поскольку в раскрытых данных прослеживается значительная видоспецифичность.

Известно изобретение, относящееся к амфифильным хелаторам металлов, которые имеют специфичность к железу и демонстрируют нейропротекторные и хорошие транспортные свойства в липофильных средах [Pat. US 2012058945 A1, IPC A61K 31/4412; A61K 31/47; A61K 31/497; A61K 38/00; A61K 38/09; A61K 38/22; A61K 45/06; A61P 25/00; A61P 25/16; A61P 25/28; C07D 213/69; C07D 215/26; C07D 295/15; C07D 295/205; C07K 14/575; C07K 14/70; C07K 5/10; C07K 7/06; C07K 7/22; C07K 7/23. Neuroprotective iron chelators and pharmaceutical compositions comprising them / M. Youdim (IL); M. Fridkin (IL); H. Zheng (IL); A. Warshawsky (IL); R. Warshawsky (IL); applicant Yeda RES & DEV (IL); Technion RES & DEV Foundation (IL). - № US 201113296061; WO 2003IL00932; applic. 14.11.2011; public. 08.03.2012]. Функция хелатора железа обеспечивается предпочтительно остатками 8-оксихинолина, гидроксамата или пиридинона. Соединения по данному изобретению являются полезными для лечения и профилактики заболеваний, нарушений и состояний, связанных с перегрузкой железом и окислительным стрессом, а именно нейродегенеративных и цереброваскулярных заболеваний, опухолевых заболеваний, гемохроматоза, талассемии, сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и ряда других заболеваний. Предлагаемые N-гидроксипиридин-2-оны и 3-гидроксипиридин-4-оны перспективны для перорального применения (гидроксипиридинон CP20, или Деферипрон используется в клинике); некоторые гидроксипиридиноны (например, CP20, CP24, CP94) в состоянии проникать через гематоэнцефалический барьер и имеют структурное сходство между с катехолом-группой - хелатором железа в структуре ДОФА. В другом варианте данного способа функция хелатообразования обеспечивается гидроксаматом, так как гидроксаматы известны как энтеросорбенты железа, а десферриоксамин В (Десферал) долгое время был препаратом выбора для лечения перегрузки железом. Как видим, основной упор в данном изобретении делается на применение ранее известных хелаторов железа по новым показаниям и не предлагаются способы использования новых агентов для хелатирования железа.

Наиболее близким к заявляемому средству (прототипом) является средство для уменьшения содержания металлов, особенно железа, у млекопитающих, представляющее собой конъюгаты Дефероксамина, его производные и аналоги [Pat. US 2010273847 A1, IPC A61K 31/16; A61K 31/4188; A61P 1/16; A61P 25/00; A61P 31/10; A61P 33/06; A61P 39/04; C07C 259/06; C07D 495/04. Desferrioxamine conjugates, derivatives and analogues / R. Codd (AU); L.G. Schipanski (AU); applicant R. Codd (AU); L.G. Schipanski (AU). - US 20080740957; AU 20070905998; WO 2008AU01617; applic. 31.10.2008; public. 28.10.2010.]. Соединения, упоминающиеся в данном способе (биотин-дефероксамин, адамантан-дефероксамин, бензо-15-краун-5-4-карбоксил-дефероксамин или 4-метил-феноксиацетат-дефероксамин), подобно самому Дефероксамину являются хелаторами железа и могут быть использованы при перегрузке организма железом в результате дисметаболических нарушений и постоянных гемотрансфузий. Они также могут быть использованы для лечения рака, малярии, грибковых инфекций, в развитии которых установлена роль железа и (или) свободнорадикального окисления. Такие соединения имеют большую гидрофобность по сравнению с дефероксамином и возможность перорального введения, они более устойчивы к ферментативной деградации и имеют больший период полувыведения. Считают, что наличие функциональных групп в N-концевой последовательности новых соединений будет уменьшать побочные эффекты, связанные с данным участком молекулы Дефероксамина. Кроме того, конъюгация с веществами, подобными Деферипрону или Деферазироксу делает возможным участие в хелатировании железа обоих концов молекулы. В тоже время, предлагаемые аналоги, недостаточно изучены в экспериментах на животных, тем более не изучались и не применялись в клинике, что не позволяет в достаточной мере оценить их эффективность и безопасность.

Таким образом, недостатками известных средств хелатирования железа является то, что комплексообразующими агентами являются вещества, имеющие большое количество побочных эффектов, либо фармакокинетические свойства, затрудняющие их клиническое применение (например, короткий период полувыведения, ограниченное распределение или необходимость использовать лишь один путь введения), а также находящиеся на стадии доклинических испытаний с неясной перспективой использования в клинике.

Задачей изобретения является расширение арсенала средств хелатирования ионов железа, которые обеспечивают уменьшение его содержания в организме при энтеральном и парпентеральном введении с минимальной токсичностью, доказанной как в токсикологических, так и в клинических исследованиях.

Поставленная задача решается путем использования в качестве хелатирующего средства 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцината (Мексидола) для лечения перегрузки организма железом или гиперхроматоза.

Технический результат заключается в том, что при использовании данного средства при острой и хронической нагрузке железом достаточно высокую эффективность процесса хелатирования при низкой токсичности Мексидола, что обеспечивает перспективность его биомедицинского применения.

Мексидол относится к известному классу соединений, который включает ряд веществ, проявляющих биологические свойства [Дюмаев К.М. Строение и реакционная способность производных 3-оксипиридина при электрофильном замещении / К.М. Дюмаев, Л.Д. Смирнов // Успехи химии. - 1975. - Т. 44, №10. - С. 1788-1804]. Этот класс соединений проявляет антиоксидантные свойства и широко используется в медицине [Фармакология антиоксидантов на основе 3-оксипиридина / В.Е. Новиков, Л.А. Ковалева, С.О. Лосенкова [и др.] // Режим доступа к статье: ].

Мексидол - вещество с эмпирической формулой C₁₂H₁₇NO₅ и молярной массой 255,26 г/моль, хорошо растворимое в воде и этиловом спирте, малорастворимое в эфире и нерастворимое в хлороформе, с максимумом поглощения при длине волны 297±2 нм при идентификации методом ультрафиолетовой спектроскопии [Этилметилгидроксипиридина сукцинат. Субстанция-порошок. Производитель: ООО «Бион». Per. номер: ЛСР-001704/07-260707].

Он относится к группе ATX N07XX, CAS 2364-75-2; выпускается в таких лекарственных формах как капсулы, раствор для внутривенного и внутримышечного введения, таблетки покрытые оболочкой, таблетки, покрытые пленочной оболочкой под торговыми названиями Мексидол®, Медомекси, Мексибел, Мексидант, Мексикор, Мексиприм, Мексифин [Этилметилгидроксипиридина сукцинат. Википедия, свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

Владелец бренда Мексидол® - ООО «НПК «Фармасофт» (РФ).

2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцинат применяется в клинике и проявляет антиоксидантное, антигипоксантное, анксиолитическое, ноотропное действие, улучшает функции миокарда и печени, имеет радиопротекторные свойства [Воронина Т.А. Антиоксидант мексидол. Основные нейропсихотропные эффекты и механизм действия / Т.А. Воронина // Психофармакология и биологическая наркология. - 2001. - №1. - С. 2-12; Мексидол и сочетанная сосудистая патология мозга и сердца / Р.С. Мирзоян, Т.С. Ганынина, М.А. Лебедева [и др.] // Эксперим. и клин, фармакология. - 2011. - Т. 74, №6. - С. 20-23; Влияние мексидола на пострадиационное восстановление системы гемопоэза / В.В. Мороз, Ю.Б. Дешевой, Г.В. Сукоян [и др.] // Радиац. биол. радиоэколог. - 2009. - Т. 49, №1. - С. 91-96].

Летальная доза 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцината, которая вызывает гибель 50% животных (ЛД50), равняется для крыс 820 мг/кг и для мышей 475 мг/кг, а при пероральном введении - более 3000 мг/кг у крыс и 2010 мг/кг у мышей. Сопоставление эффективных терапевтических доз (ЭД) Мексидола (10-300 мг/кг) с токсичными и летальными дозами показывает значительную терапевтическую широту и безопасность средства: терапевтический индекс, вычисленный как соотношение ЛД50/ЭД50 составляет 16,4 [Воронина Т.А. МЕКСИДОЛ® основные эффекты, механизм действия, применение [Электронный ресурс] / Т.А. Воронина. - Режим доступа:

Указанное производное 3-гидроксипиридина имеет выгодные фармакокинетические свойства. Оно быстро всасывается при приеме внутрь (период полуабсорбции - 0,08-1 час). При внутримышечном введении определяется в плазме крови на протяжении 4 часов после введения с достижением макимальной концентрации при внутримышечном введении через 0.3-0.58 часа, при приеме внутрь - 0,46-0,5 часа. Быстро распределяется в органах и тканях. Среднее время удержания препарата в организме при внутримышечном введении - 0,7-1,3 часа, при приеме внутрь - 4,9-5,2 часа. Метаболизируется в печени путем глюкуронирования. Быстро выводится с мочой в основном в виде метаболитов (50% за 12 часов). [Фармакокинетические, поведенческие и нейрофизиологические аспекты действия 2-этил-6-метил-3-оксипиридина у крыс / А.К. Сариев, С.В. Крапивин, Т.А. Воронина [и др.] // Бюл. эксперим. биологии и медицины. - 1998. - Т. 106, №8. - С. 165-167; Взаимосвязь глюкуро-ноконъюгации мексидола и особенностей его терапевтического действия у больных с органическими поражениями ЦНС / А.К. Сариев, И.А. Давыдова, Г.Г. Незнамов [и др.] // Эксперим. и клин, фармакология - 2001. - Т. 64, №3. - С. 17-21].

Для получения эффекта хелатирования in vivo раствор 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцината, содержащий эффективную дозу препарата (100-50 мг/кг массы тела в опытах на животных), вводят одновременно внутрь и парентерально при острой нагрузке железом или многократно одним из этих путей для достижения отрицательного баланса железа в хронических ситуациях.

В качестве критерия для оценки образования соединения между 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцинатом и ионами железа в модельной системе выбирают электронную сканирующую микроскопию и рентгенфакторный анализ, которые позволяют определить элементный состав образующегося соединения и его соответствие ранее известным веществам, а в организме - определение концентрации железа в сыворотке крови и железо-депонирующих органах (печени, селезенке).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Взаимодействие Мексидола с ионами железа (III) вне организма

Материалы и методы. Кристаллогидрат хлорида железа (III) (FeCl₃) растворяли в дистиллированной воде в количестве, необходимом для приготовления 1% раствора (масса/объем). Концентрацию ионов Fe³⁺ до и после взаимодействия с 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцинатом контролировали фотоколориметрически с использованием салициловой кислоты или калия роданида по ранее подготовленному калибровочному графику. Субстанцию 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцината растворяли в 1% растворе хлорида железа (III) в таком количестве, чтобы их мольное соотношение было 2:1. Полученный продукт реакции исследовали на растворимость в полярных и неполярных растворителях и температуру плавления. Выделенные кристаллы подвергали промывке на фильтре Шотта горячими растворителями в такой последовательности: вода-ДМФА-N-метилпирролидон-толуен-этанол-гексан, после чего высушивали при 90-100°С. Очищенные кристаллы подвергали элементному анализу. Для количественного определения углерода и водорода был использован метод Прегля, для количественного определения азота - метод Дюма [Губен-Вейль. Методы органической химии: Методы анализа. Т.2. - М.: Госхимиздат, 1963. - С. 106-109, 180-188]. Кроме этого, полученный комплекс исследовали путем сканирующей электронной микроскопии со спектрометрией с помощью растрового сканирующего электронного микроскопа Cam Scan 4D (CamScan Electron Optics Ltd, UK) [Горелик С.С.Рентгенографический и электроннооптический анализ: Учеб. пособие для вузов: 3-е изд. доп. и перераб. / С.С. Горелик, Л.Н. Расторгуев, Ю.А. Скаков. - М.: МИСИС, 1994. - 328 с]. На основании элементного анализа вычисляли эмпирическую формулу образующегося комплекса.

Осуществляли рентгенфазовый анализ образца [Горелик С.С. Рентгенографический и электроннооптический анализ: Учеб. пособие для вузов: 3-е изд. доп.и перераб./ С.С. Горелик, Л.Н. Расторгуев, Ю.А. Скаков. - М.: МИСИС, 1994. - 328 с.]. Дифрактограммы регистрировали на дифрактометре ДРОН-УМ1 (ОАО НПП «Буревестник», РФ) в излучении Co Ka линии анода (1.79021 Å) с графитовым монохроматором в отраженном пучке при геометрии съемки по Брэггу-Брентано (в угловом интервале 4-80 град с шагом 0.1 град и экспозицией 1 с. Для изучения термической деструкции продукта реакции его последовательно нагревали на воздухе до температур 120, 200, 300 и 400°С и регистрировали дифрактограммы охлажденных образцов. По данным рентгенфазового анализа предпринимали попытку идентификации продукта реакции в базе данных PDF-2 [PDF-2. PCPDFWIN Versio129619n 2.1, - 2000, JCPDS-ICDD].

Результаты и обсуждение. При взаимодействии 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцината с 1% раствором FeCl₃ в соотношении 2:1 образуется вещество гелеобразной структуры, темно-красного цвета. В надосадочной жидкости качественная реакция на ионы Fe⁺³ с калия роданидом (KSCN), показала их отсутствие, что свидетельствует о том, что железо прореагировало полностью.

При малых концентрациях FeCl₃ гель не образуется. При увеличении концентрации Fe⁺³ вещество приобретает темно-красный цвет и большую плотность. При высыхании геля образуются белые кристаллы и аморфное вещество красного цвета.

Белые кристаллы растворимы в воде, но наиболее полно растворяются в этаноле. При упаривании растворителя они имеют такую же температуру плавления, как и 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцинат. Проба смешения не обнаруживает депрессии температуры плавления, что свидетельствует о том, что это 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцинат, который не вступил в реакцию.

Поскольку непрореагировавшее вещество хорошо растворяется в этаноле, очистку комплекса производили, используя этот растворитель, до тех пор, пока в надосадочной жидкости не переставал обнаруживаться 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцинат (белые игольчатые кристаллы, идентифицируемые по температуре плавления) с последующим промыванием горячими органическими растворителями на фильтре Шотта.

Исследуя образовавшийся продукт реакции методом сравнения температур плавления, было показано, что данное вещество не является 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцинатом, который имеет температуру плавления 112°С. Для полученного соединения температура плавления составляет 128-130°С, что свидетельствует о том, что оно не только отличается от мексидола, но и более сложную м