BR102020018108A2

BR102020018108A2 - Use of 1-methyl-tryptophan in the preparation of a topical formulation for the treatment of hypopigmenting diseases

Info

Publication number: BR102020018108A2
Application number: BR102020018108-4A
Authority: BR
Inventors: Maryana Stephany Ferreira Branquinho; Ana Campa; Luciana Biagini Lopes
Original assignee: Universidade De São Paulo - Usp
Priority date: 2020-09-04
Filing date: 2020-09-04
Publication date: 2022-03-22

Abstract

A presente invenção se insere no campo das doenças dermatológicas despigmentantes na pele, em particular, ao uso do composto 1-metil-triptofano (1-MT) na preparação de uma formulação tópica para tratamento de doenças hipopigmentantes.

The present invention is part of the field of depigmenting dermatological diseases of the skin, in particular, the use of the compound 1-methyl-tryptophan (1-MT) in the preparation of a topical formulation for the treatment of hypopigmenting diseases.

Description

USE OF 1-METHYL-TRYPTOPHAN IN THE PREPARATION OF A TOPICAL FORMULATION FOR THE TREATMENT OF HYPOPIGMENTING DISEASES

Field of invention:

[001] A presente invenção se insere no campo das doenças dermatológicas despigmentantes da pele, em particular, ao uso do 1-metil-triptofano (1-MT) na preparação de uma formulação tópica para tratamento de doenças hipopigmentantes.[001] The present invention is part of the field of depigmenting dermatological diseases of the skin, in particular, the use of 1-methyl-tryptophan (1-MT) in the preparation of a topical formulation for the treatment of hypopigmenting diseases.

Fundamentals of the invention:

[002] A pigmentação da pele resulta de uma série de processos celulares que acontecem nos melanócitos localizados na epiderme, bem como nos queratinócitos que mantém o pigmento na superfície da pele. Estes processos envolvem a síntese e a transferência do pigmento de melanina, a qual é responsável tanto pela cor da pele, como pela defesa fisiológica contra danos induzidos pelo sol, como queimaduras e foto-envelhecimento.[002] Skin pigmentation results from a series of cellular processes that take place in the melanocytes located in the epidermis, as well as in the keratinocytes that maintain the pigment on the surface of the skin. These processes involve the synthesis and transfer of melanin pigment, which is responsible for both skin color and physiological defense against sun-induced damage such as burns and photoaging.

[003] A presença de um pigmento quimicamente inerte na pele, chamado melanina, resulta em diferentes possíveis tonalidades, além de desempenhar um papel essencial na defesa do organismo contra os raios ultravioletas (UV).[003] The presence of a chemically inert pigment in the skin, called melanin, results in different possible shades, in addition to playing an essential role in the body's defense against ultraviolet (UV) rays.

[004] O processo de pigmentação da pele, conhecido como melanogênese, depende da síntese de melanina pelos melanócitos da epiderme, da transferência deste pigmento para os queratinócitos presentes na epiderme e da secreção de fatores pró-melanogênicos por fibroblastos que estão na derme. Esse processo envolve uma via metabólica complexa que combina reações químicas catalisadas enzimaticamente e espontâneas e que são reguladas por uma diversidade de citocinas, hormônios, fatores de crescimento e outros.[004] The process of skin pigmentation, known as melanogenesis, depends on the synthesis of melanin by the melanocytes of the epidermis, the transfer of this pigment to the keratinocytes present in the epidermis and the secretion of pro-melanogenic factors by fibroblasts that are in the dermis. This process involves a complex metabolic pathway that combines enzymatically and spontaneously catalyzed chemical reactions that are regulated by a variety of cytokines, hormones, growth factors, and others.

[005] O controle da pigmentação vai além da regulação transcricional de genes relacionados a melanogênese, bem como da regulação de hormônios e outras substâncias com atividade biológica. Ele envolve a interação de melanócitos com outras células da pele, e não apenas fibroblastos e queratinócitos, incluindo as células do sistema imunológico e a produção de citocinas por estas células.[005] Pigmentation control goes beyond the transcriptional regulation of genes related to melanogenesis, as well as the regulation of hormones and other substances with biological activity. It involves the interaction of melanocytes with other skin cells, not just fibroblasts and keratinocytes, including immune cells and the production of cytokines by these cells.

[006] Dentro do conceito de doenças da pigmentação, existem dois tipos de doença: a hiperpigmentação e a hipopigmentação. Estas doenças de pigmentação são bastante comuns e podem surgir por uma série de causas, como por exemplo, exposição excessiva ao sol, medicamentos, entre outras. Dentre as doenças hipopigmentantes encontram-se o vitiligo (doença de causa autoimune, com predisposição genética) a leucodermia (também conhecida como sardas brancas), a psoríase (doença inflamatória crônica), piebaldismo (condição genética, hereditária, que afeta a produção de melanina), nervus acrômico (sinal de nascença caracterizado por uma mancha de cor mais clara que a da pele normal), hipomelanose de Ito (síndrome neurocutânea caracterizada por manchas mais claras em relação ao tom normal da pele, provavelmente de causa genética) e similares que são doenças difíceis de serem tratadas. Juntas, por exemplo, o vitiligo e a psoríase acometem aproximadamente 5% da população mundial, sendo seus tratamentos restritos aos aspectos imunológicos e à diminuição da pigmentação em toda extensão da pele e não à recuperação de melanina propriamente dita. Elas são doenças complexas, sendo irreversíveis, de evolução e repressão imprevisíveis, além disso, cada caso tem sua particularidade, desenvolvimento e gravidade próprios, atingindo ambos os sexos e podendo surgir em qualquer fase da vida. A maioria dos tratamentos existentes visam a questão imunológica destas patologias, bem como os acometimentos sistêmicos, deixando lateralizada a questão da pigmentação em si. Por exemplo, no caso do vitiligo, o tratamento consiste no uso de corticoides e uso de filtros solares associados a terapias com radiação UV, que apesar de reduzirem a inflamação e estimular o crescimento e a reparação tecidual, não revertem a pigmentação da pele nos locais já afetados pela doença.[006] Within the concept of pigmentation disorders, there are two types of disease: hyperpigmentation and hypopigmentation. These pigmentation diseases are quite common and can arise from a number of causes, such as excessive exposure to the sun, medications, among others. Among the hypopigmenting diseases are vitiligo (an autoimmune disease with a genetic predisposition), leukoderma (also known as white freckles), psoriasis (chronic inflammatory disease), piebaldism (a genetic, hereditary condition that affects the production of melanin ), achromic nervus (birthmark characterized by a spot that is lighter in color than normal skin), hypomelanosis of Ito (neurocutaneous syndrome characterized by spots that are lighter in relation to normal skin tone, probably of genetic cause) and the like that are diseases that are difficult to treat. Together, for example, vitiligo and psoriasis affect approximately 5% of the world's population, and their treatments are restricted to immunological aspects and to the reduction of pigmentation throughout the skin and not to the recovery of melanin itself. They are complex diseases, being irreversible, of unpredictable evolution and repression, in addition, each case has its own particularity, development and severity, affecting both sexes and can arise at any stage of life. Most of the existing treatments are aimed at the immunological issue of these pathologies, as well as systemic involvement, leaving the issue of pigmentation itself lateralized. For example, in the case of vitiligo, the treatment consists of the use of corticosteroids and the use of sunscreens associated with therapies with UV radiation, which, despite reducing inflammation and stimulating tissue growth and repair, do not reverse the pigmentation of the skin in the areas already affected by the disease.

[007] Portanto, é de interesse da indústria farmacêutica e cosmética, o desenvolvimento de novos usos de compostos e/ou formulações que possam atuar na recuperação da pigmentação, promovendo uma melhora no tom e na cor da pele desses pacientes.[007] Therefore, it is of interest to the pharmaceutical and cosmetic industry, the development of new uses of compounds and/or formulations that can act in the recovery of pigmentation, promoting an improvement in the tone and color of the skin of these patients.

[008] Assim, a presente invenção vem resolver esse problema técnico através do uso do composto 1-metil-triptofano (1-MT) na preparação de uma formulação tópica para o tratamento de doenças hipopigmentantes.[008] Thus, the present invention solves this technical problem through the use of the compound 1-methyl-tryptophan (1-MT) in the preparation of a topical formulation for the treatment of hypopigmenting diseases.

State of the Technique:

[009] O 1-MT é um composto químico sintético, com atividade quiral que pode existir como isômeros destrógiro (D) e levogiro (L), descrito anteriormente como inibidor da enzima a indoleamina-2,3-dioxigenase (IDO) e, portanto, proposto anteriormente como adjuvante na terapia antineoplásica. Entretanto, não foi previsto anteriormente, a utilização de 1-MT como atuante na melanogênese da pele, como no presente caso.[009] 1-MT is a synthetic chemical compound, with chiral activity that can exist as destrorotatory (D) and levorotatory (L) isomers, previously described as an inhibitor of the enzyme indoleamine-2,3-dioxygenase (IDO) and, therefore, previously proposed as an adjunct to antineoplastic therapy. However, the use of 1-MT as an agent in skin melanogenesis was not previously predicted, as in the present case.

[0010] O documento "The expanding roles of 1-methyl- tryptophan (1-MT): in addition to inhibiting kynurenine production, 1-MT activates the sysnthesis of melatonin in skin cells" (2013) revela que 1-MT, um inibidor competitivo da enzima indoleamina-2,3-dioxigenase (IDO) e conhecido por aumentar a expressão de IDO em células cancerígenas humanas, aumenta a biossíntese da melatonina em células da pele. Porém, este documento não descreve sobre a pigmentação de pele e muito menos da relação do 1-MT com a pigmentação da pele. Não há até o momento nenhum estudo relacionando a enzima IDO com a produção de melanina. O composto melatonina, citado nesse documento, é um indol formado a partir do triptofano em diversos tipos celulares, mas classicamente na glândula pineal. Apesar dos nomes parecidos são compostos completamente distintos.[0010] The document "The expanding roles of 1-methyl-tryptophan (1-MT): in addition to inhibiting kynurenine production, 1-MT activates the sysnthesis of melatonin in skin cells" (2013) reveals that 1-MT, a competitive inhibitor of indoleamine-2,3-dioxygenase (IDO) enzyme and known to increase IDO expression in human cancer cells, increases melatonin biosynthesis in skin cells. However, this document does not describe about skin pigmentation, let alone the relationship of 1-MT with skin pigmentation. To date, there are no studies linking the IDO enzyme with melanin production. The compound melatonin, cited in this document, is an indole formed from tryptophan in several cell types, but classically in the pineal gland. Despite the similar names, they are completely different compounds.

[0011] O documento "Novel tryptophan catabolic enzyme IDO2 is the preferred biochemical target of the antitumor indoleamine 2,3-dioxygenase inhibitory compound d-1-methyl-tryptophan" (2007) e outros similares revelam o uso do 1-MT no tratamento de diversos tumores, não tendo relação nenhuma com o uso deste na pigmentação da pele como preconizado pela presente invenção.[0011] The document "Novel tryptophan catabolic enzyme IDO2 is the preferred biochemical target of the antitumor indoleamine 2,3-dioxygenase inhibitory compound d-1-methyl-tryptophan" (2007) and similar ones reveal the use of 1-MT in the treatment of several tumors, having nothing to do with its use in skin pigmentation as advocated by the present invention.

[0012] Já o documento "IFN-γ signaling maintains skin pigmentation homeostasis through regulation of melanosome maturation" (2014) demonstra o efeito do IFN-γ na regulação da pigmentação da pele, principalmente, na despigmentação da pele, não demonstrando relação alguma deste com o 1-MT e tão pouco com a enzima IDO.[0012] The document "IFN-γ signaling maintains skin pigmentation homeostasis through regulation of melanosome maturation" (2014) demonstrates the effect of IFN-γ in the regulation of skin pigmentation, mainly in skin depigmentation, showing no relationship between this with 1-MT and less with the IDO enzyme.

[0013] Ainda, o documento "Alpha-methyl-tryptophan as an inhibitor of indoleamine dioxygenase" (2013) refere-se ao composto alfa-metiltriptofano como inibidor da enzima IDO e seu uso na modulação de respostas imune e no tratamento de câncer e de infecção. O composto alfa-metiltriptofano, apesar do nome semelhante, é diferente do composto 1-MT e não carrega relação com a pigmentação da pele.[0013] Also, the document "Alpha-methyl-tryptophan as an inhibitor of indoleamine dioxygenase" (2013) refers to the compound alpha-methyl-tryptophan as an IDO enzyme inhibitor and its use in modulating immune responses and in the treatment of cancer and of infection. The alpha-methyltryptophan compound, despite its similar name, is different from the 1-MT compound and bears no relation to skin pigmentation.

[0014] Yentz S e Smith D 2018 e outros similares revelaram o uso do 1-MT como coadjuvante na terapia antineoplásica. Mais particularmente, é conhecido que o 1-MT, formulado como INDOXIMOD®, é utilizado por via oral e como adjuvante na terapia anticâncer. Diferentemente, a presente invenção trata de um novo uso do 1-MT, o qual foi revelado ter ação pigmentante da pele.[0014] Yentz S and Smith D 2018 and similar ones revealed the use of 1-MT as an adjunct in anticancer therapy. More particularly, 1-MT, formulated as INDOXIMOD®, is known to be used orally and as an adjunct in anticancer therapy. In contrast, the present invention deals with a new use of 1-MT, which was revealed to have a skin pigmentation action.

Brief description of the invention:

[0015] A presente invenção se refere ao uso do 1-metil-triptofano (1-MT) na preparação de uma formulação tópica para tratamento de doenças hipopigmentantes.[0015] The present invention relates to the use of 1-methyl-tryptophan (1-MT) in the preparation of a topical formulation for the treatment of hypopigmenting diseases.

[0016] Mais particularmente, o 1-metil-triptofano revelou ser capaz de aumentar substancialmente a produção de melanina, sem aumentar a expressão gênica da tirosinase (TYR).[0016] More particularly, 1-methyl-tryptophan has been shown to be able to substantially increase melanin production without increasing tyrosinase (TYR) gene expression.

Brief description of figures:

[0017] Para obter a completa visualização do objeto desta invenção, são apresentadas as figuras as quais se faz referências, conforme se segue.[0017] To obtain a complete visualization of the object of this invention, the figures are presented with references, as follows.

[0018] Figura 1. Produção relativa de melanina pelas células da pele na presença de indutores conhecidos (tirosina e NH4Cl) e de um inibidor (IFN-γ), bem como de 1-MT. *** P < 0.001 em relação a co-cultura. ### P < 0.001 em relação ao controle positivo.[0018] Figure 1. Relative production of melanin by skin cells in the presence of known inducers (tyrosine and NH4Cl) and an inhibitor (IFN-γ), as well as 1-MT. *** P < 0.001 in relation to co-culture. ### P < 0.001 in relation to the positive control.

[0019] Figura 2. 1-MT modulando a melanogênese, em que houve um aumento na produção relativa de melanina pelas células da pele na presença ou não de IFN-y.[0019] Figure 2. 1-MT modulating melanogenesis, in which there was an increase in the relative production of melanin by skin cells in the presence or absence of IFN-y.

[0020] Figura 3. O efeito de 1-MT sobre a pigmentação não ocorre via indução de TYR. Expressão gênica da enzima TYR nos tempos de 8, 24, 48 e 72 horas na presença ou não de 1-MT 220 μg/mL em células da pele humana.[0020] Figure 3. The effect of 1-MT on pigmentation does not occur via TYR induction. Gene expression of the TYR enzyme at 8, 24, 48 and 72 hours in the presence or absence of 1-MT 220 μg/mL in human skin cells.

[0021] Figura 4. Produção relativa de melanina pelas células murinas B16-F10 na presença de 220 μg/mL de 1-DL-MT, 1-L-MT e 1-D-MT, após 48 horas de incubação. *** P < 0.001 em relação ao controle.[0021] Figure 4. Relative production of melanin by murine B16-F10 cells in the presence of 220 μg/mL of 1-DL-MT, 1-L-MT and 1-D-MT, after 48 hours of incubation. *** P < 0.001 in relation to the control.

Detailed description of the invention:

[0022] A presente invenção refere-se ao uso do 1-metil-triptofano (1-MT) na preparação de uma formulação tópica para o tratamento de doenças hipopigmentantes na pele.[0022] The present invention relates to the use of 1-methyl-tryptophan (1-MT) in the preparation of a topical formulation for the treatment of hypopigmenting skin diseases.

[0023] Para o propósito da presente invenção, o termo "pele" inclui a pele da face e/ou do corpo.[0023] For the purpose of the present invention, the term "skin" includes the skin of the face and/or body.

[0024] o composto 1-metil-triptofano (1-MT) está presente em uma concentração efetiva para o tratamento de doenças hipopigmentantes. A concentração de 1-metil-triptofano (1-MT) efetiva da presente invenção varia de 0,001% a 20% (p/p) em relação ao peso total da composição, preferencialmente entre 0,025 a 2,5 mg/ml.[0024] The compound 1-methyl-tryptophan (1-MT) is present in an effective concentration for the treatment of hypopigmenting diseases. The effective concentration of 1-methyl-tryptophan (1-MT) of the present invention varies from 0.001% to 20% (w/w) in relation to the total weight of the composition, preferably between 0.025 to 2.5 mg/ml.

[0025] Durante os estudos, verificou-se que com a concentração de 220 μg/mL, o 1-MT foi capaz de aumentar em mais de 2,5 vezes a produção de melanina sozinho, e nem mesmo a presença do IFN-y (inibidor da pigmentação) foi capaz de reverter esse efeito como será demonstrado adiante.[0025] During the studies, it was found that with the concentration of 220 μg/mL, 1-MT was able to increase by more than 2.5 times the production of melanin alone, and not even the presence of IFN-y (pigmentation inhibitor) was able to reverse this effect as will be shown below.

[0026] Em adição, o uso do 1-MT na preparação de uma formulação tópica para o tratamento de doenças hipopigmentantes da pele, onde a formulação citada compreende uma quantidade efetiva do 1-MT bem como um ou mais excipientes farmaceuticamente aceitável, como por exemplo polietilenoglicol e polissorbato. A formulação para administração tópica pode estar na forma de gel, solução, emulsão, loção, creme, pomada, suspensão, aerossol, spray, xampu, emplasto, filme, adesivo, pó. A formulação poderá compreender o ativo 1-MT isolado ou combinado com outros princípios ativos.[0026] In addition, the use of 1-MT in the preparation of a topical formulation for the treatment of hypopigmenting skin conditions, wherein said formulation comprises an effective amount of 1-MT as well as one or more pharmaceutically acceptable excipients, as per example polyethylene glycol and polysorbate. The formulation for topical administration may be in the form of a gel, solution, emulsion, lotion, cream, ointment, suspension, aerosol, spray, shampoo, plaster, film, patch, powder. The formulation may comprise the active 1-MT alone or in combination with other active principles.

Examples:

[0027] Os exemplos que serão fornecidos a seguir são meramente ilustrativos da concretização da invenção, e não devem ser considerados como limitativos dos direitos dos inventores, que somente devem ser considerados em relação às reivindicações anexas.[0027] The examples that will be provided below are merely illustrative of the embodiment of the invention, and should not be considered as limiting the rights of the inventors, which should only be considered in relation to the appended claims.

Example 1:

[0028] Foi realizada inicialmente a padronização de modelo in vitro para acompanhamento da melanogênese.[0028] The standardization of an in vitro model was initially performed to monitor melanogenesis.

[0029] O mesmo foi definido como modelo 2D de pigmentação, construído a partir da co-cultura primária de melanócitos e queratinócitos humanos na proporção 1:1, na presença de 0,25 mM de tirosina e 5 mM de NH4Cl por 5 dias. Chamamos esta condição de controle positivo da melanogênese, e a condição onde temos a co-cultura entre as células, mas não temos adição de tirosina e NH4Cl, será chamada apenas de co-cultura. Para o controle negativo, utilizamos a adição de IFN-γ (50 ng/mL) concomitantemente ao tratamento com tirosina e NH4Cl.[0029] It was defined as a 2D model of pigmentation, constructed from the primary co-culture of human melanocytes and keratinocytes in a 1:1 ratio, in the presence of 0.25 mM tyrosine and 5 mM NH4Cl for 5 days. We call this condition the positive control of melanogenesis, and the condition where we have co-culture between cells, but no addition of tyrosine and NH4Cl, will just be called co-culture. For the negative control, we used the addition of IFN-γ (50 ng/mL) concomitantly with the treatment with tyrosine and NH4Cl.

[0030] Ao utilizar os modelos 2D de co-culturas entre melanócitos e queratinócitos descritos acima, o 1-MT, a uma concentração de 220 μg/mL, foi capaz de aumentar a produção de melanina com maior intensidade que o controle positivo com tirosina e NH4Cl (Figura 1).[0030] By using the 2D models of co-cultures between melanocytes and keratinocytes described above, 1-MT, at a concentration of 220 μg/mL, was able to increase melanin production with greater intensity than the positive control with tyrosine and NH4Cl (Figure 1).

[0031] Mais particularmente, o 1-MT foi capaz de aumentar a produção de melanina em aproximadamente 2,5 vezes. Esse aumento foi maior que o resultado da indução da pigmentação pelos estímulos da tirosina + NH4Cl (Figuras 1a e 1b). Ainda, o 1-MT foi capaz de sozinho induzir a pigmentação e nem mesmo a presença do IFN-γ reverteu este efeito (Figura 2).[0031] More particularly, 1-MT was able to increase melanin production by approximately 2.5-fold. This increase was greater than the result of pigmentation induction by tyrosine + NH4Cl stimuli (Figures 1a and 1b). Furthermore, 1-MT alone was able to induce pigmentation and not even the presence of IFN-γ reversed this effect (Figure 2).

Example 2:

[0032] Nestes mesmos modelos descritos acima, a indução da principal enzima envolvida na pigmentação, a tirosinase (TYR) foi avaliada. Na presença de 1-MT a uma concentração de 220 μg/mL, não houve aumento da sua expressão gênica em nenhum dos tempos estudados e sim diminuição desta nos tempos finais do experimento (Figura 3).[0032] In these same models described above, the induction of the main enzyme involved in pigmentation, tyrosinase (TYR) was evaluated. In the presence of 1-MT at a concentration of 220 μg/mL, there was no increase in its gene expression at any of the times studied, but a decrease in it at the end of the experiment (Figure 3).

Example 3:

[0033] Em células murinas usadas comumente como modelos de pigmentação, foram testadas soluções do composto 1-MT a uma concentração de 220 μg/mL. Nos resultados foi observado um aumento de aproximadamente 1,5x na concentração de melanina quando comparado ao controle sem estímulos (Figura 4).[0033] In murine cells commonly used as pigmentation models, solutions of compound 1-MT were tested at a concentration of 220 μg/mL. In the results, an increase of approximately 1.5x in the melanin concentration was observed when compared to the control without stimuli (Figure 4).

[0034] Em adição às vantagens acima apresentadas, embora a invenção tenha sido amplamente descrita, é óbvio para aqueles versados na técnica que várias alterações e modificações podem ser feitas sem que as referidas alterações não estejam cobertas pelo escopo da invenção.[0034] In addition to the advantages presented above, although the invention has been widely described, it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without said changes falling outside the scope of the invention.

Claims

Use of the compound 1-methyl-tryptophan (1-MT), characterized by the fact that it is in the preparation of a topical formulation for the treatment of hypopigmenting diseases.

Use according to claim 1, characterized in that it comprises 1-methyl-tryptophan (1-MT) in the concentration range from 0.001% to 20% (w/w) in relation to the total weight of the composition.

Use according to claim 1, characterized in that 1-MT increases skin pigmentation without increasing tyrosinase gene expression (TYR).

Use according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the topical formulation is selected from the group comprising creams, lotions, ointments, gels and pastes, suspension, aerosol, spray, shampoo, plaster, film, adhesive and dust.

Use, according to claim 6, characterized in that said formulations comprise the 1-MT compound alone or in combination with other pharmaceutically acceptable active principles and excipients.

Use according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the hypopigmenting diseases are selected from the group comprising leukoderma vitiligo, psoriasis, piebaldism, achromic nervus and hypomelanosis of Itio.