Attività antibatterica

Nel 2008 Takhi et al. [114] hanno sviluppato una serie di 3-indologliossilammidi con proprietà antibatteriche a partire da alcuni ossazolidinoni (esemplificati da linezolid e eperezolid, figura 13), un gruppo promettente di antibatterici attivo contro una grande varietà di organismi Gram-positivi, come lo Staphylococcus Aureus resistente alla meticillina (MRSA), enterococchi resistenti alla vancomicina (VRE), e Streptococcus Pneumoniae (PRSP) resistente alla penicillina [115].

E' noto che gli ossazolidinoni, inibiscono la sintesi della proteina batterica che si lega alla subunità 50S ribosomiale e prevengono la formazione del complesso funzionale 70S [116]. Nonostante non fosse prevista alcuna resistenza crociata tra questa classe e le altre famiglie di antibatterici, sono stati riportati alcuni casi di agenti patogeni linezolid- resistenti [117]. Nel corso di vari studi, per migliorare lo spettro d'azione e la potenza degli ossazolidinoni, [114], l'attenzione si è spostata verso i derivati gliossammidici che erano stati meno indagati. Ci sono degli esempi riportati in letteratura di composti, che contengono la funzione 3-tienilica e sostituenti metil gliossammidici sullo scaffold della piperazina degli analoghi dell'eperezolid [118]. Questo tipo di modifica, ha portato a composti con una maggiore attività antibatterica verso i Gram-positivi. Inoltre l'anello

indolico, può portare ad ottenere facilmente una serie di 3-indologliossammidi. La facilità di sintesi e la versatilità dei derivati indolici, così come la potenza delle gliossammidi, ha permesso di studiare l'effetto della combinazione delle indolgliossammidi A (figura 14), sull'l'attività antibatterica degli ossazolidinoni. Per fare questo, una particolare libreria in cui il gruppo idrossiacettammide dell'eperezolid è stata modificata con varie 3- indologliossammidi sostituite. Nella seconda variante, il C 5 terminale dell'acetammide, è stato modificato con vari sostituenti legati a N e O, mantenendo il 5-Bromoindole fisso sul lato sinistro.

Quindi una serie 1a-h di composti C-5 acetammidici (Figura 15), è stata saggiata per i ceppi di Gram-positivi e Gram-negativi [119].

Come riassunto nella tabella 12, la maggior parte degli analoghi mostra un'attività superiore rispetto al linezolid per MSSA, MRSA, E. faecalis e E. faecium. Il semplice

Fig. 14 Serie (A) delle Indologliossammidi

parte degli organismi. Tra i derivati indolici 5-sostituiti (1b, 1c, 1e, e 1h), il 5- Bromoindole 1h ha una potenza 1-2 volte superiore rispetto al linezolid nei confronti degli organismi fatto studio. La sostituzione della frazione dell'indolo 1a con l'azaindole 1d, influenza pochissimo l'attività antibatterica. Le attività in vitro del 2-metilindolo 1f e dell'N-metilindolo 1g, sono risultate migliori del linezolid contro i due ceppi di enterococchi. Tuttavia, nessuna di queste molecole ha mostrato attività antibatterica verso i Gram-negativi CAP (polmonite acquisita come la H. Influenzae). Le relazioni struttura-attività (SAR), indicano che la posizione e la natura elettronica dei sostituenti sull'anello indolico hanno poca influenza sulla attività antibatterica. Successivamente, sono state effettuate le SAR sul C-5 della catena laterale dell'ossazolidinone del composto relativamente potente 1h.

Tabella 12. Attività antibatterica in vitro (MIC (µg/mL)) dei derivati ossazolidinoni 1a- h

LNZ—linezolid.

MIC—minimum inhibitory concentration.

a S.a., Staphylococcus aureus DRCC 035 (methicillin-susceptible S. aureus). b S.a., Staphylococcus aureus DRCC 019 (methicillin-resistant S. aureus).

Compound Saa Sab Efc Efd Efe Hif 1a 1 1 1 1 1 16 1b 1 1 1 0.5 1 >32 1c 2 1 1 1 2 >32 1d 2 1 1 0.5 1 >32 1e 2 1 1 0.5 1 >32 1f 2 1 1 1 2 >32 1g 2 1 1 1 2 >32 1h 1 0.5 1 0.5 1 >32 LNZ 2 1 2 2 2

c E.f., Enterococcus faecalis DRCC 034 (vancomycin susceptible E. faecalis). d E.f., Enterococcus faecalis DRCC 153 (vancomycin-resistant E. faecalis). e E.f., Enterococcus faecium DRCC154 (vancomycin-resistant E. faecium). f H.i., Haemophilus influenzae DRCC 433 (b-lactamase –ve).

Studi precedenti avevano identificato vari composti ciclici ed aciclici contenenti la catena laterale privilegiata acetammidometilica [120-123]. In base ai risultati, il gruppo acetammidico in 1h è stato sostituito con una varietà di sostituenti comprese le ammidi, i carbammati e gli azoli per formare la serie 2a-h (Figura 16). I composti 2a-h sono stati testati in vitro contro un gruppo più ampio di batteri Gram-positivi, compresi gli organismi linezolid-resistenti e batteri Gram-negativi come M. Catarrhallis e H. Influenzae.

Figura 16

I risultati sono mostrati in Tabella 13.

Modifiche del legame N sul C-5 dell'anello ossazolidinico, sono ben tollerate e forniscono molecole potenti. Gli analoghi 2a, 2b, 2c, 2e, 2f e 2g hanno mostrato eccellente attività in vitro verso importanti patogeni Gram-positivi (MIC = 0,25-2 mg / mL). I composti tiocarbonilici (2a e 2c) sono più potenti dei composti ossocarbonilici corrispondenti (1h e 2b). Questo risultato potrebbe essere spiegato dai sottili cambiamenti nel comportamento elettronico e lipofilo delle molecole [120]. Le dialoacetamidi 2e e 2f hanno mostrato una potenza migliore rispetto alla semplice acetamide 1h, come già riportato da Vicuron e

tioacetammide 2a, tiocarbammato 2c, difluoroacetamide 2e e dicloroacetamide 2f, è la loro attività verso gli linezolid-resistenti a S. aureus e E. faecalis (MIC = 2-4 mcg/ml). Questi risultati indicano che una sostituzione appropriata sull'ossazolidinone, porta alla formazioni di composti attivi verso i microrganismi linezolid-resistenti. Sebbene il razionale che sta dietro a questa attività non sia molto chiaro, questo potrebbe essere attribuito al diverso modo di legarsi al sito dell' oxazolidinone e/o al legame al sito supplementare sul ribosoma. Il derivato ciclopropilamidico 2d, ha mostrato una potenza minore di 1-2 volte rispetto all'acetamide analoga 1h. Tra gli azoli legati in C-5, l'attività del derivato triazolico 2g, era paragonabile all'acetamide 1h e superiore allo standard. Tuttavia, la sostituzione dell'O-isooxazole sul C-5 nel derivato 2h, ha dimostrato di essere peggiorativa per l'attività antibatterica, in contrasto con la serie del tetraidropiranile e del tetraidropiridile dove l'isoossazolo legato in O è risultato ottimale [123]. Anche se la maggior parte degli analoghi hanno mostrato buona attività verso il batterio Gram negativo M. catarhalis (MIC = 2-4 mg / mL), questi sono risultati privi di attività antibatterica nei confronti di altri batteri Gram-negativi come H. influenzae [124]. In generale, sostituzioni al C-5 terminale hanno mostrato miglioramento dell'attività in vitro tranne che per l'analogo O-isossazolico 2h. Questi risultati dimostrano ancora una volta che la catena laterale sul C-5 può supportare funzionalità diverse a seconda della natura degli altri sostituenti nella molecola.

Tabella 13. Attività antibatterica in vitro (MIC (µg/mL)) dei derivati ossazolidinoni 2a- h Composto Saa Sab Sac Efd Efe Eff Efg Mch Hii 1h 1 0.5 8 1 0.5 1 8 2 >32 2a 0.5 0.25 2 0.5 0.12 0.25 2 2 >32 2b 1 0.5 16 1 0.5 1 32 2 >32 2c 1 1 2 1 0.5 1 2 1 >32 2d 1 2 8 2 1 2 8 4 >32 2e 2 1 4 1 0.25 0.5 4 2 >32 2f 1 1 4 1 0.25 0.5 4 2 >32 2g 2 0.5 8 1 0.5 0.5 16 4 >32 2h >32 32 32 32 32 >32 32 32 >32 LNZ 2 1 32 2 2 2 32 4 8

a S.a., Staphylococcus aureus DRCC 035 (methicillin-susceptible S. aureus). b S.a., Staphylococcus aureus DRCC 019 (methicillin-resistant S. aureus). c S.a., Staphylococcus aureus DRCC 564 (linezolid resistant S. aureus). d E.f., Enterococcus faecalis DRCC 034 (vancomycin susceptible E. faecalis). e E.f., Enterococcus faecalis DRCC 153 (vancomycin-resistant E. faecalis). f E.f., Enterococcus faecium DRCC154 (vancomycin-resistant E. faecium). g E.f., Enterococcus faecalis DRCC 632 (linezolid resistant E. faecalis). h M.c., Moraxella catarrhalis DRCC 300 (b-lactamase –ve).

i H.i., Haemophilus influenzae DRCC 433 (b-lactamase –ve).

Gli ossazolidinoni selezionati 1a, 1b, 1d, 1h, 2a, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, sono stati testati in

vivo verso S. aureus DRCC 035, organismo in grado di provocare infezione sistemica per

via orale nel topo. [125 ] I valori di ED50 sono riportati nella Tabella 3. Composti 1a, 1h, 2d, e 2g richiedono dosi più elevate per proteggere i topi dalle infezioni rispetto al linezolid, nonostante la buona attività in vitro.

In realtà studi farmacocinetici sui topi, hanno mostrato valori meno performanti (AUC(0-t); Tmax; Cmax; t1/2; Kel) per le molecole 1b, 1d, 1h and 2d rispetto a linezolid, giustificando il loro maggior valore di ED50.

In conclusione, gli analoghi indolgliossilammidi con la funzione acetammide sul C-5, sono risultati 1-2 volte più potenti rispetto a linezolid verso i microrganismi testati. Notevoli miglioramenti in termini di potenza e spettro sono stati ottenuti attraverso l'introduzione di amidi alogenate, tioammidi e l'1,2,3-triazolo sul C-5. I composti 2a, 2c, 2e e 2f hanno mostrato un'eccellente attività verso gli organismi Gram positivi come MSSA, MRSA, E. faecalis e E. faecium. L'attività di queste quattro molecole verso i batteri linezolid- resistenti S. aureus e E. faecalis è un'ulteriore caratteristica di questa serie (MIC = 2-4 mg / mL). Alcuni di questi composti hanno inoltre dimostrato l'efficacia in vivo in un modello murino di infezione letale a dosi più elevate.