RU2843868C1 - METHOD OF USING ALLOSTERIC THYROTROPHIC HORMONE RECEPTOR AGONIST, ETHYL-2-(4-(4-(5-AMINO-6-(TERT-BUTYLCARBAMOYL)-2-(METHYLTHIO)THIENO[2,3-d]-PYRIMIDIN-4-YL)PHENYL)-1H-1,2,3-TRIAZOL-1-YL) ACETATE, FOR COMPENSATION OF THYROID DEFICIENCY CAUSED BY DIABETES MELLITUS TYPE 2 - Google Patents
METHOD OF USING ALLOSTERIC THYROTROPHIC HORMONE RECEPTOR AGONIST, ETHYL-2-(4-(4-(5-AMINO-6-(TERT-BUTYLCARBAMOYL)-2-(METHYLTHIO)THIENO[2,3-d]-PYRIMIDIN-4-YL)PHENYL)-1H-1,2,3-TRIAZOL-1-YL) ACETATE, FOR COMPENSATION OF THYROID DEFICIENCY CAUSED BY DIABETES MELLITUS TYPE 2Info
- Publication number
- RU2843868C1 RU2843868C1 RU2024134626A RU2024134626A RU2843868C1 RU 2843868 C1 RU2843868 C1 RU 2843868C1 RU 2024134626 A RU2024134626 A RU 2024134626A RU 2024134626 A RU2024134626 A RU 2024134626A RU 2843868 C1 RU2843868 C1 RU 2843868C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tpy3m
- intraperitoneal
- oral administration
- thyroid
- blood
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Изобретение относится к медицине, а именно к фармацевтике, в частности предназначено для компенсации дефицита тиреоидных гормонов при сахарном диабете 2 типа (СД2).The invention relates to medicine, namely to pharmaceuticals, and in particular is intended to compensate for the deficiency of thyroid hormones in type 2 diabetes mellitus (T2DM).
Уровень техникиState of the art
Имеется статья авторов патента (Бахтюков А.А., Деркач К.В., Фокина Е.А., Сорокоумов В.Н., Захарова И.О., Баюнова Л.В., Шпаков А.О. Разработка низкомолекулярного аллостерического агониста рецептора тиреотропного гормона с тиреоидогенной активностью // Доклады РАН. Науки о жизни. 2022. Т. 503. № 1. С. 161-165. doi: 10.31857/S2686738922020032; англоязычный вариант - Bakhtyukov A.A., Derkach K.V., Fokina E.A., Sorokoumov V.N., Zakharova I.O., Bayunova L.V., Shpakov A.O. Development of low-molecular-weight allosteric agonist of thyroid-stimulating hormone receptor with thyroidogenic activity // Doklady Biochemistry and Biophysics. 2022. V. 503. № 1. P. 67-70. doi: 10.1134/S1607672922020016. PMID: 35538280. WOS:000793157400004), в которой описаны синтез и физико-химическая характеристика нового аллостерического агониста рецептора тиреотропного гормона (ТТГ) - соединения TPY3m, этил-2-(4-(4-(5-амино-6-(трет-бутилкарбамоил)-2-(метилтио)тиено[2,3-d]-пиримидин-4-ил)фенил)-1H-1,2,3-триазол-1-ил) ацетата. Установлено, что TPY3m стимулирует продукцию тироксина при его внутрибрюшинном введении здоровым крысам линии Вистар, а также стимулирует экспрессию генов тиреоидогенеза в клеточной культуре тироцитов крысы FRTL-5 и в щитовидной железе (ЩЖ) крыс. Показано также, что соединение TPY3m не снижает экспрессию гена рецептора ТТГ, а при совместном введении с ТТГ (в клетках FRTL-5) или с тиролиберином (в ЩЖ крыс) даже восстанавливает экспрессию этого гена, сниженную в условиях повышенной концентрации ТТГ в культуральной жидкости (клетки FRTL-5, эксперименты in vitro) или в крови (крысы, эксперименты in vivo).There is an article by the authors of the patent (Bakhtyukov AA, Derkach KV, Fokina EA, Sorokoumov VN, Zakharova IO, Bayunova LV, Shpakov AO Development of low-molecular-weight allosteric agonist of the thyroid-stimulating hormone receptor with thyroidogenic activity // Reports of the Russian Academy of Sciences. Life Sciences. 2022. Vol. 503. No. 1. Pp. 161-165. doi: 10.31857/S2686738922020032; English version - Bakhtyukov AA, Derkach KV, Fokina EA, Sorokoumov VN, Zakharova IO, Bayunova LV, Shpakov AO Development of low-molecular-weight allosteric agonist of thyroid-stimulating hormone receptor with thyroidogenic activity // Doklady Biochemistry and Biophysics. 2022. V. 503. No. 1. P. 67-70. doi: 10.1134/S1607672922020016. PMID: 35538280. WOS:000793157400004), which describes the synthesis and physicochemical characteristics of a new allosteric agonist of the thyroid stimulating hormone (TSH) receptor - compound TPY3m, ethyl 2-(4-(4-(5-amino-6-( tert- butylcarbamoyl)-2-(methylthio)thieno[2,3-d]-pyrimidin-4-yl)phenyl)- 1H -1,2,3-triazol-1-yl) acetate. It was found that TPY3m stimulates thyroxine production when administered intraperitoneally to healthy Wistar rats, and also stimulates the expression of thyroidogenesis genes in the FRTL-5 rat thyrocyte cell culture and in the rat thyroid gland (TG). It was also shown that the TPY3m compound does not reduce the expression of the TSH receptor gene, and when administered together with TSH (in FRTL-5 cells) or thyroliberin (in the rat TG), it even restores the expression of this gene, reduced under conditions of increased TSH concentration in the culture fluid (FRTL-5 cells, in vitro experiments) or in the blood (rats, in vivo experiments).
Недостатком статьи является то, что TPY3m использовали для стимуляции синтеза тиреоидных гормонов у здоровых крыс, не имеющих признаков тиреоидного дефицита, причем только при однократном внутрибрюшинном введении. Также не было изучено влияние TPY3m на стимулирующий продукцию тиреоидных гормонов эффект тиролиберина у крыс с дефицитом тиреоидных гормонов. Необходимо отметить, что у гипотиреоидных крыс с дефицитом тироксина и трийодтиронина изменена как активность тиреоидной оси, так и функционирование обратных отрицательных связей в ней, что неизбежно и существенно влияет на фармакологический профиль исследуемого препарата и на его влияние на тиролиберин-зависимые функции тиреоидной оси. К тому же в статье нет данных о возможном влиянии TPY3m на уровень тестостерона в крови животных, поскольку, в связи со сходной структурной и функциональной организацией рецепторов ТТГ и лютеинизирующего гормона (ЛГ), существует риск активации этим соединением рецептора ЛГ и зависимого от него стероидогенеза.A disadvantage of the article is that TPY3m was used to stimulate thyroid hormone synthesis in healthy rats without signs of thyroid deficiency, and only with a single intraperitoneal injection. Also, the effect of TPY3m on the stimulating effect of thyroliberin on the production of thyroid hormones in rats with thyroid hormone deficiency was not studied. It should be noted that in hypothyroid rats with thyroxine and triiodothyronine deficiency, both the activity of the thyroid axis and the functioning of negative feedback in it are altered, which inevitably and significantly affects the pharmacological profile of the studied drug and its effect on thyroliberin-dependent functions of the thyroid axis. In addition, the article does not contain data on the possible effect of TPY3m on the level of testosterone in the blood of animals, since, due to the similar structural and functional organization of the TSH and luteinizing hormone (LH) receptors, there is a risk of activation of the LH receptor and steroidogenesis dependent on it by this compound.
Имеется статья авторов патента (Деркач К.В., Сорокоумов В.Н., Морина И.Ю., Кузнецова В.С., Романова И.В., Шпаков А.О. Регуляторные эффекты тиенопиримидинового производного TPY3m на тиреоидный статус при его пятидневном пероральном и внутрибрюшинном введении крысам // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2024. № 2. C. 116-120. doi: 10.47056/1814-3490-2024-2-116-120; англоязычный вариант Derkach K.V., Sorokoumov V.N., Morina I.Y., Kuznetsova V.S., Romanova I.V., Shpakov A.O. Regulatory Effects of 5-Day Oral and Intraperitoneal Administration of a Thienopyrimidine Derivative on the Thyroid Status in Rats // Bull Exp Biol Med. 2024. Sep 12. doi: 10.1007/s10517-024-06223-8. PMID: 39266923). Указанная статья взята за прототип.There is an article by the authors of the patent (Derkach K.V., Sorokoumov V.N., Morina I.Yu., Kuznetsova V.S., Romanova I.V., Shpakov A.O. Regulatory effects of thienopyrimidine derivative TPY3m on thyroid status after its five-day oral and intraperitoneal administration to rats // Cell technologies in biology and medicine. 2024. No. 2. P. 116-120. doi: 10.47056/1814-3490-2024-2-116-120; English version Derkach K.V., Sorokoumov V.N., Morina I.Y., Kuznetsova V.S., Romanova I.V., Shpakov A.O. Regulatory Effects of 5-Day Oral and Intraperitoneal Administration of a Thienopyrimidine Derivative on the Thyroid Status in Rats // Bull Exp Biol Med. 2024. Sep 12. doi: 10.1007/s10517-024-06223-8. PMID: 39266923). The referenced article is taken as a prototype.
В этой статье исследована активность соединения TPY3m при пероральном и внутрибрюшинном пятидневном его введении крысам и показано, что при обоих способах введения это соединение вызывает повышение уровней тиреоидных гормонов, но слабо влияет на уровень ТТГ в крови. При этом TPY3m не оказывает ингибирующего влияния на стимуляцию тиролиберином продукции тиреоидных гормонов и повреждающего воздействия на ткани ЩЖ, что указывает на перспективность его применения в качестве активатора тиреоидной оси при длительном применении. Недостатком этой статьи, выбранной как прототип, является то, что TPY3m использовали для стимуляции синтеза тиреоидных гормонов только у здоровых крыс, не имеющих признаков тиреоидного дефицита, в том числе обусловленного СД2, а действие TPY3m на стимулирующий эффект тиролиберина также было изучено только у здоровых крыс без признаков тиреоидного дефицита. Как известно, эффекты регуляторов тиреоидной системы, в том числе при хительном введении, в значительной степени различаются при нормальных и сниженных уровнях тиреоидных гормонов. Важно то, что отсутствие данных о влиянии препарата с активностью агониста рецептора ТТГ на крыс с дефицитом тиреоидных гормонов не позволяет адекватно оценить его терапевтический потенциал при гипотиреозе. В статье отсутствуют данные о возможном влиянии TPY3m на уровень тестостерона, который может меняться в случае воздействия TPY3m на рецептор ЛГ, родственный рецептору ТТГ.In this article, the activity of the TPY3m compound was studied after oral and intraperitoneal administration to rats for five days and it was shown that with both routes of administration, this compound causes an increase in thyroid hormone levels, but has a weak effect on the TSH level in the blood. At the same time, TPY3m does not have an inhibitory effect on the stimulation of thyroliberin production of thyroid hormones and does not have a damaging effect on thyroid tissue, which indicates the prospects of its use as an activator of the thyroid axis with long-term use. The disadvantage of this article, chosen as a prototype, is that TPY3m was used to stimulate the synthesis of thyroid hormones only in healthy rats without signs of thyroid deficiency, including that caused by type 2 diabetes, and the effect of TPY3m on the stimulating effect of thyroliberin was also studied only in healthy rats without signs of thyroid deficiency. As is known, the effects of thyroid system regulators, including those administered sequentially, differ significantly at normal and reduced levels of thyroid hormones. It is important that the lack of data on the effect of a drug with TSH receptor agonist activity on rats with thyroid hormone deficiency does not allow an adequate assessment of its therapeutic potential in hypothyroidism. The article lacks data on the possible effect of TPY3m on testosterone levels, which may change in the case of TPY3m exposure to the LH receptor, related to the TSH receptor.
В 2009 году американские ученые Сьюзан Нейман и ее коллеги (Clinical Endocrinology Branch, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA) разработали новые соединения NCGC00168126-01, N-(4-(5-(3-(фуран-2-илметил)-4-оксо-1,2,3,4-тетрагидрохиназолин-2-ил)-2-метоксибензилокси)фенил)ацетамид, и NCGC00165237-01, N-(4-(5-(3-бензил-5-гидрокси-4-оксо-1,2,3,4-тетрагидрохиназолин-2-ил)-2-метоксибензилокси)фенил)ацетамид, с активностью прямых агонистов рецептора ТТГ (Neumann S, Huang W, Titus S, Krause G, Kleinau G, Alberobello AT, Zheng W, Southall NT, Inglese J, Austin CP, Celi FS, Gavrilova O, Thomas CJ, Raaka BM, Gershengorn MC. Small-molecule agonists for the thyrotropin receptor stimulate thyroid function in human thyrocytes and mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Jul 28;106(30):12471-6. doi: 10.1073/pnas.0904506106. Epub 2009 Jul 10. PMID: 19592511; PMCID: PMC2708975). Подробный анализ биологической активности этих соединений был дан позднее в обзоре этих авторов (Neumann S, Gershengorn MC. Small molecule TSHR agonists and antagonists. Ann Endocrinol (Paris). 2011 Apr;72(2):74-6. doi: 10.1016/j.ando.2011.03.002. Epub 2011 Apr 20. PMID: 21511239; PMCID: PMC3467701). При действии на клетки с экспрессированным в них рецептором ТТГ NCGC00168126-01 дозо-зависимо повышало уровень цАМФ со значением EC50, равным 660 нМ. По эффективности он был сопоставим с ТТГ. NCGC00165237-01 имел еще более высокую активность in vitro и стимулировал активность аденилатциклазы с EC50, равным 40 нМ. Соединения NCGC00168126-01 и NCGC00165237-01 были селективными в отношении рецептора ТТГ и слабо влияли на стимуляцию аденилатциклазы гонадотропинами в клетках с экспрессированными в них рецептором ЛГ, структурно родственным рецептору ТТГ. Инкубация тироцитов человека (24 ч) с 30 мкМ соединения NCGC00165237-01 повышала экспрессию тиреоглобулина в них в той же степени, что и обработка с помощью 18 нМ ТТГ. При внутрибрюшинном и пероральном введении мышам NCGC00165237-01 значительно повышал уровень общего тироксина, а также усиливал поглощение радиоактивного йода тироцитами ЩЖ крыс.In 2009, American scientists Susan Neumann and her colleagues (Clinical Endocrinology Branch, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA) developed new compounds NCGC00168126-01, N-(4-(5-(3-(furan-2-ylmethyl)-4-oxo-1,2,3,4-tetrahydroquinazolin-2-yl)-2-methoxybenzyloxy)phenyl)acetamide, and NCGC00165237-01, N-(4-(5-(3-benzyl-5-hydroxy-4-oxo-1,2,3,4-tetrahydroquinazolin-2-yl)-2-methoxybenzyloxy)phenyl)acetamide, with direct TSH receptor agonist activity (Neumann S, Huang W, Titus S, Krause G, Kleinau G, Alberobello AT, Zheng W, Southall NT, Inglese J, Austin CP, Celi FS, Gavrilova O, Thomas CJ, Raaka BM, Gershengorn MC. Small-molecule agonists for the thyrotropin receptor stimulate thyroid function in human thyrocytes and mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Jul 28;106(30):12471-6. doi: 10.1073/pnas.0904506106. Epub 2009 Jul 10. PMID: 19592511; PMCID: PMC2708975). A detailed analysis of the biological activity of these compounds was given later in a review by these authors (Neumann S, Gershengorn MC. Small molecule TSHR agonists and antagonists. Ann Endocrinol (Paris). 2011 Apr;72(2):74-6. doi: 10.1016/j.ando.2011.03.002. Epub 2011 Apr 20. PMID: 21511239; PMCID: PMC3467701). When acting on cells with the expressed TSH receptor, NCGC00168126-01 dose-dependently increased the cAMP level with an EC50 value of 660 nM. Its effectiveness was comparable to TSH. NCGC00165237-01 had even higher in vitro activity and stimulated adenylate cyclase activity with an EC50 of 40 nM. NCGC00168126-01 and NCGC00165237-01 were selective for the TSH receptor and had little effect on the stimulation of adenylate cyclase by gonadotropins in cells expressing the LH receptor, which is structurally related to the TSH receptor. Incubation of human thyrocytes (24 h) with 30 μM NCGC00165237-01 increased thyroglobulin expression in them to the same extent as treatment with 18 nM TSH. When administered intraperitoneally and orally to mice, NCGC00165237-01 significantly increased total thyroxine levels and enhanced radioactive iodine uptake by rat thyroid thyrocytes.
Недостатком статьи является то, что соединения NCGC00168126-01 и NCGC00165237-01 не были использованы для лечения животных с дефицитом тиреоидных гормонов, что не позволяет судить о перспективности их, как фармакологических препаратов для лечения гипотиреоза. Авторы исследовали только однократное введение этих соединений грызунам и не изучали их влияние на стимулированную тиролиберином продукцию тиреоидных гормонов. В то же время с точки зрения клинического применения крайне важно исследование курсового применения препаратов, поскольку это позволяет оценить устойчивость во времени эффекта исследуемых препаратов и выявить возможные побочные эффекты такой терапии. Недостатком является и ограниченный спектр изучения паттерна тиреоидных гормонов, а также отсутствие оценки влияния соединений NCGC00168126-01 и NCGC00165237-01 на концентрацию в крови эндогенного ТТГ. К тому же, оба соединения NCGC00168126-01 и NCGC00165237-01 не являются производными тиено[2,3-d]-пиримидина, относясь к другому классу гетероциклических соединений, чем принципиально отличаются от разработанного нами соединения TPY3m.The disadvantage of the article is that compounds NCGC00168126-01 and NCGC00165237-01 were not used to treat animals with thyroid hormone deficiency, which does not allow us to judge their prospects as pharmacological drugs for the treatment of hypothyroidism. The authors studied only a single administration of these compounds to rodents and did not study their effect on thyroliberin-stimulated production of thyroid hormones. At the same time, from the point of view of clinical application, a study of the course of drug administration is extremely important, since this allows us to evaluate the stability of the effect of the studied drugs over time and identify possible side effects of such therapy. Another disadvantage is the limited range of the study of the thyroid hormone pattern, as well as the lack of an assessment of the effect of compounds NCGC00168126-01 and NCGC00165237-01 on the concentration of endogenous TSH in the blood. Moreover, both compounds NCGC00168126-01 and NCGC00165237-01 are not derivatives of thieno[2,3-d]-pyrimidine, but belong to a different class of heterocyclic compounds, which fundamentally differs from the compound TPY3m we developed.
В 2020 году американскими учеными, Раулем Латифом и соавторами, было синтезировано соединение MSq1 (2-(4-пропилфенил)-N-(4-пиридинилметил)-4-хинолинкарбоксамид), которое продемонстрировало активность прямого агониста рецептора ТТГ, селективного по отношению к Gq/11-белок-специфичным сигнальным каскадам, через которые ТТГ активирует фосфолипазный путь и кальциевый сигналинг в клетках-мишенях (Latif R, Morshed SA, Ma R, Tokat B, Mezei M, Davies TF. A Gq Biased Small Molecule Active at the TSH Receptor. Front Endocrinol (Lausanne). 2020 Jun 26;11:372. doi: 10.3389/fendo.2020.00372. PMID: 32676053; PMCID: PMC7333667). Авторы показали, что соединение MSq1, являясь активатором сопряженного с рецептором ТТГ Gq/11-белка, демонстрирует выраженную антипролиферативную активность, в том числе влияя на пролиферативные сигналы, генерируемые ТТГ и стимулирующими аутоантителами к рецептору ТТГ, что может помочь достичь значимого терапевтического эффекта при модуляции роста ЩЖ.In 2020, American scientists Raul Latif and co-authors synthesized the compound MSq1 (2-(4-propylphenyl)-N-(4-pyridinylmethyl)-4-quinolinecarboxamide), which demonstrated the activity of a direct TSH receptor agonist, selective for G q/11 -protein-specific signaling cascades through which TSH activates the phospholipase pathway and calcium signaling in target cells (Latif R, Morshed SA, Ma R, Tokat B, Mezei M, Davies TF. A Gq Biased Small Molecule Active at the TSH Receptor. Front Endocrinol (Lausanne). 2020 Jun 26;11:372. doi: 10.3389/fendo.2020.00372. PMID: 32676053; PMCID: PMC7333667). The authors showed that the compound MSq1, being an activator of the TSH receptor-coupled G q/11 protein, demonstrates pronounced antiproliferative activity, including influencing the proliferative signals generated by TSH and stimulating autoantibodies to the TSH receptor, which can help achieve a significant therapeutic effect in modulating thyroid growth.
Недостатком статьи является то, что разработанное авторами соединение не влияет на продукцию тиреоидных гормонов и, соответственно, не способно влиять на тиреоидный статус, в том числе при гипотиреозе любой этиологии. Это обусловлено отсутствием эффекта соединения MSq1 влиять на аденилатциклазный сигнальный путь в клетках-мишенях. Тем самым, исходя из фармакологического профиля соединение MSq1 не может быть применено для коррекции гипотиреоидных состояний, в том числе вызванных СД2. Наряду с этим, авторы не изучали применение соединения MSq1 в условиях in vivo, поскольку все их исследования ограничены экспериментами in vitro с различными культурами тироцитов, что не свидетельствует в пользу клинической релевантности разработанного ими соединения. Необходимо отметить, что соединение MSq1 не является производным тиено[2,3-d]-пиримидина, относясь к другому классу гетероциклических соединений, чем отличается от разработанного нами соединения TPY3m.The disadvantage of the article is that the compound developed by the authors does not affect the production of thyroid hormones and, accordingly, is not able to affect the thyroid status, including hypothyroidism of any etiology. This is due to the lack of effect of compound MSq1 to influence the adenylate cyclase signaling pathway in target cells. Thus, based on the pharmacological profile, compound MSq1 cannot be used to correct hypothyroid conditions, including those caused by type 2 diabetes. Along with this, the authors did not study the use of compound MSq1 in vivo, since all their studies are limited to in vitro experiments with various thyrocyte cultures, which does not indicate in favor of the clinical relevance of the compound they developed. It should be noted that compound MSq1 is not a derivative of thieno[2,3-d]-pyrimidine, belonging to a different class of heterocyclic compounds, which differs from the compound TPY3m we developed.
В статье Михаэля Аллена и соавторов (Allen MD, Neumann S, Gershengorn MC. Small-molecule thyrotropin receptor agonist activates naturally occurring thyrotropin-insensitive mutants and reveals their distinct cyclic adenosine monophosphate signal persistence. Thyroid. 2011 Aug;21(8):907-12. doi: 10.1089/thy.2011.0025. Epub 2011 Jul 11. PMID: 21745101; PMCID: PMC3148121) было установлено, что разработанное и описанное ранее соединение NCGC00161870, (S)-N-(4-((5-(3-бензил-5-гидрокси-4-оксо-1,2,3,4-тетрагидрохиназолин-2-ил)-2-метоксибензил)окси)фенил)ацетамид гидрохлорид (обозначаемое также, как С2), производимое в настоящее время фирмой MedKoo Biosciences, Inc. (CAS# ML109 HCl), как низкомолекулярный агонист рецептора ТТГ, в культуре клеток HEK-EM293 с экспрессированными в них мутантными формами рецептора ТТГ (замены Cye41Ser или Leu252Pro) повышало уровень цАМФ, в то время как ТТГ был не активен.In the article by Michael Allen and co-authors (Allen MD, Neumann S, Gershengorn MC. Small-molecule thyrotropin receptor agonist activates naturally occurring thyrotropin-insensitive mutants and reveals their distinct cyclic adenosine monophosphate signal persistence. Thyroid. 2011 Aug;21(8):907-12. doi: 10.1089/thy.2011.0025. Epub 2011 Jul 11. PMID: 21745101; PMCID: PMC3148121) it was established that the previously developed and described compound NCGC00161870, (S)-N-(4-((5-(3-benzyl-5-hydroxy-4-oxo-1,2,3,4-tetrahydroquinazolin-2-yl)-2-methoxybenzyl)oxy)phenyl)acetamide hydrochloride (also designated as C2), currently manufactured by MedKoo Biosciences, Inc. (CAS# ML109 HCl), as a small molecule agonist of the TSH receptor, in the culture of HEK-EM293 cells expressing mutant forms of the TSH receptor (Cye 41 Ser or Leu 252 Pro substitutions) increased the level of cAMP, while TSH was inactive.
Недостатком этой статьи является то, что авторы не изучали влияние соединения NCGC00161870 на уровни тиреоидных гормонов в условиях in vivo ни при однократном, ни при длительном введении, не исследовали его влияние на тиролиберин-стимулированную активность. Они пишут о его потенциальной эффективности при субклиническом гипотиреозе, вызванном инактивирующими мутациями в рецепторе ТТГ, что не относится к гипотиреозу, вызванному СД2 и другими метаболическими расстройствами, но это предположение никак авторами не обосновывается. В дополнение к этому соединение NCGC00161870 не является производным тиено[2,3-d]-пиримидина, относясь к другому классу гетероциклических соединений, чем принципиально отличается от разработанного нами соединения TPY3m.The disadvantage of this article is that the authors did not study the effect of the compound NCGC00161870 on thyroid hormone levels in vivo, either after a single or long-term administration, and did not investigate its effect on thyroliberin-stimulated activity. They write about its potential effectiveness in subclinical hypothyroidism caused by inactivating mutations in the TSH receptor, which does not apply to hypothyroidism caused by type 2 diabetes and other metabolic disorders, but this assumption is not substantiated by the authors. In addition, the compound NCGC00161870 is not a thieno[2,3-d]-pyrimidine derivative, but belongs to a different class of heterocyclic compounds, which fundamentally differs from the compound TPY3m developed by us.
В 2016 году было показано, что энантиомеры соединения NCGC00161870 (С2), (S)-N-(4-((5-(3-бензил-5-гидрокси-4-оксо-1,2,3,4-тетрагидрохиназолин-2-ил)-2-метоксибензил)окси)фенил)ацетамида, характеризуются различной способностью стимулировать продукцию тиреоидных гормонов, и наиболее активен среди них энантиомер Е2 (Neumann S, Padia U, Cullen MJ, Eliseeva E, Nir EA, Place RF, Morgan SJ, Gershengorn MC. An Enantiomer of an Oral Small-Molecule TSH Receptor Agonist Exhibits Improved Pharmacologic Properties. Front Endocrinol (Lausanne). 2016 Jul 27;7:105. doi: 10.3389/fendo.2016.00105. PMID: 27512388; PMCID: PMC4961696). При этом было показано, что пятидневное введение E2 мышам приводило к более выраженному повышению уровня тироксина по сравнению с таковым, вызываемым рекомбинантным ТТГ, и это указывает на высокий потенциал E2 как тиреодигенного препарата в условиях in vivo.In 2016, it was shown that the enantiomers of compound NCGC00161870 (C2), (S)-N-(4-((5-(3-benzyl-5-hydroxy-4-oxo-1,2,3,4-tetrahydroquinazolin-2-yl)-2-methoxybenzyl)oxy)phenyl)acetamide, are characterized by different abilities to stimulate the production of thyroid hormones, and the most active among them is the E2 enantiomer (Neumann S, Padia U, Cullen MJ, Eliseeva E, Nir EA, Place RF, Morgan SJ, Gershengorn MC. An Enantiomer of an Oral Small-Molecule TSH Receptor Agonist Exhibits Improved Pharmacologic Properties. Front Endocrinol (Lausanne). 2016 Jul 27;7:105. doi: 10.3389/fendo.2016.00105. PMID: 27512388; PMCID: PMC4961696). It was shown that five-day administration of E2 to mice resulted in a more pronounced increase in thyroxine levels compared to that caused by recombinant TSH, indicating the high potential of E2 as a thyroidogenic drug in vivo.
Недостатком этой статьи является то, что исследования проводили на здоровых грызунах, и не изучалось влияние соединения E2, энантиомерной формы NCGC00161870 (С2), на животных с дефицитом тиреоидных гормонов (с гипотиреозом), в том числе вызванным СД2. Все эксперименты ограничились оценкой влияния E2 на базовые уровни тироксина у здоровых мышей, не было исследовано его влияние на весь паттерн тиреоидных гормонов и на уровень ТТГ в крови, не оценивалось влияние препарата на тиролиберин-стимулированную продукцию тиреоидных гормонов, что важно для оценки его влияния на стимулированный эндогенным ТТГ тиреоидогенез. Кроме того, соединение E2, один из энантиомеров NCGC00161870, не является производным тиено[2,3-d]-пиримидина, относясь к другому классу гетероциклических соединений, чем отличается от разработанного нами соединения TPY3m.A shortcoming of this article is that the studies were performed on healthy rodents and the effect of compound E2, the enantiomeric form of NCGC00161870 (C2), on animals with thyroid hormone deficiency (hypothyroidism), including that caused by T2DM, was not studied. All experiments were limited to assessing the effect of E2 on basal thyroxine levels in healthy mice; its effect on the entire pattern of thyroid hormones and on the TSH level in the blood was not studied; the effect of the drug on thyroliberin-stimulated production of thyroid hormones was not assessed, which is important for assessing its effect on endogenous TSH-stimulated thyroidogenesis. In addition, compound E2, one of the enantiomers of NCGC00161870, is not a thieno[2,3-d]-pyrimidine derivative, belonging to a different class of heterocyclic compounds, which differs from the compound TPY3m developed by us.
В 2018 году немецкими и американскими учеными под руководством Мэрвина Гершенгорна было разработано соединение NCGC00379308, N-(1-фенилэтил)-2-(1-пиперазинил)-4-хиназолинамин, обозначаемое также D3-βArr, с активностью положительного аллостерического модулятора рецептора ТТГ, которое селективно повышало траслокацию β1-аррестина к рецептору ТТГ, но не влияло на активность Gs-белок- и Gq/11-белок-опосредуемых каскадов, демонстрируя специфичность в отношении β-аррестинового сигналинга (Neumann S, Eliseeva E, Boutin A, Barnaeva E, Ferrer M, Southall N, Kim D, Hu X, Morgan SJ, Marugan JJ, Gershengorn MC. Discovery of a Positive Allosteric Modulator of the Thyrotropin Receptor: Potentiation of Thyrotropin-Mediated Preosteoblast Differentiation In Vitro. J Pharmacol Exp Ther. 2018 Jan;364(1):38-45. doi: 10.1124/jpet.117.244095. Epub 2017 Oct 31. PMID: 29089368; PMCID: PMC5729612). Соединение NCGC00379308 потенцировало эффекты ТТГ на рост и дифференцировку предшественников остеобластов через β-аррестиновые механизмы.In 2018, German and American scientists led by Mervin Gershengorn developed the compound NCGC00379308, N-(1-phenylethyl)-2-(1-piperazinyl)-4-quinazolinamine, also designated D3-βArr, with the activity of a positive allosteric modulator of the TSH receptor, which selectively increased the translocation of β1-arrestin to the TSH receptor, but did not affect the activity of G s -protein- and G q/11 -protein-mediated cascades, demonstrating specificity for β-arrestin signaling (Neumann S, Eliseeva E, Boutin A, Barnaeva E, Ferrer M, Southall N, Kim D, Hu X, Morgan SJ, Marugan JJ, Gershengorn MC. Discovery of a Positive Allosteric Modulator of the Thyrotropin Receptor: Potentiation of Thyrotropin-Mediated Preosteoblast Differentiation In Vitro. J Pharmacol Exp Ther. 2018 Jan;364(1):38-45. doi: 10.1124/jpet.117.244095. Epub 2017 Oct 31. PMID: 29089368; PMCID: PMC5729612). Compound NCGC00379308 potentiated the effects of TSH on osteoblast precursor growth and differentiation via β-arrestin mechanisms.
Недостатком этой статьи является как то, что соединение NCGC00379308 не влияло на уровни тиреоидных гормонов, что обусловлено отсутствием его эффекта на Gs-белки и фермент аденилатциклазу. Авторы не изучали активность соединения в условиях in vivo, что не позволяет оценить клиническую релевантность созданного аллостерического модулятора рецептора ТТГ. Полученные авторами данные свидетельствуют о том, что соединение NCGC00379308 не предназначено для коррекции дефицита тиреоидных гормонов (гипотиреоза), в том числе вызванного СД2. Наряду с этим, соединение NCGC00379308 не является производным тиено[2,3-d]-пиримидина, чем отличается от разработанного нами соединения TPY3m.A disadvantage of this article is that the compound NCGC00379308 did not affect the levels of thyroid hormones, which is due to the lack of its effect on G s proteins and the enzyme adenylate cyclase. The authors did not study the activity of the compound in vivo, which does not allow us to assess the clinical relevance of the created allosteric modulator of the TSH receptor. The data obtained by the authors indicate that the compound NCGC00379308 is not intended for the correction of thyroid hormone deficiency (hypothyroidism), including that caused by T2DM. Along with this, the compound NCGC00379308 is not a derivative of thieno[2,3-d]-pyrimidine, which differs from the compound TPY3m developed by us.
В статье группы Мэрвина Гершенгорна представлены данные о способности агониста рецептора ЛГ, соединения Org41841, 5-амино-N-трет-бутил-4-(3-метоксифенил)-2-метилсульфанилтиено[2,3-d]пиримидин-6-карбоксамид, производимое в настоящее время фирмой MedKoo Biosciences, Inc. (CAS# 301847-37-0), влиять на активность рецептора ТТГ (Moore S, Jaeschke H, Kleinau G, Neumann S, Costanzi S, Jiang JK, Childress J, Raaka BM, Colson A, Paschke R, Krause G, Thomas CJ, Gershengorn MC. Evaluation of small-molecule modulators of the luteinizing hormone/choriogonadotropin and thyroid stimulating hormone receptors: structure-activity relationships and selective binding patterns. J Med Chem. 2006 Jun 29;49(13):3888-96. doi: 10.1021/jm060247s. PMID: 16789744; PMCID: PMC2543117). С использованием клеточных культур была показана сравнительно слабая агонистическая активность этого соединения в отношении рецептора ТТГ (определен, как частичный агонист).A paper by Marvin Gershengorn's group presents data on the ability of the LH receptor agonist compound Org41841, 5-amino-N-tert-butyl-4-(3-methoxyphenyl)-2-methylsulfanylthieno[2,3-d]pyrimidine-6-carboxamide, now manufactured by MedKoo Biosciences, Inc. (CAS# 301847-37-0), influence TSH receptor activity (Moore S, Jaeschke H, Kleinau G, Neumann S, Costanzi S, Jiang JK, Childress J, Raaka BM, Colson A, Paschke R, Krause G, Thomas CJ, Gershengorn MC. Evaluation of small-molecule modulators of the luteinizing hormone/choriogonadotropin and thyroid stimulating hormone receptors: structure-activity relationships and selective binding patterns. J Med Chem. 2006 Jun 29;49(13):3888-96. doi: 10.1021/jm060247s. Using cell cultures, a relatively weak agonist activity of this compound towards the TSH receptor was demonstrated (defined as a partial agonist).
Недостатком статьи является то, что соединение Org41841 не изучено в условиях in vivo, а также то, что оно с низкой эффективностью активирует рецептор ТТГ, но с высокой эффективностью стимулирует рецептор ЛГ и зависимые от него стероидогенные каскады. Это указывает на низкую специфичность Org41841 по отношению к ТТГ-зависимым каскадам и на невозможность его использования для коррекции тиреоидной патологии, в том числе гипотиреоза, вызванного или ассоциированного с СД2.The disadvantage of the article is that the compound Org41841 has not been studied in vivo, and that it activates the TSH receptor with low efficiency, but stimulates the LH receptor and its dependent steroidogenic cascades with high efficiency. This indicates the low specificity of Org41841 in relation to TSH-dependent cascades and the impossibility of its use for the correction of thyroid pathology, including hypothyroidism caused or associated with T2DM.
Имеется значительное число статей, в том числе и авторов патента, в которых описана разработка и биологическая активность низкомолекулярных соединений, являющихся лигандами аллостерических сайтов рецептора ТТГ, с активностью инверсионных аллостерических агонистов, негативных аллостерических модуляторов или нейтральных аллостерических антагонистов рецептора ТТГ:There are a significant number of articles, including those by the authors of the patent, which describe the development and biological activity of low-molecular compounds that are ligands of the allosteric sites of the TSH receptor, with the activity of inverse allosteric agonists, negative allosteric modulators or neutral allosteric antagonists of the TSH receptor:
1) Neumann S, Kleinau G, Costanzi S, Moore S, Jiang JK, Raaka BM, Thomas CJ, Krause G, Gershengorn MC. A low-molecular-weight antagonist for the human thyrotropin receptor with therapeutic potential for hyperthyroidism. Endocrinology. 2008 Dec;149(12):5945-50. doi: 10.1210/en.2008-0836. Epub 2008 Jul 31. PMID: 18669595; PMCID: PMC2613050.1) Neumann S, Kleinau G, Costanzi S, Moore S, Jiang JK, Raaka BM, Thomas CJ, Krause G, Gershengorn MC. A low-molecular-weight antagonist for the human thyrotropin receptor with therapeutic potential for hyperthyroidism. Endocrinology. 2008 Dec;149(12):5945-50. doi: 10.1210/en.2008-0836. Epub 2008 Jul 31. PMID: 18669595; PMCID: PMC2613050.
2) Neumann S, Huang W, Eliseeva E, Titus S, Thomas CJ, Gershengorn MC. A small molecule inverse agonist for the human thyroid-stimulating hormone receptor. Endocrinology. 2010 Jul;151(7):3454-9. doi: 10.1210/en.2010-0199. Epub 2010 Apr 28. PMID: 20427476; PMCID: PMC2903937.2) Neumann S, Huang W, Eliseeva E, Titus S, Thomas CJ, Gershengorn MC. A small molecule inverse agonist for the human thyroid-stimulating hormone receptor. Endocrinology. 2010 Jul;151(7):3454-9. doi: 10.1210/en.2010-0199. Epub 2010 Apr 28. PMID: 20427476; PMCID: PMC2903937.
3) Neumann S, Eliseeva E, McCoy JG, Napolitano G, Giuliani C, Monaco F, Huang W, Gershengorn MC. A new small-molecule antagonist inhibits Graves' disease antibody activation of the TSH receptor. J Clin Endocrinol Metab. 2011 Feb;96(2):548-54. doi: 10.1210/jc.2010-1935. Epub 2010 Dec 1. PMID: 21123444; PMCID: PMC3048317.3) Neumann S, Eliseeva E, McCoy JG, Napolitano G, Giuliani C, Monaco F, Huang W, Gershengorn MC. A new small-molecule antagonist inhibits Graves' disease antibody activation of the TSH receptor. J Clin Endocrinol Metab. 2011 Feb;96(2):548-54. doi: 10.1210/jc.2010-1935. Epub 2010 Dec 1. PMID: 21123444; PMCID: PMC3048317.
4) Neumann S, Pope A, Geras-Raaka E, Raaka BM, Bahn RS, Gershengorn MC. A drug-like antagonist inhibits thyrotropin receptor-mediated stimulation of cAMP production in Graves' orbital fibroblasts. Thyroid. 2012 Aug;22(8):839-43. doi: 10.1089/thy.2011.0520. Epub 2012 Jul 11. PMID: 22784331; PMCID: PMC3407388.4) Neumann S, Pope A, Geras-Raaka E, Raaka BM, Bahn RS, Gershengorn MC. A drug-like antagonist inhibits thyrotropin receptor-mediated stimulation of cAMP production in Graves' orbital fibroblasts. Thyroid. 2012 Aug;22(8):839-43. doi: 10.1089/thy.2011.0520. Epub 2012 Jul 11. PMID: 22784331; PMCID: PMC3407388.
5) Turcu AF, Kumar S, Neumann S, Coenen M, Iyer S, Chiriboga P, Gershengorn MC, Bahn RS. A small molecule antagonist inhibits thyrotropin receptor antibody-induced orbital fibroblast functions involved in the pathogenesis of Graves ophthalmopathy. J Clin Endocrinol Metab. 2013 May;98(5):2153-9. doi: 10.1210/jc.2013-1149. Epub 2013 Mar 12. PMID: 23482611; PMCID: PMC3644605.5) Turcu AF, Kumar S, Neumann S, Coenen M, Iyer S, Chiriboga P, Gershengorn MC, Bahn RS. A small molecule antagonist inhibits thyrotropin receptor antibody-induced orbital fibroblast functions involved in the pathogenesis of Graves ophthalmopathy. J Clin Endocrinol Metab. 2013 May;98(5):2153-9. doi: 10.1210/jc.2013-1149. Epub 2013 Mar 12. PMID: 23482611; PMCID: PMC3644605.
6) Neumann S, Nir EA, Eliseeva E, Huang W, Marugan J, Xiao J, Dulcey AE, Gershengorn MC. A selective TSH receptor antagonist inhibits stimulation of thyroid function in female mice. Endocrinology. 2014 Jan;155(1):310-4. doi: 10.1210/en.2013-1835. Epub 2013 Dec 4. PMID: 24169564; PMCID: PMC3868809.6) Neumann S, Nir EA, Eliseeva E, Huang W, Marugan J, Xiao J, Dulcey AE, Gershengorn MC. A selective TSH receptor antagonist inhibits stimulation of thyroid function in female mice. Endocrinology. 2014 Jan;155(1):310-4. doi: 10.1210/en.2013-1835. Epub 2013 Dec 4. PMID: 24169564; PMCID: PMC3868809.
7) Marcinkowski P, Hoyer I, Specker E, Furkert J, Rutz C, Neuenschwander M, Sobottka S, Sun H, Nazare M, Berchner-Pfannschmidt U, von Kries JP, Eckstein A, Schülein R, Krause G. A New Highly Thyrotropin Receptor-Selective Small-Molecule Antagonist with Potential for the Treatment of Graves' Orbitopathy. Thyroid. 2019 Jan;29(1):111-123. doi: 10.1089/thy.2018.0349. Epub 2018 Dec 15. PMID: 30351237.7) Marcinkowski P, Hoyer I, Specker E, Furkert J, Rutz C, Neuenschwander M, Sobottka S, Sun H, Nazare M, Berchner-Pfannschmidt U, von Kries JP, Eckstein A, Schülein R, Krause G. A New Highly Thyrotropin Receptor-Selective Small-Molecule Antagonist with Potential for the Treatment of Graves' Orbitopathy. Thyroid. 2019 Jan;29(1):111-123. doi: 10.1089/thy.2018.0349. Epub 2018 Dec 15. PMID: 30351237.
8) Sarkar R, Bolel P, Kapoor A, Eliseeva E, Dulcey AE, Templin JS, Wang AQ, Xu X, Southall N, Klubo-Gwiezdzinska J, Neumann S, Marugan JJ, Gershengorn MC. An Orally Efficacious Thyrotropin Receptor Ligand Inhibits Growth and Metastatic Activity of Thyroid Cancers. J Clin Endocrinol Metab. 2024 Aug 13;109(9):2306-2316. doi: 10.1210/clinem/dgae114. PMID: 38421044; PMCID: PMC113189998) Sarkar R, Bolel P, Kapoor A, Eliseeva E, Dulcey AE, Templin JS, Wang AQ, Xu X, Southall N, Klubo-Gwiezdzinska J, Neumann S, Marugan JJ, Gershengorn MC. An Orally Efficacious Thyrotropin Receptor Ligand Inhibits Growth and Metastatic Activity of Thyroid Cancers. J Clin Endocrinol Metab. 2024 Aug 13;109(9):2306-2316. doi: 10.1210/clinem/dgae114. PMID: 38421044; PMCID: PMC11318999
Статьи авторов патентаArticles by the authors of the patent
9) Деркач К.В., Бахтюков А.А., Сорокоумов В.Н., Шпаков А.О. Новый функциональный антагонист рецептора тиреотропного гормона на основе тиено[2,3-d]пиримидина // Доклады РАН. Науки о жизни. 2020. Т. 491. № 1. C. 141-145. doi: 10.31857/S2686738920020080 (Derkach K.V., Bakhtyukov A.A., Sorokoumov V.N., Shpakov A.O. New Thieno-[2,3-d]-pyrimidine-based Functional Antagonist for the Receptor of Thyroid Stimulating Hormone // Doklady Biochemistry and Biophysics. 2020. V. 491. P. 77-80. doi: 10.1134/S1607672920020064. PMID: 32483756)9) Derkach K.V., Bakhtyukov A.A., Sorokoumov V.N., Shpakov A.O. New functional antagonist of the thyroid-stimulating hormone receptor based on thieno[2,3-d]pyrimidine // Reports of the Russian Academy of Sciences. Life Sciences. 2020. Vol. 491. No. 1. P. 141-145. doi: 10.31857/S2686738920020080 (Derkach K.V., Bakhtyukov A.A., Sorokoumov V.N., Shpakov A.O. New Thieno-[2,3-d]-pyrimidine-based Functional Antagonist for the Receptor of Thyroid Stimulating Hormone // Doklady Biochemistry and Biophysics. 2020. V. 491. P. 77-80. doi: 10.1134/S1607672920020064.
10) Деркач К.В., Фокина Е.А., Бахтюков А.А., Сорокоумов В.Н., Степочкина А.М., Захарова И.О., Шпаков А.О. Изучение биологической активности нового нейтрального антагониста рецептора тиреотропного гормона на основе тиено[2,3-d]-пиримидина // Бюллетень экспер. биологии и медицины. 2021. Т. 172. № 12. С. 711-715. doi: 10.47056/0365-9615-2021-172-12-711-715 (Derkach K.V., Fokina E.A., Bakhtyukov A.A., Sorokoumov V.N., Stepochkina A.M., Zakharova I.O., Shpakov A.O. The Study of Biological Activity of a New Thieno[2,3-D]-Pyrimidine-Based Neutral Antagonist of Thyrotropin Receptor // Bull. Exp. Biol. Med. 2022. V. 172. № 6. P. 713-716. doi: 10.1007/s10517-022-05462-x. PMID: 35501650. WOS:000789759100013).10) Derkach K.V., Fokina E.A., Bakhtyukov A.A., Sorokoumov V.N., Stepochkina A.M., Zakharova I.O., Shpakov A.O. Study of biological activity of a new neutral thyroid-stimulating hormone receptor antagonist based on thieno[2,3-d]-pyrimidine // Bulletin of Exp. Biology and Medicine. 2021. Vol. 172. No. 12. P. 711-715. doi: 10.47056/0365-9615-2021-172-12-711-715 (Derkach K.V., Fokina E.A., Bakhtyukov A.A., Sorokoumov V.N., Stepochkina A.M., Zakharova I.O., Shpakov A.O. The Study of Biological Activity of a New Thieno[2,3-D]-Based Neutral Antagonist of Thyrotropin Receptor // Bull. Exp. Biol. Med. 2022. No. 6. P. 713-716. WOS:000789759100013).
9) Деркач К.В., Бахтюков А.А., Сорокоумов В.Н., Лебедев И.А., Диденко Е.А., Шпаков А.О. Низкомолекулярный инверсионный агонист рецептора тиреотропина, активный как при внутрибрюшинном, так и при пероральном введении // Российский Физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2024. Т. 110. № 1. С. 108-121. https://doi.org/10.31857/S0869813924010078 (Derkach K.V., Bakhtyukov A.A., Sorokoumov V.N., Lebedev I.A., Didenko E.A., Shpakov A.O. Low Molecular Weight Thyrotropin Receptor Inverse Agonist is Active upon both Intraperitoneal and Oral Administration // J. Evol. Biochem. Physiol. 2024. V. 60. № 1. P. 295-305. https://doi.org/10.1134/S0022093024010216).9) Derkach K.V., Bakhtyukov A.A., Sorokoumov V.N., Lebedev I.A., Didenko E.A., Shpakov A.O. Low-molecular-weight inverse agonist of the thyrotropin receptor, active both upon intraperitoneal and oral administration // I.M. Sechenov Russian Physiological Journal. 2024. Vol. 110. No. 1. P. 108-121. https://doi.org/10.31857/S0869813924010078 (Derkach K.V., Bakhtyukov A.A., Sorokoumov V.N., Lebedev I.A., Didenko E.A., Shpakov A.O. Low Molecular Weight Thyrotropin Receptor Inverse Agonist is Active upon both Intraperitoneal and Oral Administration // J. Evol. Biochem. 2024. V. 60. No. 1. P. 295-305.
Недостатком приведенных выше исследований является то, что по своему фармакологическому профилю все изученные и описанные в приведенных выше статьях соединения не являются прямыми (полными или частичными) агонистами рецептора ТТГ и относятся к фармакологическим классам инверсионных аллостерических агонистов, негативных аллостерических модуляторов или нейтральных аллостерических антагонистов рецептора ТТГ. Разработанные и описанные в этих статьях препараты не наделены активностью стимуляторов продукцию тиреоидных гормонов (напротив, они ее снижают), что делает невозможным и даже недопустимым их применение для коррекции тиреоидного дефицита и лечения различных форм гипотиреоза, в том числе обусловленных или ассоциированных с СД2.The disadvantage of the above studies is that, according to their pharmacological profile, all the compounds studied and described in the above articles are not direct (full or partial) agonists of the TSH receptor and belong to the pharmacological classes of inverse allosteric agonists, negative allosteric modulators or neutral allosteric antagonists of the TSH receptor. The drugs developed and described in these articles do not have the activity of stimulating the production of thyroid hormones (on the contrary, they reduce it), which makes it impossible and even unacceptable to use them to correct thyroid deficiency and treat various forms of hypothyroidism, including those caused by or associated with type 2 diabetes.
Задача заявляемого технического решения состоит в разработке способа лечения гипотиреоза, вызванного сахарным диабетом 2 типа, с помощью низкомолекулярного аллостерического прямого агониста рецептора тиреотропного гормона - соединения TPY3m, этил-2-(4-(4-(5-амино-6-(трет-бутилкарбамоил)-2-(метилтио)тиено[2,3-d]-пиримидин-4-ил)фенил)-1H-1,2,3-триазол-1-ил) ацетата, способного нормализовать уровни тиреоидных гормонов, сниженные при сахарном диабете 2 типа.The objective of the claimed technical solution is to develop a method for treating hypothyroidism caused by type 2 diabetes mellitus using a low-molecular allosteric direct agonist of the thyroid-stimulating hormone receptor - the compound TPY3m, ethyl-2-(4-(4-(5-amino-6-(tert-butylcarbamoyl)-2-(methylthio)thieno[2,3-d]-pyrimidin-4-yl)phenyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl) acetate, capable of normalizing the levels of thyroid hormones reduced in type 2 diabetes mellitus.
Раскрытие сущности технического решенияDisclosure of the essence of the technical solution
Техническое решение вышеприведенной задачи решается за счет разработки способа применения низкомолекулярного аллостерического прямого агониста рецептора тиреотропного гормона - соединения TPY3m, этил-2-(4-(4-(5-амино-6-(трет-бутилкарбамоил)-2-(метилтио)тиено[2,3-d]-пиримидин-4-ил)фенил)-1H-1,2,3-триазол-1-ил) ацетата, при его однократном или пятидневном внутрибрюшинном или пероральном введении для нормализации уровней тиреоидных гормонов у крыс с дефицитом этих гормонов, вызванным длительным сахарным диабетом 2 типа, и отличающийся тем, что указанное соединение при сахарном диабетом 2 типа применяется для восстановления дефицита тиреоидных гормонов, вызывая повышение уровня свободного тироксина (FT4) в крови при однократном внутрибрюшинном и пероральном введении в среднем не менее чем на 25% и 20%, соответственно, и при пятидневном внутрибрюшинном и пероральном введении не менее чем на 25% и 20%, соответственно, повышение уровня общего тироксина (TT4) в крови при однократном внутрибрюшинном и пероральном введении в среднем не менее чем на 40% и 35%, соответственно, и при пятидневном внутрибрюшинном и пероральном введении не менее чем на 50% и 60%, соответственно, повышение уровня свободного трийодтиронина (FT3) в крови при однократном внутрибрюшинном и пероральном введении в среднем не менее чем на 35% и 30%, соответственно, и при пятидневном внутрибрюшинном и пероральном введении не менее чем на 50% и 50%, соответственно, повышение уровня общего трийодтиронина (TT3) в крови при однократном внутрибрюшинном и пероральном введении в среднем не менее чем на 35% и 20%, соответственно, и при пятидневном внутрибрюшинном и пероральном введении не менее чем на 15% и 25%, соответственно, и не оказывает нежелательного влияния на стимулированные тиролиберином уровни тиреоидных гормонов (отсутствие значимых изменений), а также на уровни тиреотропного гормона (ТТГ) и тестостерона в крови (отсутствие значимых изменений), при использовании соединения TPY3m в суточной дозе 15 мг/кг для внутрибрюшинного и в суточной дозе 40 мг/кг для перорального введения.The technical solution to the above problem is solved by developing a method for using a low-molecular allosteric direct agonist of the thyroid-stimulating hormone receptor - the TPY3m compound, ethyl 2-(4-(4-(5-amino-6-(tert-butylcarbamoyl)-2-(methylthio)thieno[2,3-d]-pyrimidin-4-yl)phenyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl) acetate, with its single or five-day intraperitoneal or oral administration to normalize the levels of thyroid hormones in rats with a deficiency of these hormones caused by long-term type 2 diabetes mellitus, and characterized in that the said compound in type 2 diabetes mellitus is used to restore the deficiency of thyroid hormones, causing an increase in the level of free thyroxine (FT4) in the blood with a single intraperitoneal and oral administration by an average of no less than by 25% and 20%, respectively, and with five-day intraperitoneal and oral administration by at least 25% and 20%, respectively, an increase in the level of total thyroxine (TT4) in the blood with a single intraperitoneal and oral administration on average by at least 40% and 35%, respectively, and with five-day intraperitoneal and oral administration by at least 50% and 60%, respectively, an increase in the level of free triiodothyronine (FT3) in the blood with a single intraperitoneal and oral administration on average by at least 35% and 30%, respectively, and with five-day intraperitoneal and oral administration by at least 50% and 50%, respectively, an increase in the level of total triiodothyronine (TT3) in the blood with a single intraperitoneal and oral administration on average by at least 35% and 20%, respectively, and with five-day intraperitoneal and oral administration by at least 15% and 25%, respectively, and does not have an undesirable effect on thyroliberin-stimulated levels of thyroid hormones (no significant changes), as well as on the levels of thyroid stimulating hormone (TSH) and testosterone in the blood (no significant changes), when using the TPY3m compound at a daily dose of 15 mg / kg for intraperitoneal and at a daily dose of 40 mg / kg for oral administration.
Краткий перечень чертежейBrief list of drawings
Фиг. 1 - показано влияние однократной обработки самцов крыс с СД2 и дефицитом тиреоидных гормонов (гипотиреозом) с помощью TPY3m (в/б, 15 мг/кг; перорально 40 мг/кг), тиролиберина (интраназально, 100 МЕ/крысу) и последовательно TPY3m и тиролиберина в тех же дозах на уровень свободного тироксина в крови.Fig. 1 - shows the effect of a single treatment of male rats with type 2 diabetes and thyroid hormone deficiency (hypothyroidism) with TPY3m (i.p., 15 mg/kg; orally 40 mg/kg), thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat) and sequentially TPY3m and thyroliberin at the same doses on the level of free thyroxine in the blood.
К - контрольные крысы; СД -крысы с СД2 без обработки препаратами; СД+TRH - крысы с СД2, которых однократно обработали тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу); СД+TPY3m(в/б) - крысы с СД2, которых однократно обработали внутрибрюшинно вводимым TPY3m (15 мг/кг); СД+TPY3m(в/б)+TRH - крысы с СД2, которых обработали последовательно TPY3m (в/б, 15 мг/кг) и тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу); СД+TPY3m(пер) - крысы с СД2, которых однократно обработали перорально вводимым TPY3m (40 мг/кг); СД+TPY3m(пер)+TRH - крысы с СД2, которых обработали последовательно TPY3m (перорально, 40 мг/кг) и тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу). Различия с контрольной (a) и с диабетической (b) группами статистически значимы при p<0.05. Данные представлены как M±SEM, во всех группах n=8. Определение уровня свободного тироксина осуществляли с помощью ИФА-набора фирмы «Иммунотех» (Россия). Кровь забирали из хвостовой вены крысы под местным наркозом через 3.5 ч после введения TPY3m.K - control rats; SD - rats with T2DM without treatment with drugs; SD+TRH - rats with T2DM that were treated once with thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat); SD+TPY3m(i/p) - rats with T2DM that were treated once with intraperitoneally administered TPY3m (15 mg/kg); SD+TPY3m(i/p)+TRH - rats with T2DM that were treated sequentially with TPY3m (i/p, 15 mg/kg) and thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat); SD+TPY3m(per) - rats with T2DM that were treated once with orally administered TPY3m (40 mg/kg); DM+TPY3m(per)+TRH - rats with DM2, which were treated sequentially with TPY3m (orally, 40 mg/kg) and thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat). Differences with the control ( a ) and diabetic ( b ) groups are statistically significant at p <0.05. Data are presented as M±SEM , in all groups n = 8. The level of free thyroxine was determined using the ELISA kit from Immunotech (Russia). Blood was taken from the tail vein of rats under local anesthesia 3.5 hours after the administration of TPY3m.
Фиг. 2 - показано влияние однократной обработки самцов крыс с СД2 и дефицитом тиреоидных гормонов (гипотиреозом) с помощью TPY3m (в/б, 15 мг/кг; перорально 40 мг/кг), тиролиберина (интраназально, 100 МЕ/крысу) и последовательно TPY3m и тиролиберина в тех же дозах на уровень общего тироксина в крови.Fig. 2 - shows the effect of a single treatment of male rats with type 2 diabetes and thyroid hormone deficiency (hypothyroidism) with TPY3m (i.p., 15 mg/kg; orally 40 mg/kg), thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat) and sequentially TPY3m and thyroliberin at the same doses on the level of total thyroxine in the blood.
К - контрольные крысы; СД -крысы с СД2 без обработки препаратами; СД+TRH - крысы с СД2, которых однократно обработали тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу); СД+TPY3m(в/б) - крысы с СД2, которых однократно обработали внутрибрюшинно вводимым TPY3m (15 мг/кг); СД+TPY3m(в/б)+TRH - крысы с СД2, которых обработали последовательно TPY3m (в/б, 15 мг/кг) и тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу); СД+TPY3m(пер) - крысы с СД2, которых однократно обработали перорально вводимым TPY3m (40 мг/кг); СД+TPY3m(пер)+TRH - крысы с СД2, которых обработали последовательно TPY3m (перорально, 40 мг/кг) и тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу). Различия с контрольной (a) и с диабетической (b) группами, а также между группами СД+TRH и СД+TPY3m(пер)+TRH (c) статистически значимы при p<0.05. Данные представлены как M±SEM, во всех группах n=8. Определение уровня общего тироксина осуществляли с помощью ИФА-набора фирмы «Иммунотех» (Россия). Кровь забирали из хвостовой вены крысы под местным наркозом через 3.5 ч после введения TPY3m.K - control rats; SD - rats with T2DM without treatment with drugs; SD+TRH - rats with T2DM that were treated once with thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat); SD+TPY3m(i/p) - rats with T2DM that were treated once with intraperitoneally administered TPY3m (15 mg/kg); SD+TPY3m(i/p)+TRH - rats with T2DM that were treated sequentially with TPY3m (i/p, 15 mg/kg) and thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat); SD+TPY3m(per) - rats with T2DM that were treated once with orally administered TPY3m (40 mg/kg); DM+TPY3m(per)+TRH - rats with DM2, which were treated sequentially with TPY3m (orally, 40 mg/kg) and thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat). Differences with the control ( a ) and diabetic ( b ) groups, as well as between the DM+TRH and DM+TPY3m(per)+TRH ( c ) groups are statistically significant at p < 0.05. Data are presented as M ± SEM , in all groups n = 8. The level of total thyroxine was determined using the ELISA kit from Immunotech (Russia). Blood was taken from the tail vein of rats under local anesthesia 3.5 hours after the administration of TPY3m.
Фиг. 3 - показано влияние однократной обработки самцов крыс с СД2 и дефицитом тиреоидных гормонов (гипотиреозом) с помощью TPY3m (в/б, 15 мг/кг; перорально 40 мг/кг), тиролиберина (интраназально, 100 МЕ/крысу) и последовательно TPY3m и тиролиберина в тех же дозах на уровень свободного трийодтиронина в крови.Fig. 3 - shows the effect of a single treatment of male rats with type 2 diabetes and thyroid hormone deficiency (hypothyroidism) with TPY3m (i.p., 15 mg/kg; orally 40 mg/kg), thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat) and sequentially TPY3m and thyroliberin at the same doses on the level of free triiodothyronine in the blood.
К - контрольные крысы; СД -крысы с СД2 без обработки препаратами; СД+TRH - крысы с СД2, которых однократно обработали тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу); СД+TPY3m(в/б) - крысы с СД2, которых однократно обработали внутрибрюшинно вводимым TPY3m (15 мг/кг); СД+TPY3m(в/б)+TRH - крысы с СД2, которых обработали последовательно TPY3m (в/б, 15 мг/кг) и тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу); СД+TPY3m(пер) - крысы с СД2, которых однократно обработали перорально вводимым TPY3m (40 мг/кг); СД+TPY3m(пер)+TRH - крысы с СД2, которых обработали последовательно TPY3m (перорально, 40 мг/кг) и тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу). Различия с контрольной (a) и с диабетической (b) группами статистически значимы при p<0.05. Данные представлены как M±SEM, во всех группах n=8. Определение уровня свободного трийодтиронина осуществляли с помощью ИФА-набора фирмы «Иммунотех» (Россия). Кровь забирали из хвостовой вены крысы под местным наркозом через 3.5 ч после введения TPY3m.K - control rats; SD - rats with T2DM without treatment with drugs; SD+TRH - rats with T2DM that were treated once with thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat); SD+TPY3m(i/p) - rats with T2DM that were treated once with intraperitoneally administered TPY3m (15 mg/kg); SD+TPY3m(i/p)+TRH - rats with T2DM that were treated sequentially with TPY3m (i/p, 15 mg/kg) and thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat); SD+TPY3m(per) - rats with T2DM that were treated once with orally administered TPY3m (40 mg/kg); DM+TPY3m(per)+TRH - rats with DM2, which were treated sequentially with TPY3m (orally, 40 mg/kg) and thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat). Differences with the control ( a ) and diabetic ( b ) groups are statistically significant at p <0.05. Data are presented as M±SEM , in all groups n = 8. The level of free triiodothyronine was determined using the ELISA kit from Immunotech (Russia). Blood was taken from the tail vein of rats under local anesthesia 3.5 hours after the administration of TPY3m.
Фиг. 4 - показано влияние однократной обработки самцов крыс с СД2 и дефицитом тиреоидных гормонов (гипотиреозом) с помощью TPY3m (в/б, 15 мг/кг; перорально 40 мг/кг), тиролиберина (интраназально, 100 МЕ/крысу) и последовательно TPY3m и тиролиберина в тех же дозах на уровень общего трийодтиронина в крови.Fig. 4 - shows the effect of a single treatment of male rats with type 2 diabetes and thyroid hormone deficiency (hypothyroidism) with TPY3m (i.p., 15 mg/kg; orally 40 mg/kg), thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat) and sequentially TPY3m and thyroliberin at the same doses on the level of total triiodothyronine in the blood.
К - контрольные крысы; СД -крысы с СД2 без обработки препаратами; СД+TRH - крысы с СД2, которых однократно обработали тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу); СД+TPY3m(в/б) - крысы с СД2, которых однократно обработали внутрибрюшинно вводимым TPY3m (15 мг/кг); СД+TPY3m(в/б)+TRH - крысы с СД2, которых обработали последовательно TPY3m (в/б, 15 мг/кг) и тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу); СД+TPY3m(пер) - крысы с СД2, которых однократно обработали перорально вводимым TPY3m (40 мг/кг); СД+TPY3m(пер)+TRH - крысы с СД2, которых обработали последовательно TPY3m (перорально, 40 мг/кг) и тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу). Различия с контрольной (a) и с диабетической (b) группами, а также между группами СД+TRH и СД+TPY3m(пер)+TRH (c) статистически значимы при p<0.05. Данные представлены как M±SEM, во всех группах n=8. Определение уровня общего трийодтиронина осуществляли с помощью ИФА-набора фирмы «Иммунотех» (Россия). Кровь забирали из хвостовой вены крысы под местным наркозом через 3.5 ч после введения TPY3m.K - control rats; SD - rats with T2DM without treatment with drugs; SD+TRH - rats with T2DM that were treated once with thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat); SD+TPY3m(i/p) - rats with T2DM that were treated once with intraperitoneally administered TPY3m (15 mg/kg); SD+TPY3m(i/p)+TRH - rats with T2DM that were treated sequentially with TPY3m (i/p, 15 mg/kg) and thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat); SD+TPY3m(per) - rats with T2DM that were treated once with orally administered TPY3m (40 mg/kg); DM+TPY3m(per)+TRH - rats with DM2, which were treated sequentially with TPY3m (orally, 40 mg/kg) and thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat). Differences with the control ( a ) and diabetic ( b ) groups, as well as between the DM+TRH and DM+TPY3m(per)+TRH ( c ) groups are statistically significant at p < 0.05. Data are presented as M ± SEM , in all groups n = 8. The level of total triiodothyronine was determined using the ELISA kit from Immunotech (Russia). Blood was taken from the tail vein of rats under local anesthesia 3.5 hours after the administration of TPY3m.
Фиг. 5 - показано влияние однократной обработки самцов крыс с СД2 и дефицитом тиреоидных гормонов (гипотиреозом) с помощью TPY3m (в/б, 15 мг/кг; перорально 40 мг/кг), тиролиберина (интраназально, 100 МЕ/крысу) и последовательно TPY3m и тиролиберина в тех же дозах на уровень тиреотропного гормона (ТТГ) в крови.Fig. 5 - shows the effect of a single treatment of male rats with type 2 diabetes and thyroid hormone deficiency (hypothyroidism) with TPY3m (i.p., 15 mg/kg; orally 40 mg/kg), thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat) and sequentially TPY3m and thyroliberin at the same doses on the level of thyroid stimulating hormone (TSH) in the blood.
К - контрольные крысы; СД -крысы с СД2 без обработки препаратами; СД+TRH - крысы с СД2, которых однократно обработали тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу); СД+TPY3m(в/б) - крысы с СД2, которых однократно обработали внутрибрюшинно вводимым TPY3m (15 мг/кг); СД+TPY3m(в/б)+TRH - крысы с СД2, которых обработали последовательно TPY3m (в/б, 15 мг/кг) и тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу); СД+TPY3m(пер) - крысы с СД2, которых однократно обработали перорально вводимым TPY3m (40 мг/кг); СД+TPY3m(пер)+TRH - крысы с СД2, которых обработали последовательно TPY3m (перорально, 40 мг/кг) и тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу). Различия с контрольной (a) и с диабетической (b) группами статистически значимы при p<0.05. Данные представлены как M±SEM, во всех группах n=8. Определение уровня ТТГ осуществляли с помощью ИФА-набора “Rat Thyroid Stimulating Hormone ELISA kit” (“Cusabio Biotech Co., Ltd.», КНР). Кровь забирали из хвостовой вены крысы под местным наркозом через 3.5 ч после введения TPY3m.K - control rats; SD - rats with T2DM without treatment with drugs; SD+TRH - rats with T2DM that were treated once with thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat); SD+TPY3m(i/p) - rats with T2DM that were treated once with intraperitoneally administered TPY3m (15 mg/kg); SD+TPY3m(i/p)+TRH - rats with T2DM that were treated sequentially with TPY3m (i/p, 15 mg/kg) and thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat); SD+TPY3m(per) - rats with T2DM that were treated once with orally administered TPY3m (40 mg/kg); DM+TPY3m(per)+TRH - rats with DM2, which were treated sequentially with TPY3m (orally, 40 mg/kg) and thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat). Differences with the control ( a ) and diabetic ( b ) groups are statistically significant at p <0.05. Data are presented as M±SEM , in all groups n =8. TSH level was determined using the Rat Thyroid Stimulating Hormone ELISA kit (Cusabio Biotech Co., Ltd., China). Blood was collected from the tail vein of rats under local anesthesia 3.5 hours after TPY3m administration.
Фиг. 6 - показано влияние однократной обработки самцов крыс с СД2 и дефицитом тиреоидных гормонов (гипотиреозом) с помощью TPY3m (в/б, 15 мг/кг; перорально 40 мг/кг), тиролиберина (интраназально, 100 МЕ/крысу) и последовательно TPY3m и тиролиберина в тех же дозах на уровень тестостерона в крови.Fig. 6 - shows the effect of a single treatment of male rats with type 2 diabetes and thyroid hormone deficiency (hypothyroidism) with TPY3m (i.p., 15 mg/kg; orally 40 mg/kg), thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat) and sequentially TPY3m and thyroliberin at the same doses on the blood testosterone level.
К - контрольные крысы; СД -крысы с СД2 без обработки препаратами; СД+TPY3m(в/б) - крысы с СД2, которых однократно обработали внутрибрюшинно вводимым TPY3m (15 мг/кг); СД+TPY3m(пер) - крысы с СД2, которых однократно обработали перорально вводимым TPY3m (40 мг/кг). Данные представлены как M±SEM, во всех группах n=8. Статистически значимые различия между уровнями тестостерона в исследуемых группах отсутствуют. Определение уровня тестостерона в крови осуществляли с помощью ИФА-набора фирмы «Алкор-Био» (Россия). Кровь забирали из хвостовой вены крысы под местным наркозом через 3.5 ч после введения TPY3m.K - control rats; SD - rats with T2DM without treatment with drugs; SD+TPY3m(i/p) - rats with T2DM that were treated once with intraperitoneal TPY3m (15 mg/kg); SD+TPY3m(per) - rats with T2DM that were treated once with orally administered TPY3m (40 mg/kg). Data are presented as M±SEM , in all groups n = 8. There were no statistically significant differences between testosterone levels in the study groups. Testosterone levels in the blood were determined using an ELISA kit from Alkor-Bio (Russia). Blood was taken from the tail vein of rats under local anesthesia 3.5 hours after TPY3m administration.
Фиг. 7 - показано влияние пятидневной обработки самцов крыс с СД2 и дефицитом тиреоидных гормонов (гипотиреозом) с помощью TPY3m TPY3m (в/б, 15 мг/кг/сутки; перорально 40 мг/кг/сутки) на уровни тиреоидных гормонов (FT4, TT4, FT3, TT3), ТТГ и тестостерона в крови.Fig. 7 - shows the effect of a five-day treatment of male rats with T2DM and thyroid hormone deficiency (hypothyroidism) with TPY3m TPY3m (i.p., 15 mg/kg/day; orally 40 mg/kg/day) on the levels of thyroid hormones (FT4, TT4, FT3, TT3), TSH and testosterone in the blood.
К(5) - контрольные крысы, СД(5) -крысы с СД2 без обработки препаратами, СД+TPY3m(в/б)(5) - крысы с СД2, которых в течение 5 дней обрабатывали внутрибрюшинно вводимым TPY3m (15 мг/кг); СД+TPY3m(пер)(5) - крысы с СД2, которых в течение 5 дней обрабатывали перорально вводимым TPY3m (40 мг/кг). Различия с контрольной (a) и с диабетической (b) группами статистически значимы при p<0.05. Данные представлены как M±SEM, во всех группах n=6. Определение уровня тиреоидных гормонов в крови осуществляли с помощью ИФА-наборов фирмы «Иммунотех» (Россия), концентрацию ТТГ в крови определяли с помощью ИФА-набора “Rat Thyroid Stimulating Hormone ELISA kit” (“Cusabio Biotech Co., Ltd.», КНР), определение уровня тестостерона в крови осуществляли с помощью ИФА-набора фирмы «Алкор-Био» (Россия). Кровь забирали из хвостовой вены крысы под местным наркозом через 3.5 ч после последнего (на 5-й день) введения TPY3m.K(5) - control rats, SD(5) - rats with T2DM without treatment with drugs, SD+TPY3m(i/p)(5) - rats with T2DM treated for 5 days with intraperitoneal TPY3m (15 mg/kg); SD+TPY3m(per)(5) - rats with T2DM treated for 5 days with orally administered TPY3m (40 mg/kg). Differences with the control ( a ) and diabetic ( b ) groups are statistically significant at p <0.05. Data are presented as M±SEM , in all groups n = 6. The level of thyroid hormones in the blood was determined using ELISA kits from Immunotech (Russia), the concentration of TSH in the blood was determined using the ELISA kit “Rat Thyroid Stimulating Hormone ELISA kit” (“Cusabio Biotech Co., Ltd.”, China), the level of testosterone in the blood was determined using the ELISA kit from Alkor-Bio (Russia). Blood was taken from the tail vein of rats under local anesthesia 3.5 hours after the last (on the 5th day) administration of TPY3m.
Осуществление технического решенияImplementation of a technical solution
В техническом решении под используемыми терминами понимаются следующие понятия:In the technical solution, the following concepts are understood under the terms used:
TPY3m - этил-2-(4-(4-(5-амино-6-(трет-бутилкарбамоил)-2-(метилтио)тиено[2,3-d]-пиримидин-4-ил)фенил)-1H-1,2,3-триазол-1-ил) ацетат, производное гетероциклического соединения тиено[2,3-d]-пиримидина, разработанный нами низкомолекулярный аллостерический агонист рецептора тиреотропного гормона (ТТГ), который стимулирует активность рецептора ТТГ и зависимых от него сигнальных каскадов, в том числе осуществляемых через Gs-белок и фермент аденилатциклазу. Эффективен, как стимулятор продукции тиреоидных гормонов, в том числе при дефиците (гипотиреозе).TPY3m - ethyl 2-(4-(4-(5-amino-6-(tert-butylcarbamoyl)-2-(methylthio)thieno[2,3-d]-pyrimidin-4-yl)phenyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl) acetate, a derivative of the heterocyclic compound thieno[2,3-d]-pyrimidine, a low-molecular allosteric agonist of the thyroid-stimulating hormone (TSH) receptor developed by us, which stimulates the activity of the TSH receptor and signaling cascades dependent on it, including those carried out through the G s protein and the enzyme adenylate cyclase. It is effective as a stimulator of thyroid hormone production, including in case of deficiency (hypothyroidism).
Сахарный диабет 2-го типа (СД2) (инсулинрезистентный или инсулиннезависимый диабет) - хроническое эндокринное заболевание, при котором организм не может эффективно использовать инсулин, вырабатываемый в достаточных количествах бета-клетками поджелудочной железы, что обусловлено развитием инсулинорезистентности; основным симптомом СД2 является гипергликемия, он часто ассоциирован с ожирением, дислипидемией и артериальной гипертензией.Type 2 diabetes mellitus (T2DM) (insulin-resistant or non-insulin-dependent diabetes) is a chronic endocrine disease in which the body cannot effectively use insulin produced in sufficient quantities by the beta cells of the pancreas, which is caused by the development of insulin resistance; the main symptom of T2DM is hyperglycemia, it is often associated with obesity, dyslipidemia and arterial hypertension.
Агонист - химическое соединение (лиганд), которое при специфичном взаимодействии с молекулой рецептора изменяет его функциональное состояние, переводя в активную конформацию и, тем самым, вызывая биологический ответ клетки-мишени на воздействие агониста.An agonist is a chemical compound (ligand) that, upon specific interaction with a receptor molecule, changes its functional state, transferring it to an active conformation and, thereby, causing a biological response of the target cell to the action of the agonist.
Аллостерический агонист - химическое соединение (аллостерический лиганд), которое взаимодействует с аллостерическим сайтом гормонального рецептора, вызывая его активацию в отсутствие эндогенного лиганда (гормона), взаимодействующего с высокоаффинным ортостерическим сайтом.An allosteric agonist is a chemical compound (allosteric ligand) that interacts with the allosteric site of a hormone receptor, causing its activation in the absence of an endogenous ligand (hormone) interacting with the high-affinity orthosteric site.
Аллостерический сайт рецептора - это сайт рецептора, который не совпадает с высокоаффинным ортостерическим сайтом, мишенью для эндогенного лиганда (гормона), связывание с которым лиганда (аллостерического регулятора) влияет на стабильность и равновесие активных конформаций рецептора, как связанного с ортостерическим агонистом, так и свободного от него.An allosteric site of a receptor is a site of the receptor that does not coincide with the high-affinity orthosteric site, the target of an endogenous ligand (hormone), the binding of which by the ligand (allosteric regulator) affects the stability and equilibrium of the active conformations of the receptor, both bound to the orthosteric agonist and free of it.
Гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная ось (ГГТ ось) - эндокринный комплекс, включающий в себя гипоталамус, гипофиз и щитовидную железу, регулирует метаболические процессы, ответ на стрессовые воздействия, термогенез (в том числе при резких колебаниях температур), находится в тесном взаимодействии с другими компонентами эндокринной системы. В качестве эффекторного гормона включает трийодтиронин, который образуется из тироксина путем его конверсии дейодиназами.The hypothalamic-pituitary-thyroid axis (GGT axis) is an endocrine complex that includes the hypothalamus, pituitary gland, and thyroid gland. It regulates metabolic processes, response to stress, thermogenesis (including sudden temperature fluctuations), and is in close interaction with other components of the endocrine system. As an effector hormone, it includes triiodothyronine, which is formed from thyroxine by its conversion by deiodinases.
Гипотиреоз - клинический синдром, развивающийся из-за длительной, стойкой недостаточности гормонов щитовидной железы в организме или при развитии резистентности к ТТГ на тканевом уровне.Hypothyroidism is a clinical syndrome that develops due to long-term, persistent deficiency of thyroid hormones in the body or the development of resistance to TSH at the tissue level.
Инсулиновая резистентность (ИР) - снижение чувствительности тканей-мишеней к инсулину, являющееся характерным признаком СД2, оценивается с помощью индекса ИР, рассчитываемого как произведение концентраций инсулина и глюкозы в крови с соответствующим пересчетным коэффициентом.Insulin resistance (IR) is a decrease in the sensitivity of target tissues to insulin, which is a characteristic feature of type 2 diabetes, and is assessed using the IR index, calculated as the product of insulin and glucose concentrations in the blood with the appropriate conversion factor.
Интраперитонеальный глюкозотолерантный тест (ИГТТ) - лабораторный тест для диагностики нарушения толерантности к глюкозе (предиабет, метаболический синдром) и СД2, включает нагрузку глюкозой (внутрибрюшинное введение раствора глюкозы) с последующим мониторингом уровня глюкозы в крови (у крыс обычно в течение 120 мин).Intraperitoneal glucose tolerance test (IGTT) is a laboratory test for the diagnosis of impaired glucose tolerance (prediabetes, metabolic syndrome) and type 2 diabetes, which includes a glucose load (intraperitoneal administration of a glucose solution) followed by monitoring of blood glucose levels (in rats, usually for 120 min).
Левотироксин - лекарственное средство (натриевая соль L-тироксина), используемое при лечении гипотиреоидных состояний в качестве заместительной терапии, после всасывания и частичного метаболизма в печени и почках оказывает регуляторное влияние на развитие и рост тканей, обмен веществ.Levothyroxine is a drug (sodium salt of L-thyroxine) used in the treatment of hypothyroid conditions as a replacement therapy; after absorption and partial metabolism in the liver and kidneys, it has a regulatory effect on the development and growth of tissues and metabolism.
Лютеинизирующий гормон (ЛГ) - это гликопротеиновый гормон, вырабатываемый гонадотрофами аденогипофиза после их стимуляции гонадолиберином, при действии на репродуктивные ткани стимулирует синтез и секрецию половых стероидных гормонов (андрогенов, эстрогенов и прогестерона). У мужчин ЛГ воздействует на клетки Лейдига семенников, активируя в них синтез тестостерона и контролируя сперматогенез, у женщин - на фолликулярные клетки яичников и на желтое тело, стимулируя овуляцию и активируя синтез эстрогенов и прогестерона в клетках фолликула.Luteinizing hormone (LH) is a glycoprotein hormone produced by the gonadotrophs of the adenohypophysis after their stimulation by gonadotropin-releasing hormone; when acting on reproductive tissues, it stimulates the synthesis and secretion of sex steroid hormones (androgens, estrogens, and progesterone). In men, LH acts on the Leydig cells of the testes, activating the synthesis of testosterone in them and controlling spermatogenesis; in women, it acts on the follicular cells of the ovaries and the corpus luteum, stimulating ovulation and activating the synthesis of estrogens and progesterone in the follicle cells.
Нарушенная толерантность к глюкозе - состояние, характеризующееся нормальным уровнем глюкозы натощак, ее отсутствием в моче, но повышенным уровнем глюкозы в крови при глюкозной нагрузке или потреблении высокоуглеводной пищи (оценивается в оральном глюкозотолерантном тесте или в ИГТТ).Impaired glucose tolerance is a condition characterized by normal fasting glucose levels, its absence in urine, but elevated blood glucose levels during a glucose load or consumption of high-carbohydrate foods (assessed in an oral glucose tolerance test or IGTT).
Тестостерон - основной мужской половой стероидный гормон (класс - андрогены), синтезируется из холестерина в клетках Лейдига семенников под воздействием ЛГ, вырабатываемого аденогипофизом; отвечает за развитие первичных и вторичных половых признаков у мужчин, регулирует сперматогенез, вовлечен в контроль метаболических и анаболических процессов.Testosterone is the main male sex steroid hormone (androgen class), synthesized from cholesterol in the Leydig cells of the testes under the influence of LH produced by the adenohypophysis; it is responsible for the development of primary and secondary sexual characteristics in men, regulates spermatogenesis, and is involved in the control of metabolic and anabolic processes.
Тиреоидные гормоны - йодированные производные аминокислоты тирозина - тироксин (тетрайодтиронин) и трийодтиронин, обладающие сходными физиологическими свойствами и вырабатываемые тироцитами (фолликулярными клетками) щитовидной железы из тиреоглобулина под воздействием ТТГ, вырабатываемого аденогипофизом. В крови тиреоидные гормоны существуют в свободной и в связанной с белками плазмы форме, в соответствии с чем выделяют свободный (FT4) и общий (TT4) тироксин и свободный (FT3) и общий (TT3) трийодтиронин.Thyroid hormones are iodinated derivatives of the amino acid tyrosine - thyroxine (tetraiodothyronine) and triiodothyronine, which have similar physiological properties and are produced by thyrocytes (follicular cells) of the thyroid gland from thyroglobulin under the influence of TSH produced by the adenohypophysis. In the blood, thyroid hormones exist in free and plasma protein-bound forms, according to which free (FT4) and total (TT4) thyroxine and free (FT3) and total (TT3) triiodothyronine are distinguished.
Тиреотропный гормон (ТТГ) - это гликопротеиновый гормон, вырабатываемый тиреотрофами аденогипофиза после их стимуляции тиролиберином, воздействует на специфические рецепторы, расположенные на поверхности эпителиальных клеток щитовидной железы, стимулируя выработку ими тироксина и его конверсию в трийодтиронин.Thyroid-stimulating hormone (TSH) is a glycoprotein hormone produced by the thyrotrophs of the adenohypophysis after their stimulation by thyroliberin, it acts on specific receptors located on the surface of the epithelial cells of the thyroid gland, stimulating their production of thyroxine and its conversion to triiodothyronine.
Тиролиберин - гипоталамический трипептид, рилизинг-гормон ТТГ, вызывает усиление секреции тиреотрофами передней доли гипофиза ТТГ (и, в меньшей степени, пролактина), вовлечен в контроль некоторых психических функций.Thyroliberin is a hypothalamic tripeptide, a TSH-releasing hormone, which causes increased secretion of TSH (and, to a lesser extent, prolactin) by the thyrotrophs of the anterior pituitary gland and is involved in the control of some mental functions.
Известно, что при изучении влияния внутрибрюшинно и перорально вводимого соединения TPY3m, этил-2-(4-(4-(5-амино-6-(трет-бутилкарбамоил)-2-(метилтио)тиено[2,3-d]-пиримидин-4-ил)фенил)-1H-1,2,3-триазол-1-ил) ацетата, низкомолекулярного аллостерического агониста рецептора тиреотропного гормона (ТТГ), на уровни тиреоидных гормонов - тироксина и трийодтиронина, в том числе стимулированные тиролиберином, а также на уровни ТТГ и тестостерона в крови самцов крыс с СД2, индуцированным высокожировой диетой (продолжительность 16 недель) и инъекцией стрептозотоцина (15 мг/кг массы тела, внутрибрюшинно, через 10 недель после начала высокожировой диеты), исследовали однократное и в течение 5 дней введение препарата, а также следующие его суточные дозы: для внутрибрюшинного введения TPY3m - 15 мг/кг, для перорального введения TPY3m - 40 мг/кг.It is known that when studying the effect of the intraperitoneally and orally administered compound TPY3m, ethyl 2-(4-(4-(5-amino-6-(tert-butylcarbamoyl)-2-(methylthio)thieno[2,3-d]-pyrimidin-4-yl)phenyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl) acetate, a low molecular weight allosteric agonist of the thyroid stimulating hormone (TSH) receptor, on the levels of thyroid hormones - thyroxine and triiodothyronine, including those stimulated by thyroliberin, as well as on the levels of TSH and testosterone in the blood of male rats with T2DM induced by a high-fat diet (duration of 16 weeks) and streptozotocin injection (15 mg / kg body weight, intraperitoneally, 10 weeks after the start of a high-fat diet), the single and 5-day administration of the drug, as well as the following daily doses: for intraperitoneal administration of TPY3m - 15 mg/kg, for oral administration of TPY3m - 40 mg/kg.
Соединение TPY3m было синтезировано авторами патента по разработанной ими оригинальной методике, как описано ранее (Бахтюков А.А., Деркач К.В., Фокина Е.А., Сорокоумов В.Н., Захарова И.О., Баюнова Л.В., Шпаков А.О. Разработка низкомолекулярного аллостерического агониста рецептора тиреотропного гормона с тиреоидогенной активностью // Доклады РАН. Науки о жизни. 2022. Т. 503. № 1. С. 161-165. doi: 10.31857/S2686738922020032; англоязычный вариант - Bakhtyukov A.A., Derkach K.V., Fokina E.A., Sorokoumov V.N., Zakharova I.O., Bayunova L.V., Shpakov A.O. Development of low-molecular-weight allosteric agonist of thyroid-stimulating hormone receptor with thyroidogenic activity // Doklady Biochemistry and Biophysics. 2022. V. 503. № 1. P. 67-70. doi: 10.1134/S1607672922020016. PMID: 35538280. WOS:000793157400004), и охарактеризовано по физико-химическим показателям, подтверждающим его химическую структуру. Спектр 1H-ЯМР (400 МГц, хлороформ-d): δ 8.09 - 8.03 (m, 3H Ar phenyl + Ar triazol), 7.76 (d, J = 7.9 Hz, 2H Ar phenyl), 5.32 (s, 2H CArCH 2 C(O)), 5.26 (m, 3H NH2 + NH), 4.34 (q, J = 7.1 Hz, 2H CH2 C(O)OEt), 2.69 (s, 3H MeS), 1.48 (s, 9H tBu), 1.36 (t, J = 7.2 Hz, 3H CH3 C(O)OEt). Масс-спектр (ESI+, 100 В, CH3OH): найдено - 526.1695 [M+H]; рассчитано для C24H28N7O3S2 + - 526.1690.The TPY3m compound was synthesized by the authors of the patent using their own original method, as described previously (Bakhtyukov AA, Derkach KV, Fokina EA, Sorokoumov VN, Zakharova IO, Bayunova LV, Shpakov AO Development of a low-molecular allosteric agonist of the thyroid-stimulating hormone receptor with thyroidogenic activity // Reports of the Russian Academy of Sciences. Life Sciences. 2022. Vol. 503. No. 1. Pp. 161-165. doi: 10.31857/S2686738922020032; English version - Bakhtyukov AA, Derkach KV, Fokina EA, Sorokoumov VN, Zakharova IO, Bayunova LV, Shpakov AO Development of low-molecular-weight allosteric agonist of thyroid-stimulating hormone receptor with thyroidogenic activity // Doklady Biochemistry and Biophysics. 2022. V. 503. No. 1. P. 67-70. doi: 10.1134/S1607672922020016. PMID: 35538280. WOS:000793157400004), and characterized by physicochemical parameters confirming its chemical structure. Spectrum 1 H-NMR (400 MHz, chloroform -d ): δ 8.09 - 8.03 (m, 3H Ar phenyl + Ar triazol), 7.76 (d, J = 7.9 Hz, 2H Ar phenyl), 5.32 (s, 2H CArC H 2 C(O)), 5.26 (m, 3H NH 2 + NH), 4.34 (q, J = 7.1 Hz, 2H CH 2 C(O)O Et ), 2.69 (s, 3H MeS), 1.48 (s, 9H tBu), 1.36 (t, J = 7.2 Hz, 3H CH 3 C(O)O Et ). Mass spectrum (ESI+, 100 V, CH 3 OH): found - 526.1695 [M+H]; calculated for C 24 H 28 N 7 O 3 S 2 + - 526.1690.
Тиролиберин («Sigma», США) вводили интраназально, в физиологическом растворе, в дозе 100 мкг/крысу, как описано нами ранее (Derkach KV, Bogush IV, Berstein LM, Shpakov AO. The Influence of Intranasal Insulin on Hypothalamic-Pituitary-Thyroid Axis in Normal and Diabetic Rats. Horm Metab Res. 2015 Nov;47(12):916-24. doi: 10.1055/s-0035-1547236. Epub 2015 Mar 6. PMID: 25750079). TPY3m растворяли в ДМСО и вводили внутрибрюшинно в объеме 200 мкл ДМСО и перорально (через желудочный зонд) в том же объеме, контрольным и интактным диабетическим крысам вместо TPY3m и тиролиберина в те же сроки и в том же объеме вводили их растворители. В экспериментах по однократному введению использовали по 8 крыс на группу (самцы крыс Вистар), в экспериментах по пятидневному введению - по 6 крыс на группу. TPY3m (или его растворитель ДМСО) вводили в 10.00 и кровь забирали под местным наркозом через 3.5 ч после введения препарата. В группах с обработкой тиролиберином, рилизинг-фактор ТТГ вводили через 30 мин после TPY3m (или ДМСО), чтобы обеспечить предварительное связывание TPY3m с аллостерическим сайтом рецептора ТТГ в тироцитах, еще до начала тиролиберин-стимулированной секреции ТТГ. Развитие СД2 оценивали по метаболическим и гормональным маркерам этого заболевания, таким как повышенная масса тела, базовая и постпрандиальная гипергликемия, гиперинсулинемия, повышенный индекс инсулинорезистентности, дислипидемия (гипертриглицеридемия), отбирая для экспериментов животных с развившимся заболеванием.Thyroliberin (Sigma, USA) was administered intranasally, in saline, at a dose of 100 μg/rat, as described by us previously (Derkach KV, Bogush IV, Berstein LM, Shpakov AO. The Influence of Intranasal Insulin on Hypothalamic-Pituitary-Thyroid Axis in Normal and Diabetic Rats. Horm Metab Res. 2015 Nov;47(12):916-24. doi: 10.1055/s-0035-1547236. Epub 2015 Mar 6. PMID: 25750079). TPY3m was dissolved in DMSO and administered intraperitoneally in a volume of 200 μl DMSO and orally (through a gastric tube) in the same volume; control and intact diabetic rats were given their solvents instead of TPY3m and thyroliberin at the same times and in the same volume. In single-dose experiments, 8 rats were used per group (male Wistar rats), in five-day experiments - 6 rats per group. TPY3m (or its solvent DMSO) was administered at 10:00 and blood was collected under local anesthesia 3.5 hours after drug administration. In the thyroliberin-treated groups, TSH-releasing factor was administered 30 min after TPY3m (or DMSO) to ensure preliminary binding of TPY3m to the allosteric site of the TSH receptor in thyrocytes, even before the onset of thyroliberin-stimulated TSH secretion. The development of T2DM was assessed by metabolic and hormonal markers of this disease, such as increased body weight, basal and postprandial hyperglycemia, hyperinsulinemia, increased insulin resistance index, dyslipidemia (hypertriglyceridemia), selecting animals with developed disease for experiments.
Однократное введение TPY3m, как внутрибрюшинно (15 мг/кг), так и перорально (40 мг/кг), приводило к восстановлению сниженных в крови самцов крыс с СД2 уровней тиреоидных гормонов - свободного (FT4) и общего (TT4) тироксина и свободного (FT3) и общего (TT3) трийодтиронина, что указывает на нормализацию тиреоидного статуса у диабетических животных с гипотиреозом. При этом однократное внутрибрюшинное или пероральное введение TPY3m не оказывало нежелательного влияния на стимулированные тиролиберином уровни тиреоидных гормонов и на базовый уровень ТТГ в крови животных, что свидетельствует в пользу отсутствия его ингибирующего влияния на гипоталамические и гипофизарные звенья тиреоидной оси и демонстрирует сохранение активации рецептора ТТГ эндогенным гормоном в условиях стимулирующего воздействия TPY3m. Однократное внутрибрюшинное или пероральное введение TPY3m также не оказывало нежелательного влияния на уровень тестостерона в крови, что указывает на отсутствие значимого эффекта соединения TPY3m на рецептор ЛГ и на селективность его стимулирующего воздействия на рецептор ТТГ.A single intraperitoneal (15 mg/kg) and oral (40 mg/kg) administration of TPY3m resulted in restoration of decreased levels of thyroid hormones - free (FT4) and total (TT4) thyroxine and free (FT3) and total (TT3) triiodothyronine - in the blood of male rats with type 2 diabetes, indicating normalization of the thyroid status in diabetic animals with hypothyroidism. At the same time, a single intraperitoneal or oral administration of TPY3m did not have an undesirable effect on thyroliberin-stimulated levels of thyroid hormones and on the basal TSH level in the blood of animals, which indicates the absence of its inhibitory effect on the hypothalamic and pituitary links of the thyroid axis and demonstrates the preservation of TSH receptor activation by the endogenous hormone under the stimulating effect of TPY3m. Single intraperitoneal or oral administration of TPY3m also had no adverse effect on blood testosterone levels, indicating the absence of a significant effect of TPY3m on the LH receptor and the selectivity of its stimulating effect on the TSH receptor.
Пятидневное введение TPY3m, как внутрибрюшинно (15 мг/кг), так и перорально (40 мг/кг), приводило к восстановлению сниженных в крови самцов крыс с СД2 уровней тиреоидных гормонов - FT4, TT4, FT3 и TT3, что указывает на нормализацию тиреоидного статуса у крыс с СД2 и гипотиреозом. При этом при длительном (пятидневном) введении TPY3m также не оказывал нежелательных эффектов на уровни ТТГ и тестостерона в крови животных.Five-day administration of TPY3m, both intraperitoneally (15 mg/kg) and orally (40 mg/kg), resulted in restoration of the decreased levels of thyroid hormones in the blood of male rats with type 2 diabetes - FT4, TT4, FT3 and TT3, which indicates normalization of the thyroid status in rats with type 2 diabetes and hypothyroidism. At the same time, with long-term (five-day) administration of TPY3m also did not have any undesirable effects on the levels of TSH and testosterone in the blood of animals.
Вывод. Однократное и пятидневное введение TPY3m, этил-2-(4-(4-(5-амино-6-(трет-бутилкарбамоил)-2-(метилтио)тиено[2,3-d]-пиримидин-4-ил)фенил)-1H-1,2,3-триазол-1-ил) ацетата, низкомолекулярного аллостерического агониста рецептора ТТГ, как внутрибрюшинно (15 мг/кг), так и перорально (40 мг/кг), приводило к отчетливо выраженному восстановлению значимо сниженных в крови самцов крыс с СД2 уровней тиреоидных гормонов - свободного (FT4) и общего (TT4) тироксина и свободного (FT3) и общего (TT3) трийодтиронина, что указывает на нормализацию тиреоидного статуса у диабетических животных с гипотиреозом, при этом не оказывая нежелательного воздействия на тиролиберин-стимулированную продукцию тиреоидных гормонов, уровни ТТГ и тестостерона.Conclusion. Single and five-day administration of TPY3m, ethyl 2-(4-(4-(5-amino-6-( tert -butylcarbamoyl)-2-(methylthio)thieno[2,3-d]-pyrimidin-4-yl)phenyl)- 1H -1,2,3-triazol-1-yl) acetate, a low molecular weight allosteric agonist of the TSH receptor, both intraperitoneally (15 mg/kg) and orally (40 mg/kg), resulted in a clearly expressed restoration of significantly reduced levels of thyroid hormones - free (FT4) and total (TT4) thyroxine and free (FT3) and total (TT3) triiodothyronine - in the blood of male rats with T2DM, indicating normalization of the thyroid status in diabetic animals with hypothyroidism, without having an undesirable effect on thyroliberin-stimulated production of thyroid hormones, TSH and testosterone levels.
В качестве примера технического решения представлены данные по влиянию TPY3m при однократном и пятидневном введении, внутрибрюшинно в дозе 15 мг/кг и перорально в суточной дозе 40 мг/кг, самцам крыс с гипотиреозом (дефицитом тиреоидных гормонов), вызванным СД2, индуцированным длительной высокожировой диетой и низкой дозой стрептозотоцина, на базовые и стимулированные тиролиберином уровни тиреоидных гормонов, а также на уровень ТТГ и тестостерона в крови животных.As an example of a technical solution, data are presented on the effect of TPY3m upon single and five-day administration, intraperitoneally at a dose of 15 mg/kg and orally at a daily dose of 40 mg/kg, to male rats with hypothyroidism (thyroid hormone deficiency) caused by T2DM induced by a long-term high-fat diet and a low dose of streptozotocin, on the basal and thyroliberin-stimulated levels of thyroid hormones, as well as on the level of TSH and testosterone in the blood of animals.
Для индукции СД2 у крыс использовали 16-недельную высокожировую диету, включавшую потребление животными ежедневно по 5-7 г смеси, обогащенной насыщенными жирами, и их однократную обработку стрептозотоцином в дозе 15 мг/кг (внутрибрюшинно, через 10 недель после начала диеты). Развитие СД2 оценивали по метаболическим и гормональным маркерам этого заболевания, в том числе по повышению массы тела, развитию базовой и постпрандиальной гипергликемии, гиперинсулинемии, повышенному индексу инсулинорезистентности, гипертриглицеридемии.To induce T2DM in rats, a 16-week high-fat diet was used, which included daily consumption by animals of 5-7 g of a mixture enriched with saturated fats and their single treatment with streptozotocin at a dose of 15 mg/kg (intraperitoneally, 10 weeks after the start of the diet). The development of T2DM was assessed by metabolic and hormonal markers of this disease, including an increase in body weight, the development of basal and postprandial hyperglycemia, hyperinsulinemia, an increased insulin resistance index, and hypertriglyceridemia.
В случае однократно вводимого TPY3m случайным образом формировали контрольную и шесть диабетических групп самцов крыс Wistar (в каждой по 8 животных): (1) контрольные крысы (группа К); (2) крысы с СД2 без обработки препаратами (группа СД); (3) крысы с СД2, которых однократно обработали тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу) (группа СД+TRH); (4) крысы с СД2, которых однократно обработали внутрибрюшинно вводимым TPY3m (15 мг/кг) (группа СД+TPY3m(в/б)); (5) крысы с СД2, которых обработали последовательно TPY3m (в/б, 15 мг/кг) и тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу) (группа СД+TPY3m(в/б)+TRH); (6) крысы с СД2, которых однократно обработали перорально вводимым TPY3m (40 мг/кг) (группа СД+TPY3m(пер)); (7) крысы с СД2, которых обработали последовательно TPY3m (перорально, 40 мг/кг) и тиролиберином (интраназально, 100 МЕ/крысу) (группа СД+TPY3m(пер)+TRH).In case of single administration of TPY3m, control and six diabetic groups of male Wistar rats (8 animals each) were randomly formed: (1) control rats (group C); (2) rats with T2DM without drug treatment (group DM); (3) rats with T2DM, which were treated once with thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat) (group DM+TRH); (4) rats with T2DM, which were treated once with intraperitoneal TPY3m (15 mg/kg) (group DM+TPY3m(ip)); (5) rats with T2DM, which were treated sequentially with TPY3m (ip, 15 mg/kg) and thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat) (group DM+TPY3m(ip)+TRH). (6) T2DM rats treated with a single oral dose of TPY3m (40 mg/kg) (T2DM+TPY3m(per) group); (7) T2DM rats treated sequentially with TPY3m (orally, 40 mg/kg) and thyroliberin (intranasally, 100 IU/rat) (T2DM+TPY3m(per)+TRH group).
В случае пятидневного лечения самцов крыс Wistar с гипотиреозом, вызванным СД2, формировали четыре группы (в каждой по 6 животных): (1) контрольные крысы, которые вместо TPY3m получали его растворитель ДМСО (группа К(5)); (2) крысы с СД2, которые вместо TPY3m получали его растворитель ДМСО (группа СД(5)); (3) крысы с СД2, которых на протяжении пяти дней обрабатывали внутрибрюшинно вводимым TPY3m (15 мг/кг) (группа СД+TPY3m(в/б)(5)); (4) крысы с СД2, которых на протяжении пяти дней обрабатывали перорально вводимым TPY3m (40 мг/кг) (группа СД+TPY3m(пер)(5)).In the case of a five-day treatment of male Wistar rats with hypothyroidism induced by T2DM, four groups (6 animals in each) were formed: (1) control rats, which received TPY3m in its vehicle DMSO instead of TPY3m (group K(5)); (2) rats with T2DM, which received TPY3m in its vehicle DMSO instead of TPY3m (group DM(5)); (3) rats with T2DM, which were treated for five days with intraperitoneally administered TPY3m (15 mg/kg) (group DM+TPY3m(ip)(5)); (4) rats with T2DM, which were treated for five days with orally administered TPY3m (40 mg/kg) (group DM+TPY3m(per)(5)).
У диабетических крыс в крови были снижены все формы тиреоидных гормонов - FT4, TT4, FT3 и TT3 без изменения уровня ТТГ, что указывает на развитие у них гипотиреоза. Однократная обработка животных соединением TPY3m, этил-2-(4-(4-(5-амино-6-(трет-бутилкарбамоил)-2-(метилтио)тиено[2,3-d]-пиримидин-4-ил)фенил)-1H-1,2,3-триазол-1-ил) ацетатом, низкомолекулярным аллостерическим агонистом рецептора ТТГ, как внутрибрюшинно (15 мг/кг), так и перорально (40 мг/кг), приводила к восстановлению уровней тиреоидных гормонов (фиг. 1-4) и не оказывала нежелательного влияния на уровень ТТГ (фиг. 5). При этом в наибольшей степени восстанавливались уровни трийодтиронина, FT3 и TT3, основного эффекторного гормона тиреоидной системы, которые не отличались от таковых в контрольной группе (фиг. 3, 4). Это указывает на эффективность TPY3m при обоих способах введения для восстановления тиреоидного статуса при гипотиреозе, вызванном СД2. При совместном введении с TPY3m стимулирующий продукцию тиреоидных гормонов эффект тиролиберина сохранялся (фиг. 1-4), а стимулированный тиролиберином уровень ТТГ существенно не менялся (фиг. 5), что указывает на отсутствие конкуренции между TPY3m и ТТГ за связывание с рецептором ТТГ и на отсутствие ингибирующего влияния TPY3m на гипоталамические и гипофизарные звенья тиреоидной оси. Достаточно интересен тот факт, что при пероральном введении TPY3m в небольшой степени, но значимо, повышал стимулированную тиролиберином продукцию TT4 и TT3 (фиг. 2, 4). Это является дополнительным доказательством отсутствия негативного его влияния на способность эндогенного ТТГ, секреция которого стимулируется тиролиберином, активировать тиреоидогенез в ЩЖ диабетических крыс с гипотиреозом. Важно отметить, что действие TPY3m было специфичным в отношении рецептора ТТГ, поскольку он не влиял на уровень тестостерона, регулируемый через рецептор ЛГ, родственный рецептору ТТГ (фиг. 6).In diabetic rats, all forms of thyroid hormones - FT4, TT4, FT3 and TT3 - were decreased in the blood without changing the TSH level, which indicates the development of hypothyroidism in them. A single treatment of animals with the compound TPY3m, ethyl 2-(4-(4-(5-amino-6-(tert-butylcarbamoyl)-2-(methylthio)thieno[2,3-d]-pyrimidin-4-yl)phenyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl) acetate, a low molecular weight allosteric agonist of the TSH receptor, both intraperitoneally (15 mg/kg) and orally (40 mg/kg), led to the restoration of thyroid hormone levels (Figs. 1-4) and did not have an undesirable effect on the TSH level (Fig. 5). In this case, the levels of triiodothyronine, FT3 and TT3, the main effector hormone of the thyroid system, were restored to the greatest extent, and did not differ from those in the control group (Figs. 3, 4). This indicates the effectiveness of TPY3m with both routes of administration for restoring the thyroid status in hypothyroidism caused by type 2 diabetes. When administered together with TPY3m, the stimulating effect of thyroliberin on the production of thyroid hormones was preserved (Figs. 1-4), and the thyroliberin-stimulated TSH level did not change significantly (Fig. 5), which indicates the absence of competition between TPY3m and TSH for binding to the TSH receptor and the absence of an inhibitory effect of TPY3m on the hypothalamic and pituitary links of the thyroid axis. Interestingly, oral administration of TPY3m slightly but significantly increased thyrotropin-stimulated TT4 and TT3 production (Figs. 2, 4). This provides additional evidence that it does not negatively affect the ability of endogenous TSH, the secretion of which is stimulated by thyrotropin, to activate thyroidogenesis in the thyroid gland of diabetic rats with hypothyroidism. Importantly, the effect of TPY3m was specific for the TSH receptor, since it did not affect testosterone levels regulated through the LH receptor related to the TSH receptor (Fig. 6).
Пятидневное введение диабетическим крысам с гипотиреозом соединения TPY3m при обоих способах доставки, внутрибрюшинном и пероральном, также приводило к восстановлению уровней тиреоидных гормонов - FT4, TT4, FT3 и TT3 без существенного изменения уровня ТТГ (фиг. 7). Исключение составил только уровень TT3 в группе СД+TPY3m(в/б)(5), который значимо не отличался от такового в группе СД(5), но при этом не отличался и от такового в контрольной группе, что свидетельствует об его восстановлении в условиях длительной терапии TPY3m (фиг. 7). Как и при однократном введении, пятидневное введение TPY3m, как внутрибрюшинное, так и пероральное, не вызывало изменений в уровне тестостерона по сравнению с группой СД(5) (фиг. 7), что указывает на селективность активации рецептора ТТГ его аллостерическим агонистом TPY3m.Five-day administration of TPY3m to diabetic rats with hypothyroidism by both routes of delivery, intraperitoneal and oral, also resulted in restoration of the levels of thyroid hormones - FT4, TT4, FT3 and TT3 without significant changes in the TSH level (Fig. 7). The only exception was the TT3 level in the DM+TPY3m(i.p.)(5) group, which did not differ significantly from that in the DM(5) group, but did not differ from that in the control group either, indicating its restoration under conditions of long-term TPY3m therapy (Fig. 7). As with a single administration, five-day administration of TPY3m, both intraperitoneal and oral, did not cause changes in the testosterone level compared to the DM(5) group (Fig. 7), indicating the selectivity of TSH receptor activation by its allosteric agonist TPY3m.
Заявляемый способ восстановления уровней тиреоидных гормонов у крыс с сахарным диабетом 2 типа с помощью низкомолекулярного аллостерического прямого агониста рецептора тиреотропного гормона - соединения TPY3m, этил-2-(4-(4-(5-амино-6-(трет-бутилкарбамоил)-2-(метилтио)тиено[2,3-d]-пиримидин-4-ил)фенил)-1H-1,2,3-триазол-1-ил) ацетата, при его однократном или пятидневном внутрибрюшинном или пероральном введении, где указанное соединение при сахарном диабетом 2 типа применяется для восстановления дефицита тиреоидных гормонов, при использовании соединения TPY3m в суточной дозе 15 мг/кг для внутрибрюшинного и в суточной дозе 40 мг/кг для перорального однократного или пятидневного введения, вызываяThe claimed method for restoring thyroid hormone levels in rats with type 2 diabetes mellitus using a low molecular weight allosteric direct agonist of the thyroid stimulating hormone receptor - the TPY3m compound, ethyl 2-(4-(4-(5-amino-6-(tert-butylcarbamoyl)-2-(methylthio)thieno[2,3-d]-pyrimidin-4-yl)phenyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl) acetate, with its single or five-day intraperitoneal or oral administration, where the said compound in type 2 diabetes mellitus is used to restore thyroid hormone deficiency, using the TPY3m compound at a daily dose of 15 mg/kg for intraperitoneal and at a daily dose of 40 mg/kg for oral single or five-day administration, causing
повышение уровня свободного тироксина (FT4) в крови при однократном внутрибрюшинном и пероральном введении в среднем не менее чем на 25% и 20%, соответственно, и при пятидневном внутрибрюшинном и пероральном введении не менее чем на 25% и 20%, что подтверждается данными, представленными на фиг. 1, an increase in the level of free thyroxine (FT4) in the blood with a single intraperitoneal and oral administration on average by at least 25% and 20%, respectively, and with five-day intraperitoneal and oral administration by at least 25% and 20%, which is confirmed by the data presented in Fig. 1,
повышение уровня общего тироксина (TT4) в крови при однократном внутрибрюшинном и пероральном введении в среднем не менее чем на 40% и 35%, соответственно, и при пятидневном внутрибрюшинном и пероральном введении не менее чем на 50% и 60%, соответственно, что подтверждается данными, представленными на фиг. 2, an increase in the level of total thyroxine (TT4) in the blood with a single intraperitoneal and oral administration on average by at least 40% and 35%, respectively, and with five-day intraperitoneal and oral administration by at least 50% and 60%, respectively, which is confirmed by the data presented in Fig. 2,
повышение уровня свободного трийодтиронина (FT3) в крови при однократном внутрибрюшинном и пероральном введении в среднем не менее чем на 35% и 30%, соответственно, и при пятидневном внутрибрюшинном и пероральном введении не менее чем на 50% и 50%, соответственно, что подтверждается данными, представленными на фиг. 3, an increase in the level of free triiodothyronine (FT3) in the blood with a single intraperitoneal and oral administration on average by at least 35% and 30%, respectively, and with five-day intraperitoneal and oral administration by at least 50% and 50%, respectively, which is confirmed by the data presented in Fig. 3,
повышение уровня общего трийодтиронина (TT3) в крови при однократном внутрибрюшинном и пероральном введении в среднем не менее чем на 35% и 20%, соответственно, и при пятидневном внутрибрюшинном и пероральном введении не менее чем на 15% и 25%, соответственно, что подтверждается данными, представленными на фиг. 4.an increase in the level of total triiodothyronine (TT3) in the blood with a single intraperitoneal and oral administration by an average of at least 35% and 20%, respectively, and with a five-day intraperitoneal and oral administration by at least 15% and 25%, respectively, which is confirmed by the data presented in Fig. 4.
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2843868C1 true RU2843868C1 (en) | 2025-07-21 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2290086C2 (en) * | 2005-01-27 | 2006-12-27 | ГУ Научно-исследовательский институт фармакологии Томского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН | Method for restoring thyroid function |
| EP4140998A1 (en) * | 2020-12-17 | 2023-03-01 | Shandong First Medical University & Shandong Academy of Medical Sciences | Substituted pyridazinone compound and use thereof |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2290086C2 (en) * | 2005-01-27 | 2006-12-27 | ГУ Научно-исследовательский институт фармакологии Томского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН | Method for restoring thyroid function |
| EP4140998A1 (en) * | 2020-12-17 | 2023-03-01 | Shandong First Medical University & Shandong Academy of Medical Sciences | Substituted pyridazinone compound and use thereof |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| DERKACH, K.V. et al. Regulatory Effects of 5-Day Oral and Intraperitoneal Administration of a Thienopyrimidine Derivative on the Thyroid Status in Rats. Bull Exp Biol Med 2024 Aug; 177(4): 559-563. * |
| ДЕРКАЧ К.В. и др. C-пептид проинсулина улучшает метаболические и гормональные показатели у крыс с диабетом типа 2 с нормальным, но не повышенным, уровнем инсулина // Биомедицина. 2022; 18(3): 90-94. ФОКИНА Е.А. и др. Влияние лечения метформином и интраназально вводимым инсулином на уровни лептина, инсулина и тиреоидных гормонов у крыс с диабетом 2 типа // Современные достижения химико-биологических наук в профилактической и клинической медицине: сборник научных трудов 2-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. 2-3 декабря 2021 года / под ред. А.В. Силина, Л.Б. Гайковой. - СПб.: Изд-во СЗГМУ им. И.И. Мечникова, 2021. - 360 с. - Стр. 207-212. YU, Y.-F. et al. Vitamin D and selenium for type 2 diabetes mellitus with Hashimoto’s thyroiditis: Dosage and duration insights. World J Diabetes 2024 August 15; 15(8): 1824-1828. doi: 10.4239/wjd.v15.i8.1824. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2372481T3 (en) | METHODS AND COMPOSITIONS FOR THE TREATMENT OF POLYCHISTIC OVARY SYNDROME. | |
| Sahu et al. | Insulin and insulin-like growth factor II suppress neuropeptide Y release from the nerve terminals in the paraventricular nucleus: a putative hypothalamic site for energy homeostasis | |
| Lang et al. | Alcohol myopathy: impairment of protein synthesis and translation initiation | |
| Grizard et al. | Nutrient regulation of skeletal muscle protein metabolism in animals. The involvement of hormones and substrates | |
| de Celis et al. | Nutritional assessment of somatolactin function in gilthead sea bream (Sparus aurata): concurrent changes in somatotropic axis and pancreatic hormones | |
| Derkach et al. | The Study of Biological Activity of a New Thieno [2, 3-D]-Pyrimidine-Based Neutral Antagonist of Thyrotropin Receptor | |
| Hickson et al. | Glutamine interferes with glucocorticoid-induced expression of glutamine synthetase in skeletal muscle | |
| Millar et al. | Effects of TAK-639, a novel topical C-type natriuretic peptide analog, on intraocular pressure and aqueous humor dynamics in mice | |
| Feldt-Rasmussen et al. | Thyroid hormone transport and actions | |
| Kannan | The pituitary gland | |
| RU2843868C1 (en) | METHOD OF USING ALLOSTERIC THYROTROPHIC HORMONE RECEPTOR AGONIST, ETHYL-2-(4-(4-(5-AMINO-6-(TERT-BUTYLCARBAMOYL)-2-(METHYLTHIO)THIENO[2,3-d]-PYRIMIDIN-4-YL)PHENYL)-1H-1,2,3-TRIAZOL-1-YL) ACETATE, FOR COMPENSATION OF THYROID DEFICIENCY CAUSED BY DIABETES MELLITUS TYPE 2 | |
| WO2016131943A1 (en) | Methods and pharmaceutical compositions for the treatment of obesity and complications arising therefrom including type 2 diabetes | |
| Rochet et al. | Effect of a thermogenic agent, BRL 26830A, on insulin receptors in obese mice | |
| EP3664806B1 (en) | 3-PHENYL-PYRAZOLO[1,5-A]PYRIMIDINE-5-CARBONATE DERIVATIVES AS APELIN RECEPTOR (APJ) AGONISTS FOR THE TREATMENT OF CARDIOVASCULAR, METABOLIC, CNS, OR INFLAMMATORY DISEASES OR DISORDERS | |
| US20040176294A1 (en) | Use of thyroid-stimulating hormone to induce lipolysis | |
| Smythe et al. | Mechanisms of 5-hydroxy-L-tryptophan-induced adrenocorticotropin release: a major role for central noradrenergic drive | |
| US9446053B2 (en) | Method for enhancing the secretion of GLP-1 using bitter compounds | |
| Jaworski et al. | Immunoneutralization of β-endorphin blocks prolactin release during suckling without affecting tuberoinfundibular dopaminergic neural activity | |
| Fernández et al. | Regulation of somatostatin and growth hormone-releasing factor by gonadal steroids in fetal rat hypothalamic cells in culture | |
| CHU et al. | Allicin-induced hypotension in rabbit eyes | |
| US9468669B2 (en) | Methods to treat dysregulated blood glucose disorders | |
| Smith et al. | Hyperthyroidism due to a thyrotropin-secreting pituitary adenoma: studies of thyrotropin and subunit secretion | |
| ALBERTSSON-WIKLAND et al. | Inhibition of adenylate cyclase activity in muscles by growth hormone | |
| Wimalawansa | Calcitonin: history, physiology, pathophysiology and therapeutic applications | |
| US20250161269A1 (en) | Compositions and methods for peripheral targeting of melatonin receptor agonist |