BRPI1100248A2 - Deazapurinas, processo de preparo, composições farmacêuticas compreendendo deazapurinas e seu uso em osteoporose e/ou perda óssea - Google Patents

Abstract

Deazapurinas, Processo de Preparo, Composições Farmacêuticas Compreendendo Deazapurinas e seu Uso em Osteoporose e/ou Perda Óssea A presente invenção descreve derivados de 9-deazapurina e composições farmacêuticas compreendendo os mesmos, úteis no tratamento da osteoporose e/ou perda óssea, doença periodontal, processos inflamatórios da polpa dental e das regiões periapicais e processos inflamatórios vasculares como aterosclerose e das articulações como a artrite reumatóide. Descreve ainda processos para sua produção e manufatura de medicamentos compreendendo tais derivados.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção

Deazapurinas1 Processo de Preparo, Composições Farmacêuticas Compreendendo Deazapurinas e seu Uso em Osteoporose e/ou Perda Óssea

Campo da Invenção

A presente invenção descreve derivados de 9-deazapurina e composições farmacêuticas compreendendo os mesmos, úteis no tratamento da osteoporose e/ou perda óssea.

Descreve ainda processos para sua produção e manufatura de medicamentos compreendendo tais derivados.

Antecedentes da Invenção

Doenças crônico degenerativas constituem um grave problema de saúde pública, afetando a qualidade de vida milhões de pessoas no mundo. A partir desse fato, o desenvolvimento de fármacos e abordagens terapêuticas que permitam o controle dos fenômenos biológicos envolvidos na patogênese dos processos inflamatórios/imunes são avidamente buscados. Várias dessas alterações mediadas por respostas inflamatórias e imunes têm como conseqüência a perda tecido ósseo. Além destas, alterações hormonais também são capazes produzir mudanças na resposta dos tecidos duros levando a doenças como a osteoporose.

Inibidores potentes de PNPs são em sua grande maioria análogos estruturais de nucleosídeos, com modificações da base e/ou da pentose, assim como a substituição desta última por outros grupos cíclicos e acíclicos. As primeiras mudanças estruturais somente consideraram o estado fundamental para o desenvolvimento de novos inibidores obtendo valores de IC50 entre 0,75nM a 5nM para PNP de eritrócitos de humanos, ratos e camundongos (Bzowska A . et al, 2000).

A molécula mais promissora foi 9-(3-piridinil-metil)-9-deazaGua (BCX-34, Fig 1) que é um candidate potencial para o tratamento da proliferação desordenada de células T humanas (Bantia S. et. al, 1996). No entanto, os inibidores mais potentes foram desenhados de extensos estudos de efeito isotopico cinético do estado de transição da reação de fosforólise de inosina realizados por Schramm e colaboradores (Kline PC. et ai, 1992).

Pode-se dizer que eles deram início ao desenho racional de potentes

inibidores de PNPs. Os primeiros inibidores do estado de transição foram derivados de (1 S)-1 -(9-deazahipoxanthin-9-il)-1,4-dideoxi-1,4-imino-D-ribitol (immucillin-H, Fig. 1) e apresentaram valores de IC50 de 0,48 nM - 1,57 nM em hospedeiros mamífero, incluindo camundongos, macacos e humanos e foi posteriormente demonstrada sua eficácia para imunosupressão seletiva de células-T, com estudos clínicos em andamento (Bantia S. et. al, 2002). Também foi demonstrado que o mecanismo de inibição é lento, com uma ligação forte, com constants de dissociação de equilíbrio (Kd) na faixa de pM (23-72pM) (Miles KW. et. al, 1998). Uma vez conhecidas as estruturas do estado de transição da reação de

fosforólise catalizada por PNP a imucilina de segunda geração foi sintetizada com Kd=8,5 pM (DADMe-lmm-H, Fig. 1). As mudanças estruturais foram o átomo de nitrogênio por um carbono anomérico, o oxigênio do anel por um grupo metileno. A ponte 9-metileno serviu para colocar o nitrogênio catiônico N1' próximo à posição C1 ribosil no estado de transição e o grupo 2'-hidroxi foi removido para proporcionar estabilidade química (Evans GB. et. Al, 2003). Isto foi demonstrado por uma síntese escalável de DADMe-Imm-H (Kamath, VP. et al 2009).

Em 2006, buscando simplificar os análogos de imucilin, Corelli e colaboradores (Semeraro, T. et al, 2006) sintetizaram uma série de análogos acíclicos da imucilin (SA-lmm-H, Ki= 2.5 nM, Fig. 1) que possuíam uma constante de dissociação similar à primeira geração de inibidores da PNP humana. Esses derivados acíclicos tornaram a síntese fácil e viável economicamente, fundamental para scale-up industrial. Assim, a série de imucilin acíclicas foi aumentada e sua estrutura mais ativa foi DATMe-Imm-H (Fig. 1). Eles foram chamados de inibidores de PNP de Terceira geração, com Kd=8,6 pM (Clinch, K. et al 2009).

Recentemente foi proposta uma quarte geração de análogos de estado de transição (Ho, MC. et al 2010), sendo os mais ativos SerMe-Imm—H com Kd=5.2 pM (Fig. 1). Foi verificado por estudos de titulação isotérmica calorimétrica que as imucilinas conformacionalmente flexíveis reduzem a deficiência do sistema entrópico (Edwards, AA. et al 2009). Esse inibidor é aquiral, reduzindo assim a dificuldade sintética para uma larga escala. No que diz respeito à PNP de M. Tuberculosis onde somente derivados

foram avaliados, ImmH e DADMe-ImmH com constantes de dissociação de 650 e 42 pM respectivamente (Lewandowicz, A. et al, 2003). De acordo com Schramm e colaboradores, se compararmos os estados de transição e especificidade de substrato de vários PNPs sera possível desenhar inibidores específicos para species para uso como agentes terapêuticos (Ringia, EAT. et al, 2005). Isto parece verdade quando comparamos o Ki de PNP humano (56 pM) e PNP de M. tuberculosis (650 pM). No entanto para a segunda geração de imucilin (DADMe-ImmH) a diferença não é tão grande: 16 pM para humana e 42 ρM para M. Tuberculosis. Bantia S, Miller PJ, Parker CD, Ananth SL, Horn LL, Babu YS, et al.

Comparison of in vivo efficacy of BCX-1777 and cyclosporin in xenogeneic graft-vs.-host disease: the role of dGTP in antiproliferative action of BCX-1777. International Immunopharmacology. 2002;2(7):913-23.

Bantia S, Montgomery JA, Johnson HG, Walsh GM. In vivo and in vitro pharmacologic activity of the purine nucleoside phosphorylase inhibitor BCX-34: The role of GTP and dGTP. Immunopharmacology. 1996;35(1):53-63.

Bzowska A, Kulikowska E, Shugar D. Purine nucleoside phosphorylases: properties, functions, and clinicai aspects. Pharmacology & Therapeutics. 2000;88(3):349-425.

Clinch K, Evans GB, Frohlich RFG, Furneaux RH, Kelly PM, Legentil L,

et al. Third-Generation Immucillins: Syntheses and Bioactivities of Acyclic Immucillin Inhibitors of Human Purine Nucleoside Phosphorylase. Journal of Medicinal Chemistry. 2009;52(4):1126-43.

Edwards AA1 Mason JM1 Clineh K, Tyler PC, Evans GB, Sehramm VL. Altered Enthalpy-Entropy Compensation in Pieomolar Transition State Analogues of Human Purine Nueleoside Phosphorylase. Biochemistry. 2009;48(23):5226-38.

Evans GB, Furneaux RH, Lewandowiez A, Sehramm VL, Tyler PC. Synthesis of second-generation transition state analogues of human purine nucleoside phosphorylase. Journal of Medicinal Chemistry. [Article], 2003 Nov;46(24):5271-6.

Ho MC, Shi W, Rinaldo-Matthis A, Tyler PC, Evans GB, Clinch K, et al. Four generations of transition-state analogues for human purine nucleoside phosphorylase. Proc Natl Acad Sci USA. 2010; 107(11):4805-12. Epub 2010 Mar 8.

Kamath VP, Juarez-Brambila JJ, Morris CB, Winslow CD, Morris PE.

Development of a Practical Synthesis of a Purine Nucleoside Phosphorylase Inhibitor: BCX-4208. Organic Process Research & Development. 2009;13(5):928-32.

Kline PC, Schramm VL. Purine Nucleoside Phosphorylase - Inosine Hydrolysis, Tight-Binding of the Hypoxanthine Intermediate, and 3rd-The-Sites Reactivity. Biochemistry. 1992;31(26):5964-73.

Lewandowicz A, Shi WX, Evans GB, Tyler PC, Furneaux RH, Basso LA, et al. Over-the-barrier transition state analogues and crystal structure with Mycobacterium tuberculosis purine nucleoside phosphorylase. Biochemistry. 2003;42(20):6057-66.

Miles RW, Tyler PC, Furneaux RH, Bagdassarian CK, Schramm VL. One-third-the-sites transition-state inhibitors for purine nucleoside phosphorylase. Biochemistry. 1998;37(24):8615-21.

Ringia EAT, Schramm VL. Transition states and inhibitors of the purine nucleoside phosphorylase family. Current Topics in Medicinal Chemistry. 2005;5(13): 1237-58. Semeraro Τ, Lossani Α, Botta Μ, Ghiron C, Alvarez R, Manetti F1 et al. Simplified analogues of immucillin-G retain potent human purine nucleoside phosphorylase inhibitory activity. Journal of Medicinal Chemistry. 2006;49(20):6037-45.

A Iiterature patentária compreende diversos documentos relacionados a deazapurina e seus derivados, e podemos citar como exemplos o WO 2007/125325, WO 2006/027365; US 7338964, WO 98/02161; WO 2001/002399, WO 2007/125321 e US 7553839.

O 9-deazapurina é uma estrutura que foi sintetizada como um análogo do estado de transição da enzima Purina Nucleosídeo Fosforilase (PNP). Esta última age catalizando a fosforólise reversível de nucleosídeos purínicos como deoxinosina e deoxiguanosina originando suas respectivas bases e deoxiribose-1-fosfato. Trata-se de uma enzima envolvida na rota de salvamento de purinas em mamíferos, onde a inosina e a guanosina derivadas diretamente da hidrólise de ribonucleotídeos e 2'-deoxiguanosina derivada da degradação do DNA são substratos. Assim, tem sido demonstrado que inúmeros processos mediados por respostas imunes, principalmente aquelas ligadas a linfócitos T- CD4+, parecem estar particularmente associados a ativação desta enzima.

Após analise detalhadas das estruturas químicas mencionadas nos documentos citados acima, pode-se perceber que os derivados 9-deazapurina propostos nessa invenção com aplicação para osteoporose são inéditos.

Sumário da Invenção

Em um primeiro aspecto, a presente invenção proporciona derivados de 9-deazapurinas úteis no tratamento da osteoporose e perda óssea causada por processos inflamatórios e/ou imunes.

É um objeto da presente invenção derivados de 9-deazapurina de acordo com a fórmula geral (I): N R1 (|)

onde:

R1 é CH2N(R2OH)2; e

R2 é C1-C4 alquil.

É um adicional objeto da presente invenção um processo para a síntese

dos derivados de 9-deazapurina compreendendo as etapas de:

a) adição de 4H-Pirrolo[3,2-d]pirimidin-4-ona, 3,5-dihidro- e formaideído aquoso sobre uma solução de uma amina de fórmula NH(R2OH)2;

b) agitação e tratamento com carvão ativo; e c) purificação do material.

É um adicional objeto da presente invenção um método de tratamento de osteoporose e perda óssea compreendendo a administração de um derivado de 9-deazapurina ou de uma composição compreendendo tal derivado a um paciente humano e/ou animal. É um adicional objeto da presente invenção uma composição

farmacêutica compreendendo um derivado de 9-deazapurina em um veículo farmaceuticamente aceitável.

É um adicional objeto da presente invenção o uso de um derivado de 9- deazapurina na manufatura de um medicamento para o tratamento da osteoporose e perda óssea.

Esses e outros objetos da presente invenção serão melhor compreendidos pela descrição detalhada a seguir.

Breve Descrição das Figuras

Figura 1 - Estrutura química de inibidores de PNP.

Figura 2 - Distância JAC à crista (pm) de solução controle, salina e contendo deazapurinas. Descrição Detalhada da Invenção

Os exemplos aqui descritos têm o intuito de serem apenas ilustrativos, não devendo ser encarados de forma a restringir os inúmeros meios de se realizar a invenção.

Do ponto de vista de mecanismos celulares, a presente invenção age

sobre processos ligados a inflamação e resposta imune desencadeadas por bactérias, seus produtos ou hormônios com efeitos sobre o metabolismo ósseo.

Derivados de 9-deazapurina

Os derivados de 9-deazapurina da presente invenção possuem estrutura de acordo com a fórmula geral (I):

o

onde:

R1 é CH2N(R2OH)2; e R2 é, independentemente, CrC4 alquil; Preferencialmente, ambos R2 são etil.

Processo de Produção dos Derivados

A obtenção dos derivados descritos na presente invenção foi a partir de um processo baseado no Semeraro et al (J. Med. Chem. 2006, 49, 6037-6045), com modificações. Tal processo compreende as etapas de: a) adição de 4H-Pirrolo[3,2-d]pirimidin-4-ona, 3,5-dihidro- e formaldeído

aquoso sobre uma solução de uma amina de fórmula NH(R2OH)2;

b) agitação e tratamento com carvão ativo; e

c) purificação do material.

Em uma realização preferencial, a purificação da etapa c) compreende passos de filtração, remoção de voláteis e outros processos conhecidos do estado da técnica. 10

Composição Farmacêutica

A composição farmacêutica da presente invenção é uma composição que compreende um derivado de 9-deazapurina de fórmula geral (I):

rMd

onde:

R1 é CH2N(R2OH)2; e

R2 é, independentemente, CrC4 alquil; em um veículo farmaceuticamente aceitável.

Tal composição é útil no tratemento e prevenção de osteoporose, doença periodontal (periodontites crônicas, agressivas e associadas a alterações sistêmicas), artrite, fibrose cística, doença cardiovascular e doenças crônicas renais.

Exemplo 1 - Síntese do 9-deazo01 (4H-Pirrolo[3,2-d]pirimidin-4-ona,7- [[bis(2-hidroxiethil)amino]methil]-3,5-dihidro)

Sobre uma solução de dietanolamina (315 mg, 3 mmol) e ácido acético glacial (171 μΙ_, 3 mmol) em água (8 mL) foram adicionados seqüencialmente de 4H-Pirrolo[3,2-d]pirimidin-4-ona, 3,5-dihidro- (200 mg, 1,48 mmol) e formaldeído aquoso 37% (225 μΙ_, 3 mmol). A seguir a mistura foi agitada à 95°C por 16-18 horas, então tratada com carvão ativo. Depois de filtrada, a mistura reacional foi submetida á pressão reduzida para remover os voláteis. A purificação foi por cromatografia em coluna de silicagel (EtOH/CHCI3/NH4OH, 8:2:0,2) rendendo o 9-Deazo01 com um rendimento de 20 -25%. O produto foi caracterizando por RMN-H, FT-IR e espectrometria de massa confirmando sua estrutura.

Exemplo 2 O emprego em modelos de doença inflamatória óssea indica que seu uso permite a interrupção de processos biológicos que dependem de resposta inflamatória/imune, bloqueando rotas de sinalização que levam ativação e diferenciação de células precursoras de osteoclastos. Como resultado, observa- se surpreendentemente o bloqueio da perda óssea.

Em um modelo de doença inflamatória óssea em ratos, induzida por ligaduras e lipopolissacarídeo bacteriano, foi possível observar o total bloqueio da perda óssea comparativamente a animais controle não tratados com o 9- deazapurina (figura 2) Assim, nossos ensaios demonstram que os derivados do 9-dezapurina

agem sobre linfócitos e células de linhagem inflamatória reduzindo sua capacidade de produzir e secretar RANKL (Receptor Activator of NFkB) e TNFa, com efeitos diretos sobre o fator de transcrição NFkB1 componentes fundamentais no processo de regulação da reabsorção óssea. Da mesma forma, os derivados do 9-deazapurina são capazes de reduzir substancialmente a presença de células inflamatórias (neutrófilos e macrófagos) com efeito sobre a secreção que quimiocinas.

A resposta de bloqueio da perda óssea ocorre em resposta a desequilíbrio hormonal (osteoporose), processo inflmatório/imune em presença de bactérias e processo ínflamatório/immune em resposta a produtos bacterianos como a doença periodontal e alterações inflamatórias da polpa dental e tecidos periapicais do dente. Isso atesta a grande amplitude de efeitos dos derivados do 9-deazapurina no controle de destruição tecidual mediada por resposta do hospedeiro em seus vários níveis. Exemplo 3

A PNP é expressa também em células do endotélio vascular e tem efeito sobre a ativação de moléculas de superfície que agem em processos ligados a disfunção endotelial. A ativação de células endoteliais caracteriza-se por ser um processo inflamatório crucial nos eventos que levam à aterogênese. Resutlados de nossas investigações mostram que a PNP, i.e., o alvo do composto 9-deazapurina, é expresso abundantemente em células do endotélio (Fig. 3), tendo também efeito sobre a ativação destas células e sendo um potencial adjuvante no combate a eventos que levem a aterosclerose.

5

Claims (8)

Deazapurinas, Processo de Preparo, Composições Farmacêuticas Compreendendo Deazapurinas e seu Uso em Osteoporose e/ou Perda Óssea

1. Deazapurina caracterizada por possuir estrutura conforme fórmula geral (I): <formula>formula see original document page 12</formula> onde: Ri é CH2N(R2OH)2; e R2 é, independentemente, C1-C4 alquil;

2. Deazapurinas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ambos R2 serem etil.

3. Processo de preparo de deazapurina caracterizado por compreender as etapas de: a) adição de 4H-Pirrolo[3,2-d]pirimidin-4-ona, 3,5-dihidro- e formaldeído aquoso sobre uma solução de uma amina de fórmula NH(R2OH)2; b) agitação e tratamento com carvão ativo; e c) purificação do material.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela purificação da etapa c) compreender passos de filtração, remoção de voláteis e cromatografia em coluna de sílica-gel.

5. Composição farmacêutica de deazapurina caracterizada por compreender: um derivado de 9-deazapurina de fórmula geral (I): <formula>formula see original document page 13</formula> onde: Ri é CH2N(R2OH)2; e R2 é, independentemente, C1-C4 alquil; em um veículo farmaceuticamente aceitável.

6. Composição farmacêutica, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por ambos R2 serem etil.

7. Composição farmacêutica, de acordo a reivindicação 5, caracterizada por ser útil no tratamento e prevenção de osteoporose, doença periodontal, artrite, fibrose cística, doença cardiovascular e/ou doenças crônicas renais.

8. Uso de uma deazopurina de acordo com a reivindicação 1 ou de uma composição farmacêutica de acordo com a reivindicação 5 no tratamento de osteoporose e/ou perda óssea.