Objev a vývoj přímých inhibitorů Xa - Discovery and development of direct Xa inhibitors - Wikipedia

Čtyři léky ze třídy přímých inhibitorů Xa jsou prodávány po celém světě. Rivaroxaban (Xarelto) byl prvním schváleným inhibitorem FXa, který se stal komerčně dostupným v Evropě a Kanadě v roce 2008.[1] Druhý byl apixaban (Eliquis), schválený v Evropě v roce 2011[2] a ve Spojených státech v roce 2012.[3] Třetí edoxaban (Lixiana, Savaysa) byl schválen v Japonsku v roce 2011 a v Evropě a USA v roce 2015.[4] Betrixaban (Bevyxxa) byl schválen v USA v roce 2017.

Dějiny

Heparin

Struktura heparinu

Heparin byl objeven uživatelem Jay McLean a William Henry Howell v roce 1916 byla poprvé izolována z psích jater, což v řečtině znamená hepar. Heparin se zaměřuje na více faktorů v kaskádě srážení krve, jedním z nich je FXa. Zpočátku to mělo mnoho vedlejších účinků, ale dalších dvacet let vyšetřovatelé pracovali na heparinu, aby byl lepší a bezpečnější. Vstoupilo to klinické testy v roce 1935 a první lék byl uveden na trh v roce 1936. Řetězy přírodního heparinu se mohou pohybovat od 5 000 do 40 000 daltonů. V 80. letech Nízkomolekulární heparin (LMWH) byly vyvinuty a obsahují pouze řetězce s průměrnou molekulovou hmotností menší než 8 000 Da.[5]

Warfarin

Warfarinová struktura

Ve 20. letech 20. století došlo v Kanadě a na severu USA k vypuknutí záhadné hemoragické choroby skotu. Tato nemoc byla pojmenována nemoc sladkého jetele, protože dobytek se pásl na seno jetele. Až deset let po vypuknutí místní vyšetřovatel Karl P. Link a jeho student Wilhelm Schoeffel zahájili intenzivní vyšetřování, aby našli látku způsobující vnitřní krvácení. Trvalo jim 6 let, než objevili dikumarol, původce.[5] Patentovali právo na tuto látku a v roce 1945 Link začal prodávat derivát kumarinu jako a rodenticid. On a jeho kolegové pracovali na několika variantách a skončili u látky, kterou pojmenovali warfarin v roce 1948. Teprve v roce 1954 byl schválen pro léčebné použití u lidí, kteří vyráběli warfarin jako první orální antikoagulační lék.[6]

Potřeba nových a lepších orálních léků

Léčba warfarinem vyžaduje pravidelné sledování krve a pravidelné úpravy dávky kvůli jeho úzkosti terapeutické okno. Pokud dohled není adekvátní, warfarin představuje hrozbu pro vyvolání až příliš častých hemoragických příhod a mnohočetných interakcí s jídlem a jinými léky. V současné době je hlavním problémem nízkomolekulárního heparinu (LMWH) způsob podávání, který je třeba uvést subkutánně.[7] Kvůli těmto nevýhodám existuje naléhavá potřeba lepších antikoagulačních léků. Pro moderní společnost je pohodlné a rychlé podávání drog klíčem k dobru dodržování drog. V roce 2008 byl schválen první přímý inhibitor Xa pro klinické použití.[8] Přímé inhibitory Xa jsou stejně účinné jako LMWH a warfarin, ale jsou podávány orálně a nevyžadují tak přísné monitorování.[7] Mezi další výhody inhibitorů Xa patří rychlý nástup / kompenzace, málo lékových interakcí a předvídatelnost farmakokinetika. Účinek rychlého nástupu / kompenzace výrazně snižuje potřebu „přemostění“ parenterálními antikoagulancii po operacích.[9] Dnes jsou na trhu čtyři inhibitory faktoru Xa: rivaroxaban, apixaban, edoxaban a betrixaban.[7]

Antistasin a klíšťový antikoagulační peptid (TAP)

Faktor Xa byl identifikován jako slibný cíl pro vývoj nových antikoagulancií na počátku 80. let. V roce 1987 byl izolován první inhibitor faktoru Xa, přirozeně se vyskytující sloučenina antistasin slinné žlázy Mexičan pijavice Haementeria officinalis. Antistasin je polypeptid a silný inhibitor Xa. V roce 1990 byl izolován další přirozeně se vyskytující inhibitor Xa, klíšťový antikoagulační peptid (TAP) z extraktů klíštěte Ornithodoros moubata. TAP a antistasin byly použity k odhadu faktoru Xa jako lékového cíle.[8]

Mechanismus účinku

Koagulace in vivo

Srážení krve je složitý proces, při kterém se tvoří krevní sraženiny. Je podstatnou součástí hemostáza a působí zastavením ztráty krve z poškozených cév.[10] V místě poranění, kde je vystavena krev pod endotel se destičky shromáždí a okamžitě vytvoří zátku. Tento proces se nazývá primární hemostáza. Současně dochází k sekundární hemostáze. Je definován jako tvorba nerozpustného fibrin aktivovanými koagulačními faktory, konkrétně trombinem.[11] Tyto faktory se navzájem aktivují v kaskádě srážení krve, ke které dochází dvěma samostatnými cestami, které interagují, vnitřní a vnější cestou.[12] Po aktivaci různých proenzymů se v posledních kaskádových kaskádách vytvoří trombin, který se poté převede fibrinogen na fibrin, což vede k tvorbě sraženin.[10] Faktor Xa je aktivovaná serinová proteáza, která zaujímá klíčovou roli v cestě srážení krve přeměnou protrombinu na trombin. Inhibice faktoru Xa vede k antitrombotickým účinkům snížením množství trombinu. Přímé cílení na faktor Xa se navrhuje jako účinný přístup k antikoagulaci.[8]

Rozvoj

Antistasin, první objevený přímý inhibitor Xa

V roce 1987 byl antistasin testován jako první přímý inhibitor Xa. Antistasin je protein složený ze 119 aminokyselinových zbytků, z toho 20 cysteiny podílí se na 10 disulfidové vazby.[13] Funguje jako pomalý a pevně vázaný inhibitor faktoru Xa s a Ki hodnota 0,3–0,6 nM, ale také inhibuje trypsin.[8] Rekombinantní antistasin může být produkován geneticky modifikovanými kvasinkami, saccharomyces cerevisiae.[14] Další přirozeně se vyskytující přímý inhibitor Xa, klíšťový antikoagulační peptid (TAP), byl objeven v roce 1990. Jedná se o jednořetězcový peptid s 60 aminokyselinami a podobně jako antistasin je to pomalý, pevně vázající inhibitor s podobnou hodnotou Ki ( ~ 0,6 nM).

Tyto dva proteiny se většinou používaly k validaci faktoru Xa jako a drogový cíl. Studie na zvířatech naznačují, že přímá inhibice Xa je účinnějším přístupem k antikoagulaci ve srovnání s přímými inhibitory trombinu, zejména nabízí širší terapeutické okno a snížení rizika odrazu trombóza, (navýšit v tromboembolické příhody krátce po vysazení antitrombotické léčby) ve srovnání s přímým a nepřímým inhibitory trombinu.[8]

V průběhu 90. let bylo vyvinuto několik nízkomolekulárních látek, například DX-9065a[15] a YM-60828.[16]

YM-60828 (vlevo) a DX-9065a (vpravo) byly dva z prvních malých molekulárních přímých inhibitorů Xa vyvinutých v 90. letech. Přesto oba měli vysoce bazické amidinové skupiny, které byly považovány za nezbytné pro vazbu faktoru Xa, ale způsobovaly nízkou orální biologickou dostupnost.

DX-9065a byla první syntetická sloučenina, která inhibovala FXa bez inhibice trombinu. Toho bylo dosaženo vložením a karboxylová skupina což se zdálo být nejdůležitější částí pro selektivní vazbu na FXa.[8] Ty se brzy vyvinuly malé molekuly přesto měl amidin -skupiny nebo dokonce vyšší základní funkce, které byly považovány za nezbytné jako napodobeniny pro arginin zbytek v protrombin, přírodní Podklad faktoru Xa. Tyto základní funkce však souvisejí také s velmi špatným orálem biologická dostupnost (např. 2–3% pro DX-9065a).

V roce 1998 Bayer Healthcare, farmaceutická společnost začala hledat přímé nízkomolekulární inhibitory faktoru Xa s vyšší orální biologickou dostupností. Vysoce výkonný screening a další optimalizace nejprve vede k několika látkám ze třídy isoindolinonů, které prokazují, že mnohem méně bazické látky mohou také působit jako silné inhibitory Xa IC50 hodnota až 2 nM. I když mají isoindolinony lepší orální biologickou dostupnost než původní sloučeniny, nebylo to dostačující. Projekt však později vedl ke třídě n-aryloxazolidinony který poskytuje látky s vysokou účinností inhibičního faktoru Xa a vysokou biologickou dostupností.[8] Jedna sloučenina této třídy, Rivaroxaban (IC50 = 0,7 nM, biologická dostupnost: 60%), bylo uděleno rozhodnutí o registraci pro prevenci žilní tromboembolismus v Evropě a Kanadě v září 2008.[1][17]

Chemie

Faktor Xa: Struktura a vazebná místa

3D struktura faktoru Xa

Faktory IIa, Xa, VIIa, IXa a XIa jsou všechny proteolytické enzymy, které mají specifickou roli v koagulační kaskádě. Faktor Xa (FXa) je nejslibnější díky své poloze na křižovatce vnitřní a vnější dráhy a také generování přibližně 1 000 molekul trombinu pro každou molekulu Xa, což má za následek silný antikoagulační účinek. FXa je generován z FX štěpením aktivačního peptidu s 52 aminokyselinami, protože „a“ ve faktoru Xa znamená aktivovaný. FXa se skládá z 254 aminokyselinových katalytických domén a je také spojen s lehkým řetězcem 142 aminokyselin. Řetěz obsahuje obojí GLA doména a dva epidermální růstový faktor domény (domény podobné EGF).[18]

Aktivní místo FXa je strukturováno tak, aby katalyzovalo štěpení fyziologických substrátů a štěpilo PhePheAsnProArg-ThrPhe a TyrIleAspGlyArg-IleVal v protrombinu. FXa má čtyři takzvané kapsy, které jsou terčem pro substráty k navázání na faktor Xa. Tyto kapsy jsou seřazeny podle různých aminokyselin a inhibitory Xa cílí na tyto kapsy, když se váží na faktor Xa. Dvě nejdůležitější kapsy týkající se afinity a selektivity pro inhibitory Xa jsou SI a S4.[18]

S1: Kapsa S1 je hydrofobní kapsa a obsahuje zbytek kyseliny asparagové (Asp-189), který může sloužit jako rozpoznávací místo pro základní skupinu. FXa má v kapse S1 zbytkový prostor a je lemována zbytky Tyr -228, Asp -189 a Ser-195.[18]

S2: Kapsa S2 je malá a mělká kapsa. Spojuje se s kapsou S4 a má prostor pro malé aminokyseliny. Zdá se, že Tyr-99 blokuje přístup do této kapsy, takže tato kapsa není tak důležitá jako S1 a S4.[19]

S3: Kapsa S3 je umístěna na okraji kapsy S1 a je plochá a vystavená působení rozpouštědla. Tato kapsa není tak důležitá jako S1 a S4.

S4: Kapsa S4 je hydrofobní povahy a dno kapsy je tvořeno zbytkem Trp-215. Zbytky Phe-174 a Tyr-99 z FXa se spojí s Trp-215 a vytvoří aromatický box, který je schopen vázat alifatické, aromatické a pozitivně nabité fragmenty. Z důvodu vazby na kladně nabité entity ji lze popsat jako kationovou díru.[18]

Chemická struktura a vlastnosti přímých inhibitorů Xa

Chemické vlastnosti rivaroxabanu, apixabanu a edoxabanu.[20]
RivaroxabanApixabanEdoxaban
MW (g / mol)436460548
Molekulární vzorecC19H18ClN3Ó5SC25H25N5Ó4C24H30ClN7Ó4S
TvarLLL
K.i0,4 nM0,08 nM0,561 nM
IC500,7 nMN / AN / A
Perorální biologická dostupnost (%)66–100 (v závislosti na dávce)5062
Struktura apixabanu, edoxabanu a rivaroxabanu. V současné době existují přímé inhibitory Xa

Vazba inhibitorů Xa na faktor Xa

Všechny inhibitory Xa se vážou takzvaným způsobem ve tvaru písmene L na aktivním místě faktoru Xa. Klíčovými složkami faktoru Xa jsou vazebná místa S1 a S4. Nejprve bylo poznamenáno, že přírodní sloučeniny, antistasin a TAP, které mají vysoce polární, a proto nabité složky, se vážou na cíl s určitou specificitou. Proto byly novější léky navrženy s kladně nabitými skupinami, ale ty vedly ke špatné biologické dostupnosti. V současnosti prodávané inhibitory Xa proto obsahují aromatický kruh s různými skupinami připojenými pro různé interakce s vazebnými místy S1 a S4. To také zajišťuje dobrou biologickou dostupnost a udržuje pevnou pevnost vazby. Inhibitory Xa, které jsou v současnosti na trhu, se proto místo vysoce polárních interakcí spoléhají na hydrofobní a vodíkové vazby.[20]

Vazba antistasinu na faktor Xa

Antistasin obsahuje N- a C-koncovou doménu, které jsou podobné ve svých aminokyselinových sekvencích s ~ 40% identitou a ~ 56% homologie. Každý z nich obsahuje krátkou strukturu β-listu a 5 disulfidové vazby. Pouze N-terminál doména je nezbytná k inhibici Xa, zatímco C-terminál Doména nepřispívá k inhibičním vlastnostem kvůli rozdílům v trojrozměrné struktuře, i když má C-koncová doména silně analogický vzor se skutečným aktivním místem.[13]

Interakce antistasinu s FXa zahrnuje jak aktivní místo, tak neaktivní povrch FXa. Reaktivní místo antistasinu tvořené Arg-34 a Val-35 v N-koncové doméně vyhovuje vazebnému místu FXa, pravděpodobně kapse S1. Současně Glu-15 umístěný mimo reaktivní místo antistasinu zapadá do pozitivně nabitých zbytků na povrchu FXa. Vícenásobná vazba je termodynamicky výhodná a vede k subnanomolární inhibici (Ki = 0,3–0,6 nM[8]).[13]

Vazba DX-9065a na faktor Xa

DX-9065a, první přímý inhibitor Xa s malou molekulou, je amidinoarylový derivát s molekulovou hmotností 571,07 g / mol.[21] Jeho kladně nabitá amidinonaftalová skupina tvoří solný most k Asp -189 zbytků v kapse S1 FXa. Pyrrolidinový kruh zapadá mezi Tyr-99, Phe-174 a Trp-215 do kapsy S4 FXa.[22]

Na rozdíl od starších léků, např. heparin, DX-9065a je selektivní pro FXa ve srovnání s trombinem, přestože FXa a trombin mají podobnou strukturu. To je způsobeno rozdílem v aminokyselinovém zbytku v poloze homologu 192. Zatímco FXa má v této poloze glutaminový zbytek, trombin má kyselinu glutamovou, která způsobuje elektrostatický odpor s karboxylovou skupinou DX-9065a. Kromě toho solný můstek mezi Glu-97 trombinu a amidinovou skupinou fixovanou v pyrrolidinovém kruhu DX-9065a snižuje flexibilitu molekuly DX-9065a, která se nyní nemůže dostatečně otáčet, aby se zabránilo elektrostatickému střetu. Proto IC50 hodnota pro trombin je> 1 000 µM, zatímco IC50 hodnota pro FXa je 0,16µM.[22]

Vazba rivaroxabanu na kapsy S1 a S4 faktoru Xa. Jsou vytvořeny dvě vodíkové vazby, které hrají důležitou roli při směrování rivaroxabanu do podřízených stránek S1 a S4. Díky těmto vodíkovým vazbám vytváří rivaroxaban tvar L a zapadá do kapes. Chlórový substituent léčiva interaguje s Tyr-228 v kapse S1, což umožňuje rivaroxabanu dosáhnout dobré orální biologické dostupnosti a účinnosti.

Vazba rivaroxabanu na faktor Xa

Vazba rivaroxabanu na FXa je zprostředkována dvěma vodíkovými vazbami na aminokyselinu Gly-219. Tyto dvě vodíkové vazby mají důležitou roli při směrování léčiva do podřízených stránek S1 a S4 FXa. První vodíková vazba je silná interakce, která pochází z karbonylového kyslíku oxazolidinonového jádra rivaroxabanu. Druhá vodíková vazba je slabší interakce a pochází z aminoskupiny skupiny chlorthiofenkarboxamidu.

Tyto dvě vodíkové vazby vedou k tomu, že léčivo vytváří tvar L a zapadá do kapes S1 a S4. Aminokyselinové zbytky Phe-174, Tyr-99 a Trp-215 tvoří úzký hydrofobní kanál, kterým je kapsa vázající S4. Morfolinonová část rivaroxabanu je „vložena“ mezi aminokyseliny Tyr-99 a Phe-174 a arylový kruh rivaroxabanu je orientován kolmo přes Trp-215. Morfolinonová karbonylová skupina nemá přímou interakci s páteří FXa, místo toho přispívá k rovnosti morfolinonového kruhu, a proto podporuje, aby byl rivaroxaban vložen mezi tyto dvě aminokyseliny.

Interakce mezi chlorovým substituentem thiofenové skupiny a aromatickým kruhem Tyr-228, který je umístěn na dně SI, je velmi důležitá vzhledem k tomu, že vylučuje potřebu silně bazických skupin pro vysokou afinitu k FXa. To umožňuje rivaroxabanu, který není zásaditý, dosáhnout dobré orální biologické dostupnosti a účinnosti.[8]

Vazba apixabanu na kapsy S1 a S4 faktoru Xa. Atom dusíku pyrazolu N-2 apixabanu interaguje s aminokyselinou Gln-192 v kapse S4. Karbonylový kyslík interaguje s Gly-216 kapsy S1 a také interaguje s molekulou vody.

Vazba apixabanu na faktor Xa

Apixaban vykazuje podobný vazebný režim jako rivaroxaban a po připojení k FXa tvoří těsný komplex inhibitor-enzym. P-methoxyskupina apixabanu se váže na kapsu S1 FXa, ale nezdá se, že by v této oblasti FXa interagovala s jakýmikoli zbytky. The pyrazol N-2 dusík atom apixabanu interaguje s Gln-192 a karbonyl kyslík interaguje s Gly-216. Fenyllaktamová skupina apixabanu je umístěna mezi Tyr-99 a Phe-174 a díky své orientaci je schopna interagovat s Trp-215 kapsy S4. Karbonylová kyslíková skupina laktamové skupiny interaguje s molekulou vody a nezdá se, že by interagovala se zbytky v kapse S4.[23]

During the SAR testing, R1 was defined as the most important group for potency. Pyrrolidinone was the first R1 functional group to significantly increase the potency but further researches revealed even higher potency with a morpholinone group instead. Groups R2 and R3 had hydrogen or fluorine attached and it was quickly assessed that having hydrogen resulted in highest potency
SAR rivaroxabanu včetně konečných skupin. Během testování SAR byla R1 definována jako nejdůležitější skupina pro účinnost. Pyrrolidinon byl první funkční skupinou R1, která významně zvýšila účinnost, ale další výzkumy odhalily ještě vyšší účinnost s morfolinonovou skupinou. Skupiny R2 a R3 měly připojený vodík nebo fluor a rychle se vyhodnotilo, že vodík vede k nejvyšší účinnosti

Vztah struktura-aktivita (SAR)

Důležitou součástí návrhu sloučeniny, která je ideálním inhibitorem pro určitý cíl, je pochopení aminokyselinové sekvence cílového místa, na které se sloučenina váže. Modelování jak protrombinu, tak FXa umožňuje odvodit rozdíl a identifikovat aminokyseliny v každém vazebném místě. Ve spodní části kapsy S1 na FXa je vazebnou aminokyselinou Asp-189, na kterou se mohou vázat amidinové skupiny. Po rentgenování vazebného místa FXa bylo zjištěno, že kapsa S1 měla rovinný tvar, což znamená, že by se k ní měla vázat plochá amidinoarylová skupina bez sterických zábran.[8]

Moderní přímé inhibitory Xa jsou molekuly ve tvaru L, jejichž konce dokonale zapadají do kapes S1 a S4. Dlouhá strana tvaru L se musí přizpůsobovat vysoce specifickému tunelu v aktivním místě cíle. Aby toho bylo dosaženo, je tato část molekul navržena tak, aby měla v této oblasti malé formální interakce s FXa. Protože neexistuje žádná specifická vazba, přizpůsobení těchto činidel mezi kapsami FXa zvyšuje celkovou specificitu léčiv k molekule FXa. Interakce mezi S1 kapsou FXa a inhibitorem může být jak iontová, tak neiontová, což je důležité, protože umožňuje upravit design skupiny tak, aby se zvýšila orální biologická dostupnost. Dříve navržené sloučeniny byly nabité molekuly, které nejsou dobře absorbovány v gastrointestinálním traktu, a proto nedosahovaly vysokých koncentrací v séru. Novější léky mají lepší biologickou dostupnost, protože nejsou nabité a mají neiontovou interakci s kapsou S1.[20]

Rivaroxaban

Během vývoje SAR rivaroxabanu si vědci uvědomili, že přidání 5-chlorthiofen-2-karboxamidové skupiny k jádru oxazolidoninu může zvýšit účinnost až 200krát, což bylo dříve příliš slabé pro lékařské použití. Kromě tohoto objevu byla potvrzena jasná preference pro konfiguraci (S). Tato sloučenina měla slibný farmakokinetický profil a neobsahovala vysoce bazickou amidinovou skupinu, ale ta byla dříve považována za důležitou pro interakci s kapsou S1. Tato zjištění vedou k rozsáhlé SAR (vztah struktura-aktivita ) výzkumy. Během testování SAR byla R1 definována jako nejdůležitější skupina pro účinnost. Pyrrolidinon byl první funkční skupinou R1, která významně zvýšila účinnost, ale další výzkumy odhalily ještě vyšší účinnost s morfolinonovou skupinou. Skupiny R2 a R3 měly připojený vodík nebo fluor a rychle se vyhodnotilo, že vodík vede k nejvyšší účinnosti. Skupiny R2 a R3 byly poté nahrazeny různými skupinami, které byly všechny méně účinné než vodík, takže konečným výsledkem byl vodík. Vzhledem k tomu, že chlorthiofenová část měla nedostatečnou rozpustnost ve vodě, byl pokus o její nahrazení jinou skupinou neúspěšný. Chlorothiofenová skupina se váže na Tyr-228 ve spodní části kapsy S1, což je klíčový faktor, pokud jde o vazbu na FXa. Rivaroxaban má vysokou afinitu i dobrou biologickou dostupnost.[24]

Struktura apixabanu před úpravou skupiny pro maximální účinnost

Apixaban

13F skupina meziproduktu před apixabanem byla plně vyvinuta

Během vývoje SAR apixabanu byly tři skupiny, které musely být testovány, aby se dosáhlo maximální účinnosti a biologické dostupnosti. První testovanou skupinou bylo neaktivní místo, protože je třeba ji stabilizovat před testováním SAR na p-methoxyfenylové skupině (vazebná skupina S1). Existuje několik skupin, které většinou zvyšují účinnost sloučeniny amidy, aminy a tetrazoly ale také methylsulfonyl a trifluormethyl skupiny. Z těchto skupin má karboxamid největší vazbu a měl podobnou srážecí aktivitu jako sloučeniny.[25]

Při testování na psech vykazovala tato sloučenina se skupinou karboxamidu zvanou 13F skvělý farmakokinetický profil, nízkou clearance a adekvátní poločas rozpadu a distribuční objem. Vzhledem k úspěchu při hledání stabilizační skupiny byl výzkum SAR pro skupinu vázající S1 (p-methoxyfenyl) přerušen. Ve skupině vázající S4 se ukázalo, že analogy N-methylacetylu a laktamu mají velmi vysokou vazebnou afinitu k FXa, vykazovaly velkou srážlivost a selektivitu oproti jiným proteázám. Ukázalo se, že orientace je ve srovnání s N-methylacetylovou důležitá acetamid, měl 300krát nižší vazebnou schopnost k FXa kvůli nepříznivé rovinnosti v blízkosti vazebného místa oblasti S4.[25]

Syntéza

Rivaroxaban

Rivaroxaban chemicky patří do skupiny n-aryloxazolidinony. Jiné léky této skupiny jsou linezolid a tedizolid, oba jsou antibiotika. Syntéza n-aryloxazolidinonů počínaje an O-silyl chráněn ethyl (2,3-dihydroxypropyl) karbamát byl publikován v roce 2016. V reakci v jedné nádobě karbamát cyklizuje na 2-oxazolidonový kruh za mírně bazických podmínek, zatímco současně je oxazolidonový dusík arylizovaný podle měď -katalizace. Zejména pro rivaroxaban 3-morfolinon nahrazuje jód v p-poloze benzen zazvonit měď -katalizace. Poté silyl chránící skupina je odstraněn a výsledný alkohol se nahrazuje znakem aminoskupina což je pak acylovaný v posledním kroku.[26]

Průmyslový přípravek rivaroxabanu byl zaregistrován jako patent podle Bayer Healthcare v roce 2005.[27] Vychází z N- (4-aminofenol) -morfolinonu, který je alkylovaný podle a propylenoxid derivát, který také obsahuje primární amin zapojený do a ftalimid ochranná skupina. Dále, a fosgen ekvivalent je přidán k vytvoření 2-oxazolidon kruhu a ftalimid je odstraněn. Volný amin lze nyní acylovat, což vede k rivaroxabanu.

Podle patentu však syntéza má „různé nevýhody v řízení reakce, které mají zvláště nepříznivé účinky na přípravu“. Patent také vysvětluje další syntézu vycházející z chloruthiofen derivát, který by byl vhodnější pro průmyslový proces, ale poukazuje na to, že je toxický rozpouštědla nebo musí být z konečného produktu odstraněna činidla. Tento způsob tedy není alternativou.[27]

Byly popsány různé další způsoby syntézy rivaroxabanu.[28][29]

Syntéza rivaroxabanu patentovaná společností Bayer Healthcare v roce 2005.[27]
1. krok: Alkylace primárního aromatického aminu
2. krok: Tvorba 2-oxazolinidonového kruhu za použití fosgenového ekvivalentu
3. krok: Odstranění ochranné skupiny ftalimidu
4. krok: Acylace primárního aminu

Apixaban

První úplná syntéza apixabanu byla zveřejněna v roce 2007.[30] Klíčovým krokem této reakce je (3 + 2)cykloadice derivátu p-methoxyfenylchlorhydrazonu a derivátu p-jodfenyl-morfolin-dihydropyridinu. Po následujícím odstranění z HCl a morfolin, jód je nahrazeno 2-piperidinon podle měď -katalizace a ethylester je převeden na amid (aminolýza ). Tato reakce byla zaregistrována jako patent v roce 2009.[31]

Syntéza apixabanu, jak ji publikovali Pinto a kol. v roce 2007.[30] Pozoruhodným klíčovým krokem je (3 + 2) cykloadice derivátu p-methoxyfenylchlorhydrazonu a derivátu p-jodfenyl-morfolin-dihydropyridinu v první reakci.

Klinické použití

Přímé inhibitory faktoru Xa se používají klinicky a jejich použití se neustále zvyšuje. Postupně se zmocňují warfarin použití a nízkomolekulární hepariny (LMWH ).[8] Indikace pro inhibitory Xa brání hluboká žilní trombóza (DVT), které mohou vést k plicní embolie. Používá se také k léčbě fibrilace síní ke snížení rizika mozkové mrtvice způsobené krevní sraženinou. Další indikací je profylaktická léčba srážení krve (trombóza ) kvůli ateroskleróza. Rivaroxaban byl prvním inhibitorem FXa na trhu a poté následoval apixaban, edoxaban a betrixaban.

RivaroxabanApixabanEdoxabanBetrixaban
Jméno značkyXareltoEliquisSavaysa, LixianaBevyxxa
Vývojář a producentBayerPfizerDaiichi SankyoPortola Pharmaceuticals

Farmakokinetika

Farmakokinetika rivaroxabanu, apixabanu a edoxabanu.[32][33]
RivaroxabanApixabanEdoxaban
MetabolismusCYP3A4 / 5 (hlavní), CYP2J2 (vedlejší)CYP3A4 (hlavní), CYP1A2, 2C8, 2C19, 2J2 (všechny vedlejší)CYP34A (hlavní)
Vazba na bílkoviny (%)92–958755
Poločas (hodiny)5–96–125–11
OdstraněníRenální (66%; 36% jako nezměněný lék)Renální (27%), fekálníRenální (35%)
Absorpce (Tmax)2–4 hodiny3–4 hodiny1–2 hodiny
Distribuce (L)5021–61107
Renální clearance (l / hod)2.47.511

Budoucí perspektivy

Přímé inhibitory Xa v klinických studiích

Rivaroxaban, apixaban, edoxaban a betrixaban jsou již na trhu. Od října 2016 vstoupilo do klinických studií několik nových přímých inhibitorů Xa. Jedná se o letaxaban od společnosti Takeda a eribaxaban od společnosti Pfizer.[34]

Protilátky

Andexxa z Portola Pharmaceuticals je rekombinantní protein to je dáno intravenózně. Funguje to jako protijed na všechny přímé a nepřímé inhibitory FXa. Andexxa působí jako návnadový receptor pro inhibitory Xa.

Reference

  1. ^ A b „Evropská agentura pro léčivé přípravky. 2016. Xarelto“. www.ema.europa.eu. Citováno 2016-10-03.
  2. ^ „Evropská agentura pro léčivé přípravky. 2016. Eliquis“. www.ema.europa.eu. Citováno 2016-10-03.
  3. ^ Bhanwra, Sangeeta; Ahluwalia, Kaza (01.01.2014). „Nový inhibitor faktoru Xa: Apixaban“. Journal of Pharmacology and Pharmacotherapeutics. 5 (1): 12–4. doi:10.4103 / 0976-500x.124409. PMC  3917159. PMID  24554904.
  4. ^ Chan, Lewey; Pisano, Michele (03.10.2016). „Edoxaban (Savaysa): Inhibitor faktoru Xa“. Lékárna a terapeutika. 40 (10): 651–95. ISSN  1052-1372. PMC  4606855. PMID  26535021.
  5. ^ A b Wardrop, D .; Keeling, D. (2008). "Příběh objevu heparinu a warfarinu". British Journal of Hematology. 141 (6): 757–63. doi:10.1111 / j.1365-2141.2008.07119.x. PMID  18355382.
  6. ^ Francis, CW. (2008). „Warfarin: Historická perspektiva“. Hematologie. 2008: 251. doi:10.1182 / asheducation-2008.1.251. PMID  19074091.
  7. ^ A b C Massimo, F .; Mannucci, P.M (2016). „Přímá perorální antikoagulancia a žilní tromboembolismus“. Evropská respirační revize. 25 (141): 295–302. doi:10.1183/16000617.0025-2016. PMID  27581829.
  8. ^ A b C d E F G h i j k Perzborn, E .; Roehrig, S .; Straub, A .; Kubitza, D .; Misselwitz, F. (2011). „Objev a vývoj rivaroxabanu, perorálního, přímého inhibitoru faktoru Xa“. Recenze přírody Objev drog. 10 (1): 61–75. doi:10.1038 / nrd3185. PMID  21164526.
  9. ^ Bauer, K.A. (2013). „Klady a zápory nových perorálních antikoaugantů“. Hematologie. 2013: 464–70. doi:10.1182 / asheducation-2013.1.464. PMID  24319220.
  10. ^ A b Furie, B; Furie, B.C. (2008). "Mechanismy tvorby trombů". The New England Journal of Medicine. 359 (9): 938–49. doi:10.1056 / nejmra0801082. PMID  18753650.
  11. ^ Davie, E.W .; Fujikawa, K; Kisiel, W (1991). "Koagulační kaskáda: zahájení, údržba a regulace". Biochemie. 30 (43): 10363–70. doi:10.1021 / bi00107a001. PMID  1931959.
  12. ^ Mackman, N; Tilley, R.E .; Klíč, N.S. (2007). „Role vnější cesty srážení krve v hemostáze a trombóze“. Arterioskleróza, trombóza a vaskulární biologie. 27 (8): 1687–93. doi:10.1161 / atvbaha.107.141911. PMID  17556654.
  13. ^ A b C Lapatto, R .; Krengel, U .; Schreuder, H. A .; Arkema, A .; de Boer, B .; Kalk, K. H .; Hol, W. G .; Grootenhuis, P. D .; Mulders, J. W. (1997-09-01). „Rentgenová struktura antistasinu v rozlišení 1,9 A a jeho modelovaný komplex s faktorem srážení krve Xa“. Časopis EMBO. 16 (17): 5151–61. doi:10.1093 / emboj / 16.17.5151. ISSN  0261-4189. PMC  1170148. PMID  9311976.
  14. ^ Schultz, Loren D .; Markus, Henry Z .; Hofmann, Kathryn J .; Montgomery, Donna L .; Dunwiddie, Christopher T .; Kniskern, Peter J .; Freedman, Robert B .; Ellis, Ronald W .; Tuite, Michael F. (01.06.1994). "Využití molekulární genetiky ke zlepšení produkce rekombinantních proteinů kvasinkami Saccharomyces cerevisiae". Annals of the New York Academy of Sciences. 721 (1): 148–57. doi:10.1111 / j.1749-6632.1994.tb47387.x. ISSN  1749-6632. PMID  8010665.
  15. ^ Nagahara, Takayasu; Yokoyama, Yukio; Inamura, Kazue; Katakura, Shin-ichi; Komoriya, Satoshi; Yamaguchi, Hitoshi; Hara, Tsuyoshi; Iwamoto, Masahiro (01.04.1994). „Dibasic (Amidinoaryl) propanoic Acid Derivatives as Novel Blood Coagulation Factor Xa Inhibitors“. Journal of Medicinal Chemistry. 37 (8): 1200–07. doi:10.1021 / jm00034a018. ISSN  0022-2623. PMID  8164262. S2CID  19381209.
  16. ^ Sato, Kazuo; Kawasaki, Tomihisa; Taniuchi, Yuta; Hirayama, Fukushi; Koshio, Hiroyuki; Matsumoto, Yuzo (1997-11-27). „YM-60828, nový inhibitor faktoru Xa: Oddělení jeho antitrombotických účinků od prodloužení doby krvácení“. European Journal of Pharmacology. 339 (2–3): 141–46. doi:10.1016 / S0014-2999 (97) 01389-7. PMID  9473127.
  17. ^ „Summary Basis of Decision (SBD) for PrXARELTO“. Health Canada. 2009-02-13. Archivovány od originál dne 09.10.2016. Citováno 2016-10-03.
  18. ^ A b C d Nar, Herbert (2012). „Role strukturálních informací při objevu přímých inhibitorů trombinu a faktoru Xa“. Trendy ve farmakologických vědách. 33 (5): 279–88. doi:10.1016 / j.tips.2012.03.004. PMID  22503439.
  19. ^ Brandstetter, Bland (1996). „Rentgenová struktura faktoru srážení Xa s inhibicí aktivního místa“. The Journal of Biological Chemistry. 271 (47): 29988–92. doi:10.1074 / jbc.271.47.29988. PMID  8939944.
  20. ^ A b C Steinberg, Benjamin A. (2014). „Vztahy mezi strukturou a funkcí inhibitorů faktoru Xa: důsledky pro praktického klinika“. Journal of trombózy a trombolýzy. 37 (2): 234–41. doi:10.1007 / s11239-013-0991-z. PMID  23996500.
  21. ^ Becker, Richard C .; Alexander, John; Dyke, Christopher K .; Harrington, Robert A. (01.12.2004). „Vývoj DX-9065a, nového přímého antagonisty faktoru Xa, při kardiovaskulárních onemocněních“. Trombóza a hemostáza. 92 (6): 1182–93. doi:10.1160 / TH04-05-0289. ISSN  0340-6245. PMID  15583722. S2CID  953689.
  22. ^ A b Katakura, S .; Hara, T .; Nagahara, T .; Kunitada, S .; Iwamoto, M. (1995-05-01). „Molekulární model interakce mezi faktorem Xa a DX-9065a, novým inhibitorem faktoru Xa: Přínos acetimidoylpyrrolidinové části inhibitoru k účinnosti a selektivitě pro serinové proteázy“. European Journal of Medicinal Chemistry. 30 (5): 387–94. doi:10.1016/0223-5234(96)88248-1.
  23. ^ Pinto, Orwat, Koch, Donald J. Michael Michael J. Stephanie (2007). „Objev 1- (4-methoxyfenyl) -7-oxo-6- (4- (2-oxopiperidin-l-yl) fenyl) -4,5,6,7-tetrahydro-lH-pyrazolo [3,4- c] pyridin-3-karboxamid (Apixaban, BMS-562247), vysoce účinný, selektivní, účinný a orálně biologicky dostupný inhibitor faktoru koagulace krve Xa ". Journal of Medicinal Chemistry. 50 (22): 5339–56. doi:10.1021 / jm070245n. PMID  17914785.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  24. ^ Roehrig, Susanne (2005). „Objev nového antitrombotického činidla 5-Chlor-N - ({(5S) -2-oxo-3- [4- (3-oxomorfolin-4-yl) fenyl] -1,3-oxazolidin-5-ylu ". Journal of Medicinal Chemistry. 48 (19): 5900–5908. doi:10.1021 / jm050101d. PMID  16161994.
  25. ^ A b Pinto, D. J .; Orwat, M. J .; Koch, S .; Rossi, K. A .; Alexander, R. S .; Smallwood, A .; Lam, P. Y. (2007). „Objev 1- (4-methoxyfenyl) -7-oxo-6- (4- (2-oxopiperidin-l-yl) fenyl) -4,5,6,7-tetrahydro-lH-pyrazolo [3,4- c] pyridin-3-karboxamid (apixaban, BMS-562247), vysoce účinný, selektivní, účinný a orálně biologicky dostupný inhibitor krevního koagulačního faktoru Xa ". J Med Chem. 50 (22): 5339–56. doi:10.1021 / jm070245n. PMID  17914785.
  26. ^ Mahy, William; Leitch, Jamie A .; Frost, Christopher G. (01.03.2016). „Sestava N-aryloxazolidinonů katalyzovaná mědí: Syntéza linezolidu, tedizolidu a rivaroxabanu“. European Journal of Organic Chemistry. 2016 (7): 1305–13. doi:10.1002 / ejoc.201600033. ISSN  1099-0690.
  27. ^ A b C US patent US7351823 „Mathias Berwe, Christian Thomas, Joachim Rehse, Dirk Grotjohann,„ Proces přípravy “, publikováno 2008-04-D01, vydáno 10. ledna 2005 
  28. ^ Li, Chao; Liu, Yingshuai; Zhang, Yongjun; Zhang, Xingxian (01.07.2011). „Přístup k antikoagulační látce rivaroxabanu prostřednictvím cykloadice isokyanát-oxiran podporovaný MgI2.etherátem“. Journal of Chemical Research. 35 (7): 400–01. doi:10.3184 / 174751911X13098778358582.
  29. ^ Yuan, Jianyong; Liu, Kai; Li, Lun; Yuan, Yong; Liu, Xuelei; Li, Yanwu (2014-09-18). „Nová syntéza antitrombotického činidla oxazolidinonu rivaroxabanu“. Molekuly. 19 (9): 14999–15004. doi:10,3390 / molekuly190914999. PMC  6271174. PMID  25237754.
  30. ^ A b Pinto, Donald J. P .; Orwat, Michael J .; Koch, Stephanie; Rossi, Karen A .; Alexander, Richard S .; Smallwood, Angela; Wong, Pancras C .; Rendina, Alan R .; Luettgen, Joseph M. (01.11.2007). „Objev 1- (4-methoxyfenyl) -7-oxo-6- (4- (2-oxopiperidin-l-yl) fenyl) -4,5,6,7-tetrahydro-lH-pyrazolo [3,4- c] pyridin-3-karboxamid (Apixaban, BMS-562247), vysoce účinný, selektivní, účinný a orálně biologicky dostupný inhibitor faktoru koagulace krve Xa ". Journal of Medicinal Chemistry. 50 (22): 5339–56. doi:10.1021 / jm070245n. ISSN  0022-2623. PMID  17914785.
  31. ^ US patent US 20100130543 A1, Thomas G. Gant, Manoucherhr M. Shahbaz, „Inhibitory pyrazolkarboxamidu faktoru xa“, publikováno 27. května 2010, vydáno 14. září 2009 
  32. ^ Frost, C .; Song, Y .; Barret, Y.C .; Wang, J .; Pursley, J. (2014). „Randomizované přímé srovnání farmakokinetiky a farmakodynamiky apixabanu a rivaroxabanu“. Klinická farmakologie. 6: 179–87. doi:10.2147 / CPAA.S61131. PMC  4235474. PMID  25419161.
  33. ^ Parasrampuriam, D. A.; Truitt, K. (2016). „Farmakokinetika a farmakodynamika edoxabanu, perorálního antikoagulancia nevitaminového K antagonisty, který inhibuje faktor srážení Xa“. Klinická farmakokinetika. 55 (6): 641–55. doi:10.1007 / s40262-015-0342-7. PMC  4875962. PMID  26620048.
  34. ^ Ahrens, já; Karlheinz, P .; Lip, GYH .; Bode, C. (červen 2012). „Vývoj a klinické aplikace nových orálních antikoagulancií. Část II. Drogy pod klinickým vyšetřováním“. Discovery Meidicine. 13 (73): 445–50. PMID  22742650.