Encimska aktivnost butirilholin esteraze (BChE) v možganih se poveča z napredovanjem Alzheimerjeve bolezni, zaradi česar BChE predstavlja obetavno tarčo za razvoj zdravil pri poznih oblikah Alzheimerjeve bolezni. Za razvoj učinkovitih, selektivnih in reverzibilnih zaviralcev humane BChE smo uporabili pristop strukturno podprtega načrtovanja učinkovin. Najmočnejši zaviralec, spojina 3, je imela pikomolarno konstanto inhibicije BChE zaradi močnih pi-kationskih interakcij, ki jih potrjuje rešena kristalna struktura kompleksa spojine s človeško BChE. Poleg tega spojina 3 inhibira BChE ex vivo in ni citotoksična. Farmakokinetični poskusi in vitro kažejo, da je spojina 3 v visokem deležu vezana na proteine, kaže dobro prehodnost membran in je metabolno stabilna. Spojina 3 prehaja krvno-možgansko pregrado in izboljša spomin, kognitivne funkcije in učne sposobnosti miši v skopolaminskem modelu demence. Spojina 3 je tako obetavna spojina vodnica za razvoj zdravil za lajšanje simptomov holinergične hipofunkcije pri bolnikih z napredovalo Alzheimerjevo boleznijo.
COBISS.SI-ID: 4444017
Omejena klinična učinkovitost trenutnega simptomatskega zdravljenja in zanemarljiv vpliv na napredovanje Alzheimerjeve bolezni sta preusmerila raziskave v smeri multifunkcionalnih ligandov. Na osnovi selektivnega zaviralca človeške butirilholin esteraze (BChE) smo pripravili knjižnico derivatov, ki zavirajo BChE in so dobri antioksidanti, kar smo določili z DPPH testom. Kristalna struktura spojine 11 v kompleksu z BChE je pojasnila molekularno osnovo za nizko nanomolarno zaviranje tega encima (Ki = 1,09 +/- 0,12 nM). Spojini 8 in 11 kompleksirata kovinske ione in zmanjšata redoks aktivnost keliranih Cu2+ ionov v redoks sistemu z bakrom in askorbinsko kislino. Prav tako ti dve spojini zmanjšata znotrajcelično koncentracijo reaktivnih kisikovih zvrsti, nista substrata za aktivni transport, kar smo vrednotili na Caco2 celični liniji, spojina 11 pa poleg tega ščiti nevroblastomske SH-SY5Y celice pred toksičnimi zvrstmi Abeta1–42. Spojini 8 in 11 sta zaradi navedenih lastnosti obetavni spojini z multiplim mehanizmom delovanja za zdravljenje Alzheimerjeve bolezni.
COBISS.SI-ID: 4547697
V objavljeni študiji smo razvili knjižnico derivatov triptofana kot selektivnih nanomolarnih zaviralcev butirilholin esteraze (BChE). Odlikuje jih njihova kemijska modularnost, ki zagotavlja enostavno variacijo strukturnih elementov zaviralcev za optimizacijo vezavnih in fizikalno-kemijskih lastnosti, nov način vezave kot ga razkriva pet rešenih kristalnih struktur zaviralcev v kompleksu s človeško BChE, nizka citotoksičnost ter dobro prehajanje krvno-možganske pregrade. Vse navedene lastnosti kažejo na potencial derivatov triptofana kot edinstvenih spojin vodnic za simptomatsko terapijo Alzheimerjeve bolezni.
COBISS.SI-ID: 1538148547
Spojine, ki so sposobne interagirati z eno ali več tarčami udeleženimi v patogenezo Alzheimerjeve bolezni (AB), so potencialne učinkovine za zdravljenje te bolezni. V naši želji po razvoju novih učinkovin za zdravljenje AB smo načrtovali in sintetizirali 36 novih N-alkilpiperidin karbamatov. Ovrednotili smo njihovo sposobnost zaviranja holin-esteraz [acetilholin-esteraze (AChE) and butirilholin-esteraze (BChE)] in monoamin-oksidaz [monoamin-oksidaze A (MAO-A) and monoaminoksidaze B (MAO-B)]. Štiri spojine so zelo obetavne: spojina 10, ki zavira hkrati AChE (IC50 = 7,31 µM), BChE (IC50 = 0,56 µM) in MAO-B (IC50 = 26,1 µM), spojina 22, ki hkrati zavira AChE (IC50 = 2,25 µM) in BChE (IC50 = 0,81 µM), spojina 13, ki selektivno zavira BChE (IC50 = 0,06 µM) in spojina 16, ki selektivno zavira MAO-B (IC50 = 0,18 µM). Rezultati kinetičnih eksperimentov so pokazali da, čeprav imajo v svoji strukturi karbamatno funkcionalno spojino, so spojine 10, 13 in 22 reverzibilni in od časa neodvisni zaviralci AChE in/ali BChE. Razrešena kristalna struktura kokristala spojine 13 in BChE je potrdila nekovalentni mehanizem zaviranja. Dodatno, N-propargilpiperidin 16 je ireverzibilni in od časa odvisen zaviralec MAO-B, N-benzilpiperidin 10 pa je reverzibilni. Spojine 10, 13, 16 in 22 bi morale biti sposobne prehajati skozi krvno-možgansko pregrado in niso toksične človeškim nevronom podobnim SH-SY5Y in jetrnim HepG2 celicam. Spojini 10 in 16 preprečita z amiloidom ß1–42 (Aß1–42)-inducirano smrt nevronskih celic. Nevroprotektivni učinek spojine 16 je morda posledica njene sposobnosti zaviranje agregacije Aß1–42.
COBISS.SI-ID: 15755267
Povečanje aktivnosti butirilholin-esteraze (BChE) v možganih bolnikov z Alzheimerjevo boleznijo (AB) in živalskih modeli AB postavljajo ta encim v vlogo potencialnega biomarkerja te bolezni. Vendar so si informacije o sposobnosti BChE, da služi kot biomarker AB, nasprotujoče, tudi zaradi redkih longitudinalnih študij obilice aktivnosti BChE. Tu poročamo o označevanju z 11C, in vivo stabilnosti, biodistribuciji in longitudinalni študiji količine BChE v možganih kontrolnih in 5xFAD živali (model AB) z uporabo močnega selektivnega zaviralca BChE [11C]4 in pozitronske emisijske tomografije (PET) v kombinaciji z računalniško tomografijo (CT). Rezultate koreliramo z odlaganjem amiloida beta (Aß) in vivo, longitudinalno ocenjenega s PET slikanjem [18F] florbetabena. Zaviralec BChE [11C]4 prehaja krvno-možgansko pregrado in se hitro izpere iz možganov miši divjega tipa. Primerjava AB miši z mišmi divjega tipa prikazuje kopičenje radioaktivnega sledilca v možganskih predelih, prizadetih z AB, skozi čas med zgodnjim napredovanjem bolezni. Rezultati se dobro ujemajo s kopičenjem Aß, kar kaže na to, da je BChE obetaven zgodnji biomarker za začetno AB.
COBISS.SI-ID: 61573891