Посещений:
Соматостатины, Агонисты и Антогонисты

Терапевтическое занчение

OPPORTUNITIES IN SOMATOSTATIN RESEARCH: BIOLOGICAL, CHEMICAL AND THERAPEUTIC ASPECTS
Gisbert Weckbecker, Ian Lewis, Rainer Albert, Herbert A. Schmid, Daniel Hoyer, Christian Bruns
Nature Reviews Drug Discovery 2, No 12, 999-1017 (2003); doi:10.1038/nrd1255

Somatostatins — also known as somatotropin-release inhibiting factors (SRIFs) — are a family of cyclopeptides that have broad inhibitory effects on the secretion of hormones such as growth hormone, insulin и glucagon. These effects have formed the basis for the clinical use of SRIF analogues in the treatment of acromegaly и endocrine tumours. The discovery of the five SRIF receptor subtypes in the 1990s further enhanced our understиing of the biological roles of SRIFs, и paved the way for new therapeutic opportunities. Here we review recent advances in SRIF biology, the chemistry of SRIF agonists и antagonists, и the therapeutic potential of such compounds in a wide range of established и novel indications.


Рис.1.  | Structure of SRIF receptors exemplified by subtype sst2A receptor.


Рис.2.  | Sequence homology between the respective receptor subtypes SRIF1 (sst2,3,5) и SRIF2 (sst1,4).


Рис.3.  | SRIF-receptor-mediated modulation of signalling cascades leading to changes in hormone secretion, apoptosis и cell growth.


Рис.4.  | Autoradiographic distribution of [125I]LTT SRIF-28 binding sites in a coronal section of adult rat brain.


Рис.5.  | Structures of the natural somatostatin peptide agonists SRIF-14 и SRIF-28.


Рис.6  | Structures of somatostatin peptide agonists.


Рис.7.  | Structures of somatostatin peptide antagonists.


Рис.8  | Structures of somatostatin non-peptide agonists.


Рис.9  | Structures of somatostatin non-peptide antagonists.


Рис. 10  | Structures of somatostatin analogues that can be labelled with 111In (OctreoScan) or 90Y (OctreoTher).


Рис. 11  | SRIF receptor-based tumour diagnosis и therapy.

Табл.1 SRIF receptor properties и signalling

Links

DATABASES
LocusLink: Cholecystokinin | cortistatin | gastrin | glucagon | growth hormone | growth hormone secretagogue receptor | insulin | secretin | sst1 | sst2 | sst3 | sst4 | sst5 | VIP
Online Mendelian Inheritance in Man: Acromegaly | inflammatory bowel disease | multiple sclerosis | rheumatoid arthritis | psoriasis

FURTHER INFORMATION
Acromegaly | Gastroenteropancreatic (neuroendocrine) tumours

Somatostatins, которые известны также как somatotropin-release inhibiting factors (SRIFs), образуют семейство cyclopeptides, которые в основном продуцируются нормальными эндокринными, желудочно-кишечными, иммунными и нейрональными клетками, а также некоторыи опухолями1-5. Наиболее мощные somatostatin пептиды SRIF-14 и SRIF-28 содержат 14 и 28 аминокислот соотв. и генерируются как С-терминальные продукты prosomatostatin2,3,6,7. Найдены различные SRIF-родственные пептиды2,3,7, включая cortistatins (CST-14 и CST-17), которые продуцируются в основном в головном мооооозге и иммунными клетками и обладают общими функциональными свойствами с SRIF8-10. Путём соединаения с G-protein-coupled receptors (GPCRs) на клетках-мишенях, SRIFs действуют как нейромодуляторы и нейротрансмиттеры, а также как мощные ингибиторы различных секреторных процессов и пролиферации клеток11-13.
SRIFs явялются уникальными благодаря своим широким ингибирующим эффектам как на эндокринную секрецию — напр., growth hormone, insulin, glucagon, gastrin, cholecystokinin, vasoactive intestinal peptide (VIP) и secretin — так и экзокринную секрецию — напр., желудочной кислоты, кишечной жидкости и панкреатических энзимов2,3. Такой обще-антисекреторный профиль привел к клиническим испытаниям натурального SRIF-14 для лечения целого ряда заболеваний, включая: диабеты type I и II; гиперсекреторные опухоли, такие как секретирующая гормон носта аденома надпочечников, gastrinomas, insulinomas, glucagonomas и vipomas; и нарушения ЖКТ, включая кровоточащие язвы желудка, панкреатиты, осложнения, обусловленные хирургией поджелудочной железы и панкреатическими фистулами2,3. Хотя эти исследования показали, что SRIF-14 является эффективным при определенных заболеваниях, они также показали, что его полный терапевтический потенциал не используется из-за его короткого периода полу-жизни в плазме <3 мин14. М. ожидать, что метаболически стабильные соединения с SRIF-подобными свойствами будут иметь лучшие клинические профили.
Важные вклады внесли исследователи, включая Brazeau, Coy, Guillemin, Rivier, Schally и Vale, которые создали основу для открытия, синтеза и характеристики SRIF и ранних аналогов SRIF15-17. В самом деле, аналоги SRIF в 1970s и 1980s включали в себя как стабилизирующие D-аминокислоты, так и PHARMACOPHORE от SRIF, а именно β-виток с критической аминокислотой триптофаном и лизином18. Bauer и др. из Novartis (ранее Sandoz) синтезировали octreotide19, метаболически стабилизированный cyclooctapeptide, происходящий из SRIF, который сильно ингибирует секрецию ряда гормонов и котоый используется для лечения ACROMEGALY, gastroenteropancreatic опухолей, осложнений, обусловленных хирургией поджелудочной железы, и химиотерапией индуцированной диарреи20. Более того, в 1980s внесены важные вклады в понимание связывающих свойств и конформационных характеристик somatostatin6,21.
Открытие 5 субтипов рецепторов SRIF — sst1–5 — в начале 1990s вызвало серию исследований по изучению их связывающих свойств и участию во множественных сигнальных путях. Эти исселедования также привели к классификации клинически используемых аналогов SRIF, octreotide и lanreotide как предпочтительных лигандов для sst2 субтипа рецепторов, и к рационалным подходам для разработки пептидys[ и непептидных аналогов SRIF, которые селективно соединяются22,23 или более широко ('универсально') с субтипами рецепторов SRIF24-29.

SRIF receptor properties и signalling


5 субтипов рецепторов SRIF, названных sst1–5, были клонированы из тканей человека, крыс, мышей, свиней и телят11,30. Рецепторные последовательности варьируют в пределах от 356 (sst2) до 418 (sst3) аминокислот (Рис. 1, Табл. 1). Сходство последоватеьностей является значительным между разными субтипами рецепторов SRIF (39–57%) и высоким для данного субтипа при сравнении у разных видов (81–98% для гомологов у человека, крыс и мышей)31 (Рис. 2). Рецепторы SRIF имеют 7 α-спиральных трансмембранных доменов и купированы с guanine-nucleotide-связывающими белками30,31. У людей sst1–5 кодируются 5 неаллельными генами в хромосомах 14, 17, 22, 20 и 16, соотв.30, 31 (Table 1). Важным оказалось наблюдение, что гены, кодирующие sst1,3,4,5 не содержат интронов, тогда как ген, кодирующий sst2 рецептор у человека, крыс и мышей, продуцирует сплайс-варианты sst2A (369 аминокислот) и sst2B (356 амиокислот), которые отличаются саоими С-концами30,32,33. На базае структурных, филогенетических и фармакологических свойств рецепторы SRIF были подразделены на два основных каласса: SRIF1, который представлен sst2, sst3 и sst5; и SRIF2, который включает sst1 и sst434,35 (Рис. 2).

Ligи binding to SRIF receptors. Все пять субтипов рецепторов SRIF связывают свои естественные лиганды SRIF-14 и SRIF-28 с nanomolar сродством36. Cortistatin является, подобно somatostatin, универсальным агонистом с высоким сродством для sst рецепторов человека (hsst1–5) (10,37,38), и кроме того, он связывает со средним сродством growth hormone secretagogue receptor39. Более избирательный связывающий профиль обнаружен для коротких синтетических SRIF аналогов octreotide, lanreotide, vapreotide и MK-678, при этом онис соединяются с SRIF1 рецепторами с промежуточным сродством (sst3 и sst5) или высоким сродством (sst2), тогда как их связывающее сродство для SRIF2 рецепторов низкое(в μM пределах)36. Фармакологическая характеристика субтипов рецепторов SRIF была ускорена после открытия всё увеличающегося числа рецептор-селективных агонистов и анагонистов. Однако их клиническое использование м.б. ограничено из-за перекрестно-видовых различий в сродвсте, неадекватных фармакокинетических совйств и различий между физиологией человека и рекомбинантными in vitro тест-системами35,40.

Signal transduction. Передача сигналов через рецепторы SRIF сложнаx, в ней участвует связывание somatostatins, SRIF аналогов или cortistatins с разными субтипами рецепторов SRIF в контексте auto-, para- или endocrine стимуляции30 (Рис. 3). Связывание ээтих лигандов рейепторами SRIF индуцирует активацию G-белка и передачу сигналов через разные пути. И как следствие модулируется активность несколько ключевых энзимов, включая adenylyl cyclase, phosphotyrosine phosphatases (PTPases) и mitogen-activated protein kinase (MAPK), вместе с изменениями внутриклеточных уровней ионов кальция и калия. Соотв. кальциевые и калиевые каналы, в дополнение к sodium–proton antiporter, отвечают на активацию рецепторов SRIF30,35 (Рис. 3). Какой тип передачи сигланов будет превалировать в определенных клетках зависит от ткане-специфичного распределения лигандов, субтипов рецепторов SRIF и сигнальных элементов, интернализации рецепторов SRIF, десенсибилизации и/или взаимного общения рецепторов35.
Стимуляция рецепторов SRIF связана с соотв. внутриклеточными путями передачи сигналов посредством активации специфических G-белков, включая pertussis-toxin-sensitive Gαi и Gαo, также как и pertussis-toxin-insensitive Gαq, Gα14 и Gα16 беллки30,33,35. Взаимодействие определенных G-белков и субтипов рецептров SRIF зависит от факторов, таких как их ткане-специфическая экспрессиия; напр., Gαo обнаруживается в нервных клетках, но отсутсвует в B лимфоцитах, тогда как оба типа клеток экспрессируют sst2 субтип рецепторов33,35 (Рис. 3).
Все известные рецепторы SRIF человека м. ингибировать adenylyl cyclase и , следовательно, понижать уровни цАМФ31,41 (Table 1). Это чувствительно к pertussis-toxin действие затрагивает разные нижестоящие элементы, в частности protein kinase A. Последняя, в свою очередь, действует как активатор cAMP-response-element-связывающего белка, как показывают GH4 клетки, экспрессирующие sst2A рецепторы (34,42).
В большинстве клеток передача сигналов Ca2+ подавляется с помощью активациии рецепторов SRIF благодаря ингибированию кальциевых каналов и внутриклеточного высвобождения Ca2+ или благодаря активации каналов K+, которые обусловливают гиперполяризацию мембраны 30. Соответственно все субтипы рецепторов SRIF человека м.б. купированы с различными изоформами phospholipase C (PLC)43. В определенныыйх системах однако активация рецепторов SRIF увеличивет ферментативную активность PLCβ2 и PLCβ3, напр., и , следовательно, внутриклеточный уровень inositol trisphosphate (IP3) и Ca2+ (33,44,45) (Рис. 3).

Effects on secretion, proliferation и neurotransmission. Ингибирование большого количества секреторных процессов является ключевым свойством SRIF2,3 и обеспечивается индивидуальными субтипами рецептров SRIF. Анти-секреторные эффекты на гормон роста, пролактин и calcitonin запускаются sst1; на гормон роста, adrenocorticotropin, glucagon, insulin, interferon-γ и желудочную кислоту с помощью sst2; на гормон роста, adrenocorticotropin, insulin, glucagon-like peptide-1 и amylase с помощью sst5 (35,46–52) (Table 1). Barkan et al.53 недавно нашли, что octreotide индуцирование ингибирование секреции ghrelin у здоровых людей указывает на то, что sst2, по-видимому, обкспечивают этот эффект. С др. стороны, активность ghrelin по высвобождению гормона роста не нуждается в супрессии эндогенной продукции SRIF54.

SRIF-индуцированное ингибирование гормональной секреции очень эффективно и происходит в течение от секунд до минут, как показано на секреции гормона роста изолированными клетками гипофиза и на Ca2+-индуцированом экзоцитозе глюкагона панкреатическими α-клетками28,46. Как поазано для высвобождения гормона роста гипофизарными соматотрофными клетками секреция, но не синтез гормона роста ингибируется с помощью SRIF13. In vivo секреция гормона роста происходит в форме пульсовых выбросов, обнаруживающими типичный суточный ритм13. Предполагается, что GHRH и ghrelin, но не SRIF (которые, как известно, уменьшают концентрацию гормона роста), контролируют частоту польсов и суточный ритм высвобождения гормона роста55.
Помимо ингибирования гормональной секреции SRIF супрессируют секрецию жулудочной кислоты и продукцию желчи2,3. Ингибирования секреции желчи протоками с помощью воздействия SRIF на мышей, как было показано, асссоциирует с увеличением абсорбции протоками жидкости, обеспечиваемым влиянием sst2 на cholangiocytes56.
Антисекреторные сигнальные соббытия, инициируемые с помощью SRIF, включают ингибирование adenylyl cyclase и calcium каналов, таких как L-type каналы30, 46-49 (Рис. 3). Более того, активированная serine/threonine протеиновая фосфатаза calcineurin, как предполагают, обеспечивает действие SRIF на секреторные процессы как на те что зависят46 и не зависят57 от цАМФ и Ca2+. При определенных условиях SRIF усиливает секрецию и [Ca2+]i — напр., в секретирующих инсулин HIT-T15β клетках45.
В чувствительнфх нормальных или трансформированных клетках, растущих в клеточной культуре или в виде опухолей у экспериментальных животных, активация рецепторов SRIF м. непосрественно приводить к аресту клеточного роста и/или апоптозу12,58-62 (Рис. 3). Ингибирование роста с помощью SRIF обычно неполное даже после длительного воздействия на высоко чувствительные клетки, такие как избыточно экспрессирующие sst2 опухолевые клетки линии AR42J12,63. SRIF-индуцированное подавление пролиферации клеток и секреции гормона роста являются, по-видимому, двумя отдельными событиями, как показывает изучение somatotroph аденом гипофиза63 и acromegalic пациентов20,64. Многочисленные исследования пролиферации in vitro с использованием в основном линий клеток, трансфицированных рецепторами SRIF, подтвердило мнение, что все подтипы рецепторов sst1–5 м. оказывать эффекты на клеточный рост32,65-67, тогда как апоптоз индуцируется посредством sst3 и возможно sst2 (60–62,68–71). Передача антипролиферативных сигналов, запускаемая путём активации рецепторов SRIF, изменяет паттерны клеточного фосфорилирования. После первоначальной характеристики SRIF-модулируемой phosphotyrosine phosphatase (PTPase)72, многочисленные исследования продемонстрировали, что изменения в активности и внутриклеточной локализации PTPases, таких как SHP-1, SHP-2 и r-PTPη, обеспечиваются антипролиферативным действием sst1,2,3 и sst5 (42,65,67,73,74) (Рис. 3). Рhosphotyrosine phosphatase SHP-1 формирует комплекс с JAK-2, который распадается под действием SRIF аналога RC160 (75). Как было показанао для sst5, антипролиферативный эффект SRIF связан со снижением и концентрации cGMP и активности extracellular signal-regulated kinase (ERK)76. Ниже ERK, SRIF индуцирует циклин-зависимый киназный ингибитор p27Kip1, ведущий к аресту клеточного цикла74 (Рис. 3). В редких случаях, SRIF стимулирует клеточный рост, напр., путём активирования ERK посредством hsst4 (32). Необходимо отметить, что пролиферация опухолевых и сосудистых клеток у модельных животных также м. супрессироваться с помощью аналогов SRIF посредством косвенных механизмов, напр., через ингибирование факторов роста, таких как insulin-like growth factor-1 (IGF-1), epidermal growth factor (EGF) и platelet-derived growth factor (PDGF)5,77. Более того антипролиферативное действие аналогов SRIF и in vitro и in vivo , как было показано, усиливается additive-to-synergistic способом при комбинированном лекарственном лечении с использованием цитотоксических противоопухолевых агентов или эндокринных modalities59,78.
Роль SRIF как нейротрансмиттера и нейромодулятора изучали электрофизиологически 35. SRIF стимулирует различные нейрональные K+ каналы, которые включают, напр., inwardly rectifying K+ channel (GIRK), a K+ M CURRENT и voltage-insensitive outward K+ канал35,79. Более того, SRIF снижает нейрональные Ca2+ потенциалы действия и Ca2+ токи путём ингибирования N и P/Q типа кальциевых каналов. Роль индивидуальных субтипов рецепторов SRIF в регуляции ионных каналов в основном неизвестна. Sst5 м. регулировать inwardly rectifying K+ каналы79.

SRIF receptor expression. Разумность терапевтического использования аналогов SRIF в основном базируется на экспрессии рецепторов SRIF в соотв. нормальных и опухолевых тканях5,80,81. Ткани на периферии, которые обычно экспрессируют SRIF рецепторы, включают желудочно-кишечные и панкреатические ткани. Соответственно, аналоги SRIF используются или были тестированы в отношении лечения определенных форм диарреи и осложнений, обусловленных хирургическими вмшательствами на поджелудочной железе. Высокая концентрация рецепторов SRIF выявляется также в головном мозге и они становятся мишенями для разработки центрально действующих агентов (Рис. 4). Большинство опухолевых тканей экспрессирует преимущественно sst2 рецепторы, менее часто sst1,3,5, а sst4 рецепторы обнаруживаются редко в опухолевой ткани82. Однако доступные данные по экспрессии рецепторов в различных опухолях выявляют существенные несоответствия возможно из-за малого количества исследованных опухолей, а также из-за разных методов детекции, таких как ауторадиография рецепторов, мембран-связывающие методы, иммуногистохимия с использованием различных антител и reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR)5,83,84. Противоречивые данные об количествах индивидуальных подтипов рецепторов иных, чем sst2, ещё не позволяют судить об терапевтическом потенциале аналогов рецепторов как субтип-специфическом или универсальном по онкологическим или некоторым эндокринным показаниям.

Internalization, desensitization и oligomerization of SRIF receptors. Интернализация рецепторов является обычной среди GPCRs. Соответственно, SRIF рецепторы м. подвергаться лиганд-индуцированной интернализации в зависимости от времени экспозиции, концентрации лиганда и гетерологической регуляции посредством др. сигналных систем5,81. SRIF субтипы рецепторов sst2–5 интернализуютсяболее эффективно, чем sst1 (81,85). Интернализация SRIF рецепторов, особенно sst2, эксплуатируется терапевтически для индукции убийства опухолевых клеток с помощью рецептор-нацеленной радиотерапии или химиотерапии. Эта стратегия использует интернализацию, напр., Auger-electron-emitting 111In-pentetreotide86,87 или аналоги SRIF купируют с цитотоксическими противоопухолевыми агентами88. Так, установлено, что у мышей AR42J, несущих опухоли и имеющих тяжелый комбинировнный иммунодефицит, опухолевые sst2 рецепторы подавляются после инъекционной терапии octreotide, тогда как sst2 усиливаются, если octreotide применяется в виде постоянных вливаний низких доз89.
Однако интернализация рецепторов SRIF м.б. не связанной с десенсибилизацией нейроэндокринных опухолей, наблюдаемой при терапии опухолей аналогами SRIF81. Потеря чувствительности, напр., glucagonomas, insulinomas или carcinoid опухолей после нескольких месяцев или лет успешной терапии аналогами SRIF является главной загадкой медицинского здравоохранения90. Однако имеются многочисленные примеры отсутствия потери чувствительности к рецепторам SRIF, напр., у пациентов с акромегалией, леченых octreotide в течение более 10 лет20.
Различные семейства GPCRs м., по-видимому, форимровать олигомеры, когда активируются с помощью присоединения лигнада91. SRIF рецепторы облают также SRIF-идуцированной гомо- и гетеродимеризацией, меняющей их функционалные и связывающие свойства5,92,93.Напр., гетеродимеризация sst2A и sst3 даёт белковый комплекс, который сохраняет связывающие свойства sst2, но теряет сродство к sst3-избирательным лигандам и sst3-специфическим функциям94. Напротив sst2A рецептор и родственный μ-opioid рецептор гетеродимеризуются в эмбриональных почечных 293 клетках человека без серьёзных изменений лиганд-связывающих и coupling свойств; однако гетеродимеры обнаруживают перекресное фосфорилирование и перекрестную десенсибилизацию в отношении связывания sst2- или μ-селиктивных лигандов, указывая тем самым, что формирование гетеродимера м. вносить вклад в регуляцию SRIF рецепторов95. Это м.б. физиологически важным, т.к. регионалное перекрывание экспрессии sst2A рецепторов и μ-opioid рецепторов выявлено в области оловного мозга, известной как PERIAQUEDUCTAL GREY MATTER, это подчеркивает потенциальный эффект соматостатина на чувствительные к опиоидам нейроны, обеспечиваемый посредством sst2A рецепторов96. М.ли осущаствляться это синергичное действие соматостатина и опиоидов на одни и те же нейроны, предстоит определить. После связывания SRIF, человеческие sst5 образуют гомодимеры, а также гетродимеры с человеческими sst1 (93). Более того, Rocheville et al.92 нашли, что человеческие sst5 и D2 рецепторы гетеродимеризуются, это согласуется с мнением о их ко-локализации в cerebral cortex, striatum и limbic системе. Гетеро-олигомеры обнаруживают реципрокную индукцию связывания с высокимм сродством SRIF и dopamine, это транслируется на G-protein coupling и регуляцию adenylyl cyclase. Роль гетеродимеризации только начинает раскрываться и возможно, что она прольет свет на олигомеризацию SRIF рецептров для разработки лекарств91. Необхдимо отметить, что результаты по олигомеризации SRIF рецепторов в основном получены при использовании трансфицированных клеток, экспрессирующих высокие количества определенных субтипов SRIF рецепторов5.

Somatostatin analogues


Биологически активные аналоги SRIF м.б. сгруппированы в след. классы: SRIF пептидные агонисты и антагонисты, непептидные агонисты и антогонисты, а также конъюгаты радиолиганды/SRIF. SRIF пептидные агонисты, которые включают SRIF-14 (compound 1) и SRIF-28 (compound 2) (Рис. 5), м.б. далее подразделены на промежуточные SRIF/octapeptide аналоги, octapeptides, cyclohexapeptides и β-peptides.

Доступность клонированных подтипов рецепторов SRIF11 позволила детально охарактеризовать связывающие свойства SRIF и аналогов SRIF41в дополнение к изучению их эффектов на биологические процессы, такие как высвобождение гормонов (Online Table 1). Уникальны фармакологические эффекты SRIF-14 объясняются его универсальным связыванием с высоким сродством со всеми субтипами somatostatin рецепторов (29,41). Для преодоления терапевтических ограничений SRIF-14 — а именно, его очень короткого периода полу-жизни в плазме в <3 мин14 — первоначально использовали две стратегии. Первая стратегия фокусировалась на коротких цепочках метаболически стабильных аналогов, обычно обнаруживающих избирательность в отношении одного из подтипов(или немногих) sst рецепторов, но с заманчивой возможномтью комбинирования свойств уменьшенных в размере, стабильных аналогов со структурными модификациями обязательно приводящими к (почти) универсальному связыванию SRIF рецепторов. Вторая стратегия базировалась на больших SRIF аналогах, которые связывали большинство sst рецепторов, но которые нуждались в метаболической стабилизации посредством послеюдующих зимических модификаций, связанных с включенем D-аминоксилот или N-метилировнаных аминокислот.

Somatostatin peptide agonists. Короткая цепочка циклического octapeptide SMS 201-995 (compound 3; Рис. 6) (octreotide; Sandostatin) включивашая D-Trp8, котоый стабилизирует pharmacophoric β-turn вместе с D-Phe1, и связывает мостиком единицу Cys2–Cys7, что и создает повышенную метаболическую стабильность19. SMS 201-995 был введен в клиническую практику в 1987 для лечения гормон-секретирующих аденом гипофиза и gastroenteropancreatic (GEP) опухолей20. SMS 201-995 (compound 3) является типичным octapeptide аналогом, который обладет связыванием с высоким сродством с sst2, а также связыванием с промежуточным сродством с sst3 и sst5. Lanreotide (compound 4), который структурно близок octreotide, обладает очень сходным профилем связывания sst-рецепторов и и также исполььзуется в клинике97,98.
Дальнейшее уменьшение в размере метаболически стабильного аналога somatostatin было достигнуто с такими соединениями как MK678, которые базируются на cyclohexapeptide матрице. MK-678 (compound 5) обнаруживает даже более избирательный профиль, чем SMS 201-995 (compound 3), с наивысшим сродством связывания sst2 и редуцированым сродством к for sst3 и sst5 (99). Это предпочтительное связывание с sst2 до недавного времени было типичнм для аналогов somatostatin, базирующихся на cyclohexapeptide матрице. Однако ситуация изменилась с разработкой нового cyclohexapeptide SOM230 (compound 6)24. Он включает новую функционалную боковую цепочку, такую как tyrosylbenzyl, чтобы мимикрировать два важных остатка Phe и hydroxyproline с базовым расширением, чтобы мимикрировать Lys4 от SRIF-14. SOM230 впервые продемонстрировал, что почти универсальное связывание с высоким сродстом sst1, sst2, sst3 и sst5 м.б. обеспечено редуцированного размера стабилизировнаному аналогу. SOM230 является очень мощным ингибитором оси growth hormone/IGF-1 у крыс, собак, обезьян, а также у здоровых людей и пациентов с акромегалией24,25,27,28,64,100.
Вторая стратегия сосредоточена на больших метаболически стабилизировнных аналогах SRIF, которые включают пептиды агонистов, такие как L-362,855 (compound 7), которое содержит amino-heptanoic acid bridging единицу в дополнение к Phe1 и Phe6, и которое соединяется с высоким сродством с sst2, sst3 и sst5. Терминально связанный Cys1–Cys8-мостиком аналог BIM 23268 (compound 8) и конформационо изменчивая открытая цепь BIM 23052 (compound 9) обладют также высоким сродством ко множественным sst рецепторам (Online Table 1)101,102. Стабильность этих аналогов остается однако промежуточной между SRIF-14 (compound 1) и octreotide (compound 3). В новом подходе к генерации универсальных аналогов использован непептидный scaffold в качестве основы для агониста KE108 (compound 11), который соединяется с nanomolar сродством с sst1–5 и ингибирует продукцию цАМФ103. Структурные детерминанты для универсального профиля KE108 пока неизвестны103.
Вазно, что подходы для разработки селективных аналогов также базируются на промежуточных SRIF-14/octapeptide матрицах — напр., undecapeptide CH-275 (compound 10) включает 4-(N-isopropyl)-aminomethylphenylalanine в β-виток и обнаруживает связывание с высоким сродством с sst1 и со средним сродством с sst3 (Online Table 1)104, интересно отметить, что sst1 ближе к sst4, чем к sst3. Рауиональность этого подхода в том, что внесение конформационных ограничений, индуцируемое с помощью инкорпорировния N-метилированных аминокислот, д. ограничивать множественные биоактивные конформации SRIF-14, создавая тем самым селективные базирующиеся на SRIF-14 матрице аналоги с высоким сродством к sst1 (105).
Это демонстрирует, что что аналоги SRIF промежуточного размера открывают возможности для разработки и универсальных аналогов и избирательных аналогов, которые соединяются с одним или немногими sst рецепторами. Более того, химия кольца, размер и позиция связанных мостиками (bridging) единиц оказывают строгие влияния на связывание sst-рецепторов, как показал анализ нового базирующегося на кольце аналога somatostatin PTR3173 (compound 12), который избирательно ингоибирует гормон роста, но не insulin или glucagon, и который был тетирован клинически 106,107 (Online Table 1).
Adamantane cyclopeptides, такой как SDZ 222-100 (compound 13), представляет собой новый тип ультра-короткого аналога SRIF-14, который содержит pharmacophore D-Trp/L-Lys в комбинации с adamantane в качестве ригидной bridging единицы. Соединение 13 соединяется избирательнос с sst2 (KD = 63 nM) и ингибирует секрецию гормона роста и in vitro и у крыс (R. Giger, C. Bruns, G. Weckbecker, unpublished results). Др. новая обещающая серия соединений - это β-peptides, которые также имеют ограниченное количество стержневых амидных связей и которые м. служить сильными поддержаками (scaffolds) для селективных аналогов somatostatin (compound 14)108. Этот новый подход, который сходен с adamantane-based стратегией, следует рассматривать как промежуточный между пептидными и непептидными аналогами, при котором достигается резистентность против протеолиза и используется элегантный асимметрический химический маршрут к β-аминокислотам. Однако потенции β-пептидов108,109 не превышают 83 nM для sst4. Расширение ээтоого подхода недавно продемонстрировало, что открытая цепь γ-пептидов содержит только три амидных связи, обеспечивающих среднее сродство с sst1 и sst5 (110).

Somatostatin peptide antagonists. Полная универсальность octapeptide матрицы была продемонстрирована с открытием пептидных sst2-блокирующих аналогов, таких как циклический octapeptide CYN-154806 (compound 16; Рис. 7)111,112. CYN-154806, первый SRIF пептидный антагонист, связывающий hsst2 с nanomolar сродством (pKD = 8.2–8.9), и обладающий также промежуточным сродством к sst5 рецепторам. Установлено, что L- и D-Tyr8-CYN-154806 демонстрируют агонизм в cAMP-accumulation assay (pEC50 = 7.7), но действуют, по-видимому, как молчащие антогонисты на [35S]GTP-γS связывание. Циклический disulphide octapeptide антагонист PRL-2970 (compound 20) является др. мощным sst2-preferring антагонистом, который структурно сходен с CYN-154806 (compound 16), но который сожедржит, напр., p-chloro-phenylalanine вместо p-nitro-phenylalanine113. Оctapeptide антагонист sst3-ODN-8 (compound 15), в котором ограничивающий конформацию N-methyl-amino-2-napthoyl aminoglycine замещен на tryptophan в β-витке, связывается селективно и с высоким сродством с sst3 и продиводействует SRIF-индуцированному подавлению накопления цАМФ114. Sst3-ODN-8 делает возможными функционалные исследования sst3 и и демонстрирует пригодность стратегии, базирующейся на ограничении свободы конформций. Предполагается, что показаными будут для лечения антогонистами со сродством к sst2 состояния с нарушениями секреции гормона роста, хотя клинических испытаний ещё не проводилось.
BIM 23056 (compound 17) и BIM 23627 (compound 18) являются интригующими аналогами octapeptide с открытой цепью, которые обнаруживают предпочтение к разным субтипам sst рецепторов102. В частности, BIM 23056 (compound 17) соединяется скорее избирательно и с высоким сродством с sst5, тогда как BIM 23627 (compound 18) обнаруживает наивысшее сродство (6.4 nM) с sst2 и среднее сродство с sst3 и sst5. Замечательные структурные свойства этих аналогов базируются на структуре открытой цепочки, включая ароматическую β-napthyl половинку в дополнение к pyridyl аминокислоте, инкорпорированной в BIM 23627; однако стабильность аналогов с открытой цепью обычно промежуточная между SRIF и octreotide.
SB-710411 (compound 19)113 является новым сешанным octapeptide антагонистом со сродством к somatostatin и urotensin II рецепторам, которые содержат L-chloro-Phe1,6 и pyridyl-Ala2 внутри octapeptide матрицы. SB-710411 изучался в отношениии способности лечения сердечно-сосудистых болезней, он проиллюстрировал терапевтический потенциал универсальной octapeptide матрицы.Интересно, что сжатие этой матрицы до heptapeptide, такого как TT-232 (compound 21)115, дает somatostatin антогонистаt, противовоспалительный и обезболивающий эффекты которого воозможно обусловлены посредством sst4 (Online Table 1)116. Lan-7 недавно синтезированный lanthionine аналог TT-232 (117).

Somatostatin non-peptide agonists. Селективные и неселективные непептидные агонисты соматостатина являются многообщающими благодаря своим новым фармакологическим, фармакокинетическим ифизикохимическим свойствам23,118. Непептидные агонисты, такие как L-054,264 (compound 26) и L-054,522 (compound 27) (Рис. 8), которые соединяются с высокой избирательностью и сродством с sst2, были синтезированы методами, базирующимися на уникальной spiroindene-containing lead структуре, которая была открыта с помощью трехмерного скринига corporate базы данных118. L-054,522 соединяется с hsst2 с очевидной константой диссоциации 0.01 nM и, по прайней мере, с 200-кратной избирательностью в отношении 4-х др. субтипов рецепторов соматостатина. Этот агонист обладает мощным ингибирующим эффектом на высвобождение гормона роста и in vitro с использованием первичных клеток гипофиза крыс и in vivo вливаниях 50 μg на кг в час у крыс. Mix-и-split combinatorial library synthesis followed by iterative deconvolution позволила идентифицировать полный набор непептидных агонистов с выраженной избиратеьностью и сродством к каждому субтипу рецепторов sst22,119. Для примера L-779,976 (compound 28) является высоко избирательным к sst2 ингибитором высвобождения гормона роста и глюкагона в тест-системе грызунов; L-803,087 (compound 29), высоко избирательное к sst4 соединение (0.7 nM); и L-817,818 (compound 30), которое избирательно к sst5 и которое ингибирует секрецию инсулина в островках у мышей22, 119. Важным фармакокинетическим улучшением sst2-избирательности непептидных агонистов было достижение с помощью urea backbone cyclization нециклическких предшественников мочевины. Этот путь дает в результате непептидный SRIF агонист (compound 25), который обнаруживает связывание с высоким сродством с sst2 (Ki = 8.5 nM), а также 64% эффект при оральном применении у крыс120.
Дальнейший прогресс был достигнут в области sst4-селективных лигандов. Работы по моносахаридам в качестве остовов привели к созданию SRIF аналогов с новым непептидным остовом (backbone)121. Частичный pyranose-derived агонист (compound 22) обнаруживает промежуточное сродство к sst4 (121,122). Наиболее мощное соединение в базирующейся на глюкозе серии peptidomimetics соединяется с nanomolar сродством с sst4 (Ki = 53 nM)123. Эта работа прояснила также электростатическое взаимодействие substituents of SRIF peptidomimetics с ароматическим связывающим карманом с sst4 for Trp8 of SRIF. Избирательный hsst4 агонист NNC 26-9100 (compound 24), который содержит thio-urea остов с добавлением imidazole, benzyl и pyridyl pharmacophore единиц, обнаруживает Ki в 6 nM в отношении hsst4 и сильно ингибирует генерацию цАМФ в sst4-трансфицированных клетках124. Аналог SRIF (compound 23), конформационно ограниченный 9-членным циклическим thioether, также соединяется с hsst4 (SRIF1 рецептором, Рис. 2), с IC50 занчением в 41 nM, и со сходным сродством к hsst5 (SRIF2 рецептору), это неожиданно из-за различных связывающих свойств, обнаруженных у SRIF1 и SRIF2 рецепторов34,125. Такие компаунды м.б. важным факрмакологическим инструментом для выяснения роли hsst4 в глазах и лёгких.

Somatostatin non-peptide antagonists. Избирательные непептидные антогонисты SRIF рецепторов м. предоставить дополнительную информацию о роли каждого субтипа рецепторов. Важно, как это продемонстрировал новый рецепторный антагонист SRA-880 (compound 32) (Рис. 9)126, что такие соединения м. комбинировать преимущества действия орального приёма, напр., при нейрологических нарушениях. SRA-880 базируется на octahydrobenzo[g]quinoline остове. Он является избирательным антагонистом с высоким сродством к sst1 рецепторам (Online Table 1) и он активен в поведенческих тестах беспокойства, депресссии и биполярных нарушений. При оральных дозах 0.01–30 мг на кг, SRA-880 снижает агрессивное поведение у мышей без оказания седативных эффектов или нарушения моторной функии. Первый sst3-избирательный непептидный антагонист BN-81674 (compound 31)127 оказался наиболее ст\ильным соединением из серии tetrahydro-β-carboline производных (Ki = 0.92 nM для hsst3 рецепторов, с >10,000-ратной избирательностью по сравнению с др. субтипами). Это соединение действует как конкурентноспособный антагонист, блокирующий SRIF-14-обусловленное ингибирование накопления цАМФ в hsst3-экспрессирующих CHO-K1 клетках (IC50 = 0.84 nM). Sst3 антагонисты, как полагают, будут сильными анти-апоптическими агентами.

Radiolabelled SRIF analogues. В последенее время предпринято множество преклинических и клинических исследований с радиомеченными SRIF аналогами, чтобы выяснить их потенциал в отношенииидиагностики и лечения sst-receptor-позитивных опухолей12,128-131 (Рис. 10 и 11). Помимо прямой iodination 123I, SRIF-based радиолиганды обычно синтезируются путём конъюгации targeting половинки — SRIF аналога — с chelating агентом, который крепко присоединяет выбранный радиоизотоп. Направляющая половинка предопределяет избирательность к sst рецепторам, тогда как радиоизотоп предопределяет выбор chelator и пригодность радиопептида для диагностики и/или терапиии (Рис. 11). Финальный радиомеченный продукт обнаруживает высокое сродство связывания с SRIF рецепторами и крепкое chelation радиоизотопа для минимизации побочных эффектов.
Первым клинически успешным SRIF-based радиодиагностиком оказался pentetreotide (compound 33) (Рис. 10)128. Он был получен путём конъюгации chelator DTPA непосредственно с octreotide после радиомечения γ-emitter 111In. Радиопептид [111In-DTPA-D-Phe1]octreotide (OctreoScan; Novartis) обладает высоким сродством и избирательностью к hsst2, наиболее многочисленному субтипу sst в опухолях людей, экспрессирующих рецепторы SRIF132. Для терапевтического испоьзования DTPA был заменён на DOTA, который chelates 111In также как и β-emitting nuclide 90Y, который м. убивать опухолевые клетки в пределах несколькимх миллиметров. Получившееся соединение, ([90Y-DOTA-D-Phe1,Tyr3]octreotide (compound 34), извесстно также как SMT487 или OctreoTher), обладает высоким сродством к sst2 (129) и находится на Phase II клинических испытаний для лечения sst2-позитивных опухолей131,133.

Indications for SRIF analogues


Демонстрация широкого антисекреторного действия естественных SRIF в 1970s вызвала ряд клинических исследований по характеристике потенциальной терапевтической роли естественных SRIF, в основном при acromegaly, диабете и желудочнокишечных нарушениях. Показав, что SRIF м. снижать повышенные концентрации гормона роста у пациентов с акромегалией, на повестку встал вопрос об клиническом использовании аналогов SRIF по этим же показаниям2,3. У пациентов с type I диабетом постоянные инфузии SRIF (или первых производных таких как L363,586 (134)) вызывали снижение глюкозы в крови135-137. Однако ни SRIF , ни любой из аналогов SRIF, которые были доступны, не оказались удовлетворительными в качестве антидиабетических агентов138. Сходным образом, несмотря на демонстрацию многочисленных эффектов SRIF на желудочнокишечную подвижность, секрецию и абсорбцию,2, 3, их клиническое использование для лечения желудочнокишечных нарушений было ограниченным. В свете предыдущих исследований, показавших благоприятные эффекты естественных SRIF при язве желудка gastric ulce и гастритах139, гемморагических панкреатитах140 и тканевых повреждениях, вызываемых токсическими агентами141, новые аналоги SRIF с более SRIF-подобным широким sst-receptor-связывающим профилем необходимо было изучить вновь.
Только три SRIF receptor лиганда были одобрены для клинического использования: SRIF-14 (Stilamin; Serono), octreotide (SMS 201-995/Sиostatin; Novartis) и lanreotide (BIM 23014/Somatuline; Ipsen)1,19,97. Метаболически нестабильный SRIF-14 использовался по некоторым острым показаниям, таким как oesophageal variceal кровотечения142, тогда как аналоги SRIF, octreotide и lanreotide, в основном использовались при хронических нарушениях. Они имели метаболически стабилизированную структуру и были пригодны для длительно действующего высвобождения98,143. Оба аналога были разрешены для лечения аденом гипофиза и gastroenteropancreatic (GEP) опухолей20,144-147.

Pituitary adenomas и GEP tumours. Somatotroph pituitary adenomas и некоторые редкие эктопические опухоли с повышенной секрецией гормона роста и тем самым вызывающие акромегалию; GEP опухоли, напр., высвобождали избыточные количества gastrin, secretin, glucagon или insulin, что приводило к тяжелым эндокринным нарушениям147. Выдающаяся роль аналогов SRIF в лечении акромегалии и GEP опухолей рассмотрена подробно20,90,147-150. Лечение аналогами SRIF быстро и надёёжно снижает гиперсекрецию опухолями и тем самым заметно улучшает связанные с этим симптомы20. Высокое сродство SRIF рецепторов, в особенности к sst2 и sst5 при аденомах гипофиза и sst2 при GEP опухолях, как было установлено, обеспечивает антисекреторное действие20,84,102144.
У значительной части пациентов с GEP опухолями и аденомами гипофиза, лечение аналогами SRIF в качестве перво- или втрой-очереди терапии вызывает также снижение опухолевого роста или стабилизирует опухоль84,90,151,152. Однако регрессии опухолей редки, обнаружены у <20% леченый пациентов5,90. Чувствительность к лечению аналогами SRIF м. сохраняться по крайней мере декаду, как это имеет место в случае акромегалии, тогда как при GEP опухолях резистентность наступает после нескольких месяцев лечения.
Начался поиск новых аналогов SRIF analogues with aс более универсальными профилями связывания more - напр., SOM230 (24–29), KE108 (103) и PTR3173 (106) — для дальнейшего усиления терапевтических эффектов аналогов SRIF.
Некоторые из этих аналогов м.б. в принципе использованы и помимо классических показаний. Напр., нет эффективной терапии для CUSHING'S DISEASE, нацеленной на снижение высвобождения гипофизомy adrenocorticotropin hormone (ACTH)153. Недавно в исследованиях in vitro было установлено, что универсальные SRIF лиганды м. супрессировать эффективно высвобождение ACTH. Hofland et al.154 показали, что в культивируемых клетках corticotroph adenoma универсальный агонист SRIF рецепторов, SOM230, существенно ингибирует высвобождение ACTH, тогда как octreotide не оказывает эффекта. Соотв., анализ мРНК от 5 corticotroph аденом показал, что sst5, рецепторы с наивысшим сродством к SOM230, преимущественно экспрессируемый субтип SRIF рецепторов. Помимо sst5, sst2 также м. участвовать в ингибировании ACTH50.

Role of SRIF analogues in the treatment of solid tumours. Многие экспериментальные исследования на животных, имеющих опухоли подчеркивают важную роль аналогов SRIF, таких как octreotide, lanreotide и RC-160 в клинической онкологии12,155. Имеются доказательства из преклинических исследований, что аналоги SRIF м. или непосредственно ингибировать рост опухолевых клеток путем активации SRIF рецепторов опухолей, в частности sst2, или косвенно, подавляя факторы, способствующие росту опухолей77. Др. вклад м. вноситься SRIF-analogue-индуцированным ингибированием ангиогенеза опухолей путем активации sst2 и возможно sst5 (156,157).
Эффекты аналогов SRIF, даже даваемых в высоких дозах в несколько мг в день, на злокачественные опухоли щитовидной железы, молочных желез, простаты, ЖКТ, толстой кишки, поджелудочной железы и мелко-клеточного рака легких оказались разочаровывающими90,158. Могут ли аналоги SRIF оказывать противоопухолевые эффекты на гепатоклеточные карциномы, все ещё под вопросом. В одном исследовании средняя выживаемости при использовании octreotide увеличивалась до 12 месяцев по сравненнию с нелеченными контрольными пациентами159. В недавнем исследовании прогрессировавших hepatocellular карцином, однако наблюдалось время выживания в 1.9 месяцев как при использовании octreotide , так и плацебо160. С др. стороны, уменьшение размеров опухоли наблюдалось у 10–20% acromegaly и carcinoid пациентов, леченных аналогами 90,151.
На базе множественных эффектов аналогов SRIF на пролифераци., апоптоз, ангиогенез, ось growth hormone/IGF-1 и др. факторы роста, м. предполагать, что аналоги SRIF, которые нацелены на множественные субтипы SRIF рецепторов, м. воспроизводить эффекты естественного SRIF-14, и м. скорее всего обнаруживать существенную противоопухолевую активность161. Кроме того, тщательно подобранные комбинациианалогов SRIF и цитотоксических агентов м. вызывать более сильное ингибирование роста66,162. Др. противоопухолевая стратегия м. базироваться на наблюдении, что избыточная экспрессия sst2 рецепторов в клетках опухолей, сенсибилизирует панкреатические BxPC-3 клетки человека к апоптозу, индуцируемому tumour-necrosis factor (TNF-α)163.

Diagnostic и therapeutic potential of radiolabelled SRIF analogues. Новая концепция неинвазивной диагностики и терапии опухолей базируется на использовании радиомеченных аналогов SRIF, которые нацелены на SRIF-receptor-позитивные опухоли128,129,164 (Рис. 11). Многие опухоли человека экспрессируют SRIF рецепторы, в особенности sst2, на высоком уровне5,80,81,84,90,144. Сюда входят нейроэндокринные опухоли144, мелкоклеточный рак лёгкого166, рак груди167 и злокачественная лимфома165.Для диагностических целей был разработан [111In-DTPA-D-Phe1]octreotide (OctreoScan) и сначала использовался для локализации и определения опухолей, а также для идентификации места воспаления (как было продемонстрировано для GRAVES' DISEASE)86,128,168,169. Более того, радиомеченный аналог octreotide, такой как [90Y-DOTA-D-Phe1,Tyr3]octreotide (SMT487, OctreoTher), был разработан для радиотерапии опухолей129,164. После демонстрации полного исчезновения рака у модельных крыс129 (Рис. 11), OctreoTher и др. радиомеченные аналоги SRIF были оценены в тестах на пациентах с продвинутыми опухолями, экспрессирующими SRIF рецепторы131,133,169-172. Недавно была проведена клиническая проверка радиотерапии, нацеленной на SRIF-receptor и было показано, что применение cumulative treatment доз свыше 232 mCi 90Y-DOTA-lanreotide вызывал стабилизацию опухолей у 41% и регрессию опухолей у 14% пациентов с прогрессирующими опухолями171. Эти обнадёживающие результаты вымостили путь для синтеза и тестирования некоторых новых аналогов SRIF, меченных разными radiometals, такими как 99mTc, 64Cu or 68Ga чтобы улучшить свойства распределения, обнаружения опухолей и их терапевтического показателя5,130,170,171,173.

Eye diseases: Graves' ophthalmopathy и diabetic retinopathy. SRIF аналоги были оценены и в отношении своих благоприятных эффектов на глазные болезни, которые обусловливаются избыточной клеточной пролиферацией и про-восплаительными заболеваниями. Аутоиммунные thyreoiditis м. приводить к Graves' ophthalmopathy, которая характеризуется лимфоцитарной инфильтрацией retro-orbital тканей, которые выявляются с помощью SRIF receptor scintigraphy174,175. В первых клинических испытаниях, SRIF аналоги очевидно улучшали ophthalmopathy после трехмесячного лечения174,176. Возможные механизмы действия включают octreotide-индуцированную супрессию высвобождения ростовых факторов и про-воспалительных цитокинов, таких как IGF-1, interleukin-1 (IL-1) и interferon-γ (IFN-γ)176. Важно, что орбитальная экспрессиия sst рецепторов коррелирует с позитивной реакцией на лечение175,177. Недавнее исследование пациентов с Graves', используя активированные лимфоциты из retro-orbital крови, выявили повышенные уровни мРНК sst1,2 и sst4 по сравнению с sst3 и sst5. Это м. указывать на то, что все 5 субтипов рецептров SRIF являются потенциальныим мишенями для лечения болезни Graves' универсальными аналогами SRIF178.
Патологическая пролиферация кровеносных сосудов сетчатки является основной причиной слепоты у пациентов с retinopathies или macular degeneration179,180. Предыдущие сообщения указывали на рост кровеносных сосудов в сетчатке в результате действия growth hormone/IGF-1 оси181,182. В частности, повышенные intravitreal концентрации IGF-1 м. вносить вклад в diabetic retinopathy183. С др. стороны, все субтипы SRIF рецепторов экспрессируются в сетчатке184. Итак, помимо своих ингибирующих эффектов на growth hormone/IGF-1 ось и высвобождение ростовыъх факторов, SRIF аналоги м. осуществлять и прямое про-апоптическое и антипролиферативное действие на эндотелиальные клетки сетчатки185. Эта концепция была проверена клинически. Напр., у пациентов с diabetic retinopathy, octreotide существенно снижал показатели vitreous кровоизлияний186.

Diabetic nephropathy. Growth hormone и IGF-1, как полагают, участвуют в почечной гипертрофии и гиперфильтрации, обусловленной diabetes mellitus, так что аналоги SRIF м. обладать потенциалом лечения или предупреждения diabetic nephropathy путём ингибирования growth hormone и IGF-1. Др. факторы роста, включая TGF-β, vascular endothelial growth factor (VEGF) и EGF, также м. вносить вклад в этиологию diabetic kidney disease187. Используя грызунов, моделирующих diabetes, путем воспроизведения гиперсекреции гормона роста, типичной для type 1 diabetes у людей, было показано, что octreotide-индуцированное снижение гормона роста вместе со снижением в кровообращении и почках IGF-I, ассоциирует и с ингибированием роста почек и с функциональным улучшением188-191.

Central и peripheral nervous system. SRIF и SRIF рецепторы широко распространены в головном мозге и ЦНС, а также в ПНС. SRIF, в противоположность своим общим ингибирующим свойствам увеличивает высвобождение определенных трансмиттеров, таких как 5-HT и dopamine, но м. снижать высвобождение γ-aminobutyric acid (GABA) и noradrenaline35,96,192. SRIF высвобождение в свою очередь затрагивается 5-HT и GABA192.
Предполагается, что SRIF играют важную роль при различных заболеваниях ЦНС и ПНС, на это указывают аберрантные концентрации нерональных SRIF в большинстве этих болезней193,194. Соответственно, классические и новые аналоги SRIF были оценены на моделях болезней ЦНС и ПНС. Напр., потенциал использования аналогов SRIF для лечения эпилепсии подчеркивается наблюдениями, что применение octreotide или RC160 в hippocampus ингибирует судороги195. NVP-SRA880, недавно открытый sst1 антагонист (Online Table 1), оказывает блпгоприятные эффекты в отношении агерссии и социальных interactions126. Более того, показания, такие как impaired cognition и dementia м.б. пригодны для лечения аналогами SRIF, т.к. на экспериментальных животных было показано, что снижение экспрессии SRIF коррелирует с cognitive impairment196.
Некоторые типы болей м.б. показанием для применения аналогов SRIF 96,197. Фактически облегчение болей достигается у пациентов с cluster headache после внутривенных вливаний и у пациентов с пост-оперативными и раковыми болями после intrathecal или epidural инъекций somatostatin. У крыс боли в кишечнике, colorectal distension-индуцированные боли ингибируются octreotide или seglitide198. Обсуждается несколько механизмов, которые м. вносить вклад в аналгетическое действие аналогов SRIF, включая SRIF-модулируемую передачу nociceptive информации на уровне спинного мозга или выше. Продемонстрировано, что SRIF и SRIF рецепторы локализуются в анатомических структурах, имеющих отноршение к процессингу болей и что SRIF ингибируют возбуждение нейронов дорсальных рогов возможно посредством sst2A рецепторов199.
Потенциал новых аналогов SRIF для лечения определенных нарушений ЦНС зависит от комбинации предпочтительных pharmacokinetic/pharmacodynamic свойств, таких как соответствующие профили sst-receptor-связывания, оральное применение, прохождение через барьер кровь-головной мозг, сохранение в головном мозге и отсутствие побочных периферических эффектов.

Effects on vascular remodelling. Избирательные аналоги SRIF являются лекарствами-кандидатами для снижения как повреждениеми- , так и иммунно-управляемым формированием neointima, предупреждая тем самым restenosis после ангиопластики и ремоделирования пересаженных сосудов после трансплантаций органов179,200-202. Напр., лечение octreotide вызывает значительную редукцию роста neointima в каротидных артериях крыс после balloon повреждений и в сосудах мышей, трансплантированных в качестве allograft мышам реципиентам201,202. Потенциальные механизмы м.б. связаны с широким ингибированием факторов роста, таких как PDGF, IGF-1 и fibroblast growth factor (FGF)203 — при этом нарушается миграция и пролиферация smooth muscle cell (SMC) — и непосредственное sst2-управляемое ингибирование пролиферации сосудистых SMC179,180. Интересно, что повреждения сосудов вызываемые ballooning ведут к усилению активности sst2 в кровеносных сосудах крыс204,205. Однако результаты клинических испытаний, изучавших роль аналогов SRIF в restenosis после ангиопластики и при отторжении хронических трансплантатов оказались противоречивыми206,207. Следовательно, необходимо исследовать дальше, м. ли два синтетических аналога SRIF, octreotide и lanreotide, использоваться и дальше в клинических испытаниях или нужны новые multi-sst-receptor лиганды, такие как SOM230, обладающие клиническим потенциалом существенного снижения ремоделирования сосудов.

Inflammation и immune disorders. Rheumatoid arthritis, inflammatory bowel disease, psoriasis, Graves' disease, multiple sclerosis и др. иммунного происхождения воспалительные заболевания м. бы служить показанием для использования аналогов SRIF208-210. Роль growth hormone/IGF-1 оси в иммунитете и воспалении известна211.
SRIF выявлены в тимусе человека, splenocytes и macrophages210, но недавние работы показывают, что cortistatin м.б. главным SRIF рецепторным лигандом в иммуннгой системе людей10. SRIF рецепторы экспрессируются тимоцитами, также как и покоящимися лимфоцитами и экспрессируются на высоких уровнях в активированных лимфоцитах70,212,213. Рецепторы субтипа sst3 экспрессируются зрелыми Т клетками человека210, sst2A B lymphoblasts человека33 и sst2,3 и sst5 моноцитами214. Активированные SRIF рецепторы м. модулировать воспалительные и иммунные механизмы. IFN-γ, высвобождаемый T клетками215, и TNF-α и IL-1β, высвобождаемые моноцитами человека216, ингибируются SRIF. Более того, SRIF оказывают антипролиферативный и пиро-апоптический эффекты на T и B клетки человека33,70,210 и, действуя на B клетки, SRIF м. уменьшать высвобождение иммуноглобулина33,210. Однако сообщалось и о противоположных эффектах SRIF и SRIF аналогов на разные тест-системы.
Возможная терапевтическая роль аналогов SRIF изучалась на разных моделях воспаления116,208,217. Karalis et al.217 показали, что воздействие на крыс octreotide или lanreotide улучшает carrageenan-индуцированное асептическое воспалениеи снижает высвобождение про-воспалительных цитокинов, таких как TNF-α и substance P. Воспалительные реакции у стандартных кратко-временных моделей-грузунов супрессируются аналогом SRIF, TT-232, который снижает также уровни substance P, но не уровни гормона роста116. Octreotide, как было установлено, защищает слизистую у мышей, моделирующих колит, и снижает уровни leukotriene B4 и PAF208,218. В пилотных клинических испытаниях системное или внутрисуставное введение SRIF-14 снижало воспаление суставов у пациентов с ревматоидным артритом219.

Gastrointestinal disorders. SRIF аналоги были использованы для лечнеия различных желудочнокишечных нарушений150. Эти соединения чётко контролировали диаррею в результате избыточного высвобождения, напр., VIP oили 5-HT у пациентов с эндокринными опухолями ЖКТ. Аналоги SRIF оказались эффективными и в отношении химиотерапией индуцированной и AIDS-обусловленной диарреи220. Благодаря своим антисекреторынм эффектам аналоги SRIF используются для лечения постоперативных осложнений при опрециях на поджелудочной железе. Кроме того они используются для инициального лечния острых variceal кровотечений.

Conclusion


The clinically used SRIF analogues octreotide и lanreotide are approved for treating patients with GEP tumours и acromegaly. Parallel to several clinical trials exploring further indications such as solid tumours и diabetic retinopathies, impressive progress has been made in SRIF biology и chemistry. In particular, five SRIF receptor subtypes sst1–5 have been discovered, providing specific targets for SRIF analogue chemistry и creating new therapeutic opportunities. Chemical approaches can now draw on a wealth of knowledge regarding optimal backbone structures, the contribution of single amino acids in SRIF to receptor subtype affinity, the range of amino-acid mimics that confer certain conformational or stability properties, и the respective disadvantages of peptides и non-peptides. Accordingly, current SRIF analogues are either peptidic or non-peptidic compounds, including selective agonists for sst1–5, as well as compounds with universal binding profiles mimicking natural SRIF. Moreover, SRIF receptor subtype-selective antagonists are now available. Although this 'tool-kit' is not yet complete, it might help significantly in the determination of sst receptor function. In fact, the role of individual sst receptors in mediating the plethora of mainly inhibitory SRIF actions is only partially understood. Although functional redundancy has been demonstrated — for example, modulation of growth hormone и insulin release through sst2 as well as sst5, or inhibition of cell growth by activation of any sst receptor — other functions could be receptor subtype-specific и therapeutically amenable to selective SRIF receptor ligиs. In this regard, genetically modified animals such as sst-receptor и sst-receptor-ligи knockout mice have also supported certain previous findings; however, they have so far not been generated и studied in a strictly systematic way. The issue of SRIF receptor redundancy is complicated by recent findings that SRIF receptors can homo- и heterodimerize, pointing to the possibility that SRIF can trigger signalling events normally controlled by other receptor systems и vice versa. The progress in SRIF biology и medicinal chemistry, induced by the discovery of five SRIF receptor subtypes, has not yet translated into major therapeutic improvements. Compounds such as the multi-sst receptor ligи SOM230 or the radiotherapeutic SMT487 (OctreoTher) are still in early clinical trials. Non-peptide SRIF analogues, some of which show oral bioavailability, such as the sst2-selective agonists possessing a cyclized urea backbone (compound 25), are apparently still being tested at the preclinical level. Although potency is not an issue with the classical SRIF analogues, which are active in the nanomolar range, new SRIF analogues with reliable oral bioavailability и appropriate persistence in blood would certainly offer a convenient alternative to current parenteral treatment regimens. Careful clinical evaluation of new SRIF analogues is crucial, as their novel pharmacological properties have usually been characterized in preclinical models only.
It is therefore difficult, at present, to predict which properties will be most relevant for the therapeutic potential of new SRIF analogues. Considering the wide distribution of sst2 и its key role in SRIF-regulated events, analogues that bind exclusively to sst2 or to sst2 in combination with other subtypes continue to be of importance. However, this does not exclude the potential therapeutic utility of agonists that bind specifically to, for example, sst4 (expressed in lungs) or sst5 (expressed in the lymphoid system as well as pancreatic beta cells). Furthermore, antagonists at SRIF receptors might be more than just tool compounds to probe sst receptor function, as has been shown for the sst1 antagonist SRA-880 (sociotropic properties) or the sst3 antagonist BN-81674 (potential anti-apoptotic agent). So, the success of new SRIF analogues will depend not only on the full exploitation of the current broad knowledge in the field of SRIF chemistry и biology, but also on yet unknown answers to a number of open questions.