RELATÓRIO DESCRITIVO
Pedido de Patente de Invenção para: "NOVOS DERIVADOS DEPORFIRINA, PARTICULARMENTE CLORINAS E/OUBACTERIOCLORINAS E AS SUAS APLICACÕES EM TERAPIAFOTODINÂMICA"
A terapia fotodinâmica (PDT) é uma técnica utilizada para tratarvários tipos de doenças, particularmente certos tipos de cânceres. Esta técnicaconsiste em marcar os tecidos patológicos com um agente fotosensibilizante, edepois induzir a destruição seletiva destes tecidos expondo-os a uma fonte de luzcom um comprimento de onda específico. Esta luz monocromática é geralmenteproduzida por um laser ou um laser de diodo.
Por agente fotosensibilizante, se entende toda a moléculasusceptível de armazenar energia luminosa, de ser ativado por ela e de ser assimresponsável por numerosas reações bioquímicas.
O agente fotosensibilizante, geralmente entre 0,1 e 0,5micromoles/kg de massa corporal, é administrado ao paciente, depois captadopelas células do organismo. A molécula fotosensibilizante se acumulapreferencialmente nas células cancerosas, mas se mantém inativa até ser expostaa uma luz de comprimento de onda apropriado. A iluminação ou irradiação dotumor com a luz ativa a molécula, que reage então com o oxigênio e forma umaespécie transitória, particularmente o oxigênio singleto. O oxigênio singleto éuma molécula muito reativa e tóxica que destrói as células cancerosas nas quais oagente fotosensibilizante é concentrado.
Um determinado tempo separa a administração do agentefotosensibilizante e a sua ativação através da luz laser. A luz laser utilizada emterapia fotodinâmica é focalizada através de uma fibra óptica e é apenas aplicadadurante alguns minutos. O médico mantém a fibra óptica nas proximidades docâncer a fim de administrar a quantidade correta de luz. Por esta razão, a terapiafotodinâmica apenas provoca pequenas lesões nas células sãs.
Durante a fase inicial de um câncer, o objetivo desta técnica podeser de eliminar totalmente o câncer e de curar o paciente, mas, numa faseavançada, o objetivo pode ser de reduzir o volume do tumor a fim de aliviar opaciente de alguns sintomas. Novas células normais substituem as célulasdestruídas pela terapia fotodinâmica, o que permite uma cicatrização rápida apóso tratamento e evita as cicatrizes geralmente pouco estéticas que podem ficarapós outras formas de ablação dos tecidos.
Mesmo os pacientes já tratados por cirurgia, radioterapia ouquimioterapia podem ser submetidos a esta técnica de maneira segura.
Como exemplo de doenças que podem ser tratadas pela terapiafotodinâmica, podemos mencionar particularmente o câncer de estômago, deintestino, dos pulmões, de mama, do útero, do esôfago, dos ovários, do pâncreas,do fígado, da bexiga, da bile, da língua , do cérebro, de pele, da tiróide, depróstata, da glândula parótida, assim como algumas doenças virais e/oumicrobianas.
A terapia fotodinâmica pode igualmente ser utilizada como meio dediagnóstico de certos tipos de cânceres. Para isso, é apenas necessário que asmoléculas fotosensibilizantes sejam fluorescentes, e, portanto, capazes de emitirluz após terem sido irradiadas.
Atualmente é conhecida a utilização de certos derivados deporfirina, particularmente a hematoporfírina, como agentes fotosensibilizantesem terapia fotodinâmica. Este agente, conhecido sob a marca Photofrin,depositado pela empresa AXCAN PHARMA INC., é uma mistura purificada dehematoporfírina. A hematoporfírina é por sua vez um derivado da hemoglobinade suínos.
Por outro lado, o Photofrin® é a única molécula fotosensibilizanteaté hoje a ter recebido autorização de comercialização em vários países e,particularmente na França, para o tratamento do câncer do esôfago.
Apesar das vantagens apresentadas pelo Photofrin® , tais como asua solubilidade em meio aquoso, um bom rendimento de formação de oxigêniosingleto e a sua facilidade de síntese, ele apresenta, contudo algunsinconvenientes.
Em primeiro lugar, o Photofrin® é ativado por uma luz de 630 nm.Ora, neste comprimento de onda, a penetração da luz nos tecidos é de apenas de5 a 10 mm, o que constitui um problema no caso de tumores mais extensos emais profundos. Além disso, este agente fotosensibilizante provoca umafotosensibilidade cutânea que dura até seis semanas após o tratamento. Por outrolado, o fato do Photofrin® ser uma mistura de várias moléculas, torna mais difícila escolha da dose necessária, tanto do agente fotosensibilizante como da luzadministrada.
Entre outros compostos em fase de estudo, denominados compostosde segunda geração, o documento WO-98/50386 descreve alguns derivados dabenzoporfírina. Estes derivados apresentam algumas vantagens em relação aoPhotofrin® pelo fato de absorverem a luz a um comprimento de onda de 690 nm e,em conseqüência, podem ser utilizados no tratamento de cânceres mais extensose mais profundos. Estes derivados apresentam por outro lado uma melhorseletividade para com as células cancerosas.
No entanto, certos problemas ligados à seletividade, à absorção daluz e à toxicidade persistem.
O objetivo da presente invenção é propor novos derivados deporfirinas, tais como particularmente clorinas e/ou bacterioclorinas, que resolvamos inconvenientes mencionados acima, particularmente no que diz respeito àacumulação preferencial nas células cancerosas, uma melhor estabilidade e umafototoxicidade mais fraca.
Um outro objetivo da presente invenção é propor um medicamentoanticanceroso e/ou antiviral e/ou antimicrobiano a fim de ser utilizado em terapiafotodinâmica.
Outros objetivos e vantagens da invenção serão mencionados nadescrição que se segue, que é dada apenas a título indicativo e que não tem comoobjetivo limitá-la.
A presente invenção diz respeito a um derivado de porfirina,particularmente clorina, de fórmula:<formula>formula see original document page 5</formula>
Fórmula (I)
na qual:
- X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, são cada um, iguais ou diferentes,selecionados a partir de átomos de halogênio e/ou átomos de hidrogênio,
- R15 R2, RJ, R4, são cada um, iguais ou diferentes, selecionados apartir dos grupos: -OH, aminoácidos, -OR e -NHR e/ou átomo de cloro, nosquais R é um grupo alquila com 1 a 12 átomos de carbono.
A presente invenção diz igualmente respeito a um derivado deporfirina, particularmente bacterioclorina, de fórmula:
<formula>formula see original document page 5</formula>
Formula (II)
na qual:
- X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, são cada um, iguais ou diferentes,selecionados a partir de átomos de halogênio e/ou átomos de hidrogênio,- R1, R2, R3, R4, são cada um, iguais ou diferentes, selecionados apartir dos grupos: -OH, aminoácidos, -OR e -NHR e/ou átomo de cloro, nosquais R é um grupo alquila com 1 a 12 átomos de carbono.
Uma das vantagens destes derivados se deve a presença do grupoclorossulfonil na molécula, como descrito na presente invenção, o que permite deintroduzir de uma maneira fácil e eficaz uma grande variedade de gruposquímicos.
A presente invenção diz igualmente respeito a um medicamentoanticanceroso e/ou antiviral e/ou antimicrobiano para utilização humana ouanimal, apresentando como princípio ativo principal um ou vários compostosdescritos na presente invenção.
A invenção tornar-se-á mais compressível através da leitura dadescrição seguinte, acompanhada pelos desenhos anexos e para os quais:
- a figura 1 representa o espectro de absorção da clorina de acordocom a fórmula (I) em solução aquosa antes (linha cheia) e depois (linhapontilhada) da irradiação da amostra pela segunda harmônica de um laserNd:YAG,
- a figura 2 representa o espectro de absorção da bacterioclorina deacordo com a fórmula (II) em solução aquosa antes (linha cheia) e depois (linhapontilhada) da irradiação da amostra pela segunda harmônica de um laserNd:YAG.
A presente invenção diz respeito, em primeiro lugar, a um derivadode porfirina, particularmente clorina, de fórmula:
<formula>formula see original document page 6</formula>
Fórmula (I)na qual:
- X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, são cada um, iguais ou diferentes,selecionados a partir de átomos de halogênio e/ou átomos de hidrogênio,
- R1, R2, R3, R4, são cada um, iguais ou diferentes, selecionados apartir dos grupos: -OH, aminoácidos, -OR e -NHR e/ou átomo de cloro, nosquais R é um grupo alquila com 1 a 12 átomos de carbono.
Uma das vantagens deste tipo de derivados se deve ao fato delesserem anfifílicos. O carácter anfifílico é essencial para que as moléculas possamatravessar a membrana celular e se acumular no interior das células.
Por molécula anfifílica, se entende toda molécula que apresentasimultaneamente um carácter hidrofílico e hidrofóbico.
Este tipo de derivados apresenta uma banda de absorção a 650 nm,como ilustrado na figura 1.
A presente invenção se refere igualmente aos derivadoscorrespondendo a fórmula (I), na qual:
-Χ,Χ,Χ,Χ,Χ,Χ,Χ,Χ, são cada um, iguais ou diferentes,selecionados a partir de átomos de halogênio e/ou átomos de hidrogênio, de talmaneira que pelo menos um dos radicais X de cada um dos pares X'/X2, X3/X4,x5/x6, x7/x82 seja um átomo de halogênio.
Uma das vantagens deste tipo particular de derivados se deve apresença de átomos de halogênio nas posições orto do grupo fenila que aumentao rendimento quântico de formação do estado tripleto, sem, no entanto diminuirsignificativamente o seu tempo de vida. Com um rendimento quântico maiselevado, o estado tripleto pode transferir a sua energia de maneira mais eficazpara o oxigênio tendo como conseqüência um rendimento de formação dooxigênio singleto mais elevado.
Por outro lado, os átomos de halogênio nas posiçõess orto do grupofenila tornam também o macrociclo tetrapirrólico mais estável e, portanto, maiseficaz para a sua utilização em terapia fotodinâmica.
Ainda de acordo com a presente invenção, e em conformidade coma fórmula (I):
- X2, X4, X6 e X8 são átomos de cloro ou átomos de flúor,- X1, X3, X5 e X7 são átomos de hidrogênio,
- R15 R2, R3, R4 são átomos de cloro.
De acordo com uma outra variante da presente invenção, e emconformidade com a fórmula (I):
- X2, X4, X6 e X8 são átomos de cloro ou átomos de flúor,
- X1, X3, X5 e X7 são átomos de hidrogênio,
- R1, R2, R3, R4 são grupos -OH.
Além disso, a presente invenção se refere aos derivados quecorrespondem a formula (I), na qual:
-X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8 são átomos de cloro,
- R1, R2, R3, R4 são átomos de cloro ou grupos -OH.
A presente invenção se refere também a um derivado de porfirina,particularmente bacterioclorina, de fórmula:
<formula>formula see original document page 8</formula>
Fórmula (II)
na qual:
- X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, são cada um, iguais ou diferentes,selecionados a partir de átomos de halogênio e/ou átomos de hidrogênio,
- R1, R2, R3, R4, são cada um, iguais ou diferentes, selecionados apartir dos grupos: -OH, aminoácidos, -OR e -NHR e/ou átomo de cloro, nosquais R é um grupo alquila com 1 a 12 átomos de carbono.
Como para o caso das clorinas descritas previamente, uma dasvantagens deste tipo de derivados se deve ao fato delas serem anfifílicas.Uma outra vantagem destes derivados, particularmente dabacterioclorina correspondente a fórmula (II), é o fato de absorver a luz na regiãodo vermelho a 750 nm, como ilustrado na figura 2. Para este comprimento deonda, os efeitos de ecrã provocados pelos tecidos humanos, particularmente pelahemoglobina, são mínimos, o que permite aumentar a "quantidade" de luz queatinge os agentes fotosensibilizantes no interior das células.
A presente invenção se refere igualmente aos derivadoscorrespondendo a fórmula (II), na qual:
- X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, são cada um, iguais ou diferentes,selecionados a partir de átomos de halogênio e/ou átomos de hidrogênio, de talmaneira que pelo menos um dos radicais X de cada um dos pares X'/X2, X3/X4,X /X , X'/X0' seja um átomo de halogênio.
Como para o caso da clorina descrita previamente, a presença deátomos de halogênio nas posições orto do grupo fenila, aumenta o rendimentoquântico de formação do estado tripleto, sem, no entanto diminuirsignificativamente o seu tempo de vida, e, por conseguinte, aumenta igualmenteo rendimento de formação do oxigênio singleto.
A presente invenção se refere igualmente a alguns derivados, deacordo com a fórmula (II), na qual:
- X2, X4, X6 e X8 são átomos de cloro ou átomos de flúor,
- X1, X3, X5 e X7 são átomos de hidrogênio,
- R1, R2, R3, R4 são átomos de cloro.
De acordo com uma outra variante da presente invenção, e emconformidade com a formula (II):
- X2, X4, X6 e X8 são átomos de cloro ou átomos de flúor,
- X1, X3, X5 e X7 são átomos de hidrogênio,
- R1, R2, R3, R4 são grupos -OH.
Além disso, a presente invenção se refere aos derivados quecorrespondem a formula (II), na qual:
- X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8 são átomos de cloro,
- R1, R2, R3, R4 são átomos de cloro ou grupos -OH.A presença de átomos de halogênio nas posições orto do grupofenila, torna igualmente o macrociclo pirrólico e os seus derivados mais estáveis.
De acordo com a presente invenção, os átomos de halogênio sãoflúor e/ou cloro e/ou bromo.
Um outro objetivo de presente invenção consiste no processo depreparação dos derivados descritos previamente compreendendo as seguintesetapas:
- uma etapa de clorossulfonação da correspondente porfirinahalogenada,
- uma etapa de redução da porfirina halogenada e clorossulfonadasa clorina e/ou sa bacterioclorina com hidrazida e na presença de bases orgânicasimpedidas,
- uma etapa de acoplamento entre o grupo clorossulfonado e asaminas e/ou aminoácidos e/ou álcoois, ou a hidrólise do cloro do grupoclorossulfonado com água.
A título de exemplo, não limitativo, a síntese química do derivadocorrespondente a fórmula (I) na qual:
- X2, X4, X6 e X8 são átomos de cloro,
- X1, X3, X5 e X7 são átomos de hidrogênio,
- R1, R2, R3, R4 são grupos -OH,foi realizada da seguinte maneira:
5,10,15,20-tetrakis(2-cloro-3-clorossulfonilfenil)porfirina (0,0658 g,6,55 χ IO"5 mol) foi dissolvida em Ν,Ν-dimetilformamida e/ou tolueno, e/oupiridina e/ou picolina (50 mL) seca e destilada previamente, e a temperatura damistura reacional foi aumentada de 50 a 150 °C. Em seguida, uma solução de p-toluenossulfonil hidrazida (5,5 χ IO"5 mol) e uma base orgânica impedida, comopor exemplo, o DABCO e/ou o DBU em DMF (5 mL) foi adicionada à misturareacional. A mistura foi deixada sob agitação a 150 0C em atmosfera denitrogênio e ao abrigo da luz. A evolução da reacção foi seguida porespectroscopia do visível até que a banda Q em 650 nm atingisse o seu máximo.
Em seguida, o solvente foi evaporado e a mistura reacional foitratada e o produto obtido foi hidrolisado com água e purificado por extraçãosolvente-solvente. Após a recristalização com uma misturametanol/diclorometano, o produto foi obtido com um rendimento de 80%.
Espectroscopia de massa (FAB), m/z: 1075 (pico central).
Vis-UV (solução tampão NaOH, KH2PO4), comprimento de ondamáximo (em nm): 414, 516, 542, 598, 649.
Rendimento quântico de fluorescência: 0,04.
Tempo de vida do estado tripleto numa solução aquosa saturada denitrogênio: 235 μ5.
Tempo de vida do estado tripleto numa solução aquosa saturada dear: 3,88 μ&.
Rendimento quântico de formação de oxigênio singleto numasolução aquosa deuterada: 0,56.
Tempo de vida do oxigênio singleto: 65 μ8 em água deuterada.
De maneira esquemática, a reação pode ser descrita como se segue:
<formula>formula see original document page 11</formula><formula>formula see original document page 12</formula>
Igualmente, a título de exemplo, não limitativo, a síntese químicado derivado correspondente a fórmula (II) na qual:
- X2, X4, X6 e X8 são átomos de cloro,
- X1, X3, X5 e X7 são átomos de hidrogênio,
- R1, R2, R3, R4 são grupos -OH,foi realizada da seguinte maneira:
5,10,15,20-tetrakis(2-cloro-3-clorossulfonilfenil)porfirina (0,0658 g,6,55 χ IO"5 mol) foi dissolvida em Ν,Ν-dimetilformamida e/ou piridina e/oupicolina (50 mL) seca e destilada previamente, e a temperatura foi aumentada de50 a 150 °C. Em seguida, uma solução de p-toluenosulfonil hidrazida (130 χ 10°mol) e DABCO em DMF (5 mL) foi adicionada à mistura reacional. A misturafoi deixada sob agitação a 150 0C em atmosfera de nitrogênio e ao abrigo da luz.A evolução da reação foi seguida por espectroscopia do visível até que a banda Qa 750 nm atingisse o seu máximo.
Em seguida, o solvente foi evaporado e a mistura reacional foitratada e o produto obtido foi hidrolisado com água para dar o produto desejadocom um rendimento de 77%.
máximo (em nm): 353, 376, 486, 518, 606, 748.
Rendimento quântico de fluorescência: 0,013.
Tempo de vida do estado tripleto numa solução aquosa saturada denitrogênio: 235 μ8.
Espectroscopia de massa (FAB), m/z: 1077 (pico central).Vis-UV (solução tampão NaOH, KH2PO4), comprimento de ondaTempo de vida do estado tripleto numa solução aquosa saturada dear: 3,88 μs.
Rendimento quântico de formação de oxigênio singleto numasolução aquosa deuterada é superior em 30%.
Tempo de vida do oxigênio singleto: 65 μ8 em água deuterada.Igualmente, de maneira esquemática, a reação pode ser descritacomo se segue:
<formula>formula see original document page 13</formula>
A 5,10,15,20-tetrakis(2-cloro-3-clorossulfonilfenil)porfirinautilizada como porfirina inicial na síntese da clorina e da bacterioclorina descritaacima, é conhecida do versado na técnica e foi descrita na literatura,particularmente no Journal of Heterocyclic Chemistry, 28: 635 (1991).
De acordo com a presente invenção, os rendimentos quânticos deformação do oxigênio singleto foram obtidos por comparação entre a intensidadede fosforescência do oxigênio singleto em um comprimento de onda de 1270 nmnuma solução contendo o agente fotosensibilizante para estudar e a intensidadede fosforescência obtida a partir de uma outra solução apresentando a mesmaabsorvância para o mesmo comprimento de onda, e contendo um agentefotosensibilizante de referência.
De acordo com a presente invenção, o agente fotosensibilizante dereferência utilizado é a raeso-tetrakis(3-sulfofenil)porfirina (TPPS) cujo valor dorendimento quântico de formação do oxigênio singleto em água deuterada é de0,64 para um pH de 7,4 (Photochem. Photobiol, 70: 391, 1999).
A presente invenção se refere igualmente a um medicamentoanticanceroso e/ou antiviral e/ou antimicrobiano para utilização humana ouanimal, apresentando como princípio ativo principal um ou mais compostos taiscomo descritos acima.
Este tipo de medicamento, utilizado particularmente em terapiafotodinâmica, pode também conter um ou vários excipientes aceitáveis do pontode vista farmacêutico.
Naturalmente, outras modalidades de realização da presenteinvenção podem ser concebidas por um versado na técnica, sem com isso sair doâmbito da invenção.