Новые азотсодержащие производные андростана, подавляющие пролиферацию клеток карциномы простаты

А.С. Латышева¹*, А.Ю. Мишарин¹, А.В. Веселовский¹, Г.Е. Морозевич¹, Р.А. Новиков², В.А. Золотцев¹

¹Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича,
119121, Москва, Погодинская ул., 10; *e-mail: aidanlinch@gmail.com
²Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук,
19991, Москва, ул. Вавилова, 32

Ключевые слова: азотсодержащие стероидные производные; клетки карциномы простаты; ингибиторы СYP17А1; синтез производных стероидов; антипролиферативная активность; молекулярный докинг

DOI: 10.18097/BMCRM00241

ВВЕДЕНИЕ

Многие синтетические стероидные производные привлекают внимание исследователей в качестве потенциальных препаратов для терапии гормон-зависимых онкологических заболеваний, в первую очередь рака предстательной железы (РПЖ). Производные андростана, содержащие в положении 17 азотсодержащий гетероцикл (3-пиридил-, 2-пиридил, 4-пиридил-, 1-пиразолил-, 1-имидазолил-, 1,2,3-триазол-1-ил-, 1,2,3-триазол-2-ил-, 1,2,4-триазол-1-ил-, 1Н-бензимидазол-1-ил-) способны подавлять активность ключевого фермента биосинтеза андрогенов – 17α-гидроксилазы-17/20-лиазы (CYP17A1) и андрогенового рецептора, а также пролиферацию клеток карциномы простаты [1-6]. Два соединения этого ряда – андроста-5,16-диен-17-(3-пиридил)-3b-ол (абиратерон) 1 и андроста-5,16-диен-гидрокси-17-(1Н-бензимидазол-1-ил)-3b-ол (галетерон, известный также как VN/124-1 и TOK-001) 2 – обладают высоким фармакологическим потенциалом [7-9]. Абиратерон (1) рекомендован в качестве препарата для лечения поздних стадий РПЖ; галетерон (2) охарактеризован как комплексный противораковый препарат, обладающий тремя активностями – ингибитора CYP17A1, антагониста рецептора андрогенов и агента, ускоряющего его протеосомную деградацию.

В настоящее время разработаны схемы синтеза различных гибридных молекул, объединяющих в своей структуре стероидный фрагмент и азотсодержащий гетероцикл; получено множество биологически активных азотсодержащих стероидных производных [6, 10-20]. Работы в этой области являются современным научным трендом и активно ведутся во многих научных коллективах, в том числе и в нашей группе.

В данной работе мы синтезировали небольшую серию новых азотсодержащих производных андростана 3–8 (рис. 1), построили молекулярные модели связывания этих соединений в активном центре CYP17A1 и провели первичный скрининг их антипролиферативной активности в клетках карциномы простаты.

Стероидный фрагмент соединений 3–5 (3β-гидроксиандроста-5,16-диен-17-ил) идентичен таковому в структуре абиратерона и галетерона, стероидный фрагмент соединений 6–8 представляет собой его 16-насыщенный аналог. В качестве азотсодержащих гетероциклов были выбраны: оксазолин-2-ил (в соединениях 3 и 6), бензоксазол-2-ил (в соединениях 4 и 7) и бензимидазол-2-ил (в соединениях 5 и 8). Ранее мы разработали удобный синтез этих гетероциклов исходя из соответствующих карбоновых кислот, а также показали, что производные 17(20)-21-норпрегнена, модифицированные этими гетероциклами, обладают высокой антипролиферативной активностью [21-24].

Полученные в данной работе результаты свидетельствуют, что соединения 3 и 5 способны взаимодействовать с CYP17A1, подавляют пролиферацию андроген-зависимых и андроген-независимых клеток карциномы простаты значительно более эффективно, нежели абиратерон и галетерон, что позволяет рассматривать их в качестве перспективных кандидатов для разработки новых противораковых препаратов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Абиратерон (1) был получен от компании «ChemLeader Ltd» (Китай) галетерон (2) – от компании «Selleck» (США), 3β-ацетоксиандроста-5,16-диен-17-карбоновая кислота 9 была синтезирована по методу [4], 3β-ацетоксиандрост-5-ен-17β-карбоновая кислота 10 – по методу [25]; химические реактивы были получены от «Merck», «Aldrich» (США), «Acros» и «МедХимЛаб» (Россия); растворители были очищены стандартными методами.

Синтез оксазолинов 3 и 6

Суспензию пиридиниевой соли 3β-ацетоксиандроста-5,16-диен-17-карбоновой или 3β-ацетоксиандрост-5-ен-17β-карбоновой кислоты (1.0 ммоль) и трифенилфосфина (996 мг, 3.8 ммоль) в 10 мл абсолютного ацетонитрила охлаждали до 2^oC при постоянном перемешивании. Далее в течение 10 мин по каплям прибавляли смесь CCl₄ (0.97 мл, 10 ммоль) и абсолютного ацетонитрила (5 мл) и смесь продолжали перемешивать при 2^oC до полного растворения осадка (≈90 мин). К полученному раствору при 2^oC в течение 10 мин по каплям прибавляли смесь этаноламина (80 мкл, 1.3 ммоль), триэтиламина (557 мкл, 4.0 ммоль) и абсолютного ацетонитрила (5 мл), смесь перемешивали при 2^oC в течение 10 мин. Охлаждение снимали и смесь продолжали перемешивать при амбиентной температуре ещё 2 ч. Раствор концентрировали до объёма 5 мл и разбавляли бензолом (30 мл). Полученный раствор промывали насыщенным раствором K₂CO₃ (10 мл), насыщенным раствором NaCl (20 мл), сушили над Na₂SO₄ и упаривали. Остаток растворяли в кипящей смеси 9 мл толуола и 12 мл гексана. Далее раствор выдерживали 2 ч при комнатной температуре, отделяли выпавший кристаллический осадок трифенилфосфиноксида, фильтрат упаривали, остаток очищали при помощи флэш-хроматографии на силикагеле в системе гексан-ацетон (2 : 1). Фракцию, содержащую ацетилированный оксазолин, упаривали досуха, остаток растворяли в метаноле (5 мл), к раствору добавляли воду (3 мл) и K₂CO₃ (1.0 г), смесь кипятили при перемешивании в течение 40 мин. После охлаждения к остатку добавляли хлороформ (20 мл) и воду (5 мл). Водный слой экстрагировали хлороформом (15 мл). Объединённый хлороформный экстракт промывали насыщенным раствором NaCl (20 мл), сушили над Na₂SO₄, упаривали, очищали при помощи флэш-хроматографии на силикагеле в системе гексан-ацетон (3 : 2) и кристаллизовали из метанола.

2’-(3β-гидроксиандроста-5,16-диен-17-ил)-4’,5’-дигидро-1’,3’-оксазол 3 (185 мг, 0.54 ммоль, 54%); белые иглы с т. пл. 165^oC; МСВР, рассчитано для [C₂₂H₃₂NO₂]⁺: 342.2428, найдено: 342.2419; ¹H ЯМР (CD₃OD): 0.99 (3H, с, H-18); 1.09 (3H, с, H-19); 3.42 (1H, м, H-3); 3.89 и 4.25 (каждый 2H, м, CH₂-оксазолин); 5.38 (1H, м, H-6); 6.54 (1H, дд, J = 2.0 Гц, J = 3.2 Гц H-16); ¹³C ЯМР (CD₃OD): 14.9 (C-18); 18.4 (C-19); 20.5 (C-11); 30.4 (C-8); 30.9 (C-2); 31.2 (C-7); 31.4 (C-15); 34.8 (C-12); 36.5 (C-10); 37.1 (C-1); 41.7 (C-4); 46.1 (C-13); 50.8 (C-9); 53.9 (C-5’); 57.0 (C-14); 66.0 (C-4’); 71.0 (C-3); 120.6 (C-6); 138.8 (C-16); 141.4 (C-5); 143.0 (C-17); 162.8 (C-2’).

2’-(3β-гидроксиандрост-5-ен-17β-ил)-4’,5’-дигидро-1’,3’-оксазол 6 (151 мг, 0.44 ммоль, 44%); белые иглы с т. пл. 181^oC; МСВР, рассчитано для [C₂₂H₃₄NO₂]⁺: 344.2584, найдено: 344.2569; ¹H ЯМР (CD₃OD): 0.72 (3H, с, H-18); 1.05 (3H, с, H-19); 3.42 (1H, м, H-3); 3.78 и 4.28 (каждый 2H, м, CH₂-оксазолин); 5.36 (1H, м, H-6); ¹³C ЯМР (CD₃OD): 12.1 (C-18); 18.4 (C-19); 20.7 (C-11); 24.1 (×2) (C-15, C-16); 30.9 (C-2); 31.5 (C-7); 32.1 (C-8); 36.4 (C-10); 37.2 (C-1); 38.0 (C-1); 41.7 (C-4); 43.7 (C-13); 49.5 (C-17); 50.4 (C-9); 52.9 (C-5’); 56.0 (C-14); 66.9 (C-4’); 71.0 (C-3); 120.7 (C-6); 141.1 (C-5); 170.7 (C-2’).

Синтез бензоксазолов 4 и 7

Смесь 3β-ацетоксиандроста-5,16-диен-17-карбоновой или 3β-ацетоксиандрост-5-ен-17β-карбоновой кислоты (1.0 ммоль), трифенилфосфина (996 мг, 3.8 ммоль), абсолютного пиридина (6 мл) и абсолютного ацетонитрила (6 мл) при постоянном перемешивании охлаждали до 2^oC. Далее в течение 10 мин по каплям прибавляли смесь CCl₄ (0.97 мл, 10 ммоль) и абсолютного ацетонитрила (2 мл) и продолжали перемешивать при 2^oC в течение 90 мин. К полученному раствору при 2^oC в течение 10 мин по каплям прибавляли смесь о-аминофенола (142 мг, 1.3 ммоль), абсолютного пиридина (0.4 мл, 5 ммоль) и абсолютного ацетонитрила (5 мл). Смесь перемешивали при 2^oC в течение 10 мин, затем прибавляли трифенилфосфин (512 мг, 2.0 ммоль) и перемешивали при 50^оС в течение 3 ч. Затем смесь концентрировали до объёма 5 мл и разбавляли бензолом (50 мл). Полученный раствор промывали насыщенным раствором K₂CO₃ (10 мл), насыщенным раствором NaCl (20 мл), сушили над Na₂SO₄ и упаривали. Остаток растворяли в кипящей смеси 9 мл толуола и 12 мл гексана. Раствор выдерживали 2 ч при комнатной температуре, отделяли выпавший кристаллический осадок трифенилфосфиноксида, фильтрат упаривали, остаток очищали при помощи флэш-хроматографии на силикагеле в системе гексан-ацетон (2 : 1). Фракцию, содержащую ацетилированный бензоксазол, упаривали досуха, остаток растворяли в метаноле (5 мл), к раствору добавляли воду (3 мл) и K₂CO₃ (1.0 г). Смесь кипятили при перемешивании в течение 40 мин, после охлажения к остатку добавляли хлороформ (20 мл) и воду (5 мл), водный слой экстрагировали смесью хлороформ-метанол (2 : 1, 15 мл); объединённый хлороформный экстракт промывали насыщенным раствором NaCl (20 мл), сушили над Na₂SO₄, упаривали, очищали при помощи флэш-хроматографии на силикагеле в системе гексан-ацетон (3 : 2) и кристаллизовали из метанола.

2’-(3β-гидроксиандроста-5,16-диен-17-ил)-бензоксазол 4 (156 мг, 0.4 ммоль, 40%); светло-бежевые иглы с т. пл. 173^oC; МСВР, рассчитано для [C₂₆H₃₂NO₂]⁺: 390.2428, найдено: 390.2422; ¹H ЯМР (CD₃OD): 1.12 и 1.13 (каждый 3H, с, H-18, H-19); 3.43 (1H, м, H-3); 5.39 (1H, м, H-6); 6.91 (1H, дд, J = 2.0 Гц, J = 3.3 Гц); 7.34 (2H, м, арил); 7.50-7.75 (2H, м, арил); ¹³C ЯМР (CD₃OD): 15.1 (C-19); 18.4 (C-18); 20.6 (C-11); 30.4 (C-8); 31.0 (C-2); 31.2 (C-7); 31.9 (C-15); 34.9 (C-12); 36.4 (C-10); 37.1 (C-1); 41.7 (C-4); 46.6 (C-13); 50.8 (C-9); 57.0 (C-14); 71.0 (C-3); 109.9 (C-5’); 119.2 (C-8’); 120.5 (C-6); 124.5 (C-6’); 124.9 (C-7’); 138.8 (C-16); 141.5 (×2) (C-5, C-4’); 142.4 (C-17); 149.9 (C-9’); 168.0 (C-2’).

2’-(3β-гидроксиандрост-5-ен-17β-ил)-бензоксазол 7 (166 мг, 0.42 ммоль, 42%); молочно белые иглы с т. пл. 215^oC; МСВР, рассчитано для [C₂₆H₃₄NO₂]⁺: 392.2584, найдено: 392.2577; ¹H ЯМР (CD₃OD): 0.66 (3H, с, H-18); 1.05 (3H, с, H-19); 3.03 (1H, м, H-17); 3.44 (1H, м, H-3); 5.39 (1H, м, H-6); 7.35 (2H, м, арил); 7.50-7.75 (2H, м, арил); ¹³C ЯМР (CD₃OD): 12.4 (C-18); 18.4 (C-19); 20.7 (C-11); 24.2 (C-15); 24.5 (C-16); 31.0 (C-2); 31.5 (C-7), 32.2 (C-8); 36.4 (C-10); 37.2 (C-1); 37.9 (C-12); 41.7 (C-4); 45.2 (C-13); 50.2 (C-17); 50.4 (C-9); 56.1 (C-14); 71.0 (C-3); 109.9 (C-5’); 118.6 (C-8’); 120.7 (C-6); 124.0 (C-6’); 124.5 (C-7’); 140.5 (C-4’); 141.1 (C-5); 150.7 (C-9’); 168.6 (C-2’).

Синтез бензимидазолов 5 и 8

3β-Ацетоксиандроста-5,16-диен-17-карбоновую или 3β-ацетоксиандрост-5-ен-17β-карбоновую кислоту (1 ммоль) высушивали упариванием с абсолютным толуолом, к остатку добавляли абсолютный толуол (5 мл). Смесь охлаждали до 2^oC, и при перемешивании по каплям прибавляли раствор оксалилхлорида (0.5 мл, 6.0 ммоль) в абсолютном толуоле (5 мл). Смесь перемешивали 10 мин при 2^oC, полученный раствор выдерживали 2 ч при комнатной температуре, упаривали досуха, остаток трижды переупаривали с абсолютным толуолом, и растворяли в 5 мл абсолютного толуола. Полученный раствор по каплям добавляли к перемешиваемому раствору o-фенилендиамина (152 мг, 1.4 ммоль) и триэтиламина (0.16 мл, 2.0 ммоль) в 3 мл абсолютного дихлорметана при 2^oC. Смесь перемешивали 1 ч при комнатной температуре, упаривали; к остатку добавляли хлороформ (20 мл) и насыщенный раствор NaHCO₃ (10 мл). Хлороформный экстракт последовательно промывали водой (10 мл), 1% HCl (2× 10 мл), насыщенным раствором NaCl (2× 5 мл), сушили над Na₂SO₄ и упаривали. Полученный в виде сухой жёлтой пены 3β-ацетокси-17-(2-аминофенилкарбамоил)-андроста-5,16-диен растворяли в 8 мл абсолютного толуола, раствор переносили в круглодонную колбу объёмом 50 мл и добавляли 100 мг кислой Al₂O₃. Смесь упаривали досуха. Колбу, содержащую остаток в виде твёрдой плёнки, помещали в микроволновую печь и проводили облучение при 700 W в течение 8 мин. К остатку добавляли хлороформ (5 мл), триэтиламин (0.1 мл) и силикагель (1.5 г); смесь упаривали досуха, и остаток наслаивали на сухой силикагель, помещённый в короткую хроматографическую колонку. Фракцию, содержащую ацетилированный бензимидазол, элюировали смесью гексан-ацетон (2 : 1) упаривали досуха, остаток растворяли в метаноле (5 мл). К раствору добавляли воду (3 мл) и K₂CO₃ (1.0 г). Смесь кипятили при перемешивании в течение 40 мин. После охлажения к остатку добавляли хлороформ (20 мл) и воду (5 мл). Водный слой экстрагировали смесью хлороформ-метанол (2 : 1, 15 мл). Объединённый хлороформный экстракт промывали насыщенным раствором NaCl (20 мл), сушили над Na₂SO₄, упаривали, очищали при помощи флэш-хроматографии на силикагеле в системе гексан-ацетон (3 : 2) и кристаллизовали из метанола.

2’-(3β-гидроксиандроста-5,16-диен-17-ил)-(1H)-бензимидазол 5 (260 мг, 0.67 ммоль, 67%); светло-бежевые пластинки с т. пл. 190^оC; МСВР, рассчитано для [C₂₆H₃₃N₂O]⁺: 389.2587, найдено: 389.2577; ¹H ЯМР (CD₃OD): 1.13 (3H, с, H-18); 1.18 (3H, с, H-19); 3.45 (1H, м, H-3); 5.40 (1H, м, H-6); 6.59 (1H, дд, J = 1.9 Гц, J = 3.3 Гц, H-16); 7.21 и 7.35 (каждый 2H, м, арил); ¹³C ЯМР (CD₃OD): 15.2 (C-18); 18.4 (C-19); 20.6 (C-11); 30.4 (C-8); 31.0 (C-2); 31.3 (C-7); 31.6 (C-15); 34.9 (C-12); 36.6 (C-10); 37.1 (C-1); 41.7 (C-4); 46.7 (C-13); 50.9 (C-9); 57.4 (C-14); 71.1 (C-3); 114.3 (×2) (C-5’, C-8’); 120.6 (C-6); 122.0 (×2) (C-6’, C-7’); 133.6 (C-16); 141.4 (C-5); 145.3 (C-17), 149.3 (×2) (C-4’, C-9’); 159.2 (C-2’).

2’-(3β-гидроксиандрост-5-ен-17β-ил)-(1H)-бензимидазол 8 (250 мг, 0.64 ммоль, 64%); молочно-белые пластинки с т. пл. 210^оC. МСВР, рассчитано для [C₂₆H₃₅N₂O]⁺: 391.2744, найдено: 391.2741; ¹H ЯМР (CD₃OD): 0.65 (3H, с, H-18); 1.04 (3H, с, H-19); 2.98 (1H, т, J = 9.9 Гц, H-17) 3.44 (1H, м, H-3); 5.38 (1H, м, H-6); 7.19 и 7.52 (каждый 2H, м, арил); ¹³C ЯМР (CD₃OD): 12.4 (C-18); 18.4 (C-19); 20.7 (C-11); 24.2 (C-15); 25.0 (C-16); 30.9 (C-2); 31.6 (C-7); 32.3 (C-8); 36.4 (C-10); 37.2 (C-1); 37.7 (C-12); 41.7 (C-4); 44.9 (C-13); 50.5 (C-9); 50.8 (C-17); 56.2 (C-14); 71.1 (C-3); 113.9 (×2) (C-5’, C-8’); 120.8 (C-6); 121.7 (×2) (C-6’, C-7’); 137.9 (×2) (C-4’, C-9’); 141.1 (C-5); 155.4 (C-2’).

¹H-ЯМР и ¹³C-ЯМР спектры регистрировали на приборе Avance III (300 МГц, «Bruker», Германия) в CDCl₃ или CD₃OD; значения d CHCl₃ в спектрах ¹Н-ЯМР и ¹³С-ЯМР: 7.25 и 77.16 соответственно. Масс-спектры высокого разрешения (МСВР) регистрировали на приборе Apex Ultra FT ICR MS («Bruker») в режиме ионизации электроспреем. Температуру плавления кристаллических соединений определяли в стеклянном капилляре.

Флэш-хроматографию проводили на силикагеле G (0.060–0.200 мм, «Acros», Бельгия) и силикагеле G (0.015–0.040 мм, «Merck», Германия) в стеклянных колонках при атмосферном давлении; аналитическую ТСХ проводили на пластинках UV254-HPTLC silica gel plates («Merck»). Визуализацию веществ на хроматограммах проводили в УФ свете (254 нм) и/или опрыскиванием 2.5% раствором (NH₄)₂Mo₂O₇ в 5% водном растворе серной кислоты с последующим нагреванием.

Докинг соединений 3–8 в активный центр CYP17A1

Для построения моделей взаимодействия соединений 3–8 с цитохромом СYP17A1 была использована структура комплекса человеческого CYP17A1 с абиратероном, полученная из PDB (id – 3RUK). Структуры соединений 3–8 строили в программе SYBYL 8.1 («Tripos Inc.», США). Структуры низкомолекулярных соединений и белка оптимизировали методом минимизации энергии по методу Пауэлла с использованием силового поля Tripos в вакууме. Парциальные атомные заряды белка и исследуемых лигандов рассчитывали методом Гастайгера-Хюккеля. Докинг проводили с использованием программы Autodock Vina [26]. Межмолекулярные взаимодействия между белком и лигандами определяли с помощью PLIP сервера [27].

Влияние соединений 3–8 на пролиферацию клеток LNCaP и PC-3

Клетки LNCaP и PC-3 («АТСС», США) культивировали в среде RPMI 1640, содержащей 10% сыворотку теленка (FCS; «Gibco», США), и 1% смесь пенициллина и стрептомицина («Gibco») в атмосфере 5% CO₂ при 37°C в течение 24 ч. Для эксперимента клетки пересаживали в 96-ячеечные планшеты с плотностью 2×10⁴ клеток на ячейку, культивировали 48 ч и затем инкубировали с исследуемыми соединениями в течение 96 ч. После инкубации к клеткам прибавляли раствор 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолий бромида (MTT, 5 мг/мл), инкубировали 4 ч, после чего определяли поглощение при 570 нм на приборе SpectraMax 190 Microplate Reader («Molecular Bioproducts», США) [28]. Жизнеспособность клеток, выражали в процентах от контроля. Каждый эксперимент проводили в трёх повторах и независимо повторяли не менее четырёх раз. Значения GI₅₀ (growth inhibition 50%) для исследуемых соединений рассчитывали по уравнению Хилла с использованием программы SPSS 21 в диапазоне концентраций от 10 до 40 мкМ.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Схема синтеза соединений 3–8 представлена на рисунке 2. 3β-Aцетоксиандроста-5,16-диен-17-карбоновая кислота 9 и 3β-ацетоксиандрост-5-ен-17β-карбоновая кислота 10 были превращены в оксазолины 3 и 6, а также в бензоксазолы 4 и 7 методами, разработанным нами ранее [21, 24]. Для получения бензимидазолов 5 и 8 кислоты 9 и 10 сначала превращали в соответствующие хлорангидриды реакцией с оксалилхлоридом, затем добавляли о-фенилендиамин; полученные амиды без выделения подвергали микроволновому облучению в присутствии Al₂O_3, что приводило к циклизации; удаление ацетатной защитной группы приводило к целевым продуктам.

Соединения 3–8 были выделены в индивидуальном состоянии, их структура была охарактеризована спектрами ¹H ЯМР и ¹³C ЯМР и МСВР.

Модели взаимодействия соединений 3–8 с CYP17A1 были построены с использованием молекулярного докинга (рис. 3).

На рисунке 3А представлены результаты контрольного докинга абиратерона (1) и галетерона (2) в активный центр CYP17A1 человека, воспроизводящие структуры белок-лигандных комплексов (PDB id – 3RUK и 3SWZ) со значением RSMD 0.51 Å.

На рисунке 3B представлены результаты докинга оксазолинов 3 и 6 в активный центр CYP17A1, показывающие, что атом железа гема образует координационную связь с атомом азота оксазолинового цикла; стероидный цикл оксазолинов 3, 6 и абиратерона (1) располагается практически одинаково; 3β-гидроксильная группа всех соединений расположена близко к остатку Asn-202, что делает возможным образование соответствующих водородных связей.

Докинг бензоксазолов 4 и 7 (рис. 3C) и бензимидазолов 5 и 8 (рис. 3D) в активный центр CYP17A1 показывает, что производные андроста-5,16-диена 4 и 5 способны образовать стабильный комплекс с ферментом, аналогичный комплексу CYP17A1-галетерон, в котором атом азота гетероцикла координируется с железом гема. Напротив, производные андрост-5-ена 7 и 8 могут связываться в активном центре CYP17A1 только если гетероцикл располагается параллельно плоскости гема.

Таким образом, результаты докинга показали возможность связывания соединений 3–8 с CYP17A1, а также, что положение соединения в активном центре определяется структурой гетероцикла и присутствием двойной связи в положении 16.

Известно, что абиратерон и галетерон слабо влияют на пролиферацию клеток LNCaP и PC-3 при кратковременной (24 ч) инкубации, однако значительно подавляют её при продолжительной (96 ч и 120 ч) инкубации [29, 30]. Оценивая пролиферацию клеток по МТТ-тесту [28], мы нашли, что соединения 3–8 оказывают на клетки аналогичный эффект. В таблице 1 приведены данные для соединений 1–8 при 96 ч инкубации.

Данные таблицы 1 свидетельствуют, что способность подавлять пролиферацию клеток LNCaP и PC-3 зависит от структуры гетероцикла (оксазолин > бензимидазол > бензоксазол) и наличия двойной связи в положении 16 (ненасыщенные > насыщенные). Среди новых соединений выявлены два: 2’-(3β-гидроксиандроста-5,16-диен-17-ил)-4’,5’-дигидро-1’,3’-оксазол 3 и 2’-(3β-гидроксиандроста-5,16-диен-17-ил)-(1H)-бензимидазол 5, антипролиферативная активность которых значительно превышала активность абиратерона и галетерона.

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

Данная работа не включает исследования, в которых в качестве объекта выступали люди или животные.

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Работа выполнена при финансовой поддержке Программы фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2021–2030 годы) (№ 122030100170-5).

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ling, Y.Z., Li, J.S., Liu, Y., Kato, K., Klus, G.T., Brodie, A. (1997) 17-Imidazolyl, pyrazolyl, and isoxazolyl androstene derivatives. Novel steroidal inhibitors of human cytochrome C17,20-lyase (P450(17 alpha). J. Med. Chem., 40(20), 3297–3304. DOI
2. Njar, V.C.O., Kato, K., Nnane, I.P., Grigoryev, D.N., Long, B.J., Brodie, A. (1998) Novel 17-azolyl steroids, potent inhibitors of human cytochrome 17 alpha-hydroxylase-C17,20-lyase (P450(17) alpha): Potential agents for the treatment of prostate cancer. J. Med. Chem., 41(6), 902–912. DOI
3. Njar, V.C., Brodie, A.M. (1999) Inhibitors of 17alphahydroxylase/ 17,20-lyase (CYP17): Potential agents for the treatment of prostate cancer. Curr. Pharm. Des., 5(3), 163–180.
4. Zhu, N., Ling, Y., Lei, X., Handratta, V., Brodie, A.M.H. (2003) Novel P450(17alpha) inhibitors: 17-(2′-oxazolyl)- and 17-(2′-thiazolyl)-androstene derivatives. Steroids, 68(7–8), 603–611. DOI
5. Bruno, R.D., Njar, V.C. (2007) Targeting cytochrome P450 enzymes: A new approach in anti-cancer drug development. Bioorg Med. Chem., 15(15), 5047–5060. DOI
6. Baston, E., Leroux, F.R. (2007) Inhibitors of steroidal cytochrome P450 enzymes as targets for drug development. Recent. Pat. Anticancer. Drug Discov., 2(1), 31–58. DOI
7. Potter, G.A., Barrie, S.E., Jarman, M., Rowlands, M.G. (1995) Novel steroidal inhibitors of human cytochrome P45017 alpha (17 alpha-hydroxylase-C17,20-lyase): Potential agents for the treatment of prostatic cancer. J. Med. Chem., 38(13), 2463–2471. DOI
8. Handratta, V.D., Vasaitis, T.S., Njar, V.C., Gediya, L.K., Kataria, R., Chopra, P., Newman, D. Jr., Farquhar, R., Guo, Z., Qiu, Y., Brodie, A.M. (2005) Novel C-17-heteroaryl steroidal CYP17 inhibitors/antiandrogens: Synthesis, in vitro biological activity, pharmacokinetics, and antitumor activity in the LAPC4 human prostate cancer xenograft model. J. Med. Chem., 48(8), 2972–2984. DOI
9. Njar, V.C., Brodie, A.M. (2015) Discovery and development of Galeterone (TOK-001 or VN/124-1) for the treatment of all stages of prostate cancer. J. Med. Chem., 58(5), 2077–2087. DOI
10. Hartmann, R.W., Ehmer, P.B., Haidar, S., Hector, M., Jose, J., Klein, C.D., Seidel, S.B., Sergejew, T.F., Wachall, B.G., Wächter, G.A., Zhuang, Y. (2002) Inhibition of CYP 17, a new strategy for the treatment of prostate cancer. Arch. Pharm. (Weinheim), 335(4), 119–128. DOI
11. Salvador, J.A., Pinto, R.M., Silvestre, S.M. (2013) Steroidal 5α-reductase and 17α-hydroxylase/17,20-lyase (CYP17) inhibitors useful in the treatment of prostatic diseases. J. Steroid Biochem. Mol. Biol., 137, 199–222. DOI
12. Salvador, J.A.R., Moreira, V.M., Silvestre, S.M. (2013) Steroidal CYP17 Inhibitors for Prostate Cancer Treatment: From Concept to Clinic. Chapter 12 In: Advances in Prostate Cancer (Hamilton, G., ed.); InTech, 704 p. DOI
13. Bird, I.M., Abbott, D.H. (2016) The hunt for a selective 17,20 lyase inhibitor; learning lessons from nature. J. Steroid Biochem. Mol. Biol., 163, 136–146. DOI
14. Stulov, S.V., Misharin, A.Y. (2013) Synthesis of steroids with nitrogen-containing substituents in ring D. Chem. Heterocycl. Comp., 48, 1431–1472. DOI
15. Singh, R., Panda, G. (2013) An overview of synthetic approaches for heterocyclic steroids, Tetrahedron, 69(14), 2853–2884. DOI
16. Owen, C.P. (2009) 17alpha-hydroxylase/17,20-lyase (p450(17alpha)) inhibitors in the treatment of prostate cancer: A review. Anticancer Agents Med. Chem., 9(6), 613–626. DOI
17. Vasaitis, T.S., Bruno, R.D., Njar, V.C. (2011) CYP17 inhibitors for prostate cancer therapy. J. Steroid Biochem. Mol. Biol., 125(1–2), 23–31. DOI
18. Latysheva, A.S., Misharin, A.Yu. (2018) Steroidal inhibitors of CYP17A1 — the template for novel anti-cancer agents development. Biomedical Chemistry: Research and Methods, 1(2), e00020. DOI
19. Latysheva, A.S., Zolottsev, V.A., Pokrovsky, V.S., Khan, I.I., Misharin, A.Y. (2021) Novel nitrogen containing steroid derivatives for prostate cancer treatment. Curr. Med. Chem., 28(40), 8416–8432. DOI
20. Huo, H., Li, G., Shi, B., Li, J. (2022) Recent advances on synthesis and biological activities of C-17 aza-heterocycle derived steroids. Bioorg. Med. Chem., 69, 116882. DOI
21. Kostin, V.A., Zolottsev, V.A., Kuzikov, A.V., Masamrekh, R.A., Shumyantseva, V.V., Veselovsky, A.V., Stulov, S.V., Novikov, R.A., Timofeev, V.P., Misharin, A.Y. (2016) Oxazolinyl derivatives of [17(20)E]-21-norpregnene differing in the structure of A and B rings. Facile synthesis and inhibition of Cyp17A1 catalytic activity. Steroids, 115, 114–122. DOI
22. Zolottsev, V.A., Kostin, V.A., Novikov, R.A., Tkachev, Ya.V., Zavialova, M.G., Taratynova, M.O., Latysheva, A.S., Zazulina, O.V., Timofeev, V.P., Misharin, A.Yu. (2018) Synthesis of nitrogen-containing derivatives of 17(20)-pregnenoic, 17β-hydroxypregnanoic, and 17α-hydroxypregnanoic acids as new potential antiandrogens. Russ. Chem. Bull., 67, 667–681. DOI
23. Kostin, V.A., Latysheva, A.S., Zolottsev, V.A., Tkachev, Ya.V., Timofeev, V.P., Kuzikov, A.V., Shumyantseva, V.V., Morozevich, G.E., Misharin, A.Yu. (2018) Oxazoline derivatives of [17(20)E]-21- norpregnene – inhibitors of CYP17A1 activity and proliferation of prostate carcinoma cells. Russ. Chem. Bull., 67, 682–687. DOI
24. Zolottsev, V.A., Tkachev, Y.V., Latysheva, A.S., Kostin, V.A., Novikov, R.A., Timofeev, V.P., Morozevich, G.E., Kuzikov, A.V., Shumyantseva, V.V., Misharin, A.Y. (2018) Comparison of [17(20)E]-21-norpregnene oxazolinyl and benzoxazolyl derivatives as inhibitors of CYP17A1 activity and prostate carcinoma cells growth. Steroids, 129, 24-34. DOI
25. Staunton, J., Eisenbraun, E.J. (1962) 3β-Acetoxyetienic acid [3β-Acetoxy-5-androstene-17β-carboxylic acid]. Org. Synth., 42, 4. DOI
26. Trott, O., Olson, A.J. (2010) AutoDock Vina: Improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading. J. Comput. Chem., 31(2), 455–461. DOI:10.1002/jcc.21334
27. Salentin, S., Schreiber, S., Haupt, V.J., Adasme, M.F., Schroeder, M. (2015) PLIP: Fully automated protein-ligand interaction profiler. Nucleic Acids Res., 43(1), 443–447. DOI
28. Mosmann, T. (1983) Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: Application to proliferation and cytotoxicity assays. J. Immunol. Methods, 65(1–2), 55–63. DOI
29. Grossebrummel, H., Peter, T., Mandelkow, R., Weiss, M., Muzzio, D., Zimmermann, U., Walther, R., Jensen, F., Knabbe, C., Zygmunt, M., Burchardt, M., Stope, M.B. (2016) Cytochrome P450 17A1 inhibitor abiraterone attenuates cellular growth of prostate cancer cells independently from androgen receptor signaling by modulation of oncogenic and apoptotic pathways. Int. J. Oncol., 48(2), 793–800. DOI
30. Bruno, R.D., Gover, T.D., Burger, A.M., Brodie, A.M., Njar, V.C. (2008) 17alpha-Hydroxylase/17,20 lyase inhibitor VN/124-1 inhibits growth of androgen-independent prostate cancer cells via induction of the endoplasmic reticulum stress response. Mol. Cancer Ther., 7(9), 2828–2836. DOI