Экспериментальное исследование токсичности и оценка антиаритмических свойств нового класса соединений: 2-(2-(диалкиламинополиэтокси))этилкарбоксилатов

Несмотря на успешное развитие хирургических методов лечения аритмий, фармакотерапия по-прежнему остается основой их профилактики и купирования. Поиск высокоэффективных и безопасных препаратов, обладающих антиаритмическими свойствами, является одним из перспективных направлений современной кардиологии.

Наличие высокой биологической активности у азотсодержащих соединений класса N-замещенных аминоэфиров [1, 2] привлекло наше внимание, определило научное направление и характер исследования.

Исследование проведено в лаборатории лекарственной токсикологии Центра доклинических исследований Научно-исследовательского института экспериментальной кардиологии им. академика В.Н. Смирнова ФГБУ «НМИЦК им. акад. Е.И. Чазова» Минздрава России под руководством доктора медицинских наук, проф. Е.В. Арзамасцева в рамках Гостемы №148 «Исследование и разработка потенциального лекарственного средства для лечения нарушений сердечного ритма на основе производных N-замещенных аминоамидов и аминоэфиров и подготовка материалов для получения разрешения на проведение клинических испытаний».

Для проведения экспериментальных исследований получены соединения класса 2-(2-(диалкиламинополиэтокси))этилкарбоксилатов общей формулы, представленной на рис. 1. Методы синтеза разработаны на кафедре химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии РТУ МИРЭА под руководством доктора химических наук, проф. Е.Я. Борисовой и защищены патентом на изобретения RU2775616 «2-(2-(диалкиламинополиэтокси))этилкарбоксилаты и их гидрохлориды, обладающие антиаритмической активностью, и фармацевтические композиции на их основе» [3].

Рис. 1. Общая формула соединений класса 2-(2-(диалкиламинополиэтокси))этилкарбоксилатов.

Где n=1, NR₂ = NEt₂, то R¹ = Ph; PhCH₂; PhOCH₂; 2,4-Cl₂C₆H₃OCH₂;

*где NC₄H₈O — морфолино, NC₅H₁₀ — пиперидино.

Структуру всех исследуемых соединений идентифицировали и подтверждали методами химического и физико-химического анализа: инфракрасной, ядерно-магнитного резонанса спектроскопии. Все соединения были хорошо растворимы в воде и представляли собой порошки белого цвета.

Все процедуры по рутинному уходу за животными выполняли в соответствии с современными регуляторными требованиями по проведению доклинических исследований [4] и СОП Центра доклинических исследований и согласовывались с Комиссией по биоэтике ФГБУ «НМИЦК им. акад. Е.И. Чазова» Минздрава России. Условия содержания, ухода и питания животных и все проводимые экспериментальные исследования соответствовали правилам Европейской Конвенции по защите позвоночных животных, используемых для научных целей [5].

Изучение «острой» токсичности проведено методом Deichman, Le Blanc [6] на малом количестве животных с определением показателей ориентировочной летальной дозы у 50% животных (ЛД₅₀). Затем ставили развернутый опыт с введением доз, равноудаленных от ЛД₅₀. Точные показатели токсикометрии ЛД₁₀, ЛД₁₆, ЛД_50±m, ЛД₈₄ рассчитывали методом пробит-анализа по Литчфилду и Уилкоксону [7, 8]. Наблюдение за животными осуществляли на протяжении 14 дней после введения исследуемых веществ, регистрировали общее состояние, особенности поведения и двигательной активности, фиксировали сроки развития интоксикации и гибели животных.

Оценку антиаритмических свойств соединений проводили на моделях нарушения сердечного ритма, имеющих разные механизмы аритмогенного действия: аконитиновая (в/в введение аконитина гидробромида крысам Wistar в дозе 40 мкг/кг,), хлоридкальциевая (в/в введение CaCl₂ в дозе 250 мг/кг,) и хлоридбариевая (в/в введение BaCl₂ в дозе 25 мг/кг) модели аритмии. Данные аритмогены моделируют тяжелые и в большинстве случаев несовместимые с жизнью нарушения сердечного ритма и часто применяются при поиске и в скрининговых исследованиях новых антиаритмических препаратов [9].

Перед началом проведения экспериментальных исследований у животных снимали фоновые данные и регистрировали электрокардиограмму во II стандартном отведении при калибровочном сигнале 10 мм/мВ и при скорости записи 25 мм/с на кардиографе CARDIOVIT AT-1 VET Schiller (Швейцария). Изучаемые соединения вводили за 2—3 мин до введения аритмогена в дозах 1/1—1/100 от ЛД₅₀, установленные в исследованиях «острой» токсичности.

Эффективность антиаритмического действия соединений класса 2-(2-(диалкиламинополиэтокси))этилкарбоксилатов характеризовали способностью предотвращения развития аритмии и прекращения ее действия, восстановления нормального синусового ритма.

Антиаритмическую активность соединений оценивали по величине среднеэффективной дозы (ЭД₅₀), предотвращающей или снимающей нарушения сердечного ритма, антиаритмическому индексу (АИ, ЛД₅₀/ЭД₅₀) и индексу Шнейдера—Брокка (ЛД₁₀/ЭД₉₀). Последний показатель равен диапазону доз между 10% токсичной дозы и 90% эффективной дозы и позволяет наиболее полно охарактеризовать широту терапевтического действия соединений [10].

Оценку антиаритмических свойств соединений класса 2-(2-(диалкиламинополиэтокси))этилкарбоксилатов проводили в сравнении с референс-препаратами, широко применяемыми в кардиологической практике лекарственными средствами — верапамилом («АЛКАЛОИД АД Скопье»), пропранололом (Анаприлин, АО «Татхимфармпрепараты»), новокаинамидом (АО «Органика»), амиодароном (Кордарон, «Санофи-Авентис Франс»).

Проведенные исследования выявили, что показатели ЛД₅₀ для аминоэфиров оксиэтиленового ряда находились в диапазонах значений 308—3900 мг/кг, что указывает на низкую токсичность соединений при однократном внутрибрюшинном введении мышам линии BALB/c. Результаты экспериментов представлены в табл. 1. В соответствии с Согласованной на глобальном уровне системой классификации и маркировки химических веществ (Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)) соединения класса 2-(2-(диалкиламинополиэтокси))этилкарбоксилатов можно отнести к III—IV классу токсичности и опасности химических веществ.

Таблица 1. Параметры эффективности антиаритмического действия и токсичности отобранных наиболее активных соединений класса 2-(2-(диалкиламинополиэтокси))этилкарбоксилатов и референс-препаратов на моделях аритмий

Примечание. АИ — антиаритмический индекс, ЛД₅₀/ЭД_50.

На графических изображениях (рис. 2—4) в качестве иллюстраций представлены электрокардиограммы крыс с нарушениями сердечной деятельности, вызванные аритмогенами: аконитином гидробромидом, хлористым кальцием и хлористым барием. Полученные в экспериментах данные показывают наличие выраженных антиаритмических свойств и заметных преимуществ соединений класса 2-(2-(диалкиламинополиэтокси))этилкарбоксилатов. Данные соединения, по сравнению с референс-препаратами, обладают меньшими показателями токсикометрии и высокими значениями терапевтических индексов (ЛД₅₀/ЭД₅₀). Эти показатели необходимы для оценки целесообразности дальнейших исследований, более подробного изучения фармакологических свойств данного класса соединений, перспективности клинических испытаний и введения в клиническую практику в качестве лекарственных средств для лечения нарушений ритма сердца (табл. 2).

Рис.2.

а — изменения параметров ЭКГ у крысы Wistar после в/в введения аконитина гидробромида в дозе 40 мкг/кг; б — изменения параметров ЭКГ у крысы Wistar после в/в введения аконитина гидробромида в дозе 40 мкг/кг и соединения Б-27 в дозе 100 мг/кг; в — изменения параметров ЭКГ у крысы Wistar после в/в введения аконитина гидробромида в дозе 40 мкг/кг и соединения Б-29 в дозе 0,2 мг/кг; г — изменения параметров ЭКГ у крысы Wistar после в/в введения аконитина гидробромида в дозе 40 мкг/кг и Амиодарона в дозе 4 мг/кг.

Рис. 3.

а — изменения параметров ЭКГ у крысы Wistar после в/в введения BaCl₂ в дозе 25 мг/кг; б — изменения параметров ЭКГ у крысы Wistar после в/в введения BaCl₂ в дозе 25 мг/кг и Амиодарона в дозе 4 мг/кг; в — изменения параметров ЭКГ у крысы Wistar после в/в введения BaCl₂ в дозе 25 мг/кг и соединения Б-29 в дозе 0,4 мг/кг; г — изменения параметров ЭКГ у крысы Wistar после в/в введения BaCl₂ в дозе 25 мг/кг и соединения Б-28 в дозе 20 мг/кг.

Рис. 4.

а — изменения параметров ЭКГ у крысы Wistar после в/в введения CaCl₂ в дозе 250 мкг/кг; б — изменения параметров ЭКГ у крысы Wistar после в/в введения CaCl₂ в дозе 250 мкг/кг и соединения Б-29 в дозе 1 мг/кг; в — изменения параметров ЭКГ у крысы Wistar после в/в введения CaCl₂ в дозе 250 мкг/кг и Верапамила в дозе 3 мг/кг; г — изменения параметров ЭКГ у крысы Wistar после в/в введения CaCl₂ в дозе 250 мкг/кг и соединения Б-16 в дозе 2 мг/кг.

Таблица 2. Антиаритмические свойства гидрохлоридов аминоэфиров оксиэтиленового ряда и референс-препаратов на аконитиновой модели аритмии у крыс Wistar

Особенности антиаритмического действия соединений класса 2-(2-(диалкиламинополиэтокси))этилкарбоксилатов заключаются в том, что они одновременно обладают рядом специфических свойств, свойственных лекарственным средствам для профилактики и лечения нарушений сердечного ритма различных групп. Так, отобранное при скрининге на аконитиновой модели нарушений сердечного ритма наиболее активное соединение Б-29 проявило выраженные антиаритмические свойства на модели как хлоридкальциевой, так и хлоридбариевой аритмии и превосходило по показателям антиаритмического индекса референс-препараты, широко используемые в клинической практике.

Исследование антиаритмического действия при в/ж введении на модели аконитиновой аритмии у крыс Wistar показало, что при данном способе введения сохраняются антиаритмические свойства соединений. Отмечаются более легкое течение аритмии, сокращение ее продолжительности и увеличение выживаемости животных.

Проведенные исследования по поиску активных веществ среди соединений класса 2-(2-(диалкиламинополиэтокси))этилкарбоксилатов показали низкую токсичность соединений данного класса и выраженные антиаритмические свойства, сравнимые по эффективности действия с применяемыми в настоящее время известными лекарственными препаратами. Выявленные антиаритмическая активность и низкая токсичность свидетельствуют о важности, перспективности и целесообразности проведения дальнейших исследований и разработки на основе выявленного наиболее активного соединения Б-29.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.