Experimental study of toxic properties of VMU-2012-05 drug – original non-nucleeside inhibitor of HIV-1 reverse transcriptase

Cover Page

Cite item

Abstract

Antiretroviral therapy is currently the main component of treatment for HIV patients. The development of new, more effective and safer drugs is an urgent task.

The aim of the research is to study the toxic properties of the finished dosage form (FDF) VMU-2012-05, a non-nucleoside reverse transcriptase inhibitor (1-[2-(2-benzoylphenoxy)ethyl]-6-methyluracil) for the HIV-1 infection treatment in single and repeated enteral administrations.

Materials and methods. The study of toxic properties in single administrations was carried out on outbred mice; the drug was administered at the limiting dose of 2000 mg/kg (by reference to the active substance). For 90 days, in repeated daily administrations, the toxic properties were studied in rats of both sexes at the doses of 0 mg/kg (placebo), 9 mg/kg (1 HTD), 45 mg/kg (5 HTD), 90 mg/kg (10 HTD). The toxic properties were also studied in rabbits of both sexes within a 28-day administration at the doses of 0 mg/kg, 4 mg/kg (1 HTD), 20 mg/kg (5 HTD), 40 mg/kg (10 HTD); the recovery period 30 days. Clinical observations and examinations, body weight registrations, physiological and clinical laboratory studies were carried out during the experiment. At the end of the administration period (50% of animals) and at the end of the recovery period, a pathological examination was performed.

Results. The LD50 of the drug is more than 2000 mg/kg. In the repeated administrations, the no observed adverse effect level (NOAEL) has been established. For rats, it is 9 mg/kg (1 HTD), for rabbits – 4 mg/kg (1 HTD). According to the results of the experiments carried out on rabbits and rats, the main target organ of the drug toxic effect is the liver. According to the data obtained in the study on rats, a toxic effect on the organs of the male reproductive system has been manifested (hypoplasia of the spermatogenic epithelium). Under the conditions of the experiment, the test drug had no effect on the gastrointestinal tract.

Conclusion. The results have manifested a favorable safety profile of the drug, not inferior to the ones of a similar pharmacological group used in clinical practice; it can be considered a promising drug candidate for the HIV-1 infection treatment.

About the authors

Valeria A. Vavilova

«Research-and manufacturing company «НОМЕ OF РНАRМАСУ» Joint Stock Company

Email: vavilova.va@doclinika.ru
ORCID iD: 0000-0002-1009-3963

pharmacologist of the 1st category of the Department of Experimental Pharmacology and Toxicology

Russian Federation, Bldg. 245, 3, Zavodskaya St., Vil. Kuzmolovsky, Vsevolozhsky Dist., Leningrad Reg., Russia, 188663

Elena V. Shekunova

«Research-and manufacturing company «НОМЕ OF РНАRМАСУ» Joint Stock Company

Email: shekunova.ev@doclinika.ru
ORCID iD: 0000-0002-2689-6891

Candidate of Sciences (Biology), Head of the Department of Experimental Pharmacology and Toxicology

Russian Federation, Bldg. 245, 3, Zavodskaya St., Vil. Kuzmolovsky, Vsevolozhsky Dist., Leningrad Reg., Russia, 188663

Ekaterina A. Jain

Moscow State University named after M.V. Lomonosov

Author for correspondence.
Email: ekaterina.korsa@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0283-8598

Postgraduate student of the Department of Pharmaceutical Chemistry, Pharmacognosy and Organization of Pharmaceutical Business, Faculty of Fundamental Medicine

Russian Federation, Bldg. 1, 27, Lomonosov Ave., Moscow, Russia, 119991

Vadim Yu. Balabanyan

Moscow State University named after M.V. Lomonosov

Email: bal.pharm@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5744-7060

Doctor of Sciences (Pharmacy), Associate Professor of the Department of Pharmaceutical Technology, Faculty of Fundamental Medicine

Russian Federation, Bldg. 1, 27, Lomonosov Ave., Moscow, Russia, 119991

Alexander A. Ozerov

Volgograd State Medical University

Email: prof_ozerov@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-4721-0959

Doctor of Sciences (Chemistry), Professor, Head of the Department of Pharmaceutical and Toxicological Chemistry

Russian Federation, 1, Pavshikh Bortsov Sq., Volgograd, Russia, 400131

Marina N. Makarova

«Research-and manufacturing company «НОМЕ OF РНАRМАСУ» Joint Stock Company

Email: makarova.mn@doclinika.ru
ORCID iD: 0000-0003-3176-6386

Doctor of Sciences (Medicine), General Director, Director of Research

Russian Federation, Bldg. 245, 3, Zavodskaya St., Vil. Kuzmolovsky, Vsevolozhsky Dist., Leningrad Reg., Russia, 188663

Valery G. Makarov

«Research-and manufacturing company «НОМЕ OF РНАRМАСУ» Joint Stock Company

Email: makarov.vg@doclinika.ru
ORCID iD: 0000-0002-2447-7888

Doctor of Sciences (Medicine), Professor, Deputy General Director

Russian Federation, Bldg. 245, 3, Zavodskaya St., Vil. Kuzmolovsky, Vsevolozhsky Dist., Leningrad Reg., Russia, 188663

References

  1. Kemnic TR, Gulick PG. HIV Antiretroviral Therapy. [Updated 2021 Jun 25]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2021 Jan. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK513308/
  2. Yoshida Y, Honma M, Kimura Y, Abe H. Structure, Synthesis and Inhibition Mechanism of Nucleoside Analogues as HIV-1 Reverse Transcriptase Inhibitors (NRTIs). ChemMedChem. 2021 Mar 3;16(5):743–66. doi: 10.1002/cmdc.202000695.
  3. Wang Y, De Clercq E, Li G. Current and emerging non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NNRTIs) for HIV-1 treatment. Expert Opin Drug Metab Toxicol. 2019 Oct;15(10):813–29. doi: 10.1080/17425255.2019.1673367.
  4. Xu W, Pu J, Su S, Hua C, Su X, Wang Q, Jiang S, Lu L. Revisiting the mechanism of enfuvirtide and designing an analog with improved fusion inhibitory activity by targeting triple sites in gp41. AIDS. 2019 Aug 1;33(10):1545–55. doi: 10.1097/QAD.0000000000002208.
  5. Voshavar C. Protease Inhibitors for the Treatment of HIV/AIDS: Recent Advances and Future Challenges. Curr Top Med Chem. 2019;19(18):1571–98. doi: 10.2174/1568026619666190619115243.
  6. López-Huertas, MR, Jiménez-Tormo L, Madrid-Elena N, Gutiérrez C, Rodríguez-Mora S, Coiras M, Alcamí J, Santiago M. The CCR5-antagonist Maraviroc reverses HIV-1 latency in vitro alone or in combination with the PKC-agonist Bryostatin-1. Sci Rep. 2017;7(1): 2385. doi: 10.1038/s41598-017-02634-y.
  7. Trivedi J, Mahajan D, Jaffe RJ, Acharya A, Mitra D, Byrareddy SN. Recent Advances in the Development of Integrase Inhibitors for HIV Treatment. Curr HIV/AIDS Rep. 2020 Feb;17(1):63–75. doi: 10.1007/s11904-019-00480-3.
  8. Blair HA. Ibalizumab: A Review in Multidrug-Resistant HIV-1 Infection. Drugs. 2020 Feb;80(2):189–96. doi: 10.1007/s40265-020-01258-3.
  9. Deeks ED. Darunavir/Cobicistat/Emtricitabine/Tenofovir Alafenamide: A Review in HIV-1 Infection. Drugs. 2018 Jul;78(10):1013–24. doi: 10.1007/s40265-018-0934-2.
  10. Eggleton JS, Nagalli S. Highly Active Antiretroviral Therapy (HAART). 2021 Jul 8. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2021.
  11. Dionne B. Key Principles of Antiretroviral Pharmacology. Infect Dis Clin North Am. 2019 Sep;33(3):787–805. doi: 10.1016/j.idc.2019.05.006.
  12. Rothenberg R, Woelfel M, Stoneburner R, Milberg J, Parker R, Truman B. Survival with the acquired immunodeficiency syndrome. Experience with 5833 cases in New York City. N Engl J Med. 1987 Nov 19;317(21):1297–302. doi: 10.1056/NEJM198711193172101.
  13. Hellinger FJ. The lifetime cost of treating a person with HIV. JAMA. 1993;270(4):474–8. doi: 10.1001/jama.1993.03510040078033.
  14. Marcus JL, Chao CR, Leyden WA, Xu L, Quesenberry CP Jr, Klein DB, Towner WJ, Horberg MA, Silverberg MJ. Narrowing the Gap in Life Expectancy Between HIV-Infected and HIV-Uninfected Individuals With Access to Care. J Acquir Immune Defic Syndr. 2016 Sep 1;73(1):39–46. doi: 10.1097/QAI.0000000000001014.
  15. Fauci AS, Marston HD. Ending the HIV-AIDS Pandemic--Follow the Science. N Engl J Med. 2015 Dec 3;373(23):2197–9. doi: 10.1056/NEJMp1502020.
  16. Wood E, Montaner JS, Bangsberg DR, Tyndall MW, Strathdee SA, O’Shaughnessy MV, Hogg RS. Expanding access to HIV antiretroviral therapy among marginalized populations in the developed world. AIDS. 2003 Nov 21;17(17):2419–27. doi: 10.1097/00002030-200311210-00003.
  17. Gupta RK, Gregson J, Parkin N, et al. HIV-1 drug resistance before initiation or re-initiation of first-line antiretroviral therapy in low-income and middle-income countries: a systematic review and meta-regression analysis. Lancet Infect Dis. 2018 Mar;18(3):346–55. doi: 10.1016/S1473-3099(17)30702-8.
  18. Tang MW, Shafer RW. HIV-1 antiretroviral resistance: scientific principles and clinical applications. Drugs. 2012 Jun 18;72(9):e1–25. doi: 10.2165/11633630-000000000-00000.
  19. Chawla A, Wang C, Patton C, Murray M, Punekar Y, de Ruiter A, Steinhart C. A Review of Long-Term Toxicity of Antiretroviral Treatment Regimens and Implications for an Aging Population. Infect Dis Ther. 2018 Jun;7(2):183–95. doi: 10.1007/s40121-018-0201-6.
  20. Eremenko NN, Gubenko AI, Zebrev AI, Lysikova IV. Sovremennye podhody v lechenii VICH-inficirovannyh bol’nyh [Modern approaches in the treatment of HIV-infected patients]. Bulletin of the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products=Vedomosti NCESMP. 2014;2:40–5. Russian
  21. Petrov VI, Ozerov AA, Luganchenko AI. Pyrimidine derivatives of benzophenone with anti-HIV-1 activity. Russian Federation Patent 2489427. 2013 Oct 08.
  22. Novikov MS, Ivanova ON, Ivanov AV, Ozerov AA, Valuev-Elliston VT, Temburnikar K, Gurskaya GV, Kochetkov SN, Pannecouque C, Balzarini J, Seley-Radtke KL. 1-[2-(2-Benzoyl- and 2-benzylphenoxy)ethyl]uracils as potent anti-HIV-1 agents. Bioorg Med Chem. 2011 Oct 1;19(19):5794–802. doi: 10.1016/j.bmc.2011.08.025.
  23. Aronin SI. VICH-infekciya: voprosy terapii [HIV infection: issues of therapy] // Kazan Medical Journal=Kazanskij medicinskij zhurnal. 2005;86(6): 433–50. Russian
  24. Creasy D, Bube A, de Rijk E, Kandori H, Kuwahara M, Masson R, Nolte T, Reams R, Regan K, Rehm S, Rogerson P, Whitney K. Proliferative and nonproliferative lesions of the rat and mouse male reproductive system. Toxicol Pathol. 2012 Aug;40(6 Suppl):40S–121S. doi: 10.1177/0192623312454337.
  25. Uehara T, Elmore SA, Szabo K. A. Esophagus and stomach. Chapter 6. Boorman’s Pathology of the Rat (Second Edition), Academic Press, 2018: 35–50. doi: 10.1016/B978-0-12-391448-4.00006-X.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1 – Section of the testis of a male rat of the group receiving the drug at a dose of 45 mg/kg, 91st day of the experiment

Download (55KB)
3. Figure 2 – Liver cross section of a male rat from the group administrated with the drug at the dose of 90 mg/kg, 91st day of the experiment

Download (54KB)
4. Figure 3 – Liver cross section of a female rat of the group administrated with the drug at the dose of 90 mg/kg, recovery period, 121st day of the experiment

Download (43KB)

Copyright (c) 2021 Vavilova V.A., Shekunova E.V., Jain E.A., Balabanyan V.Y., Ozerov A.A., Makarova M.N., Makarov V.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 

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».