Περίληψη:
Οι καρδιαγγειακές παθήσεις, όπως στεφανιαία νόσος, υπέρταση και έμφραγμα του
μυοκαρδίου, αποτελούν την πρώτη αιτία θανάτου στο σύγχρονο δυτικό κόσμο. Η
πλειοψηφία των καρδιαγγειακών παθήσεων και των θανάτων από αυτές οφείλεται στην
υπερλιπιδαιμία, η οποία χαρακτηρίζεται από αυξημένα επίπεδα LDL- και
οξειδωμένης LDL-χοληστερόλης και λιπιδίων στο πλάσμα, και ως εκ τούτου στην
αρτηριοσκλήρυνση (ή αθηρωμάτωση), ιδιαίτερα στις ανεπτυγμένες χώρες. Η
αθηρωμάτωση αποτελεί χρόνια φλεγμονώδη κατάσταση και είναι απόρροια του
οξειδωτικού stress, ενώ συχνά καταλήγει σε οξεία κατάσταση θρόμβωσης με τη ρήξη
της αθηρωματικής πλάκας. Επιπλέον, η αρτηριοσκλήρυνση (υπερλιπιδαιμία και
δυσλιπιδαιμία) σε συνδυασμό με την παχυσαρκία κεντρικού τύπου και το σακχαρώδη
διαβήτη, συνιστούν το λεγόμενο μεταβολικό σύνδρομο.Στα πλαίσια της προσέγγισης
του σχεδιασμού πολυλειτουργικών μορίων, η οποία ακολουθείται τα τελευταία
χρόνια από τους αρκετές ομάδες φαρμακοχημικών, αλλά και από το εργαστήριό μας
για την αντιμετώπιση της αθηρωμάτωσης και του διαβήτη, σχεδιάσθηκαν, συντέθηκαν
και αξιολογήθηκαν ως προς τις πιθανές δράσεις τους όσον αφορά στους μηχανισμούς
πρόκλησης της αθηρωμάτωσης και του μεταβολικού συνδρόμου, νέα βενζοθειαζινικά
και μορφολινικά παράγωγα. Τα παράγωγα αυτά συνδυάζουν στη δομή τους τμήματα που
τους προσδίδουν αντιοξειδωτικές και υπολιπιδαιμικές / αντιδυσλιπιδαιμικές
ιδιότητες. Η σύνθεσή τους πραγματοποιήθηκε με νέες μεθόδους, οι οποίες
αναπτύχθηκαν στο εργαστήριό μας, αλλά και με τροποποίηση μεθόδων της
βιβλιογραφίας και με αντιδράσεις ικανοποιητικής απόδοσης, ενώ η ταυτοποίησή
τους έγινε με διευκρίνιση των φασμάτων τους (1H-NMR και 13C-NMR) και με
στοιχειακή ανάλυση. Όπως εκτιμήθηκε από τον υπολογισμό της λιποφιλικότητάς
τους και των άλλων παραμέτρων του «κανόνα του 5» του Lipinski (θεωρητικοί
υπολογισμοί), όλες οι ενώσεις είναι ικανές να διέρχονται / διαπερνούν
βιολογικές μεμβράνες, κάτι που αποτελεί σημαντική ιδιότητα για τη δράση τους in
vivo. Η δράση των νέων παραγώγων μελετήθηκε in vitro σε επιμέρους δοκιμασίες
που προσομοιάζουν τους μηχανισμούς πρόκλησης της αθηρωμάτωσης, ενώ το
δραστικότερο από αυτά αξιολογήθηκε επιπλέον για τη δράση του in vivo σε μυς σε
πειραματικό πρότυπο υπερλιπιδαιμίας-διαβήτη τύπου 2. Η αντιοξειδωτική τους
δράση αξιολογήθηκε in vitro ως προς την ικανότητά τους να αναστέλλουν την
υπεροξείδωση των λιπιδίων ηπατικού μικροσωμικού κλάσματος επιμύων (επαγόμενης
από το σύστημα Fe2+ / ασκορβικού οξέος), καθώς επίσης και ως προς την ικανότητά
τους να δεσμεύουν τη σταθερή ελεύθερη ρίζα του 1,1-διφαινυλο-2-πικρυλυδραζυλίου
(DPPH). Όλες οι νέες ενώσεις επέδειξαν σημαντική ανασταλτική δράση επί της
λιπιδικής υπεροξείδωσης των μεμβρανών με τιμές IC50 μεταξύ 7 και 110 μΜ. Ο
συνδυασμός των δομικών χαρακτηριστικών των νέων ενώσεων ευνοεί θεωρητικά την
αλληλεπίδρασή τους με τις βιολογικές μεμβράνες και τη σταθεροποίηση της πιθανής
ρίζας στο κατάλληλα υποκατεστημένο αρωματικό τους σύστημα. Κατά την
αλληλεπίδρασή τους με τη ρίζα DPPH, τα παράγωγα της βενζοθειαζίνης φαίνεται να
οφείλουν την αποτελεσματική αντιοξειδωτική τους δράση και στην αυξημένη
ικανότητα τους να σαρώνουν ελεύθερες ρίζες (τιμές IC50 μεταξύ 34 και 171 μΜ στη
δοκιμασία αυτή), ενώ αντίθετα τα μορφολινικά παράγωγα δεν φάνηκαν δραστικά ως
προς τη δέσμευση της ρίζας DPPH στις συγκεντρώσεις στις οποίες εξετάσθηκαν. Η
αντιυπερλιπιδαιμική δράση ορισμένων εκ των νέων ενώσεων μελετήθηκε in vitro με
βάση την ικανότητα αναστολής της συνθετάσης του σκουαλενίου, ενζύμου που
κατέχει στρατηγική θέση στη βιοσυνθετική οδό της χοληστερόλης και αναστολή του
οποίου δεν θα προκαλούσε τις ανεπιθύμητες ενέργειες των στατινών, όπως
ραβδομυόλυση, ηπατοτοξικότητα, διαβήτη τύπου 2 κ.ά. Τα αποτελέσματα της in
vitro αξιολόγησης έδειξαν ικανοποιητική ικανότητα αναστολής της συνθετάσης του
σκουαλενίου με τιμές IC50 μεταξύ 6.8 και 14 μΜ.Στις παραπάνω in vitro
δοκιμασίες τα νέα παράγωγα εμφάνισαν αποτελεσματικότερη δράση από τις ενώσεις-
οδηγούς A, B, C, Ε και ρεσβερατρόλης, γεγονός που αναδεικνύει και επιβεβαιώνει
την επιτυχία του ορθολογικού σχεδιασμού τους. Κάποια από τα νέα παράγωγα
μελετήθηκαν επίσης για την in vitro αναστολή των δύο ισομορφών της
κυκλοξυγονάσης (COX-1 και COX-2). Τα περισσότερα από αυτά παρουσίασαν
ικανοποιητική αντιφλεγμονώδη δράση επί της μίας ή/και των δύο ισομορφών της COX
στις συγκεντρώσεις στις οποίες εξετάσθηκαν.
Η in vitro μελέτη των νέων ενώσεων που συντέθηκαν επιβεβαίωσε την ικανότητά
τους να δρουν ως φαρμακομόρια πολλαπλής στόχευσης, καθώς συνδυάζουν
αξιοσημείωτη αντιοξειδωτική, αντιυπερλιπιδαιμική και αντιφλεγμονώδη δράση. Λόγω
της ιδιαίτερα ενδιαφέρουσας πολυλειτουργικής δράσης της ένωσης Β έναντι
παθογενετικών μηχανισμών πρόκλησης αρτηριοσκλήρυνσης (οξειδωτικό stress,
LDL-λιπιδική υπεροξείδωση, αντιφλεγμονώδης δράση, υπερχοληστερολαιμία-
υπερλιπιδαιμία), η οποία εξηγείται μέσω της φαρμακοκινητικής της συμπεριφοράς
in vivo σε μυς, όπως έχει εξετασθεί στο παρελθόν, καθώς επίσης και λόγω της
αξιόλογης αντιδιαβητικής δράσης που παρουσίασε σε πειραματικό πρότυπο
παχυσαρκίας-διαβήτη, αποφασίστηκε η περαιτέρω αξιολόγηση της ένωσης-οδηγού Β σε
πειραματικό πρότυπο διαβήτη τύπου 2 (εγκατεστημένου σε διαγονιδιακούς
C57BL/KsJ-db/db μυς) και
υπερλιπιδαιμίας. Σκοπός της μελέτης ήταν η διερεύνηση του μηχανισμού δράσης της
ως αντιδυσλιπιδαιμικού και αντιδιαβητικού παράγοντα. Η ένωση-οδηγός Β, στο
συγκεκριμένο πειραματικό πρότυπο διαβήτη τύπου 2 σε συνδυασμό με δίαιτα πλούσια
σε λιπαρά, επέφερε μείωση των επιπέδων γλυκόζης των μυών που έλαβαν την ένωση
κατά 54% έναντι των μαρτύρων, γεγονός το οποίο αναδεικνύει και επιβεβαιώνει την
αντιδιαβητική της δράση. Ακόμη, σημειώθηκε μείωση των επιπέδων της ολικής
χοληστερόλης κατά 43% και των τριγλυκεριδίων κατά 48% στην ομάδα της αγωγής σε
σύγκριση με την ομάδα των μαρτύρων, ενώ ταυτόχρονα παρατηρήθηκε μείωση των
επιπέδων του οξειδωτικού stress (μηλονικής διαλδεΰδης) της ομάδας αγωγής κατά
22% σε σχέση με τους μάρτυρες.Το δραστικότερο σε όλες τις in vitro δοκιμασίες
παράγωγο 10 μελετήθηκε περαιτέρω in vivo σε πειραματικό πρότυπο επαγόμενου με
στρεπτοζοτοκίνη διαβήτη τύπου 2 με συνδυασμό δίαιτας υψηλής περιεκτικότητας σε
λιπαρά, προκειμένου να εκτιμηθεί η πιθανή δράση της ως αντιυπερλιπιδαιμικός και
αντιδιαβητικός παράγοντας στην αντιμετώπιση του μεταβολικού συνδρόμου. Η ένωση
10 δεν κατάφερε να αναστείλει την αύξηση των επιπέδων της γλυκόζης, ενώ με την
πάροδο του χρόνου χορήγηση της ένωσης αυτής επέφερε μείωση στα επίπεδα ολικής
χοληστερόλης (κατά 31%), των τριγλυκεριδίων κατά 55% και της LDL-χοληστερόλης
κατά 65%. Επιπλέον, η ένωση αυτή φαίνεται ότι θα μπορούσε να προστατεύει έναντι
της αθηρωματογένεσης, όπως γίνεται αντιληπτό από τις τιμές των
αντιαθηρωματογόνων δεικτών HDL/LDL και ΑΙΡ. Τα αποτελέσματα αυτά σε συνδυασμό
με τις αξιόλογες in vitro δράσεις της νέας ένωσης 10 την καθιστούν ενδιαφέροντα
παράγοντα πολλαπλής στόχευσης (αντιοξειδωτικό, αντιφλεγμονώδη και
υπολιπιδαιμικό) για μία πολυπαραγοντική νόσο, όπως η αθηρωμάτωση. Τέλος, στα
πλαίσια της παρούσας ερευνητικής εργασίας, μελετήθηκε η ένωση-οδηγός Ε με στόχο
τον προσδιορισμό βασικών φαρμακοκινητικών ιδιοτήτων, δηλαδή των συγκεντρώσεων
και της διάρκειας παρουσίας της στην κυκλοφορία (αίμα) και στο ήπαρ, μετά από
ενδοπεριτοναϊκή (i.p.) χορήγηση ορισμένης δόσης σε μύες. Η ανάλυση των
ληφθέντων (σε προκαθορισμένες χρονικές στιγμές μετά την i.p. χορήγηση της Ε)
και μετά από κατάλληλη επεξεργασία δειγμάτων αίματος και ήπατος έδειξε, με
αναλυτική μέθοδο που αναπτύχθηκε με τη χρήση ισοκρατικής αντιστρόφου φάσεως
Υγρής Χρωματογραφίας Υψηλής Απόδοσης (HPLC), και μετά από επικύρωση της
μεθόδου, ανιχνεύσιμες συγκεντρώσεις στο πλάσμα και στο ήπαρ από τα πέντε πρώτα
λεπτά, καθώς και έπειτα από 24 ώρες από τη στιγμή της ενδοπεριτοναϊκής
χορήγησης. Τα αποτελέσματα αποδεικνύουν και επιβεβαιώνουν ότι η ένωση Ε φθάνει
στους ιστούς-στόχους της, δηλαδή το ήπαρ για την SQS και το αίμα για την LDL,
σε χαμηλές μικρομοριακές συγκεντρώσεις, οι οποίες είναι παρόμοιες με τις τιμές
IC50 των δράσεων της ένωσης in vitro.
