Design, synthesis and pharmacological evaluation of Enone prodrugs Liu, Danyang

Vergelijkbare documenten
Van 'gastarbeider' tot 'Nederlander' Prins, Karin Simone

Improving the properties of polymer blends by reactive compounding van der Wal, Douwe Jurjen

Citation for published version (APA): Mazzola, P. (2016). Phenylketonuria: From body to brain [Groningen]: Rijksuniversiteit Groningen

De betrouwbaarheid van kleinschalige methoden voor waterzuivering Kaaij, Rachel van der

Neuroanatomical changes in patients with loss of visual function Prins, Doety

Laat maar zitten Janssen, Janine Hubertina Lambertha Joseph

University of Groningen

Citation for published version (APA): Verbakel, N. J. (2007). Het Chronische Vermoeidheidssyndroom, Fibromyalgie & Reuma.

University of Groningen. De afkoelingsperiode in faillissement Aa, Maria Josepha van der

Dynamics of inner ear pressure change with emphasis on the cochlear aqueduct Laurens-Thalen, Elisabeth Othilde

Zorgen rondom IVF Boekaar, J.; Riemersma, M.

University of Groningen. De besmettelijkheid van de ftisis Groenhuis, Dirk Johan Jacob

Quantitative STIR MRI as prognostic imaging biomarker for nerve regeneration Viddeleer, Alain

University of Groningen. Up2U Harder, Annemiek T.; Eenshuistra, Annika

University of Groningen. Hulp op maat voor leerlingen met leerproblemen in het vmbo Mombarg, Remo

University of Groningen. Zorgvermijding en zorgverlamming Schout, Hendrik Gerrit

Mensen met een verstandelijke handicap en sexueel misbruik Kooij, D.G.

University of Groningen

Citation for published version (APA): Veeze, P. (1968). Rationale and methods of early detection in lung cancer. [S.n.].

Molecular aspects of HNPCC and identification of mutation carriers Niessen, Renee

Procesevaluatie van het Navigator project Jager, John Mike

Hypothalamus, pituitary and thyroid. The control system of thyroid hormone production. Sluiter, Wim J.

University of Groningen

Een model voor personeelsbesturing van Donk, Dirk

Electric double layer interactions in bacterial adhesion and detachment Poortinga, Albert Thijs

Draagvlak migratiebeleid Postmes, Thomas; Gordijn, Ernestine; Kuppens, T.; Gootjes, Frank; Albada, Katja

Schoolsucces van Friese leerlingen in het voortgezet onderwijs de Boer, Hester

Multiple sclerose Zwanikken, Cornelis Petrus

Bouwen op een gemeenschappelijk verleden aan een succesvolle toekomst Welling, Derk Theodoor

Citation for published version (APA): Scheepstra, A. J. M. (1998). Leerlingen met Downs syndroom in de basisschool Groningen: s.n.

University of Groningen. Electron Holography of Nanoparticles Keimpema, Koenraad

The role of camp-dependent protein kinase A in bile canalicular plasma membrane biogenesis in hepatocytes Wojtal, Kacper Andrze

University of Groningen. Eerste Hulp vaker ter plaatse Verhage, Vera

Citation for published version (APA): Roodenburg, J. L. N. (1985). CO2-laserchirurgie van leukoplakie van het mondslijmvlies. [S.l.]: [S.n.].

Citation for published version (APA): Hoekstra, H. J. (1982). Fractures of the proximal femur in children and adolescents [S.n.]

Behavioural consequences of selective activation of 5-HT receptor subtypes Berendsen, Hermanus Henricus Gerardus

University of Groningen. Inferior or superior Carmona Rodriguez, Carmen

The development of stable influenza vaccine powder formulations for new needle-free dosage forms Amorij, Jean-Pierre

University of Groningen. BNP and NT-proBNP in heart failure Hogenhuis, Jochem

Interactie als gereedschap Koole, Tom

University of Groningen. Living with Rheumatoid Arthritis Benka, Jozef

Citation for published version (APA): Fodran, P. (2015). Stereoselective synthesis of glycerol-based lipids [S.l.]: [S.n.]

Improving metabolic control in NIDDM patients referred for insulin therapy Goddijn, Patricia Petra Maria

University of Groningen. Resultaat van pleegzorgplaatsingen Oijen, Simon van

University of Groningen. Positron emission tomography in urologic oncology Jong, Igle Jan de

Uw mening over gaswinning uit het Groningen-gasveld: Onderzoeksresultaten fase 2 Hoekstra, Elisabeth; Perlaviciute, Goda; Steg, Emmalina

New, centrally acting dopaminergic agents with an improved oral bioavailability Rodenhuis, Nieske

Intrapersonal factors, social context and health-related behavior in adolescence Veselska, Zuzana

Man of vrouw? Een onderzoek naar sekseverschillen in reacties op chronische aandoeningen Roeke, M.

Multiple sclerose Zwanikken, Cornelis Petrus

Citation for published version (APA): Weide, M. G. (1995). Effectief basisonderwijs voor allochtone leerlingen Groningen: s.n.

University of Groningen. Embryogenesis and neogenesis of the endocrine pancreas Gangaram-Panday, Shanti Tireshma

Citation for published version (APA): Oldenziel, W. H. (2006). Application of a glutamate microsensor to brain tissue. s.n.

Oxidative dehydrogenation of ethylbenzene under industrially relevant conditions Zarubina, Valeriya

Understanding the role of health literacy in self-management and health behaviors among older adults Geboers, Bas

The importance of tactical skills in talent development Kannekens, Rianne

Citation for published version (APA): Crane, L. M. A. (2011). Intraoperative fluorescence imaging in cancer Groningen: s.n.

University of Groningen

Helping infants and toddlers in Foster family care van Andel, Hans

University of Groningen. Vrije en reguliere scholen vergeleken Steenbergen, Hilligje

Today's talented youth field hockey players, the stars of tomorrow? Gemser, Marije

Lamotrigine in bipolar depression Loos, Marcus Lambertus Maria van der

Cryosurgery in cervical intraepithelial neoplasia. A morphometric study Boonstra, Hendrik

University of Groningen. Photochromic molecular switches Robertus, Jort

Citation for published version (APA): Tijdschrift voor Genderstudies (2018). Jaarrekening Stichting Tijdschrift voor Vrouwenstudies.

University of Groningen. Stormy clouds in seventh heaven Meijer, Judith Linda

Computer assisted decision support in acutely ill patients. Application in glucose management and quantification of myocardial reperfusion

On the mechanism of prokaryotic glutamate transporter homologues Groeneveld, Maarten

The diversity puzzle Mäs, Michael

Improving quality of care for patients with ovarian and endometrial cancer Eggink, Florine

University of Groningen

Citation for published version (APA): Hendriks, H. G. D. (2004). Transfusion requirements in orthotopic liver transplantation Groningen: s.n.

De primaire frozen shoulder Stenvers, Jan Derek

University of Groningen. The stressed brain Dagytė, Girstautė

Understanding the role of health literacy in self-management and health behaviors among older adults Geboers, Bas

Development and description of controlled release formulations for use in powder detergents Hartman Kok, Paul Jean Antoine

University of Groningen. Quantitative CT myocardial perfusion Pelgrim, Gert

University of Groningen. Sodium intake and therapy resistance to ACE inhibition Kocks, Menno Johan Adelbert

Klanttevredenheidsonderzoek afdeling Sociale Zaken Westerveld?

Citation for published version (APA): Holwerda, A. (2013). Work outcome in young adults with disabilities Groningen: s.n.

Opvoeding op school en in het gezin. Onderzoek naar de samenhang tussen opvoeding en de houding van jongeren ten opzichte van sociale grenzen

Citation for published version (APA): Hoekstra, P. J. (2003). Is Gilles de la Tourette's syndrome an autoimmune disease? Groningen: s.n.

The infant motor profile Heineman, Kirsten Roselien

Citation for published version (APA): van der Ploeg, J. (1997). Instrumental variable estimation and group-asymptotics Groningen: s.n.

University of Groningen

University of Groningen. Structured diabetes care in general practice Fokkens, Sudara Andrea

University of Groningen. Similar but different Joustra, Monica Laura

Knowledge, chance, and change Kooi, Barteld

Brain dead donor graft deterioration and attenuation with N-octanoyl dopamine preconditioning Hottenrott, Christina Maximilia Valentina

University of Groningen. Symptom network models in depression research van Borkulo, Claudia

University of Groningen. Safe and Sound van den Bosch, Kirsten Anna-Marie

Sphingolipids, rafts and multidrug resistance Hinrichs, Joann Wilhelm Jakob

Bijdrage tot de statistiek en behandeling der lip- en verhemeltespleten Borgesius, Eltje Jacob

Transcriptome analysis to investigate the link between obesity and its metabolic complications Wolfs, Marcel Guillaume Maria

Improving pharmacovigilance and the role of the pharmacist van Grootheest, Adrianus

Citation for published version (APA): Sarkova, M. (2010). Psychological well-being and self-esteem in Slovak adolescents. Groningen: s.n.

Citation for published version (APA): Scheepstra, A. J. M. (1998). Leerlingen met Downs syndroom in de basisschool Groningen: s.n.

University of Groningen. The impact of political factors on drivers of economic growth Klomp, Johannes Gerardus

University of Groningen. Dwaallichten, struikeltochten, tolwegen en zangsporen Roodbol, Pieternella

University of Groningen. Paula voor goud Piersma, Theun. Published in: Vogels+

Transcriptie:

University of Groningen Design, synthesis and pharmacological evaluation of Enone prodrugs Liu, Danyang IMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite from it. Please check the document version below. Document Version Publisher's PDF, also known as Version of record Publication date: 2006 Link to publication in University of Groningen/UMCG research database Citation for published version (APA): Liu, D. (2006). Design, synthesis and pharmacological evaluation of Enone prodrugs: orally active precursors of catecholamines with antiparkinsonian activity s.n. Copyright Other than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons). Take-down policy If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim. Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons the number of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum. Download date: 28-09-2017

Samenvatting In onze hersenen gaat informatie van zenuwcel naar zenuwcel. Deze informatieoverdracht is mogelijk omdat de eerste zenuwcel een specifieke stof afgeeft die door andere zenuwcellen wordt herkend en tot verdere informatieverwerking leidt. Een van deze stoffen, ook wel neurotransmitters genoemd, is het dopamine (DA). Hoofdstuk 1 behandelt de basisprincipes van de dopaminerge neurotransmissie. DA receptoren maken deel uit van de superfamilie van G-eiwit gekoppelde receptoren. Dit G-eiwit is een component van het second-messenger systeem dat, na activatie van de receptor, ervoor zorgt dat het signaal intra-cellulair wordt doorgegeven. Bij DA is het G-eiwit gekoppeld aan het enzym adenylyl cyclase. Gebaseerd op moleculair biologische eigenschappen, kunnen tegenwoordig vijf dopaminereceptor subtypen worden onderscheiden. Deze subtypen behoren tot twee families van dopaminereceptoren, te weten, D 1 -achtige (D 1 en D 5 ) en D 2 -achtige (D 2, D 3, D 4 ). D 1 receptoren zijn positief gekoppeld aan het adenylyl cyclase en D 2 receptoren negatief of niet gekoppeld aan dit enzym. In het centrale zenuwstelsel (CZS) kunnen twee belangrijke dopaminerge systemen gedefinieerd worden, namelijk het mesostriatale systeem en het meso(limbische)corticale systeem. Algemeen wordt aangenomen dat het mesostriatale systeem een activerende werking uitoefent op het bewegingsapparaat. Kortom, degeneratie van dit systeem, zoals bij de ziekte van Parkinson leidt tot tremoren, hypokinesie en rigiditeit. Het tekort aan dopamine bij deze patiënten kan worden aangevuld door een precursor van dopamine te geven (L-dopa) of een dopaminereceptoragonist. Een algemene inleiding over de ziekte van Parkinson en de daarvoor gebruikte geneesmiddelen worden tevens in dit hoofdstuk besproken. Bij het mediëren van kenmerkende spontane dopaminerge gedragingen in proefdieren lijkt het er sterk op dat D 1 en D 2 receptoren synergistisch samenwerken. Extrapolatie van dit concept naar de mens impliceert dat simultane stimulatie van D 1 en D 2 nuttig zou zijn voor een goed klinisch resultaat. Verder geeft Hoofdstuk 1 een verhandeling over de structuur-activiteitsrelaties van dopaminereceptoragonisten. De nadruk wordt gelegd op verbindingen die als uitgangspunt hebben gediend voor de diverse nieuwe DA liganden waarvan de synthese en farmacologie worden beschreven in de hoofdstukken 2 tot en met 6. Tot slot worden in dit hoofdstuk ook de farmacologische modellen besproken die in dit proefschrift zijn gebruikt om de gesynthetiseerde verbindingen te testen. 181

Hoofdstuk 2 beschrijft de synthese van een enone prodrug van benzo[g]chinoline. Verschillende syntheseroutes zijn onderzocht. Het racemisch eindproduct is met behulp van chirale preparatieve HPLC gesplitst in zijn enantiomeren. Receptor binding heeft aangetoond dat de prodrug, zoals te verwachten, in vitro geen affiniteit bezit voor DA D 1 - en D 2 -receptoren. Echter met behulp van microdialyse is gevonden dat er in vivo een bioactivering plaatsvindt, d.w.z. de inactieve prodrug wordt in het proefdier omgezet in een bijzonder potente dopamineagonist. De gevormde actieve verbinding blijkt de catechol analoog van GMC6650 te zijn. Zijn lange werkingsduur maakt deze verbinding tot een interessante kandidaat voor de behandeling van de ziekte van Parkinson. Vooral ook omdat de verbinding, in tegenstelling tot apomorfine en andere catecholen, waaronder de actieve metaboliet, ook oraal een hoge activiteit bezit. Via X-ray analyse is gevonden dat de actieve (-)-enantiomeer de (4aR,10aR)-configuratie bezit. Na in Hoofdstuk 2 te hebben aangetoond dat GMC-6650 in vivo wordt omgezet in een catechol, was het voor verder onderzoek noodzakelijk deze actieve metaboliet (TL-334) zuiver in handen te krijgen. Hoofdstuk 3 beschrijft dan ook de synthese van TL-334. Hoewel de verbinding reeds door Cannon et al. was gesynthetiseerd, zijn wij er niet in geslaagd deze synthese te reproduceren en waren wij daarom genoodzaakt een alternatieve synthese te ontwikkelen. Dit is gelukt via een 11-staps synthese. In een functioneel model (stimulering van camp productie in CHO cellen met gekloneerde D 1 of D 2 receptoren) blijkt TL-344 een volle agonist te zijn voor zowel de dopamine D 1 als D 2 receptor. Het in vitro activiteitsprofiel wordt bevestigd door in vivo experimenten. Subcutane toediening geeft een sterke afname van de dopamineafgifte in het striatum te zien wat er op wijst dat de verbinding de lichaamseigen neurotransmitter nabootst. De conclusie kan getrokken worden dat de verbinding potenter is dan de standaardverbinding apomorfine. Verder vertoont de rat na toediening van TL-334 een sterk stereotiep gedrag, veroorzaakt door stimulatie van vooral de DA D 2 receptor. In Hoofdstuk 4 wordt de synthese van de enone prodrug van benzo[f]chinoline en de corresponderende catecholamine beschreven. Dit kan opgevat worden als een uitbreiding van het enone prodrug concept. Ook hier vertoont de prodrug in vitro, in een functioneel model, geen intrinsieke activiteit. Met behulp van microdialyse is ook weer het effect op de dopamineafgifte bepaald. Opnieuw wordt er gevonden dat de verbinding voor in vivo activiteit een bioactivering moet ondergaan tot een catechol. De in vivo activiteit van deze prodrug is duidelijk geringer dan die van de prodrugs van benzo[g]chinolines, Hetgeen in overeenstemming is met het verschil in activiteit tussen de twee metabolieten (catecholen). Apomorfine en N-propylapomorfine (NPA) zijn beiden effectieve dopamineagonisten met een hoge activiteit zowel aan de D 1 als de D 2 receptor. Apomorfine is 182

een interessante verbinding omdat het nu al toegepast wordt bij de ziekte van Parkinson. Het wordt vooral gebruikt bij patiënten bij wie de ziekte al in een vergevorderd stadium verkeert. Deze patiënten krijgen op den duur last van het zogenaamde on-off syndroom hetgeen betekent dat de normale motoriek van de patiënt in enkele seconden terugvalt in een onvermogen zich te kunnen bewegen (bevroren). Een injectie of infuus met apomorfine kan deze bewegingloosheid weer onmiddellijk opheffen. Apomorfine is in deze situaties bijzonder effectief en een prodrug van deze verbinding met een verbeterde biologische beschikbaarheid zou daarom een goede aanvulling zijn op de bestaande farmacotherapie. Hoofdstuk 5 beschrijft de synthese van de enone prodrugs van apomorfine en N- propylapomorfine. Hoewel we duidelijk aangetoond hebben dat de synthese van de enone precursors van apomorfine en NPA uitvoerbaar is, moeten we toch concluderen dat de doelstelling niet is bereikt. Het gevormde tetracyclische ringsysteem lijkt onvoldoende stabiel. X-ray analyse ondersteunt de hypothese dat de stuwende kracht achter deze instabiliteit waarschijnlijk torsiespanning van een aantal bindingen is, resulterend in aromatisering van de B-ring. Bovendien hebben we niet kunnen aantonen dat er in vivo bij deze enonen een omzetting naar de catecholen plaatsvindt. Wel werd er in vivo een metaboliet gevonden met een geopende heterocyclische ring. In de vorige hoofdstukken is de metabolismegevoelige catecholgroep gemaskeerd in de vorm van een enone prodrug. Een tweede manier om deze kwetsbare groep te behoeden tegen metabolisme, is het aanbrengen van een beschermende groep aan deze catecholfunctie. Uit literatuurstudies is gebleken dat di-esters van apomorfine een lagere in vivo activiteit bezitten dan de moederstof. De reden hiervoor is waarschijnlijk een te trage hydrolyse van de di-esters. Daarom hebben we gekozen voor een mono-ester. In Hoofdstuk 6 is de synthese van de monopivaloyl-ester van apomorfine beschreven. Tijdens de synthese werd er een mengsel van regio-isomeren verkregen dat moeilijk te scheiden was. Hersenmicrodialyse studies hebben aangetoond dat de monopivaloyl-ester een sterke en bovendien langdurige afname van de dopamine-afgifte in het striatum veroorzaakt. Subcutane toediening van 10µmol/kg van de prodrug geeft een aanzienlijke daling van de dopamine-afgifte die langer dan 6 uur aanhield. We kunnen dus concluderen dat verestering van één van de hydroxylgroepen een opmerkelijk positief effect heeft op de activiteit als ook op de werkingsduur. Concluderend kunnen we zeggen dat zowel het enone prodrug concept als de mono-esters van apomorfine mogelijkheden lijken te bieden om de biologische beschikbaarheid te vergroten. Beide prodrug-concepten blijken interessante en veelbelovende activiteitsprofielen op te leveren. De resultaten wijzen erop dat verder onderzoek in deze richting werkbare perspectieven zou kunnen opleveren voor de 183

ontwikkeling van een dopamine-agonist in de behandeling van de ziekte van Parkinson. 184