ПРОИЗВОДНЫЕ ТРИЦИКЛО[3.2.2.02,4]НОН-8-ЕН-6,7-ДИКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНО ИНГИБИРУЮТ РЕПЛИКАЦИЮ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ОРТОПОКСВИРУСОВ

БАЛАХНИН С.М.; БЕЛАНОВ Е.Ф.; БОРМОТОВ Н.И.; КАЗАЧИНСКАЯ Е.И.; КИСЕЛЕВ Н.Н.; ЛОКТЕВ В.Б.; СВЯТЧЕНКО В.А.; СЕЛИВАНОВ Б.А.; СЕРОВА О.А.; ТИХОНОВ А.Я.

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2011, том 441, № 3, с. 414-418

МИКРОБИОЛОГИЯ

УДК 578.2"213.; 547.467.

ПРОИЗВОДНЫЕ ТРИЦИКЛО[3.2.2.024]НОН-8-ЕН-6,7-ДИКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНО ИНГИБИРУЮТ РЕПЛИКАЦИЮ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ОРТОПОКСВИРУСОВ

Представлено академиком В.К. Шумным 05.08.2011 г. Поступило 13.07.2011 г.

Многие виды вирусов рода ортопоксвирусов (семейство Poxviridae, род Orthopoxvirus) весьма опасны для человека. Прекращение оспопрививания сделало популяцию человека высоко восприимчивой к вирусу натуральной оспы и ряду других ортопоксвирусов [1]. В Африке, особенно в районах с высоким процентом ВИЧ-инфицированных, отмечаются заболевания человека вирусом оспы обезьян с летальностью до 10—20%. Широкое распространение в 2003 г. вируса оспы обезьян по территории США также показывает эпидемический потенциал ортопоксвирусов [2]. Кроме того, существует реальная возможность селекции новых вариантов ортопоксвирусов в природных условиях, а также создания новых генетических вариантов ортопоксвирусов с необычными свойствами [3]. Эти соображения побудили ВОЗ объявить создание средств специфической профилактики и лечения орто-поксвирусных инфекций важнейшей задачей для обеспечения безопасности здоровья и жизни людей.

Известен ряд противовирусных препаратов с относительно невысокой антивирусной активностью, таких как метисазон [4], цидофовир [5], производные адамантана [6, 7], бензотриазины [8]. Недавно был описан препарат ST-246 (рис. 1), обладающий высокой противовирусной активностью в отношении ортопоксвирусов [9, 10]. Создание тамифлю, ST-246, телапревира [11] и ряда других противовирусных препаратов показало, что относительно небольшие органические моле-

Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова

Сибирского отделения Российской Академии наук

Государственный научный центр вирусологии

и биотехнологии "Вектор",

Кольцово Новосибирской обл.

Институт цитологии и генетики

Сибирского отделения Российской Академии наук,

Новосибирск

кулы, взаимодействующие с вирусными белками, способны эффективно ингибировать репликацию вирусов. Опыт применения противовирусных препаратов указывает на необходимость использования комбинации нескольких лекарственных средств для повышения эффективности лечения вирусной инфекции и устранения возможности появления лекарственно устойчивых вариантов вирусов. Поэтому создание новых противовирусных препаратов и формирование представительного набора противовирусных средств становится крайне важной проблемой для успешной профилактики и лечения вирусных заболеваний.

С целью создания новых высокоэффективных противовирусных препаратов нами было предпринято исследование, посвященное синтезу ряда соединений, имеющих сходные структурные фрагменты с ST-246, и тестированию их противовирусной активности. Был осуществлен синтез новых соединений (кроме соединения 3, рис. 1) взаимодействием 4,4а,5,5а,6,6а-гексагидро-4,6-этено-1#-циклопроп[1:]изобензофуран-1,3(3аД)-диона (2) [10] с гидразином, тиосемикарбазидом и гидразидами 4-трифторметил-, 2- и 4-гидрокси-бензойных кислот (рис. 1). Гидразиды замещенных бензойных кислот получали по методике [12]. ИК-спектры таблеток соединений в KBr (концентрация 0.25%) зарегистрированы на спектрометре "Bruker Vector 22 FT-IR". Спектры ЯМР 1Н регистрировали на приборе "Bruker АМ-400" с рабочей частотой 400.136 МГц, растворы в ДМСО-dg, внутренний стандарт — остаточные протоны растворителя (ДМСО-dg—2.50 м.д.). Элементный анализ выполнен на автоматическом элементном CHNS-анализаторе "Euro EA3000". Температуры плавления определены на приборе "Mettler Toledo" и не корректировались. Контроль за ходом реакций и чистотой полученных соединений осуществляли с помощью ТСХ на пластинках Silufol UV-254, элюент — хлороформ—метанол (10 : 1), проявление — УФ-облуче-ние. Анализ ЯМР и ИК-спектров, данные эле-

ПРОИЗВОДНЫЕ ТРИЦИКЛО[3.2.2.024]НОН-8-ЕН-6,7-ДИКАРБОНОВОИ КИСЛОТЫ 415

(a)

O

•F

F ST-246

(б)

Рис. 1. Химическая структура противовирусного препарата 8Т-246 (а) и схема синтеза (б) производных трицик-ло[3.2.2.02'4]нон-8 -ен-6,7-дикарбоновой кислоты.

ментного и ТСХ-анализов полностью подтверждали структуру синтезированных соединений и степень их чистоты. Диимид 3 описан ранее [13], остальные соединения синтезированы впервые. Общим для соединений 4 и 6—10 является наличие гидрокси-группы в 4- и 2-положениях ароматического кольца соответственно. Выходы полученных соединений составили 85—97%. Синтезированные в работе вещества являются высокоплавкими соединениями, устойчивы на

воздухе, растворимы в ацетоне, хлороформе, ди-метилформамиде и диметилсульфоксиде, плохо растворимы в алифатических спиртах, в эфире, гексане и воде.

Для оценки противовирусной активности синтезированных соединений использовали культуры клеток Vero и АД293 в 96-луночных планшетах. В культуральную среду добавляли серийные разведения исследуемых соединений и соответствующий вирус. После инкубирования в течение

416

СЕЛИВАНОВ и др.

Таблица 1. Сравнение антивирусной активности синтезированных соединений по отношению к трем видам ортопоксвирусов

Структура

№ препарата Токсичность для культуры клеток Vero (TC50, мкг/мл) Ингибирующая активность (IC50, мкг/мл) в отношении вирусов

осповакцины оспы коров эктромелии

3 >100 0.033 0.117 0.04

4 » 0.005 0.224 0.144

5 » 0.005 0.051 0.009

6 » 0.006 0.015 0.054

7 100 0.014 0.27 0.08

8 >100 0.026 0.65 0.4

Индекс селективности для вируса осповакцины

>3000

>20000

>16000

7143

>3846

ПРОИЗВОДНЫЕ ТРИЦИКЛО[3.2.2.024]НОН-8-ЕН-6,7-ДИКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ 417

Таблица 1. Окончание

№ препарата Токсичность для культуры клеток Vero (TC50, мкг/мл) Ингибирующая активность (IC50, мкг/мл) в отношении вирусов

осповакцины оспы коров эктромелии

9 20.6 0.003 0.025 0.007

10 70.5 0.004 0.049 0.018

11 >100 0.616 3.13 1.24

Структура

Индекс селективности для вируса осповакцины

6867

17625

>164

O

3—5 сут монослой клеток прокрашивали витальным красителем — нейтральным красным, после удаления красителя и отмывки избытка красителя вносили лизирующий раствор, и количество красителя, включенного в монослой клеток, учитывали на спектрофотометре при длине волны 490 нм. Результаты анализировали с помощью программы SoftMax (версия 4.0, Molecular Devices, "Menlo Park", США). Исследованные вирусы: вирус оспы коров (штамм Гришак), вирус осповакцины (штамм ЛИВП), вирус эктромелии (К-1), аденовирус человека 5-го серотипа, Коксаки А7 (ЖЕВ-8), вирус Западного Нила (Eg-101) и вирус простого герпеса 2-го типа (MS).

Данные противовирусной активности синтезированных в работе соединений приведены в табл. 1. Представленные результаты показывают, что полученные вещества весьма эффективно подавляют размножение трех видов ортопоксвирусов в культуре клеток. Наиболее активное соединение 9 имело IC50 от 3—25 нг/мл, а для соединений 5, 6, и 10 значение IC50 колебалось от 4 до 54 нг/мл. Эта противовирусная активность существенно превосходит активность препаратов на основе производных бензотриазинов, IC50 которых составляет 0.49—2.23 мкг/мл. Сходную с бензотриа-зинами активность имело соединение 11, облада-

ющее при этом самым низким значением индекса селективности. Сравнение противовирусной активности полученных соединений с препаратом 8Т-246 показало, что соединения 5, 6, 9 и 10 имеют сходную с 8Т-246 противовирусную активность.

Для наиболее активных противовирусных соединений 5, 6, 9 и 10 индекс селективности колебался от 6867 до >20000, что говорит о весьма низкой токсичности этих препаратов для эука-риотических клеток. Оценка противовирусной активности соединений, представленных в табл. 1, по отношению к вирусам: аденовирусу человека 5-го серотипа, вирусу простого герпеса 2-го типа, вирусу Коксаки А7 и вирусу Западного Нила показала, что соединения не ингибируют репликацию этих вирусов в концентрациях до 80 мкг/мл. Отсутствие активности препаратов в отношении двух типов ДНК-содержащих вирусов и двух типов РНК-содержащих вирусов говорит о специфичности действия указанных соединений в отношении ортопоксвирусов.

Таким образом, получены новые химические соединения на основе производных трицик-ло[3.2.2.02,4]нон-8-ен-6,7-дикарбоновой кислоты, обладающие выраженной противовирусной активностью. Наиболее активные соединения

418

СЕЛИВАНОВ и др.

способны ингибировать репликацию ортопоксвирусов в культуре клеток в концентрациях от нескольких нанограмм до нескольких десятков на-нограмм в миллилитре. Они не ингибируют репликацию других исследованных РНК- и ДНК-содержащих вирусов и обладают низкой токсичностью. Полученные новые соединения формируют набор из нескольких высокоактивных противовирусных препаратов, что позволяет существенно расширить и дополнить список перспективных противовирусных соединений для профилактики и лечения ортопоксвирусных инфекций. Это позволяет говорить о хорошей перспективе использования синтезированных антивирусных соединений для конструирования новых химиопрепаратов на основе индивидуальных соединений или их комбинации для специфического лечения различных ортопоксвирусных инфекций человека и домашних животных.

Работа была частично поддержана грантом РФФИ 09—04—00450а, грантами Президента Российской Федерации НШ-387.2008.4 и НШ-65387.2010.4 и грантом Минобрнауки № 11.G34.31.0034.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Lewis-Jones S. // Opin. Infect. Dis. 2004. V. 17. P. 8189.

2. Di Giulio D.B., Eckburg P.B. // Lancet Infect. Dis.

2004. V. 4. P. 15-25.

3. Jackson R.J., Ramsay A.J., Christensen C.D., et al. // J. Viral. 2001. V. 75. P. 1205-1210.

4. Quenelle D.C., Keith K.A., Kern E.R. // Antiviral Res. 2006. V 71. P. 24-30.

5. Jesus D.M., Costa L.T., Gonçalves D.L., et al. // J. Virol. 2009. V 83. P. 11477-11490.

6. Климочкин Ю.Н., Моисеев И.К., Владыко Г.В. и др. // Хим.-фарм. журн. 1991. Т. 25. № 7. С. 46-49.

7. Климочкин Ю.Н., Моисеев И.К., Абрамов О.В. и др. // Хим.-фарм. журн. 1991. Т. 25.

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.