Пропоксазепам — новаторський анальгетичний засіб, що гальмує гострий та хронічний біль і має полімодальний механізм дії

У статті наведено результати фундаментальних та прикладних досліджень інноваційного анальгетичного засобу пропоксазепам. Сполука взаємодіє з біологічними мішенями, які відповідають за перебіг болю (ней ромедіатори ГАМК та гліцину, потенціал-залежні калієві канали, дофамінергічна система, NMDA-реце...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2021
Автор: Головенко, М.Я.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2021
Назва видання:Вісник НАН України
Теми:
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/180268
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Пропоксазепам — новаторський анальгетичний засіб, що гальмує гострий та хронічний біль і має полімодальний механізм дії / М.Я. Головенко // Вісник Національної академії наук України. — 2021. — № 4. — С. 76-90. — Бібліогр.: 52 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-180268
record_format dspace
spelling irk-123456789-1802682021-09-02T01:26:03Z Пропоксазепам — новаторський анальгетичний засіб, що гальмує гострий та хронічний біль і має полімодальний механізм дії Головенко, М.Я. Статті та огляди У статті наведено результати фундаментальних та прикладних досліджень інноваційного анальгетичного засобу пропоксазепам. Сполука взаємодіє з біологічними мішенями, які відповідають за перебіг болю (ней ромедіатори ГАМК та гліцину, потенціал-залежні калієві канали, дофамінергічна система, NMDA-рецептори, альфа-1 адренорецептори). Фармакодинамічний профіль пропоксазепаму відрізняється від усіх анальгетиків, оскільки одночасно гальмує і гострий, і хронічний біль, має протизапальну та антиконвульсантну дії. Біодоступність сполуки становить 80 %, виявлено незначну кількість метаболітів (3-гідроксипохідне, ареноксиди). Експериментально доведено відсутність кумуляції, розвитку толерантності, залежності та синдрому відміни в експериментальних тварин, яким тривалий час вводили пропоксазепам. Розроблено технологічний регламент синтезу сполуки та готової лікарської форми (таблетки 1; 2 і 5 мг). Отримано дозвіл МОЗ України на проведення клінічних випробувань. Зважаючи на яскраво виражену міждисциплінарність конструювання анальгетика, показано доцільність та ефективність взаємодії дослідників різних спеціальностей. The article presents the results of basic and applied research of the innovative analgesic propoxazepam-7-bromo-5-(ochlorophenyl)- 3-propoxy-1,2-dihydro-3H-1,4-benzodiazepin-2-one. In the models of nociceptive and neuropathic pain it showed significant analgesic activity and also has an anticonvulsant effect, which is due to the analgesic component of the pharmacological spectrum. Mechanism of propoxazepam analgesic properties includes GABAergic and glycinergic systems, antibradykinin and antileukotriene action, dopaminergic system, NMDA, and alpha-1 adrenergic receptors, except the prostaglandin component. LD50 of propoxazepam is greater than 5000 mg/kg and, therefore, it belongs to the category V of relatively non-toxic substances according to the GHS. Previous pharmacokinetic studies in mice have shown that [214C]Propoxazepam evacuation from stomach is described as two-phase process (first phase with kel -0,68 h-1, the second with kel = 0,0094 h-1). Total dose quantity, absorbed during experiment, was ~80 %, with absorption constant of 0,371 ± 0,098 h-1. The absence of accumulation, development of tolerance, dependence and withdrawal syndrome in experimental animals, which were administered an analgesic for a long time, was experimentally proved. Permission was obtained from the Ministry of Health of Ukraine to conduct clinical trials of the compound. 2021 Article Пропоксазепам — новаторський анальгетичний засіб, що гальмує гострий та хронічний біль і має полімодальний механізм дії / М.Я. Головенко // Вісник Національної академії наук України. — 2021. — № 4. — С. 76-90. — Бібліогр.: 52 назв. — укр. 0372-6436 DOI: doi.org/10.15407/visn2021.04.076 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/180268 uk Вісник НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Ukrainian
topic Статті та огляди
Статті та огляди
spellingShingle Статті та огляди
Статті та огляди
Головенко, М.Я.
Пропоксазепам — новаторський анальгетичний засіб, що гальмує гострий та хронічний біль і має полімодальний механізм дії
Вісник НАН України
description У статті наведено результати фундаментальних та прикладних досліджень інноваційного анальгетичного засобу пропоксазепам. Сполука взаємодіє з біологічними мішенями, які відповідають за перебіг болю (ней ромедіатори ГАМК та гліцину, потенціал-залежні калієві канали, дофамінергічна система, NMDA-рецептори, альфа-1 адренорецептори). Фармакодинамічний профіль пропоксазепаму відрізняється від усіх анальгетиків, оскільки одночасно гальмує і гострий, і хронічний біль, має протизапальну та антиконвульсантну дії. Біодоступність сполуки становить 80 %, виявлено незначну кількість метаболітів (3-гідроксипохідне, ареноксиди). Експериментально доведено відсутність кумуляції, розвитку толерантності, залежності та синдрому відміни в експериментальних тварин, яким тривалий час вводили пропоксазепам. Розроблено технологічний регламент синтезу сполуки та готової лікарської форми (таблетки 1; 2 і 5 мг). Отримано дозвіл МОЗ України на проведення клінічних випробувань. Зважаючи на яскраво виражену міждисциплінарність конструювання анальгетика, показано доцільність та ефективність взаємодії дослідників різних спеціальностей.
format Article
author Головенко, М.Я.
author_facet Головенко, М.Я.
author_sort Головенко, М.Я.
title Пропоксазепам — новаторський анальгетичний засіб, що гальмує гострий та хронічний біль і має полімодальний механізм дії
title_short Пропоксазепам — новаторський анальгетичний засіб, що гальмує гострий та хронічний біль і має полімодальний механізм дії
title_full Пропоксазепам — новаторський анальгетичний засіб, що гальмує гострий та хронічний біль і має полімодальний механізм дії
title_fullStr Пропоксазепам — новаторський анальгетичний засіб, що гальмує гострий та хронічний біль і має полімодальний механізм дії
title_full_unstemmed Пропоксазепам — новаторський анальгетичний засіб, що гальмує гострий та хронічний біль і має полімодальний механізм дії
title_sort пропоксазепам — новаторський анальгетичний засіб, що гальмує гострий та хронічний біль і має полімодальний механізм дії
publisher Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate 2021
topic_facet Статті та огляди
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/180268
citation_txt Пропоксазепам — новаторський анальгетичний засіб, що гальмує гострий та хронічний біль і має полімодальний механізм дії / М.Я. Головенко // Вісник Національної академії наук України. — 2021. — № 4. — С. 76-90. — Бібліогр.: 52 назв. — укр.
series Вісник НАН України
work_keys_str_mv AT golovenkomâ propoksazepamnovatorsʹkijanalʹgetičnijzasíbŝogalʹmuêgostrijtahroníčnijbílʹímaêpolímodalʹnijmehanízmdíí
first_indexed 2025-07-15T20:07:01Z
last_indexed 2025-07-15T20:07:01Z
_version_ 1837744810888265728
fulltext 76 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) ПРОПОКСАЗЕПАМ — НОВАТОРСЬКИЙ АНАЛЬГЕТИЧНИЙ ЗАСІБ, ЩО ГАЛЬМУЄ ГОСТРИЙ ТА ХРОНІЧНИЙ БІЛЬ І МАЄ ПОЛІМОДАЛЬНИЙ МЕХАНІЗМ ДІЇ У статті наведено результати фундаментальних та прикладних до- сліджень інноваційного анальгетичного засобу пропоксазепам. Сполу- ка взаємодіє з біологічними мішенями, які відповідають за перебіг болю (ней ромедіатори ГАМК та гліцину, потенціал-залежні калієві канали, дофамінергічна система, NMDA-рецептори, альфа-1 адренорецептори). Фармакодинамічний профіль пропоксазепаму відрізняється від усіх аналь- гетиків, оскільки одночасно гальмує і гострий, і хронічний біль, має проти- запальну та антиконвульсантну дії. Біодоступність сполуки становить 80 %, виявлено незначну кількість метаболітів (3-гідроксипохідне, аренок- сиди). Експериментально доведено відсутність кумуляції, розвитку толе- рантності, залежності та синдрому відміни в експериментальних тварин, яким тривалий час вводили пропоксазепам. Розроблено технологічний ре- гламент синтезу сполуки та готової лікарської форми (таблетки 1; 2 і 5 мг). Отримано дозвіл МОЗ України на проведення клінічних випробувань. Зважаючи на яскраво виражену міждисциплінарність конструювання анальгетика, показано доцільність та ефективність взаємодії дослідників різних спеціальностей. Ключові слова: пропоксазепам, анальгезія, механізм дії, фармакокінети- ка, побічна дія. Створення нових ефективних лікарських засобів для знеболен- ня є одним з найважливіших завдань сьогодення, оскільки за оцінками ВООЗ 90 % усіх захворювань пов’язані з болем. Що- дня понад 30 млн людей у світі приймають будь-який анальге- тик [1]. Міжнародна асоціація з вивчення болю (IASP) харак- теризує біль як неприємне відчуття і емоційне переживання, що виникає у зв’язку зі справжньою чи потенційною загрозою пошкодження тканин або описується термінами такого пошко- дження [2]. Біль може бути тривалим або коротким, періодич- ним або одноразовим, може охоплювати значну частину тіла, залежно від особливостей іннервації того чи іншого органу. Різноманіття ознак, характеристик і причин болю є важливим ГОЛОВЕНКО Микола Якович — академік НАМН України, доктор біологічних наук, професор, головний науковий співробітник Фізико-хімічного інституту ім. О.В. Богатського НАН України, науковий консультант ТДВ «ІНТЕРХІМ» doi: https://doi.org/10.15407/visn2021.04.076 ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 77 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ показником для його точної діагностики і лі- кування. Больове відчуття може бути гострим або хронічним. Під гострим болем розуміють відчуття, спричинене травмою або гострим захворюванням. Для нього характерна певна тривалість і висока інтенсивність. Як правило, гострий біль проходить з одужанням. Хроніч- ний біль супроводжує патологічний процес або посттравматичний стан, що розвиваються в організмі людини протягом тривалого часу. Він може тривати від кількох місяців до бага- тьох років і є монотонним, виснажливим, часто дифузним, тобто поширеним на великій ділян- ці тіла. Біль не є захворюванням, він лише сигналі- зує про небезпеку, тому анальгетики здебіль- шого використовують для знеболення, а не для лікування хвороби. Винятком є біль, який довго триває при хронічних захворюваннях і викликає так званий хронічний больовий син- дром (ХБС), що характеризується структур- ними і функціональними змінами нервової системи і серйозними психологічними пробле- мами [3]. Тому ХБС було віднесено до катего- рії самостійного захворювання, що зазначено в декларації IASP. Для більшості гострих і хронічних захворю- вань, що супроводжуються болем, необхідне застосування анальгетичних засобів. Основни- ми анальгетиками, які, власне, мають знеболю- вальний ефект, є нестероїдні протизапальні препарати (НПЗП), опіоїди і локальні анес- тетики. На цьому арсенал знеболювальних за- собів по суті вичерпується. В оглядовій статті [4], в якій наведено детальний аналіз світових досліджень, пов’язаних з проблемою болю, за останні пів сторіччя, наголошується, що прин- ципово нових ліків немає вже тривалий час. Фармкомпанії змагаються переважно в розро- бленні різних модифікацій опіоїдів або НПЗП, підбирають умови сповільненого вивільнення активної форми або варіюють компонентний склад для мінімізації побічних ефектів. Тобто наразі ми спостерігаємо екстенсивний шлях розвитку фармацевтики в секторі анальгети- ків. Утім, кількість публікацій з цієї тематики зростає в геометричній прогресії. Морфін та аспірин, які свого часу було впроваджено в медичну практику для лікування болю, продо- вжують домінувати в біомедичних виданнях, незважаючи на їх обмежену ефективність, на- приклад у разі нейропатичного болю, та наяв- ність серйозних побічних ефектів. Ця оцінка свідчить про відсутність реальних проривів у розробленні знеболювальних препаратів, не- зважаючи на інтенсивні дослідницькі зусилля. З іншого боку, вчені, які займаються цією про- блемою, накопичили значну кількість експе- риментальних даних, що характеризують ме- ханізми виникнення болю та клітинні мішені, на які слід цілеспрямовано впливати для зне- болення, опублікували тисячі статей, але так і не запропонували нових анальгетиків з достат- ньою ефективністю. У нашій роботі ми поставили собі за мету розробити інноваційний лікарський засіб з полімодальним механізмом дії, що дає можли- вість одночасного знеболення в умовах гостро- го та хронічного болю. Ми виходили з того, що майбутній препарат повинен бути ефек- тивним, безпечним, мати достатньо тривалу дію, мінімум побічних ефектів та можливість застосування в пероральній формі. Для досяг- нення цієї мети потрібно було вирішити такі завдання: 1) проаналізувати відомі варіанти знеболен- ня, обґрунтувати медичну необхідність у ново- му анальгетику, визначити економічну доціль- ність його розроблення та передбачити місце препарату у спектрі вже наявних лікарських засобів; 2) визначити, які нові знання та матеріальні ресурси знадобляться для отримання нового препарату, які є можливості для проведення відповідних наукових і клінічних досліджень; 3) сформувати «науково-виробничий клас- тер» для вивчення ефективності та безпечності препарату. Значне місце при цьому приділяло- ся питанню належного управління науково- практичними дослідженнями, що забезпечило відповідний організаційний контроль на всіх етапах розвитку кластера та прискорення тер- мінів реалізації інвестиційного проєкту. До речі, в його основу покладено принцип: «при 78 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ плануванні досліджень не повинно бути нічого зайвого, але необхідне слід виконувати в по- вному обсязі», що дозволило досягти економії початкових витрат та зменшення інвестицій- них ризиків учасників кластера. Визначення потенціальних лігандів для одночасної анальгезії гострого та хронічно- го болю. Головним та найскладнішим етапом у створенні лікарського засобу є вибір ліган- ду (сполуки), терапевтичний ефект якого ви- дається найбільш перспективним. На нашу думку, таким лігандом мала б бути сполука з полімодальною (багатоцільовою) дією, оскіль- ки таким чином досягається урівноваження бажаних дій при одночасному усуненні по- бічних. Раціональна конструкція лігандів, які селективно діють на певні множинні мішені і навіть на їх субодиниці, в науковій літературі має назву сконструйованих множинних ліган- дів. Полімодальна анальгезія відрізняється від поліфармацевтичної (одночасне викорис- тання кількох медичних препаратів) тим, що зменшує ризик поліпрагмазії [5]. Базовою біомішенню, з якою має взаємоді- яти ліганд, було обрано рецептор ГАМК. Ми виходили з того, що нейрофізіологічні осно- ви ГАМКергічної анальгезії пов’язані з тео- рією керування болем. Свого часу Р. Мелзак і Д. Уолл [6] запропонували концепцію «во- рітного контролю болю», відповідно до якої в системі аферентного входу у спинний мозок діє механізм регуляції проходження ноцицеп- тивної імпульсації з периферії в мозок. Такий контроль здійснюється гальмівними нейрона- ми, які активуються імпульсацією з периферії по товстих небольових волокнах. Актуальним аспектом нейропластичних змін при запаль- них та нейропатичних патологіях є зниження гальмівного ГАМКергічного та гліцинергічно- го контролю нейронів дорсального рогу спин- ного мозку, що тягне за собою посилення болю і гіперальгезії. Дійсно, у випадку посилення синаптичного гальмування в експерименталь- них тварин за допомогою сполук похідних бензодіазепіну (БДЗ) спостерігається змен- шення больової чутливості [7]. Селективні за підтипом сполуки, які взаємодіють з α2 та/або α3 субодиницями ГАМК-Р, викликають анти- гіперальгезію у мишей і щурів без седативно- го ефекту і без індукції толерантності. Зміни ГАМКергічної нейротрансмісії на спинномоз- ковому рівні можуть мати особливе значення для синдромів деаферентаційного болю та гі- перальгезії, які розвиваються після хронічних периферичних уражень і запалення. На жаль, на сьогодні практично нічого не відомо про вплив БДЗ, націлених на рецептор ГАМК, на ноцицептивні процеси у людей. Ця інформація важлива для оцінки їх потенційної клінічної користі при лікуванні болю і як керівництво щодо майбутніх досліджень. Основною мішенню БДЗ є ГАМКА рецеп- тори (ГАМК-Р), які представлені сукупніс- тю нервових центрів, волокон і синапсів, що синтезують і виділяють гамма-аміномасляну кислоту (ГАМК) як медіатор рецепторів, що у ссавців містять як мінімум 19 субодиниць, згрупованих у сім класів: α, β, γ, δ, ε, π і σ [8]. Більшість класичних БДЗ мають спорідне- ність до α1βγ2, α2βγ2, α3βγ2 або α5βγ2 субоди- ниць ГАМК-Р, здійснюючи таким чином від- повідні поведінкові ефекти (анксіолітичні, седативні, снодійні, протисудомні, міорелак- сантні та анальгетичні). Співвідношення цих клініко-фармакологічних патернів у спектрі дії окремого препарату визначає особливості його психотропного ефекту, клінічні показан- ня та побічну дію. З огляду на зазначене вище нами було ви- брано БДЗ як основу для перспективних зне- болювальних засобів. Ми виходили з того, що Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського НАН України має значний досвід виконання наукових робіт із синтезу зазначених речовин та визначення їх нейротропної активності. Ці дослідження було започатковано ще в 1970-х роках під керівництвом О.В. Богатського та С.А. Андронаті, і на основі отриманих резуль- татів сформульовано уявлення про характер фармакофорного фрагмента сполук та вплив конформаційних факторів на їх активність [9]. З урахуванням виявлених закономірностей синтезовано та вивчено низку високоефектив- них похідних 1,4-бензодіазепіну [10], що до- ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 79 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ зволило нам разом із ТДВ «ІНТЕРХІМ» роз- робити та впровадити в широку медичну прак- тику низку інноваційних препаратів. В останні роки у відділі медичної хімії Фі- зико-хімічного інституту ім. О.В. Богатського НАН України синтезовано та проведено скри- нінг низки 3-заміщених 1,2-дигідро-3Н-1,4- бензодіазепін-2-онів (3-ариліден-, 3-алкокси-, 3-ацилокси- та 3-ариламіно-похідних). На різ- них моделях анальгетичної та протизапальної активності виявлено певні залежності струк- тура–властивість, що дало можливість побуду- вати наукову базу для створення нового ефек- тивного й безпечного знеболювального засо- бу. Найбільш перспективною, на нашу думку, виявилася сполука 7-бром-3-пропокси-5-(2– хлорфеніл)-1,3-дигідробензо[е] [1,4]діазепін- 2-он, субстанція якої здобула назву «сполука 007», а за хімічною структурою — пропоксазе- пам. Для проведення доклінічних досліджень ТДВ «ІНТЕРХІМ», згідно з вимогами Дер- жавного експертного центру МОЗ України, розробило технологічний регламент синтезу сполуки в кількості, достатній для проведення експериментів, та методи якісного і кількісно- го контролю. Міждисциплінарний підхід до розроблен- ня лікарського засобу. Основні витрати часу і ресурсів припадають на медико-біологічні до- слідження (фармакодинаміка, фармакокінети- ка), зокрема на перевірку токсичності, підбір оптимального дозування і режиму лікування, а також відпрацювання промислової техноло- гії виробництва, вибір оптимальної лікарської форми. Якість даних на етапі доклінічних до- сліджень має величезне значення, тому всі центри доклінічних досліджень мають дотри- муватися правил належної лабораторної прак- тики (Good Laboratory Practice — GLP), які містять стандарти щодо утримання тварин та процедури проведення дослідів [11]. Якщо доклінічні дослідження — це зона від- повідальності наукових лабораторій інститу- тів або фармацевтичних компаній, то на етапі клінічних досліджень значно зростає роль дер- жави. Зазначимо, що з урахуванням нинішніх обсягів проведення наукових та прикладних досліджень у ланцюжку зі створення нових лі- ків жодна організація в Україні не має достат- ніх людських і фінансових ресурсів. Сучасні фармацевтичні дослідження потребують гло- бального підходу до формування дослідниць- кого колективу із залученням фахівців різних спеціальностей: медичних хіміків, молеку- лярних біологів, біостатистиків, клініцистів, фармацевтів, фахівців з управління даними, експертів з економіки охорони здоров’я, фар- макоекономістів, маркетологів тощо. Перед розробниками ліків стоїть спільне завдання щодо посилення ефективності комунікації та кооперації між усіма фахівцями з метою ви- пуску такого препарату, який водночас був би ефективним, безпечним і відповідав би потре- бам пацієнтів. Ключовим елементом ефективного впро- вадження нових лікарських засобів є парт- нерство державного і приватного секторів. Протягом уже 25 років нашим партнером є ТДВ «ІНТЕРХІМ» (генеральний директор — А.С. Редер), у результаті плідної співпраці з яким нам вдалося спільно розробити та впро- вадити в широку медичну практику такі інно- ваційні препарати — похідні БДЗ, як Феназе- пам IC, Гідазепам IC, Левана IC та генеричні Діазепам IC, Нітразепам IC і Клоназепам IC з різним спектром дії. Значущим кроком у роз- витку співробітництва Фізико-хімічного ін- ституту ім. О.В. Богатського і ТДВ «ІНТЕР- ХІМ» стало створення Асоціації учасників на- укової та інноваційної діяльності в галузі ме- дичної і фармацевтичної хімії «Медфармхім», діяльність якої спрямована на координування науково-технічного розвитку з метою забезпе- чення споживачів сучасними високоякісними лікарськими препаратами. На різних етапах доклінічних досліджень активну участь брали Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова, Київський на- ціональний університет імені Тараса Шевчен- ка, Вінницький національний медичний уні- верситет ім. М.І. Пирогова, Запорізький дер- жавний медичний університет, харківський Національний фармацевтичний університет, Інститут фармакології та токсикології НАМН 80 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ України; НТК «Інститут монокристалів» НАН України, компанії Covance Laboratories LTD, Harrogatе (Велика Британія), Charles River Laboratories (США), Інститут приклад- ної фізики АН Молдови, Університет Руану (Франція). Фінансове забезпечення процесу розро- блення лікарського засобу здійснювалося коштами державного бюджету (пошуковий етап), коштами виробника препарату (ТДВ «ІНТЕРХІМ») та коштами виробника лікар- ського засобу при виконанні науково-дослід- них робіт іншими учасниками кластера на до- говірних умовах. Така форма співпраці дала позитивні ре- зультати і в інших сферах науково-практичної та педагогічної роботи. У зазначеній тематиці брали участь студенти хімічних і біологічних спеціальностей, аспіранти та докторанти. За цей період було захищено 2 докторські дисер- тації з хімії (аналітична хімія та біоорганічна хімія) та по одній з біології (фармакологія) і фармацевтичних наук (фармакологія); 6 кан- дидатських дисертацій за спеціальностями «аналітична хімія», «біоорганічна хімія» та «фармакологія». Доктору фармацевтичних наук Ірині Борисюк було призначено іменну стипендію Верховної Ради України для найта- лановитіших молодих учених (2016), доктору біологічних наук Віталію Ларіонову прису- джено премію Президента України для моло- дих учених (2018), співробітникам Фізико-хі- мічного інституту ім. О.В. Богатського НАН України та ТДВ «ІНТЕРХІМ» — Державну премію України в галузі науки і техніки (2017). Нейрохімічні та рецепторні антиноцицеп- тивні механізми дії пропоксазепаму. Дослі- дження первинної фармакодинаміки (in vivo та in vitro) були спрямовані на виявлення ме- ханізму дії речовини відносно її цільової тера- певтичної мішені. Результати цих досліджень дають підґрунтя для вибору дози на стадії як доклінічних, так і клінічних досліджень. У наших радіорецепторних дослідженнях [12] було встановлено, що показник афініте- ту (Ki), який визначається як концентраційне гальмування пропоксазепамом специфічно- го зв’язування [3H]флумазенілу синаптич- ними мембранами мозку щурів, становить 3,5±0,3 нмоль. Важливим критерієм внутріш- ньої активності сполуки є величина ГАМК- зсуву кривої витіснення нею радіоліганду за відсутності та за наявності ГАМК (1·10-4 моль). Розрахунки показали, що ГАМК-зсув для про- поксазепаму становить 1,9, що дає підстави віднести його до повних агоністів ГАМК-Р. Визначення взаємодії пропоксазепаму з окремими субодиницями ГАМК-Р проводили за схемою PAM (positive alosteric modulator). Експериментальна система містила людський α(1-5)β2g2-рецептор, експресований у кліти- нах HEK293, ГАМК (5 нМ) та пропоксазепам у різних концентраціях, що приводило до змі- ни функціональної відповіді ГАМК-Р. Реє- строваним ефектом була провідність клітин, у яких експресується цей тип рецептора [13], що дозволяє визначити його спрямованість (мож- ливий ефект) та кількісно охарактеризувати афінітет за величиною EC50 (обчислюється в точці перегину нормалізованої кривої залеж- ності концентрація–ефект). Величина максимального ефекту EC50 (μM), тобто напівмаксимальна ефективна концен- трація ліганду, яка викликає ефект (зв’я зу ван- ня з субодиницями ГАМК-Р), рівний половині максимально можливої взаємодії пропоксазе- паму з субодиницями ГАМК-Р, становила: hα1β3g2 (0,018); hα2β3g2 (0,038); hα3β3g2 (0,098); hα4β3g2 (>0,3); hα5β3g (0,02). Важли- вим виявився той факт, що пропоксазепам вза- ємодіє з hα2β3g2 та hα3β3g2 субодиницями ГАМК-Р, оскільки, власне, спінальні α2 і α3 опосередковують протигіперальгезійну дію де- яких анальгетиків [14]. З метою уточнення взаємодії пропоксазе- паму з ГАМК-Р ми вивчили [15] конформа- ції сполуки та можливу тривимірну будову лігандзв’язувального центру рецептора. Ме- тодом молекулярного докінгу показано, що на частині ГАМК-Р є кілька місць зв’язування пропоксазепаму з енергією утворення комп- лексів від –78,64 до –85,29 ккал/моль. Най- більший внесок у формування комплексу нале- жить залишкам полярних амінокислот (серин, ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 81 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ аспарагін, метіонін та аргінін), що створюють полярний підцентр зв’язування. Для окремих конформерів зазначену роль відіграють аро- матичні амінокислоти, переважно фенілаланін (Phe-31 та Ala-135 — гідрофобний підцентр зв’язування). Заслуговує на увагу і той факт, що пропоксазепам, на відміну від інших пре- паратів (анксіолітиків) цього класу (діазепам, феназепам, гідазепам, левана), має інше розта- шування на ГАМК-Р. Деякі механізми дії пропоксазепаму було визначено в дослідженнях in vivo з викорис- танням методів фармакологічного аналізу його нейрохімічних та рецепторних антино- цицептивних властивостей. Виявилося [16], що конкурентний блокатор бензодіазепінової частини ГАМК-Р — флумазеніл у дозі 10 мг/ кг практично не впливав на знеболювальну дію пропоксазепаму (тест tail flick). Оскільки флумазеніл має антагоністичну дію з анксіолі- тичними, седативними та снодійними власти- востями БДЗ, він не спроможний гальмувати анальгетичну дію сполук, яка є залежною від інших субодиниць ГАМК-Р. Отримані нами дані [17] свідчать також про те, що в механіз- мах дії пропоксазепаму присутні антибради- кініновий та антилейкотрієновий (антиліпок- сигеназний) компоненти за відсутності анти- циклооксигеназної (антипростагландинової) складової. В механізмах знеболювального ефекту пропоксазепаму беруть участь дофа- мінергічна система, NMDA-рецептори та аль- фа-1 адренорецептори. Натомість вплив на опіоїдергічну систему, а також на інші види адренорецепторів, згідно з нашими результата- ми, не має суттєвого значення в антиноцицеп- тивному ефекті пропоксазепаму на цій моделі больової перцепції. Пропоксазепам, як і інші БДЗ, не здатний активувати ГАМК-Р, однак, взаємодіючи зі своїм місцем зв’язування, він спричиняє кон- формаційні зміни рецептора, які приводять до підвищення його афінності до ГАМК. Цей тип взаємодії є прикладом алостеричної мо- дуляції. Водночас дія пропоксазепаму не об- межується лише цим. З’ясувалося [18], що на моделі ГАМК-дефіцитних судом, виклика- них тіосемікарбазидом, пропоксазепам про- демонстрував досить високу активність і за формою кривої доза–ефект має антагоністич- ну взаємодію з тіосемікарбазидом. Отримані результати свідчать про можливе посилен- ня дії ключового ферменту синтезу ГАМК- глутаматдекарбоксилази (КФ 4.1.1.15). Дій- сно, при больових синдромах відбувається зміна у вмісті ГАМК у ноцицептивній системі, і залежно від характеру болю вона має свої особливості. В умовах ноцицептивного за- пального болю у піддослідних тварин підви- щується вміст ГАМК у I–III пластинах у до- рсальних рогах на боці запалення і, навпаки, при виникненні нейропатичного болю, в разі пошкодження спинного мозку і периферичних нервів, зменшується вміст ГАМК у дорсальних рогах спинного мозку [19]. Відомо, що інтеграційна діяльність нейрон- них популяцій дорсальних рогів перебуває під потужним гальмівним контролем, до якого за- лучено не лише мережі ГАМК, а й гліцинергіч- ні інтернейрони сірої речовини спинного моз- ку. Для з’ясування участі рецепторів гліцину в реалізації анальгетичної дії пропоксазепаму ми використали стрихнін — конкурентний блокатор цього рецептора. Його низькі дози сприяють проведенню збудження, а великі викликають генералізовані тонічні судоми з вираженим больовим синдромом, переважно центрального походження. На моделі стрихнінових судом активність пропоксазепаму була помірною і становила 40,33±14,91 мкмоль/кг, що свідчить про участь гліцинергічної системи в реалізації фармако- логічної дії пропоксазепаму. Це підтверджу- ється і більш високим значенням кута нахилу кривої доза–ефект [20]. Потенціал-залежні калієві канали (Kv) та- кож мають значення для контролю збудли- вості нейронів і беруть участь в індукції ней- ропатичного болю, а тому можуть бути по- тенційними мішенями для дії анальгетичних засобів [21]. На моделі судом [22], індукова- них 4-амінопіридином (блокатор Kv), пропо- ксазепам проявив помірну активність (ЕД50 = 91,5±19,5 мкмоль/кг). Навіть при високих до- 82 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ зах (80 мг/кг) досліджуваної сполуки її фарма- кологічна дія не досягала 100 %, що вказує на відсутність значної антагоністичної взаємодії з 4-амінопіридином на рівні цих рецепторів. Пропоксазепаму властива взаємодія з пери- феричними ГАМК-рецепторами, але не з висо- кою афінністю [23]. Також було показано [24] функціональну активність пропоксазепаму в тензометричних дослідах з пригнічення ви- кликаних брадикініном скорочень гладеньких м’язів шлунка щура (рКВ = 6,41), що дозволяє припустити, що зазначена сполука належить до антагоністів брадикінінових рецепторів. На жаль, ми не досліджували можливу вза- ємодію пропоксазепаму з такою важливою біо- мішенню, як потенціал-залежні кальцієві ка- нали, для яких прегабаплін є модулятором їх α2δ субодиниць, що знижує поріг збудливості сенсорних нейронів задніх рогів спинного моз- ку і блокує патологічну циркуляцію ноцицеп- тивних імпульсів у ЦНС та забезпечує його знеболювальну дію в разі нейропатичної пато- логії [25]. Тим не менш, відомо [26], що деякі БДЗ впливають на поглинання 45Ca2+ синапто- сомами експериментальних тварин. Доклінічна фармакокінетика пропоксазе- паму. Визначення фармакокінетичних влас- тивостей препарату дозволяє обґрунтувати вибір методів його введення, можливість на- копичуватися в організмі, а також встановити основні шляхи елімінації фармакологічного засобу. Дані випробувань дозволяють також оптимізувати вибір лікарської форми [27], від чого залежить і швидкість настання ефекту, і встановлення максимальної концентрації (у тимчасовому і абсолютному значенні). Нами створено дисперговану форму субстанції про- поксазепаму з розміром частинок, меншим за 30 мкм, що приводить до збільшення площі всмоктування та посилення фармакологічної дії з одночасним збереженням структури мо- лекули [28]. Для проведення фармакокінетичних до- сліджень було синтезовано [214С]пропокса- зепам, визначено його радіохімічну харак- теристику та проведено валідацію методики кількісного аналізу в біологічному матеріалі [29]. Евакуація сполуки зі шлунка (інтрага- стральне введення, 10 мг/кг) є двофазним про- цесом (перша фаза з kel = 0,68 год-1, друга — з kel = 0,0094 год-1). Загальна кількість дози, що всмокталася впродовж експерименту, ста- новила близько 80 %, а константа абсорбції — 0,371±0,098 год-1. Близькі значення об’ємів розподілу (743±195 і 1090±421 г/кг для крові та мозку відповідно) відповідають процесам швидкого масообміну [30]. Характер розподі- лу пропоксазепаму між кров’ю та внутрішніми органами описується однокамерною моделлю [31]. У процесі метаболізму пропоксазепаму утворюються 3-гідроксипохідне, окиснені по- хідні та ареноксиди [32]. Переважна кількість радіоактивного матеріалу виводиться з калом і становить 46,1±6,72 % введеної дози. Із сечею виводиться 31,24±0,47 % загальної радіоактив- ності, проте константа елімінації для сечі май- же втричі більша, ніж константа елімінації з калом (0,038 та 0,014 год-1 відповідно). При вивченні можливої фармакокінетичної взаємодії пропоксазепаму з іншими препа- ратами не спостерігалося ні значної індукції таких ізоформ цитохрому P450, як CYP1A2, CYP2B6, CYP3A4, ні інгібування CYP1A2, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6 та CYP3A4 печінки людини. Оцін- ка біохімічного стану гемопротеїдів визна- чалася за зміною швидкостей метаболізму специфічних субстратів та кількості мРНК у клітинах [33]. Проведено необхідний аналіз та визначено механізм взаємодії пропоксазепаму з сироват- ковим альбуміном людини [34]. Спектр терапевтичної дії пропоксазепаму. Зважаючи на можливість використання про- поксазепаму як засобу одночасного гальму- вання соматичних та нейропатичних больо- вих синдромів, у роботі використано батарею поведінкових тестів на термічне та хімічне подразнення експериментальних тварин, які відповідають сучасним вимогам до досліджень фармакологічно активних речовин і гуманного поводження з експериментальними тварина- ми. Згідно з поставленими завданнями, як пре- парати порівняння взято диклофенак і кеторо- ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 83 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ лак (НПЗП) та габапентин (засіб, що викорис- товується в медичній практиці для усунення нейропатичного болю). Протизапальні властивості пропоксазепаму. Для успішного лікування болю потрібно чітко розуміти механізм його розвитку як складно- го та багатофакторного системного процесу. Це абсолютно необхідно для створення сис- теми раціональної та ефективної анальгетич- ної терапії, де кожен елемент патогенезу болю розглядається як перспективна «мішень» для фармакологічного втручання. Один з головних напрямів знеболювання пов’язаний із застосу- ванням препаратів, що мають протизапальну дію. Це виправдано тією роллю, яку відіграє запальний процес при виникненні гострого та розвитку хронічного болю. Найпоширенішою в плані скринінгу проти- запальних речовин є модель запального набря- ку лапки щура, індукованого субплантарним введенням карагінану. Сполуки, які виявля- ють протизапальні та антиексудативні власти- вості, гальмують розвиток запальних реакцій і знижують розмір набряку та гіперемії ткани- ни. Проведені дослідження [35] показали, що пропоксазепам у дозі 3 мг/кг помірно знижу- вав розмір набряку. Збільшення дози пропо- ксазепаму до 10 мг/кг приводило до зниження об’єму набряку порівняно з ефектом диклофе- нак-натрію на другу годину експозиції. Водно- час гальмування ексудативної реакції за 4 год було дещо нижчим. Адекватною хемогенною моделлю гострої запальної реакції є «формаліновий тест» (мо- дель неспецифічного запалення). Механізмом ноцигенної дії формаліну є активація TRPA1- каналів, що в нормі реагують на холод і стиму- люють розвиток запалення [36]. Перша фаза реакції розвивається відразу і характеризу- ється впливом на первинні аференти болю, друга фаза відтермінована в часі і є болем, викликаним запальною реакцією. Опіоїдні анальгетики блокують обидві фази. Нестеро- їдні протизапальні засоби пригнічують тільки другу фазу, а місцеві анестетики — тільки пер- шу. Експериментальні дані, отримані на основі формалінового тесту, демонструють наявність у пропоксазепаму високої протизапальної активності. В дозі 0,1 мг/кг пропоксазепам виявився у 1,5 раза активнішим за диклофе- нак-натрій, введений у дозі 10 мг/кг у першій фазі тесту, і порівнянним до нього — у другій фазі [35]. Брадикінін є важливим медіатором запа- лення, сприяє посиленню відчуття болю, ви- робленню гістаміну та збільшенню проник- ності капілярних судин [29]. Його біологічні дії опосередковані двома відомими рецептора- ми, названими B1 і B2. Рецептор брадикініну В2 конститутивно експресується в більшості типів клітин і викликає гострі больові реакції після пошкодження тканин, тоді як рецептор брадикініну В1 індукується під час запальних процесів або больових подразників [30]. Отримані дані показують, що пропоксазе- пам у цьому експерименті знижував гіпераль- гезію на моделі набряку, викликаного бради- кініном. Ін’єкція пропоксазепаму викликала у щурів статистично значуще зниження больо- вої чутливості на 71,7 %. Антиноцицептивна дія пропоксазепаму на моделях гострого болю. Основною стандарт- ною процедурою для вимірювання порогу гострої больової чутливості і потенційного анальгезивного ефекту досліджуваних спо- лук у відповідь на термічне подразнення є тест «гаряча пластина» (hot plate). У зазначеній моделі спостерігаються дозозалежні власти- вості дії сполуки. При цьому найбільш ефек- тивною дозою є 7,5 мг/кг відносно доз 2,5 та 5,0 мг/кг [37]. Тест відсмикування хвоста від теплового ви- промінювання (tail-flick) засновано на прин- ципі спінального флексорного рефлексу, що виникає у відповідь на прогресивне збільшен- ня впливу на шкірну поверхню теплового ви- промінювання. У цьому тесті послідовно акти- вуються С- і Ad-волокна полімодальних ноци- цепторів та високопорогові механорецептори. При введенні пропоксазепаму та кеторолаку в дозах 3 мг/кг перорально ступінь анальге- тичного ефекту сполуки у щурів перевищував референс-препарат як за силою дії, так і за три- валістю. За обох шляхів введення найбільш 84 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ виразна дія була на 2-й годині і тривала про- тягом ще 2 год, однак при внутрішньочере- винному введенні на 6-й годині ще зберігалася на достатньо високому рівні, а при введенні в шлунок суттєво зменшувалася. Кеторолак при введенні в еквімолярній дозі (0,5 мг/кг) за перорального введення за ступенем знеболю- вальної дії був зіставний зі сполукою на 4-й і 6-й годині [38]. Тест «оцтовокислі корчі» спрямований на дослідження гострого вісцерального та сома- тично глибокого болю. На цій моделі пропо- ксазепам гальмував больову поведінку тварин у першій больовій та у другій запальній фазах. При зниженні дози сполуки з 3,0 до 0,1 мг/кг відсоток гальмування больової реакції змен- шувався з 91,1 і 98,4 до 76,0 і 54,0 % для пер- шої і другої фаз відповідно. З часом активність сполуки в дозі 3 мг/кг зменшувалася з 75,4 до 55,0 % пригнічення «корчів», що свідчить про достатню тривалість анальгетичної активності пропоксазепаму [39]. Анальгетична дія пропоксазепаму на моде- лях нейропатичного болю. Нейропатичні бо- льові синдроми викликали перерізуванням сідничного нерву у щурів та на моделі діабе- тичної ней ропатії, що є експериментально ви- віреними тестами периферичної нейропатії. У першому випадку пропоксазепам проявляв виразну дозозалежну анальгезивну дію, про що свідчить зростання порогу больової чутли- вості (ПБЧ) через 2 год після його перораль- ного введення. В дозі 0,5 мг/кг (ЕД50) антино- цицептивний ефект пропоксазепаму становив у середньому 23,1 % відносно неушкодженої кінцівки. За цією активністю пропоксазепам практично не відрізнявся від еквімолярної дози кеторолаку (+24,6 %). Збільшення дози пропоксазепаму до 3 мг/кг супроводжувало- ся значним збільшенням його активності [39]. Зростання ПБЧ через 2 год становило +82,5 %, що було більшим, ніж аналогічна дія кеторола- ку в такій самій дозі (+70,1 %). На моделі експериментального діабету в усі терміни дослідження пропоксазепам був ефективнішим за референтний препарат га- бапентин, однак статистичних значень ці від- мінності набули тільки на 4–6-й тиждень спо- стереження. Наприкінці експерименту ПБЧ у групі габапентину був нижчим за вихідний рівень лише на 8,03 %, а у щурів, які отриму- вали пропоксазепам, він був вищим за вихід- не значення на 9,5 %. Результати дослідження анальгетичної дії пропоксазепаму на моделі цукрового діабету показали, що сполука має лікувальну дію за умови курсового введення (протягом 5 тижнів), сприяє зменшенню про- явів нейропатії (зменшує виразність автотото- мій), а також спричиняє збільшення ПБЧ зна- чно вище, ніж вихідний рівень, і перевершує аналогічні показники для габапентину. Більш того, обидва препарати зменшували елевацію глікемії за умов стрептозотоцинового діабету та поліпшували за цих умов стан тварин. Про- поксазепам також проявив здатність зменшу- вати больовий синдром при одноразовому вве- денні у тварин з експериментальним цукровим діабетом, перевершуючи при цьому референт- ний препарат втричі [39]. Антиепілептичні (протисудомні) влас- тивості пропоксазепаму як предиктор його анальгетичної дії. Наявність протисудомної дії БДЗ ми відносимо до позитивних властивос- тей сполук у контексті їх можливої анальгезії. З відомих експериментальних досліджень на тваринах та клінічних випадків доведено, що для більшості нейропатій характерним є спон- танний пароксизмальний біль, який нагадує епілепсію, що відобразилося навіть у терміні «епілептиформна невралгія». Недаремно най- ефективнішими препаратами для лікування нейропатичного болю є прегабалін та габапен- тин, які створювалися як антиепілептичні за- соби [25]. Для проведення ефекторного аналізу ме- ханізму протисудомної дії сполуки на за- значених моделях судом визначено величи- ни середніх вагових ефективних доз (ЕД50). Представлені результати [40, 41] свідчать про високу захисну активність пропоксазепаму на підставі даних кривих доза–ефект: пікро- токсин 1,67±0,09, коразол 0,9±0,04, стрихнін 14,24±0,47, МЕШ 0,57±0,23, тіосемікарбазид 0,18±0,09, 4-амінопіридін 37,3±7,9 мг/кг, та ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 85 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ на моделі коразолового кіндлінгу. Зміна часу настання судом та їх перерозподіл у перебігу епілептичного синдрому свідчать про перспек- тивність пропоксазепаму і в лікуванні деяких форм епілепсії. На підставі отриманих резуль- татів розраховано основні показники (терапев- тичний індекс, терапевтична широта, терапев- тичний інтервал та фактор надійної безпеки), що характеризують безпечність застосування пропоксазепаму [42, 43]. Зміни поведінкових реакцій у експеримен- тальних тварин при введенні різних доз про- поксазепаму. Для лікарських засобів — похід- них 1,4-бензодіазепіну характерною є відпо- відна взаємодія з субодиницями ГАМК-Р, що й визначає їх фармакологічну дію. Відомо [44], що седативна, анксіолітична, протисудомна дія та антероградна амнезія зумовлені взаємо- дією цих сполук з ГАМК-Р, що містить α1 субо- диницю. Анальгезія та міорелаксація залежать від субодиниць α2 і α3, а α4 відповідає за ког- нітивні порушення, зловживання алкоголем, адиктивну поведінку. Порушення когнітивних функцій, амнезія, міорелаксація, зловживання алкоголем та адиктивна поведінка перебува- ють під контролем субодиниці α5. Як показали наші дослідження, пропокса- зепаму властива гальмівна дія «змішаного» типу болю, тобто коли у структуру хвороби залучено і нейропатичний компонент (біль че- рез пошкодження нервових волокон), і ноци- цептивний (біль через подразнення больових рецепторів), які залежать від субодиниць α2 та α3 ГАМК-Р. Протисудомна дія пропоксазепа- му передусім зумовлена зв’язуванням сполуки з підтипом α1. Оскільки пропоксазепам не взаємодіє з су- бодиницею α4, нам необхідно було з’ясувати, які фармакологічні наслідки мають процеси взаємодії сполуки з субодиницями α1 і α5. Для цього ми вивчили анксіолітичні, снодійні та міорелаксантні властивості пропоксазепаму. Дані спостереження стану ЦНС, проведеного методом «відкритого поля», свідчать про те, що одноразове введення мишам пропоксазепаму в дозах 0,15 і 1,5 мг/кг не викликало вірогідних змін у руховій активності та орієнтовно-до- слідницькій поведінці тварин порівняно з тва- ринами контрольної групи. Залежність зазна- чених показників від тривалості введення (90 діб) пропоксазепаму показала [45] зниження дослідницької активності тільки тих тварин, у яких введена доза перевищувала терапевтичну в 10 разів. Ці тварини мали дещо «загальмова- ний» вигляд, що може бути зумовлене особли- востями фармакологічної дії пропоксазепаму за умов передозування. Показники орієнтовно-дослідницької ре- акції (кількість стійок і горизонтальна рухо- ва активність), стійкості нервових процесів (кількість реверсивних поворотів та час відві- дування освітлених квадратів) та вегетативної і емоційної реакції (час грумінгу) зі збільшен- ням дози пропоксазепаму поступово знижу- ються, що свідчить про незначні порушення активності мозкових процесів у разі тривалого введення речовини у високих дозах. На моделі піднятого хрестоподібного лабі- ринту отримано [45] майже однакові показни- ки часу перебування контрольних та дослідних тварин у темному рукаві лабіринту, а також недостовірну різницю перебування мишей у світлому рукаві та кількості виходів з темного рукава лабіринту, що свідчить про відсутність анксіолітичної дії пропоксазепаму. Снодійну (гіпногенну) активність пропо- ксазепаму досліджували [46] у тестах «потен- ціювання снодійного ефекту барбітуратів» та пролонгації їх снодійного ефекту. Результати засвідчили, що починаючи з дози 700 мг/кг введення сполуки спостерігалася загальмова- ність тварин, вони ставали малорухливими, млявими. За дози 1100 і 1300 мг/кг стан ми- шей можна охарактеризувати як «заціпенін- ня». Однак тварини перебували у фізіологіч- ному положенні. Після спроби надати їм боко- ве положення тварини негайно поверталися до звичайного — на 4 кінцівки. Тварини реагува- ли на зовнішні подразники, однак у разі їх від- сутності знову приймали «заціпенілу позу». Вплив пропоксазепаму на м’язовий тонус вивчали [46] на білих мишах з використанням методики ротород-тесту. Результати показа- ли, що тварини контрольної групи, як і на по- 86 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ чатку дослідження, утримувалися на стрижні не менш як 180 с. Тварини, які отримували пропоксазепам у дозах 1; 2; 3 мг/кг, також не втратили здатність необхідний час утриму- ватися на обертовому стрижні, тоді як у разі дози 4 і 5 мг/кг жодна миша не змогла пройти ротород-тест більш як за 5 с. Такий результат було зафіксовано в усі терміни після введення тест-зразка. Отже, певна міорелаксантна дія пропоксазепаму починається з 4 мг/кг при пе- роральному його введенні тваринам. Відповідно до регламентованих вимог до- клінічних досліджень, визначено гостру ток- сичність та токсичність за повторних (90 днів) введень пропоксазепаму щурам [47], його га- стротоксичну дію [48], стан клініко-лабора- торних і морфологічних показників внутріш- ніх органів щурів [49], а також алергізувальну, геннотоксичну та канцерогену дії [50]. Отри- мані результати свідчать про відсутність зна- чних відхилень показників від контрольних. Експериментальне доклінічне оцінювання по- тенціалу розвитку залежності та толерантності пропоксазепаму свідчить про мінімальну ймо- вірність розвитку звикання та лікарської за- лежності до нього при епізодичному та корот- котривалому прийомі в еквівалентних дозах при клінічному застосуванні як анальгетика. Отримана доклінічна оцінка ефективності та безпеки пропоксазепаму використана нами для встановлення стартового (початкового) діапазону доз для клінічних випробувань, а також для визначення параметрів клінічно- го моніторингу потенційних побічних ефек- тів. Керуючись міжнародними нормами [51] та рекомендаціями щодо безпечної дози для проведення 1-ї фази клінічних досліджень, ми довели, що вона має становити 1; 2 і 5 мг для визначення переносимості препарату у добро- вольців. Отже, представлені доклінічні досліджен- ня свідчать про ефективність та безпечність пропоксазепаму. Основною мішенню для зне- болення є α2 та α3 субодиниці ГАМК-Р. Про- поксазепам взаємодіє також з іншими біоло- гічними мішенями, які відповідають за перебіг болю: гліцинові рецептори, потенціал-залеж- ні калієві канали, дофамінергічна система, NMDA-рецептори, альфа-1 адренорецептори. На батареї тестів було доведено, що сполука має фармакодинамічний профіль, відмінний від усіх анальгетиків, оскільки одночасно галь- мує і гострий, і хронічний біль з компонентами протизапальної та протисудомної дії. За тех- нологічними й терапевтичними показниками пропоксазепам є інноваційним засобом [52]. Про це свідчить низка патентів України, отри- маних учасниками досліджень (номери па- тентів: 60362; 102273; 103803; 105703; 107433; 108246; 113597; 115205; 118626; 119018; 119735; 134442). Подано заявки в Європейське патентне відомство (EPO) та патентне відом- ство США. Пропоксазепам має також седативну дію, яка характерна для всіх БДЗ, що взаємодіють з α1 та α5 субодиницями ГАМК-Р. Її наявність не є однозначною для якості сполуки як аналь- гетичного засобу. Вона може бути позитивною у разі передопераційної премедикації та під час регіонарної і місцевої анестезії в післяопера- ційному періоді, але водночас седація є неба- жаною в умовах амбулаторного лікування, що потрібно враховувати лікарям. Препарат пропоксазепам для проведення 1-ї фази клі- нічних випробувань ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 87 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ Доклінічні дослідження та належно підго- товлене досьє на пропоксазепам дало змогу отримати дозвіл МОЗ України (наказ від 23 лютого 2021 р. № 310) на проведення 1-ї фази клінічних випробувань. З цією метою клініч- ній базі передано необхідну кількість таблеток під шифром 007 у дозах 1; 2 і 5 мг (див. фото). Біоаналітична лабораторія отримала потрібну кількість субстанції та її похідної, що вміщує дейтерій для внутрішнього стандарту в аналітич- них дослідженнях фармакокінетики у людей. На відміну від експериментів, що проводять- ся на тваринах або in vitro, в яких дослідники користуються загальним терміном «нейропа- тичний біль», у наших майбутніх клінічних дослідженнях основну увагу буде приділено деяким патологіям, таким як постгерпетич- на невралгія, класична невралгія трійчастого нерва, больова форма діабетичної нейропатії, болі при хронічних корінцевих синдромах та інших патологічних явищах і процесах у хреб- ті. За сучасними уявленнями, біль — це склад- ний психофізіологічний стан людини, що крім специфічного відчуття має емоційний, веге- тативний і поведінковий компоненти. Вста- новлено, що формування болю є результатом складної взаємодії біологічних, фізіологічних і соціальних механізмів. Ми усвідомлюємо, що наші доклінічні дослідження, незважаючи на використання методів та підходів трансляцій- ної медицини, не враховують один із важливих показників больового синдрому — психофізіо- логічну складову, яка відсутня у тварин. Однак маємо надію, що подальше отримання та на- копичення вітчизняного досвіду застосуван- ня пропоксазепаму в клінічній практиці може допомогти істотно оптимізувати наявні стра- тегії лікування больових синдромів лікарями загальної практики та сімейними лікарями і сприяти підвищенню якості життя цієї кате- горії хворих, особливо пацієнтів з нейропатич- ним болем. REFERENCES [СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ] 1. Matthias M., Parpart A., Nyland K., Huffman M., Stubbs D., Sargent C., Bair M. The patient-provider relationship in chronic pain care: providers’ perspectives. Pain Med. 2010. 11(11): 1688–1697. DOI: https://doi.org/10.1111/ j.1526-4637.2010.00980.x 2. Merskey H., Bogduk N. Classification of Chronic Pain. 2nd edition. IASP Press, Seattle. 1994. 3. Sebastin S.J. Complex regional pain syndrome. Indian J. Plast. Surg. 2011. 44(2): 298–302. DOI: https://doi.org/ 10.1055/s-0039-1699507 4. Kissin I. The development of new analgesics over the past 50 years: a lack of real breakthrough drugs Anesth. Analg. 2010. 110(3): 780-789. DOI: https://doi.org/10.1213/ANE.0b013e3181cde882 5. Pasero C., Potenoy R. Neurophysiology of pain and analgesia and the pathophysiology of neuropathic pain. In: Pa- sero C., McCaffery M. (eds) Pain Assessment and Pharmacologic Management. St Louis, MO: Mosby Elsevier Inc., 2011. 6. Melzack R., Wall D. Pain mechanisms: a new theory. Science. 1965. 150(3699): 971–979. DOI: https://doi. org/10.1126/science.150.3699.971 7. Reichl S., Augustin M., Zahn P.K., Pogatzki-Zahn E.M. Peripheral and spinal GABAergic regulation of incisional pain in rats. Pain. 2012. 153(1): 129–141. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pain.2011.09.028 8. Costa E. From GABA (A) receptor diversity emerges a unified vision of GABAergic inhibition. Annu. Rev. Pharma- col. Toxicol. 1998. 38: 321–350. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.pharmtox.38.1.321 9. Bogatskii A.V., Andronati S.A. The Present State of the Chemistry of 1,4-Benzodiazepines. Russ. Chem. Rev. 1970. 39(12): 1064–1081. DOI: https://doi.org/10.1070/RC1970v039n12ABEH002327 [Богатский А.В., Андронати С.А. Современное состояние химии 1,4-бенздиазепинов. Успехи химии. 1970. Т. 39, № 12. С. 2217–2255.] 10. Bogatskii A.V., Andronati S.A., Golovenko N.Ya. Tranquilizers. 1,4-benzodiazepines and related structures. Kiev: Nau- kova Dumka, 1980. (in Russian). [Богатский А.В., Андронатн С.А., Головенко Н.Я. Транквилизаторы (1,4-бенздиазепины и родственные струк- туры). Киев: Наук. думка, 1980.] 88 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ 11. EMA/CPMP/ICH/286/1995 (ICH M3 (R2)). Non-clinical safety studies for the conduct of human clinical trials and marketing authorization for pharmaceuticals. 12. Golovenko N.Ya., Larionov V.B., Andronati S.A., Valivodz I.P., Yurpalova T.A. Рharmacodynamiсs of interaction be- tween Propoxazepam and a GABA-benzodiazepine receptor-ionophor complex. Neurophysiology. 2018. 50(1): 2–10. DOI: https://doi.org/10.1007/s11062-018-9711-9 13. Lee W., Windley M.J., Perr M.D., Vandenberg J.I., Hill A. Protocol-dependent differences in IC50 values measured in hERG assays occur in a predictable way and can be used to quantify state preference of drug binding. Mol. Pharmacol. 2019. 95(5): 537–550. DOI: https://doi.org/10.1101/534867 14. Rudolph U., Knoflach F. Beyond classical benzodiazepines: Novel therapeutic potential of GABAA receptor sub- types. Nat. Rev. Drug Discov. 2012. 10(9): 685–697. DOI: https://doi.org/10.1038/nrd3502 15. Larionov V.B., Golovenko M.Ya., Reder A.S. Propoxazepam conformation and its orientation in the GABAA-receptor binding site. Ukrainian biopharmaceutical journal. 2018. (1): 10–17. DOI: https://doi.org/10.24959/ubphj.18.150 16. Golovenko M., Reder A., Andronati S., Larionov V. Evidence for the involvement of the GABA-ergic pathway in the anticonvulsant and antinociception activity of Propoxazepam in mice and rats. J. Pre-Clin. Clin. Res. 2019. 13(3): 99–105. DOI: https://doi.org/10.26444/jpccr/110430 17. Voloshchuk N.I., Reder А.S., Golovenko M.Y., Taran I.V., Pashinska О.S. Pharmacological analysis of neurochemical antinociceptive mechanisms of propoxazepam action. Pharmacology and Drug Toxicology. 2017. (1): 3–11. [Волощук Н.І., Редер А.С., Головенко М.Я., Таран І.В., Пашинська О.С. Фармакологічний аналіз нейрохіміч- них антиноцицептивних механізмів дії пропоксазепаму. Фармакологія та лікарська токсикологія. 2017. № 1. С. 3–11.] 18. Golovenko M.Ya., Reder A.S., Larionov V.B., Valivodz I.P. The effect of propoxazepam on development of thios- emicarbazide-induced GABA deficient seizures in mice. Clinical pharmacy. 2017. 21(2): 34–40. DOI: https://doi. org/10.24959/cphj.17.1419 19. Castro-Lopes J.M., Tavares I., Coimbra A. GABA decreases in the spinal cord dorsal horn after peripheral neurec- tomy. Brain Res. 1993. 620(2): 287–291. DOI: https://doi.org/10.1016/0006-8993(93)90167-L 20. Golovenko N.Ya., Larionov V.B., Reder A.S., Valivodz I.P. An еffector analysis of the interaction of propoxazepam with antagonists of GABA and glycine receptors. Neurochemical Journal. 2017. 11(4): 302–308. DOI: https://doi. org/10.1134/S1819712417040043 21. Wang W., Gu J., Li Y.Q., Tao Y.X. Are voltage-gated sodium channels on the dorsal root ganglion involved in the development of neuropathic pain? Mol. Pain. 2011. 7(16): 2–9. DOI: https://doi.org/10.1186/1744-8069-7-16 22. Golovenko N.Ya., Larionov V.B., Reder A.S., Valivodz I.P. Inhibition of 4-aminopyridine-induced seizures in mice by a novel 3-substituted 1,4-benzodiazepine. Farmatsevtychnyi zhurnal. 2018. (4-5): 90–96. DOI: https://doi. org/10.32352/0367-3057.5-6.18.7 23. Andronati S., Semenishyna E., Pavlovsky V., Simonov Y., Makan S., Boyko I., Burenkova N., Gdaniec M., Cardi- nael P., Bouillon J. Synthesis, structure and affinity of novel 3-alkoxy-1,2-dihydro-3H-1,4-benzodiazepin-2-ones for CNS central and peripheral benzodiazepine receptors. European Journal of Medicinal Chemistry. 2009. 45(4): 1346– 1351. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2009.12.027 24. Virych P.A., Shelyuk O.V., Kabanova T.A., Khalimova O.I., Martynyuk V.S., Pavlovsky V.I., Andronati S.A. Effect of 3-arylamino-1,2-dihydro-3H-1,4-benzodiazepine-2-ones on the bradykinin-induced smooth muscle contraction. Regul. Mech. Biosyst. 2017. 8(1): 30–35. DOI: https://doi.org/10.15421/021706 25. Taylor C., Angelotti T., Fauman E. Pharmacology and mechanism of action of pregabalin: The calcium channel α2–δ (alpha2–delta) subunit as a target for antiepileptic drug discovery. Epilepsy Research. 2007. 73(2): 137–150. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eplepsyres.2006.09.008 26. Mendelson W.B., Skolnick P., Martin J.V., Luu M.D., Wagner R., Paul S.M. Diazepam-stimulated increases in the synaptosomal uptake of 45Ca2+: Reversal by dihydropyridine calcium channel antagonists. Eur. J. Pharmacol. 1984. 104: 181–183. DOI: https://doi.org/10.1016/0014-2999(84)90388-1 27. Golovenko N.Ya. Physico-chemical pharmacology. Odessa: Astroprint, 2004 (in Russian). [Головенко Н.Я. Физико-химическая фармакология. Одесса: Астропринт, 2004.] 28. Reder A., Larionov V., Golovenko N., Andronati S. Influence of particle size on the anticonvulsant activity of propox- azepam. To Chemistry Journal. 2019. 2: 132–141. http://purkh.com/index.php/tochem 29. Andronati S., Golovenko M., Reder A., Larionov V., Valivodz I. Synthesis and its extraction efficiency from biological fluids of [214C] Propoxazepam: a potent analgesic with multifunctional mechanism of action. Journal of Chemical, Biological and Physical Sciences. 2019. 9(4); 323–333. DOI: https://doi.org/10.24214/jcbps.A.9.4.32333 ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2021, № 4 89 СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ 30. Golovenko N.Ya., Larionov V.B., Valivodz I.P. Absorption and distribution of 14c-propoxasepam after its intragastral administration. Fiziologichnyi Zhurnal. 2017. 3(63): 40–48. DOI: https://doi.org/10.15407/fz63.03.040 31. Valivodz I., Larionov V., Golovenko M., Reder A., Andronati S. Preclinical pharmacokinetic studies of [14C]-propox- azepam innovative analgesic with multimodal mechanism of action. Sciences of Europe. 2020. 2(49): 13–24. 32. Valivodz I.P., Golovenko M.Ya., Larionov V.B. ADME properties and tentative identification of metabolites of pro- poxazepam in mice by radioactive carbon and UPLC-MS/MS methods. In: Modern approaches to the introduction of science into practice. Abstracts of X International Scientific and Practical Conference. San Francisco, USA 2020. P. 335–338. 33. In Vitro Drug Interaction Studies — Cytochrome P450 Enzyme — and Transporter-Mediated Drug Interactions. Guidance for Industry. U.S. Department of Health and Human Services. Food and Drug Administration Center for Drug Evaluation and Research (CDER). January 2020. Clinical Pharmacology. https://www.fda.gov/Drugs/Guid- anceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/ 34. Yegorova A.V., Maltsev G.V., Scrypynets Y.V., Kashutskуy S.N., Antonovich V.P. Study of Interaction of some Ben- zodiazepines with Human Serum Albumin by Fluorescent Method. Methods and Objects of Chemical Analysis. 2018. 13(1): 18–28. DOI: https://doi.org/10.17721/moca.2018.18-28 35. Golovenko N.Y., Kabanova T.A., Andronati S.A., Halimova O.I., Larionov V.B., Reder A.S. Anti-inflammatory effects of propoxazepam on different models of inflammation. International Journal of Medicine and Medical Research. 2019. 5(2): 105–112. DOI: https://doi.org/10.11603/ijmmr.2413-6077.2019.2.10900 36. Hunskaar S., Hole K. The formalin test in mice: dissociation between inflammatory and non-inflammatory pain. Pain. 1997. 30: 103–114. DOI: https://doi.org/10.1016/0304-3959(87)90088-1 37. Golovenko N., Voloshchuk N., Larionov V., Reder A., Andronati S. Pharmacological profile of novel analgesic 1,4-benzodiazepine: a review. In: Scientific basis of modern medicine. Boston: Primedia eLaunch, 2020. P. 126–143. DOI: https://doi.org/10.46299/isg.2020.MONO.MED.I 38. Golovenko M., Larionov V., Reder A., Andronati S. The discovery and development of propoxazepam, a novel an- algesic and anticonvulsant with multimodal mechanism of action: review of own preclinical data. EAS Journal of Pharmacy and Pharmacology. 2020. 23(3): 57–64. DOI: https://doi.org/10.36349/easjpp.2020.v02i03.13 39. Golovenko N.Ya., Voloshchuk N.I., Andronati S.A., Taran I.V., Reder A.S., Pashynska O.S., Larionov V.B. Antinoci- ception induced by a novel benzodiazepine receptor agonist and bradykinin receptor antagonist in rodent acute and chronic pain models. EJBPS. 2018. 5(12): 79–88. 40. Golovenko M.Ya. Subunit compositions of GABAA receptors determining the diversity of physiological processes and neurotropic properties of medicines. Clinical pharmacy. 2021. 25(1): 13–23. DOI: https://doi.org/10.24959/ cphj.21.1541 [Головенко М.Я. Субодиничні композиції ГАМКa-ергічних рецепторів, що визначають різноманітні фізіоло- гічні процеси і нейротропні властивості лікарських засобів. Клінічна фармація. 2021. Т. 25, № 1. С. 13–23.] 41. Golovenko N.Ya., Larionov V.B. The use of propoxazepam for treatment a specific epileptic syndrome (paroxysmal manifestations), which is achieved by polymodal mechanism of anticonvulsant action. Literature review of own pre- clinical research. Conceptual options for the development of medical science and education. Riga: Baltija Publ., 2020. P. 123–144. DOI: https://doi.org/10.30525/978-9934-588-44-0/07 42. Golovenko N.Ya., Larionov V.B., Reder A.S., Andronati S.A., Valivodz I.P. Evaluation of anticonvulsant action of pro- poxazepam on pentylenetetrazole-kindling model of seizure in mice. American Scientific Journal. 2018. 21(2): 23–31. 43. Golovenko N.Ya., Andronati S.A., Larionov V.B., Reder A.S. A pharmacological profile of propoxazepam — a new antiepileptic substance. Dopov. Nac. Akad. Nauk Ukr. 2018. (12): 93–100. DOI: https://doi.org/10.15407/dopovidi 2018.12.093 44. Sieghart W., Ramerstorfer J., Sarto-Jackson I., Varagic Z., Ernst M. A novel GABA(A) receptor pharmacology: drugs interacting with the α(+) β(-) interface. Br. J. Pharmacol. 2012. 166(2): 476–485. DOI: https://doi.org/10.1111/ j.1476-5381.2011.01779.x 45. Golovenko M., Belenichev I., Larionov V., Reder A., Andronati S. Physiological aspects of rat activity, their anxiety and memory after administration of full GABAA-receptor complex agonist propoxazepam. ScienceRise: Biological Science. 2020. 2(23): 42–48. DOI: https://doi.org/10.15587/2519-8025.2020.207368 46. Golovenko M., Larionov V., Reder A., Valivodz I., Tsapenko Z. Sedative-hypnotic and muscle relaxant activities of propoxazepam in animal models and investigation on possible mechanisms. Drug Discovery. 2020. 14(33): 155–162. 47. Golovenko N.Ya., Kovalenko V.N., Larionov V.B., Reder A.S. Dose and time-dependent acute and sub-chronic oral toxicity study of propoxazepam in mice and rats. International Journal of Pharmacology and Toxicology. 2020. 8(1): 1–7. DOI: https://doi.org/10.14419/ijpt.v8i1.29531 90 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2021. (4) СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ 48. Voloshchuk N.І., Тaran І.V., Reder А.S., Golovenko M.Ya. Experimental study of ulcerogenic action of propoxaz- epam. Reports of Vinnytsia National Medical University. 2018. 22(1): 2–11. DOI: https://doi.org/10.31393/reports- vnmedical-2018-22(1)-01 [Волощук Н.І., Таран І.В., Редер А.С., Головенко М.Я. Експериментальне дослідження ульцерогенної дії про- поксазепаму. Вісник Вінницького національного медичного університету. 2018. Т. 22, № 1. С. 2–11.] 49. Golovenko M.Ya., Kovalenko V.M., Larionov V.B., Shayakhmetova G.M., Reder A.S., Karatsuba T.A. Propoxazepam, a new analgesic: a review of a preclinical study of acute and subchronic oral toxicity in mice and rats. In: Vesnyani naukovi chytannya: Proc. IV Int. Conf. (30.04.2019, Kyiv, Ukraine). (in Ukrainian). [Головенко М.Я., Коваленко В.М., Ларіонов В.Б., Шаяхметова Г.М., Редер А.С., Карацуба Т.А. Пропоксазепам, новий анальгетик: огляд доклінічного дослідження гострої та субхронічної оральної токсичності на мишах і щурах. У кн.: Весняні наукові читання: зб. матер. ІV Міжнар. конф. (30 квітня 2019 р., Київ). С. 41–51.] 50. Golovenko M.Ya., Larionov V.B., Reder A.S. Investigation of safety profile of propoxazepam by salmonella/micro- some test. In: Information, Its Impact on Social and Technical Processes: Proc. VIII Int. Sci. Conf. (Haifa, Israel, 2020). P. 162–165. https://isg-konf.com/wp-content/uploads/2020/03/VIII-Conference-16-17-Haifa-Israel.pdf 51. US Food and Drug Administration. Guidance for industry: estimating the maximum safe starting dose in initial clini- cal trials for therapeutics in adult healthy volunteers. 2005. http://www.fda.gov/downloads/Drugs/GuidanceCom- pliance RegulatoryInformation/Guidances/ucm 078932.pdf 52. Golovenko M.Ya. «Philosophy» of Pharmaceutical Innovations. Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr. 2012. (3): 59–66. DOI: https://doi.org/10.15407/visn2012.03.059 [Головенко М.Я. «Філософія» фармацевтичних інновацій. Вісн. НАН України. 2012. № 3. С. 59–66.] Mykola Ya. Golovenko ORCID: http://orcid.org/0000-0003-1485-128X Bogatsky Physico-Chemical Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, Odesa, Ukraine PROPOXAZEPAM IS AN INNOVATIVE ANALGESIC THAT INHIBITS ACUTE AND CHRONIC PAIN AND HAS A POLYMODAL MECHANISM OF ACTION The article presents the results of basic and applied research of the innovative analgesic propoxazepam-7-bromo-5-(o- chlorophenyl)-3-propoxy-1,2-dihydro-3H-1,4-benzodiazepin-2-one. In the models of nociceptive and neuropathic pain it showed significant analgesic activity and also has an anticonvulsant effect, which is due to the analgesic component of the pharmacological spectrum. Mechanism of propoxazepam analgesic properties includes GABAergic and glycinergic systems, antibradykinin and antileukotriene action, dopaminergic system, NMDA, and alpha-1 adrenergic receptors, except the prostaglandin component. LD50 of propoxazepam is greater than 5000 mg/kg and, therefore, it belongs to the category V of relatively non-toxic substances according to the GHS. Previous pharmacokinetic studies in mice have shown that [214C]Propoxazepam evacuation from stomach is described as two-phase process (first phase with kel -0,68 h-1, the second with kel = 0,0094 h-1). Total dose quantity, absorbed during experiment, was ~80 %, with absorption constant of 0,371 ± 0,098 h-1. The absence of accumulation, development of tolerance, dependence and withdrawal syn- drome in experimental animals, which were administered an analgesic for a long time, was experimentally proved. Per- mission was obtained from the Ministry of Health of Ukraine to conduct clinical trials of the compound. Keywords: Propoxazepam, nociceptive and neuropathic pain, anticonvulsant effect, mechanism of action, pharmacoki- netics, toxicological studies.