ΟΛΙΚΗ ΣΥ ΝΘΕΣΗ-ΗΜΙΣΥΝΘΕΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΩΝ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΔΡΑΣΗ ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΤΟΜΕΑΣ ΦΑΡΜΑΚΟΓΝΩΣΙΑΣ ΑΚΡΟΝΥΣΙΝΗ- ΟΛΙΚΗ ΣΥ ΝΘΕΣΗ-ΗΜΙΣΥΝΘΕΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΩΝ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΔΡΑΣΗ ΠΡΟΚΟΠΙΟΣ ΜΑΓΙΑΤΗΣ

Τι είναι η ακρονυσίνη ; Η ακρονυσίνη (1) είναι ένα αλκαλοειδές, παρά- γωγο της ακριδόνης . Aπομονώθηκε για πρώτη φορά το 1948 από τους G.K.HUGHES και F.N.LAHEY από το φλοιό ενός θαμνώδους αυστραλιανού δένδρου, του Acronychia baueri Schott, το οποίο ανήκει στην οικογένεια Rutaceae. O Hartley θεωρεί ότι αυτή η ταξινομική μονάδα ανήκει στο γένος Sarcomelicope και θα πρέπει να ονομάζεται Sarcomelicope simplicifolia (Endl.) Hartley subsp.simplicifolia.

Η ακρονυσίνη έχει απομονωθεί από : ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ Η ακρονυσίνη έχει απομονωθεί από : το φλοιό του Sarcomelicope simplicifolia(Endl.) Hartley subsp. neo-scotica (P.S. Green) Hartley από το φλοιό του Sarcomelicope argyrophylla Guill. από το φλοιό του Sarcomelicope glauca Hartley από τα φύλλα και το φλοιό του Sarcomelicope dogniensis Hartley από το Sarcomelicope pembaiensis Hartley από τα υπέργεια μέρη του Melicope leptococca (Baill.) Guill. από το Sarcomelicope megistophylla Hartley

Eκτός από το Sarcomelicope simplicifolia όλα τα άλλα είδη που ανήκουν σ’άυτό το γένος είναι ενδημικά της Νέας Καληδονίας

Γωνιακή ή γραμμική ; ή Η σωστή δομή 1 κατέστη δυνατό να αποδοθεί στην ακρονυσίνη χωρίς αμφιβολία το 1966 από τις εργασίες των P.L.MACDONALD και A.V.ROBERTSON, οι οποίοι στηρίχτηκαν σε χημικές αντιδράσεις αποικοδόμησης. Η επιβεβαίωση της δομής έγινε τα μετέπειτα χρόνια επιπλέον με : φασματοσκοπία ΝΜR φασματοσκοπία μάζας υψηλής ανάλυσης περίθλαση ακτίνων Χ ενός βρωμιωμένου παραγώγου ολική σύνθεση της ακρονυσίνης από τους J.R. BECK et al. ολική σύνθεση της 2 (ισοακρονυσίνη) και σύγκριση με το φυσικό προϊόν

ΦΑΡΜΑΚΟΛΟΓΙΚΗ ΔΡΑΣΗ Οι πρώτες φαρμακολογικές δοκιμές σχετικά με την κυτταροτοξική δράση της ακρονυσίνης έγιναν το 1966 από τους G.H. SVOBODA et al. στα ερευνητικά εργαστήρια της ELI LILLY στις Η.Π.Α. Αυτές οι δοκιμές έδειξαν ότι η ακρονυσίνη είχε το πιο ευρύ φάσμα δράσης πάνω σε πειραματικούς ζωικούς όγκους από όλα τα αλκαλοειδή που είχαν απομονωθεί ως τότε από τα ανώτερα φυτά Το ενδιαφέρον εστιάζεται ιδιαίτερα στον μοναδικό χαρακτήρα της δράσης της: στην λευχαιμία C-1498 στο μυέλωμα Χ-5563 στο καρκίνωμα 115 του Shionogi στο οστεοσάρκωμα Ridgway στο μελάνωμα S91. Ανάλογες μελέτες κυτταροτοξικότητας της ακρονυσίνης πραγματο-ποιήθηκαν αργότερα από το NCI. Τα αποτελέσματα που λήφθηκαν έδειχναν ορισμένες διαφορές.

ΚΛΙΝΙΚΕΣ ΜΕΛΕΤΕΣ Κλινικές δοκιμές (φάση Ι και ΙΙ) πραγματοποιήθηκαν από τους J.H. SCARFEE et al. σε 16 άτομα που έπασχαν από πολλαπλά μυελώματα ανθεκτικά στη συμβατική θεραπεία. Η ακρονυσίνη χορηγήθηκε από τη στοματική οδό, εξαιτίας της πολύ μικρής υδατοδιαλυτότητάς της. Κατά τη διάρκεια αυτών των δοκιμών η ακρονυσίνη επέδειξε μια μέτρια δράση η οποία μπορεί να αιτιολογηθεί από δύο λόγους: από την μικρή ποσότητα του προϊόντος που χορηγήθηκε, επειδή υπήρχαν πολλές ανεπιθύμητες ενέργειες (ναυτίες και έμετοι που μπορούσαν να οδηγήσουν σε διακοπή της θεραπείας). από την υποχρεωτική χορήγηση μέσω της στοματικής οδού (λόγω της πολύ μικρής υδατοδιαλυτότητας της ακρονυσίνης), η οποία ήταν προβληματική λόγω της μικρής γαστρεντερικής απορρόφησης και της αποικοδόμησης (ιδίως στο γαστρικό ρΗ).

Χημική ταξινόμηση της ακρονυσίνης - Φυσικά της ανάλογα Χημική ταξινόμηση της ακρονυσίνης - Φυσικά της ανάλογα Tα αλκαλοειδή της ακριδόνης στα οποία υπάγεται η ακρονυσίνη, διαιρούνται σε πέντε ομάδες: 1. Τις απλές ακριδόνες 2. Τις πρενυλοακριδόνες 3. Τις φουρανοακριδόνες 4. Τις πυρανοακριδόνες 5. Τα διμερή παράγωγα, ένα τουλάχιστον εκ των οποίων είναι ακριδόνη Η τέταρτη ομάδα, δηλαδή οι φυσικές πυρανο-ακριδόνες υποδιαιρούνται σε δυο επιμέρους κατηγορίες: α) τις πυρανο[2,3-c]ακριδόνες (γωνιακές) και β) τις πυρανο[3,2-b]ακριδόνες (γραμμικές).

Α. Πυρανο[2,3-c]ακριδόνες A1. Παράγωγα οξειδωμένα μόνο στον C δακτύλιο A2. Παράγωγα οξειδωμένα μόνο στον C και D δακτύλιο A3. Παράγωγα οξειδωμένα μόνο στον A και C δακτύλιο A4. Παράγωγα οξειδωμένα στον Α, C και D δακτύλιο R1-R7: Η, ΟΗ, ΟCH3 σε διάφορους συνδυασμούς Β. Πυρανο[3,2-b]ακριδόνες. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν 6 φυσικά προϊόντα (όχι όμως η ισοακρονυσίνη).

ΣΥΝΘΕΤΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΑ Αμέσως μετά την ανακάλυψη της φαρμακολογική δράσης της ακρονυσίνης ξεκίνησαν οι προσπάθειες για την σύνθεση αναλόγων της με δύο βασικούς στόχους: τη βελτίωση της δραστικότητας και την αύξηση της υδατοδιαλυτότητας. Οι πρώτες προσπάθειες δεν έδειξαν κάποιο ιδιαίτερα θετικό αποτέλεσμα με συνέπεια σταδιακά να περιοριστεί το ενδιαφέρον των ερευνητών και των φαρμακευτικών βιομηχανιών για το μόριο αυτό. Μετά όμως τη λήξη του πνευματικού δικαιώματος της εταιρίας που είχε κατοχυρώσει τη δράση της ακρονυσίνης, το ενδιαφέρον άρχισε να αναθερμαίνεται και ιδιαίτερα μετά το 1995 οπότε ανακαλύφθηκε και κατοχυρώθηκε από την εταιρία Servier France μια νέα κατηγορία παραγώγων της ακρονυσίνης με πολύ βελτιωμένη δράση.

ΣΥΝΘΕΤΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΑ H, CH3, OCH3, OH OC2H5, OCH2OCH3 OCOCH3 OCH2CH2 N(CH3)2 Z: O, S CH3,NO2 Cl, Br, F, CH3, NO2, OH F, CH3,NO2, OH, OCH3 X: O, NH CH3, C2H5 (CH2)5 ,(CH2)5 Y: C, N F, CH3,NO2, OH, OCH3 ,NH2 H, CH3, C2H5 NO2

ΣΥΝΘΕΤΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΑ H, NO2, NH2 , Ν(CH3)2, ΝΗCOCH3 , NHCOC6H5, =NOH OH, O-γλυκοσίδες

Η περίπτωση της cis-1,2-διακετόξυ-1,2-διυδροακρονυσίνης in vitro

Η ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΦΑΣΗΣ ΣΤΗΝ ΟΠΟΙΑ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΖΕΤΑΙ Ο ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΚΑΙ Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΣΤΗΝ ΕΥΡΕΣΗ ΝΕΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΓΙΑ ΤΗ ΘΕΡΑΠΕΙΑ ΤΟΥ ΚΑΡΚΙΝΟΥ. Ένα νέο προϊόν που ελέγχεται in vitro δεν πρέπει να αξιολογείται μόνο με μια απλή μέτρηση της κυτταροτοξικότητας. Η ορθολογική διερεύνηση των σχέσεων δομής-δράσης περιλαμβάνει την μελέτη της φάσης στην οποία το προϊόν διακόπτει τον κυτταρικό κύκλο. Η μελέτη αυτή έχει εξαιρετικά μεγάλη σημασία γιατί μόνο με αυτό τον τρόπο μπορούν να διακριθούν τα προϊόντα που έχουν εξειδικευμένη δράση από τα προϊόντα που απλώς έχουν μια γενική κυτταροτοξικότητα. Είναι προφανές ότι κάποιο προϊόν που είναι κυτταροτοξικό, χωρίς όμως να επιδρά στον κυτταρικό κύκλο, δεν εμφανίζει σήμερα προοπτικές αξιοποίησης, εφόσον κατά πάσα πιθανότητα θα είναι τοξικό τόσο για τα καρκινικά όσο και για τα υγιή κύτταρα. Επομένως μελέτες κυτταροτοξικότητας χωρίς μελέτη φάσης πρέπει να αντιμετωπίζονται με επιφύλαξη. Αντίθετα κάποιο προϊόν που είναι κυτταροτοξικό και ταυτόχρονα έχει την ικανότητα να διακόπτει τον κυτταρικό κύκλο σε συγκεκριμένη φάση έχει εξαιρετικό ενδιαφέρον. Ένα τέτοιο προϊόν θα είναι πιο τοξικό για τα ταχέως πολλαπλασιαζόμενα καρκινικά κύτταρα παρά για τα μη πολλαπλασιαζόμενα υγιή κύτταρα. Συνεπώς η μελέτη της φάσης μας δίνει αξιόπιστα στοιχεία που πρέπει να λαμβάνονται σοβαρά υπ’όψη όταν διερευνώνται οι σχέσεις δομής-δράσης.

Τα σύμβολα που χρησιμοποιούνται στους πίνακες με τα αποτελέσματα της μελέτης της φάσης επεξηγούνται ως εξής: ΝS = H δράση του προϊόντος δεν είχε εξειδίκευση στον κυτταρικό κύκλο (Νοn Specific). ΝΤ = To προϊόν δεν ελέγχθηκε δίοτι δεν είχε σημαντική κυτταροτοξικότητα που να αξίζει περαιτέρω μελέτη (Νοn Tested). S = Το προϊόν διακόπτει τον κυτταρικό κύκλο στη φάση σύνθεσης του DNA. G1 = Το προϊόν διακόπτει τον κυτταρικό κύκλο στη φάση προετοιμασίας για την αντιγραφή του DNA. G2M = Το προϊόν διακόπτει τον κυτταρικό κύκλο είτε στη φάση της μίτωσης είτε στη φάση που μεσολαβεί μεταξύ αντιγραφής του DNA και μίτωσης. ΑΡΟ = Το προϊόν οδηγεί το κύτταρο σε απόπτωση. Κάθε ένα από αυτά τα σύμβολα συνοδεύεται από έναν ως τρεις σταυρούς, ανάλογα με το πόσο έντονη είναι η επίδραση του προϊόντος στην υπό μελέτη φάση.

Η περίπτωση της cis-1,2-διακετόξυ-1,2-διυδροακρονυσίνης ιn vivo * T/C% =μέσος χρόνος επιβίωσης των ζώων που προσέλαβαν την ουσία διαιρεμένος με το μέσο χρόνο επιβιώσης των ζώων ελέγχου, x 100. § T/C% =μέσο μέγεθος του καρκινώματος των ζώων που προσέλαβαν την ουσία διαιρεμένο με το μέσο μέγεθος του καρκινώματος των ζώων ελέγχου, x 100. T/C% = 0 ισοδυναμεί με εξάλειψη του καρκινώματος.

Η υπόθεση του ενδιάμεσου εποξειδίου H υψηλή δραστικότητα του 1,2-διοξικού εστέρα της ακρονυσίνης φάνηκε να επιβεβαιώνει την προϋπάρχουσα υπόθεση ότι η ίδια η ακρονυσίνη δρα ενδοκυτταρικά σαν αλκυλιωτικός παράγων, μέσω του σχηματισμού ενός ασταθούς ενδιαμέσου εποξειδίου (μεταξύ των θέσεων 1 και 2) το οποίο σχηματίζεται εντός του οργανισμού.

ΟΛΙΚΗ ΣΥΝΘΕΣΗ ΑΚΡΟΝΥΣΙΝΗΣ

Σύνθεση του cis-1,2-διοξικού εστέρα ακρονυσίνης

ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΗΣ ()-trans-1,2-ΔΙΥΔΡΟΞΥ- 1,2-ΔΙΥΔΡΟΑΚΡΟΝΥΣΙΝΗΣ Η trans-1,2-διυδροξυ-1,2-διυδροακρονυσίνη (26) είναι φυσικό προϊόν το οποίο πρόσφατα απομονώθηκε σε πολύ μικρή ποσότητα από το φυτό Sarcomelicope glauca της οικογένειας Rutaceae. Στη βιβλιογραφία αναφέρεται ότι η οξείδωση της ακρονυσίνης με CrO3 σε οξικό οξύ, οδηγεί σε έναν μονοοξικό εστέρα της trans διόλης 26, ο οποίος μεταπίπτει στη ρακεμική διόλη 26 μετά από σαπωνοποίηση με μεθοξείδιο του νατρίου. Η απόδοση αυτής της συνθετικής πορείας είναι πολύ χαμηλή και η εφαρμογή της δεν ενδείκνυται στην περίπτωση που θέλουμε να αναπτύξουμε μια σειρά νέων παραγώγων. Για το λόγο αυτό οδηγηθήκαμε σε ένα νέο βελτιωμένο συνθετικό σχήμα:

Σωστό Reisch et al. Λάθος Το μόριο κλειδί στην όλη σύνθεση είναι η ()-1-οξο-2-υδροξυ-1,2-διυδροακρονυσίνη (111). Το προϊόν αυτό παρασκευάσθηκε με απόδοση 31% μετά από οξείδωση της ακρονυσίνης με ΚΜnΟ4 σε διάλυμα ακετόνης-νερού. Σωστό Reisch et al. Λάθος

ΣΥΝΘΕΣΗ ΕΣΤΕΡΩΝ ΣΤΗ ΣΕΙΡΑ ΤΗΣ ()-trans-1,2-ΔΙΥΔΡΟΞΥ-1,2-ΔΙΥΔΡΟΑΚΡΟΝΥΣΙΝΗΣ

ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΩΝ 1-ΑΜΙΝΟ ΠΑΡΑΓΩΓΩΝ ΤΗΣ ΑΚΡΟΝΥΣΙΝΗΣ Χρησιμοποιήθηκε ως πρώτη ύλη ο cis-διoξικός εστέρας, ο οποίος φέρει στη θέση 1 την καλώς αποχωρούσα ακετόξυ ομάδα. Με την επίδραση μεθυλαμίνης ή υδραζίνης σε αιθανόλη συμβαίνει πυρηνόφιλη SN2 υποκατάσταση στη θέση 1 και παράγονται τα αντίστοιχα trans προϊόντα.

Η αντίδραση που περιγράφηκε πέραν της συνθετικής αξίας, έχει ιδιαίτερη σημασία γιατί αποτελεί πρότυπο επεξήγησης του μηχανισμού δράσης του διοξικού εστέρα. Πράγματι είναι πολύ πιθανό το προϊόν αυτό να δρα αλκυλιωτικά στον ενδοκυτταρικό του στόχο μέσω πυρηνόφιλης προσβολής στη θέση 1, όπως ακριβώς συνέβη στην περίπτωση που το πυρηνόφιλο μόριο ήταν η μεθυλαμίνη ή η υδραζίνη

Βενζο[b]ακρονυσίνη Κλινικές δοκιμές 100 φορές δραστικότερο από την ακρονυσίνη Minor groove DNA

ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΗΣ ΙΣΟΑΚΡΟΝΥΣΙΝΗΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΩΝ ΤΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΗΣ ΙΣΟΑΚΡΟΝΥΣΙΝΗΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΩΝ ΤΗΣ Η ισοακρονυσίνη (2) είναι αλκαλοειδές, ισομερές της ακρονυσίνης, το οποίο δεν έχει απομονωθεί ποτέ σε φυσική κατάσταση. Ωστόσο έχουν απομονωθεί πολλά παράγωγα της. Όταν η ακρονυσίνη απομονώθηκε για πρώτη φορά, δεν ήταν δυνατό να διαπιστωθεί αν πρόκειται για το γωνιακό προϊόν 1 ή για το γραμμικό 2. Τελικά βέβαια διαπιστώθηκε ότι η ακρονυσίνη αντιστοιχούσε στη γωνιακή δομή ενώ η ισοακρονυσίνη στη γραμμική δομή και ήταν ένα προϊόν με πολύ διαφορετικές ιδιότητες. Μέχρι σήμερα, ελάχιστα είχαν μελετηθεί οι φαρμακολογικές ιδιότητες της ισοακρονυσίνης και ποτέ δεν είχαν παρασκευασθεί παράγωγά της με σκοπό τη μελέτη των σχέσεων δομής-δράσης. Οι λόγοι για τους οποίους δεν είχαν γίνει αυτές οι μελέτες ήταν: Η δυσκολία στην εκλεκτική ολική σύνθεση της. Η αρχική φαρμακολογική εκτίμηση ότι ήταν αδρανέστερη από την ακρονυσίνη.

ΣΥΝΘΕΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΩΝ ΤΗΣ ΙΣΟΑΚΡΟΝΥΣΙΝΗΣ

ΟΛΙΚΗ ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΗΣ ΙΣΟΑΚΡΟΝΥΣΙΝΗΣ