Lovastatin (Dansk)

Compactin og lovastatin, naturlige produkter med en stærk hæmmende virkning på HMG-CoA-reduktase, blev opdaget i 1970’erne og taget i klinisk udvikling som potentielle lægemidler til at sænke LDL-kolesterol .

I 1982 blev der foretaget nogle små kliniske undersøgelser af lovastatin, et polyketidafledt naturprodukt isoleret fra Aspergillus terreus, hos meget højrisikopatienter, hvor der blev observeret dramatiske reduktioner i LDL-kolesterol, med meget få bivirkninger. Efter at de yderligere dyresikkerhedsundersøgelser med lovastatin afslørede ingen toksicitet af den type, der antages at være forbundet med compactin, fortsatte kliniske undersøgelser.

Forsøg i stor skala bekræftede effektiviteten af lovastatin. Den observerede tolerabilitet fortsatte med at være fremragende, og lovastatin blev godkendt af den amerikanske FDA i 1987. Det var den første statin, der blev godkendt af FDA.

I 1998 placerede FDA et forbud mod salg af kosttilskud afledt fra rød gærris, der naturligt indeholder lovastatin, idet de hævder, at produkter, der indeholder receptpligtige stoffer, kræver lægemiddelgodkendelse. Dommer Dale A. Kimball fra USAs distriktsret for distriktet i Utah indgav et indlæg fra Cholestins producent, Pharmanex, om at agenturets forbud var ulovligt i henhold til loven om kosttilskud fra 1994, fordi produktet blev markedsført som et kosttilskud, ikke et lægemiddel.

Målet er at nedsætte overskydende niveauer af kolesterol til en mængde, der er i overensstemmelse med opretholdelse af normal kropsfunktion. Kolesterol biosyntetiseres i en række på mere end 25 separate enzymatiske reaktioner, der oprindeligt involverer tre på hinanden følgende kondensationer af acetyl-CoA-enheder til dannelse af seks-carbonforbindelsen 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzym A (HMG CoA). Dette reduceres til mevalonat og omdannes derefter i en række reaktioner på de isoprener, der er byggesten af squalen, den umiddelbare forløber for steroler, som cykliserer til lanosterol (en methyleret sterol) og yderligere metaboliseres til cholesterol. Et antal tidlige forsøg på at blokere syntesen af kolesterol resulterede i midler, der inhiberede sent i den biosyntetiske vej mellem lanosterol og kolesterol. Et stort hastighedsbegrænsende trin i vejen er på niveauet for det mikrosomale enzym, der katalyserer omdannelsen af HMG CoA til mevalonsyre, og det er blevet betragtet som et primært mål for farmakologisk intervention i flere år.

HMG CoA-reduktase forekommer tidligt i den biosyntetiske vej og er blandt de første forpligtede trin til kolesterolformulering. Inhibering af dette enzym kan føre til ophobning af HMG CoA, et vandopløseligt mellemprodukt, som derefter er i stand til let at blive metaboliseret til enklere molekyler. Denne hæmning af reduktase ville føre til ophobning af lipofyliske mellemprodukter med en formel sterolring.

Lovastatin var den første specifikke hæmmer af HMG CoA-reduktase, der fik godkendelse til behandling af hyperkolesterolæmi. Det første gennembrud i bestræbelserne på at finde en potent, specifik, konkurrencedygtig hæmmer af HMG CoA-reduktase opstod i 1976, da Endo et al. rapporterede opdagelsen af mevastatin, en meget funktionaliseret svampemetabolit, isoleret fra kulturer af Penicillium citrium.

BiosynteseEdit

Biosyntese af lovastatin forekommer via en iterativ type I polyketidsyntase (PKS) vej. De seks gener, der koder for enzymer, der er essentielle for biosyntese af lovastatin, er lovB, lovC, lovA, lovD, lovG og lovF. Syntesen af dihydromonacolin L kræver i alt 9-malonyl Coa. Det fortsætter i PKS-stien, indtil det når (E) et hexaketid, hvor det gennemgår en Diels-Ald-cycloaddition for at danne de smeltede ringe. Efter cyklisering fortsætter den gennem PKS-stien, indtil den når (I) en nonaketide, som derefter gennemgår frigivelse fra LovB gennem thioesterasen kodet af LovG. Dihydromonacolin L, (J) gennemgår derefter oxidation og dehydrering via en cytochrom P450 oxygenase kodet af LovA for at opnå monacolin J, (L).

MT-domænet fra lovB er aktivt i omdannelsen af (B) til (C), når det overfører en methylgruppe fra S-adenosyl-L-methionin (SAM) til tetraketidet (C). På grund af det faktum, at LovB indeholder et inaktivt ER-domæne, kræves LovC i specifikke trin for at opnå fuldt reducerede produkter. Domæneorganisationen for LovB, LovC, LovG og LovF er vist i figur 2. Det inaktive ER-domæne for lovB er vist med en oval, og hvor LovC fungerer i trans til LovB, vises med en rød boks.

I en parallel vej syntetiseres diketidsidekæden af lovastatin af et andet stærkt reducerende type I polyketidsyntaseenzym kodet af LovF. Til sidst er sidekæden, 2-methylbutyrat (M) bundet kovalent til C-8-hydroxygruppe af monacolin J (L) ved hjælp af en transesterase kodet af LovD til dannelse af lovastatin.

En stor del af arbejdet med syntesen af lovastatin blev udført af M. Hirama i 1980’erne. Hirama syntetiserede compactin og brugte et af mellemprodukterne til at følge en anden vej for at komme til lovastatin. Den syntetiske sekvens er vist i nedenstående skemaer. Y-lactonen blev syntetiseret ved anvendelse af Yamada-metodologi startende med glutaminsyre. Lactonåbning blev udført ved anvendelse af lithiummethoxid i methanol og derefter silylering til opnåelse af en adskillelig blanding af udgangslactonen og silyletheren. Silyletheren ved hydrogenolyse efterfulgt af Collins-oxidation gav aldehydet. Stereoselektiv fremstilling af (E, E)-dien blev udført ved tilsætning af trans-crotylphenylsulfonanion efterfulgt af quenching med Ac20 og efterfølgende reduktiv eliminering af sulfonacetat. Kondensering af dette med lithiumanion af dimethylmethylphosphonat gav forbindelse 1. Forbindelse 2 blev syntetiseret som vist i skemaet i den syntetiske procedure. Forbindelser 1 og 2 blev derefter kombineret under anvendelse af 1,3 ækv. Natriumhydrid i THF efterfulgt af tilbagesvaling i chlorbenzen i 82 timer under nitrogen for at få enonen 3.

Enkle organiske reaktioner blev anvendt til at komme til lovastatin som vist i skemaet.

• Kolesterol biosyntetisk vej

• HMG CoA reduktasereaktion

• Biosyntese under anvendelse af Diels-Alder-katalyseret cyklisering

• Biosyntese under anvendelse af bred specifik acyltransferase

• Syntese af forbindelser 1 og 2

• Komplet lovastatinsyntese