Értekezésem kidolgozása során a Semmelweis Egyetem Gyógyszerészi Kémiai Intézet és a Chinoin Gyógyszergyár kutatási együttmőködésében folyó szintetikus vizs-gálat-sorozatba kapcsolódhattam be. Ezen kutatások során a nitrogénhídfıs vegyületek vizsgálatában számos eredeti eljárás és szabadalom kidolgozása valósult meg, sikerült eredeti szintézisutat találni a kinazolinokarbolin alkaloidok, köztük a rutekarpin (1) és származékai elıállítására, amely a Merck index minısítése szerint máig a legegyszerőbb és leggazdaságosabb totálszintézis.1 A kinazolinokarbolin-vázas alkaloidok, a rutekarpin (1) és az evodiamin (2) tradicionális népi gyógyászati szerek fı alkaloid komponensei, amelyeket már évezredek óta alkalmaznak a keleti orvoslásban. Az Evodia rutaecarpa szárított termése („Wu-Chu-Yu”) a 200 kiemelt és legszélesebb kör-ben alkalmazott kínai gyógytermék egyike, amelynek fı hatóanyagai a rutekarpin (1), az evodiamin (2) (1. ábra), illetve ezek szubsztituált származékai.
NH
N N
O
NH
N N
O
H C H3
1 2
1. ábra: A rutekarpin (1) és az (S)-evodiamin (2) szerkezete.
A pentaciklusos győrőrendszer szintetikus elıállítására igen nagyszámú eljárás-változatot dolgoztak ki a Nobel-díjas R. Robinson totálszintézisétıl a vezetı kínai, ja-pán, indiai kutatók módszerein át Jan Bergman, a svéd Karolinska Intézet kémia pro-fesszorának megközelítéséig. A kinazolinokarbolinok farmakológiai értékelése a mo-dern tudomány vizsgáló módszereivel csak a kilencvenes évektıl bontakozott ki. A vizsgálatok egyrészt igazolták a természetes növényi kivonatok gyógyító hatásait, más-részt olyan felfedezéseket tettek, melyek következtében e molekulák új gyógyszerfej-lesztések vezérmolekuláivá váltak. Ebbıl három döntı mozzanatot emelek ki, amely a vegyületcsalád részletesebb megismerésére sarkallta a kutatókat.
1. A rutekarpin (1) vérnyomás-szabályozásra gyakorolt hatását vizsgálva megál-lapították kedvezı trombocita-aggregáció gátló, valamint központi antianoxiás hatását.
Kínai kutatók 2004-ben új antihipertenzív hatóanyagként írták le, sıt azonosították vér-nyomásra gyakorolt hatásának biokémiai mechanizmusát, és megállapították, hogy a
rutekarpin (1) vanilloid receptor (VR-1) agonistaként a máig ismert leghatékonyabb en-dogén értágító, mivel a kalcitonin-génhez kapcsolt peptid (CGRP) felszabadulását váltja ki.
2. Megállapították a rutekarpin (1) gyulladásgátló hatását is, amely a szelektív és igen erıs COX-2 izoenzim-gátló hatásának köszönhetı. A 2000-es évek elején a szinte-tikus COX-2 inhibitorok széles családját vezették be a terápiába. A Vioxx® óta jól is-mert kardiovaszkuláris mellékhatások miatt a megbízhatóbb természetes vegyületek ezen a területen is felértékelıdtek.
3. Japán kutatók a rákos sejtek metasztázis-képzı képességét jellemzı migráció-vizsgálat során megállapították, hogy az evodiamin (2) egyedülálló, a ráksejtekre sze-lektív, nem-citotoxikus antimetasztatikus hatással rendelkezik. 2001 után az evodiamin (2) ezirányú farmakológiai kutatása jelentısen kiszélesedett, számos daganatos sejtvo-nalon pozitív eredménnyel tesztelték. (A farmakológiai hatások részletes tárgyalását és a megfelelı irodalmi hivatkozásokat ld. a 2.5. és a 2.6. fejezetekben.)
A rákos megbetegedések kezelése évtizedek óta egyre súlyosabb problémát je-lent az orvostudomány számára. A hatalmas erıfeszítésekkel létrehozott terápiás bázis ellenére folyamatosan nı a daganatos betegségek részaránya a halálokok között, és mára számos országban – így Magyarországon is – a rák a vezetı halálokok egyike; hazánk-ban évente több mint 30 ezer beteg hal meg és 60-80 ezer új megbetegedést regisztrál-nak. A teljes egészségügyi költségvetés 10-12 százalékát fordítjuk onkológiára, ami körülbelül 180-200 milliárd forintot jelent, ezen belül a jelenlegi gyógyszerkasszából 18-20 %-ot – 60-65 milliárd forintot – képvisel az onkológiai terület gyógyszerigénye.
Ezek az adatok is mutatják, hogy a sok évtizede tartó hatalmas erıfeszítések ellenére a mai napig megoldatlan kérdés a rák etiológiája, prevenciója és kezelése.
Számos tényezı indukálhatja a sejtek malignus transzformációját, pl.
xenobiotikumok, ionizáló és nemionizáló sugárzás, spontán mutáció, stb. A daganatsej-tek jellegzetesen kikerülnek a szervezet irányítása alól, és megnövekedett tápanyagfel-vétel mellett korlátlan szaporodásnak indulnak. A kóros mértékő tápanyagfeltápanyagfel-vétellel gyengítik a szervezetet, különbözı mediátorok termelésével képesek módosítani az egészséges szövetek mőködését is. A daganatos folyamatok akkor válnak rosszindulatú, halálos kórrá, amikor a malignus sejtek az érfalat áttörve behatolnak a keringési rend-szerbe és más szövetekbe, szervekbe eljutva áttéteket hoznak létre. A kezelés nem
kon-centrálódhat kizárólag a tumor sebészi eltávolítására, mivel a mikrometasztázisok a be-avatkozás után gyors növekedésnek indulnak, és a kezelés korai stádiumában alkalma-zott kemoterápiás módszerekre rezisztens újabb malignus burjánzást indítanak. A rákát-tét-gátló, ún. antimetasztatikus farmakonok hivatottak szelektíven és specifikusan gá-tolni vagy megakadályozni ezeket a folyamatokat. Jelenleg még nincs forgalomban ki-fejezetten antimetasztatikus hatású gyógyszerkészítmény, ám a nemzetközi tudományos szakirodalom tanúsága szerint a kilencvenes évek eleje óta számos kutatóhely intenzí-ven foglalkozik a témával.*
Doktori értekezésemben a jelenlegi daganatterápia általános jellemzıinek rövid bemutatása után vázolom az antimetasztatikus terápiás eljárások utáni kutatás jelenlegi módszereit és fıbb irányvonalait a teljesség igénye nélkül – tekintettel a terület terje-delmes ismeretanyagára. Az alkaloidok terápiás és gyógyszerkémiai szerepe kiemelke-dıen fontos a rákellenes küzdelemben. Kísérleti tevékenységem is az e területen folyó kutatásokhoz kapcsolódott, ezért röviden ismertetem a munkám alapját szolgáltató pentaciklusos alkaloidok [rutekarpin (1), evodiamin (2), nauklefin (3), luotonin A (4), B (5)], illetve az indolil-kinazolon-vázas alkaloid, a bouchardatin (6) szerkezetét, izolálá-sát, szintetikus megközelítéseit, valamint farmakológiai tulajdonságait.
Dolgozatomban azon eredményeket foglalom össze, amelyeket biciklusos, ill.
triciklusos alapgyőrő-rendszerek kialakítása és reaktivitás-vizsgálata során értünk el.
Ezek a vizsgálatok lehetıséget adtak az alapgyőrők célzott továbbépítésével új pentaciklusos győrőrendszerek totálszintézisére, alkaloid hibridek racionális elıállításá-ra. A vegyületek azonosítását, részletes szerkezetvizsgálatát, jellemzı tautomer egyen-súlyaik felderítését spektroszkópiai módszerekkel (IR, UV, NMR, MS) végeztük. Sor került a vegyületek egy részének elızetes farmakológiai vizsgálataira is (méhnyakrák sejtvonal osztódásának gátlása, apoptózis indukálása, kaszpáz izoenzim aktiváló hatás) a Semmelweis Egyetem Gyógyszerhatástani Intézet munkatársaival létrejött kooperáció-ban.
* Az antimetasztatikus hatást az angol szakirodalom antimetastatic activity, anti-cell invasion activity, anti-migration effect kifejezésekkel jelöli.