Háttér, előzmények
A szemikarbazid-szenzitív aminoxidáz (SSAO) enzim [primer amin-oxidáz,
EC 1.4.3.21.] primer alifás és aralkil-aminok oxidatív dezaminálási
reakcióját katalizálja a szervezetben, amikor is a megfelelő aldehid,
H2O2 és ammónia keletkezik. Az SSAO az amin-oxidázok egy másik, jól
ismert nagy csoportjától, amelyek közé a monoamin-oxidáz A (MAO-A) és
-B (MAO-B) is tartozik, a kofaktor (az SSAO rezet tartalmaz), sejten
belüli megoszlás, funkció, szubsztrátok és inhibitorok tekintetében
különbözik. A humán SSAO-enzim membránhoz kötött, illetve a plazmában
oldott formában fordul elő, és számos szövetben jelen van. Fő
előfordulási helyként az endotél sejtek, a simaizom és az adipociták
említhetők. Az enzimnek bizonyos endogén (metil-amin és aminoaceton)
és xenobiotikus aminok metabolizmusában van szerepe. Fiziológiás
körülmények közötti egyéb szerepei ma is vizsgálatok tárgyát képezik.
Emelkedett SSAO-aktivitást ismertettek számos, különösen gyulladásos
eredetű patológiás esetben (például: kongenitális szívelégtelenség,
veseelégtelenség, gyulladásos májbetegségek, szklerózis multiplex,
pszoriázis, Alzheimer-kór, miopátiák). Ezidáig a legalaposabban
tanulmányozták az SSAO-enzim aktivitását 1-es és 2-es típusú
diabéteszben: valamennyi vizsgálatban fokozott aktivitást figyeltek
meg, különösen szövődmények esetén. E klinikai megfigyelések és
további in vivo kísérletek alapján feltételezhető, hogy az enzimnek
oki szerepe is lehet a fenti kóros állapotok kialakulásában vagy annak
következményeiben (Dunkel et al., 2008), legalább részben a
citotoxikus metabolitok képződése révén. Felvetődik emellett az
említett kórképek monitorizálására való alkalmassága is biomarkerként.
Az SSAO-enzimmel kapcsolatos kutatásoknak új
lendületet adott a leukocita adhézióban és transzmigrációban szerepet
játszó vaszkuláris adhéziós protein-1 (VAP-1) és az SSAO az 1990-es
évek elején felismert szekvenciaazonossága; tehát egy, a gyulladásban
adhéziós és enzimatikus funkciót egyaránt ellátó fehérjéről van szó,
melynek fokozott aktivitása patológiás eseményekkel van szoros
kapcsolatban. Következésképpen e körülmények között a
VAP-1/SSAO-gátlóknak terápiás értéke lehet az adhézió és enzimfunkció
gátlása révén, amit állatkísérletek alá is támasztanak. Napjainkig
azonban mindössze néhány gyógyszerjelölt fejlesztését ismertették, de
közülük csupán egyetlen jutott klinikai vizsgálatig (a többi
vizsgálatát valószínűleg nemkívánt mellékhatások miatt állították le):
egy monoklonális VAP-1 antitesttel II/III. fázisú vizsgálatok folynak
(Dunkel et al., 2011). Az új VAP-1 inhibitorokat leíró szabadalmak
növekvő száma azonban jelzi a terület iránti érdeklődést, és újabban a
lehetséges terápiás alkalmazások a betegségek szélesebb körét ölelik
fel, így a közelmúltban írták le a VAP-1 inhibitorok előnyös hatásait
tumornövekedésre és kóros angiogenezisre is (Salmi – Jalkanen, 2011).
Az ígéretes preklinikai eredmények azonban további humán vizsgálatokat
tesznek szükségessé ezen a területen is. Áttörést jelenthet egy saját
gyógyszerfejlesztési projektünk, amely egy ismert gyógyszer, amelynek
mi magunk igazoltuk SSAO-gátló hatását, új terápiás alkalmazásának
vizsgálatára irányul.
Az SSAO-enzim katalitikus funkciója szempontjából a
kulcsszereplő a topakinon kofaktor, melynek szerkezete és a
katalitikus reakció támpontot nyújtanak inhibitorok tervezéséhez (nem
olyan régóta már a humán enzim kristályszerkezete is ismert). Az eddig
publikált számítógépes modellek mindazonáltal csupán triviális
gyógyszerkémiai ismereteket erősítenek meg, vagy legfeljebb csak
egy-egy vegyületcsalád optimalizálására tűnnek alkalmasnak. Az enzim
legismertebb, de nem különösebben erős gátlószere a szemikarbazid,
amelyről nevét is kapta; mint ebből is következtethető, más
karbonil-aktív vegyületek is szóba jönnek mint SSAO-gátlók. Korábban
néhány egyszerű piridil-aldoxim és -ketoxim növényi (Pisum sativum),
illetve bakteriális (Arthrobacter globiformis) eredetű réztartalmú
aminoxidáz enzimekre kifejtett gátló hatását is leírták (Mlíčková et
al., 2001). Néhány oximnak emellett állati eredetű (Bos taurus)
aminoxidáz enzim- és humán szérum SSAO-enzim-gátló hatását is
tanulmányozták: ez utóbbiak közül a 2-butanon oximja bizonyult a
leghatásosabb gátlószernek (Hiraoka et al., 1988). Sőt, néhány
hidrazinszármazékról is kiderült SSAO-gátló hatása.
Meglepő módon, sem e vegyületek közül, sem az újabb kémiai szerkezetek
közül ez idáig egyetlen egy sem került klinikai vizsgálatra: e
vegyületekről vagy kiderült, hogy a gyógyszerfejlesztés
alapkritériumait sem teljesítik, vagy eleve fel sem merült, illetve
nem is ismerték fel humán terápiás hasznosíthatóságuk esélyét (Dunkel
et al., 2011).
Új típusú SSAO-inhibitor származékok. SSAO-inhibitorok szemészeti
alkalmazása
Mi magunk is foglalkozunk SSAO-inhibitorok tervezésével, biológiai
vizsgálatával, ilyen vegyületek terápiás célú hasznosításával,
valamint az SSAO-aktivitás diagnosztikai célra való
alkalmazhatóságával.
Kutatómunkánk egyik ága új oximvegyületek
SSAO-gátló és gyulladásgátló hatásának szisztematikus vizsgálatára
irányult. Tisztázni kívántuk a biológiai aktivitás szerkezeti
feltételeit, és az alapján, szelektív, valamint új típusú
többtámadáspontú gyulladásgátló hatóanyagokat kívántunk előállítani.
Így számos új SSAO-inhibitort terveztünk és szintetizáltunk, továbbá
egy új koncepciót is kidolgoztunk gyulladásgátló vegyületek
tervezésére. Mindezek képezik találmányi leírásunk tárgyát (Mátyus et
al., 2010, 2011). Röviden, igazoltuk, hogy egy oxim szerkezeti egység
SSAO-gátló hatásának érvényesüléséhez meglehetősen specifikus
szerkezeti feltételeknek kell teljesülnie, másrészt azt is
felismertük, hogy ez a szerkezeti elem alkalmas lehet egy merőben új
típusú gyulladásgátló szer tervezéséhez, ami különösen előnyös
terápiás profilt biztosíthat a hatáskomponensek egyfajta szinergetikus
együttműködésének köszönhetően. Nevezetesen, két hatáskomponens új
kombinációját egy új gyógyszerkémiai megoldással, ’aktív prodrug’
szintézisével, oly módon valósítottuk meg, hogy egy önmagában
SSAO-inhibitor-hatást biztosító, ezáltal gyulladásgátló hatást
kifejteni képes szerkezetet úgy alakítottunk ki, hogy abból
bioaktivációval egy ciklooxigenáz (COX) enzim gátlást, és ezáltal
szintén gyulladásgátló hatást okozó szerkezet képződjék! A koncepció
úgy tűnik, működik: egy ilyen kettős hatású vegyület gyulladásgátló és
fájdalomcsillapító hatása jelentősnek bizonyult in vivo modelleken.
Az SSAO-inhibitorok terápiás alkalmazásának egyik
fontos területét képezheti – gyulladásgátló hatásuk mechanizmusa és a
szem különböző részeiben megfigyelt SSAO-aktivitás (Almulki et al.,
2010) alapján – bizonyos szemészeti betegségek köre. Ismeretes, hogy a
gyulladásos
|
|
szembetegségek kiváltó okai változatosak,
lefolyásuk hetekig, akár hónapokig tarthat, s ennek megfelelően
hosszan tartó kezelést igényelnek. Mindemellett, súlyos eseteik akár
vaksághoz vezethetnek. A terápia célja elsősorban a
szemészeti gyulladást kiváltó okok eliminálása lenne, de legalább a
tünetek mérséklése és a látást veszélyeztető szövődmények elkerülése.
A kiváltó ok lehet fertőzés vagy egy szisztémás betegség, így például
reumatoid artritisz. Az oki tényező felderítése azonban sokszor (az
esetek negyedében) sikertelen.1 Ilyenkor,
a háttérbetegség ismeretének hiányában a kezelés a gyulladás tüneti
csökkentésére irányul, immunszupresszív szerek vagy szteroid és nem
szteroid gyulladáscsökkentők helyi vagy szisztémás alkalmazásával. A
szteroidok alkalmazását azonban számos mellékhatásuk (például:
szürkehályog-képződés és szemnyomás-emelkedés) korlátozza. A klinikai
gyakorlatban jelenleg alkalmazott egyéb szerek nemkívánt
mellékhatásaik és/vagy korlátozott gyulladáscsökkentő hatásuk miatt
szintén nem tűnnek optimálisnak. Így a krónikus és rekurrens uveitisz
esetek kezelése a gyógyszerkutatás számára ma is komoly kihívást
jelent (Kanski, 2007).
Nemrégiben ismerték fel, hogy VAP-1 inhibitorok előnyösek lehetnek
uveitisz, valamint az időskori makula degenerációban kialakuló
látásromlás kulcstényezőjének tekinthető chorioidea érújdonképződés
(angioneogenezis) kezelésére, egy az ezek modelljének tekinthető,
endotoxinnal kiváltott gyulladásmodellen kapott kedvező eredmények
alapján (Noda et al., 2008a,b). Ezen túl, diabéteszes retinopátia
állatmodelljén végzett vizsgálatok szintén alátámasztják a VAP-1
inhibitorok alkalmazhatóságát a diabétesz e szövődményének kezelésére
és megelőzésére is (Noda et al., 2009).
A mi célunk a VAP-1/SSAO további szerepének
vizsgálata különféle szemészeti gyulladásos betegségek
patomechanizmusában, és ezzel is összefüggésben, a gátlószerek
potenciális terápiás értékének elemzése (Énzsöly et al., 2011). E
vizsgálatokhoz egy rágcsálómodellt alkalmaztunk. Egy bakteriális
lipopoliszacharid bejuttatásával szisztémás gyulladást indukáltunk,
majd a szem elülső (elülső csarnok) és hátsó szegmensének
(chorioretinitisz) érintettségét szövettani vizsgálattal igazoltuk. A
VAP-1/SSAO-gátló vegyületek vizsgálatát különböző dózisokban végeztük,
kontrollszerként a szemészetben alkalmazott szteroid és nem szteroid
gyulladásgátlókat használtunk. Eddigi tapasztalataink alapján az
inhibitorokkal előidézett VAP-1/SSAO-gátlás jelentősen, mintegy
ötödére csökkentheti a gyulladásos sejtek számát a szem elülső és
hátsó szegmensében egyaránt. Ezen akut modellben a VAP-1/SSAO-gátlás
hatását 24 órán át tartó gyulladásban vizsgáltuk. További kísérleteket
végzünk krónikus hatásuk vizsgálatához.
Következtetések
Az SSAO/VAP-1 gátlása számos gyulladásos, közöttük terápiás
szempontból megoldatlan és népegészségügyi szempontból jelentős,
például szemészeti, különféle gyulladásos és onkológiai betegségek
esetében kedvező terápiás hatást eredményezhet. E hatásmechanizmussal
fejlesztett originális készítmény azonban még nem került forgalomba.
Saját kutatási eredményeink és jelenleg folyó vizsgálataink
hozzájárulhatnak a gátlószerek értékének precízebb megítéléséhez.
Az egyik találmányi bejelentésünk tárgyát képező új gyógyszerkémiai
koncepció és egy, az azt megvalósító új SSAO-gátló vegyület, valamint
egy további találmányunk tárgyát képező, egy ismert gyógyszer
SSAO-gátló hatására vonatkozó felismerésünk és annak terápiás
kiaknázása, a jelenleg alkalmazott gyógyszerterápiák mellett értékes
alternatívát nyújthatnak bizonyos szemészeti vagy más gyulladásos
betegségek kezelésére.
A munkát a TÁMOP-4.2.1.B-09/1/KMR-2010-0001 számú projekt támogatta. A
projekt az Új Magyarország Fejlesztési Terven keresztül az Európai
Unió támogatásával, az Európai Regionális Fejlesztési Alap és az
Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.
Kulcsszavak: szemikarbazid-szenzitív aminoxidáz/vaszkuláris
adhéziós protein-1, gyulladásos szembetegségek, uveitisz, új
gyulladásgátló
IRODALOM
Almulki, L. – Noda, K. – Nakao, S. et al.
(2010): Localization of Vascular Adhesion Protein-1 (VAP-1) in the
Human Eye. Experimental Eye Research. 90, 26–32.
Dunkel P. – Gelain, A. – Barlocco, D. et
al. (2008): Semicarbazide-Sensitive Amine Oxidase/Vascular Adhesion
Protein 1: Recent Developments Concerning Substrates and Inhibitors of
a Promising Therapeutic Target. Current Medicinal Chemistry. 15,
1827–1839.
Dunkel P. – Balogh B. – Meleddu, R. et al.
(2011): Semicarbazide-Sensitive Amine Oxidase/Vascular Adhesion
Protein-1: A Patent Survey. Expert Opinion on Therapeutic Patents. 21,
9, 1453–1471.
Énzsöly A. – Dunkel P. – Récsán Z. et al.
(2011): Preliminary Studies of the Effects of Vascular Adhesion
Protein-1 Inhibitors on Experimental Corneal Neovascularization.
Journal of Neural Transmission. 118, 7, 1065–1069.
Hiraoka, A. – Ohtaka, J. – Koike, S. et
al. (1988): Inhibition of Copper-containing Amine Oxidase by Oximes.
Chemical & Pharmaceutical Bulletin. 36, 3027–3031.
Kanski, J. J. (2007): Clinical
Ophthalmology—A Systematic Approach. Butterworth-Heinemann, Edinburgh
Mátyus P. – Magyar K. – Pihlavisto, M. et
al. (Semmelweis Egyetem) (2010): Compounds for Inhibiting
Semicarbazide-Sensitive Amine Oxidase (SSAO)/Vascular Adhesion
Protein-1 (VAP-1) and Uses Thereof for Treatment and Prevention of
Diseases. WO2010029379
Mátyus P. – Magyar K. – Pihlavisto, M. et
al. (Semmelweis Egyetem) (2011): Compounds for Inhibiting
Semicarbazide-Sensitive Amine Oxidase (SSAO)/Vascular Adhesion
Protein-1 (VAP-1) and Uses Thereof for Treatment and Prevention of
Diseases. US 2011/0263567
Mlíčková, K. – Šebela, M. – Cibulka, R. et
al. (2001): Inhibition of Copper Amine Oxidases by Pyridine-Derived
Aldoximes and Ketoximes. Biochimie. 83, 995–1002.
Noda, K. – Miyahara, S. – Nakazawa, T. et
al. (2008a): Inhibition of Vascular Adhesion Protein-1 Suppresses
Endotoxin-Induced Uveitis. The Faseb J. 22, 1094–1103.
Noda, K. – She, H. – Nakazawa, T. et al.
(2008b): Vascular Adhesion Protein-1 Blockade Suppresses Choroidal
Neovascularization. The Faseb Journal. 22, 2928–2935.
Noda, K. – Nakao, S. – Zandi, S. et al.
(2009): Vascular Adhesion Protein-1 Regulates Leukocyte Transmigration
Rate in the Retina During Diabetes. Experimental Eye Research. 89,
774–781.
Salmi, M. – Jalkanen, S. (2011):
Homing-Associated Molecules Cd73 and Vap-1 as Targets to Prevent
Harmful Inflammations and Cancer Spread. FEBS Letters. 585, 1543–1550.
LÁBJEGYZET
1 Az Egészségügyi
Minisztérium szakmai protokollja az uvea betegségeiről.
<
|
|