Патент на изобретение №2379315

(54) ИНГИБИТОРЫ ДИПЕПТИДИЛПЕПТИДАЗЫ IV

(57) Реферат:

Изобретение относится к ингибиторам ферментов, расщепляющих белок после пролина, таким как ингибиторы дипептидил пептидазы IV, как и к их фармацевтическим композициям, и способам применения таких ингибиторов. В частности, ингибиторы по данному изобретению улучшены по сравнению с известными в данной области техники путем отбора особых классов боковых цепей в Р1 и/или Р2 положениях ингибитора, который содержит группировку карбоновой кислоты. Соединения формулы I, II и III по данному изобретению могут иметь улучшенный терапевтический индекс частично благодаря уменьшенной токсичности и/или повышенной специфичности по отношению к протеазе-мишени. 10 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Родственные заявки

Данная заявка охватывает притязания временных заявок США 60/547227, поданной 23 февраля 2004 г., и 60/599336, поданной 6 августа 2004 г. Содержание этих заявок в полном объеме включено в данный документ в качестве ссылки.

Уровень техники в области изобретения

Протеазы являются ферментами, которые вызывают расщепление белков по одной специфической пептидной связи. Протеазы могут быть классифицированы в четыре родовых класса: сериновые, тиольные или цистеиниловые, кислые или аспартиловые и металлопротеазы (Cuypers et al., J. Biol. Chem. 257:7086 (1982)). Протеазы существенны для многообразных видов биологической активности, таких как переваривание, формирование и растворение кровяных сгустков, воспроизводство и иммунные реакции на чужеродные клетки и организмы. Аберрантный протеолиз связан с многочисленными болезненными состояниями у человека и других млекопитающих. Во многих случаях полезно нарушить функцию одного или более протеолитического фермента в ходе терапевтического лечения животного.

Сайты связывания с пептидным субстратом состоят из серии «субсайтов специфичности» на поверхности фермента. Термин “субсайт специфичности» относится к карману или иному сайту фермента, способному взаимодействовать с участком субстрата фермента. В обсуждении взаимодействий пептидов с протеазами, например, сериновых и цистеиновых протеаз и им подобных, в данной заявке используется номенклатура Schechter and Berger [(1967) Biochem. Biophys. Res. Commun. 27:157-162)]. Индивидуальные аминокислотные остатки субстрата или ингибитора обозначены P1, P2 и т.д. и соответствуют субсайтам фермента, обозначенным S1, S2 и т.д., начиная с карбокси-концевого остатка, образовавшегося при реакции расщепления. Расщепляемой связью субстрата является амидная связь между P1-P1′ субстрата. Таким образом, для пептида Xaal-Xaa2-Xaa3-Xaa4, который расщепляется между остатками Xaa3 и Xaa4, остаток Xaa3 обозначается как остаток P1 и связывается с субсайтом S1 фермента, Xaa2 обозначается как остаток P2 и связывается с субсайтом S2 и так далее.

Дипептидил пептидаза IV (DPIV), например, является сериновой протеазой, которая отщепляет дипептиды на N-конце пептидной цепи, содержащей предпочтительно остаток пролина в предпоследнем положении, например, в положении P1. DPIV принадлежит к группе пептидаз, связанных с клеточной мембраной и, как и большинство пептидаз клеточной поверхности, представляет собой интегральный мембранный белок типа II, заякоренный в плазматической мембране своей сигнальной последовательностью. DPIV обнаружена в множестве [видов] дифференцированного эпителия, эндотелия и гемопоэтических клеток, а также тканей млекопитающих, включая в себя таковые лимфоидного происхождения, где она обнаружена специфически на поверхности T-клеток CD4⁺. DPIV была идентифицирована как маркер дифференцировки лейкоцитов CD26.

Сущность изобретения

Один из объектов данного изобретения представляет ингибитор протеазы, имеющий структуру Формулы I

I

или его фармацевтически приемлемую соль, где

R¹ представляет собой H, алкил, алкокси, алкенил, алкинил, амино, алкиламино, ациламино, циано, сульфониламино, ацилокси, арил, циклоалкил, гетероциклил, гетероарил или полипептидную цепь с 1-8 аминокислотными остатками;

R² представляет собой H, низший алкил или аралкил;

R³ и R⁴ независимо друг от друга представляют собой H, галоген или алкил, или R³ и R⁴ вместе с углеродом, к которому они присоединены, образуют 3-6-членное гетероциклическое кольцо;

R⁵ представляет собой H, галоген, низший алкил или аралкил, предпочтительно H или низший алкил;

R⁶ представляет собой функциональную группу, которая реагирует с остатком в активном сайте протеазы-мишени с образованием ковалентной связи;

R⁷ представляет собой H, арил, алкил, аралкил, циклоалкил, гетероциклил, гетероарил, гетероаралкил или полипептидную цепь с 1-8 аминокислотными остатками;

R¹⁴ представляет собой H, алкил, алкокси, алкенил, алкинил или аралкил, предпочтительно H;

A либо отсутствует, либо представляет собой -NHC(=NH) или R¹⁴ и A вместе с азотом, к которому они присоединены, образуют гетероциклическое кольцо;

L либо отсутствует, либо представляет собой алкил, алкенил, алкинил, -(CH₂)_mO(CH₂)_m-, -(CH₂)_mNR₂(CH₂)_m– или -(CH₂)_mS(CH₂)_m-;

X отсутствует или представляет собой -N(R⁷)-, -O- или -S-;

Y отсутствует или представляет собой -C(=О)-, -C(=S)- или -SO₂;

m – это число, в каждом случае независимое, от 0 до 10 и

n – это число от 1 до 6.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R¹ представляет собой H или низший алкил, R³ – это H, а R⁴ – это низший алкил, или R³ и R⁴ вместе с углеродом, к которому они присоединены, образуют 5-членное кольцо, n – это число от 1 до 4.

В других определенных предпочтительных вариантах реализации R¹ представляет собой H или низший алкил, R³ представляет собой H, R⁴ представляет собой H или низший алкил, R⁵ представляет собой H, а n – число от 1 до 4.

В некоторых предпочтительных вариантах реализации, когда X, Y и L отсутствуют, R¹ – это полипептидная цепь из 2-8 аминокислотных остатков, в которой пролин – это остаток, который непосредственно присоединен к крайнему слева остатку в Формуле II. В некоторых таких вариантах реализации R¹ – это полипептидная цепь из 2 аминокислотных остатков, в которой пролин является остатком, непосредственно присоединенным к крайнему слева азоту в Формуле II.

В определенных вариантах реализации R¹⁴ – это H или алкил. В таких определенных вариантах реализации A отсутствует или представляет собой -NHC(=NH)-.

В определенных вариантах реализации R¹⁴ – это H, A отсутствует, а n равно 4. В некоторых других вариантах реализации R¹⁴ – это H, A – это -NHC(=NH)-, а n равно 3.

В определенных вариантах реализации A и R¹⁴ вместе с азотом, к которому они присоединены, образуют имидазольное кольцо, а n равно 1.

В определенных вариантах реализации R⁶ представляет собой бороновую кислоту, -CN, -SO₂Z¹, -P(=О)Z¹, -P(=R⁸)R⁹R¹⁰, -C(=NH)NH₂, -CH=NR¹¹ или -C(=О)-R¹¹, где:

R⁸ – это O или S;

R⁹ представляет собой N₃, SH₂, NH₂, NО₂ или OLR¹² и

R¹⁰ представляет собой низший алкил, амино, OLR¹² или их фармацевтически приемлемую соль или

R⁹ и R¹⁰ вместе с фосфором, к которому они непосредственно присоединены, образуют 5-8-членное гетероциклическое кольцо;

R¹¹ представляет собой H, алкил, алкенил, алкинил, -NH₂, -(CH₂)_p-R¹², -(CH₂)_q-OH, -(CH₂)_q-О-алкил, -(CH₂)_q-О-алкенил, -(CH₂)_q-О-алкинил,

-(CH₂)_q-О-(CH₂)_p-R¹², -(CH₂)_q-SH, -(CH₂)_q-S-алкил, -(CH₂)_q-S-алкенил, -(CH₂)_q-S-алкинил,

-(CH₂)_q-S-(CH₂)_p-R¹², -C(О)NH₂, -C(О)OR¹³ или -C(Z¹)(Z²)(Z³);

R¹² представляет собой H, алкил, алкенил, арил, гетероарил, циклоалкил, циклоалкенил или гетероциклил;

R¹³ представляет собой H, алкил, алкенил или LR¹²;

Z¹ представляет собой галоген;

Z² и Z³ независимо друг от друга представляют собой H или галоген;

p – это число, в каждом случае независимое, от 0 до 8 и

q – это число, в каждом случае независимое, от 1 до 8.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R⁶ представляет собой CN, CHO или C(=О)C(Z¹)(Z²)(Z³), где Z¹ представляет собой галоген, а Z² и Z³ представляет собой H или галоген. В другом варианте реализации R⁶ представляет собой C(=О)C(Z¹)(Z²)(Z³), где Z¹ представляет собой фтор, а Z² и Z³ представляют собой H или фтор.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R⁵ представляет собой группу с формулой -B(Y¹)(Y²), где Y¹ и Y² представляют собой независимо друг от друга OH или группу, гидролизующуюся до OH, или вместе с атомом бора, к которому они присоединены, образуют 5-8-членное кольцо, гидролизующееся до бороновой кислоты.

Другой объект данного изобретения относится к ингибитору протеаз, имеющему структуру Формулы III

или его фармацевтически приемлемую соль, где:

R¹ представляет собой H, алкил, алкокси, алкенил, алкинил, амино, алкиламино, ациламино, циано, сульфониламино, ацилокси, арил, циклоалкил, гетероциклил, гетероарил или полипептидную цепь из 1-8 аминокислотного остатка;

R² представляет собой H, низший алкил или аралкил;

R³ и R⁴ независимо друг от друга представляют собой H, галоген или алкил или R³ и R⁴ вместе с углеродом, к которому они присоединены, образуют 3-6-членное гетероциклическое кольцо;

R⁵ представляет собой H, галоген, низший алкил или аралкил, предпочтительно H или низший алкил;

R⁶ представляет собой функциональную группу, которая реагирует с остатком в активном сайте протеазы-мишени с образованием ковалентной связи;

R⁷ представляет собой H, арил, алкил, аралкил, циклоалкил, гетероциклил, гетероарил, гетероаралкил или полипептидную цепь из 1-8 аминокислотных остатков;

R¹⁵ – это функциональная группа, которая обладает положительным или отрицательным зарядом при физиологическом рН, предпочтительно амин или карбоновая кислота;

L отсутствует или представляет собой алкил, алкенил, алкинил, -(CH₂)_mO(CH₂)_m-, -(CH₂)_mNR₂(CH₂)_m– и -(CH₂)_mS(CH₂)_m-;

X отсутствует или представляет собой -N(R⁷)-, -О- или -S-;

Y отсутствует или представляет собой -C(=О)-, -C(=S)- или -SО₂-;

m – это число, в каждом случае независимое, от 0 до 10 и

n – это число от 1 до 6.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R¹ представляет собой H или низший алкил, R³ – это H, а R⁴ – низший алкил или R³ и R⁴ вместе с углеродом, к которому они присоединены, образуют 5-членное кольцо, а n – это число от 1 до 4.

В некоторых других предпочтительных вариантах реализации R¹ представляет собой H или низший алкил, R³ представляет собой H, R⁴ представляет собой H или низший алкил, R⁵ представляет собой H, а n – это число от 1 до 4.

В определенных предпочтительных вариантах реализации, где X, Y и L отсутствуют, R¹ является полипептидной цепью из 2-8 аминокислотных остатков, в которой пролин является остатком, который непосредственно присоединен к крайнему левому остатку в Формуле II. В некоторых таких вариантах реализации R¹ является полипептидной цепью из 2 аминокислотных остатков, в которой пролин является остатком, который непосредственно присоединен к крайнему левому азоту в Формуле II.

В некоторых предпочтительных вариантах реализации n – это число от 1 до 4, а R¹⁵ является функциональной группой, которая имеет положительный или отрицательный заряд при физиологическом pH. В более предпочтительных вариантах реализации n – это число от 1 до 4, а R¹⁵ выбран из амина, карбоновой кислоты, имидазола и гуанидиновой функциональной группы.

В определенных вариантах реализации R⁶ представляет собой бороновую кислоту, -CN, -SO₂Z¹, -P(=О)Z¹, -P(=R⁸)R⁹R¹⁰, -C(=NH)NH₂, -CH=NR¹¹ или -C(=О)-R¹¹, где:

R⁸ – это O или S;

R⁹ представляет собой N₃, SH₂, NH₂, NО₂ или OLR¹² и

R¹⁰ представляет собой низший алкил, аминогруппу, OLR¹² или их фармацевтически приемлемую соль, или

R⁹ и R¹⁰ вместе с фосфором, к которому они присоединены, образуют 5-8-членное гетероциклическое кольцо;

R¹¹ представляет собой H, алкил, алкенил, алкинил, NH₂, -(CH₂)_p-R¹², -(CH₂)_q-OH, -(CH₂)_q-О-алкил, -(CH₂)_q-О-алкенил, -(CH₂)_q-О-алкинил,

-(CH₂)_q-О-(CH₂)_p-R¹², -(CH₂)_q-SH, -(CH₂)_q-S-алкил, -(CH₂)_q-S-алкенил, -(CH₂)_q-S-алкинил,

-(CH₂)_q-S-(CH₂)_p-R¹², -C(О)NH₂, -C(О)OR¹³ или -C(Z¹)(Z²)(Z³);

R¹² представляет собой H, алкил, алкенил, арил, гетероарил, циклоалкил, циклоалкенил или гетероциклил;

R¹³ представляет собой H, алкил, алкенил или LR¹²;

Z¹ представляет собой галоген;

Z² и Z³ независимо друг от друга представляют собой H или галоген;

p – это число, независимое в каждом случае, от 0 до 8 и

q – это число, независимое в каждом случае, от 1 до 8.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R⁶ представляет собой CN, CHO или C(=О)C(Z¹)(Z²)(Z³), в котором Z¹ представляет собой галоген, а Z² и Z³ представляют собой H или галоген. В других вариантах реализации R⁶ представляет собой C(=О)C(Z¹)(Z²)(Z³), где Z¹ представляет собой фтор, а Z² и Z³ представляют собой H или фтор.

В некоторых предпочтительных вариантах реализации R⁶ представляет собой группу с формулой -B(Y¹)(Y²), где Y¹ и Y² независимо друг от друга являются OH или группой, гидролизуемой до OH, или вместе с атомом бора, к которому они присоединены, образуют 5-8-членное кольцо, гидролизующееся до бороновой кислоты.

Еще один объект данного изобретения относится к ингибитору протеаз, имеющему структуру формулы IV:

или его фармацевтически приемлемую соль, где

A выбран из 4-8-членного гетероцикла, включающего в себя N и C углерод;

Z – это C или N;

W выбран из CN, -CH=NR⁵, функциональной группы, которая реагирует с остатком в активном сайте протеазы-мишени,

R¹ выбран из присоединенного к C-концу аминокислотного остатка или аналога аминокислотного остатка, присоединенного к С-концу пептида или аналога пептида, аминопротектирующей группы,

R² представляет собой один или более заместителей в кольце A, каждый из которых независимо друг от друга выбран из галогена, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила, низшего алкоксиалкила, карбонила, тиокарбонила, амино, ациламино, амидо, циано, нитро, азидо, сульфата, сульфоната, сульфонамидо, -(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-OH, -(CH₂)_m-O-низшего алкила, -(CH₂)_m-O-низшего алкенила, -(CH₂)_n-O-(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-SH, -(CH₂)_m-S-низшего алкила, -(CH₂)_m-S-низшего алкенила или

-(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁷, где по меньшей мере один из R² выбран из -OH, низшего алкила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила, предпочтительно по меньшей мере один из низшего алкила (например, метила), низшего алкокси, низшего гидроксиалкила (например, гидроксиметила) и низшего алкоксиалкила;

когда Z – это N, R³ – это водород;

когда Z – это C, R³ выбран из водорода, галогена, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, карбонила, тиокарбонила, амино, ациламино, амидо, циано, нитро, азидо, сульфата, сульфоната, сульфонамидо, -(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-OH, -(CH₂)_m-О низшего алкила, -(CH₂)_m-O-низшего алкенила, -(CH₂)_n-О-(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-SH, -(CH₂)_m-S- низшего алкила, -(CH₂)_m-S-низшего алкенила и -(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁷;

R⁵ выбран из водорода, алкила, алкенила, алкинила, -C(X¹)(X²)X³, -(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_n-OH, -(CH₂)_n-O-алкила, -(CH₂)_n-O-алкенила, -(CH₂)_n-O-алкинила, -(CH₂)_n-O-(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_n-SH, -(CH₂)_n-S-алкила, -(CH₂)_n-S-алкенила, -(CH₂)_n-S-алкинила, -(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁷, -C(O)C(O)NH₂ и -C(O)C(O)OR^7′;

R⁶ выбран из водорода, галогена, алкила, алкенила, алкинила, арила, -(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-OH, -(CH₂)_m-O-алкила, -(CH₂)_m-O-алкенила, -(CH₂)_m-O-алкинила, -(CH₂)_m-O-(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-SH, -(CH₂)_m-S-алкила, -(CH₂)_m-S-алкенила, -(CH₂)_m-S-алкинила или -(CH₂)_m-S-(CH₂)_m-R⁷,

каждый R⁷ выбран независимо от других из арила, аралкила, циклоалкила, циклоалкенила и гетероциклила;

каждый R^7′ выбран независимо от других из водорода, алкила, алкенила, арила, аралкила, циклоалкила, циклоалкенила и гетероциклила;

R⁸ и R⁹ каждый выбран независимо из водорода, алкила, алкенила, -(CH₂)_m-R⁷, -C(=О)-алкила, -C(=О)-алкенила, -C(=О)-алкинила и -C(=О)-(CH₂)_m-R⁷; или

R⁸ и R⁹ вместе с атомом N, к которому они присоединены, завершают гетероциклическое кольцо, имеющее от 4 до 8 атомов в структуре кольца;

R⁵⁰ – это O или S;

R⁵¹ выбран из N₃, SH, NH₂, NО₂ и OR^7′;

R⁵² выбран из водорода, низшего алкила, амина, OR^7′ или их фармацевтически приемлемой соли или

R⁵¹ и R⁵² вместе с атомом P, к которому они присоединены, завершают гетероциклическое кольцо, имеющее в структуре кольца от 5 до 8 атомов;

X¹ – это галоген;

X² и X³ каждый выбраны из водорода и галогена;

Y¹ и Y² каждый независимо от другого выбраны из OH и группы, гидролизующейся до OH, включая в себя циклические производные, в которых Y¹ и Y² соединены в кольце, имеющем от 5 до 8 атомов в структуре кольца;

m равно нулю или являются числом в диапазоне от 1 до 8 и

n – это число в диапазоне от 1 до 8.

В некоторых из вышеупомянутых вариантов реализации ингибитор протеаз ингибирует DPIV с K_i 50 нМ или менее.

В некоторых вариантах реализации ингибитор является активным при оральном введении.

В некоторых вариантах реализации на человеке ингибитор имеет терапевтический индекс по меньшей мере 2, а более предпочтительно 5, 10 или даже 100, например, как терапевтический индекс в отношении регуляции метаболизма глюкозы.

Другой объект данного изобретения представляет фармацевтическую композицию, включающую в себя фармацевтически приемлемый носитель и один или более ингибиторов протеазы, являющихся предметом изобретения, или его фармацевтически приемлемую соль, или его пролекарство.

Другой объект данного изобретения представляет использование одного или более ингибиторов, являющихся предметом данного изобретения, для получения лекарственного средства, ингибирующего фермент, расщепляющий белок in vivo после пролина. Например, рассматриваемые ингибиторы могут быть использованы для производства лекарственных средств, повышающих в плазме концентрации одного или более пептидных гормонов, подвергшихся действию ферментов, расщепляющих белок после пролина (например, DP-IV и подобные). Эти типичные лекарственные средства полезны для повышения концентраций в плазме таких гормонов, как глюкагоноподобный пептид, NPY (нейропептид Y), PPY, секретин, глюкагоноподобный пептид (GLP-1), GLP-2 и GIP.

В некоторых предпочтительных вариантах реализации рассматриваемые ингибиторы могут быть использованы для производства медикаментов, регулирующих метаболизм глюкозы, таких как используемые в лечении пациентов, страдающих от диабета II типа, резистентности к инсулину, непереносимости к глюкозе, гипергликемии, гипогликемии, гиперинсулинемии, ожирения, гиперлипидемии или гиперлипопротеинемии.

Еще один объект данного изобретения представляет упаковку фармацевтического изделия, включающую в себя: препарат одного или более рассматриваемых ингибиторов протеаз; если необходимо – фармацевтически приемлемый носитель и письменную или выполненную в форме рисунков инструкцию, описывающую использование препарата для ингибирования фермента, расщепляющего белок после пролина in vivo, такого, как регулирующий метаболизм глюкозы.

Упаковка фармацевтического препарата может также включать в себя, например, в виде совместной формы с ингибитором протеаз или просто совместной упаковки с ингибитором протеаз, инсулина и/или инсулинотропного агента.

Упакованный фармацевтический препарат может также включать в себя, например, в виде совместной формы с ингибитором протеаз или просто совместной упаковки с ингибитором протеаз, антагонист M1-рецептора, ингибитор пролактина, агенты, действующие на ATФ-зависимые калиевые каналы -клеток, метформин и/или ингибиторы гликозидазы.

Данное изобретение также относится к улучшенным способам долговременного уменьшения и ослабления по меньшей мере одного из вышеупомянутых заболеваний, основанным на терапевтическом режиме введения в течение короткого периода.

Данное изобретение также представляет способ регуляции и изменения на долговременной основе глюкозной и липогенной реакций позвоночных животных, включая в себя человека.

В частности, соединения по данному изобретению могут быть использованы для разработки способов получения долговременных позитивных изменений в одном или более из нижеследующих показателей: чувствительности клеточного ответа данного биологического вида на инсулин (уменьшение резистентности к инсулину), уровня инсулина в крови, гиперинсулинемии, уровня глюкозы в крови, размера жировых отложений в теле и уровня липопротеинов в крови, обеспечивая таким образом эффективное лечение диабета, ожирения и/или атеросклероза.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 показывает ингибирование DPIV под действием Lys-борPro в трех разных дозах в течение 120 минут.

Фиг. 2 показывает ингибирование DPIV [под действием] Arg-борPro в трех разных дозах в течение 120 минут.

Подробное описание

I. Обзор

Данное изобретение относится к ингибиторам ферментов, расщепляющих белок после пролина (PPCE), таких как ингибиторы дипептидил пептидазы IV, также как к их фармацевтическим композициям и способам использования таких ингибиторов. Прототип этих молекул имеет кислую аминокислоту и электрофильный сайт, несущий различные боковые цепи.

Существенные характеристики соединений по данному изобретению включают в себя: лучшие терапевтические индексы, частично благодаря уменьшению токсичности и/или улучшенной специфичности к протеазе-мишени; лучшая доступность орального [введения]; увеличенный срок хранения; и/или увеличенную длительность действия (такая как доза разовой оральной формы, которая эффективна в течение более, чем 4 часов, а более предпочтительно в течение более, чем 8, 12 или 16 часов).

Соединения по данному изобретению могут быть использованы как часть лечения различных заболеваний/состояний, таких как опосредованные DPIV. Например, рассматриваемые ингибиторы могут быть использованы для повышения активности GIP и GLP-1, например, путем увеличения времени полужизни этих гормонов; как часть лечения с целью регуляции уровня глюкозы и/или метаболизма, например, для снижения резистентности к инсулину, коррекции гипергликемии, гиперинсулинемии, ожирения, гиперлипидемии, гиперлипопротеинемии (такой как хиломикроны, липопротеины очень низкой плотности (VLDL) и липопротеина низкой плотности (LDL)) и регулирования жира в организме или, в более общем смысле, липидных запасников, а в еще более общем смысле, для коррекции нарушений метаболизма, особенно таковых, связанных с диабетом, ожирением и/или атеросклерозом.

Вне зависимости от какой-либо специфической теории наблюдается, что соединения, которые ингибируют DPIV, соответственно, способны усиливать переносимость глюкозы, хотя и не обязательно через механизмы, вовлекающие само по себе ингибирование DPIV. Действительно, было показано, что сходные соединения эффективны на мышах, у которых отсутствует рецептор GLP-1, это предполагает, что рассматриваемый способ может не включать в себя механизм действия, непосредственно вовлекающий сам по себе GLP-1, хотя нельзя исключать, что к GLP-1 могут существовать другие рецепторы. Однако, в свете корреляции с ингибированием DPIV, в предпочтительных вариантах реализации рассматриваемый способ использует агент с K_i для ингибирования DPIV 50,0 нM или менее, более предпочтительно – 10,0 нM или менее и даже более предпочтительно 1,0, 0,1 или даже 0,01 нМ или менее. Действительно, рассматриваются ингибиторы со значениями K_i в пикомолярном и даже фемтомолярном диапазоне. Таким образом, хотя активные агенты для удобства описаны в данном документе как «ингибиторы DPIV», следует понимать, что такая номенклатура не направлена на ограничение объекта данного изобретения конкретным механизмом действия.

Определенные из рассматриваемых соединений обладают продленным действием. Соответственно, в некоторых предпочтительных вариантах реализации ингибитор (ингибиторы) выбран, а количество ингибитора подобрано так, чтобы обеспечить дозировку, которая ингибирует уровень сывороточного PPCE (ферменты, расщепляющие белок после пролина) (например, DPIV) по меньшей мере на 50 процентов по меньшей мере на 4 часа после приема разовой дозы, и даже более предпочтительно по меньшей мере на 8 часов или даже на 12 или 16 часов после приема разовой дозы.

Например, в определенных вариантах реализации способ включает в себя введение ингибитора DPIV, предпочтительно в предопределенный момент (моменты) времени в 24-часовой период в количествах, эффективных для улучшения одного или более аберрантных показателей, связанных с нарушением метаболизма глюкозы (например, непереносимость глюкозы, резистентность к инсулину, гипергликемия, гиперинсулинемия и диабет I и II типа).

В других вариантах реализации способ вовлекает введение ингибитора DPIV в количестве, эффективном для улучшения аберрантных показателей, связанных с ожирением. Жировые клетки выделяют гормон лептин, который с кровотоком направляется в мозг и через находящиеся там рецепторы лептина стимулирует продукцию GLP-1. GLP-1, в свою очередь, вызывает ощущение насыщения. Наиболее признанная теория состоит в том, что жировые клетки у людей с наиболее выраженным ожирением продуцируют достаточное количество лептина, но лептин не может нормально связываться с рецепторами лептина в мозге и, таким образом, не стимулирует продукцию GLP-1. Соответственно, существует большое количество исследований по использованию препаратов GLP-1 для подавления аппетита. Рассматриваемый способ представляет средства для увеличения времени полужизни и эндогенного, и добавленного извне GLP-1 при лечении нарушений, связанных с ожирением.

В более общем смысле данное изобретение представляет способ и композиции для изменения фармакокинетики множества различных полипептидных гормонов путем ингибирования протеолиза одного или более пептидных гормонов под действием DPIV

или какой-либо иной протеолитической активности. Постсекреторный метаболизм является важным элементом в общем гомеостазе регуляторных пептидов, и другие ферменты, вовлеченные в эти процессы, могут быть подходящими мишенями для фармакологического вмешательства с помощью рассматриваемого способа.

Например, рассматриваемый способ может быть использован для увеличения времени полужизни других происходящих из проглюкагона пептидов, таких как глицентин (соответствующий PG 1-69), оксинтомодулин (PG 33-69), родственный глицентину панкреатический полипептид (GRPP, PG 1-30), промежуточный пептид-2 (IP-2, PG 111-122амид) и глюкагоноподобный пептид-2 (GLP-2, PG 126-158).

GLP-2, например, был идентифицирован как фактор, ответственный за индукцию пролиферации кишечного эпителия. См., например, Drucker et al. (1996) PNAS 93:7911. Рассматриваемый способ может быть использован как часть режима, направленного на лечение повреждений, воспаления или при резекции кишечной ткани, например, в тех случаях, когда желательны усиленный рост и восстановление слизистого эпителия кишечника, как при лечении болезни Крона или воспалительной болезни кишечника (IBD).

DPIV также вовлечен в метаболизм и инактивацию релизинг-фактора гормона роста (GHRF). GHRF является членом семейства гомологичных пептидов, которое включает в себя глюкагон, секретин, вазоактивный кишечный пептид (VIP), пептид гистидин изолейцин (PHI), гипофизарный пептид, активирующий аденилатциклазу (PACAP), желудочный ингибиторный пептид (GIP) и хелодермин (Kubiak et al. (1994) Peptide Res 7:153). GHRF секретируется гипоталамусом и стимулирует выделение гормона роста (GH) из передней доли гипофиза. Таким образом, рассматриваемый способ может быть использован для улучшения клинической терапии некоторых детей с дефицитом гормона роста и клинической терапии взрослых для улучшения питания и изменения состава организма (отношение мышц к жировой ткани). Рассматриваемый способ может также быть использован в ветеринарной практике, например, для получения повышенного выхода молочной продукции и увеличения привесов скота.

Подобным образом ингибиторы DPIV по рассматриваемому изобретению могут быть использованы для изменения времени полужизни в плазме секретина, VIP, PHI, PACAP, GIP и/или хелодермина. Дополнительно, рассматриваемый способ может быть использован для изменения фармакокинетики пептида YY и нейропептида Y₁, которые оба являются членами семейства панкреатических полипептидов, поскольку DPIV вовлечен в процессинг этих полипептидов, таким образом, что меняется селективность рецептора.

В других вариантах реализации рассматриваемые ингибиторы могут быть использованы для стимулирования гематопоэза.

В иных вариантах реализации рассматриваемые ингибиторы могут быть использованы для ингибирования роста и васкуляризации трансформированных клеток/тканей, например, для ингибирования клеточной пролиферации, такой как связанная с ростом опухолей и метастазов, и для ингибирования ангиогенеза в ненормально пролиферирующей клеточной массе.

В других вариантах реализации рассматриваемые ингибиторы также могут быть использованы для уменьшения иммунологических ответов, например, как иммуносупрессоры.

Другой объект данного изобретения относится к фармацевтическим композициям рассматриваемых ингибиторов ферментов, расщепляющих белок после пролина, особенно ингибиторов DPIV, и их использованию в лечении и/или предупреждении заболеваний, которые могут быть корригированы изменением гомеостаза пептидных гормонов. В предпочтительном варианте реализации ингибиторы имеют гипогликемическую и антидиабетическую активность и могут быть использованы в лечении заболеваний, характеризующихся аберрантным метаболизмом глюкозы (включая в себя ее депонирование). В особых вариантах реализации композиции по рассматриваемым способам пригодны в качестве инсулинотропных агентов или для потенцирования инсулинотропных эффектов таких молекул, как GLP-1. В этом смысле определенные варианты реализации данных композиций могут быть полезны для лечения и/или профилактики разнообразных заболеваний, включая в себя одно или более из: гиперлипидемии, гипергликемии, ожирения, недостаточной переносимости глюкозы, резистентности к инсулину и диабетических осложнений.

В целом, ингибиторы по рассматриваемому способу – это малые молекулы, например, с молекулярными весами менее чем 7500 атомных единиц массы (аму), предпочтительно менее чем 5000 аму и даже более предпочтительно – менее чем 2000 или даже менее чем 1000 аму. В предпочтительных вариантах реализации ингибиторы активны при оральном введении.

II. Определения

Термин «высокая аффинность», в том смысле, в котором он используется в данном документе, означает высокую аффинность связывания между молекулами с константой диссоциации K_D не выше, чем 1 мкМ. В предпочтительном случае K_D составляет менее чем 100 нМ, 10 нМ, 1 нМ, 100 нМ или даже 10 пМ или менее. В наиболее предпочтительном варианте реализации две молекулы могут быть связаны ковалентно (K_D по существу равен 0).

Термин «бор-Ala» относится к аналогу аналина, в котором карбоксильная группа (COOH) замещена борониловой группой (B(OH)₂). Аналогичным образом, термин «бор-Pro» относится к аналогу пролина, в котором карбоксильная группа (COOH) замещена борониловой группой (B(OH)₂). В более общем смысле термин «бор-Xaa”, где Xaa – это аминокислотный остаток, относится к аналогу аминокислоты, в котором карбоксильная группа (COOH) замещена борониловой группой (B(OH)₂).

«Пациент» или «объект» лечения рассматриваемым способом может означать человека или объект, не являющийся человеком.

Термин «ED₅₀» означает дозу лекарства, которая у 50% пациентов обеспечивает клинически существенные улучшения или изменения в физиологических показателях, таких как глюкозная реактивность, повышение гематокрита, уменьшение объема опухоли и т.д.

Термин «IC₅₀» означает дозу лекарства, которая ингибирует биологическую активность на 50%, например, количество ингибитора, требующегося для ингибирования по меньшей мере 50% активности DPIV (или другого PPCE) in vivo.

О соединении говорится, что оно имеет «инсулинотропную активность», если оно способно стимулировать или вызывать стимуляцию синтеза или экспрессии гормона инсулина.

Термин «взаимодействие», как он используется в данном документе, означает все взаимодействия (например, биохимические, химические или биофизические взаимодействия) между молекулами, такие как взаимодействия белок – белок, белок – нуклеиновая кислота, нуклеиновая кислота – нуклеиновая кислота, белок – малая молекула, нуклеиновая кислота – малая молекула или малая молекула – малая молекула.

Термин «LD₅₀» означает дозу лекарства, летальную для 50% объектов исследования.

Термин «профилактическое или терапевтическое» лечение известен в данной области техники и включает в себя введение реципиенту одной или более рассматриваемых композиций. Если она вводится до клинического проявления нежелательного состояния (например, заболевания или нежелательного состояния животного-реципиента), то лечение является профилактическим (т.е. это защищает реципиента от развития нежелательного состояния), тогда как, если введение проводится после проявления нежелательного состояния, лечение является терапевтическим (т.е. направлено на уменьшение, улучшение или стабилизацию имеющегося нежелательного состояния или его побочных эффектов).

Термин «предупреждение» является общепринятым, когда используется относительно состояния, такого как местный рецидив (например, боль), болезни, такой как рак, сложного синдрома, такого как сердечная недостаточность или другого медицинского состояния хорошо известен в данной области техники и включает в себя введение композиции, которая уменьшает частоту или задерживает возникновение симптомов медицинского состояния у объекта по сравнению с объектом, который не получал композиции. Таким образом, предупреждение рака включает в себя, например, уменьшение числа случаев определимого ракового роста в популяции пациентов, получающих профилактическое лечение, относительно популяции, не получавшей лечения, и/или задержка появления определимого ракового роста в леченной популяции по сравнению с нелеченной контрольной популяцией, например, по статистическим и/или клинически достоверным показателям. Предупреждение инфекции включает в себя, например, уменьшение числа инфекционных диагнозов у леченной популяции по сравнению с нелеченной контрольной популяцией и/или замедление возникновения симптомов инфекции у леченной популяции по сравнению с нелеченной контрольной популяцией. Предупреждение боли включает в себя, например, уменьшение выраженности ощущения боли, испытываемой объектом из леченной популяции, или, как альтернатива, замедление ее возникновения по сравнению с нелеченной контрольной популяцией.

Термин «терапевтический индекс» относится к терапевтическому индексу лекарства, определенному как LD₅₀/ED₅₀.

«Терапевтически эффективное количество» соединения, например, такого как ингибитор DPIV по данному изобретению, что касается рассматриваемого способа лечения, относится к количеству соединения (соединений) в препарате, которое, когда оно вводится как часть желаемого режима дозировки (млекопитающему, предпочтительно человеку), облегчает симптом, улучшает состояние или замедляет возникновение болезненного состояния в соответствии с клинически приемлемыми стандартами для заболеваний или состояний, которые должны быть излечены или в косметических целях, например пригодное при разумном соотношении польза/риск для какого-либо медицинского лечения.

«Разовая оральная доза состава» – это доза, которая доставляет количество лекарства, достаточное для достижения в сыворотке его концентрации по меньшей мере такой же, как EC₅₀ для данного лекарства, но меньшей, чем LD₅₀. Другим измерением разовой оральной дозы состава является то, что она доставляет количество лекарства, необходимое для получения в сыворотке его концентрации по меньшей мере такой же, как IC₅₀ для данного лекарства, но меньшей, чем LD₅₀. По обоим показателям разовая оральная доза состава – это, предпочтительно, количество лекарства, которое дает концентрацию в сыворотке по меньшей мере на 10 процентов меньше, чем LD₅₀, и даже более предпочтительно по меньшей мере на 50 процентов, 75 процентов или даже 90 процентов меньше, чем LD₅₀ данного лекарства.

Алифатическая цепь включает в себя классы алкила, алкенила и алкинила, определенные ниже. Неразветвленная алифатическая цепь ограничена неразветвленной цепью углеродных компонентов. Как это используется в данном документе, термин «алифатическая группа» относится к неразветвленной цепи, разветвленной цепи или циклической алифатической углеводородной группе и включает в себя насыщенные и ненасыщенные алифатические группы, такие как алкильная группа, алкениловая группа или алкиниловая группа.

Алкил – это полностью насыщенная разветвленная или неразветвленная цепь углеродных компонентов, имеющая в своем составе определенное число атомов углерода или до 30 атомов углерода, если не указано иное. Например, алкилы с 1-8 атомами углерода обозначаются как метил, этил, пропил, бутил, пентил, гексил, гептил и октил, и такие группировки, которые являются позиционными изомерами этих группировок. Алкилы с 10-30 атомами углерода включают в себя децил, ундецил, додецил, тридецил, тетрадецил, пентадецил, гексадецил, гептадецил, октадецил, нонадецил, эйкозил, генэйкозил, докозил, трикозил и тетракозил. В предпочтительных вариантах реализации неразветвленная цепь или разветвленная цепь алкила имеет в скелете 30 или менее атомов углерода (например, C₁-C₃₀ для неразветвленных цепей, C₃-C₃₀ для разветвленных цепей) и более предпочтительно 20 или менее. Подобным образом предпочтительные циклоалкилы имеют от 3 до 10 атомов углерода в структуре кольца и более предпочтительно 5, 6 или 7 углеродов в структуре кольца.

Далее, термин «алкил» (или «низший алкил»), как он используется в спецификации, примерах и формуле, предназначен включать в себя и «незамещенные алкилы» и «замещенные алкилы», последний из которых относится к алкильными группам, имеющим заместители, замещающие водород на одном или более [атомах] углерода в углеводородном скелете. Такие заместители могут включать в себя, например, галоген, гидроксил, карбонил (такой как карбоксил, алкоксикарбонил, формил или ацил), тиокарбонил (такой как тиоэфир, тиоацетат или тиоформат), алкоксил, фосфорил, фосфат, фосфонат, фосфинат, амино, амидо, амидин, циано, нитро, сульфгидрил, алкилтио, сульфат, сульфонат, сульфамоил, сульфонамидо, сульфонил, гетероциклил, аралкил или ароматические или гетероароматические группы. Специалистами в данной области техники известно, что замещенные группы в углеводородной цепи сами могут быть замещены, если это необходимо. Например, заместители замещенного алкила могут включать в себя замещенные и незамещенные формы амино, азидо, имино, амидо, фосфорил (включая в себя фосфонат и фосфинат), сульфонил (включая в себя сульфат, сульфонамидо, сульфамоил и сульфонат) и силил-групп, также как эфиры, алкилтио, карбонилы (включая в себя кетоны, альдегиды, карбоксилаты и эфиры), -CF₃, -CN и им подобные. Типичные замещенные алкилы описаны ниже. Циклоалкилы могут быть также замещены алкилами, алкенилами, алкоксилами, алкилтио, аминоалкилами, карбонил-замещенными алкилами, -CF₃, -CN и им подобными.

Если число атомов углерода иным образом не уточнено, “низший алкил”, как этот термин используется в данном документе, означает, как это определено выше, алкильную группу, но имеющую от одного до десяти углеродов, более предпочтительно от одного до шести атомов углерода в скелетной структуре, такую как метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил и трет-бутил. Подобным образом «низший алкенил» и «низший алкинил» имеют сходные длины цепей. Во всей данной заявке предпочтителными алкильными группами являются низшие алкилы. В предпочтительных вариантах реализации заместители, обозначенные в данном документе как алкилы, являются низшими алкилами.

Термин «алкилтио» относится к алкильной группе, как это описано выше, имеющей присоединенную к ней серу. В предпочтительных вариантах реализации «алкилтио» группа представлена одной из групп -(S)-алкил, -(S)-алкенил, -(S)-алкинил и -(S)-(CH₂)_m-R¹, в которой m и R¹ определены ниже. Репрезентативные алкилтио группы включают в себя метилтио, этилтио и им подобные.

Термин «алкенил» относится к каким-либо разветвленным или неразветвленным группировкам с ненасыщенной углеродной цепью, имеющим определенное число атомов углерода или до 26 атомов углерода, если какие-либо ограничения числа атомов углерода не определены точно, и имеющим одну или более двойных связей в группировке. Алкенил с 6-26 атомами углерода представлены гексенилом, гептенилом, октенилом, ноненилом, деценилом, ундеценилом, доденилом, тридеценилом, тетрадеценилом, пентадеценилом, гексадеценилом, гептадеценилом, октадеценилом, нонадеценилом, эйкозенилом, генэйкозенилом, докозенилом, трикозенилом и тетракозенилом в их различных изомерных формах, в которых ненасыщенная связь (связи) может располагаться в любом месте группировки и может иметь (Z) или (E) конфигурацию относительно двойной связи (связей).

Термин «алкинил» относится к гидрокарбиловым группировкам типа алкенила, но имеющим одну или более тройную связь в группировке.

Термины «алкоксил» или «алкокси», как они используются в данном документе, относятся к алкильной группе, как это определено ниже, имеющей присоединенную к ней кислородную группу. Репрезентативные алкоксилгруппы включают в себя метокси, этокси, пропокси, трет-бутокси и им подобные. «Эфир» – это два углеводорода, ковалентно связанные через кислород. Соответственно, заместитель алкила, который играет роль одного алкила в эфире, является алкоксилом или сходен с ним, так что может быть представлен одной из [группировок] -O-алкил, -O-алкенил, -O-алкинил, -О-(CH₂)_m-R¹, где m и R¹ описаны ниже.

Термины «амин» и «амино» известны в данной области техники и относятся и к незамещенным, и к замещенным аминам, например, группировкам, которые могут быть представлены общими формулами:

в которых R³, R⁵ и R⁶ каждый независимо друг от друга представляет собой водород, алкил, алкенил, -(CH₂)_m-R¹; или R³ и R⁵ вместе с атомом N, к которому они присоединены, завершают собой гетероцикл, имеющий от 4 до 8 атомов в структуре кольца; R¹ представляет собой алкенил, арил, циклоалкил, циклоалкенил, гетероциклил или полициклил; а m равно нулю или числу в диапазоне 1-8. В предпочтительных вариантах реализации только один из R³ или R⁵ может быть карбонилом, например, R³, R⁵, и азот вместе не образуют имид. В еще более предпочтительных вариантах реализации R³ и R⁵ (и возможно R⁶) каждый независимо друг от друга представляют собой водород, алкил, алкенил или -(CH₂)_m-R¹. Таким образом, термин «алкиламин», как он используется в данном документе, означает аминогруппу, как она описана выше, имеющую присоединенный к ней замещенный или незамещенный алкил, т.е. по меньшей мере один из R³ и R⁵ является алкильной группой. В определенных вариантах реализации аминогруппа или алкиламин является основной, что означает, что она соединена с кислотой с pK_a7,00, т.е. протонированные формы этих функциональных групп имеют pK_a, сходный с таковым воды – выше, чем приблизительно 7,00.

Термин «карбонил» известен в данной области техники и включает в себя такие группировки, как представленные общей формулой:

в которой X – это просто связь или представляет собой кислород или серу, а R⁷ представляет собой водород, алкил, алкенил, -(CH₂)_m-R¹ или фармацевтически приемлемую соль, R⁸ представляет собой водород, алкил, алкенил или -(CH₂)_m-R¹, где m и R¹ определены выше. Когда X – это кислород, а R⁷ или R⁸ не являются водородом, формула представляет собой «эфир». Когда X – это кислород, а R⁷ – определен выше, группировка в данном документе определяется как карбоксильная группа, в особенности, когда R⁷ – это водород, формула представляет собой «карбоновую кислоту». Когда X – это кислород, а R⁸ – это водород, формула представляет «формиат». В целом, когда атом кислорода или вышеприведенная формула замещена серой, формула представляет “тиокарбониловую” группу. Когда X – это сера, а R⁷ или R⁸ не являются водородом, формула представляет «тиоэфирную» группу. Когда X – это сера, а R⁷ – это водород, формула представляет группу «тиокарбоновой кислоты». Когда X – это сера, а R⁸ – это водород, формула представляет «тиоформиатную» группу. С другой стороны, когда X – это связь, а R⁷ не является водородом, вышеприведенная формула представляет «кетоновую» группу. Когда X – это связь, а R⁷ – это водород, вышеприведенная формула представляет «альдегидную» группу.

Термины «гетероциклил» или «гетероциклическая группа» относятся к структуре 3-10-членных колец, более предпочтительно 3-7-членных колец, чья кольцевая структура включает в себя от одного до четырех гетероатомов. Гетероциклы могут также быть полициклическими. Группы гетероциклила включают в себя, например, тиофен, тиантрен, фуран, пиран, изобензофуран, хромен, ксантен, феноксантин, пиррол, имидазол, пиразол, изотиазол, изоксазол, пиридин, пиразин, пиримидин, пиридазин, индолизин, изоиндол, индол, индазол, пурин, хинолизин, изохинолин, хинолин, фталазин, нафтиридин, хиноксалин, хиназолин, циннолин, птеридин, карбазол, карболин, фенантридин, акридин, пиримидин, фенантролин, феназин, фенарсазин, фенотиазин, фуразан, феноксазин, пирролидин, оксолан, тиолан, оксазол, пиперидин, пиперазин, морфолин, лактоны, лактамы, такие как азетидиноны и пирролидиноны, сультамы, сультоны и им подобные. Гетероциклическое кольцо может быть замещено в одном или более положений заместителями, как это описано выше, как, например, галогеном, алкилом, аралкилом, алкенилом, алкинилом, циклоалкилом, гидроксилом, амино, нитро, сульфгидрилом, имино, амидо, фосфатом, фосфонатом, фосфинатом, карбонилом, карбоксилом, силилом, сульфамоилом, сульфинилом, эфиром, алкилтио, сульфонилом, кетоном, альдегидом, эфиром, гетероциклилом, ароматической или гетероароматической группировками, -CF₃, -CN и им подобными.

Так, как термин «замещенный» используется в данном документе, он включает в себя все допустимые заместители органических соединений. В широком смысле допустимые заместители включают в себя ациклические и циклические, разветвленные и неразветвленные, карбоциклические и гетероциклические, ароматические и неароматические заместители органических соединений. Иллюстративные заместители включают в себя, например, таковые, описанные выше в данном документе. Допустимых заместителей может быть один или более, они могут быть одинаковыми или различными в соответствующих органических соединениях. Для целей данного изобретения гетероатомы, такие как азот, могут иметь водородные заместители и/или какие-либо иные допустимые заместители – органические соединения, описанные в данном документе, которые соответствуют валентности гетероатомов. Данное изобретение не ограничивается каким-либо образом допустимыми заместителями органических соединений.

Термин «гидрокарбил» относится к одновалентной углеводородной группировке, включающей в себя углеродные цепи или кольца, имеющие до 26 атомов углерода, к которым присоединены атомы водорода. Термин включает в себя алкильную, циклоалкильную, алкениловую, алкиниловую и ариловую группы, группы, которые имеют как насыщенные, так и ненасыщенные связи, карбоциклические кольца и включают в себя комбинации таких групп. Он может относиться к структурам с неразветвленной цепью, разветвленной цепью, циклическим структурам или их комбинациям.

Термин «гидрокарбилен» относится к двухвалентной гидрокарбиловой группировке. Репрезентативные примеры включают в себя алкилен, фенилен или циклогексилен. Предпочтительно, гидрокарбиленовая цепь является полностью насыщенной и/или имеет в цепи 1-10 атомов углерода.

Так, как он используется в данном документе, термин «нитро» означает -NO₂; термин «галоген» означает -F, -Cl, -Br или -I; термин «сульфгидрил» означает -SH; термин «гидроксил» означает -OH; а термин «сульфонил» означает -SO₂-.

Следует понимать, что термины «замещение» или «замещенный» включают в себя оговорку, что такое замещение находится в соответствии с допустимой валентностью замещенного атома и заместителя и что замещение приводит к образованию стабильного соединения, например, такого, которое не претерпевает спонтанной трансформации, такой как перестройка, циклизация, элиминация и т.д.

Термин «сульфамоил» известен в данной области техники и включает в себя группировку, которая может быть представлена общей формулой:

в которой R³ и R⁵ определены выше.

Термин «сульфат» известен в данной области техники и включает в себя группировку, которая может быть представлена общей формулой:

в которой R⁷ определен выше.

Термин «сульфонамид» известен в данной области техники и включает в себя группировку, которая может быть представлена общей формулой:

в которой R³ и R⁸ определены выше.

Термин «сульфонат» известен в данной области техники и включает в себя группировку, которая может быть представлена общей формулой:

в которой R⁷ – это электронная пара, водород, алкил, циклоалкил или арил.

Термины «сульфоксидо» или «сульфинил», так, как они используются в данном документе, относятся к группировке, которая может быть представлена общей формулой:

в которой R¹² выбран из группы, состоящей из водорода, алкила, алкенила, алкинила, циклоалкила, гетероциклила, аралкила или арила.

Аналогичные замещения могут быть сделаны в алкениловой и алкиниловой группах для получения, например, аминоалкенилов, аминоалкинилов, амидоалкенилов, амидоалкинилов, иминоалкенилов, иминоалкинилов, тиоалкенилов, тиоалкинилов, карбонил-замещенных алкенилов или алкинилов.

Так, как это использовано в данном документе, обозначения каждого выражения, например, алкил, m, n и т.д., когда они встречаются более одного раза в какой-либо структуре, независимы от такого же обозначения где-либо в той же структуре.

«Малый» заместитель содержит 10 атомов или менее.

Термины «аминокислотный остаток» и «пептидный остаток» означают молекулу аминокислоты или пептидную молекулу без -OH в их карбоксильной группе. В целом, сокращения, использованные в данном документе для обозначения аминокислот и защитных групп, основаны на рекомендациях Комиссии по Биохимической Номенклатуре IUPAC-IUB (Международный Союз по чистой и прикладной химии – Международный Союз Биохимии) (см. Biochemistry (1972) 11:1726-1732). Например Met, Ile, Leu, Ala и Gly обозначают «остатки» метионина, изолейцина, лейцина, аланина и глицина, соответственно. Остаток означает группировку, полученную из соответствующей -аминокислоты путем устранения OH из карбоксильной группы и H из -аминогруппы. Термин «боковая цепь аминокислоты» – это часть аминокислоты, за исключением части -CH(NH₂)COOH, как это определено K. D. Kopple, “Peptides and Amino Acids”, W. A. Benjamin Inc., New York and Amsterdam, 1966, стр. 2 и 33; примерами таких боковых цепей обычных аминокислот являются -CH₂CH₂SCH₃ (боковая цепь метионина), -CH₂(CH₃)-CH₂CH₃ (боковая цепь изолейцина), -CH₂CH(CH₃)₂ (боковая цепь лейцина) или H-(боковая цепь глицина).

В основном аминокислоты, использованные в заявке на данное изобретение, это аминокислоты естественного происхождения, обнаруживающиеся в белках, или анаболические или катаболические продукты таких аминокислот естественного происхождения, которые содержат амино и карбокси группы. Особенно удобные боковые цепи аминокислот включают в себя боковые цепи, выбранные из нижеследующих аминокислот: глицин, аланин, валин, цистеин, лейцин, изолейцин, серин, треонин, метионин, глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота, глутамин, аспарагин, лизин, аргинин, пролин, гистидин, фенилаланин, тирозин и триптофан, и такие аминокислоты и аналоги аминокислот, которые были идентифицированы как составные пептидогликанов бактериальных клеточных стенок.

Термин «аминокислотный остаток» также включает в себя аналоги, производные и родственные вещества какой-либо специфической аминокислоты, упоминавшейся в данном документе, так же как и аминокислотные производные, защищенные на C-конце или N-конце (например, модифицированные защитными группами на C-конце или N-конце). Например, данное изобретение рассматривает использование аминокислотных аналогов, в которых боковая цепь удлинена или укорочена, при том, что сохраняются карбоксильная, амино или другая функциональная группа-предшественник циклизации, так же как аналогов аминокислот, имеющих варианты боковой цепи с подходящими функциональными группами. Например, рассматриваемое соединение может включать в себя аналог аминокислоты, такой как, например, цианоаланин, канаванин, дьенколовая кислота, норлейцин, 3-фосфосерин, гомосерин, дигидроксифенилаланин, 5-гидрокситриптофан, 1-метилгистидин, 3-метилгистидин, диаминопимелиновая кислота, орнитин или диаминомасляная кислота. Другие метаболиты аминокислот естественного происхождения или предшественники, имеющие боковые цепи, которые пригодны для данного изобретения, известны в данной области техники и входят в сферу данного изобретения.

Также включены (D) и (L) стереоизомеры таких аминокислот, у которых структура аминокислоты допускает существование стереоизомерных форм. Конфигурация аминокислот и аминокислотных остатков в данном изобретении обозначена соответствующими символами (D), (L) или (DL), кроме того, когда конфигурация не обозначена, аминокислота или остаток могут иметь конфигурацию (D), (L) или (DL). Следует учитывать, что структура некоторых соединений по данному изобретению включает в себя асимметричный атом углерода. Соответственно, ясно, что изомеры, возникающие вследствие такой асимметрии, также включены в сферы данного изобретения. Такие изомеры могут быть получены в высокоочищенной форме с помощью стандартных технологий разделения и стерически контролируемого синтеза. Для целей данного применения, если противоположное не обозначено специально, упомянутые аминокислоты синтезируются так, что включают в себя и (D), и (L) стереоизомеры.

Термин «защитная группа», как он используется в данном документе, означает заместители, которые защищают реакционные функциональные группы от нежелательных химических реакций. Примеры таких защитных групп включают в себя эфиры карбоновых кислот и бороновых кислот, эфиры спиртов, а также ацетали и кетали альдегидов и кетонов. Например, фраза «защитная группа N-конца» или «амино-защитная группа», как она используется в данном документе, относится к различным амино-защитным гpуппам, которые могут быть использованы для защиты N-конца аминокислоты или пептида от нежелательных реакций в ходе процедур синтеза. Примеры пригодных групп включают в себя ацильные защитные группы, такие как, для иллюстрации, формил, дансил, ацетил, бензоил, трифторацетил, сукцинил и метоксисукцинил; защитные группы ароматического уретана, как, например, бензилоксикарбонил (Cbz); и защитные группы алифатического уретана, такие как т-бутоксикарбонил (Boc) или 9-флуоренилметоксикарбонил (Fmoc).

Как было отмечено выше, определенные соединения по данному изобретению могут существовать в особых геометрических и стереоизомерных формах. Данное изобретение рассматривает все такие соединения, включая в себя цис- и транс-изомеры, R- и S-энантиомеры, диастереомеры, (D)-изомеры, (L)-изомеры, их рацемические смеси и другие их смеси как входящие в сферу данного изобретения. Дополнительные асимметричные атомы углерода могут быть представлены в заместителе, таком как алкильная группа. Подразумевается, что все такие изомеры, как и их смеси, включены в данное изобретение. В определенных вариантах реализации, в которых конкретный энантиомер является предпочтительным, соединение по данному изобретению обогащено до >60%, >70%, >80%, >90%, >95% или даже более чем 98% или 99% предпочтительного энантиомера, в отличие от рацемата, в котором два энантиомера представлены в количестве до 50%.

Если, например, желательно получить конкретный энантиомер соединения по данному изобретению, он может быть приготовлен путем асимметричного синтеза или получения производных с помощью хиральных вспомогательных средств, где образовавшаяся смесь диастереомеров разделяется, а вспомогательные группы отщепляются для получения чистого желательного энантиомера. Альтернативно, если молекула содержит основную функциональную группу, такую как амино, или кислотную функциональную группу, такую как карбоксил, диастереомерные соли образуются с соответствующими оптически активными кислотами или основаниями, вслед за чем проводится разделение путем фракционной кристаллизации или хроматографическими средствами, хорошо известными в данной области техники, и последующее восстановление чистого энантиомера.

Для целей данного изобретения химические элементы определяются в соответствии с Периодической таблицей элементов, версия CAS, Handbook of Chemistry and Physics, 67th Ed., 1986-87, внутренняя сторона обложки. Также для целей данного изобретения термин «углеводород» рассматривается как включающий в себя все допустимые соединения, имеющие по меньшей мере один водород и один атом углерода. В широком смысле допустимые углеводороды включают в себя ациклические и циклические, разветвленные и неразветвленные, карбоциклические и гетероциклические, ароматические и неароматические органические соединения, которые могут быть замещенными или незамещенными.

О соединении говорится, что оно имеет «инсулинотропную активность», если оно способно стимулировать или вызывать стимуляцию синтеза или экспрессии гормона инсулина.

Следует понимать, что все виды структур, упомянутые в данном документе, в отношении пригодных комбинаций заместителей подразумевают те варианты реализации, которые допустимы с точки зрения валентности и стабильности.

III. Типичные варианты реализации

(i). Соединения

Пригодные соединения будут описаны ниже с использованием различных формул. В каждом случае переменные в формуле определяются специфически для каждой отдельной формулы. Определение переменной для одной формулы не используется для определения другой формулы, хотя переменная, которая не была определена для одной формулы, может интерпретироваться по аналогии в каком-либо ином определении сходной формулы.

В определенных вариантах реализации данного изобретения рассматриваемое соединение имеет структуру Формулы I

в которой

R¹ представляет собой H, алкил, алкокси, алкенил, алкинил, амино, алкиламино, ациламино, циано, сульфониламино, ацилокси, арил, циклоалкил, гетероциклил, гетероарил или полипептидную цепь с 1-8 аминокислотными остатками;

R² представляет собой H, низший алкил или аралкил;

R³ и R⁴ независимо друг от друга представляют собой H, галоген или алкил либо R³ и R⁴ весте с атомом, к которому они присоединены, образуют 3-6-членное гетероциклическое кольцо;

R⁵ представляет собой H, галоген, низший алкил или аралкил;

R⁶ представляет собой функциональную группу, которая реагирует с активным сайтом остатка протеазы-мишени с образованием ковалентной связи;

R⁷ представляет собой H, арил, алкил, аралкил, циклоалкил, гетероциклил, гетероарил, гетероаралкил или полипептидные цепи из 1-8 аминокислотных остатков;

L отсутствует или представляет собой алкил, алкенил, алкинил, -(CH₂)_mO(CH₂)_m-, -(CH₂)_mNR₂(CH₂)_m– и -(CH₂)_mS(CH₂)_m-;

X отсутствует или представляет собой -N(R⁷)-, -O- или -S-;

Y отсутствует или представляет собой -C(=О)-, -C(=S)- или -SO₂-;

m – это число, в каждом случае независимое, от 0 до 10 и

n – это число от 1 до 6.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R¹ представляет собой H или низший алкил, R³ и R⁴ вместе с атомами, к которым они присоединены, образуют 5-членное кольцо, а n равно 2.

В некоторых других предпочтительных вариантах реализации R¹ представляет собой H или низший алкил, R³ представляет собой H, R⁴ представляет собой H или низший алкил, R⁵ представляет собой H, а n равно 2.

В определенных вариантах реализации R¹ – это полипептидная цепь из 2-8 аминокислотных остатков, в которой пролин является остатком, который присоединен непосредственно. Наиболее предпочтительно R¹ является полипептидной цепью из 2 аминокислотных остатков.

В определенных вышеупомянутых вариантах реализации R⁶ представляет собой циано, бороновую кислоту, -SO₂Z¹, -P(=О)Z¹, -P(=R⁸)R⁹R¹⁰, -C(=NH)NH₂, -CH=NR¹¹ и -C(=О)-R¹¹, где

R⁸ представляет собой O или S;

R⁹ представляет собой N₃, SH₂, NH₂, NО₂ и OLR¹² и

R¹⁰ представляет собой низший алкил, амино, OLR¹² или его фармацевтически приемлемую соль или

R⁹ и R¹⁰ вместе с фосфором, к которому они присоединены, образуют 5-8-членное гетероциклическое кольцо;

R¹¹ представляет собой H, алкил, алкенил, алкинил, -(CH₂)_p-R¹², -(CH₂)_q-OH, -(CH₂)_q-O-алкил, -(CH₂)_q-O-алкенил, -(CH₂)_q-O-алкинил, -(CH₂)_q-O-(CH₂)_p-R¹², -(CH₂)_q-SH, -(CH₂)_q-S-алкил, -(CH₂)_q-S-алкенил, -(CH₂)_q-S-алкинил, -(CH₂)_q-S-(CH₂)_p-R¹², -C(O)C(O)NH₂, -C(О)C(О)OR¹³ или -C(Z^])(Z²)(Z³);

R¹² представляет собой H, алкил, алкенил, арил, циклоалкил, циклоалкенил и гетероциклил;

R¹³ представляет собой H, алкил, алкенил и LR¹²;

Z¹ представляет собой галоген;

Z² и Z³ независимо друг от друга представляют собой H или галоген;

p – это число, независимое в каждом случае, от 0 до 8 и

q – это число, независимое в каждом случае, от 1 до 8.

В другом варианте реализации R⁶ представляет собой CN, CHO или C(=О)C(Z¹)(Z²)

(Z³), в котором Z¹ представляет собой галоген, а Z² и Z³ представляют собой H или галоген. В таких определенных вариантах реализации R⁶ представляет собой C(=О)C

(Z¹)(Z²)(Z³), где Z¹ представляет собой фтор, а Z² и Z³ представляют собой H или фтор.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R⁶ представляет собой группу с формулой -B(Y¹)(Y²), в которой Y¹ и Y² – это независимо друг от друга OH или группа, которая гидролизуется до OH (т.е. образующая таким образом бороновую килоту), или вместе с атомом бора, к которому они присоединены, образует 5-8-членное кольцо, которое гидролизуется до бороновой кислоты.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R³ и R⁴ вместе с атомами, к которым они присоединены, образуют 5-членное кольцо, в котором замещена одна или более групп, выбранных из гидроксила, низшего алкила (например, метила), низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила (например, гидроксиметила) и низшего алкоксиалкила.

В более предпочтительных вариантах реализации группа-заместитель выбрана из низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации группа-заместитель расположена в 5-м положении кольца.

В другом более предпочтительном варианте реализации группа-заместитель – это гидроксил, который предпочтительно располагается в 4-м положении кольца.

В определенных вариантах реализации группа-заместитель в 5-членном кольце, содержащая R³ и R⁴, выбрана из низшего алкила (например, метил), гидроксила, низшего гидроксиалкила (например, гидроксиметил) и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации группа-заместитель имеет цис-стереохимическое расположение по отношению к R⁶. Такие стереохимические отношения особенно выгодны для соединений, имеющих заместители в 4-м или 5-м положении 5-членного кольца, как обсуждено непосредственно выше.

Типичные структуры включают в себя

В определенных вариантах реализации данного изобретения рассматриваемое соединение имеет структуру Формулы II

или его фармацевтически приемлемой соли, где:

R¹ представляет собой H, алкил, алкокси, алкенил, алкинил, амино, алкиламино, ациламино, циано, сульфониламино, ацилокси, арил, циклоалкил, гетероциклил, гетероарил или полипептидную цепь из 1-8 аминокислотных остатков;

R² представляет собой H, низший алкил или аралкил;

R³ и R⁴ независимо друг от друга представляют собой H, галоген или алкил либо R³ и R⁴ вместе с углеродом, к которому они присоединены, образуют 3-6-членное гетероциклическое кольцо;

R⁵ представляет собой H, галоген, низший алкил или аралкил, предпочтительно H или низший алкил;

R⁶ представляет собой функциональную группу, которая реагирует с остатком в активном сайте протеазы-мишени с образованием ковалентной связи;

R⁷ представляет собой H, арил, алкил, аралкил, циклоалкил, гетероциклил, гетероарил, гетероаралкил или полипептидную цепь из 1-8 аминокислотных остатков;

R¹⁴ представляет собой H, алкил, алкокси, алкенил, алкинил или аралкил, предпочтительно H;

A отсутствует или представляет собой -NHC(=NH)-, либо R¹⁴ и A вместе с азотом, к которому они присоединены, образуют гетероциклическое кольцо;

L отсутствует или представляет собой алкил, алкенил, алкинил, (CH₂)_mO(CH₂)_m-, -(CH₂)_mNR₂(CH₂)_m– и -(CH₂)_mS(CH₂)_m-;

X отсутствует или представляет собой -N(R⁷)-, -О- или -S-;

Y отсутствует или представляет собой -C(=О)-, -C(=S)- или -SO₂-;

m – это число, независимое в каждом случае, от 0 до 10 и

n – это число от 1 до 6.

В определенных предпочтительных вариантах R¹ отсутствует или представляет собой H или низший алкил, R³ и R⁴ вместе с углеродом, к которому они присоединены, образуют 5-членное кольцо, а n – это число от 1 до 4.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R¹⁴ – это H, A отсутствует, а n равно 4. В некоторых других вариантах реализации R¹⁴ – это H, A – это -NHC(=NH)-, а n равно 3.

В определенных предпочтительных вариантах реализации A и R¹⁴ вместе с азотом, к которому они присоединены, образуют имидазольное кольцо, а n равно 1.

В определенных вариантах реализации R⁶ представляет собой бороновую кислоту, CN, -SO₂Z¹, -P(=O)Z¹, -P(=R⁸)R⁹R¹⁰, -C(=NH)NH₂, -CH=NR¹¹ или -C(=О)-R¹¹, в котором

R⁸ – это O или S;

R⁹ представляет собой N₃, SH₂, NH₂, NО₂ или OLR¹² и

R¹⁰ представляет собой низший алкил, амино, OLR¹² или их фaрмацевтически приемлемую соль или

R⁹ и R¹⁰ вместе с фосфором, к которому они присоединены, образуют 5-8-членное гетероциклическое кольцо;

R¹¹ представляет собой H, алкил, алкенил, алкинил, NH₂, -(CH₂)_p-R¹², -(CH₂)_q-OH, -(CH₂)_q-О-алкил, -(CH₂)_q-О-алкенил, -(CH₂)_q-О-алкинил, -(CH₂)_q-О-(CH₂)_p-R¹², -(CH₂)_q-SH, -(CH₂)_q-S-алкил, -(CH₂)_q-S-алкенил, -(CH₂)_q-S-алкинил, -(CH₂)_q-S-(CH₂)_p-R¹², -C(О)NH₂, -C(О)OR¹³ или C(Z¹)(Z²)(Z³);

R¹² представляет собой H, алкил, алкенил, арил, гетероарил, циклоалкил, циклоалкенил или гетероциклил;

R¹³ представляет собой H, алкил, алкенил или LR¹²;

Z¹ представляет собой галоген;

Z² и Z³ независимо друг от друга представляют собой H или галоген;

p – это, в каждом случае независимо, число от 0 до 8 и

q – это, в каждом случае независимо, число от 1 до 8.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R⁶ представляет собой CN, CHO или C(=О)C(Z¹)(Z²)(Z³), в котором Z¹ представляет собой галоген, а Z² и Z³ представляют собой H или галоген. В другом варианте реализации R⁶ представляет собой C(=O)C(Z¹)(Z²)(Z³), в котором Z¹ представляет собой фтор, а Z² и

Z³ представляют собой H или фтор.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R⁶ представляет собой группу с формулой -B(Y¹)(Y²), в которой Y¹ и Y² независимо друг от друга OH или группу, гидролизуемую до OH, или вместе с атомом бора, к которому они присоединены, образуют 5-8-членное кольцо, которое гидролизуется до бороновой кислоты.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R³ и R⁴ вместе с атомами, к которым они присоединены, образуют 5-членное кольцо, которое замещено одной или более группами, выбранными из гидроксила, низшего алкила (например, метил), низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила (например, гидроксиметил) и низшего алкоксиалкила.

В более предпочтительных вариантах реализации группы-заместители выбраны из низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации группы-заместители располагаются в 5-м положении кольца.

В других более предпочтительных вариантах реализации группа-заместитель – это гидроксил, который предпочтительно располагается в 4-м положении в кольце.

В определенных вариантах реализации группа-заместитель в 5-членном кольце, содержащем R³ и R⁴, выбрана из низшего алкила (например, метил), гидроксила, низшего гидроксиалкила (например, гидроксиметил) и низшего алкоксиалкила. В определенных предпочтительных вариантах реализации группа-заместитель находится в цис-стереохимическом положении по отношению к R⁶. Такие стереохимические взаимоотношения особенно выгодны для соединений, имеющих заместители в 4-м или 5-м положении в 5-членном кольце, как обсуждено непосредственно выше.

Типичные структуры включают в себя

В определенных вариантах реализации данного изобретения рассматриваемое соединение имеет структуру Формулы III

или его фармацевтически приемлемую соль, где:

R¹ представляет собой H, алкил, алкокси, алкенил, алкинил, амино, алкиламино, ациламино, циано, сульфониламино, ацилокси, арил, циклоалкил, гетероциклил, гетероарил или полипептидную цепь из 1-8 аминокислотных остатков;

R² представляет собой H, низший алкил или аралкил;

R³ и R⁴ независимо друг от друга представляют собой H, галоген или алкил либо R³ и R⁴ вместе с углеродом, к которому они присоединены, образуют 3-6-членное гетероциклическое кольцо;

R⁵ представляет собой H, галоген, низший алкил или аралкил, предпочтительно H или низший алкил;

R⁶ представляет собой функциональную группу, которая реагирует с остатком в активном сайте протеазы-мишени с образованием ковалентной связи;

R⁷ представляет собой H, арил, алкил, аралкил, циклоалкил, гетероциклил, гетероарил, гетероаралкил или полипептидную цепь из 1-8 аминокислотных остатков;

R¹⁵ – это функциональная группа, которая имеет либо положительный, либо отрицательный заряд при физиологическом pH, предпочтительно амин или карбоновая кислота;

L отсутствует или представляет собой алкил, алкенил, алкинил, -(CH₂)_mO(CH₂)_m-, -(CH₂)_mNR₂(CH₂)_m– и -(CH₂)_mS(CH₂)_m-;

X отсутствует или представляет собой -N(R⁷)-, -О- или -S-;

Y отсутствует или представляет собой -C(=О)-, -C(=S)- или -SO₂-;

m – это число, независимое в каждом случае, от 0 до 10 и

n – это число от 1 до 6.

В определенных предпочтительных вариантах R¹ представляет собой H или низший алкил, R³ – это H, а R⁴ – низший алкил, либо R³ и R⁴ вместе с углеродом, к которому они присоединены, образуют 5-членное кольцо, а n – это число от 1 до 4.

В определенных предпочтительных вариантах реализации n – это число от 1 до 4, а

R¹⁵ – это функциональная группа, которая имеет положительный или отрицательный заряд при физиологическом pH. В более предпочтительном варианте реализации n – это число от 1 до 4, а R¹⁵ выбран из амина, карбоновой кислоты, имидазола или функциональной группы гуанидина.

В определенных вариантах реализации R⁶ представляет собой бороновую кислоту, CN, -SO₂Z¹, -P(=О)Z¹, -P(=R⁸)R⁹R¹⁰, -C(=NH)NH₂, -CH=NR¹¹ или -C(=О)-R¹¹, в котором

R⁸ – это O или S;

R⁹ представляют собой N₃, SH₂, NH₂, NО₂ или OLR¹² и

R¹⁰ представляет собой низший алкил, амино, OLR¹² или их фармацевтически приемлемую соль или

R⁹ и R¹⁰ вместе с фосфором, к которому они присоединены, образуют 5-8-членное гетероциклическое кольцо;

R¹¹ представляет собой H, алкил, алкенил, алкинил, NH₂, -(CH₂)_p-R¹², -(CH₂)_q-OH, -(CH₂)_q-О-алкил, -(CH₂)_q-О-алкенил, -(CH₂)_q-О-алкинил,

-(CH₂)_q-О-(CH₂)_p-R¹², -(CH₂)_q-SH, -(CH₂)_q-S-алкил, -(CH₂)_q-S-алкенил, -(CH₂)_q-S-алкинил,

-(CH₂)_q-S-(CH₂)_p-R¹², -C(О)NH₂, -C(О)OR¹³ или -C(Z¹)(Z²)(Z³);

R¹² представляет собой H, алкил, алкенил, арил, гетероарил, циклоалкил, циклоалкенил или гетероциклил;

R¹³ представляет собой H, алкил, алкенил или LR¹²;

Z представляет собой галоген;

Z² и Z³ независимо друг от друга представляют собой H или галоген;

p – это число, независимое в каждом случае, от 0 до 8 и

q – это число, независимое в каждом случае, от 1 до 8.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R⁶ представляет собой CN, CHO или C(=О)C(Z¹)(Z²)(Z³), в котором Z¹ представляет собой галоген, а Z² и Z³ представляют собой H или галоген. В другом варианте реализации R⁶ представляет собой C(=О)C(Z¹)(Z²)(Z³), в котором Z¹ представляет собой фтор, а Z² и

Z³ представляет собой H или фтор.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R⁶ представляет собой группу с формулой -B(Y¹)(Y²), в котором Y¹ и Y² независимо друг от друга являются OH или группой, гидролизуемой до OH, или вместе с атомом бора, к которому они присоединены, образуют 5-8-членное кольцо, которое гидролизуется до бороновой кислоты.

В определенных предпочтительных вариантах реализации R³ и R⁴ вместе с атомами, к которым они присоединены, образуют 5-членное кольцо, замещенное одной или несколькими группами, выбранными из гидроксила, низшего алкила (например, метил), низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила (например, гидроксиметила) и низшего алкоксиалкила.

В более предпочтительных вариантах реализации группа-заместитель выбрана из низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации группа-заместитель располагается в кольце в 5-м положении.

В других более предпочтительных вариантах реализации группа-заместитель – это гидроксил, который предпочтительно располагается в кольце в 4-м положении.

В определенных вариантах реализации группа-заместитель в 5-членном кольце, содержащем R³ и R⁴, выбрана из низшего алкила (например, метила), гидроксила, низшего гидроксиалкила (например, гидроксиметила) и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации группа-заместитель находится в цис-стереохимическом положении по отношению к R⁶. Такие стереохимические взаимоотношения особенно выгодны для соединений, имеющих заместители в 4-м или 5-м положении 5-членного кольца, как обсуждалось непосредственно выше.

Другой объект данного изобретения относится к ингибиторам, имеющим структуру Формулы IV:

или их фармацевтически приемлемой соли, где

A выбран из 4-8-членного гетероцикла, включающего в себя N и C углерод;

Z – это C или N;

W выбран из CN, -CH=NR⁵, функциональной группы, которая реагирует с остатком в активном сайте протеазы-мишени,

R¹ выбран из присоединенного C-концом аминокислотного остатка или аналога аминокислоты, присоединенного C-концом пептида или аналога пептида, амино-защитной группы

R² представляет собой одно или более замещений в кольце A, каждое из которых независимо друг от друга выбрано из галогена, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила, низшего алкоксиалкила, карбонила, тиокарбонила, амино, ациламино, амидо, циано, нитро, азидо, сульфата, сульфоната, сульфонамидо, -(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-OH, -(CH₂)_m-O-низшего алкила, -(CH₂)_m-O-низшего алкенила, -(CH₂)_n-О-(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-SH, -(CH₂)_m-S-низшего алкила, -(CH₂)_m-S-низшего алкенила или

-(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁷, в котором по меньшей мере один R² выбран из -OH, низшего алкила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила, предпочтительно по меньшей мере один – из низшего алкила (например, метила), низшего алкокси, низшего гидроксиалкила (например, гидроксиметила) и низшего алкоксиалкила;

когда Z – это N, R³ – это водород;

когда Z – это C, R³ выбран из водорода, галогена, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, карбонила, тиокарбонила, амино, ациламино, амидо, циано, нитро, азидо, сульфата, сульфоната, сульфонамидо, -(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-OH, -(CH₂)_m-O-низшего алкила, -(CH₂)_m-O-низшего алкенила, -(CH₂)_n-О-(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-SH, -(CH₂)_m-S-низшего алкила, -(CH₂)_m-S-низшего алкенила и -(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁷;

R⁵ выбран из водорода, алкила, алкенила, алкинила, -C(X¹)(X²)X³, -(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_n-OH, -(CH₂)_n-О-алкила, -(CH₂)_n-О-алкенила, -(CH₂)_n-О-алкинила, -(CH₂)_n-О-(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_n-SH, -(CH₂)_n-S-алкила, -(CH₂)_n-S-алкенила, -(CH₂)_n-S-алкинила, -(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁷, -C(O)C(O)NH₂ и -C(O)C(O)OR⁷‘;

R⁶ выбран из водорода, галогена, алкила, алкенила, алкинила, арила, -(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-OH, -(CH₂)_m-O-алкила, -(CH₂)_m-O-алкенила, -(CH₂)_m-O-алкинила, -(CH₂)_m-O-(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-SH, -(CH₂)_m-S-алкила, -(CH₂)_m-S-алкенила, -(CH₂)_m-S-алкинила или -(CH₂)_m-S-(CH₂)_m-R⁷,

каждый R⁷ независимо от других выбран из арила, аралкила, циклоалкила, циклоалкенила и гетероциклила;

каждый R^7′ независимо от других выбран из водорода, алкила, алкенила, арила, аралкила, циклоалкила, циклоалкенила и гетероциклила;

R⁸ и R⁹ каждый независимо друг от друга выбран из водорода, алкила, алкенила, -(CH₂)_m-R⁷, -C(=O)-алкила, -C(=O)-алкенила, -C(=О)-алкинила и -C(=О)-(CH₂)_m-R⁷ или

R⁸ и R⁹ вместе с атомом N, к которому они присоединены, завершают гетероциклическое кольцо, имеющее от 4 до 8 атомов в структуре кольца;

R⁵⁰ – это O или S;

R⁵¹ выбран из N₃, SH, NH₂, NO₂ и OR^7′;

R⁵² выбран из водорода, низшего алкила, амина, OR^7′ или их фармацевтически приемлемой соли или

R⁵¹ и R⁵² вместе с атомом P, к которому они присоединены, завершают гетероциклическое кольцо, имеющее от 5 до 8 атомов в структуре кольца;

X¹ – это галоген;

X² и X³ каждый выбран из водорода и галогена;

Y¹ и Y² каждый независимо друг от друга выбраны из OH и группы, способной гидролизоваться до OH, включая в себя циклические производные, где Y¹ и Y соединены через кольцо, имеющее от 5 до 8 атомов в структуре кольца;

m – это ноль или число в диапазоне от 1 до 8 и

n – это число в диапазоне от 1 до 8.

В определенных вариантах реализации W выбран из CN и B(Y¹)(Y²). В определенных предпочтительных вариантах реализации A – это пятичленное кольцо, Z – это C, а W – это B(Y¹)(Y²). В более предпочтительных вариантах реализации Z имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина.

В определенных вариантах реализации A – это пятичленное кольцо, Z – это C, а R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации R² выбран из низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² располагается в кольце в 5-м положении.

В определенных вариантах реализации A – это пятичленное кольцо, Z – это C, а R² выбран из гидроксила, низшего алкила (такого как метил), низшего гидроксиалкила (такого как гидроксиметил) и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации Z имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина и R² располагается в кольце в 5-м положении в случае низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила и в 4-м положении в случае гидроксила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² находится в цис-стереохимическом положении относительно W.

Другой объект данного изобретения относится к ингибиторам, имеющим структуру Формулы V

или их фармацевтически приемлемую соль, где

R¹ выбран из аминокислотного остатка, присоединенного C-концом, или аналога аминокислоты, присоединенного C-концом, пептида или аналога пептида

R² представляет собой один или более заместителей в кольце A, каждый из которых независимо друг от друга выбран из галогена, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила, низшего алкоксиалкила, карбонила, тиокарбонила, амино, ациламино, амидо, циано, нитро, азидо, сульфата, сульфоната, сульфонамида, -(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-OH, -(CH₂)_m-O-низшего алкила, -(CH₂)_m-O-низшего алкенила, -(CH₂)_n-O-(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-SH, -(CH₂)_m-S-низшего алкила, -(CH₂)_m-S-низшего алкенила или

-(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁷, в котором по меньшей мере один R² выбран из -OH, низшего алкила (например, метила), низшего алкокси, низшего гидроксиалкила (например, гидроксиметила) и низшего алкоксиалкила, предпочтительно по меньшей мере один – из низшего алкила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила;

R⁶ выбран из водорода, галогена, алкила, алкенила, алкинила, арила, -(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-OH, -(CH₂)_m-O-алкила, -(CH₂)_m-O-алкенила, -(CH₂)_m-O-алкинила, -(CH₂)_m-O-(CH₂)_m-R⁷, -(CH₂)_m-SH, -(CH₂)_m-S-алкила, -(CH₂)_m-S-алкенила, -(CH₂)_m-S-алкинила, -(CH₂)_m-S-(CH₂)_m-R⁷,

R⁷ выбран из арила, циклоалкила, циклоалкенила и гетероциклила;

R⁸ и R⁹ каждый независимо друг от друга выбраны из водорода, алкила, алкенила, -(CH₂)_m-R⁷, -C(=O)-алкила, -C(=O)-алкенила, -C(=O)-алкинила и

-C(=О)-(CH₂)_m-R⁷;

или R⁸ и R⁹ вместе с атомом N, к которому они присоединены, завершают гетероциклическое кольцо, имеющее от 4 до 8 атомов в структуре кольца;

Y¹ и Y² каждый независимо друг от друга выбраны из OH и группы, способной гидролизоваться до OH, включая в себя циклические производные, где Y¹ и Y² соединены через кольцо, имеющее от 5 до 8 атомов в структуре кольца;

m равно нулю или числу в диапазоне 1-8 и

n – это число в диапазоне 1-8.

В определенных вариантах реализации углеродсодержащий B(Y¹)(Y²) имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² расположен в кольце в 5-м положении в случае низшего алкила (такого, как метил), низшего гидроксиалкила (такого, как гидроксиметил) и низшего алкоксиалкила или в 4-м положении в случае гидроксила. В таких наиболее предпочтительных вариантах реализации R² находится в цис-стереохимическом положении относительно B(Y¹)(Y²).

Типичные соединения включают в себя:

Другой объект данного изобретения относится к соединениям, имеющим структуру Формулы VI

или их фармацевтически приемлемой соли, где

A – это 3-8-членный гетероцикл, включающий в себя N и C углерод;

W – это функциональная группа, которая реагирует с остатком в активном сайте протеазы-мишени с образованием ковалентной связи;

R¹ выбран из водорода, аминокислоты, присоединенной C-концом, или пептида или его аналога, а также группы, защищающей амин;

R² представляет собой один или более заместителей в кольце A, каждое из которых независимо друг от друга выбрано из галогена, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила, низшего алкоксиалкила, карбонила, тиокарбонила, амино, ациламино, амидо, циано, нитро, азидо, сульфата, сульфоната, сульфонамидо, -(CH₂)_m-R⁶, -(CH₂)_m-OH, -(CH₂)_m-O-низшего алкила, -(CH₂)_m-O-низшего алкенила, -(CH₂)_n-O-(CH₂)_m-R⁶, -(CH₂)_m-SH, -(CH₂)_m-S-низшего алкила, -(CH₂)_m-S-низшего алкенила и -(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁶, где по меньшей мере один R² выбран из -OH, низшего алкила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила, предпочтительно по меньшей мере один – из низшего алкила (например, метила), низшего алкокси (например, низшего гидроксиметила), низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила;

R^3a выбран из водорода и заместителя, который не образует электронной пары с азотом, которому она принадлежит;

R^3b отсутствует или является заместителем, который не образует электронной пары с азотом, которому она принадлежит, таким как низший алкил;

R^4a и R^4b каждый независимо друг от друга выбраны из водорода, низшего алкила, гетероалкила, циклоалкила, гетероциклоалкила, арила, гетероарила, алкоксила, карбоксила, карбоксамида, карбонила и циано, при условии, что или оба, или ни один из R^4a и R^4b – водород;

R^4c выбран из галогена, амина, алкила, гетероалкила, циклоалкила, гетероциклоалкила, арила, гетероарила, алкоксила, карбоксила, карбоксамида, карбонила и циано;

каждый R⁶ независимо друг от друга выбран из арила, аралкила, циклоалкила, циклоалкенила и гетероциклила;

z равно нулю или является числом в диапазоне 1-3;

m равно нулю или является числом в диапазоне 1-8 и

n – это число в диапазоне 1-8.

В определенных вариантах реализации W выбран из CN и B(Y¹)(Y²), где Y¹ и Y² независимо друг от друга являются либо OH, либо группой, способной гидролизоваться до OH, включая в себя циклические производные, где Y¹ и Y² соединены через кольцо, имеющее от 5 до 8 атомов в структуре кольца. В определенных предпочтительных вариантах реализации A – это пятичленное кольцо, а W – это B(Y¹)(Y²). В более предпочтительных вариантах реализации, C имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина.

В определенных вариантах реализации A – это пятичленное кольцо, а R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации R² выбран из низшего алкила (такого, как метил), низшего гидроксиалкила (такого, как гидроксиметил) и низшего алкоксиалкила. В более предпочтительных вариантах реализации R² располагается в кольце в 5-м положении.

В определенных вариантах реализации A – это пятичленное кольцо, а R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации C имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина, а R² располагается в кольце в 5-м положении в случае низшего алкила (такого, как метил), низшего гидроксиалкила (такого, как гидроксиметил) и низшего алкоксиалкила или в 4-м положении в случае гидроксила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² находится в цис-стереохимическом положении по отношению к W.

Другой объект данного изобретения относится к соединениям, имеющим структуру Формулы VII:

или их фармацевтически приемлемой соли, в которых

R¹, R², R^3a, R^3b, R^4a, R^4b, R^4c и W определены выше для Формулы VI, а p – это число от 1 до 3. В определенных предпочтительных вариантах реализации p равно 1, а R^3a и

R^3b оба представляют собой водород.

В определенных вариантах реализации W выбран из CN и B(Y¹)(Y²), в котором Y¹ и Y² каждый независимо друг от друга являются либо OH, либо группами, способными гидролизоваться до OH, включая в себя циклические производные, где Y¹ и Y² соединены через кольцо, имеющее от 5 до 8 атомов в структуре кольца. В определенных предпочтительных вариантах реализации W – это B(Y¹)(Y²). В более предпочтительных вариантах реализации, углеродный скелет W имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина.

В определенных вариантах реализации R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В определенных предпочтительных вариантах реализации R² выбран из низшего гидроксиалкила (такого, как гидроксиметил) и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации p равно 1, а R² располагается в кольце в 5-м положении.

В определенных вариантах реализации R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации p равно 1, углеродный скелет W имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина, а R² располагается в кольце в 5-м положении в случае низшего алкила (такого, как метил), низшего гидроксиалкила (такого как гидроксиметил) и низшего алкоксиалкила или в 4-м положении в случае гидроксила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² располагается в цис-стереохимическом положении относительно W.

Еще один объект данного изобретения относится к соединению, имеющему структуру Формулы VIII:

или его фармацевтически приемлемой соли, где

A является 3-8-членным гетероциклом, включающим в себя N и C углерод;

B – это кольцо C_3-8 или соединенная бициклическая или трициклическая система колец C_7-14;

W – это функциональная группа, которая реагирует с остатком в активном сайте протеазы-мишени с образованием ковалентной связи, как например, -CN, -CH=NR⁵,

R¹ выбран из водорода, аминокислоты, присоединенной C-концом, или пептида или его аналога и группы, защищающей амин;

R² представляет собой один или более заместителей в кольце A, каждый из которых независимо друг от друга выбран из галогена, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила, низшего алкоксиалкила, карбонила (такого, как карбоксил, эфир, формиат или кетон), тиокарбонила (такого, как тиоэфир, тиоацетат или тиоформиат), амино, ациламино, амидо, циано, нитро, азидо, сульфат, сульфонат, сульфонамидо, -(CH₂)_m-R⁶, -(CH₂)_m-OH, -(CH₂)_m-O-низшего алкила, -(CH₂)_m-O-низшего алкенила, -(CH₂)n-O-(CH₂)_m-R⁶, -(CH₂)_m-SH, -(CH₂)_m-S-низшего алкила, -(CH₂)_m-S-низшего алкенила и -(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁶, в котором по меньшей мере один из R² выбран из -OH, низшего алкила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила, предпочтительно по меньшей мере один – из низшего алкила (такого, как метил), низшего алкокси (такого, как гидроксиметил), низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила;

R^3b отсутствует или представляет собой заместитель, который не образует электронной пары с азотом, которому она принадлежит, такой как низший алкил;

R⁵ выбран из водорода, алкила, алкенила, алкинила, –C(X¹⁾(X²)X³, -(CH₂)_m-R⁶,

-(CH₂)_n-OH, -(CH₂)_n-O-алкила, -(CH₂)_n-O-алкенила, -(CH₂)_n-O-алкинила, -(CH₂)_n-O-(CH₂)_m-R⁶, -(CH₂)_n-SH, -(CH₂)_n-S-алкила, -(CH₂)_n-S-алкенила, -(CH₂)_n-S-алкинила, -(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁶, -C(O)C(O)NH₂, и -C(O)C(O)OR⁷;

каждый из R⁶ выбран независимо из арила, аралкила, циклоалкила, циклоалкенила и гетероциклила;

каждый из R⁷ выбран независимо из водорода, алкила, алкенила, арила, аралкила, циклоалкила, циклоалкенила и гетероцикла;

Y¹ и Y² каждый выбран независимо друг от друга из -OH или группы, способной гидролизоваться до гидроксильной группы, включая в себя циклические производные, где Y¹ и Y² соединены через кольцо, имеющее от 5 до 8 атомов в структуре кольца (такое, как пинакол или ему подобные);

R⁵⁰ – это O или S;

R⁵¹ выбран из N₃, SH₂, NH₂, NO₂ или -OR⁷;

R⁵² представляет собой водород, низший алкил, амин, -OR⁷ или их фармацевтически приемлемые соли или R⁵¹ и R⁵² вместе с атомом фосфора, к которому они присоединены, завершают гетероциклическое кольцо, имеющее от 5 до 8 атомов в структуре кольца;

X¹ представляет собой галоген;

X² и X³ каждый независимо друг от друга выбраны из водорода и галогена;

m равно нулю или является числом в диапазоне 1-8 и

n – это число в диапазоне 1-8.

В определенных вариантах реализации W выбран из CN и B(Y¹)(Y²), где Y¹ и Y² каждый независимо друг от друга являются либо OH, либо группой, способной гидролизоваться до OH, включая в себя циклические производные, где Y¹ и Y² соединены через кольцо, имеющее от 5 до 8 атомов в структуре кольца. В определенных предпочтительных вариантах реализации A является пятичленным кольцом, а W – это B(Y¹)(Y²). В более предпочтительных вариантах реализации C имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина.

В определенных вариантах реализации A является пятичленным кольцом, а R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации R² выбран из низшего гидроксиалкила (гидроксиметила) и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² располагается в кольце в 5-м положении.

В определенных вариантах реализации A является пятичленным кольцом, а R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации C имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина, а R² располагается в кольце в 5-м положении в случае низшего алкила (такого, как метил), низшего гидроксиалкила (такого, как гидроксиметил) и низшего алкоксиалкил или в 4-м положении в случае гидроксила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² находится в цис-стереохимическом положении относительно W.

Другой объект данного изобретения относится к соединениям, имеющим структуру Формулы IX:

или их фармацевтически приемлемой соли, где

B, R¹, R², R^3b и W определены выше для Формулы VIII, а p – это число от 1 до 3. В определенных предпочтительных вариантах реализации p равно 1, а R^3b – это водород.

В определенных вариантах реализации W выбран из CN и B(Y¹)(Y²), где Y¹ и Y² каждый независимо друг от друга являются OH или группой, способной гидролизоваться до OH, включая в себя циклические производные, где Y¹ и Y² соединены через кольцо, имеющее от 5 до 8 атомов в структуре кольца. В определенных предпочтительных вариантах реализации W – это B(Y¹)(Y²). В более предпочтительных вариантах реализации углеродный скелет W имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина.

В определенных вариантах реализации R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации R² выбран из низшего гидроксиалкила (такого, как гидроксиметил) и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² располагается в кольце в 5-м положении.

В определенных вариантах реализации R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации p равно 1, углеродный скелет W имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина, а R² располагается в кольце в 4-м положении в случае гидроксила или в 5-м положении в случае низшего алкила (такого, как метил), низшего гидроксиалкила (такого, как гидроксиметил) и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² располагается в цис-стереохимическом положении относительно W.

Другой объект данного изобретения относится к соединениям, имеющим структуру Формулы X

или их фармацевтически приемлемой соли, где

А – это 4-8-членный гетероцикл, включающий в себя N и C углерод;

W – это функциональная группа, которая реагирует с остатком в активном сайте протеазы-мишени с образованием ковалентной связи, как например, -CN, -CH=NR₅,

R¹ представляет собой присоединенный C-концом пептид или аналог пептида, который является субстратом для активирующего фермента;

R² представляет собой один или более заместителей в кольце A, каждый из которых независимо друг от друга выбран из галогена, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила, низшего алкоксиалкила, карбонила, тиокарбонила, амино, ациламино, амидо, циано, нитро, азидо, сульфата, сульфоната, сульфонамидо, -(CH₂)_m-R⁶, -(CH₂)_m-OH, -(CH₂)_m-O-низшего алкила, -(CH₂)_m-O-низшего алкенила, -(CH₂)_n-O-(CH₂)_m-R⁶, -(CH₂)_m-SH, -(CH₂)_m-S-низшего алкила, -(CH₂)_m-S-низшего алкенила,

-(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁶, в которых по меньшей мере один из R² выбран из -OH, низшего алкила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила, предпочтительно по меньшей мере один – из низшего алкила (например, метила), низшего алкокси (например, гидроксиметила), низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила;

каждый из R³ независимо друг от друга выбран из водорода и заместителя, который не образует электронной пары с азотом, которому она принадлежит, такого как низший алкил;

R⁴ выбран из водорода и малой гидрофобной группы, такой как галоген, низший алкил, низший алкенил или низший алкинил;

R⁵ выбран из водорода, алкила, алкенила, алкинила, -C(X¹)(X²)X³, -(CH₂)_m-R⁶,

-(CH₂)_n-OH, -(CH₂)_n-O-алкил, -(CH₂)_n-O-алкенил, -(CH₂)_n-O-алкинил, -(CH₂)_n-O-(CH₂)_m-R⁶,

-(CH₂)_n-SH, -(CH₂)_n-S-алкил, -(CH₂)_n-S-алкенил, -(CH₂)_n-S-алкинил, -(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁶, -C(O)C(O)NH₂, -C(O)C(O)OR⁷;

R⁶ представляет собой, в каждом случае, замещенный или незамещенный арил, аралкил, циклоалкил, циклоалкенил или гетероцикл;

R⁷ представляет собой, в каждом случае, водород или замещенный или незамещенный алкил, алкенил, арил, аралкил, циклоалкил, циклоалкенил или гетероцикл;

Y¹ и Y² независимо друг от друга или одновременно являются OH или группой, способной гидролизоваться до гидроксильной группы, включая в себя циклические производные, где Y¹ и Y² соединены через кольцо, имеющее от 5 до 8 атомов в структуре кольца (такое как пинакол или ему подобные),

R⁵⁰ – это O или S;

R⁵¹ выбран из N₃, SH₂, NH₂, NO₂ и -OR⁷;

R⁵² выбран из водорода, низшего алкила, амина, -OR⁷ или их фармацевтически приемлемой соли или

R⁵¹ и R⁵² вместе с атомом фосфора, к которому они присоединены, завершают гетероциклическое кольцо, имеющее от 5 до 8 атомов в структуре кольца;

X¹ является галогеном;

X² и X³ каждый независимо друг от друга выбраны из водорода и галогена;

m равно нулю или является числом в диапазоне 1-8 и

n – это число в диапазоне 1-8.

В определенных вариантах реализации W выбран из CN и B(Y¹)(Y²). В определенных предпочтительных вариантах реализации A – это пятичленное кольцо, а W – это B(Y¹)(Y²). В более предпочтительных вариантах реализации C имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина.

В определенных вариантах реализации A является пятичленным кольцом, Z – это C, а R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантов реализации R² выбран из низшего гидроксиалкила (такого как гидроксиметил) и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² располагается в кольце в 5-м положении.

В определенных вариантах реализации A является пятичленным кольцом, а R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации C имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина, а R² располагается в кольце в 4-м положении в случае гидроксила или в 5-м положении в случае низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² располагается в цис-стереохимическом положении относительно W.

Один из объектов данного изобретения относится к соединениям, имеющим структуру Формулы XI

или их фармацевтически приемлемой соли, где

L отсутствует или представляет собой -XC(O)-;

R¹ выбран из H, низшего алкила, низшего ацила, низшего аралкила, низшего арацила, низшего гетероарацила, карбоциклила, арила и ArSО₂-;

R² представляет собой один или более заместителей в кольце A, каждый из которых независимо друг от друга выбраны из галогена, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила, низшего алкоксиалкила, карбонила, тиокарбонила, амино, ациламино, амидо, циано, нитро, азидо, сульфата, сульфоната, сульфонамидо, -(CH₂)_m-R⁶, -(CH₂)_m-OH, -(CH₂)_m-О-низшего алкила, -(CH₂)_m-О низшего алкенила, -(CH₂)_n-О-(CH₂)_m-R⁶, -(CH₂)_m-SH, -(CH₂)_m-S-низшего алкила, -(CH₂)_m-S-низшего алкенила,

-(CH₂)_n-S-(CH₂)_m-R⁶, в котором по меньшей мере один R² выбран из -OH, низшего алкила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила, предпочтительно по меньшей мере один – из низшего алкила (например, метила), низшего алкокси (например, гидроксиметила), низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила;

R³ выбран из водорода, низшего алкила, низшего гидроксиалкила, низшего тиоалкила и низшего аралкила;

R⁴ выбран из H и низшего алкила или R¹ и R⁴ вместе образуют фталоил, образуя таким образом кольцо;

R⁶ представляет собой, в каждом случае, замещенный или незамещенный арил, аралкил, циклоалкил, циклоалкенил или гетероцикл;

W выбран из B(Y¹)(Y²) и CN;

Y¹ и Y² независимо друг от друга выбраны из OH или группы, способной гидролизоваться до OH, или вместе с атомом бора, к которому они присоединены, образуют 5-8-членное кольцо, гидролизуемое до OH;

X выбран из O и NH.

В определенных вариантах реализации W представляет собой B(Y¹)(Y²). В определенных предпочтительных вариантах реализации R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего алкенила, низшего алкинила, низшего алкокси, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² выбран из низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² располагается в кольце в 5-м положении.

В определенных вариантах реализации R² выбран из гидроксила, низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких определенных предпочтительных вариантах реализации C имеет абсолютную стереохимическую конфигурацию L-пролина, а R² располагается в кольце в 4-м положении в случае гидроксила или в 5-м положении в случае низшего алкила, низшего гидроксиалкила и низшего алкоксиалкила. В таких более предпочтительных вариантах реализации R² располагается в цис-стереохимическом положении относительно W.

В определенных предпочтительных вариантах реализации рассматриваемые ингибиторы являются ингибиторами DPIV с K_i для ингибирования DPIV 10 нМ или менее, более предпочтительно 1,0 нМ или менее, а еще более предпочтительно 0,1 или даже 0,01 нМ или менее. Действительно, рассматриваются ингибиторы с пикомолярными и даже фемтомолярными значениями K_i.

В целом, ингибиторы по рассматриваемому способу являются небольшими молекулами, например, с молекулярными весами менее, чем 7500 аму, предпочтительно менее чем 5000 аму, и даже более предпочтительно менее чем 2000 аму, и даже менее чем 1000 аму. В предпочтительных вариантах реализации ингибиторы активны при оральном введении.

Другой объект данного изобретения относится к фармацевтическим композициям ингибиторов дипептидилпептидазы, особенно ингибитору (ингибиторам) и их применению в лечении и/или предупреждении заболеваний, которые могут быть скорректированы путем изменения гомеостаза пептидных гормонов. В предпочтительном варианте реализации ингибиторы имеют гипогликемическую и антидиабетическую активности и могут применяться в лечении заболеваний, отмеченных аберрантным метаболизмом глюкозы (включая ее депонирование). В конкретных вариантах реализации композиции по рассматриваемому способу пригодны как инсулинотропные агенты или для потенцирования инсулинотропных эффектов таких молекул, как GLP-1. В этом отношении данный способ может быть применим для лечения и/или профилактики различных заболеваний, включая в себя один или более из: гиперлипемии, гипергликемии, ожирения, недостаточной толерантности к глюкозе, резистентности к инсулину и диабетических осложнений.

Например, в определенных вариантах реализации способ вовлекает введение ингибитора (ингибиторов), предпочтительно с определенным интервалом (интервалами) в течение 24-часового периода, в количестве, эффективном для улучшения одного или более аберрантных показателей, связанных с нарушениями метаболизма глюкозы (например, непереносимость глюкозы, резистентность к инсулину, гипергликемия, гиперинсулинемия и диабет II типа). Эффективное количество ингибитора может составлять около 0,01, 0,1, 1, 10, 30, 50, 70, 100, 150, 200, 500 или 1000 мг/кг веса пациента.

(ii). Агонизм эффектов GLP-1

Ингибиторы, применимые для рассматриваемых способов, обладают в определенных вариантах реализации способностью снижать уровень глюкозы в крови, уменьшать ожирение, улучшать нарушенную переносимость глюкозы, ингибировать глюконеогенез в печени и снижать уровень липидов в крови, а также ингибировать альдозоредуктазу. Они, таким образом, применимы для предупреждения и/или терапии гипергликемии, ожирения, гиперлипидемии, диабетических осложнений (включая в себя ретинопатию, нефропатию, невропатию, катаракты, болезни коронарных артерий и артериосклероза) и, кроме того, связанных с ожирением повышенного кровяного давления и остеопороза.

Сахарный диабет – это заболевание, отличающееся гипергликемией, возникающей вследствие относительного или абсолютного снижения секреции инсулина, снижения чувствительности к инсулину или резистентности к инсулину. Заболеваемость и смертность от этого заболевания наступает вследствие сосудистых, почечных и неврологических осложнений. Оральный тест переносимости глюкозы – это клинический тест, используемый для диагностики диабета. При оральном тесте на переносимость глюкозы оценивается физиологический ответ пациента на нагрузку глюкозой или глюкозную провокацию. После приема глюкозы оценивается физиологический ответ пациента на глюкозную провокацию. В целом, эта процедура осуществляется определением уровня глюкозы в крови пациента (концентрация глюкозы в плазме, сыворотке и цельной крови пациента) в нескольких определенных моментах времени.

В одном из вариантов реализации данное изобретение представляет способ получения агонистического действия на эффект GLP-1. Было определено, что изоформы GLP-1 (GLP-1 (7-37) и GLP-1(7-36)), которые являются производными препроглюкагона в кишечнике и заднем мозге, имеют инсулинотропную активность, т.е. они модулируют метаболизм глюкозы. DPIV расщепляет изоформы до неактивных пептидов. Таким образом, в определенных вариантах реализации ингибитор (ингибиторы) по данному изобретению могут оказывать агонистический эффект на инсулинотропную активность, воздействуя на деградацию биоактивных пептидов GLP-1.

(iii). Агонизм эффектов других пептидных гормонов

В другом варианте реализации рассматриваемые агенты могут применяться для получения агонистического действия (например, миметического или потенцирующего) на активность пептидных гормонов, например, GLP-2, GIP и NPY.

Для дальнейшей иллюстрации, данное изобретение представляет способ получения агонистического эффекта на действие GLP-2. Было определено, что GLP-2 действует как трофический агент в стимуляции роста желудочно-кишечной ткани. Эффект GLP-2 особенно отмечен усилением роста в тонком кишечнике и, следовательно, обозначается как «кишечнотропный» эффект. Известно, что DPIV расщепляет GLP-2 до биологически неактивных пептидов. Таким образом, в одном из вариантов реализации ингибирование DPIV влияет на деградацию GLP-2 и так увеличивает время полужизни гормона в плазме.

Еще в одном варианте реализации рассматриваемый способ может применяться для увеличения времени полужизни другого пептида, производного проглюкагона, такого как глицентин, оксинтомодулин, глицентиноподобный панкреатический полипептид (GRPP) и/или промежуточный пептид-2 (IP-2). Например, показано, что глицентин вызывает пролиферацию слизистой кишечника, а также ингибирует перистальтику желудка и, таким образом, признан полезным как терапевтический агент при заболеваниях пищеварительного тракта и так связан с данным изобретением.

Таким образом, один из объектов данного изобретения относится к терапевтическому и связанным с ним применениям ингибитора (ингибиторов) для стимуляции роста и пролиферации желудочно-кишечной ткани, в наибольшей степени – тонкого кишечника. Например, рассматриваемый способ может быть применен как часть режима лечения повреждений, воспаления или резекции кишечной ткани, например, когда желательны усиленный рост и восстановление слизистого эпителия кишечника.

Что касается ткани тонкого кишечника, такой рост легко измеряется как увеличение массы и длины тонкого кишечника относительно нелеченного контроля. Эффект рассматриваемых ингибиторов на тонкий кишечник также проявляется в увеличении высоты крипт и оси ворсин. Такая активность относится в данном документе к “кишечнотропной” активности. Эффективность рассматриваемого способа может также быть усмотрена в увеличении пролиферации клеток крипт и/или уменьшении апоптозов в эпителии тонкого кишечника. Эти клеточные эффекты могут быть отмечены в наибольшей степени в отношении тощей кишки, включая в себя дистальную тощую кишку и, особенно, проксимальную тощую кишку, а также дистальную подвздошную кишку. Соединение рассматривается как имеющее «кишечнотропный эффект», если тестируемое животное демонстрирует значительное увеличение веса тонкого кишечника, увеличение высоты крипт и оси ворсин, или усиление пролиферации клеток крипт, или уменьшение апоптозов в эпителии тонкого кишечника при лечении соединением (или животное перестроено методами генной инженерии так, чтобы экспрессировать его самому). Модель, пригодная для определения такого желудочно-кишечного роста, описана в патенте США 5834428.

В целом, пациенты, которые получили бы пользу либо от увеличения массы тонкого кишечника и последующего усиления функции слизистой тонкого кишечника, являются кандидатами на лечение рассматриваемым способом. Конкретные состояния, которые могут быть лечены, включают в себя различные формы спру, включая в себя глютеновую болезнь, которая возникает в результате токсической реакции на

В более общем смысле данное изобретение представляет терапевтический способ лечения болезней пищеварительного тракта. Термин «пищеварительный тракт», как он используется в данном документе, означает тракт, через который проходит пища, включая в себя желудок и кишечник. Термин «заболевания пищеварительного тракта», как он используется в данном документе, означает заболевания, сопровождающиеся количественными и качественными нарушениями в слизистой пищеварительного тракта, которые включают в себя, например, язвенную или воспалительную болезнь; врожденные или приобретенные нарушения пищеварения и всасывания, включающие в себя синдром мальабсорбции; болезнь, вызываемую утратой барьерной функции слизистой кишки; гастроэнтеропатию, связанную с потерей белка. Язвенная болезнь включает, например, язву желудка, язву двенадцатиперстной кишки, язву тонкого кишечника, язву ободочной кишки и язву прямой кишки. Воспалительная болезнь включает в себя, например, эзофагит, гастрит, дуоденит, энтерит, колит, болезнь Крона, проктит, желудочно-кишечная форма болезни Бехсета, радиационный энтерит, радиационный колит, радиационный проктит, энтерит и медикаментозное воспаление. Синдром мальабсорбции включает в себя первичный синдром мальабсорбции, такой как дефицит фермента, разлагающего дисахариды, нарушение всасывания глюкозы-галактозы, нарушение всасывания фруктозы; вторичный синдром мальабсорбции, например, болезнь, вызываемая атрофией слизистой пищеварительного тракта при внутривенном и парентеральном питании или элементной диете, болезнь, вызываемая резекцией и шунтированием тонкого кишечника, такие как синдром укороченного кишечника, синдром слепого мешка; и синдром мальабсорбции, связанный с неусвояемостью, такой как болезнь, вызываемая резекцией желудка, например, синдром сбрасывания.

Термин «терапевтический агент для заболеваний пищеварительного тракта», как он используется в данном документе, означает агент для предупреждения и лечения болезней пищеварительного тракта, который включает в себя, например, терапевтический агент для язвы пищеварительного тракта, терапевтический агент для воспалительной болезни пищеварительного тракта, терапевтический агент для атрофии слизистой пищеварительного тракта, терапевтический агент для ранений пищеварительного тракта, агент, улучшающий функцию пищеварительного тракта, включающий в себя агент для восстановления барьерной функции слизистой, и агент, улучшающий пищеварительную функцию и функцию всасывания. Язвы включают в себя язвы и эрозии пищеварительного тракта, а также острые язвы, а именно острые поражения слизистой.

Рассматриваемый способ, вследствие стимуляции пролиферации слизистой кишечника, может быть применен в лечении и предупреждении патологических состояний недостаточности пищеварения и всасывания, то есть в лечении и предупреждении атрофии слизистой или лечении гипоплазии тканей пищеварительного тракта и сокращения этих тканей при хирургическом удалении, также как для улучшении пищеварения и всасывания. Далее, рассматриваемый способ может быть применен в лечении патологических состояний слизистой, возникших вследствие воспалительных заболеваний, таких как энтерит, болезнь Крона и язвенный колит, а также при лечении снижения функции пищеварительного тракта после операции, например, при синдроме сбрасывания, также как при лечении язвы двенадцатиперстной кишки, сопряженной с подавлением перистальтики желудка и скорости миграции пищи из желудка в тощую кишку. Кроме того, глицентин может быть эффективно применен в стимулирующем лечении при хирургическом вмешательстве, также как для улучшения функций пищеварительного тракта. Таким образом, данное изобретение также представляет терапевтический агент для атрофии слизистой пищеварительного тракта, терапевтический агент для повреждений пищеварительного тракта и лекарство для улучшения функций пищеварительного тракта, которое включает в себя глицентин как активный ингредиент.

Подобным образом ингибитор (ингибиторы) по рассматриваемому изобретению могут быть применены для изменения времени полужизни в плазме секретина, VIP, PHI, PACAP, GIP и/или хелодермина. Дополнительно, рассматриваемый способ может быть применен, чтобы изменить фармакокинетику пептида YY и нейропептида Y, которые являются членами семейства панкреатических полипептидов, поскольку DPIV вовлечен в процессинг таких пептидов таким образом, который изменяет селективность рецептора.

Нейропептид Y (NPY), как полагают, действует на регуляцию тонуса сосудов гладких мышц, также как регуляцию кровяного давления. NPY также снижает сократимость сердца. NPY также является наиболее мощным из известных стимулятором аппетита (Wilding et al., (1992) J Endocrinology 132:299-302). Эффект центрально вызванного потребления пищи (стимуляция аппетита) в основном опосредован Y1 рецепторами NPY и вызывает увеличение жировых отложений в организме и ожирение (Stanley et al., (1989) Physiology and Behavior 46:173-177).

Согласно данному изобретению способ лечения анорексии включает в себя введение реципиенту эффективного количества ингибитора (ингибиторов) для стимуляции аппетита и увеличения жировых отложений в организме, что существенно облегчает симптомы анорексии.

Способ лечения гипотонии включает в себя введение реципиенту эффективного количества ингибитора (ингибиторов) по данному изобретению для опосредования вазоконстрикции и увеличения кровяного давления, которые, таким образом, существенно облегчают симптомы гипотонии.

DPIV вовлечен также в метаболизм и инактивацию релизинг-фактора гормона роста (GHRF). GHRF является членом семейства гомологичных пептидов, которое включает в себя глюкагон, секретин, вазоактивный кишечный пептид (VIP), пептид гистидин-изолейцин (PHI), гипофизарный пептид, активирующий аденилатциклазу (PACAP), желудочный ингибиторный пептид (GIP) и хелодермин (Kubiak et al. (1994) Peptide Res 7:153). GHRF секретируется гипоталамусом и стимулирует выделение гормона роста (GH) из передней доли гипофиза. Таким образом, рассматриваемый способ может быть применен для улучшения клинической терапии у некоторых детей с дефицитом гормона роста и клинической терапии взрослых для улучшения питания и изменения состава организма (отношение мышечной массы к жиру). Рассматриваемый способ может также быть применен в ветеринарной практике, например, для получения повышенного выхода молочной продукции и увеличения привеса у неупитанного скота.

(iv). Анализ на инсулинотропную активность

При выборе соединения, пригодного для применения в рассматриваемом способе, отмечено, что инсулинотропное свойство соединения может быть определено путем подачи этого соединения клеткам животных или инъекцией этого соединения животному при контроле выделения иммунореактивного инсулина (IRI) в среду или в кровеносную систему животного, соответственно. Присутствие IRI может быть обнаружено с помощью радиоиммуноанализа, который специфически обнаруживает инсулин.

Мыши линии db/db страдают генетически обусловленным ожирением и диабетом. У мышей db/db развивается гипергликемия и гиперинсулинемия, сопровождающиеся развитием ожирения, и, таким образом, они служат моделью диабета II типа, сопровождающегося ожирением (NTDDM). Мыши db/db могут быть приобретены, например, у The Jackson Laboratories (Bar Harbor, Me.). В типичном варианте реализации для лечения мыши с помощью режима, включающего в себя ингибитор (ингибиторы) или контроль, из подглазничного синуса брали образцы крови перед и через некоторое время после (например, через 60 минут) введения дозы каждому животному. Измерение глюкозы в крови может быть выполнено любым из нескольких общепринятых технологий, такой как использование глюкометра. Уровень глюкозы в крови у контрольных и получивших дозу ингибитора (ингибиторов) животных сравнивали.

Метаболическая судьба экзогенного GLP-1 может быть прослежена и у недиабетических, и у страдающих диабетом II типа объектов и определен эффект кандидата в ингибитор (ингибиторы). Например, может быть применена комбинация жидкостной хроматографии высокого давления (HPLC), специфического радиоиммуноанализа (RIAs) и твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA), и, таким образом, обнаружены интактный биологически активный GLP-1 и его метаболиты. См., например, Deacon et al. (1995) Diabetes 44:1126-1131. Для иллюстрации, после введения GLP-1 интактный пептид может быть измерен с использованием ориентированного на NH₂-конец RIA или ELISA, тогда как разница в концентрации между этими анализами и специфический для COOH-конца RIA позволяет определить метаболиты, процессированные на NH₂-конце. Без ингибитора подкожно [введенный] GLP-1 быстро деградирует в зависимости от времени, образуя метаболиты, которые коэлюируются на HPLC вместе с амидом GLP-I(9-36) и имеют такой же иммунореактивный профиль. Например, через тридцать минут после подкожного введения GLP-1 пациентам, страдающим диабетом (n=8), метаболит обеспечивал 88,5±1,9% повышения иммунореактивности плазмы, определенной по COOH-концевой RIA, что выше, чем уровень, измеренный у здоровых объектов (78,4±3,2%; n=8; P<0,05). См. Deacon et al., цитированное выше. Внутривенно введенный GLP-I деградировал быстро.

(v). Совместное введение

Другой объект данного изобретения представляет совместную терапию, в которой совместно с ингибитором протеаз вводятся один или более иных терапевтических агентов. Так, совместное лечение может быть достигнуто путем одновременного, последовательного или раздельного дозирования отдельных компонентов лечения.

В одном из вариантов реализации ингибитор (ингибиторы) вводится совместно с инсулином или иными инсулинотропными агентами, такими как GLP-1, пептидные гормоны, такие как GLP-2, GTP или NPY, или с вектором для генной терапии, который вызывает эктопическую экспрессию упомянутых агентов и пептидных гормонов. В определенных вариантах реализации упомянутые агенты или пептидные гормоны могут представлять собой варианты встречающихся в природе или синтетических пептидных гормонов, в которых одна или более аминокислот добавлена, удалена или замещена.

В другом иллюстративном варианте реализации рассматриваемые ингибиторы могут быть введены совместно с антагонистом M1-рецептора. Холинергические агенты, действующие через мускариновые рецепторы, являются мощными модуляторами выделения инсулина. Далее, использование таких агентов может приносить дополнительную пользу, снижая уровень холестрина, повышая при этом уровень HDL. Подходящие антагонисты мускариновых рецепторов включают в себя вещества, которые непосредственно или косвенно блокируют активацию мукариновых холинергических рецепторов. Предпочтительно, такие вещества являются селективными (или применяются в количествах, которые стимулируют такую селективность) для M1-рецепторов. Неограничивающие примеры включают в себя четвертичные амины (такие как метантелин, ипратропиум и пропантелин), третичные амины (например, дицикломин и скополамин) и трициклические амины (например, телензепин). Пиперазин и метилкополамин являются предпочтительными. Другие пригодные антагонисты мускариновых рецепторов включают в себя бензтропин (коммерчески доступный как COGENTIN фирмы Merck), гидрохлорид гексагидро-сила-дифенидола (гидрохлорид HHSID, описанный Lambrecht et al. (1989) Trends in Pharmacol. Sci. 10(Suppl):60; (±)-3-хинуклидинил ксантен-9-карбоксилат гемиоксалат (QNX-гемиоксалат; Birdsall et al., Trends in Pharmacol. Sci. 4:459, 1983; дигидрохлорид телензепина (Coruzzi et al. (1989) Arch. Int. Pharmacodyn. Ther. 302:232; и Kawashima et al. (1990) Gen. Pharmacol. 21:17) и атропин. Дозировка таких антагонистов мускаринового рецептора в целом является предметом оптимизации, как описано выше. В случае нарушений липидного метаболизма оптимизация дозировки может быть необходима независимо от того, проводится ли по времени введение в зависимости от периода реактивности липидного метаболизма или нет.

В терминах регуляции инсулина и липидного метаболизма, а также ослабления вышеупомянутых заболеваний рассматриваемый ингибитор (ингибиторы) может также действовать синергически с ингибиторами пролактина, такими как D2-дофаминовые агонисты (например, бромокриптин). Соответственно, рассматриваемый способ может включать в себя совместное введение таких ингибиторов пролактина, как ингибирующие пролактин эрготные алкалоиды и ингибирующие пролактин агонисты дофамина. Примеры пригодных соединений включают в себя 2-бром-альфа-эргокриптин, 6-метил-8 бета-карбобензилоксиаминоэтил-10-альфа-эрголин, 8-ациламиноэрголины, 6-метил-8-альфа-(N-ацил)амино-9-эрголин, 6-метил-8-альфа-(N-фенилацетил)амино-9-эрголин, эргокорнин, 9,10-дигидроэргокорнин, D-2-гало-6-алкил-8-замещенные эрголины, D-2-бромо-6-метил-8-цианометилэрголин, карбидофа, бензеразид и другие ингибиторы ДОФА-декарбоксилaзы, L-ДОФА, дофамин и их нетоксические соли.

Ингибитор (ингибиторы), применяемые в соответствии с данным изобретением, могут также применяться совместно с агентами, действующими на АТФ-зависимые калиевые каналы P-клеток, такими как глибенкламид, глипизид, гликлазид и AG-EE 623 ZW. Ингибитор (ингибиторы) могут также с пользой быть применены в комбинации с другими оральными агентами, такими как метформин и родственные ему соединения, или ингибиторами гликозидазы, как например, акарбоза.

(vi). Фармацевтические композиции

Ингибиторы, приготовленные, как описано в данном документе, могут быть введены в различных формах в зависимости от того заболевания, которое лечится, а также возраста, состояния и веса тела пациента, как это известно специалистам в данной области техники. Например, если соединения вводятся орально, они могут быть изготовлены в форме таблеток, капсул, гранул, порошков или сиропов; или для парентерального введения они могут приготовлены в форме инъекций (внутривенных, внутримышечных или подкожных), препаратов для капельного введения или суппозиториев. Для применения путем введения через слизистую глаза они могут быть приготовлены в форме глазных капель или глазных мазей. Эти формы могут быть приготовлены общепринятыми средствами, и, если желательно, активный ингредиент может быть смешан с какой-либо общепринятой добавкой, такой как наполнитель, связующее вещество, размельчающий агент, смазывающее вещество, модификатор, растворяющий агент, суспендирующий агент, эмульгирующий агент или агент, образующий оболочку. Хотя дозировка может варьировать в зависимости от симптомов, возраста и веса тела пациента, природы и тяжести заболевания, которое необходимо излечить или предупредить, пути введения и формы лекарства, в целом, для взрослых пациентов (людей) рекомендуется дневная доза от 0,01 до 2000 мг соединения, и она может быть введена разовой дозой или раздельными дозами.

Точное время введения и/или количество ингибитора, которые приносят наиболее эффективный результат в терминах эффективности лечения у данного пациента, зависят от активности, фармакокинетики и биодоступности конкретного соединения, физиологического состояния пациента (включая в себя возраст, пол, тип болезни и ее стадию, общее физическое состояние, реактивность к данной дозе и тип введения медикамента), пути введения и т.д. Однако вышеприведенные правила могут использованы как основа тонкой подстройки лечения, например, путем определения оптимального времени и/или количества вводимого, которое не требует ничего больше, чем обычное экспериментирование, включающее в себя контроль объекта и уточнение дозировки и/или времени введения.

Фраза «фармацевтически приемлемый» использована в данном документе для обозначения тех лигандов, материалов, композиций и/или дозировочных форм, которые являются с медицинской точки зрения пригодными для использования в контакте с тканями человека и животных без избыточной токсичности, раздражения, аллергической реакции и других проблем или осложнений, соразмерных с приемлемым соотношением польза/риск.

Фраза «фармацевтически приемлемый носитель», как она используется в данном документе, означает фармацевтически приемлемый материал, композицию или растворитель, такой как жидкий или твердый наполнитель, разбавитель, наполнитель, растворитель или материал капсулы. Каждый носитель должен быть «приемлемым» в смысле того, что он совместим с другими ингредиентами формы и не вреден для пациента. Некоторые примеры материалов, которые могут служить фармацевтически приемлемыми носителями, включают в себя: (1) сахара, такие как лактоза, глюкоза и сахароза; (2) крахмалы, такие как зерновой крахмал и картофельный крахмал; (3) целлюлоза и ее производные, такие как карбоксиметил целлюлоза натрия, этилцеллюлоза и ацетат целлюлозы; (4) порошок трагаканта; (5) солод; (6) желатин; (7) тальк; (8) наполнители, такие как масло какао и воски для суппозиториев; (9) масла, такие как арахисовое масло, хлопковое масло, сафлоровое масло, кунжутное масло, оливковое масло, зерновое масло и соевое масло; (10) гликоли, такие как пропиленгликоль; (11) полиолы, такие как глицерин, сорбит, маннит и полиэтиленгликоль; (12) эфиры, такие как этил олеат и этил лаурат; (13) агар; (14) буферные агенты, такие как гидрат окиси магния и гидрат окиси алюминия; (15) альгиновая кислота; (16) апирогенная вода; (17) изотонический физиологический раствор; (18) раствор Рингера; (19) этиловый спирт; (20) растворы фосфатного буфера; и (21) другие нетоксичные совместимые вещества, применяемые в фармацевтических формах. В определенных вариантах реализации фармацевтические композиции по данному изобретению являются апирогенными, т.е. не вызывают существенного повышения температуры при введении пациенту.

Термин «фармацевтически приемлемые соли» относится к относительно нетоксичным солям неорганических и органических кислот ингибитора (ингибиторов). Эти соли могут быть приготовлены in situ при окончательном выделении и очистке ингибитора (ингибиторов) или отдельно путем реакции очищенного ингибитора (ингибиторов) в его форме свободного основания с подходящей органической или неорганической кислотой и выделения образовавшейся таким образом соли. Репрезентативные соли включают в себя соли гидробромида, гидрохлорида, сульфата, бисульфата, фосфата, нитрата, ацетата, валерата, олеата, пальмитата, стеарата, лаурата, бензоата, лактата, фосфата, тозилата, цитрата, малеата, фумарата, сукцината, тартрата, нафтилата, мезилата, глюкогептоната, лактобионата и лаурилсульфоната и им подобных. (См., например, Berge et al. (1977) “Pharmaceutical Salts”, J. Pharm. Sci. 66:1-19.)

В других случаях ингибиторы, пригодные для способов по данному изобретению, могут содержать одну или более кислотных функциональных групп и, таким образом, способны образовывать фармацевтически приемлемые соли с фармацевтически приемлемыми основаниями. Термин «фармацевтически приемлемые соли» в этих случаях относится к сравнительно нетоксичным солям неорганических и органических свободных оснований ингибитора (ингибиторов). Эти соли подобным образом могут быть изготовлены in situ в ходе окончательного выделения и очистки ингибитора (ингибиторов) или путем отдельной реакции очищенного ингибитора (ингибиторов) в его форме свободной кислоты с подходящим основанием, таким как гидрат окиси, карбонат или бикарбонат фармацевтически приемлемого металлического катиона и аммония, или с фармацевтически приемлемыми органическими первичными, вторичными или третичными аминами. Репрезентативные щелочные или щелочноземельные соли включают в себя соли лития, натрия, калия, кальция, магния и алюминия и им подобных. Репрезентативные органические амины, пригодные для образования соли из основания, включают в себя этиламин, диэтиламин, этилендиамин, этаноламин, диэтаноламин, пиперазин и им подобные (см., например, Berge et al., цитированное выше).

Увлажняющие агенты, эмульгаторы и смазывающие вещества, такие как лаурил сульфат и стеарат магния, также как окрашивающие агенты, разделяющие агенты, агенты, образующие покрытие, подслащивающие, вкусовые и ароматизирующие агенты, консерванты и антиоксиданты также могут присутствовать в композициях.

Примеры фармацевтически приемлемых антиоксидантов включают в себя: (1) водорастворимые антиоксиданты, такие как аскорбиновая кислота, гидрохлорид цистеина, бисульфат натрия, метабисульфит натрия, сульфит натрия и им подобные; (2) жирорастворимые антиоксиданты, такие как аскорбил пальмитат, бутилированный гидроксианизол (BHA), бутилированный гидрокситолуол (BHT), лецитин, пропил галлат, альфа-токоферол и им подобные; и (3) агенты, хелаторы металлов, такие как лимонная кислота, этилендиамин тетрауксусная кислота (EDTA), сорбит, винная кислота, фосфорная кислота и им подобные.

Составы, пригодные для способов по данному изобретению, включают в себя такие, которые пригодны для орального, назального, местного (включая в себя буккальный и подъязычный), ректального, вагинального, аэрозольного и/или парентерального введения. Составы могут быть общепринятым образом представлены в виде отдельных доз и могут быть приготовлены любым способом, известным специалистам в данной области фармации. Количество активного ингредиента, который может быть скомбинирован с материалом носителя для получения формы разовой дозы, варьирует в зависимости от реципиента, подвергающегося лечению, и конкретного способа введения. Количество активного ингредиента, которое может быть скомбинировано с материалом носителя для получения состава разовой дозы, в целом – это количество соединения, которое дает терапевтический эффект. В целом, из ста процентов это количество находится в диапазоне от около 1 процента до около девяноста девяти процентов активного ингредиента, предпочтительно от около 5 процентов до около 70 процентов, наиболее предпочтительно от около 10 процентов до около 30 процентов.

Способы приготовления этих составов или композиций включают в себя стадию объединения ингибитора (ингибиторов) с носителем и, возможно, одним или более дополнительными ингредиентами. В общем, формы приготавливают путем однородного и прочного соединения лиганда с жидким носителем или точно разделенными твердыми носителями, либо с тем и другим, а затем, если необходимо, формования.

Пригодные для орального введения формы могут быть в виде капсул, облаток, пилюль, таблеток, лепешек (с использованием вкусовой основы, обычно сахарозы и гуммиарабика или трагаканта), порошков, гранул, или раствора, или суспензии в водном, или неводном растворе, или в водно-масляной жидкой эмульсии, или в виде элексира, или сиропа, или пастилок (используя инертную основу, такую как желатин и глицерин или сахароза и гуммиарабик) и/или как полоскание и им подобные, каждая из которых содержит определенное количество ингибитора (ингибиторов) как активного ингредиента. Соединение может также быть введено как болюс, электуарий или паста.

В твердых дозированных формах для орального введения (капсулы, таблетки, пилюли, драже, порошки, гранулы и им подобные) активный ингредиент смешан с одним или более фармацевтически приемлемым носителем, таким как цитрат натрия или фосфат кальция, и/или каким-либо компонентом из нижеследующих: (1) наполнители или заменители, такие как крахмалы, лактоза, сахароза, глюкоза, маннит и/или кремниевая кислота; (2) связующие вещества, такие как, например, карбоксиметилцеллюлоза, альгинаты, желатин, поливинилпирролидон, сахароза и/или гуммиарабик; (3) смачиватели, такие как глицерин; (4) размельчающие агенты, такие как агар-агар, карбонат кальция, картофельный или маниоковый крахмал, альгиновая кислота, определенные силикаты и карбонат натрия; (5) агенты, замедляющие растворение, такие как парафин; (6) ускорители всасывания, такие как четвертичные соединения аммония; (7) увлажняющие агенты, такие как, например, ацетилалкоголь и моностеарат глицерина; (8) абсорбенты, такие как каолин и бентонитовая глина; (9) смазывающие материалы, такие как тальк, стеарат кальция, стеарат магния, твердые полиэтиленгликоли, лаурил сульфат натрия и их смеси; и (10) окрашивающие агенты. В случае капсул, таблеток и пилюль фармацевтические композиции могут также включать в себя буферные агенты. Твердые композиции сходного типа могут также быть использованы как наполнители в наполненных мягким и твердым содержимым желатиновых капсулах с использованием таких наполнителей, как лактоза или молочный сахар, также как высокомолекулярные полиэтиленгликоли и им подобные.

Таблетки могут быть приготовлены путем прессования или формовки, возможно с одним или более дополнительными ингредиентами. Спрессованные таблетки могут быть приготовлены с использованием связующего вещества (например, желатина или гидроксипропилметил целлюлозы), смазывающего материала, инертного разбавителя, консерванта, размельчителя (например, крахмалгликолята натрия или карбоксиметил целлюлозы натрия с поперечными связями), поверхностно-активного или диспергирующего агента. Отформованные таблетки могут быть приготовлены с помощью подходящего аппарата из смеси порошкового пептида или пептидомиметика, увлажненной инертным жидким разбавителем.

Таблетки или другие твердые дозированные формы, такие как драже, капсулы, пилюли и гранулы, могут быть, если требуется, покрыты рифлением или приготовлены с покрытиями или оболочками, такими как желудочные покрытия и другие покрытия, хорошо известные специалистам в области фармацевтики и фармацевтических форм. Они могут также быть приготовлены так, чтобы обеспечить медленное или контролируемое выделение их них активного ингредиента, с использованием, например, гидроксипропилметил целлюлозы в различных пропорциях для обеспечения желаемого профиля выделения, других полимерных матриц, липосом и/или микросфер. Они могут быть стерилизованы путем, например, фильтрации через бактериальный фильтр или путем включения стерилизующих агентов в формы стерильных твердых композиций, которые могут быть растворены в стерильной воде или какой-либо другой стерильной инъекционной среде непосредственно перед применением. Эти композиции могут также, если требуется, содержать делающие его непрозрачными агенты и могут иметь такой состав, что активный ингредиент (ингредиенты) только или предпочтительно выделяется в желудочно-кишечный тракт, если необходимо, с задержкой. Примеры заливочных композиций, которые могут быть применены, включают в себя полимерные вещества и воски. Активный ингредиент может также быть в микроинкапсулированной форме, если это пригодно, с одним или более вышеописанными наполнителями.

Помимо инертных разбавителей оральные композиции могут также включать в себя вспомогательные вещества, такие как увлажняющие агенты, эмульгирующие и суспендирующие агенты, подслащивающие, вкусовые, окрашивающие, ароматизирующие и консервирующие агенты.

Суспензии помимо активного ингибитора (ингибиторов) могут содержать суспендирующие агенты, такие как, например, этоксилированные изостеариловые спирты, полиоксиэтилен сорбитол и эфиры сорбитана, микрокристаллическая целлюлоза, метагидроксид алюминия, бентонит, агар-агар и трагакант, а также их смеси.

Ректальные или вагинальные формы введения могут быть представлены как суппозитории, которые могут быть приготовлены путем смешивания одного или более ингибиторов с одним или более подходящими нераздражающими наполнителями или носителями, включающими в себя, например, масло какао, полиэтиленгликоль, воск для суппозиториев или салицилат, твердые при комнатной температуре, но жидкие при температуре тела и, следовательно, расплавляющиеся в полостях прямой кишки или влагалища и выделяющие активный агент.

Формы, которые пригодны для вагинального введения, также включают в себя формы пессариев, тампонов, кремов, гелей, паст, пен или спреев, содержащие такие носители, которые известны в данной области техники как пригодные.

Дозированные формы для местного или трансдермального введения ингибитора (ингибиторов) включают в себя порошки, спреи, мази, пасты, кремы, лосьоны, гели, растворы, наклейки и ингалянты. Активный компонент может быть смешан в стерильных условиях с фармацевтически приемлемым носителем, а также консервантами, буферами или сжатыми аэрозольными жидкостями, которые могут потребоваться.

Мази, пасты, кремы и гели могут содержать помимо ингибитора (ингибиторов) наполнители, такие как животные и растительные жиры, масла, воски, парафины, крахмал, трагакант, производные целлюлозы, полиэтиленгликоли, силиконы, бентониты, кремниевая кислота, тальк и окись цинка или их смеси.

Порошки и спреи могут содержать помимо ингибитора (ингибиторов), наполнители, такие как лактоза, тальк, кремниевая кислота, гидрат окиси алюминия, силикаты кальция и полиамидный порошок или смесь этих веществ. Спреи могут дополнительно содержать обычные сжатые аэрозольные жидкости, такие как хлорфторуглеводороды и летучие незамещенные углеводороды, такие как бутан и пропан.

Ингибитор (ингибиторы) могут быть, в качестве альтернативы, введены в виде аэрозоля. Это достигается путем приготовления водного аэрозоля, липосомного препарата или твердых частиц, содержащих соединение. Может применяться неводная (например, фторуглеродная сжатая аэрозольная жидкость) суспензия. Ультразвуковые распылители предпочтительны, поскольку они минимизируют дезинтегрирующее действие на агент, которое может привести к деградации соединения.

Обычно водный аэрозоль делают, приготавливая водный раствор или суспензию агента вместе с общепринятыми фармацевтически приемлемыми носителями и стабилизаторами. Носители и стабилизаторы варьируют в зависимости от требований конкретного соединения, но обычно включают в себя неионные поверхностно-активные вещества (Tweens, Pluronics или полиэтиленгликоль), безвредные белки, такие как сывороточный альбумин, эфиры сорбитана, олеиновая кислота, лецитин, аминокислоты, такие как глицин, буферы, соли, сахара или спирты из сахаров. Аэрозоли обычно приготавливаются из изотонических растворов.

Трансдермальные наклейки имеют дополнительное преимущество в обеспечении контролируемого выделения ингибитора (ингибиторов) в организм. Такие формы дозировок могут быть приготовлены путем растворения или диспергирования агента в подходящей среде. Могут быть также использованы усилители всасывания для увеличения потока ингибитора (ингибиторов) через кожу. Скорость такого потока может контролироваться либо благодаря мембране, контролирующей скорость, либо за счет диспергирования пептидомиметика в полимерной матрице или геле.

Офтальмологические формы, глазные мази, порошки, растворы и им подобные также рассматриваются в сфере данного изобретения.

Фармацевтические композиции по данному изобретению, включающие один или более ингибиторов в комбинации с фармацевтически приемлемыми стерильными изотоническими водными или неводными растворами, диспергирующими агентами, суспензиями, или эмульсиями, или стерильными порошками, которые могут быть восстановлены в стерильные инъекционные растворы или диспергированные формы непосредственно перед применением и которые могут содержать антиоксиданты, буферы, бактериостатики, растворенные вещества, которые обеспечивают изотоничность по отношению к крови реципиента, которому они предназначены, или суспендирующие либо сгущающие агенты, пригодные для парентерального введения.

Примеры пригодных водных и неводных носителей, которые могут быть применены в фармацевтических композициях по данному изобретению, включают в себя воду, этанол, полиолы (такие как глицерин, пропиленгликоль, полиэтиленгликоль и им подобные) и их подходящие смеси, растительные масла, такие как оливковое масло и пригодные для инъекций органические эфиры, такие как этилолеат. Надлежащая текучесть может поддерживаться, например, благодаря применению покрывающих материалов, таких как лецитин, за счет поддержания требуемого размера частиц в случае диспергированных материалов и применения поверхностно-активных веществ.

Эти композиции могут также содержать вспомогательные вещества, такие как консерванты, увлажняющие агенты, эмульгирующие агенты и диспергирующие агенты. Предупреждение действия микроорганизмов может быть обеспечено путем включения различных антибактериальных и противогрибковых агентов, например, парааминобензойной кислоты, хлорбутанола, фенола сорбиновой кислоты и им подобных. Может также быть желательно включение в композицию изотонических агентов, таких как сахара, хлористый натрий и им подобных. Дополнительно, пролонгированное всасывание инъекционных фармацевтических форм может быть достигнуто путем включения в композицию агентов, которые замедляют всасывание, такие как моностеарат алюминия или желатин.

В некоторых случаях, чтобы пролонгировать эффект лекарства, желательно замедлить всасывание лекарства из подкожной или внутримышечной инъекции. Это может быть достигнуто применением жидкой суспензии кристаллического или аморфного материала с малой растворимостью в воде. Скорость всасывания лекарства тогда зависит от скорости его растворения, которая, в свою очередь, зависит от размера кристаллов и их формы. В качестве альтернативы замедленное всасывание парентерально введенного лекарства достигается путем растворения или суспендирования лекарства в масляном носителе.

Инъекционные депонированные формы приготавливаются путем образования микрокапсулирующих матриц ингибитора (ингибиторов) в биодеградирующих полимерах, таких как полилактид-полигликолид. В зависимости от соотношения лекарства и полимера, а также природы конкретного использованного полимера, может контролироваться скорость выделения лекарства. Примеры других биодеградирующих полимеров включают в себя поли(ортоэфиры) и поли(ангидриды). Депонированные инъекционные формы также приготавливаются загрузкой лекарства в липосомы или микроэмульсии, которые совместимы с тканями организма.

Когда ингибитор (ингибиторы) по данному изобретению вводятся в качестве фармакологических форм людям или животным, они могут быть введены сами по себе или как фармацевтическая композиция, содержащая, например, 0,1-99,5% (более предпочтительно – 0,5-90%) активного ингредиента в комбинации с фармацевтически приемлемым носителем.

Препараты агентов могут даваться орально, парентерально, местно или ректально. Конечно, они даются в формах, соответствующих каждому способу введения. Например, они вводятся в форме таблеток или капсул, путем инъекции, ингаляции, в виде глазного лосьона, наложения мази, вливания; местно – в виде лосьона или мази, а также ректально – в виде суппозиториев. Оральное введение предпочтительно.

Фразы «парентеральное введение» и «введенный парентерально», как они используются в данном документе, означают способы введения, иные, чем через пищеварительный тракт и местное введение, обычно – путем инъекции и включают в себя, но не ограничиваются ими, внутривенные, внутримышечные, артериальные, интратекальные (спинальные), внутрикапсулярные, внутриглазничные, внутрисердечные, внутрикожные, интраперитонеальные, транстрахеальные, подкожные, внутрикожные, внутрисуставные, субкапсулярные, субарахноидальные, внутриспинальные и внутригрудинные инъекции и вливания.

Фразы «системное введение», «введенный системно», «периферическое введение» и «введенный периферически», как они применяются в данном документе, означают введение лиганда, лекарства или другого материала иначе, чем непосредственно в центральную нервную систему, например, при подкожном введении, так что они проникают в системы пациента и, таким образом, подвергаются метаболизации и иным подобным процессам.

Эти ингибиторы могут быть введены человеку и другим животным с целью терапии соответственными путями, включающими в себя оральный, назальный, например, спреем, ректальный, внутривлагалищный, парентеральный и местный в виде порошков, мазей или капель, включая в себя буккальный и подъязычный.

Независимо от выбранного пути введения ингибитор (ингибиторы), который может быть применен в подходящей гидратированной форме, и/или фармацевтические композиции по данному изобретению изготавливаются в фармацевтически приемлемых формах дозировок общепринятыми способами, известными специалистам в данной области техники.

Реальный уровень дозировки активных ингредиентов в фармакологических композициях по данному изобретению могут варьировать так, чтобы получить количество активного ингредиента, которое эффективно для достижения желаемого терапевтического ответа у конкретного пациента; в зависимости от композиции и способа введения без токсического эффекта для пациента.

IV. Примеры

Описанное в целом изобретение будет более понятно с помощью отсылок к нижеследующим примерам, которые включены в текст только для иллюстрации определенных аспектов и вариантов реализации данного изобретения и не направлены на ограничение данного изобретения.

Пример 1: Анализ ингибирования DPIV

Раствор ингибитора приготавливали путем растворения 3-5 мг ингибитора в растворе с pH 2 (0,01N HC1) так, чтобы концентрация раствора была равна 1 мг/10 мкл. 10 мкл образец раствора затем добавляли к 990 мкл буфера с pH 8 (0,1M HEPES, 0,14M NaCl) и раствор оставляли при комнатной температуре на ночь.

Раствор фермента готовили растворением 20 мкл DPIV (концентрация 2,5 мкМ) в 40 мл буфера с pH 8.

Раствор субстрата готовили растворением 2,0 мг L-аланил-L-пролин-пара-нитроанилида в 20 мл буфера с pH 8.

250 мкл раствора фермента добавляли в лунки с #B1 до #H1, #A2 до #H2 и #A3 до #H3 96-луночной кассеты, тогда как в лунку #A1 помещали 250 мкл буфера с pH 8 вместо раствора фермента. 90 мкл буфера с pH 8 затем добавляли к колонке [лунок] 5 (с лунки #A5 до #H5).

Затем проводили разведение 1:10, добавляя раствор ингибитора в #A5 и раствор перемешивали перед переносом 10 мкл его из лунки #A5 в #B5. Раствор в #B5 затем хорошо перемешивали перед переносом 10 мкл этого раствора из #B5 в #C5. Раствор в #C5 перемешивали перед переносом 10 мкл этого раствора из #C5 в #D5. Раствор в #D5 затем перемешивали перед переносом 10 мкл этого раствора из #D5 в #E5. Раствор в #E5 затем перемешивали перед переносом 10 мкл этого раствора из #E5 в #F5. Раствор в #F5 затем перемешивали перед переносом 10 мкл этого раствора из #F5 в #G5. Раствор в #G5 затем перемешивали перед переносом 10 мкл этого раствора из #G5 в #H5.

Аликвота 30 мкл затем переносилась из #H5 в #H3 для ряда H, и содержимое хорошо перемешивалось. Аналогичные процедуры повторяли для рядов G, F, E, D, C, B и A последовательно. Кассету затем встряхивали на кассетном шейкере в течение 5 минут перед тем, как оставить кассету инкубироваться при комнатной температуре дополнительно 5 минут.

После начала инкубации кассеты по 30 мкл субстрата добавляли в каждую лунку, исключая лунку #A1. Кассету затем помещали на шейкер на 5 минут перед тем, как начать инкубацию при комнатной температуре в течение 25 минут. Поглощение немедленно определяли на длине волны 410 нм.

Используя описанный выше анализ, определяли IC₅₀ для Glu-борAla при pH 8 равным 72 нМ, IC₅₀ Glu-борPro определен равным 2,4 мкМ, а IC₅₀ Glu-борEtg определен равным 49 нМ.

Пример 2:Синтез L-Ala-[5-(HOCH₂)-2-борPro] (I)

Синтез L-Ala-[5-(HOCH₂)-2-борPro] проиллюстрирован на Схеме 1.

Реагенты и условия: i) Boc₂О, NaH, тетрагидрофуран (THF), комнатная температура (r.t.), 94%; ii) LiBH₄, THF, -10°C, 87%; iii) DHP, TsOH, CH₂Cl₂, 96%; iv) LiTMP, B(OMe)₃, THF, -78°C, затем HCl; v) H₂/Pt-C, EtOAc; vi) (+)-Пинандиол, Et₂O, 60% выход в три стадии; vii) 4 N HC1 в диоксане, 60%; viii) N-Boc-L-борAla-OH, HATU, DIPEA, DMF, 0°C до r.t., 76%; ix) BCl₃, CH₂Cl₂, -78°C, 50%.

Схема 1

Начиная с коммерчески доступного пиррол-2-карбальдегида 1, синтез L-Ala-[5-(HOCH₂)-2-борPro](I) достигался через девять стадий с общим выходом в 17%. Во-первых, пиррол-2-карбальдегид 1 был депротонирован гидридом натрия в тетрагидрофуране и затем проведена реакция с ди-трет-бутилдикарбонатом с получением N-Boc-пиррол-2-карбальдегида 2 (см. Tietze, et al. Synthesis of N-protected 2-hydroxymethylpyrroles and transformation into acyclic oligomers. Synthesis (1996), 7:851-857). Восстановление карбальдегида 2 боргидридом лития при -10°C с получением гидроксиметильного соединения 3. Гидроксилметильная группа соединения 3 затем защищалась тетрагидропропаниловой (THP) группой с образованием THP эфира 4. Общий выход первых трех стадий составлял 78% с очисткой с помощью флэш-хроматографии на силикагеле на каждой стадии. Защищенный пиррол депротонировали с помощью LiTMP (полученного из н-бутиллития и тетраметилпиперидина в THF при -78°C) (см. Kelly, et al. The efficient synthesis and simple resolution of a prolineboronate ester suitable for enzyme-inhibition studies. Tetrahedron (1993), 49(5): 1009-16) и экранировали с помощью триметилбората, затем добавляли HCl для гидролиза диметилбороната, чтобы получить бороновую кислоту 5. Без дальнейшей очистки соединение 5 гидрогенизуется в присутствии 5% Pt/C

в этилацетате, чтобы получить пирролидин-2-бороновую кислоту 6. Неочищенный 6 перемешивали с 1,05 эквивалента (+)-пинандиола в эфире при комнатной температуре и затем очищали с помощью флэш-хроматографии на силикагеле, чтобы получить защищенный 5-гидроксиметилборPro эфир пинандиола 7 с 60%-ным выходом на этих трех стадиях. Удаление трет-бутоксикарбонильной (Boc) группы с помощью 4 N HC1 в диоксане дает промежуточное соединение 8 с выходом 94%. Соединение 8 связывали с N-Boc-L-Ala-OH в присутствии HATU (2-(7-аза-1H-бензотриазол-1-ил)-1,1,3,3-тетраметилуроний гексафторфосфат) и DIPEA (N,N-диизопропилэтиламин), затем защитные группы Boc и пинан депротектировались с помощью BCl₃ с получением заданного бороната дипептида I с 38%-ным выходом на последних двух стадиях.

Пример 3: Синтез L-Ala-5-Me-борPro (H)

Синтез L-Ala-5-Me-борPro проиллюстрирован на Схеме 2:

Реагенты и условия: i: Boc₂О, NEt₃, DMAP, CH₂Cl₂, 93%; ii: s-BuLi, TMEDA, (i-PrO)₃B, THF, -78°C, затем NaOH; iii: (+)-пинандиол, Et₂О, 74% для двух стадий; iv: 4N HCl в диоксане, 88%; v: N-Boc-L-борAla-OH, HATU, DIPEA, DMF, 0°C до r.t., 85%; vi: BCl₃, CH₂Cl₂, -78°C, 70%.

Схема 2

L-Ala-5-Me-борPro(II) синтезировали из коммерчески доступного 2-метилпирролидина, как показано на Схеме 2. Сначала 2-метилпирролидин реагировал с ди-трет-бутилдикарбонатом в присутствии триэтиламина и DMAP с получением N-Boc-пирролидина 1. C-литирование N-Boc-пирролидина достигалось с использованием s-BuLi (2,2 эквив.) в THF-TMEDA (см. Gibson, et al. A Practical Synthesis of L-Valyl-pyrrolidine-(2R)-boronic Acid: Efficient Recycling of the Costly Chiral Auxiliary (+)-Pinanediol. Organic Process Research & Development (2002), 6(6): 814-816.) при -78°C и затем экранировали триизопропил боратом. После смешивания с NaOH и затем HCl, неочищенная бороновая кислота защищалась (+)-пинандиолом. Чистое соединение бороната 2 было затем получено с выходом 51% на двух стадиях после очистки с помощью флэш-хроматографии на силикагеле. Удаление трет-бутоксикарбонильной (Boc) группы с помощью 4 N HCl в диоксане дало промежуточный 5-метилборPro пинандиоловый эфир 3. Соединение 3 связывали с N-Boc-L-Ala-OH в присутствии HATU и DIPEA, затем защитные группы Boc и пинан удаляли с помощью BCl₃ с получением заданного бороната дипептида II с 60%-ным выходом на двух последних стадиях.

Пример 4: Синтез L-Ala-cis-борHyp (III) и Ala-trans-борHyp (IV)

Синтез L-Ala-cis-борHyp и Ala-trans-борHyp проиллюстрирован на Схеме 3.

Реагенты и условия: i: s-BuLi, TMEDA, (i-PrO)₃B, THF, -78°C, затем NaOH; ii: (+)-пинандиол, Et₂O, 51%; iii: 4 N HCl в диоксане, 90-93%; iv: N-Boc-L-борAla-OH, HATU, DIPEA, DMF, 0°C до r.t., 80-85%; v: BCl₃, CH₂Cl₂, -78°C, 50-55%; vi: DEAD, Ph₃P, p-NO₂-PhCO₂H, THF, 67%; vii: LiOH, THF-H₂О, 93%.

Схема 3

L-Ala-cis-борHyp (III) и L-Ala-trans-борHyp (IV) синтезировали из коммерчески доступного N-(трет-бутоксикарбонил)-(S)-(+)-3-пирролидинола, как показано на Схеме 3. Сначала проводили C-литирование N-Boc-3-гидроксипирролидина с помощью s-BuLi (2,2 эквив.) в THF-TMEDA (см. Gibson, et al., цитированное выше) и реакцию блокировали триизопропил боратом. После обработки NaOH, а затем HCl, цис-2,4-дизамещенный продукт присоединения образует основной диастереомер. Бороновую кислоту защищали (+)-пинандиолом и затем кристаллизовали из этилацетата с получением чистого соединения бороната la с выходом 51% после двух стадий. 4(R)-борHyp производное 1b получали, инвертировав конфигурацию в атоме C-4 из 1a с помощью реакции Мицунобу (см. Hodges, et al. Stereoelectronic Effects on Collagen Stability: The Dichotomy of 4-Fluoroproline Diastereomers. J. Am. Chem. Soc. (2003), 125(31): 9262-3) с выходом 62%. Удаление трет-бутоксикарбонильной (Boc) группы в 1a или 1b с помощью 4N HCl в диоксане дает цис-борHyp эфир пинандиола 2a или транс-борHyp эфир пинандиола 2b. Соединение 2a или 2b соединяли с N-Boc-L-Ala-OH в присутствии HATU и DIPEA, затем Boc и пинановая защитные группы удаляли с помощью BCl₃ с получением заданного бороната дипептида III или IV с 40-45% выходом на последних двух стадиях.

Пример 5: Анализ ингибирования DPIV

Соединения, приготовленные в Примерах 2-4, тестировали с помощью анализа, описанного в Примере 1.

Было обнаружено, что L-Ala-[5-(HOCH₂)-2-борPro] имеет IC₅₀, равный 21,92 нМ при pH 2, и IC₅₀ 12,88 мкМ при pH 8.

Было обнаружено, что L-Ala-5-Me-борPro имеет IC₅₀ равный 11,04 нМ при pH 2, и IC₅₀ 15,41 мкМ при pH 8.

Было обнаружено, что L-Ala-цис-борHyp имеет IC₅₀, равный 2,95 нМ при pH 2, и IC₅₀ 5,44 мкМ при pH 8.

Было обнаружено, что L-Ala-транс-борHyp имеет IC₅₀, равный 31,13 нМ при pH 2, и IC₅₀ 64,29 мкМ при pH 8.

На основании на этих данных было определено, что в гидроксилированных ингибиторах типа борPro гидроксильная группа предпочтительно находится в цис-положении к группировке бороновой кислоты (или ее предшественника). Далее, основываясь на этих результатах, специалисты в данной области техники могут модифицировать соединения, описанные в патенте США N 6803357; Заявок N 10/496706 и 10/496627, каждая из которых подана 25 мая 2004 г.; и предварительной заявке на патент США N 60/584581, поданной 1 июля 2004 г., содержание которых включено в данный документ путем ссылки во всей их полноте, путем добавления гидроксильной группы в кольцо пролина, модифицированного бороновой кислотой, предпочтительно в 4-м положении в кольце и/или предпочтительно в цис-положении по отношению к группировке бороновой кислоты (или ее предшественника).

L-Ala-[5-(HOCH₂)-2-борPro] также тестировали, чтобы определить ингибирование этим веществом дипептидил пептидаз 8 и 9 (DP8 и DP9). Анализ такой же, как описан в Примере 1, за исключением того, что DPIV была заменена на DP8 или DP9. При протестированных значениях pH было обнаружено, что L-Ala-[5-(HOCH₂)-2-борPro] имеет IC₅₀ более 70 мкМ.

Пример 6: Селективность изоформ дипептидилпептидазы

Анализ, описанный в Примере 1, был использован для определения значений IC₅₀ для нескольких соединений по данному изобретению. В этом примере анализ проводился для DPIV и DP9. Соотношение значений IC₅₀ для каждого протестированного соединения было рассчитано, чтобы определить селективность для изоформ DPIV. Значения IC₅₀ были измерены при одном и том же pH в ходе всего анализа.

Хотя все соединения, за исключением Arg-борEtGly, демонстрируют определенную селективность в DPIV по сравнению с DP9 (и предположительно со сходным DP8), 5-гидроксиметилированное соединение борPro высоко селективно к DPIV. Основываясь на этих данных, ожидалось, что добавление гидрокси-, алкил- или гидроксиалкилсодержащих группировок к модифицированному бороновой кислотой пролину приведет к большей селективности ингибитора к DPIV. Далее, такая группа предпочтительно занимает цис-положение по отношению к группе бороновой кислоты (или ее предшественника) борPro. Соответственно, предпочтительные соединения по данному изобретению ингибируют DPIV по меньшей мере в 10 раз, предпочтительно по меньшей мере в 100 раз, более сильно, чем они ингибируют DP8 и/или DP9, т.е. имеют IC₅₀ по меньшей мере в 10 (или 100) раз ниже по отношению к DPIV, чем к DP8 и/или DP9.

Основываясь на этих результатах, специалисты в данной области техники могут модифицировать соединения, описанные в патенте США N 6803357; заявках США N 10/496706 и 10/496627, каждая из которых подана 25 мая 2004 г.; и предварительной заявке США N 60/584581, поданной 1 июля 2004 г., содержание которых включено в данный документ путем ссылки во всей их полноте, путем добавления гидрокси-, алкокси-, алкил- или гидроксиалкил-содержащих группировок к пролину, модифицированному бороновой кислотой, предпочтительно в цис-положении по отношению к группировке бороновой кислоты (или ее предшественника) борPro и/или предпочтительно в 5-м положении для алкокси-, алкил- или гидроксиалкил-содержащих группировок или в 4-м положении для гидроксильной группировки, чтобы получить ингибитор с большей селективностью к DPIV.

IV. Эквивалентные варианты

Специалистам в данной области техники известно, или они могут определить на основе не более чем обычного экспериментирования множество эквивалентов специфических вариантов реализации изобретения, описанного в данном документе. Такие эквиваленты охватываются нижеследующими пунктами.

Все процитированные выше ссылки и публикации включены в данный документ путем ссылки.

Формула изобретения

1. Соединение формулы I

или его фармацевтически приемлемая соль, где
R¹ выбран из Н или низшего алкила;
R² выбран из Н или низшего алкила;
R³ и R⁴ независимо друг от друга выбраны из Н или низшего алкила; или
R³ и R⁴ вместе с атомом, к которому они присоединены, образуют 5-членное гетероциклическое кольцо, содержащее один гетероатом, представляющий собой азот;
R⁵ выбран из Н или низшего алкила;
R⁶ является группой формулы -B(Y¹)(Y²), в которой Y¹ и Y² независимо друг от друга являются ОН;
L отсутствует или представляет собой низший алкил;
Х отсутствует;
Y отсутствует или представляет собой -С(=O); и
n является числом от 2 до 6.

2. Соединение формулы II

или его фармацевтически приемлемая соль, где
R¹ выбран из Н или низшего алкила;
R² выбран из Н или низшего алкила;
R³ и R⁴ независимо друг от друга выбраны из Н или низшего алкила; или
R³ и R⁴ вместе с атомом, к которому они присоединены, образуют 5-членное гетероциклическое кольцо, содержащее один гетероатом, представляющий собой азот, которое необязательно замещено гидроксигруппой;
R⁵ выбран из Н или низшего алкила;
R⁶ является группой формулы -B(Y¹)(Y²), в которой Y¹ и Y² независимо друг от друга являются ОН;
R¹⁴ означает Н;
А отсутствует или представляет собой -NHC(=NH)-;
L отсутствует или представляет собой низший алкил;
X отсутствует;
Y отсутствует или представляет собой -С(=O); и
n является числом от 1 до 6.

3. Соединение формулы III

или его фармацевтически приемлемая соль, где
R¹ выбран из Н или низшего алкила;
R² выбран из Н или низшего алкила;
R³ и R⁴ независимо друг от друга выбраны из Н или низшего алкила,
или R³ и R⁴ вместе с атомом, к которому они присоединены, образуют 5-членное гетероциклическое кольцо, содержащее один гетероатом, представляющий собой азот, которое необязательно замещено гидроксигруппой;
R⁵ выбран из Н или низшего алкила;
R⁶ является группой формулы -B(Y¹)(Y²), в которой Y¹ и Y² независимо друг от друга являются ОН;
R¹⁵ выбран из -СООН, -NHC(=NH)-NH₂ или -NH₂ группы;
L отсутствует или представляет собой низший алкил;
X отсутствует;
Y отсутствует или представляет собой -С(=O); и
n является числом от 2 до 6.

4. Соединение формулы IV

или его фармацевтически приемлемая соль, где
А выбран из 5-членного гетероцикла, содержащего один гетероатом, представляющий собой азот, и C углерод;
Z означает С;
W является группой формулы -B(Y¹)(Y²), в которой Y¹ и Y² независимо друг от друга являются ОН,
R¹ выбран из присоединенного C-концом аминокислотного остатка, выбранного из Ala, Glu и Arg,
R² отсутствует или представляет собой заместитель в кольце А, который выбран из низшего алкила, низшего гидроксиалкила или ОН; и
R³ означает водород.

5. Соединение по любому из пп.1-4, представляющее собой ингибитор дипептидил пептидазы IV.

6. Соединение по п.5, в котором ингибитор ингибирует дипептидил пептидазу IV (DPIV) с K_i 50 нМ или менее.

7. Соединение по любому из пп.1-6, предназначенное для приготовления фармацевтической композиции для орального применения.

8. Фармацевтическая композиция для ингибирования дипептидил пептидазы IV, включающая терапевтически эффективное количество соединения по любому из пп.1-6 или его фармацевтически приемлемой соли и фармацевтически приемлемый носитель.

9. Применение соединения по любому из пп.1-6 для получения лекарственного средства для ингибирования дипептидил пептидазы IV.

10. Применение по п.9, в котором соединение повышает в плазме концентрации пептидных гормонов, выбранных из глюкагоноподобного пептида, NPY, PPY, секретина, GLP-1, GLP-2 и GIP.

11. Применение соединения по любому из пп.1-6 для получения лекарственного средства для регулирования метаболизма глюкозы.

12. Применение п.11 для регулирования метаболизма глюкозы у пациентов, страдающих диабетом II типа, резистентностью к инсулину, непереносимостью глюкозы, гипергликемией, гипогликемией, гиперинсулинемией, ожирением, гиперлипидемией или гиперлипопротеинемией.

13. Способ ингибирования протеолитической активности дипептидил пептидазы IV, включающий в себя контактирование фермента с соединением по любому из пп.1-6.

14. Упакованный фармацевтический препарат, включающий в себя фармацевтическую форму соединения по любому из пп.1-6 и инструкции, описывающие применение препарата для ингибирования дипептидил пептидазы IV.

15. Упакованный фармацевтический препарат, включающий фармацевтическую форму соединения по любому из пп.1-6, и инструкции, описывающие применение препарата для регулирования метаболизма глюкозы.

РИСУНКИ