Caracterizan Nuevos Compuestos Antiepilépticos Obtenidos por Reacción de Mannich

• AUTOR : Obniska J, Kopytko M, Kaminski K y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Synthesis and Anticonvulsant Properties of New Mannich Bases Derived from 3-Aryl-pyrrolidine-2,5-diones. Part 1
• CITA : Archiv der Pharmazie 343(6):333-341, Jun 2010
• MICRO : Los derivados de las 3-aril-pirrolidina-2,5-dionas se asocian con actividad anticonvulsiva, en especial ante sustituciones específicas con átomos de cloro en el anillo 3-fenilo. Algunas de estas moléculas podrían ser eficaces en modelos de epilepsia refractaria o estado epiléptico.

Introducción

La epilepsia no se considera una enfermedad, sino un síndrome que incluye diferentes alteraciones del sistema nervioso central, caracterizadas por convulsiones espontáneas y recurrentes, que aparecen como consecuencia de la actividad eléctrica excesiva en áreas definidas del cerebro. A pesar de los avances en el tratamiento antiepiléptico, más del 30% de los pacientes son refractarios a la terapia. Asimismo, tanto los antiepilépticos clásicos como los más recientes se asocian con efectos adversos graves, por lo que se requiere mayor investigación para la creación de fármacos más eficaces y seguros.

Entre los modelos experimentales empleados para la evaluación de la actividad de los nuevos fármacos, se incluyen los estudios de convulsiones agudas en animales, inducidas mediante electroshock máximo (ES-M) o por la administración de pentil-ene-tetrazol (PTZ) por vía subcutánea. Entre otras formas alternativas se mencionan los modelos genéticos.

Para la elaboración de antiepilépticos, uno de los núcleos moleculares de mayor relevancia está constituido por un sistema heteroatómico que contiene nitrógeno en una cicloimida, con al menos uno o dos radicales carbonilo y sustituciones fenilo o alquilo. Este modelo forma parte tanto de antiepilépticos clásicos (fenobarbital, fenitoína) como de formas modernas (levetiracetam, brivaracetam). Además, en estudios previos se ha demostrado la eficacia de algunas N-(4-[fenil-piperazina-1-il]-metil)-3-aril-pirrolidina-2,5-dionas. A partir de los dos compuestos originales de mayor actividad se han elaborado numerosos análogos por medio de la sustitución de los radicales aceptores de electrones en distintos puntos del anillo 3-fenilo. Sin embargo, todas las moléculas obtenidas fueron inactivas, por lo cual la presencia de los radicales aceptores se consideró esencial para la preservación de la acción antiepiléptica.

Sobre la base de estos resultados, en el presente análisis se describe una serie pequeña de bases de tipo N-Mannich con un núcleo 3-fenil-pirrolidina-2,5-diona y sustituciones con átomos de cloro en las posiciones 2, 3 o 4 del anillo fenilo. Se han introducido 4-aril-piperazinas con diferentes grupos aceptores (F, Cl, CF₃) o dadores de electrones (CH₃, OCH₃).

Resultados y discusión

Se elaboraron tres compuestos (numerados del 4 al 6) por sustitución con átomos de cloro a nivel de la posición 3 del ciclo fenilo. Las correspondientes imidas se rotularon como compuestos 7, 8 y 9. A partir de estas imidas, formaldehído y las respectivas 4-aril-piperazinas, se crearon las moléculas numeradas del 10 al 23 mediante reacciones de Mannich. En el caso particular de los compuestos 13 a 17, se requirió el aislamiento como hidrocloruros con recristalización en etanol anhidro, dada su naturaleza oleosa. Los compuestos restantes se cristalizaron en etanol al 96%.

Luego de comprobar su pureza mediante cromatografía, se llevó a cabo la evaluación de la eficacia antiepiléptica de estas moléculas de acuerdo con los protocolos del Antiepileptic Drug Development Program. A tal fin, se consideraron las pruebas convencionales en modelos murinos de experimentación, con la inclusión de los métodos de ES-M y PTZ. En estas experiencias, los compuestos a evaluar se administraron por vía intraperitoneal en dosis de 30, 100 y 300 mg/kg, con controles en intervalos de 30 minutos y 4 horas.

Se reconoció la eficacia antiepiléptica de estas sustancias, en especial en el modelo de ES-M, con la excepción de las moléculas 10, 14, 15, 19, 20 y 22. En cambio, los compuestos 12, 13, 16, 17, 21 y 23 se asociaron con efectos protectores de las convulsiones tónico-clónicas en dosis de 100 mg/kg. Mientras que las moléculas 16 y 17 fueron eficaces tanto a los 30 minutos como a las 4 horas, los compuestos restantes se asociaron con beneficios a partir de las 4 horas, como consecuencia probable de un comienzo de acción más lento y una duración más prolongada del efecto antiepiléptico. Por otra parte, sólo el compuesto 18 se vinculó con actividad adecuada para la prueba de ES-M en dosis de 30 mg/kg, pero esta molécula se asoció con neurotoxicidad en dosis de 100 mg/kg. Asimismo, las moléculas 13, 17, 19, 20 y 21 se relacionaron con alteraciones funcionales motoras cuando se utilizaron dosis de 300 mg/kg. Se destaca que los compuestos 12 y 16 presentaron efecto antiepiléptico sin signos de neurotoxicidad.

Dada la importancia de disponer de anticonvulsivos de administración oral, se analizaron las propiedades de estas sustancias en función de los parámetros del Anticonvulsant Screening Project (tiempo de comienzo de acción, tiempo hasta el efecto máximo, duración de acción, neurotoxicidad). En este modelo con roedores se estudiaron las moléculas 13, 16, 17, 18, 21 y 23 en experiencias de ES-M después de la administración por vía oral de 30 mg/kg de cada uno de estos productos. Los expertos aseguran que las moléculas 16, 17 y 18 se asociaron con efectos protectores en el 100% de los animales tanto a la 0.5 hora como a las 4 horas. Con la excepción del compuesto 18, estos derivados no se vincularon con acciones neurotóxicas.

En función de los datos obtenidos, se eligieron los compuestos 16 y 17 con el objetivo de llevar a cabo una evaluación en fase II para cuantificar la mediana de la dosis eficaz (DE₅₀) y de la dosis tóxica (DT₅₀) en circunstancias de ES-M para el tiempo hasta el efecto máximo estimado previamente. Según afirman los investigadores, para el compuesto 16 se calculó una DE₅₀ de 21.4 mg/kg y una DT₅₀ > 500 mg/kg, por lo cual el índice de protección fue de 23.37. La molécula 17 resultó menos activa y más tóxica, con una DE₅₀ de 28.83 mg/kg, una DT₅₀ de 152.8 mg/kg y un índice de protección de 5.30. Se verificó así que el compuesto 16 era más potente y seguro que un antiepiléptico convencional como la fenitoína, que se elige como tratamiento de referencia para la evaluación en modelos de ES-M.

Del mismo modo, se cuantificaron la DE₅₀ y la DT₅₀ de esta molécula en modelos de administración intraperitoneal bajo ES-M o PTZ. En estas experiencias, se verificó menor actividad del compuesto 16 en comparación con la fenitoína en relación con el ES-M. Sin embargo, este fármaco conservó su acción en las convulsiones inducidas por PTZ, por lo cual se presume que resultaría eficaz en distintas formas de epilepsia en los seres humanos. Por otra parte, se realizaron nuevas pruebas para el compuesto 17 en modelos de sensibilización experimental (kindling) en el cual se logró una intensificación progresiva de la actividad convulsiva por medio de la estimulación eléctrica repetida de baja magnitud. Los roedores sensibilizados a nivel del hipocampo constituyen un modelo análogo al de la epilepsia parcial en los seres humanos. En este contexto, el compuesto 17 se asoció con elevada actividad antiepiléptica (DE₅₀: 28.5 m/kg), con aparición de efectos adversos motores para la dosis de 300 mg/kg.

De acuerdo con las normas propuestas por el Anticonvulsant Screening Project, se eligieron las moléculas 10 y 14 (inactivas ante la estimulación con ES-M y PTZ), así como el compuesto 16 (eficaz en modelos de ES-M) para la evaluación de su efecto antiepiléptico en una prueba de 6 Hz, definida como un modelo de epilepsia refractaria. En estas pruebas, el compuesto 10 fue el medicamento más activo, con un índice de protección superior a 7. Asimismo, en una experiencia con animales equivalente al estado epiléptico, sólo el compuesto 12 se asoció con eficacia farmacológica, si bien se verificaron signos de neurotoxicidad para las dosis de 100 y 300 mg/kg.

Sobre la base de estos datos, los expertos destacan que la actividad antiepiléptica de esta familia de moléculas parece depender de la posición del átomo de cloro a nivel del anillo 3-fenilo succinimida, así como de la posición y las características de los grupos sustitutivos a nivel de la 4-fenil-piperazina. Como normativa general, se señala que la presencia de un átomo de cloro en una posición meta-3-fenilo se asoció con mayor actividad en comparación con sus análogos en otra posición.

Conclusiones

Los investigadores aseguran que algunos de los compuestos obtenidos se relacionaron con actividad antiepiléptica en las pruebas de ES-M. La más activa de estas moléculas fue N-[{4-(4-clorofenil)-piperazina-1-il}-metil]-3-(3-clorofenil)-pirrolidina-2,5-diona, con una DE₅₀ de 21.4 mg/kg, una DT₅₀ > 500 mg/kg y un índice de protección de 23.37. En consecuencia, agregan que esta formulación fue más potente y segura que la fenitoína. Asimismo, algunos compuestos se vincularon con eficacia en modelos de epilepsia refractaria y de estado epiléptico.

Especialidad: Bibliografía - Neurología