Study of the analgesic activity of new partially hydrogenated pyridines, α-cyanothioacetamide derivatives in the pharmacological tail heat immersion test on white rats

Full Text

Актуальность. Боль – физиологический процесс, информирующий организм человека об опасности, а также сопровождающий большинство воспалительных и дегенеративных поражений различных органов и тканей.

Боль – это не только симптом большинства заболеваний, но и сложный психофизиологический феномен, в который вовлечены механизмы регуляции и формирования эмоций, моторные, гуморальные и гемодинамические проявления, формирующие болевой синдром [1].

Проблема восприятия болевого синдрома является одной из самых сложных и острых проблем современной фармакологии. Механизмы возникновения боли различны, выделяют ноцицептивный, нейропатический, психогенный и другие варианты [2].

Основными лекарственными препаратами, используемыми для фармакокоррекции болевого синдрома, в настоящее время является группа нестероидных противовоспалительных средств. Согласно данным, полученным из различных социологических исследований, потребление этих лекарственных средств неуклонно растет среди населения Российской Федерации, этому способствует безрецептурный отпуск препаратов из аптечных учреждений и бесконтрольное самолечение.

Необоснованная полипрагмазия, значительное количество побочных явлений, с которыми сталкиваются пациенты при купировании болевого синдрома с помощью НПВС-содержащих препаратов, среди которых – ульцерогенность, гепатотоксичность, нефротоксичность, гематотоксичность, индивидуальная непереносимость и т.д., ставит актуальные задачи по поиску новых высокоэффективных, селективных, относительно предполагаемых биомишеней и безопасных фармацевтических субстанций, обладающих анальгетической активностью.

Экспериментальное изучение боли помогает понять ее механизмы, особенности и физиологические проявления, что имеет существенное значение для физиологии, практической биомедицины и фармакологии [3].

На базе научно-исследовательской лаборатории «Химэкс» ЛГУ им. В. Даля под руководством доктора химических наук, профессора Кривоколыско Сергея Геннадиевича, синтезированы 170 новых производных ди- и тетрагидропиридинов, которые в свою очередь были подвергнуты виртуальному биоскринингу с использованием комплекса программ Swiss Target Prediction, разработанных учеными из Swiss Institute of Bioinformatics, [http://swisstargetprediction.ch/index.php], on-line ресурсов: Online SMILES Translator and Structure File Generator от U.S. National Cancer Institute [https://cactus.nci.nih.gov/translate/], OPSIN: Open Parser for Systematic IUPAC nomenclature от University of Cambridge, Centre for Molecular Informatics [https://opsin.ch.cam.ac.uk/] [4, 5, 6].

Проведенный биоскрининг, проведенный в отношении исследуемых соединений, позволил выделить четыре перспективных образца, потециально обладающих анальгетической активностью [7, 8]. Образцам были присвоены лабораторные шифры cv-091, cv-095, cv-099, cv-142. Химическая структура исследуемых соединений подробно представлена в таблице 1.

Данные соединения были выбраны для проведения исследований in vivo, с целью выявления потенциальной анальгетической активности, с помощью классических фармакологических тестов.

Таблица 1 – Химическая структура исследуемых соединений, производных α-цианотиоацетамида

cv-091 2-((3-cyano-4-(furan-2-yl)-6-oxo-1,4,5,6-tetrahydropyridin-2-yl)thio)-N-mesitylacetamide	cv-095 2-((3-cyano-4-(furan-2-yl)-6-oxo-1,4,5,6-tetrahydropyridin-2-yl)thio)-N-(naphthalen-1-yl)acetamide	cv-099 allyl 5-cyano-4-(furan-2-yl)-2-methyl-6-((2-((4-nitrophenyl)amino)-2-oxoethyl)thio)-1,4-dihydropyridine-3-carboxylate	cv-142 allyl 5-ethynyl-4-(furan-2-yl)-2-methyl-6-((2-oxo-2-((3-(trifluoromethyl)phenyl)amino)ethyl)thio)-1,4-dihydropyridine-3-carboxylate

 

Материал и методы исследования.  Исследование реализовано в весенний период на половозрелых, белых беспородных крысах, полученных из вивария ФГБОУ ВО ЛГМУ им. Свт. Луки Минздрава России. Масса тела лабораторных животных варьировалась в пределах от 270 до 290 г.

Эксперимент реализован на базе лаборатории кафедры фундаментальной и клинической фармакологии. Лабораторные животные  на протяжении всего исследования содержались в соответствии с правилами качественной лабораторной практики при проведении доклинических исследований в Российской Федерации (Статья 11 Федерального закона №61-ФЗ от 12.04.2010 «Об обращении лекарственных средств», а также Приказ МЗ и соц. развития РФ от 23.08.2010 №708н «Об утверждении Правил лабораторной практики»), а также правилами и Международными рекомендациями Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997 г.) [9, 10].

Условия содержания: режим освещения – естественный; температурный режим – 24 – 25 ° С; показатели влажности воздуха в помещении – 63-65%; рацион – стандартный; объем выборки – 64 особи.

При подготовке к проведению исследования животные были подвергнуты тщательному осмотру, согласно параметрам отбора (по весу, состоянию шерстяного покрова, внешнему виду и двигательной активности).

Животные были равномерно распределены на 8 групп: интактную, контрольную, две референтные группы, а также четыре опытные (по количеству исследуемых образцов, производных α-цианотиоацетамила (α-ЦТА).

Каждая экспериментальная группа состояла из 8 животных одного пола, а также минимальное для достижения цели и решения задач исследования количество экспериментальных групп (общее количество лабораторных животных).

Для оценки термической боли использована методика тепловой иммерсии хвоста, которая основана на спинальном флексорном рефлексе, возникающим в ответ на погружение хвоста в горячую воду [11, 12].

Анализ на ноцицепцию моделировали с помощью погружения хвоста животного в сосуд, наполненный водой (t 50-54°C), измеряя при этом величину латентного периода реакции.

Анальгетическую активность оценивали по удлинению времени реакции отдергивания хвоста.

В качестве препарата-референта использовано нестероидное противовоспалительное средство, производное антраниловой кислоты – мефенаминовая кислота в дозе 5 мг/кг массы тела животного, а также неопиоидный анальгетик – метамизол натрия в дозе 7 мг/кг.

Четыре образца, новых производных α-цианотиоацетамида, вводили внутригастрально за 1,5 часа до проведения исследования в дозе 5 мг на кг массы тела лабораторного животного.

Для статистической оценки полученных данных в ходе исследования использовали программу Statistica 10.0, а также Microsoft Exel 2019. При оценке результатов использованы непараметрические методы статистической обработки данных, согласно [13, 14].

 Качественная оценка результатов произведена с помощью следующих статистических показателей: среднее арифметическое значение времени реакции - а; среднеквадратическое отклонение – σ; дисперсия значений вокруг среднего арифметического – σ2; коэффициент вариации – К.

С целью определения достоверности отличий при статистической обработке данных применяли непараметрический тест согласованных пар Уилкоксона с предварительным определением валидных интервалов значений по каждому из исследуемых показателей.

Достоверность отличий между значениями интактной, контрольной и опытных групп вычисляли на основании статистической оценки полученных данных и их распределению на процентили, первый, второй и третий квартиль, оценке межквартильного размаха, определении медианы и оценке разброса данных в анализируемой выборке.

Полученные результаты и их обсуждение. Результаты определения анальгетической активности новых частично гидрированных пиридинов, производных α-цианотиоацетамида, а также показатели препаратов-референтов представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Влияние производных 1.4-дигидропиридина на стимуляцию ноцицепторов, вызванное погружением хвоста животного в горячую воду,
где gr 1 – интакт, gr 2 – контроль, gr 3 – референт 1, gr 4 – референт 2, gr 5 – cv-142,
gr 6 – cv-099, gr – 7 – cv-091, gr 8 – cv-095.

 

Усредненный результат, полученный в группе контроля (внутригастральное введение 0,9%-ного раствора натрия хлорида), а также показатели интактной группы, позволяют отследить отсутствие увеличения латентного периода одергивания хвоста животного при контакте с горячей водой, и составляют в среднем 10,4 и 11,9 секунд соответственно.  В дальнейшем оценка наличия анальгетического эффекта производиться по отношению данным показателям.

Результат препарата-референта мефенаминовой кислоты составил 14,5 секунд в среднем, что показывает увеличение латентного периода возникновения ноцицептивной реакции в 1,39 раза по отношению к группе контроля.

Соответствующие данные полученные у препарата-референта метамизола натрия, составили 16,8 секунд, что в 1,62 раза превосходит результаты группы контроля.

Полученные данные свидетельствуют о наличии у выбранных препаратов-референтов выраженной анальгетической активности.

Результаты, полученные в опытных группах у животных, получавших внутригастрально новые частично гидрированные пиридины, производные α-ЦТА, в дозе 5 мг/кг массы тела животного, представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Качественные показатели, полученные по результатам проведения экспериментальной оценки анальгетической активности новых частично гидрированных пиридинов, производных α – ЦТА.

Группа животных	Среднее время реакции – a	Дисперсия– σ2	Среднеквадратич. отклонение – σ	Коэффициент вариации – V%.
Интактные	11, 9	2,03	4,11	17,07%
Контроль (0,9% раствор натрия хлорида)	10,4	1,98	1,4	13,6%
Препарат –  референт 1 (мефенаминовая кислота)	14,5	3,2	10,25	22,08%
Препарат – референт 2 (матамизол натрия)	16,8	2,79	1,67	9,96%
cv-142	16,25	1,85	3,44	11,41%
cv-099	20,25	2,82	7,94	13,91%
cv-091	28,38	5,19	26,98	18,31%
cv-095	24,5	3,84	14,75	15,68%

 

Обращая внимание на рисунок 1, таблицу 2 и оценивая результаты, полученные во время экспериментального исследования, получаем следующие результаты по каждому соединению.

Соединение с лабораторным шифром cv-142 в среднем увеличивает латентный период до 16,25 секунд в среднем, что превосходит результаты, полученные у группы контроля в 1,56 раз, в сравнении с препаратом-референтом 1 в 1,12 раз, но уступает результатам, полученным в группе препарата-референта 2 в 1,03 раза соответственно.

Соединение с лабораторным шифром cv-099 в среднем увеличивает латентный период до 20,25 секунд, что в 1,95 раз выше, чем показатели контрольной группы, 1,4 раза, чем показатели группы, получавших мефенаминовую кислоту, 1,2 раза выше, чем показатели группы, получавших метамизол натрия, в качестве препарата-сравнения.

Опытный образец с лабораторным шифром cv-091 увеличивает латентный период возникновения спинального флексорного рефлекса в ответ на погружение хвоста в горячую воду в среднем до 28,38 секунд. Данные показатели превосходят соответствующие данные полученные в группе контроля в 2,73 раза, в группе препарата-референта 1 – в 1,96 раз, и в группе препарата-референта 2 – в 1,69 раз соответственно. Данный результат является наилучшим, среди полученных данных в результате проведения экспериментального исследования.

Соединение с лабораторным шифром cv-095 показывает средний результат в 24,5 секунд, что выше показателей группы контроля в 2,36 раза, проявляет анальгетическую активность выше, чем препарат – референт мефенаминовая кислота в 1,69 раз, а также препарат метамизол натрия в 1,46 раз.

Полученные данные позволяют сделать выводы о наличии анальгетической активности у новых частично гидрированных пиридинов, производных α – цианотиоацетамида, соединений с лабораторными шифрами cv – 142, cv – 099, cv – 095, cv – 091.

Выводы.  В ходе проведенного биологического скрининга с помощью классического фармакологического теста тепловой иммерсии хвоста, основанного на моделировании чувства боли, вызванной стимулацией ноцицепторов, путем погружения хвоста лабораторного животного в горячую воду, с целью выявления потенциальной анальгетической активности у лабораторных образцов новых частично гидрированных пиридинов, производных α-цианотиоацетамида, синтезированных на базе НИЛ «ХИМЭКС» ЛГУ им. Владимира Даля, выявил образцы, обладающие высокой болеутоляющей активностью. Это соединения:

• cv-091 (2-((3-cyano-4-(furan-2-yl)-6-oxo-1,4,5,6-tetrahydropyridin-2-yl)thio)-N-mesitylacetamide)
• cv-095 (2-((3-cyano-4-(furan-2-yl)-6-oxo-1,4,5,6-tetrahydropyridin-2-yl)thio)-N-(naphthalen-1-yl)acetamide)
• cv-099 (allyl 5-cyano-4-(furan-2-yl)-2-methyl-6-((2-((4-nitrophenyl)amino)-2-oxoethyl)thio)-1,4-dihydropyridine-3-carboxylate)
• cv-142 (allyl 5-ethynyl-4-(furan-2-yl)-2-methyl-6-((2-oxo-2-((3-(trifluoromethyl)phenyl)amino)ethyl)thio)-1,4-dihydropyridine-3-carboxylate)

Соединение с лабораторным шифром cv-091(при внутригастральном введении в расчете 5мг/кг) обладает наибольшей активностью среди всех испытуемых образцов по отношению к препаратам-референтам – мефенаминовой кислоте и метамизолу натрия, и результатам, полученным у лабораторных животных контрольной группы.

Перспективами дальнейших исследований является определение анальгетической активности исследуемых соединений в других классических фармакологических тестах по определению анальгетической активности, а также определение острой и хронической пероральной токсичности образцов.

About the authors

Anastasia A. Bocheva

ФГБОУ ВО ЛГМУ им. Свт. Луки Минздрава России

Author for correspondence.
Email: an.bushik@gmail.com

ассистент кафедры технологии лекарств, организации и экономики фармации

Russian Federation

Elena Yu. Bibik

ФГБОУ ВО ЛГМУ им. Свт. Луки Минздрава России

Email: helen_bibik@mail.ru

д.м.н., профессор, заведующий кафедрой фундаментальной и клинической фармакологии

Russian Federation

Sergey G. Krivokolysko

НИЛ «Химэкс» ЛГУ им. В. Даля

Email: ksg-group-lugansk@mail.ru

д.х.н., профессор заведующий кафедрой химии и инновационных технологий, научный руководитель

Russian Federation

References

Supplementary files

There are no supplementary files to display.