The search for new therapies for Parkinsons disease - dual target ligands of histamine H3 receptor

The aim of this Master’s thesis was to design some compounds with potential activity towards H3 histamine receptor (H3R) and monoamine oxidase B (MAO B), so called dual target ligands. Then, to evaluate their ADMET and biological activity parameters in silico and select the structures for synthesis. Next, to perform the synthesis and check the purity and identity of the obtained compounds, and to assess MAO B inhibitory activity and transfer compounds for further in vitro tests .The theoretical part presents information about Parkinson’s disease. Then, safinamide (a selective, reversible MAO B inhibitor) that is used in the treatment of this disease, was characterised. Afterwards H3R was described, especially of its functions in the body and its use in therapy and examples of known ligands of this receptor. Various examples of dual target H3R ligands were also discussed, including known antagonists/reversible agonists of H3R that inhibited also the MAO B activity.In our own research in silico evaluation of pharmacokinetic parameters of the designed structures was made using online servers: SwissADME, pkCSM and SwissTargetPrediction. On this basis, fourteen compounds were selected for synthesis. Finally, seven out of the fourteen planned compounds were obtained. The identity and purity of these compounds were examined by thin layer chromatography, hydrogen nuclear magnetic resonance spectroscopy, mass spectrometry and by measuring the melting point. Six of the obtained compounds (with the highest purity) were tested in vitro to determine their inhibitory activity of MAO B and further transferred to evaluate their H3R affinity.

Celem niniejszej pracy magisterskiej było zaprojektowanie związków o potencjalnej aktywności wobec receptora H3 histaminowego (H3R) orazmonoaminooksydazy B (MAO B), tzw. ligandów dwucelowych. Następnie ocena właściwości ich parametrów ADMET i przewidywanie aktywności biologicznej in silico oraz wybór struktur do syntezy. Dalej przeprowadzenie syntezy, ocena czystości i tożsamości otrzymanych związków, oszacowanie hamowania MAO B oraz przekazanie ich do dalszych badań in vitro.W części teoretycznej przedstawiono informacje o chorobie Parkinsona.Scharakteryzowano również safinamid (selektywny, odwracalny inhibitor MAO B), który jest stosowany w terapii tej choroby. Następnie opisano H3R, zwłaszcza pod kątem jego funkcji w organizmie i zastosowania w lecznictwie oraz podano przykłady znanych ligandów tego receptora. Omówiono również różne przykłady podwójnych ligandów H3R, między innymi znanych antagonistów/odwrotnych agonistów H3R hamujących aktywność MAO B.W ramach badań własnych dokonano oceny parametrów farmakokinetycznych zaprojektowanych struktur in silico wykorzystując dostępne online serwery: SwissADME, pkCSM i SwissTargetPrediction. Na tej podstawie wybrano czternaście związków do syntezy. Ostatecznie otrzymano siedem z czternastu zaplanowanych struktur. Tożsamość i czystość tych związków zbadano metodą chromatografii cienkowarstwowej, spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego wodoru, spektrometrii masowej oraz poprzez pomiar temperatury topnienia. Sześć spośród otrzymanych struktur (o największej czystości) poddano badaniom in vitro w celu określenia ich zdolności do hamowania aktywności MAO B oraz przekazano do badań powinowactwa wobec H3R.