ИССЛЕДОВАНИЕ IN VITRO АНТИГЕЛЬМИНТНОЙ АКТИВНОСТИ КАРБАМАТОВ СЕРИИ МЭЭ-1,2,3

АННОТАЦИЯ

В этом исследовании изучена биологическая активность бис-карбаматов серии МЭЭ-1,2,3. Первым делом был осуществлен in silico скрининг веществ, далее были прогнозированы несколько активностей веществ. После, для достоверности прогнозируемой антигельминтной активности были проведены исследования с использованием дождевых червей на основе анализов in vitro.

ABSTRACT

This study examined the biological activity of bis-carbamates of the MEE-1,2,3 series. The first step was to screen the substances in silico, and then several activities of the substances were predicted. Subsequently, to ensure the reliability of the predicted anthelmintic activity, studies were carried out using earthworms based on in vitro assays.

Ключевые слова: Бис карбамат, МЭЭ-1,2,3, биологическая активность, структура-свойство, антигельминт, левамизоль, пирантел, in silico, in vitro, lumbricina.

Keywords: Biscarbamate, MEE-1,2,3, biological activity, structure-property, anthelminth, levamisole, pyrantel, in silico, in vitro, lumbricina.

Введение. В XXI веке понятия «Компьютерная химия» быстро развивается. В качестве примеров типичных задач компьютерной химии можно привести следующие: поиск связей типа «структура-свойство», создание наборов химических структур, перечисление различных химических реакций между данными реагентами, так называемый «вычислительный синтез» и так далее [1, 3, 6, 8]. Следовательно, авторами статьи был произведен in silico скрининг синтезированных бис-карбаматов. Чтобы проверить in silico предсказание, авторы также исследовали in vitro антигельминтную активность соединений N,N'-гексаметилен-бис-[(о-крезолило)-карбамата] т.е. МЭЭ-1, N,N'-гексаметилен-бис-[(м-крезолило)-карбамата] т.е. МЭЭ-2 и МЭЭ-3. Нужно учесть то, что настоящее время ассортимент противопаразитарных препаратов, в том числе антигельминтиков, постоянно пополняется [7, 9-10]. Основной целью для создания новых лекарственных средств является получение препаратов, характеризующихся высокой стабильностью, широким спектром противопаразитарной активности и экологической безопасностью и т.д. [2, 4, 5, 11].

Материалы и методы исследования. Прогнозирование спектров активности веществ серии МЭЭ-1,2,3 использовали онлайн программу PASS online (http://pharmaexpert.ru/PASSOnline/index.php). В эксперименте использовали 5 червей длиной 5-8 см и диаметром 3-5 мм. Механическое раздражение записано по методике M.П. Николаева. Результаты экспериментов статистически обрабатывали с использованием коэффициента Фишера-Стьюдента, разницу считали достоверной при р<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение. На основании результатов, полученных в программе PASS online (прогнозирование спектров активности веществ), разработанной в Институте биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича, установлено, что соединения ряда МЭЭ-1,2,3 могут проявлять антигельминтную активность (см. табл. 1). Самый высокий результат по антигелминтической активности показало соединение МЭЭ-1 Pa-0,631%.

Чтобы проверить это предсказание, мы исследовали антигельминтную активность соединений МЭЭ-1, МЭЭ-2 и МЭЭ-3 у дождевого червя Lumbricina (см. табл. 2). В данном случае 5 червей длиной 5-8 см и диаметром 3-5 мм (купленных в зоомагазине) помещали в чашку Петри с раствором исследуемых соединений Lumbricina в 0,5% ДМСО и определяли время гибели после остановки червя. Механическое раздражение записано по методике M.П. Николаева (см. табл. 2). В качестве стандартов сравнения были взяты пирантел и левамизоль, различающиеся по механизму действия. Пирантел попадает в организм нематод путем диффузии через кутикулу, блокирует передачу импульсов в нервно-мышечных волокнах и вызывает паралич (эффект антихолинэстеразы). Левамизоль действует как агонист рецепторов ацетилхолинэстеразы и вызывает спастический паралич нематод вследствие сокращения мышц (холиномиметический эффект). Кроме того, левамизоль нарушает метаболизм нематод, ингибируя фумаратредуктазу.

Таблица 1.

Результаты прогнозирования терапевтического эффекта и механизмов действия синтезированных соединений МЭЭ-1 и МЭЭ-2 (Pa >50%)

В качестве эталонов использовали препарат Декарис (левамизоль) венгерской компании Gedeon Richter PLC, доступный в аптеках нашей страны, и препарат пирантел производства польской фармацевтической фабрики «Польфарма». Результаты экспериментов статистически обрабатывали с использованием коэффициента Фишера-Стьюдента, разницу считали достоверной при р<0,05. Все испытанные вещества обладают антигельминтной активностью – продолжительность жизни червей составила менее 180 минут. Если время гибели червей превышает 180 минут, то оно считается очень слабым и не дает надежды на дальнейшие наблюдения. По данным литературы, в очищенной воде черви живут 24 часа.

Таблица 2.

Антигельминтная активность соединений МЭЭ-1,2,3

Заключение. По данным таблицы 2 наиболее активным является соединение МЭЭ-1. Его активность в 1,5 раза выше активности левамизола и в 22 раза выше пирантела. Два других соединения МЭЭ-1 и МЭЭ-3 показали меньшие результаты. Хотя они обладают низким эффектом по сравнению с левамизолом, но превосходят активность пирантела в 1,50-1,35 раза.

Список литературы:

1. Штамбург В.Г., Клоц Е.А., Сердюк В.Н., Плешкова А.П., Ивонин С.П. Образование N-ацелокси - N-алкоксикарбаматов и N,N¹-диалкоксикарбаматов при нуклеофильном замещении хлора в N-хлор -N-алкоксикарбаматах // Ж. Украин.химия. 2001, №11(67).- С.94-97.
2. Arimitsu Коп, Ishimura Kumihiro. Нелинейные органические реакции 9-флоренилметил-карбаматов с получением разветвленных алифатических аминосоединений и их применение фотополимерных системах // J. Master. Chem, 2004, 14, №3. -P. 336-343.
3. Hopkins Thomas R., Stiekler Paul D. Process of produsing 4-hydroxy-2-butynyl N-(3-halophenyl) karbamates //пат.США, кл.260-471, №3155713 – 1965 у.
4. Махсумов А.Г., Машаев Э.Э., Холбоев Ю.Х., Уразов Ф.Б., Зохиджонов С.А. N,N’–гексаметилен бис [(м-крезолило) -карбамат] и его физико-химические свойства // Life Sciences and Agriculture. 2022. №1 (9).
5. Ismailov B.M., Makhsumov A.G., Shomurodov A.I., Valeeva N.G., Kalniyazov I.B. Synthesis Of New Propargyl Ester Derivatives And Biostimulation Activity Of 4-(Bis(2-Hydroxyethyl)Amino)But-2-yn-1-yl Butyrate  // Journal of Pharmaceutical Negative Results. Vol. 14, Regular Issue 03 (2023) – P.2309-2316. DOI: 10.47750/pnr.2023.14.03.298
6. Махсумов А.Г., Абсалямова Г.М., Исмаилов Б.М., Машаев Э.Э. Синтез и свойства производного N,N^'_гексаметилен бис-[(орто-аминоацетилфенокси)]-карбамата и его применение // ж: Universum: Химия и биология, элект.научн.ж., Москва, 2019, №3(57). - С.65-72
7. Makhsumov A., Holboyev Y., Valeeva N., Ismailov B., Askarov I. Synthesis of 1-nicotinoylo-3-(meta-nitrophenyl)-thiourea derivatives with anti-inflammatory activity // J. E3S Web of Conferences, EDP Sciences 434, ICECAE 2023, p. 02032. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202343402032.
8. Махсумов А.Г., Абдукаримова С.А., Машаев Э.Э., Азаматов У.Р. Синтез и свойства производного - N,N'-гексаметилен бис- [(орто-крезолило) -карбамата] и его применение // Universum: химия и биология. 2020. №10-2 (76).
9. Махсумов А.Г., Жагфаров Ф.Г., Арипджанов О.Ю., Азаматов У.Р. Синтез и свойства производных мета-крезолило-карбаматов, их биологическая активность // НефтеГазоХимия. 2022. №3.
10. Абдуразаков А.Ш. [и др.]. Разработка оптимального состава и рациональной технологии препарата «Альпек» в форме таблеток // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 4(73).
11. Janet Bahri, Remi Blieck, Bassem Jamoussi, Marc Taillefer and Florian Monnier. Hydroamination of terminal alkynes with secondary amines catalyzed by copper: regioselective access to amines. Chemical Communications.-2015. 51 (56). –P. 11210-11212.