Chalcone analogues as potential medicines of pathogenetic therapy of alzheimer's disease: in vitro screening

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction. Alzheimer's disease is one of the most common forms of dementia, the pathogenesis of which is based on the accumulation of β–amyloid plaques in brain structures and the development of cholinergic deficiency.

The aim of the study was to evaluate the effect of chalcone analogues on the change in acetylcholinesterase activity and the process of β-amyloid aggregation in vitro.

Material and methods. The tested compounds were six bis-substituted chalcone analogues, which were dissolved in dimethylsulfoxide during the analysis to obtain double dilutions. The effect of the studied substances on the activity of acetylcholinesterase was evaluated by the modified Ellman method. The change in the aggregation process of β-amyloid particles was determined in reaction with congo red after 3, 6 and 9 days of incubation. Based on the obtained results of the «% inhibition- concentration» relationships, the IC50 index was calculated, which was expressed in mmol/ml.

Results. In the course of the study, it was shown that the analyzed chalcone analogues inhibit the aggregation of β-amyloid particles starting from the 6th day of incubation with a maximum on the 9th day. At the same time, the compounds that showed the highest level of activity were trimethoxy-substituted substances under the codes AZBAX4 and AZBAX6, whose IC50 on the 9th day of the study was 21.4±0.928 mmol/ml and 32.4±0.456 mmol/ml, respectively. Also, a high level of anticholinesterase properties was established for these compounds with IC50 of 35.9±0.991mmol/ml and 25.1±0.261 mmol/ml, respectively. The rest of the tested compounds showed a lower level of activity.

Conclusion. The study showed that chalcone analogues under the codes AZBAX4 and AZBAX6 inhibit the activity of acetylcholinesterase and the process of aggregation of β-amyloid in vitro, which makes these compounds promising for further study in order to develop medicines for the pathogenetic treatment of Alzheimer's disease.

About the authors

D. I. Pozdnyakov

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute

Author for correspondence.
Email: pozdniackow.dmitry@yandex.ru

Ph.D. (Pharm.), Associate Professor, Head of the Department of Pharmacology with Clinical Pharmacology Course

Russian Federation, Pyatigorsk

A. A. Vikhor

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute

Email: nastyavihori@gmail.com

Student

Russian Federation, Pyatigorsk

V. M. Rukovitsina

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute

Email: rukovitcinavika@mail.ru

Ph.D. (Pharm.), Senior Lecturer, Department of Organic Chemistry

Russian Federation, Pyatigorsk

E. T. Oganesyan

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute

Email: pozdniackow.dmitry@yandex.ru

Dr.Sc. (Pharm.), Professor, Head of the Department of Organic Chemistry

Russian Federation, Pyatigorsk

A. P. Pleten

Moscow State Medical and Dental University named after A.I. Evdokimov of the Ministry of Health of the Russia

Email: pozdniackow.dmitry@yandex.ru

Dr.Sc. (Biol.), Professor of the Department of Biological Chemistry

Russian Federation, Moscow

A. A. Prokopov

Moscow State Medical and Dental University named after A.I. Evdokimov of the Ministry of Health of the Russia

Email: pozdniackow.dmitry@yandex.ru

Dr.Sc. (Chem.), Associate Professor, Head of Department of General and Bioorganic Chemistry

Russian Federation, Moscow

T. Yu. Tatarenko-Kozmina

Moscow State Medical and Dental University named after A.I. Evdokimov of the Ministry of Health of the Russia

Email: pozdniackow.dmitry@yandex.ru

Dr.Sc. (Biol.), Professor, Head of Department of Medical Biology with the Fundamentals of Cellular and Molecular Biotechnology

Russian Federation, Moscow

References

  1. Khan S., Barve K.H., Kumar M.S. Recent Advancements in Pathogenesis, Diagnostics and Treatment of Alzheimer's Disease. Curr Neuropharmacol. 2020; 18(11): 1106‒1125. doi: 10.2174/1570159X18666200528142429.
  2. Barage S.H., Sonawane K.D. Amyloid cascade hypothesis: Pathogenesis and therapeutic strategies in Alzheimer's disease. Neuropeptides. 2015; 52: 1‒18. doi: 10.1016/j.npep.2015.06.008.
  3. Brum W.S., de Bastiani M.A., Bieger A., et al. A three-range approach enhances the prognostic utility of CSF biomarkers in Alzheimer's disease. Alzheimers Dement (N Y). 2022; 8(1): e12270. Pub-lished 2022 Mar 13. doi: 10.1002/trc2.12270.
  4. Hampel H., Mesulam M.M., Cuello A.C., et al. The cholinergic system in the pathophysiology and treatment of Alzheimer's disease. Brain. 2018; 141(7): 1917‒1933. doi: 10.1093/brain/awy132.
  5. Podtelezhnikov A.A., Tanis K.Q., Nebozhyn M., et al. Molecular insights into the pathogenesis of Alzheimer's disease and its relationship to normal aging. PLoS One. 2011; 6(12): e29610. doi: 10.1371/journal.pone.0029610.
  6. Ferreira-Vieira T.H., Guimaraes IM, Silva F.R., Ribeiro F.M. Alzheimer's disease: Targeting the Cholinergic System. Curr Neuropharmacol. 2016; 14(1): 101‒115. doi: 10.2174/1570159x13666150716165726.
  7. Yu T.W., Lane H.Y., Lin C.H. Novel Therapeutic Approaches for Alzheimer's Disease: An Updated Review. Int J Mol Sci. 2021 Jul 30; 22(15): 8208. doi: 10.3390/ijms22158208. PMID: 34360973; PMCID: PMC8348485.
  8. Wang W., Zhao C., Zhu D., Gong G., Du W. Inhibition of amyloid peptide fibril formation by gold-sulfur complexes. J InorgBiochem. 2017; 171: 1‒9. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2017.02.021.
  9. Durmaz Ş., Evren A.E., Sağlık B.N., et al. Synthesis, anticholinesterase activity, molecular docking, and molecular dynamic simulation studies of 1,3,4-oxadiazole derivatives. Arch Pharm (Weinheim). 2022; 355(11): e2200294. doi: 10.1002/ardp.202200294.
  10. Thapa A., Jett S.D., Chi E.Y. Curcumin Attenuates Amyloid-β Aggregate Toxicity and Modulates Amyloid-β Aggregation Pathway. ACS Chem Neurosci. 2016; 7(1): 56‒68. doi: 10.1021/acschemneuro.5b00214.
  11. Tello-Franco V., Lozada-García M.C., Soriano-García M. Experimental and computational studies on the inhibition of acetylcholinesterase by curcumin and some of its derivatives. Curr Comput Aided Drug Des. 2013; 9(2): 289‒298. doi: 10.2174/15734099113099990007.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».