Luận án về Đặc tính Kích thích Phân biệt của các Analog Rimonabant 3-Substituent - D. Matthew Walentiny

Phân tích đặc tính kích thích phân biệt của rimonabant 3-substituent, làm rõ vai trò của các nhóm thế trong tương tác thụ thể cannabinoid CB1.

Chuyên ngành

Pharmacology & Toxicology

Tác giả

Luan An

Thể loại

Dissertation

Năm xuất bản

Số trang

117

Thời gian đọc

18 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
Rimonabant và thụ thể CB1: Cơ chế tác dụng chính
Số trang:
117 trang
Trường:
Virginia Commonwealth University
Chuyên ngành:
Pharmacology & Toxicology
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I.Rimonabant và thụ thể CB1 Cơ chế tác dụng chính

Rimonabant, một phân tử pyrazole, hoạt động như một chất đối kháng/chất chủ vận nghịch đảo chọn lọc thụ thể cannabinoid loại 1 (CB1). Nó đại diện cho một bước đột phá trong hóa dược, cung cấp công cụ quý giá để thăm dò hệ thống endocannabinoid. Ban đầu, Rimonabant được phát triển cho các ứng dụng lâm sàng như điều trị béo phì và cai thuốc lá. Cơ chế tác dụng chính của nó liên quan đến việc ngăn chặn hoạt động của thụ thể CB1, từ đó ảnh hưởng đến các con đường thần kinh kiểm soát cảm giác thèm ăn, tâm trạng và hành vi gây nghiện. Tuy nhiên, việc sử dụng lâm sàng của Rimonabant đã bị ngừng do các tác dụng phụ nghiêm trọng trên hệ thần kinh trung ương, bao gồm trầm cảm và lo âu. Mặc dù vậy, Rimonabant vẫn là một hợp chất quan trọng trong nghiên cứu tiền lâm sàng. Nó giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về chức năng sinh lý và bệnh lý của thụ thể CB1. Nghiên cứu sâu hơn về Rimonabant và các chất tương tự tiếp tục khai thác tiềm năng của việc điều chỉnh thụ thể CB1 cho các mục tiêu điều trị mới.

1.1. Giới thiệu Rimonabant và cơ chế tác dụng

Rimonabant, một phân tử pyrazole, hoạt động như một chất đối kháng/chất chủ vận nghịch đảo chọn lọc thụ thể cannabinoid loại 1 (CB1). Nó đại diện cho một bước đột phá trong hóa dược, cung cấp công cụ quý giá để thăm dò hệ thống endocannabinoid. Ban đầu, Rimonabant được phát triển cho các ứng dụng lâm sàng như điều trị béo phì và cai thuốc lá. Cơ chế tác dụng chính của nó liên quan đến việc ngăn chặn hoạt động của thụ thể CB1, từ đó ảnh hưởng đến các con đường thần kinh kiểm soát cảm giác thèm ăn, tâm trạng và hành vi gây nghiện. Tuy nhiên, việc sử dụng lâm sàng của Rimonabant đã bị ngừng do các tác dụng phụ nghiêm trọng trên hệ thần kinh trung ương, bao gồm trầm cảm và lo âu. Mặc dù vậy, Rimonabant vẫn là một hợp chất quan trọng trong nghiên cứu tiền lâm sàng. Nó giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về chức năng sinh lý và bệnh lý của thụ thể CB1. Nghiên cứu sâu hơn về Rimonabant và các chất tương tự tiếp tục khai thác tiềm năng của việc điều chỉnh thụ thể CB1 cho các mục tiêu điều trị mới.

1.2. Hệ thống endocannabinoid và vai trò thụ thể CB1

Hệ thống endocannabinoid (ECS) là một mạng lưới tín hiệu sinh học phức tạp, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng nội môi của cơ thể. ECS bao gồm các thụ thể cannabinoid (CB1 và CB2), các endocannabinoid (chất dẫn truyền thần kinh lipid được tạo ra trong cơ thể) và các enzyme tổng hợp và giáng hóa chúng. Thụ thể CB1 phân bố rộng rãi trong hệ thần kinh trung ương, bao gồm các vùng liên quan đến kiểm soát vận động, nhận thức, cảm xúc, cảm giác đau và điều hòa năng lượng. Sự hiện diện của CB1 ở các mô ngoại vi cũng quan trọng, ảnh hưởng đến chuyển hóa, chức năng miễn dịch và sức khỏe tim mạch. Việc điều chỉnh hoạt động của thụ thể CB1 có thể mang lại lợi ích trị liệu lớn. Nó có thể giúp kiểm soát sự thèm ăn, giảm đau, điều hòa tâm trạng và giải quyết các vấn đề liên quan đến lạm dụng chất. Việc nhắm mục tiêu vào thụ thể CB1 bằng các chất đối kháng như Rimonabant cung cấp một phương pháp tiếp cận để điều trị nhiều loại rối loạn. Tuy nhiên, tính phức tạp của ECS đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về vai trò của CB1 để phát triển các liệu pháp an toàn và hiệu quả.

II.Đặc tính kích thích phân biệt của Rimonabant

Nghiên cứu sâu rộng về Rimonabant đã làm rõ các đặc tính kích thích phân biệt đặc trưng của nó, cung cấp cái nhìn quan trọng về cơ chế hoạt động của chất đối kháng CB1. Đặc tính này cho phép các nhà khoa học đánh giá tác dụng chủ quan của thuốc và sự tương tác của chúng với các thụ thể mục tiêu. Rimonabant tạo ra một trạng thái nội tại độc đáo, khác biệt rõ ràng so với các chất chủ vận cannabinoid. Điều này khẳng định vai trò của Rimonabant như một công cụ thiết yếu để phân loại các hợp chất tác động lên hệ thống endocannabinoid. Hiểu biết về cách Rimonabant được động vật phân biệt là nền tảng để phát triển các loại thuốc mới. Các loại thuốc này có thể điều chỉnh thụ thể CB1 với ít tác dụng phụ không mong muốn hơn, đặc biệt là các tác dụng liên quan đến khả năng lạm dụng hoặc tác dụng phụ tâm thần.

2.1. Khái niệm kích thích phân biệt và ứng dụng nghiên cứu

Đặc tính kích thích phân biệt của thuốc là khả năng một chất tạo ra một trạng thái nội tại đặc trưng, có thể được động vật học tập để phản ứng khác nhau khi có mặt hoặc vắng mặt chất đó. Phương pháp đánh giá kích thích phân biệt là một công cụ mạnh mẽ trong dược lý học. Nó giúp xác định các đặc tính chủ quan của thuốc và cơ chế thụ thể của chúng. Trong các thí nghiệm, động vật được huấn luyện để phân biệt giữa tác dụng của một loại thuốc cụ thể và một dung môi giả dược. Sau đó, các hợp chất mới được thử nghiệm để xem chúng có tạo ra phản ứng tương tự hay không. Điều này cho phép phân loại các loại thuốc dựa trên tác dụng chủ quan của chúng. Phương pháp này đặc biệt hữu ích để nghiên cứu các loại thuốc tác dụng lên hệ thần kinh trung ương. Nó cung cấp cái nhìn sâu sắc về khả năng lạm dụng tiềm năng, tương tác thuốc và cơ chế hoạt động chi tiết của các hợp chất mới.

2.2. Hồ sơ kích thích phân biệt của Rimonabant cụ thể

Nghiên cứu về Rimonabant đã chứng minh rằng chất này thể hiện các đặc tính kích thích phân biệt rõ rệt. Trong các mô hình động vật, Rimonabant tạo ra một trạng thái nội tại riêng biệt, khác biệt với trạng thái được tạo ra bởi các chất chủ vận cannabinoid như THC. Động vật được huấn luyện để phân biệt tác dụng của Rimonabant sẽ không tổng quát hóa tác dụng này sang THC và ngược lại. Điều này xác nhận rằng Rimonabant hoạt động thông qua một cơ chế khác biệt so với các cannabinoid tác dụng chủ vận. Hồ sơ kích thích phân biệt của Rimonabant cung cấp bằng chứng thực nghiệm mạnh mẽ cho vai trò của nó như một chất đối kháng thụ thể CB1. Nó giúp xác định Rimonabant là một công cụ để nghiên cứu các con đường thụ thể CB1. Hơn nữa, những phát hiện này gợi ý rằng các chất đối kháng CB1 có thể có các tác dụng chủ quan riêng biệt. Sự hiểu biết về đặc tính dược lý này là cần thiết để phát triển các liệu pháp điều trị an toàn hơn.

III.Ảnh hưởng chất thế 3 vị trí đến đặc tính dược lý

Sự thay đổi các chất thế tại vị trí 3 của Rimonabant là một chiến lược hóa dược quan trọng. Nó giúp khám phá và tối ưu hóa các đặc tính dược lý của các chất đối kháng CB1. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các sửa đổi nhỏ tại vị trí này có thể tác động đáng kể đến ái lực gắn kết, tính chọn lọc thụ thể và hoạt tính sinh học của các chất tương tự. Việc tổng hợp và đánh giá các hợp chất này cung cấp thông tin quý giá cho quan hệ cấu trúc-hoạt tính (SAR). Điều này là cần thiết để phát triển các chất đối kháng CB1 thế hệ mới với hồ sơ hiệu quả và an toàn được cải thiện. Mục tiêu là tạo ra các phân tử có khả năng điều trị các rối loạn liên quan đến hệ thống endocannabinoid mà không gây ra các tác dụng phụ không mong muốn trên hệ thần kinh trung ương.

3.1. Thiết kế và tổng hợp các chất tương tự Rimonabant

Việc phát triển các chất đối kháng CB1 an toàn và hiệu quả đòi hỏi sự nghiên cứu kỹ lưỡng về quan hệ cấu trúc-hoạt tính (SAR). Tài liệu này tập trung vào việc thiết kế và tổng hợp các chất tương tự Rimonabant, đặc biệt là các thay đổi tại vị trí 3-substituent. Mục tiêu chính là khám phá cách các nhóm chức khác nhau tại vị trí này ảnh hưởng đến khả năng gắn kết với thụ thể CB1, tính chọn lọc và hồ sơ dược lý tổng thể. Các nhà hóa dược đã tạo ra một loạt các hợp chất mới, mỗi hợp chất có một nhóm chất thế 3-vị trí riêng biệt. Việc tổng hợp các phân tử này là một quá trình phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật hóa học tiên tiến. Việc thay đổi cấu trúc ở vị trí này có thể thay đổi đáng kể cách phân tử tương tác với thụ thể. Mục tiêu cuối cùng là xác định các chất tương tự có đặc tính cải thiện, chẳng hạn như tính chọn lọc cao hơn đối với CB1, ít tác dụng phụ hơn, hoặc đặc tính dược động học thuận lợi hơn.

3.2. Đánh giá đặc tính dược lý và cấu trúc hoạt tính

Các chất tương tự Rimonabant với chất thế 3-vị trí khác nhau được đánh giá một cách có hệ thống. Việc đánh giá này bao gồm các thử nghiệm in vitro và in vivo để xác định đặc tính dược lý của chúng. Các thông số được kiểm tra bao gồm ái lực gắn kết với thụ thể CB1, hiệu quả như một chất đối kháng hay chủ vận nghịch đảo, và tính chọn lọc đối với CB1 so với CB2. Ngoài ra, các thí nghiệm kích thích phân biệt cũng được thực hiện để đánh giá tác dụng chủ quan của các chất tương tự. Những thay đổi nhỏ trong chất thế 3-vị trí có thể dẫn đến sự khác biệt đáng kể trong hoạt tính dược lý. Ví dụ, một số chất tương tự có thể thể hiện ái lực gắn kết mạnh hơn, trong khi những chất khác có thể cho thấy tính chọn lọc thụ thể được cải thiện. Phân tích quan hệ cấu trúc-hoạt tính (SAR) giúp làm sáng tỏ mối liên hệ giữa cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học, cung cấp thông tin quan trọng cho việc tối ưu hóa phân tử. Việc hiểu rõ tác động của chất thế 3-vị trí là cần thiết để phát triển các chất đối kháng CB1 thế hệ mới.

IV.Phân tích SAR và tối ưu hóa phân tử Rimonabant

Quan hệ cấu trúc-hoạt tính (SAR) là một công cụ không thể thiếu trong quá trình tối ưu hóa phân tử Rimonabant. Nó giúp xác định các yếu tố cấu trúc quan trọng cho hoạt động của chất đối kháng CB1. Bằng cách phân tích có hệ thống các thay đổi tại vị trí 3-substituent và các phần khác của phân tử Rimonabant, các nhà nghiên cứu có thể thiết kế các hợp chất mới. Những hợp chất này có tính chọn lọc cao hơn đối với thụ thể CB1 và hồ sơ an toàn được cải thiện, đặc biệt là giảm thiểu các tác dụng phụ trên hệ thần kinh trung ương. Mục tiêu của việc tối ưu hóa là phát triển các liệu pháp điều trị dựa trên CB1 an toàn và hiệu quả hơn.

4.1. Quan hệ cấu trúc hoạt tính SAR của Rimonabant

Nghiên cứu quan hệ cấu trúc-hoạt tính (SAR) của Rimonabant đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về các yếu tố cấu trúc cần thiết cho hoạt động của nó tại thụ thể CB1. Cấu trúc pyrazole của Rimonabant là trung tâm cho khả năng tương tác của nó với thụ thể. Đặc biệt, vị trí 3-substituent đã được xác định là một điểm quan trọng để điều chỉnh hoạt tính. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các nhóm chức khác nhau tại vị trí này có thể thay đổi đáng kể ái lực gắn kết, tính chọn lọc và thậm chí là loại hoạt tính (ví dụ, từ chủ vận nghịch đảo sang đối kháng trung tính). Việc phân tích SAR hệ thống cho phép các nhà hóa dược hiểu rõ hơn về cách các thay đổi cấu trúc ảnh hưởng đến sự phù hợp của phân tử với túi gắn kết của thụ thể. Thông tin này là nền tảng cho việc thiết kế các hợp chất mới. Mục tiêu là cải thiện hoạt tính mong muốn và giảm thiểu các tác dụng không mong muốn. Sự hiểu biết về SAR của Rimonabant đóng góp vào việc phát triển các chất đối kháng CB1 mạnh mẽ và có chọn lọc hơn.

4.2. Tối ưu hóa phân tử cho tính chọn lọc và an toàn

Quá trình tối ưu hóa phân tử các chất tương tự Rimonabant hướng tới việc đạt được tính chọn lọc thụ thể cao hơn và hồ sơ an toàn được cải thiện. Một thách thức lớn với Rimonabant gốc là các tác dụng phụ trên hệ thần kinh trung ương. Mục tiêu của việc tối ưu hóa là tạo ra các hợp chất không thể vượt qua hàng rào máu não hoặc có ít tác dụng phụ trung ương hơn. Các nhà nghiên cứu sử dụng dữ liệu SAR để tinh chỉnh cấu trúc phân tử, ví dụ, bằng cách thêm các nhóm phân cực hoặc tăng kích thước phân tử để hạn chế khả năng thâm nhập vào não. Ngoài ra, việc tối ưu hóa cũng tập trung vào việc cải thiện dược động học và dược lực học, bao gồm khả năng hấp thu, phân bố, chuyển hóa và bài tiết. Mục đích cuối cùng là phát triển các chất đối kháng CB1 thế hệ mới, có khả năng điều trị các bệnh liên quan đến ECS mà không gây ra các tác dụng phụ tâm thần đã thấy với Rimonabant. Các chiến lược hóa dược này là cần thiết để đưa các liệu pháp điều trị dựa trên CB1 trở lại lâm sàng một cách an toàn.

V.Ứng dụng trị liệu Rimonabant Chất đối kháng CB1

Mặc dù Rimonabant đã bị rút khỏi thị trường do các tác dụng phụ tâm thần, tiềm năng trị liệu của các chất đối kháng CB1 vẫn còn rất lớn. Các nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc phát triển các chất đối kháng CB1 thế hệ mới. Những chất này có tính chọn lọc thụ thể cao hơn hoặc tác dụng hạn chế ở ngoại vi, tránh được các tác dụng phụ trên hệ thần kinh trung ương. Các lĩnh vực tiềm năng bao gồm điều trị béo phì, đái tháo đường, rối loạn chuyển hóa và đặc biệt là cai nghiện các chất gây nghiện. Việc tiếp tục nghiên cứu các đặc tính dược lý và tối ưu hóa phân tử Rimonabant sẽ mở ra các cơ hội mới cho việc phát triển các liệu pháp an toàn và hiệu quả hơn. Điều này giúp giải quyết các thách thức sức khỏe cộng đồng liên quan đến hệ thống endocannabinoid.

5.1. Tiềm năng điều trị các bệnh liên quan CB1

Dù Rimonabant đã bị ngừng sử dụng lâm sàng, các nghiên cứu tiếp tục khai thác tiềm năng của chất đối kháng thụ thể CB1 trong điều trị nhiều loại bệnh. Hệ thống endocannabinoid đóng vai trò quan trọng trong sinh lý bệnh của béo phì, đái tháo đường týp 2, rối loạn chuyển hóa, và đặc biệt là các chứng nghiện. Rimonabant đã cho thấy hứa hẹn trong việc giảm cân và cai thuốc lá. Các chất tương tự của nó, đặc biệt là những chất có khả năng thâm nhập vào não kém, đang được nghiên cứu cho các ứng dụng ngoại vi. Chúng có thể điều trị các rối loạn chuyển hóa mà không gây ra tác dụng phụ tâm thần. Hơn nữa, các chất đối kháng CB1 cũng đang được khám phá cho tiềm năng điều trị rối loạn sử dụng chất, đặc biệt là nghiện cần sa và các chất kích thích khác. Việc hiểu rõ cơ chế tác dụng của Rimonabant và các chất tương tự giúp mở ra các con đường mới cho việc phát triển các chiến lược điều trị hiệu quả và an toàn hơn, tập trung vào việc điều chỉnh hoạt động của thụ thể CB1.

5.2. Chất đối kháng CB1 thế hệ mới và thách thức phát triển

Sự phát triển các chất đối kháng CB1 thế hệ mới đối mặt với nhiều thách thức, chủ yếu là việc tránh các tác dụng phụ trên hệ thần kinh trung ương. Sau kinh nghiệm với Rimonabant, trọng tâm nghiên cứu đã chuyển sang phát triển các chất đối kháng CB1 có tính chọn lọc cao hơn và đặc biệt là các chất đối kháng tác dụng ngoại vi. Những hợp chất này được thiết kế để không vượt qua hàng rào máu não, do đó hạn chế tác dụng của chúng vào các cơ quan ngoại vi như gan, mô mỡ và hệ tiêu hóa. Mặc dù triển vọng cho các liệu pháp điều trị mới rất lớn, quá trình phát triển thuốc yêu cầu thử nghiệm nghiêm ngặt để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Các nhà khoa học đang tìm kiếm các cấu trúc hóa học hoàn toàn mới hoặc điều chỉnh sâu rộng các phân tử hiện có. Mục tiêu là tạo ra các phân tử tối ưu hóa, mang lại lợi ích trị liệu mà không ảnh hưởng đến chức năng nhận thức hoặc tâm trạng. Sự tiến bộ trong hóa dược và hiểu biết về thụ thể CB1 sẽ định hình tương lai của các chất đối kháng CB1.

Mục lục chi tiết luận án

LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
TÓM TẮT
1. Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1. Dược lý học cannabinoid
1.2. Đặc tính gây củng cố của cannabinoid
1.3. Đặc tính gây say của các chất chủ vận cannabinoid
1.4. Hội chứng cai cannabinoid
1.5. Đặc tính kích thích phân biệt của rimonabant
1.6. Tiềm năng điều trị đối với các rối loạn lạm dụng thuốc không thuộc nhóm cannabinoid
1.7. Cơ sở lựa chọn rimonabant và hướng nghiên cứu sâu hơn về các chất đối vận thụ thể CB1
1.8. Đặc điểm dược lý của các chất tương tự rimonabant
2. Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Thí nghiệm 1 — Tác dụng giống cannabinoid của các chất tương tự rimonabant thay thế ở vị trí 3
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
2.2. Thí nghiệm 2 — Tác dụng kích thích phân biệt của THC: đánh giá các chất tương tự rimonabant thay thế ở vị trí 3
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.3. Thí nghiệm 3 — Tác dụng kích thích phân biệt của O-6629
2.3.1. Quy trình thử nghiệm
3. Chương 3: KẾT QUẢ
3.1. Thí nghiệm 1 — Tác dụng giống cannabinoid của các chất tương tự rimonabant thay thế ở vị trí 3
3.1.1. Đặc điểm dược lý của O-6629 trong bộ bốn thử nghiệm (tetrad)
3.1.2. Đặc điểm dược lý của O-6658 trong bộ bốn thử nghiệm (tetrad)
3.2. Thí nghiệm 2 — Tác dụng kích thích phân biệt của THC: đánh giá các chất tương tự rimonabant thay thế ở vị trí 3
3.2.1. Kích thích phân biệt của THC: hình thành và khái quát hóa
3.2.2. Thử nghiệm đối kháng bằng rimonabant
3.2.3. Khái quát hóa với O-4332
3.2.4. Khái quát hóa với O-6629
3.2.5. Thử nghiệm đối kháng bằng O-6629
3.2.6. Sự dung nạp đối với O-6629
3.3. Thí nghiệm 3 — Tác dụng kích thích phân biệt của O-6629
3.3.1. Kích thích phân biệt của O-6629: hình thành và khái quát hóa
3.3.2. Khái quát hóa với O-6658
3.3.3. Khái quát hóa với rimonabant
3.3.4. Khái quát hóa với THC
3.3.5. Khái quát hóa với anandamide
3.3.6. Khái quát hóa với morphine
3.3.7. Khái quát hóa với nicotine
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Discriminative stimulus properties of 3 substituent rimonabant an

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (117 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

Virginia Commonwealth University VCU Scholars Compass Theses and Dissertations Graduate School 2011 Discriminative stimulus properties of 3-substituent rimonabant analogs D. Matthew Walentiny Virginia Commonwealth University Follow this and additional works at: https://scholarscompass.edu/etd Part of the Psychology Commons © The Author Downloaded from https://scholarscompass.edu/etd/223 This Dissertation is brought to you for free and open access by the Graduate School at VCU Scholars Compass. It has been accepted for inclusion in Theses and Dissertations by an authorized administrator of VCU Scholars Compass. For more information, please contact libcompass@vcu.

DISCRIMINATIVE STIMULUS PROPERTIES OF 3-SUBSTITUENT RIMONABANT ANALOGS A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy at Virginia Commonwealth University. by David Matthew Walentiny Master of Science, Virginia Commonwealth University, 2008 Director: Jenny L. Professor Department of Pharmacology & Toxicology Virginia Commonwealth University Richmond, Virginia May, 2011 ii Acknowledgments There are a number of people who deserve recognition for supporting my efforts on this dissertation and my time in graduate school. First, I wish to extend my heartfelt gratitude to my advisor, Dr.

Jenny Wiley, for offering me a position in her lab and all the training and support I have received from her since. I am also indebted to Dr. Robert Vann for taking a vested interest in my success and an active role in my development from the moment I began graduate school. I would also like to thank Dr.

Joseph Porter for giving me my first research opportunity as an undergraduate student working in his lab, and for subsequently serving as my master’s thesis advisor. In addition to these individuals, I am grateful for my other dissertation committee members, Dr. Aron Lichtman and Dr. Laura Sim-Selley, for providing their time and insight to improve this project.

Anu Mahadevan and Dr. Raj Razdan from Organix Inc. are also greatly appreciated for their efforts in developing and synthesizing the compounds of interest for this study. On a personal note, I also wish to thank my family for their love and support, especially my parents Stephen and Georgianna Walentiny and my grandparents George and Josefine Thompson.

I wish to dedicate this dissertation to the memory of my Dad for being my biggest fan and an immense source of motivation and encouragement. Finally, I owe a special thank you to my long-time girlfriend, Stefanie Gerwitz, for her constant love, and more importantly her patience throughout my undergraduate and graduate studies. iii Table of Contents Page Acknowledgements……………………………………………………………………………….ii List of Tables…………………………………………………………………………………….v List of Figures……………………………………………………. Introduction Cannabinoid pharmacology……………………………………………………………….1 Reinforcing properties of cannabinoids………………………………………………….2 Intoxicating properties of cannabinoid agonists………………………………………….9 Cannabinoid withdrawal…………………………………………………………………10 Discriminative stimulus properties of rimonabant……………………………………….12 Therapeutic potential for non-cannabinoid drug abuse disorders……………………….19 The case for rimonabant and further exploration of CB1 receptor antagonists.21 Pharmacological profile of rimonabant analogs…………………………………………21 II.34 Experiment 1—Cannabimimetic effects of 3-substituent rimonabant analogs…………34 Subjects………………………………………………………………………….36 Experiment 2—Discriminative stimulus effects of THC: evaluation of 3-substituent rimonabant analogs………………………………………………………………………36 Subjects………………………………………………………………………….40 Experiment 3—Discriminative stimulus effects of O-6629………………….42 iv Testing procedures……………………………………………………………….45 Experiment 1—Cannabimimetic effects of 3-substituent rimonabant analogs………….45 Pharmacological profile of O-6629 in the tetrad……………………………….45 Pharmacological profile of O-6658 in the tetrad……………………………….45 Experiment 2—Discriminative stimulus effects of THC: evaluation of 3-substituent rimonabant analogs………………….…46 THC’s discriminative stimulus: acquisition and generalization…………………46 Rimonabant challenge……………………………………………………………46 O-4332 generalization……………………………………………………………47 O-6629 generalization……………………………………………………………47 O-6629 challenge……………………………………………………………….48 O-6629 tolerance…………………………………………………………………48 Experiment 3—Discriminative stimulus effects of O-6629……………….…49 O-6629’s discriminative stimulus: acquisition and generalization………………49 O-6658 generalization……………………………………………………………50 Rimonabant generalization………………………………………………….…50 THC generalization………………………………………………………………50 Anandamide generalization…………………………………………………….50 Morphine generalization…………………………………………………………50 Nicotine generalization………………………………………………………….

List of References……………………………………………………………………………90 VII.103 v List of Tables Table Page 1. Pharmacological profiles of selected cannabinoid agents and pyrazole-derived rimonabant analogs………………………………………………………………….44 vi List of Figures Figure Page 1. Chemical structure of rimonabant……………………………………………………………. Pharmacological profile of O-6629 in the tetrad…………………………………………….

Pharmacological profile of O-6658 in the tetrad……………………………………………. Acquisition of THC’s discriminative stimulus………………………………………………. Evaluation of tolerance to the rate suppressant effects of O-6629…………………………. Acquisition of O-6629’s discriminative stimulus……………………………….73 Abstract DISCRIMINATIVE STIMULUS PROPERTIES OF 3-SUBSTITUENT RIMONABANT ANALOGS By David Matthew Walentiny, M.

A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy at Virginia Commonwealth University. Virginia Commonwealth University, 2011 Major Director: Jenny L. Professor Department of Pharmacology & Toxicology Cannabinoid agonists (e., THC) dose-dependently decrease locomotor activity and body temperature and produce antinociception and catalepsy. Drugs that produce this tetrad of effects within a limited dose range are likely to function as CB1 receptor agonists.

A structure activity relationship study from our laboratory investigating analogs of the CB1 antagonist rimonabant revealed that certain alterations in the 3-substituent of rimonabant’s pyrazole core conferred agonist-like properties in the tetrad. Interestingly, these effects were present in CB1 -/- mice, and were not reversed by rimonabant in wild-type mice. The present study evaluated two novel 3-substituent rimonabant analogs, O-6629 and O-6658 in the tetrad and drug discrimination, a preclinical model of drug subjective effects that possesses a high degree of pharmacological specificity. Drugs that elicit cannabinergic psychoactive effects in humans are likely to produce THC-like operant responding in animals trained to discriminate between the interoceptive stimuli produced by THC relative to vehicle.

O-6629 and O-6658 decreased locomotor activity and body temperature and produced catalepsy. O-6629, but not O-6658 produced significant antinociception. However, these drugs differed from THC in regard to the magnitude of tetrad effects observed. These analogs also failed to elicit THC-like discriminative stimulus effects, nor did they antagonize THC’s discriminative stimulus in mice discriminating 5.6 mg/kg THC from vehicle.

Finally, mice were trained to discriminate 5.6 mg/kg O-6629 from vehicle. O-6658 produced full substitution for O- 6629, whereas the cannabinoid agonists THC and anandamide did not. O-6629’s discriminative stimulus failed to generalize to rimonabant, cocaine or morphine, whereas WIN 55,212-2 and nicotine evoked partial substitution. These results suggest that these analogs might exert their pharmacological properties through a novel cannabinoid receptor, as has been proposed for WIN 55,212-2 and anandamide.

Additionally, O-6629’s discriminative stimulus may involve nicotinic acetylcholine or dopaminergic components. Future directions include determining whether the partial substitution observed with nicotine was mediated through a nicotinic mechanism. Tests with chlorpromazine, an antipsychotic that is a false positive in the tetrad, and diazepam, which produces partial substitution for THC’s discriminative stimulus through a GABAergic mechanism are also planned. Discriminative stimulus properties of 3-substituent rimonabant analogs Cannabinoid pharmacology The endogenous cannabinoid (hereto referred as endocannabinoid) system is comprised of two primary G-protein coupled receptors, cannabinoid 1 (CB1) and cannabinoid 2 (CB2), and two major endogenous ligands, anandamide and 2-arachidonoylglycerol (2-AG), which activate these receptors.

CB1 receptors are located primarily in the brain whereas CB2 receptors are located abundantly in the periphery suggesting functionally different roles for these receptors. Two decades of research have revealed much regarding anandamide’s role within the endocannabinoid system. Strong evidence suggests that membrane bound arachidonic acid is likely the precursor for anandamide formation though its synthesis has yet to be completely mapped or understood. Identification of anandamide’s degradative pathway has revealed that fatty acid amide hydrolase (FAAH) is primarily responsible for the rapid catabolism of anandamide (Cravatt et al.

Similarly, 2-AG is quickly degraded by a number of enzymes, with monoacylglycrol lipase (MAGL) serving as the primary catabolic enzyme (Long et al. Development of more stable endocannabinoid ligand analogs (e., methanandamide), selective inhibitors of FAAH and/or MAGL (e., URB597, JZL184, JZL195), and the development of various cannabinoid-related knockout mice (e., CB1 -/-, CB2 -/-, FAAH -/-, MAGL -/-) have facilitated further understanding of the endocannabinoid system and consequently have yielded valuable information regarding its impact on a multitude of biological processes. Accordingly, the endocannabinoid system has become a target of interest for a number of therapeutic purposes, such as management of pain, nausea and emesis. However, the abuse liability and intoxication associated with cannabis greatly limits its accepted therapeutic 1 use.

The following is a brief review of preclinical literature demonstrating the reinforcing efficacy and intoxicating properties of cannabinoids. Reinforcing properties of cannabinoids The reinforcing properties of cannabinoids have been especially challenging to demonstrate reliably in a preclinical setting. There have been numerous reports that Δ9- tetrahydrocannabinol (THC), the primary psychoactive chemical in marijuana (Gaoni & Mechoulam, 1964), fails to maintain self-administration behavior (Kaymakcalan, 1973; Leite & Carlini, 1974; Carney, Uwaydah, & Balster, 1977; Mansbach, Nicholson, Martin, & Balster, 1994), a preclinical model used to examine reinforcing efficacy of drugs (Balster, 1991). However, Tanda et al.

(2000) demonstrated that THC does indeed maintain self-administration using a lower dose range per infusion than had typically been studied. In that study, squirrel monkeys with prior experience self-administering cocaine ( as reported by Spear, Muntaner, Goldberg, & Katz, 1991) were given a 5 day saline replacement following their most recent cocaine exposure, during which operant responding for an infusion was nearly abolished. Following this extinction period, subjects then were able to respond for 2-4 µg/kg/infusion THC. This low dose infusion, described as comparable to the THC amount inhaled by a human per puff on a marijuana cigarette, readily maintained operant responding.

Further, these effects were reversed by pretreatment with selective CB1 antagonist/inverse agonist rimonabant (0.3 mg/kg), whereas responding for cocaine was not influenced by rimonabant, demonstrating CB1 mediation of the reinforcing properties of THC. Once rimonabant pretreatment was ceased, THC-maintained operant responding was reestablished and returned to baseline levels. Although rates of responding for THC and cocaine infusions were comparable, this does not necessarily imply that THC possesses the same degree of reinforcing efficacy as cocaine. A multitude of 2 procedural parameters, including dose, reinforcement schedule (e., FI, FR, second-order) and exposure (e.

limited exposure) can influence self-administration behavior. For these reasons, among others (e., subject drug history), determination of relative reinforcement efficacy between drugs can be arduous (Balster, 1991). A subsequent extension of these studies sought to determine whether previous exposure to cocaine might have influenced results reported by Tanda et al. Thus, drug naïve squirrel monkeys were employed in a similar paradigm and THC was evaluated for its ability to maintain self-administration behavior.

Monkeys were trained to lever press (FR10; 60 s timeout) for an infusion of 4 µg/kg THC, the dose that previously maintained self-administration behavior. This dose did indeed maintain self-administration behavior, and subjects responded at a near maximal rate given the reinforcement contingencies. Once baseline responding for this dose was established, a 5 day vehicle substitution was conducted in between each assessment in the dose effect determination (1-16 µg/kg/infusion). Only 2, 4 and 8 µg/kg/infusion doses resulted in a significantly higher number of infusions per session compared to vehicle.

Although rates of responding for THC 16 µg/kg/infusion were not significantly different than vehicle responding, subjects still responded for this high dose and administered a higher cumulative quantity of THC in the high dose condition relative to all other doses tested. In sum, THC is self- administered in humans, as well as non-human primates (under certain conditions), illustrating the reinforcing efficacy of cannabinoids. The synthetic cannabinoid WIN 55,212-2, a potent full agonist (compared to the plant- derived partial agonist THC) is self-administered in rodents. Both rats (Fattore, Cossu, Martellotta, & Fratta, 2001) and mice (Martellotta, Cossu, Fattore, Gessa, & Fratta, 1998) self- administer WIN 55,212-2 in a dose-dependent manner.

Microdialysis results from rats 3 demonstrate that WIN 55,212-2 self-administration also elevates extracellular dopamine in the shell and core of the nucleus accumbens (Lecca, Cacciapaglia, Valentini, & Di Chiara, 2006). Interestingly, onset of this elevation occurs more rapidly, persists longer and at a greater magnitude in the shell than the core (Lecca et al. Under extinction conditions, however, dopamine dialysate levels remain unchanged from baseline in both regions, despite the presence of lever-pressing behavior. These microdialysis findings conducted in animals self-administering cannabinoids support the role of the nucleus accumbens shell in the reinforcing properties of drugs with abuse liability (for review, see Di Chiara, 2002).

Intoxicating properties of cannabinoid agonists The drug discrimination paradigm has been used extensively as a preclinical model for the subjective effects produced by a drug. Based on the principle that certain drugs are capable of serving as discriminative stimuli (i., the interoceptive stimuli produced by one drug can be discerned from a non-drug or other drug state), this model typically features an animal trained to make one response (e.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

David Matthew Walentiny (2011). Đặc tính kích thích phân biệt của rimonabant 3-substituent [Luận án tiến sĩ, Virginia Commonwealth University]. LuanAn.net. https://luanan.net/duoc-hoc/dac-tinh-kich-thich-phan-biet-rimonabant-3-substituent

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Đặc tính kích thích phân biệt của rimonabant 3-substituent" nghiên cứu về vấn đề gì?

Phân tích đặc tính kích thích phân biệt của rimonabant 3-substituent, làm rõ vai trò của các nhóm thế trong tương tác thụ thể cannabinoid CB1.

Luận án "Đặc tính kích thích phân biệt của rimonabant 3-substituent" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Virginia Commonwealth University. Năm bảo vệ: 2011.

Luận án "Đặc tính kích thích phân biệt của rimonabant 3-substituent" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Đặc tính kích thích phân biệt của rimonabant 3-substituent" thuộc chuyên ngành Pharmacology & Toxicology. Danh mục: Dược Học.

Luận án "Đặc tính kích thích phân biệt của rimonabant 3-substituent" có bao nhiêu trang?

Luận án "Đặc tính kích thích phân biệt của rimonabant 3-substituent" có 117 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Đặc tính kích thích phân biệt của rimonabant 3-substituent" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter