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Identification d’un inhibiteur oral, biodisponible, puissant et sélectif de GlyT1

Wednesday, April 11th, 2018 | Alain | Soin

L’hypofonction des récepteurs N-méthyl-d-aspartate (NMDA) a été impliquée dans la physiopathologie de la schizophrénie, avec des preuves provenant à la fois des modèles précliniques1 − 3 et des données cliniques limitées disponibles4 − 10 la psychose réversible induite chez les non-schizophrènes par les antagonistes NMDA tels que la phencyclidine (PCP) et l’efficacité clinique observée lorsque l’antipsychotique était complétée par la coagulation obligatoire NMDA ou la sarcosine, un inhibiteur endogène faible des transporteurs de la glycine de type 1 (GlyT1 ). Plus important encore, il a été démontré que cette thérapie adjuvante apporte des améliorations significatives aux symptômes négatifs et cognitifs des schizophrènes stables, pour lesquels des besoins médicaux non satisfaits restent importants en raison du manque d’efficacité des antipsychotiques classiques contre ces symptômes.6 Dans le cerveau, glycine On pense que la manipulation pharmacologique de la concentration de glycine synaptique à l’aide d’un inhibiteur de GlyT1 peut être une méthode viable pour potentialiser la fonction du récepteur NMDA in vivo, améliorant ainsi les symptômes négatifs et cognitifs de la schizophrénie. Pour tester cette hypothèse, un effort a été déployé à l’échelle de l’industrie pour identifier les inhibiteurs puissants et sélectifs de GlyTl.12 − 15Des communications récentes de notre laboratoire ont révélé deux séries d’inhibiteurs de hGlyT1 apparentées: pipéridine sulfonamide 1 (16) et cyclohexylsulfone 2,17 qui démontrent une excellente sélectivité par rapport aux transporteurs GlyT2 et TauT apparentés (Figure ​ (Figure1) .1). Les premiers problèmes de la série des pipéridines étaient une mauvaise biodisponibilité orale chez le rat et le chien en raison de la clairance plasmatique élevée, bien que cela ait été résolu avec l’analogue 2,4-dichlorophényl. Figure 1: Structures des inhibiteurs hGlyT1. liaison covalente in vivo aux protéines hépatiques et plasmatiques de rat après administration orale à 20 mg / kg (6 heures après administration: foie, 153 pmol équiv / mg de protéine, plasma, 214 pmol équiv / mg de protéine). Des expériences d’identification de métabolites utilisant des analogues de pipéridine sulfonamide radiomarqués, ou des expériences de piégeage avec du cyanure radiomarqué, ont conduit à émettre l’hypothèse que la liaison covalente observée était due à l’oxydation du cycle pipéridine conduisant à la formation d’une espèce réactive. Des niveaux élevés de liaison covalente ont été associés à une augmentation de l’incidence des toxicités idiosyncratiques des composés dans la clinique18; par conséquent, une optimisation chimique supplémentaire a été entreprise dans la série des sulfones. On a accédé aux dérivés de cyclohexylsulfone requis comme indiqué dans le schéma 1.19 Les isomères cis et trans de l’intermédiaire clé A de l’alcool ont été séparés par chromatographie et attribués sur la base des expériences de RMN de l’effet Overhauser nucléaire.Scheme 1Si le thiol requis était facilement disponible, formation du mesylate de A suivi d’un déplacement a donné le thioéther. En variante, on a accédé au thioéther par l’intermédiaire de la chimie de Mitsunobu avec du thioacétate suivi d’un protocole d’alkylation de déprotection à un pot. L’oxydation du thioéther avec l’oxone a donné le composé final requis. L’inhibition au niveau des transporteurs hGlyTl et le renouvellement microsomal dans les microsomes de rat et humains pour une sélection de composés sulfonés hétérocycliques est donnée dans le tableau 1. Le composé 2 présentait une excellente biodisponibilité orale chez le rat et GlyT1 occupé. transporteurs in vivo, tel que jugé par notre test de liaison in vivo précédemment rapporté chez le rat20 en utilisant un radiomarqueur GlyT1 propriétaire, avec un Occ50 de 3,4 mg / kg.17 Analyse des niveaux de plasma et de médicament du cerveau nécessaires pour atteindre Occ50 (1,2 et 0,2 μ M, respectivement) a révélé un faible rapport cerveau-plasma de 0,16. Un rapport cerveau-plasma de 0,1 également faible a été déterminé à partir d’une dose orale de 10 mg / kg de composé 3. Une étude ultérieure dans mdrla + / + et − / − les souris ont déterminé le rapport entre le cerveau: les rapports de sang du − / − et + / + animaux à 8,7, suggérant que le composé 3 soit un substrat de P-gp. Tableau 1hGlyT1 Potentiel et retournement microsomique de foie humain et rat de certains analogues de sulfoné hétérocycliques Le composé 2 n’inhibe pas les isoformes de Cyp courantes (2D6, 2C9 et 3A4: IC50 > 10 μ M); toutefois, les analogues 4 et 5 du NH-triazole, métabolites potentiels des composés 2 et 3, se sont révélés être des inhibiteurs extrêmement puissants de la Cyp 2C9 (composé 5 Cyp 2C9: IC50 = 10 nM). La puissante inhibition de Cyp, associée à l’Occ50 plasmatique élevée due au problème de la P-gp, empêche le développement ultérieur des analogues de triazole 2 et 3. Les analogues de sulfones hétérocycliques dans lesquels le groupe alkyle latéral est lié par le carbone présentent soit une augmentation du renouvellement microsomal ( 6 et 7) ou une puissance réduite à hGlyT1 (8 et 9).L’étude de dérivés alkylsulfones simples apparentés au composé 1 (tableau 2) a établi que la relation d’activité de la structure (SAR) rappelait la série de 4-pyridylpipéridine précédemment décrite16 avec une réduction significative de la puissance observée dans la série propyl 10, Dans la série des alkylsulfones, une exigence plus stricte pour la relation cis entre la sulfone et l’amide a été observée que dans la série hétérocyclique, avec les composés 10 et 11 démontrant une puissance 10 fois supérieure. par rapport à 13 et 14. Bien que le composé cyclobutylméthyle 15 ait démontré une perte de puissance par rapport à l’analogue propylique 10, le composé cyclopropylméthyle 16 (DCCCyB) a conservé son activité mais avec une stabilité microsomique améliorée. Le composé 16 a démontré un niveau acceptable de liaison covalente in vivo (< 25 pmol équiv / mg après une dose orale de 20 mg / kg) chez le rat et a été sélectionné pour un profilage plus poussé.Tableau 2hGlyT1 Puissance et renouvellement microsomique de l'homme et du foie de rat Les paramètres pharmacocinétiques du composé 16 dans les espèces précliniques sont indiqués dans le tableau 3. La clairance est faible chez le chien et modérée chez le rat et le singe rhésus, ce qui, associé au Vd modéré dans toutes les espèces, donne des valeurs de demi-vie acceptables. . La biodisponibilité orale de 65 et 48% chez le rat et le chien, respectivement, a été obtenue en utilisant le véhicule de dosage en suspension à 0,5% de méthocel.Tableau 3 Paramètres pharmacocinétiques du composé 16 dans les espèces précliniques Le composé 16 n'était pas un substrat pour la P-gp humaine ou de souris. augmentation du rapport cerveau sur plasma de 2,3, et exhibé une plus faible Occ50 plasma de 0,35 μ M dans le test de liaison in vivo GlyT1 de rat par rapport au composé 2. Aucune activité non ciblée significative a été observée pour le composé 16 dans un large ancillaire Un inhibiteur de GlyT1 devrait conduire à une augmentation des niveaux de glycine extracellulaire dans le cerveau. Ceci a été démontré dans la littérature, et chez Merck1 en utilisant des composés de preuve de concept, par dialyse in vivo à travers une sonde insérée dans le cortex frontal du rat. Les taux de glycine ont été déterminés jusqu'à 4 h après l'administration du composé 16 à raison de 20 et 3 mg / kg po. Les deux doses ont significativement augmenté les taux de glycine extracellulaire au-dessus des concentrations basales (% de pointe de glycine en% basal ± SEM: 20 mg / kg = 184,0 ± 17,0%; 3 mg / kg = 151,0 ± 25,0 %). L'augmentation des taux de glycine à la dose de 3 mg / kg po du composé 16 concorde avec celle observée pour les autres inhibiteurs du GlyT1 qui se sont révélés efficaces dans les modèles animaux de schizophrénie.21 Les effets sur la fonction exécutive ont longtemps été considérés comme une caractéristique essentielle du schizophrène. Le modèle de rongeur intra / extra-dimensionnel (ED / ID) de la fonction exécutive peut être utilisé, suite à une altération de la perception attentionnelle perceptive. Dans le test ED / ID chez le rat, le composé 16 administré à raison de 3 mg / kg po a inversé le déficit cognitif induit par le PCP au cours du changement ED (Figure 6). # x200B; (Figure2) .2). Bien que toutes les discriminations aient été effectuées, par souci de clarté, seules les données ED sont montrées en tant que dosage subchronique de PCP induit un déficit exclusivement dans cet aspect de l'essai mauvaise haleine. Figure 2 Essais du critère de décalage ED. Les colonnes marquées d’un astérisque indiquent la signification à p < 0,05 vs PCP et véhicule pour le décalage ED. La disponibilité du traceur PET GlyT1 [18F] MK-657726 a facilité l'évaluation de la relation d'occupation du plasma pour le composé 16 dans les espèces supérieures. Les différences d'absorption du traceur dans les conditions de base et de blocage peuvent être utilisées pour déterminer l'occupation de GlyT1 à différentes doses / concentrations plasmatiques. Une courbe d'occupation du plasma de 16 a été générée donnant lieu à une concentration plasmatique estimée de Occ50 de 120 nM chez le singe rhésus, ce qui est en bon accord avec la concentration plasmatique d'Occ50 générée chez le rat. ([18F] MK-6577 traités, marqueurs remplis) et pour le blocage ([18F] MK-6577 et cpd 16 traités, pas de marqueurs) conditions. (B) PET / IRM coregistered images dans le cerveau singe rhésus sous la ligne de base (à gauche) et le blocus (à droite) ... En résumé, le remplacement du cycle pipéridine du composé 1 a généré une série d'inhibiteurs de la cyclohexylsulfone de hGlyT1 et enlevé in vivo liaison covalente observée avec la série précédente. La réoptimisation de la fraction sulfone a éliminé la responsabilité de la P-gp observée pour les dérivés de sulfone hétérocycliques et a conduit à l'identification du composé 16. L'évaluation clinique du composé 16 sera publiée dans un proche avenir.