ČASOPIS ČESKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI A SLOVENSKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI

Čes. slov. farm. 2018, 67(2):51-58 | DOI: 10.36290/csf.2018.007

Melatonin jako základní stavební jednotka pro léčiva ve vztahu k neurodegenerativním poruchám

Jan Korábečný1,2
1 Centrum biomedicínského výzkumu Fakultní nemocnice Hr. Králové, Hradec Králové
2 Katedra toxikologie a vojenské farmacie, Fakulta vojenského zdravotnictví, Hradec Králové

Melatonin představuje klíčový hormon produkovaný epifýzou, který je intenzivně zkoumán ve vztahu k neurodegenerativním onemocněním v posledních letech. Kritický je zejména úbytek jeho hladiny ve stáří. Data z klinických studií ukazují na jeho pozitivní vlastnosti ve vztahu ke kvalitě spánku, protizánětlivý a antioxidační potenciál, hojně jsou rovněž diskutovány jeho neuroprotektivní vlastnosti. Předkládaná práce shrnuje poznatky základního výzkumu z oblasti medicinální chemie melatoninu. Zvláštní důraz je kladen na deriváty tohoto hormonu, které cílí na řadu patologických mechanismů neurodegenerativních chorob současně.

Klíčová slova: acetylcholinesterasa; Alzheimerova choroba; antioxidant; butyrylcholinesterasa; melatonin; neurodegenerativní onemocnění

Melatonin as a structural template in the development of novel drugs for neurodegenerative disorders

Melatonin is a key regulatory hormone produced mainly in the pineal gland. In the recent years, melatonin contribution to neurodegenerative disorders has dramatically increased when inspecting its favorable pharmacological profile. Its levels were found to be decreased during aging. Data from clinical studies point out to its positive outcome not only in improving the quality of sleep but it also exerts anti-inflammatory and antioxidant profile. Moreover, it was found as an effective neuroprotective agent. Current study summarizes the experimental data from basic research of medicinal chemistry field devoted to melatonin. Particular emphasis is directed toward melatonin derivatives with multipotent profile affecting concomitantly several pathological hallmarks of the neurodegenerative disorders.

Keywords: acetylcholinesterase; Alzheimer's disease; antioxidant; butyrylcholinesterase; melatonin; neurodegenerative disorders
Grants and funding:

Práce byla podpořena Dlouhodobým záměrem rozvoje a organizace - zdravotnická problematika ZHN (Fakulta vojenského zdravotnictví), finančními prostředky Fakultní nemocnice Hradec Králové (č. 00179906) a projektem Ministerstva zdravotnictví ČR s reg. č. 15-30954A.

Vloženo: 28. únor 2018; Přijato: 9. duben 2018; Zveřejněno: 1. únor 2018  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Korábečný J. Melatonin jako základní stavební jednotka pro léčiva ve vztahu k neurodegenerativním poruchám. Čes. slov. farm. 2018;67(2):51-58. doi: 10.36290/csf.2018.007.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Menendez-Pelaez A., Reiter R. J. Distribution of Melatonin in Mammalian Tissues: The Relative Importance of Nuclear versus Cytosolic Localization. J. Pineal Res. 1993; 15, 59-69. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    2. Sánchez-Barceló E. J., Mediavilla M. D., Tan D. X., Reiter R. J. Clinical Uses of Melatonin: Evaluation of Human Trials. Curr. Med. Chem. 2010; 17, 2070-2095. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Hardeland R. Melatonin Metabolism in the Central Nervous System. Curr. Neuropharmacol. 2010; 8, 168-181. Přejít k původnímu zdroji...
    4. Albertini M. C., Radogna F., Accorsi A., Uguccioni F., Paternoster L., Cerella C., de Nicola M., D'Alessio M., Bergamaschi A., Magrini A., Ghibelli L. Intracellular pro-oxidant activity of melatonin deprives U937 cells of reduced glutathione without affecting glutathione peroxidase activity. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2006; 1091, 10-16. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Reiter R. J., Acuña-Castroviejo D., Tan D. X., Burkhardt S. Free radical-mediated molecular damage. mechanisms for the protective actions of melatonin in the central nervous system. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2001; 939, 200-215. Přejít k původnímu zdroji...
    6. Reiter R. J., Tan D., Burkhardt S. Reactive oxygen and nitrogen species and cellular and organismal decline: amelioration with melatonin. Mech. Ageing Dev. 2002; 123, 1007-1019. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Reiter R. J., Tan D.-X., Mayo J. C., Sainz R. M., Leon J., Czarnocki Z. Melatonin as an antioxidant: Biochemical mechanisms and pathophysiological implications in humans. Acta Biochim. Pol. 2003; 50, 1129-1146. Přejít k původnímu zdroji...
    8. Hardeland R. Melatonin and the theories of aging: a critical appraisal of melatonin's role in antiaging mechanisms. J. Pineal Res. 2013; 55, 325-356. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Hardeland R., Coto-Montes A. New vistas on oxidative damage and aging. Open Biol. J. 2010; 3, 39-52. Přejít k původnímu zdroji...
    10. Armstrong S. M., Redman J. R. Melatonin: a chronobiotic with anti-aging properties? Med. Hypotheses 1991; 34, 300-309. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Morphy R., Rankovic Z. Designed multiple ligands. An emerging drug discovery paradigm. J. Med. Chem. 2005; 48, 6523-6543. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Spilovska K., Zemek F., Korabecny J., Nepovimova E., Soukup O., Windisch M., Kuca K. Adamantane - a lead structure for drugs in clinical practice. Curr. Med. Chem. 2016; 23, 3245-3266. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Davies P., Maloney A. J. Selective Loss of central cholinergic neurons in Alzheimer's disease. Lancet 1976; 2, 1403. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Zemek F., Drtinova L., Nepovimova E., Sepsova V., Korabecny J., Klimes J., Kuca K. Outcomes of Alzheimer's disease therapy with acetylcholinesterase inhibitors and memantine. Expert Opin. Drug Saf. 2014; 13, 759-774.
    15. Korábečný J., Nepovimová E., Cikánková T., Špilovská K., Vašková L., Mezeiová E., Kuča K., Hroudová J. Newly developed drugs for Alzheimer's disease in relation to energy metabolism, cholinergic and monoaminergic neurotransmission. Neuroscience 2018; 370, 191-206. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. Hardy J., Selkoe D. J. The amyloid hypothesis of Alzheimer's disease: progress and problems on the road to therapeutics. Science 2002; 297, 353-356. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Liao D., Miller E. C., Teravskis P. J. Tau acts as a mediator for Alzheimer's disease-related synaptic deficits. Eur. J. Neurosci. 2014; 39, 1202-1213. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Bolognin S., Drago D., Messori L., Zatta P. Chelation therapy for neurodegenerative diseases. Med. Res. Rev. 2009; 29, 547-570. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Rosini M., Simoni E., Milelli A., Minarini A., Melchiorre C. Oxidative stress in Alzheimer's disease: Are we connecting the dots? J. Med. Chem. 2014; 57, 2821-2831. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Korábecný J., Hrubá E., Soukup O., Zemek F., Musílek K., Nepovímová E., Spilovská K., Opletalová V., Kuca K. Intended pharmacotherapeutical approaches of Alzheimer's disease therapy. Ces. slov. Farm. 2012; 61, 4-10.
    21. Cavalli A., Bolognesi M. L., Minarini A., Rosini M., Tumiatti V., Recanatini M., Melchiorre C. Multi-target-directed ligands to combat neurodegenerative diseases. J. Med. Chem. 2008; 51, 347-372. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Prati F., Cavalli A., Bolognesi M. L. Navigating the chemical space of multitarget-directed ligands: from hybrids to fragments in Alzheimer's disease. Mol. Basel Switz. 2016; 21, 466. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Muñoz-Ruiz P., Rubio L., García-Palomero E., Dorronsoro I., del Monte-Millán M., Valenzuela R., Usán P., de Austria C., Bartolini M., Andrisano V., Bidon-Chanal A., Orozco M., Luque F. J., Medina M., Martínez A. Design, synthesis, and biological evaluation of dual binding site acetylcholinesterase inhibitors: new disease-modifying agents for Alzheimer's disease. J. Med. Chem. 2005; 48, 7223-7233. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Inestrosa N. C., Alvarez A., Pérez C. A., Moreno R. D., Vicente M., Linker C., Casanueva O. I., Soto C., Garrido J. Acetylcholinesterase Accelerates assembly of amyloid-beta-peptides into Alzheimer's fibrils: possible role of the peripheral site of the enzyme. Neuron 1996; 16, 881-891. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    25. Korábečný J., Spilovská K., Benek O., Musílek K., Soukup O., Kuča K. Tacrine and its derivatives in the therapy of Alzheimers disease. Ces. slov. Farm. 2012; 61, 210-221.
    26. Recanatini M., Cavalli A., Belluti F., Piazzi L., Rampa A., Bisi A., Gobbi S., Valenti P., Andrisano V., Bartolini M., Cavrini V. SAR of 9-amino-1,2,3,4-tetrahydroacridine-based acetylcholinesterase inhibitors: synthesis, enzyme inhibitory Activity, QSAR, and structure-based CoMFA of tacrine analogues. J. Med. Chem. 2000; 43, 2007-2018. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    27. Nordberg A., Ballard C., Bullock R., Darreh-Shori T., Somogyi M. A review of butyrylcholinesterase as a therapeutic target in the treatment of Alzheimer's disease. Prim. Care Companion CNS Disord. 2013; 15. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Minic J., Chatonnet A., Krejci E., Molgó J. Butyrylcholinesterase and acetylcholinesterase activity and quantal transmitter release at normal and acetylcholinesterase knockout mouse neuromuscular junctions. Br. J. Pharmacol. 2003; 138, 177-187. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Rodríguez-Franco M. I., Fernández-Bachiller M. I., Pérez C., Hernández-Ledesma B., Bartolomé B. Novel tacrine-melatonin hybrids as dual-acting drugs for Alzheimer disease, with improved acetylcholinesterase inhibitory and antioxidant properties. J. Med. Chem. 2006; 49, 459-462. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    30. Sofic E., Rimpapa Z., Kundurovic Z., Sapcanin A., Tahirovic I., Rustembegovic A., Cao G. Antioxidant capacity of the neurohormone melatonin. J. Neural Transm. Vienna Austria 1996 2005; 112, 349-358. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    31. Di L., Kerns E. H., Fan K., McConnell O. J., Carter G. T. High throughput artificial membrane permeability assay for blood-brain barrier. Eur. J. Med. Chem. 2003; 38, 223-232. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    32. López-Iglesias B., Pérez C., Morales-García J. A., Alonso-Gil S., Pérez-Castillo A., Romero A., López M. G., Villarroya M., Conde S., Rodríguez-Franco M. I. New melatonin-n,n-dibenzyl(n-methyl)amine hybrids: potent neurogenic agents with antioxidant, cholinergic, and neuroprotective properties as innovative drugs for Alzheimer's disease. J. Med. Chem. 2014; 57, 3773-3785. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    33. Di Pietro O., Viayna E., Vicente-García E., Bartolini M., Ramón R., Juárez-Jiménez J., Clos M. V., Pérez B., Andrisano V., Luque F. J., Lavilla R., Muñoz-Torrero D. 1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h][1,6]naphthyridines as a new family of potent peripheral-to-midgorge-site inhibitors of acetylcholinesterase: synthesis, pharmacological evaluation and mechanistic studies. Eur. J. Med. Chem. 2014; 73, 141-152. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. Wang J., Wang Z.-M., Li X.-M., Li F., Wu J.-J., Kong L.-Y., Wang X.-B. Synthesis and evaluation of multi-target-directed ligands for the treatment of Alzheimer's disease based on the fusion of donepezil and melatonin. Bioorg. Med. Chem. 2016; 24, 4324-4338. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    35. Zhu J. T. T., Choi R. C. Y., Chu G. K. Y., Cheung A. W. H., Gao Q. T., Li J., Jiang Z. Y., Dong T. T. X., Tsim K. W. K. Flavonoids possess neuroprotective effects on cultured pheochromocytoma PC12 cells: A comparison of different flavonoids in activating estrogenic effect and in preventing beta-amyloid-induced cell death. J. Agric. Food Chem. 2007; 55, 2438-2445. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    36. Verghese J. Isolation of curcumin from Curcuma Longa L. Rhizome. Flavour Fragr. J. 1993; 8, 315-319. Přejít k původnímu zdroji...
    37. Katsuyama Y., Kita T., Funa N., Horinouchi S. Curcuminoid biosynthesis by two type III polyketide synthases in the herb Curcuma Longa. J. Biol. Chem. 2009; 284, 11160-11170. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    38. Ammon H. P., Wahl M. A. Pharmacology of Curcuma Longa. Planta Med. 1991; 57, 1-7. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    39. Dairam A., Fogel R., Daya S., Limson J. L. Antioxidant and iron-binding properties of curcumin, capsaicin, and s-allylcysteine reduce oxidative stress in rat brain homogenate. J. Agric. Food Chem. 2008; 56, 3350-3356. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    40. Park S.-Y., Kim D. S. H. L. Discovery of natural products from Curcuma Longa that protect cells from beta-amyloid insult: A drug discovery effort against Alzheimer's disease. J. Nat. Prod. 2002; 65, 1227-1231. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    41. Kim H., Park B.-S., Lee K.-G., Choi C. Y., Jang S. S., Kim Y.-H., Lee S.-E. Effects of naturally occurring compounds on fibril formation and oxidative stress of beta-amyloid. J. Agric. Food Chem. 2005; 53, 8537-8541. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    42. Shimmyo Y., Kihara T., Akaike A., Niidome T., Sugimoto H. Epigallocatechin-3-gallate and curcumin suppress amyloid beta-induced beta-site APP cleaving enzyme-1 upregulation. Neuroreport 2008; 19, 1329-1333. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    43. Derosa G., Maffioli P., Simental-Mendía L. E., Bo S., Sahebkar A. Effect of curcumin on circulating interleukin-6 concentrations: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Pharmacol. Res. 2016; 111, 394-404. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    44. Tang M., Taghibiglou C. The mechanisms of action of curcumin in Alzheimer's disease. J. Alzheimers Dis. JAD 2017; 58, 1003-1016. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    45. Chojnacki J. E., Liu K., Yan X., Toldo S., Selden T., Estrada M., Rodríguez-Franco M. I., Halquist M. S., Ye D., Zhang S. Discovery of 5-(4-Hydroxyphenyl)-3-Oxo-Pentanoic Acid [2-(5-Methoxy-1H-Indol-3-Yl)-Ethyl]-Amide as a neuroprotectant for Alzheimer's disease by hybridization of curcumin and melatonin. ACS Chem. Neurosci. 2014; 5, 690-699. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    46. Gerenu G., Liu K., Chojnacki J. E., Saathoff J. M., Martínez-Martín P., Perry G., Zhu X., Lee H.-G., Zhang S. Curcumin/melatonin hybrid 5-(4-Hydroxy-Phenyl)-3-Oxo-Pentanoic Acid [2-(5-Methoxy-1H-Indol-3-Yl)-Ethyl]-Amide ameliorates AD-like pathology in the APP/PS1 mouse model. ACS Chem. Neurosci. 2015; 6, 1393-1399. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    47. Ma Q. Role of Nrf2 in oxidative stress and toxicity. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2013; 53, 401-426. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    48. Buendia I., Navarro E., Michalska P., Gameiro I., Egea J., Abril S., López A., González-Lafuente L., López M. G., León R. New Melatonin-cinnamate hybrids as multi-target drugs for neurodegenerative diseases: Nrf2-induction, antioxidant effect and neuroprotection. Future Med. Chem. 2015; 7, 1961-1969. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    49. Pähkla R., Zilmer M., Kullisaar T., Rägo L. Comparison of the antioxidant activity of melatonin and pinoline in vitro. J. Pineal Res. 1998; 24, 96-101. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    50. Susilo R., Rommelspacher H. Formation of 1-methyl-beta-carbolines in rats from their possible carboxylic acid precursor. Naunyn. Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 1988; 337, 566-571. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    51. de la Fuente Revenga M., Pérez C., Morales-García J. A., Alonso-Gil S., Pérez-Castillo A., Caignard D.-H., Yáñez M., Gamo A. M., Rodríguez-Franco M. I. Neurogenic potential assessment and pharmacological characterization of 6-Methoxy-1,2,3,4-Tetrahydro-β-Carboline (Pinoline) and melatonin-pinoline hybrids. ACS Chem. Neurosci. 2015; 6, 800-810. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    52. Mason R. P., Olmstead E. G., Jacob R. F. Antioxidant activity of the monoamine oxidase B inhibitor lazabemide. Biochem. Pharmacol. 2000; 60, 709-716. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    53. Fiedorowicz J. G., Swartz K. L. The role of monoamine oxidase inhibitors in current psychiatric practice. J. Psychiatr. Pract. 2004; 10, 239-248. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    54. Xie Q., Wang H., Xia Z., Lu M., Zhang W., Wang X., Fu W., Tang Y., Sheng W., Li W., Zhou W., Zhu X., Qiu Z., Chen H. Bis-(-)-nor-meptazinols as novel nanomolar cholinesterase inhibitors with high inhibitory potency on amyloid-β aggregation. J. Med. Chem. 2008; 51, 2027-2036. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    55. Cheng S., Zheng W., Gong P., Zhou Q., Xie Q., Yu L., Zhang P., Chen L., Li J., Chen J., Chen H., Chen H. (-)-meptazinol-melatonin hybrids as novel dual inhibitors of cholinesterases and amyloid-β aggregation with high antioxidant potency for Alzheimer's therapy. Bioorg. Med. Chem. 2015; 23, 3110-3118. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    56. Benchekroun M., Romero A., Egea J., León R., Michalska P., Buendía I., Jimeno M. L., Jun D., Janockova J., Sepsova V., Soukup O., Bautista-Aguilera O. M., Refouvelet B., Ouari O., Marco-Contelles J., Ismaili L. The antioxidant additive approach for Alzheimer's disease therapy: new ferulic (lipoic) acid plus melatonin modified tacrines as cholinesterases inhibitors, direct antioxidants, and nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 activators. J. Med. Chem. 2016; 59, 9967-9973. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    57. Soukup O., Jun D., Zdarova-Karasova J., Patocka J., Musilek K., Korabecny J., Krusek J., Kaniakova M., Sepsova V., Mandikova J., Trejtnar F., Pohanka M., Drtinova L., Pavlik M., Tobin G., Kuca K. A Resurrection of 7-MEOTA: A comparison with tacrine. Curr. Alzheimer Res. 2013; 10, 893-906. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    58. Maresova P., Klimova B., Novotny M., Kuca K. Alzheimer's and Parkinson's diseases: expected economic impact on Europe-a call for a uniform european strategy. J. Alzheimers Dis. JAD 2016; 54, 1123-1133. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Česká a slovenská farmacie

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.