Conception, synthèse et évaluation biologique de pyrazolo [1,5-a] pyridine-3-carboxamides en tant que nouveaux antituberculeux Agents

Tuberculose (TB) reste un

des maladies pandémiques les plus meurtrières du monde avec plus de 9,0 millions

nouveaux cas et 1,5 million de décès estimés par l’Organisation mondiale de la santé

(OMS) en 2013.1 Malgré les quarante ans

succès de la thérapie quadruple médicaments peu coûteuse [une combinaison de

l’isoniazide (INH), la rifampicine (RIF), le pyrazinamide et l’éthambutol],

développement et diffusion de la multirésistance (MDR) et de manière extensive

Mycobacterium tuberculosis (Mtb) résistant aux médicaments (XDR)

souches, associées à une co-infection avec le virus de l’immunodéficience humaine

(VIH), ont intensifié le besoin urgent d’une nouvelle découverte de médicaments antituberculeux2,3. Pour la première fois depuis les années 1970, un inhibiteur de l’ATP synthase est encourageant.

bedaquiline4 (1, également connu

comme TMC207) a été approuvé par la FDA des États-Unis comme un nouvel ingrédient actif

des thérapies combinatoires pour la prise en charge clinique des patients adultes

tuberculose pulmonaire multirésistante en 2012.5 Cependant,

le médicament possède des effets indésirables graves tels que les arythmies cardiaques5 et affiche des taux de mortalité plus élevés que celui de

le groupe placebo dans une étude clinique 6, ce qui peut limiter sa large application dans la pratique clinique. Nombreuses

d’autres molécules anti-TB ont également été identifiées avec différents modes

Par exemple, un nitroimidazofurane bicyclique

pro-drogue PA-824 (2) a été signalé pour tuer à la fois la réplication

et Mtb non répliquant hypoxique par une activation médiée par Ddn et

a été avancé à un essai clinique de phase II.7,8 Imidazo [1,2-a] pyridine amide (IPA) 9 − 13 analogues [par exemple, Q203 (3) 9,10 et le composé 4 (11)] ont également été découvert pour démontrer

fortes puissances inhibitrices contre un panel de médicaments sensibles et

souches Mtb résistantes aux médicaments en ciblant la sous-unité QcrB du ménaquinol

cytochrome c oxydoréductase (complexe bc1), qui est un composant essentiel

du métabolisme énergétique mycobactérien.14 Clinique

les résultats des composés, en particulier leur capacité contre MDR

et XDR Mtb souches chez les patients, sont très attendus. Cependant, compte tenu

le fait d’une seule approbation FDA unique en 40 ans et le haut

taux d’attrition du développement de médicaments, il est encore très précieux pour

identifier de nouvelles molécules avec des échafaudages alternatifs efficaces contre la tuberculose

médicaments candidats.Pyrazolo [1,5-a] pyridine moitié est un médicament

échafaudage qui est fréquemment observé dans approuvé par la FDA ou cliniquement

l’étude des médicaments, y compris l’agent antiallergique Ibudilast, 15 inhibiteur de l’agrégation plaquettaire KC-764, 16 antagoniste de la dopamine D4 FAUC213,17 etc. (Informations à l’appui). Il partage une conformation tridimensionnelle très similaire et électronique

propriété à celle de l’imidazo [1,2-a] pyridine, qui

est le noyau pharmaceutique de Q203 (3) et le composé 4. Par conséquent, une série de pyrazolo [1,5-a] pyridine-3-carboxamide

dérivés (5a – 5v) ont été conçus

en tant que nouveaux agents anti-TB en utilisant une stratégie de saut d’échafaudage dans laquelle

Groupes 2,5-diméthyl ont été introduits au début en raison de la synthèse

faisabilité et en gardant la similitude géométrique avec celle du composé 4 (Figure 11). Figure 1: Représentants des agents antituberculeux et du nouveau

conçu

molécules.Les composés 5a – 5v ont été facilement synthétisés

en utilisant une amidation directe des acides pyrazolo [1,5-a] pyridine-3-carboxyliques 8 ou 11 avec

différentes amines primaires (Schéma 1). Brièvement,

une N-amination de pyridines substituées 6 ou 9 avec de l’O- (2,4-dinitrophényl) hydroxylamine (DNPH) ou de l’O-mésitylènesulfonylhydroxylamine

(MSH), suivie d’une cycloaddition bipolaire-1,3 avec de l’éthyle substitué

propiolate, produit l’intermédiaire pivot pyrazolo [1,5-a] pyridine-3-carboxylates 7 ou 10,18 Les composés 7 ont été hydrolysés

pour donner les acides carboxyliques 8, qui ont été couplés avec

différentes amines disponibles dans le commerce ou auto-préparées (informations à l’appui) pour produire

composés 5a – 5o, 5q,

et 5r avec de bons rendements (Route A). En raison de la difficulté

de N-amination directe de pyridine substituée par un halogène,

l’élimination du groupe protecteur Boc et la réaction de diazotation des composés 10 ont été nécessaires pour convertir le groupe NHBoc en substitution au chlore

pour la synthèse des composés 5p et 5s (voie B) .Schéma 1Synthèse des composés 5a et 5×42013;

des composés 5a et 5v étaient préliminaires

filtré en utilisant un rentable dans

essai in vitro contre un autoluminescent avirulent sans marqueur sélectionnable

H37Ra Mtb souche dans laquelle la croissance des bactéries a été surveillée de façon pratique

par l’intensité de la bioluminescence sans ajout de substrats.19,20 Les valeurs de concentration minimale inhibitrice (CMI) du

les composés ont été en outre déterminés par une microplaque bien établie

dosage bleu alamar (MABA) contre H37Rv.21 Les CMI sont des valeurs interpolées obtenues en utilisant un ajustement de courbe interne

programme. L’inhibition de la croissance des cellules VERO a également été testée en

Test de comptage de cellules-8 (CCK-8) pour évaluer les composés ’

cytotoxicité potentielle. Tous les trois composés de référence (c.-à-d.

INH, RIF et Q203) ont affiché des valeurs MIC comparables à celles

données, 10 en soutenant la fiabilité de notre

conditions de criblage (Tableau 1). Nous étions

heureux de trouver la première molécule conçue 5a, qui

porte un p-trifluorométhylbenzyl identique

groupe à celui dans le composé 4, présentait un fort antimycobactérien

activité contre la souche Mt37 H37Rv et la souche avirulente Mtb H37Ra

avec des valeurs MIC de 69,1 et 287,9 nM, respectivement. Complément d’enquête

révélé que le groupe 4-CF3 pourrait être remplacé par un diméthylamino

fragment (5b) sans affecter de manière évidente la puissance anti-TB.

Lorsqu’un 1-pipéridinyl (5c) ou 4- (trifluorométhyl) pipéridin-1-yl

(5d) a été introduit à la position R3, le

l’activité anti-H37Rv a été améliorée de 6 fois. L’enquête

également suggéré que la position R3 est bien tolérée avec

grand substituant hydrophobe. Par exemple, le trifluorométhoxyphényle

Les dérivés (5e) et 4- (4-fluorophényl) pipérazin-1-yl (5f) présentent des activités anti-TB comparables à celles de 5d. De manière encourageante, le composé 5g, qui héberge

la queue lipophile identique à celle de Q203, a démontré le plus fort

activité antimycobactérienne contre les souches H37Rv et H37Ra Mtb,

avec des valeurs MIC de 7,7 et 5,7 nM, respectivement. De plus, le composé 5g n’a pas présenté de cytotoxicité évidente avec une valeur IC50 de M dans un essai d’inhibition de la croissance des cellules VERO,

justificatif

comme un nouveau point de départ prometteur pour la poursuite de la structure et de l’activité

étude de relation. Nous avons d’abord étudié l’impact potentiel

du substituant R1

sur l’activité anti-TB en modifiant la position substituée d’un

groupe méthyle sur le noyau pyridine (5g & 5×1320; 5j). Il a été montré que la position 5 est optimale pour la substitution (5g). Lorsque le groupe méthyle a été fusionné en position 4, 6 ou 7,

les composés résultants (5h, 5i et 5j) étaient 149 fois moins puissants contre la souche Mtb H37Rv.

Une étude plus approfondie a également révélé que le groupe 5-méthyle (5g) pourrait être remplacé par un méthoxyle (5k), éthyle

(5m), ou chlorure (5p) sans évidemment

affectant la puissance anti-TB. Cependant, un grand substituant hydrophobe

à cette position est préjudiciable. Par exemple, 5-isopropyl (5n) et 5-phenyl (5r) affiché MIC valeurs de

47,4 et 478,9 nM contre la souche Mtb H37Rv, qui sont 6,2 et 62,2 fois

moins puissant que 5g, respectivement. Fait intéressant, une suppression

du groupe des 5 substituants (5l) a à peine affecté

suppression de la fonction contre la souche H37Rv vaginal. L’impact du substituant R2 a également été étudié. Il était clair que

la position était bien tolérée par un petit groupe hydrophobe tel qu’un

méthyle (5g), éthyle (5t) ou cyclopropyle

(5u) partie. Cependant, quand il était non substitué (5s) ou phényle substitué (5v), le résultat

composés étaient significativement moins puissants avec des valeurs MIC de 358,7

et 1547 nM contre la souche H37Rv, respectivement. Table 1In Vitro Antituberculeuse

Activité des composés 5a – 5v contre

les souches Mtb H37Rv et H37Ra et la toxicité cellulaire VERO Les activités antimycobactériennes

des composés 5f, 5g, 5k et 5t ont été validés

en déterminant leurs valeurs MIC, IC50 et IC90

contre la réplication d’une souche reporter fluorescente de Mtb H37Rv

en milieu liquide dans des conditions aérobies (Tableau 2) .22 Il a été montré que les composés 5f et 5k présentaient des propriétés antituberculeuses comparables

effets contre H37Rv à celle de RIF, alors que les composés 5g et 5t étaient modérément moins puissants. Les valeurs IC50 et IC90 du composé 5k sont 2,5 et

6,7 nM, respectivement. Table 2In Vitro MIC, IC50 et IC90 Valeurs des composés 5f, 5g, 5k et 5t contre

Fluorescent

Reporter Strain of Mtb H37RvEncouragé par leurs puissantes puissances contre les médicaments sensibles

La souche Mt37 H37Rv, les composés 5g, 5k, 5p et 5t ont été évalués plus en

de 3495, P71, 9804, 4768, P163 MDR souches cliniques23 en utilisant un dosage autoluminescent.19 Il a été montré que tous les composés affichés

Excellentes puissances contre les souches Mtb résistantes avec des valeurs MIC

variait de 11,1 à 1914 nM (Tableau 3). Particulièrement,

composé 5k présentait une inhibition supérieure contre cinq

souches résistantes avec des valeurs MIC similaires (11,1 – 223 nM) à

celle du Mtb H37Rv de type sauvage, suggérant son potentiel prometteur

pour les souches Mtb sensibles aux médicaments et résistantes.Tableau 3Activité atituberculeuse des composés 5g, 5k, 5p et 5t contre

Isolants cliniques de Mtb résistants aux médicamentsGiven son activité antimycobacterial prometteuse contre

les deux sensibles aux médicaments

et les souches Mtb résistant aux médicaments, l’antituberculeux in vivo

l’efficacité de 5k a été évaluée en utilisant un temps réel modifié

surveillance d’un modèle de souris non invasif infecté par le marqueur sélectionnable

souche Mtb autoluminescente H37Ra.19,20 Les animaux

ont été infectés avec la phase logmale autoluminescente Mtb H37Ra par voie intraveineuse

injection (2 × 106 CFU par souris), puis ont été à plusieurs reprises

administré avec l’agent 5k une fois par jour par gavage oral

pendant 6 jours consécutifs. La charge bactérienne a été mesurée par surveillance

l’intensité de la bioluminescence (unité de lumière relative, RLU)

même lot de souris vivantes tous les deux jours. Comme le montre la figure 2, le composé 5k présentait une activité antituberculeuse in vivo dose-dépendante et était bien toléré dans

tous les groupes testés sans mortalité (données non montrées) observés

pendant le traitement. L’administration avec CMC-Na (véhicule) a permis

augmentation de près de 2,8 fois de RLU sur 6 jours; alors que le composé 5k avec les trois doses testées a empêché toute augmentation

référence, avec des ratios RLUdayn / RLUday0 de 0,40,

0,19 et 0,15 dans des groupes traités à 4, 20 et 100 mg / kg / jour, respectivement.

Surtout, avec 100 mg / kg / jour, le composé 5k exposé

une activité bactéricide soutenue contre Mtb H37Ra, résultant en

une diminution de 3,6 fois, 5,0 fois et 6,5 fois de la RLU par rapport à

jour 2, jour 4 et jour 6, respectivement. Ces résultats suggèrent fortement

le potentiel prometteur du composé 5k pour servir de

composé principal pour la découverte de médicaments antituberculeux.Figure 2Compte RLU des Means (± SD)

évalué tous les deux jours en direct, anesthésié

souris et normalisée à la valeur RLU de base. Jours après le traitement initial

(axe des abscisses) est tracée par rapport au rapport RLUdayn / RLUday0 correspondant (axe des y). Bleu,

véhicule; Pourpre, … En résumé, une série de pyrazolo [1,5-a] pyridine-3-carboxamide

dérivés ont été conçus comme de nouveaux agents antituberculeux en utilisant un

échafaudage stratégie de saut. Les composés présentent d’excellentes activités inhibitrices in vitro avec des valeurs MIC basses nanomolaires

contre la souche H37Rv de Mtb sensible à la drogue et la clinique clinique pharmacorésistante

isole. L’un des composés les plus prometteurs, 5k, affiché

réduction significative de la charge bactérienne chez la souris infectée par Mtb H37Ra

modèle. Ce composé peut servir de nouveau composé prometteur pour

découverte ultérieure de médicaments antituberculeux