ES2208923T3

ES2208923T3 - Distribucion blanco de medicamentos con la ayuda de derivados de sulfonamidas.

Info

Publication number: ES2208923T3
Application number: ES97931327T
Authority: ES
Inventors: Zhiyang Zhao; Alfredo G. Tomasselli; Kenneth A. Koeplinger; Tillie Peterson; Antonino Suarato
Original assignee: Pharmacia and Upjohn Co; Upjohn Co
Current assignee: Pharmacia and Upjohn Co
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 2004-06-16
Anticipated expiration: 2017-07-01
Also published as: WO1998000173A2; DK0909184T3; EP0909184B1; JP2001505533A; DE69724964T2; DE69724964D1; AU3498397A; EP0909184A2; ATE249842T1; WO1998000173A3; PT909184E

Abstract

LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A LA S - TRANSFERASA GLUTATION (GST)/GLUTATION REDUCIDO (GSH) COMO MEDIO PARA LA LIBERACION IN VIVO DE UN FARMACO QUE HA SIDO CONJUGADO A MITADES ELECTROFILICAS ESPECIFICAS A TRAVES DE UN ENLACE SULFONAMIDA. EL FARMACO PUEDE SER UN AGENTE ANTICANCEROSO (O CON OTRAS PROPIEDADES TERAPEUTICAS) QUE TRANSPORTA UN GRUPO - NH - LIBRE, QUE HA SIDO DERIVADO POR EL ACOPLAMIENTO DE UN ELECTROFILO QUE CONTIENE UNA MITAD, COMO LOS GRUPOS P - CN - O P - NO 2 - PIRI DINILSULFONILO, O GRUPOS P NO 2 - O 2,4 DINITROFENILSULFONILO, O DERIVADOS ADECUADOS DE LOS MISMOS, PARA OBTENER UN PRO-FARMACO. COMO OPCION, LA MITAD SULFONAMIDA PODRIA LLEVAR ACOPLADA UNA MOLECULA QUE AUMENTE LA ESPECIFICIDAD. LA PRESENTE INVENCION PROPORCIONA TAMBIEN S TRANSFERASA GLUTATION (GST)/GLUTATION REDUCIDO (GSH) COMO MEDIO PARA LA LIBERACION DE UN DERIVADO AMINO PROTEGIDO QUE HA SIDO CONJUGADO A MITADES ELECTROFILICAS ESPECIFICAS A TRAVES DE UN ENLACE SULFONAMIDA. EL PRECURSOR ES UN INTERMEDIO SINTETICO QUE TRANSPORTA UN GRUPO - NH - LIBRE QUE HA SIDO DERIVADO POR EL ACOPLAMIENTO DE UN ELECTROFILO, A TRAVES DE UN ENLACE SULFONAMIDA.

Description

Distribución blanco de medicamentos con la ayuda de derivados de sulfonamidas.

Campo de la invención

La presente invención se relaciona con glutatión S-transferasa (GST)/glutatión reducido (GSH) como medio para la liberación in vivo de un fármaco que ha sido conjugado con restos electrofílicos específicos mediante un enlace sulfonamida. El fármaco puede ser un agente anticanceroso (o uno con otras propiedades terapéuticas) portador de un -NH- libre que ha sido derivatizado por unión de un electrófilo que contiene un resto, tal como grupos p-CN- o p-NO_{2}-piridinilsulfonilo, o grupos p-NO_{2}- o 2,4-dinitrofenilsulfonilo, o derivados adecuados de éstos, para producir un profármaco. El fin de dicha modificación es proteger el grupo amino libre, o aumentar la estabilidad del fármaco, o alterar la absorción o distribución, o mejorar algunas otras propiedades físicas, químicas y farmacológicas. En el interior de las células, el profármaco es reconocido y se une a la GST, que cataliza la escisión de la sulfonamida para liberar el fármaco activo. Eventualmente, el resto de sulfonamida puede tener una molécula que se dirige a un blanco unida al mismo.

La presente invención también proporciona nuevos derivados sulfonamida como método genérico adaptado para grupos protectores de -NH en síntesis orgánica. Más aún, la invención se relaciona con glutatión S-transferasa (GST)/glutatión reducido (GSH) como medio para la liberación de un derivado amino protegido que ha sido conjugado con restos electrofílicos específicos a través de un enlace sulfonamida. El precursor es un intermediario sintético portador de un -NH- libre que ha sido derivatizado por unión de un electrófilo a través de un enlace sulfonamida. El objetivo de dicha modificación es proteger el grupo amino libre durante la síntesis química. El intermediario protegido es reconocido y se une a la GST, que cataliza el ataque nucleofílico del GSH a la parte electrofílica del intermediario protegido en un proceso que libera el intermediario deseado que alberga el grupo amino libre en condiciones experimentales suaves.

Antecedentes de la invención

Una revisión reciente de J.D. Hayes y D.J. Pulford, Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. (1995), 30(6): 445-600, aporta una vista general iluminativa de la familia supergénica GST y una explicación detallada de las funciones de isoenzimas individuales en la protección frente a agentes tóxicos y al estrés oxidativo; también ofrece una introspección en la regulación de las diversas isoenzimas en tejidos enfermos, especialmente en el cáncer, y en sus mecanismos de catálisis.

Las GST son enzimas omnipresentes en los organismos vivos. En mamíferos, las GST son una gran familia de isoenzimas que son componentes importantes del armamento de mecanismos de defensa que las células usan como protección frente a agentes químicos tóxicos extraños y a productos del estrés oxidativo. Se ha purificado una variedad de isoenzimas GST y se han estudiado extensamente en órganos de ratas y de humanos, las especies más ampliamente estudiadas. En base a la secuencia de aminoácidos, las isoenzimas GST han sido clasificadas en cinco clases independientes: alfa (A), mu (M), pi (P), sigma (S) y theta (T), que se abrevian aquí mediante el uso de las letras únicas indicadas entre paréntesis; cada letra es entonces acoplada a un número, por ejemplo, A1, A2, A3, etc., para indicar los diversos productos génicos de las subunidades de la clase alfa. En general, las isoenzimas GST que tienen más de un 40% de identidad en sus secuencias de aminoácidos son asignadas a la misma clase. Las GST citosólicas de todas las isoenzimas de mamíferos son homodímeros o heterodímeros compuestos por subunidades de Mr \sim23.000-26.000 que son catalíticamente independientes; aquí, el homodímero entre dos subunidades A1 está indicado mediante la abreviatura GSTA1-1 y la formación de un heterodímero entre las subunidades A1 y A2 es abreviado como GSTA1-2. Las isoenzimas GST se distribuyen en diversos tejidos, aunque algunas clases o componentes específicos de una clase están ausentes en órganos particulares. El hígado humano es una fuente abundante de isoenzimas GST de la clase alfa, pero no expresa las enzimas específicas de la clase mu que están presentes en músculo, testículo y cerebro. Más aún, la distribución de las isoenzimas GST varía en determinadas poblaciones; por ejemplo, entre los tres alelos presentes en el locus para la GSTM1 humana (GSTM1*A, GSTM*B y GSTM1*0), la frecuencia de homozigosidad GSTM1*0 es del 22% en Nigerianos, muy inferior al 58% observado entre la población China, al 52% entre la Inglesa, al 48% entre la Japonesa y al 43% entre la Francesa. Más aún, el nivel de isoenzimas específicas varía en relación al estado alterado de la célula; por ejemplo, GSTP1-1 se sobreexpresa en diversos tumores humanos, incluyendo el carcinoma de pulmón, vario, páncreas, estómago, colon, riñón y esófago. De acuerdo con sus funciones como agentes detoxicantes, las isoenzimas GST son inducidas por la célula en respuesta a xenobióticos y productos del estrés oxidativo.

El glutatión reducido (GSH), el tripéptido \gamma-Glu-Cys-Gly, ampliamente usado en mamíferos para mantener sus condiciones redox, es el substrato indispensable que la familia GST utiliza para catalizar un gran número de reacciones. El sitio activo de la GST citosólica alberga un sitio de unión específica de GSH (el sitio G) y un segundo sitio (el sitio H) que acomoda una amplia variedad de substratos hidrofóbicos y dota a esta familia de isoenzimas de la capacidad para exhibir diversas actividades catalíticas. La estructura tridimensional de esta clase alfa, mu, pi, sigma y theta de GST reveló la presencia de dos dominios en cada subunidad; el dominio N-terminal, que en la clase alfa abarca los residuos 1 a 78, contiene la mayor parte de los residuos que forman el sitio G, mientras que el dominio C-terminal, que en la clase alfa comprende los residuos 86 a 222, alberga la mayor parte del sitio H. Cuando se comparan las estructuras primarias de los miembros de la familia, el sitio H es mucho más variable que el sitio G; esto justifica la especificidad del sitio G para el GSH observada para todas las isoenzimas GST y las diferencias observadas entre lo miembros de la familia en cuanto a su especificidad de substrato del sitio H y su sensibilidad a inhibidores. La cristalografía de rayos X y los datos de mutagénesis dirigida a sitio han producido una importante información sobre el mecanismo de catálisis de las GST y sobre los residuos que determinan la especificidad catalítica de las diversas isoenzimas para el GSH en el sitio G y para electrófilos particulares en el sitio H. La clave para el mecanismo catalítico de las GST es su capacidad para reducir el pK_{a} del grupo sulfhidrilo de su substrato unido GSH de 9,0, en soluciones acuosas, a aproximadamente 6,5. Esta propiedad favorece la formación del anión GS^{-}, que promueve, a pH fisiológico, el ataque nucleofílico al centro electrofílico del compuesto unido al sitio H. El centro electrofílico reside en un átomo de carbono, nitrógeno o azufre al que se conjuga el GS durante la catálisis a través de un enlace tioéter. La Tyr_{9} conservada (en la clase alfa) es el residuo responsable de la separación de un protón del GSH, dando lugar a la formación del tiolato GS^{-} en el sitio G. Más aún, el Asp_{101} conservado (en la clase alfa), en el sitio G, está también implicado en la catálisis. Se han asignado las funciones de diversos residuos en subunidades específicas; por ejemplo, en la clase alfa de rata, subunidad A_{5}, se ha implicado a la Tyr_{108} y al Asp_{208} en la dotación a esta subunidad de la alta actividad estereoespecífica para el exo-8,9-epóxido de aflatoxina B_{1}. Mientras que en las enzimas de la clase mu V_{9} e I_{111} son los residuos implicados en la estereoselectividad y Tyr_{115} en la actividad hacia epóxidos. La selectividad de isoenzimas GST específicas para substratos particulares y la presencia de tantas isoenzimas hace posible que las células puedan con una multitud de agentes químicos nocivos. La mayoría de los substratos GST son xenobióticos o productos del estrés oxidativo que, tras conjugarse a GS^{-}, son menos reactivos que los compuestos parentales y, por lo tanto, menos tóxicos y, debido a su asociación con el GSH, son expulsados de las células por acción de las bombas conjugadas a glutatión S (decodificación). Además de su capacidad para catalizar la formación de un enlace tioéter entre GS^{-} y varios electrófilos, la GST exhibe actividad glutatión peroxidasa (reducción de hidroperóxidos orgánicos a sus correspondientes alcoholes) y actividad isomerasa (por ejemplo, la isomerización cis-trans de maleililacetona a fumaril-acetona). Además, la GST posee también actividades de unión no catalíticas, es decir, capacidad para asociarse con un gran número de ligandos, tanto covalente como no covalentemente. Esto incluye el hecho de que una variedad de isoenzimas GST se unen a determinados conjugados de glutatión S con una mayor afinidad que la de los compuestos parentales.

Hays y Pulford, antes citados, han reunido información exhaustiva concerniente a las actividades asociadas con la detoxicación y activación de xenobióticos por las isoenzimas GST y a la inducción de isoenzimas GST por xenobióticos, incluyendo una descripción detallada de la sobreexpresión de GST en líneas celulares resistentes a fármacos y sensibles a fármacos. Esta información puede ser resumida como sigue: (1) una variedad de xenobióticos son substratos de la GST; (2) una mayor expresión de las isoenzimas GST se traduce en una mayor tolerancia de la célula a los xenobióticos; (3) las isoenzimas GST se sobreexpresan en determinados tumores; (4) las isoenzimas GST se sobreexpresan en líneas celulares seleccionadas in vitro por su resistencia a varios fármacos, por ejemplo Adriamicina, BCNU, Clorambucil, Ciclofosfamida, Etopósido (VP16), Melfalán y Vincristina, y (5) estudio con líneas celulares de diversos tipos de cáncer han mostrado una correlación entre la expresión de GST y el nivel de resistencia a fármacos.

La Publicación Internacional Número WO 95/31468, publicada el 23 de Noviembre de 1995, y la Publicación Internacional Número 94/26307, publicada el 24 de Noviembre de 1994, están relacionadas con el factor de inhibición de macrófagos ("MIF") como blanco de terapias farmacológicas en las áreas del cáncer y de las enfermedades inflamatorias.

Descripción de la información

La formación de aminas por escisión metabólica del enlace N-S de las sulfonamidas es una observación poco habitual. P.A. Crooks, Sulphonamides. En: L.A. Damani, editor. Sulfur-Containing Drugs and Related Organic Compounds: Chemistry, Biochemistry and Toxicology, Vol. 1, Parte B. Metabolism of Sulphur-Functional Groups. Chichester, West Sussex, England: Ellis Horwood Limited, 1989: 181-194.

Contrariamente a las amidas, las sulfonamidas son normalmente muy resistentes a la hidrólisis química o enzimática y/o a la escisión oxidativa. Químicamente, se requieren condiciones rigurosas (por ejemplo, ácidos minerales fuertes, reducciones metálicas disolventes) para escindir las sulfonamidas y liberar las correspondientes aminas. T.W. Greene, P.G.M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 2ª ed., New York: John Wiley, 1991, 379-385.

La inusual biotransformación in vivo de la benzotiazol-2-sulfonamida activada para dar el correspondiente conjugado de glutatión, ácido mercaptúrico, mercaptano y S-glucurónido como metabolitos está descrita en las siguientes referencias: P.A. Crooks, Sulphonamides. En: L.A. Damani, editor. Sulfur-Containing Drugs and Related Organic Compounds: Chemistry, Biochemistry and Toxicology, Vol. 1, Parte B. Metabolism of Sulphur-Functional Groups. Chichester, West Sussex, England: Ellis Horwood Limited, 1989: 181-194 (también citado con anterioridad); J.W. Clapp, A New Metabolic Pathway for A Sulphonamide Group, J. Biol. Chem. 233: 207-214 (1956), y D.F. Colucci, D.A. Buyske, The Biotransformation of a Sulphonamide to a Mercaptan and to a Mercapturic Acid and Glucuronide Conjugate, Biochem. Pharmacol. 14: 457-466 (1965).

Más reciente, se describió la reacción química de GSH con benzotiazol- o imidazol-2-sulfonamidas similares para dar el aducto de glutatión, dióxido de azufre y amoníaco en C.W. Conroy, H. Schwann, T.H. Maren, The Nonenzymic Displacement of The Sulfamoyl Group from Different Classes of Aromatic Compounds by Glutathion and Cysteine, Drug Metab. Dispos. 12: 614-618 (1984).

Sorprendentemente, estas referencias no indicaban la catálisis enzimática de las reacciones observadas de escisión. Esta última referencia sugería un mecanismo básico de reacción química de GSH. Sin embargo, la catálisis enzimática según la presente invención es importante, ya que la reacción es catalizada en al menos un orden de magnitud en presencia de GST por encima de los procesos descritos en estas referencias. Al pH y a la concentración de GSH intracelulares, la reacción enzimática de la presente invención es probable que sea dominante en comparación con la reacción química directa con GSH, como se hacía en la referencia de la técnica anterior antes citada.

En la técnica anterior, la sulfonamida es conocida como uno de los grupos protectores de nitrógeno más estables. Las alquilsulfonamidas son también estables para uso como grupos protectores. Las arilsulfonamidas son estables a la hidrólisis alcalina y a la reducción catalítica; son escindidas por Na/NH_{3}, Na/C_{4}H_{9}OH y por reflujo en ácido (T.W. Greene, P.G.M. Wuts, Eds. Protective Groups in Organic Synthesis. John Wiley & Sons, Inc., p. 379 (1991). Debido a las condiciones rigurosas de desprotección requeridas, la utilidad de las sulfonamidas como grupos protectores es muy limitada.

Una publicación reciente de Fukuyama sugiere la utilidad sintética en la protección de aminas secundarias como 2- y 4-nitrobencenosulfonamidas. T. Fukuyama, C-K. Jow, M. Cheung, 2- and 4-Nitrobenzenesulfonamides: Exceptionally Versatile Means for Preparation of Secondary Amines and Protection of Amines, Tetrahedron Letters 36(36): 6373-6374 (1995). Estas últimas sulfonamidas resultaron ser lo suficientemente activadas como para escindirse químicamente mediante tioles (por ejemplo, propanotiol) en presencia de base. Ello da lugar a la desprotección para volver a liberar la amina secundaria en condiciones relativamente suaves (en comparación con las normalmente requeridas para escindir un enlace sulfonamida). En los comentarios editoriales, Sharpless ha sugerido que el esquema de protección/desprotección de sulfonamidas de Fukuyama tiene un potencial enorme en química sintética. G. Li, H-T. Chang, K.B. Sharpless, Catalytic Asymmetric Aminohydroxylation (AA) of Olefins. Angew Chem. Int. Ed. Engl. 35(4): 451-456 (1996); y Aminohydroxylation: Catalytic Asymmetric Reaction Achieved. Chemical and Engineering News 6-7 (19 de Febrero de 1996). Sin embargo, debido al pKa similar del grupo tiol S-H y del N-H de la sulfonamida, la etapa de desprotección química descrita en esta referencia es aparentemente útil sólo para aminas secundarias, que no tienen un hidrógeno N-H en el producto de sulfonamida protegido. Este método no resulta adecuado para aminas primarias, ya que la base requerida usada para generar tiolatos a partir de los correspondientes tioles también desprotonará el
-NH- de los enlaces sulfonamida de las aminas primarias. Así, el grupo protector de sulfonamida para aminas primarias no puede ser desprotegido mediante este procedimiento.

La catálisis GST/GSH de la presente invención da lugar a la desprotección deseada para aminas primarias o secundarias reduciendo selectivamente el pKa del GSH a pH neutro, bajo cuyas condiciones el N-H de la sulfonamida (derivado de aminas primarias) permanece protonado y, por lo tanto, escindible.

La reacción química del glutatión reducido (GSH) con una sulfona aromática activada ha sido también descrita por N.D. Heindel, R.A. Egolf, J.S. Stefely, Effect of Liposome and Cyclodextrin Entrapment on Retardation of Glutathione Decomposition of Nitroimidazoyl Sulfones. Journal of Pharmaceutical Sciences, 79(10): 862-865 (1990). Según el procedimiento de la presente invención, se escinden sulfonas similarmente activadas mediante GST/GSH, demostrando así la generalidad de la reacción de la presente invención para sulfonas aromáticas activas, así como sulfonamidas.

La Publicación Internacional WO 9508563 (Terrapin Technologies, Inc. USA), "Preparation of Glutathione Analogs Useful for Characterizing and Inhibiting Glutathione Transferases", describe el uso de derivados de GSH (por ejemplo ésteres de tipo alquilo, alquenilo o aralquilo, amidas y ésteres-amidas mixtos) como inhibidores de la GST para potenciar a los agentes quimioterápicos en células tumorales.

La Publicación Internacional WO 9509866 (Terrapin Technologies, Inc. USA), "Preparation of Glutathione S-Transferase-Activated Compounds as Drugs", describe la activación por GST de profármacos que estaban unidos a derivados de GSH por amidas, ésteres y amida/ésteres mixtos. No se describe aquí ninguna unión de sulfonamida.

El ácido etacrínico, un fármaco diurético aprobado de Merck & Co., ha mostrado agotar el GSH intracelular e inhibir la actividad GST. Los resultados publicados de las pruebas clínicas de Fase II con ácido etacrínico en pacientes de cáncer sugiere que el fármaco puede ser de utilidad para revertir la resistencia de los tumores a la quimioterapia citotóxica. El ácido etacrínico no guarda relación estructural con las sulfonamidas de la presente invención.

En Acta Pharm. Nordica 1(1), 1989, se prepararon dos derivados N-sulfonilpseudourea, el N-(p-tolilsulfonil)-1-pirrolidinacarboximidato de etilo y la 3-butil-2-etil-1-p-tolilsulfonilpseudourea, y se evaluaron como formas de profármacos potenciales para el grupo sulfonamida primario en la p-toluensulfonamida modelo. Se concluyó que las N-sulfonilpseudoureas, que son estructuralmente diferentes de los compuestos de la presente invención, son demasiado estables como para ser consideradas como forma de profármaco potencialmente útil para el grupo sulfonamida primario.

La patente EE.UU. Nº 5.037.883 describe un fármaco polimérico consistente en un vehículo polimérico sintético inerte combinado a través de espaciadores de aminoácidos o péptidos con una molécula bioactiva, un resto que puede dirigirse hacia un blanco y un entrecruzamiento eventual. Derwent Abstract, Número de Acceso 96-151152/15, describe nuevos profármacos para la administración de agentes antitumorales y antiinflamatorios que no pueden entrar en las células hasta escindirse por enzimas extracelulares de las células blanco. Derwent Abstract, Número de Acceso 91-252432/34, describe conjugados para tratar tumores, por ejemplo carcinomas, que consisten en una porción específica de células blanco y enzimáticamente activa que genera cianuro a partir de un profármaco cianogénico. Derwent Abstract, Número de Acceso 90-253853/33, describe la activación de un profármaco en un sitio de un tejido blanco por administración de un conjugado consistente en un activador unido a una molécula capaz de dirigirse hacia un blanco y la administración de un profármaco que se convierte en un fármaco activo mediante el activador.

Derwent Abstract, Número de Acceso 97-020794/02 describe la detección in vivo de tumores con un agente de imagen acoplado a folato o a su análogo de unión a receptores; se describen también nuevos complejos para el proceso. Las Patentes EE.UU. 5.108.921 y 5.416.016 describen un método para aumentar el transporte de una molécula exógena a través de una membrana de la membrana de una célula viva poniendo en contacto la membrana con la molécula exógena completada con un ligando seleccionado, por ejemplo, entre biotina o sus análogos, ligando de unión al receptor de biotina, folato o sus análogos, ligando de unión al receptor de folato, niacina o sus análogos, ligando de unión al receptor de niacina, ácido pantoténico o sus análogos y otros muchos, durante un tiempo suficiente como para permitir el transporte transmembrana del complejo de ligando. Derwent Abstract, Número de Acceso 90-334845/44 describe el aumento del transporte a través de membrana de moléculas exógenas en células vegetales por formación de complejos con vitaminas o agentes de unión a receptores de vitaminas hidrosolubles.

En Biochem. Biophys. Res. Enim., Vol. 187, Nº 3, 1992, páginas 1367-73, y 5 Med. Chem., Vol. 35, 1992, páginas 3648-52, se describen N-hidroxiarilsulfonamidas N,O-diaciladas que son capaces de liberar nitroxilo (HN=O, hidruro de nitrosilo), un potente vasorrelajante.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona, en particular:

Un compuesto de fórmula I

D_{1}-A_{1}

según se define en la reivindicación 1.

El compuesto de fórmula I, donde el fármaco es un agente antineoplásico, antivírico, anticonvulsivante, antidepresivo, antibiótico, anestésico, antiinflamatorio esteroideo, antiinflamatorio no esteroideo, hipotensor, narcótico, anticolinérgico o estimulante, una hormona sexual o una prostaglandina.

El compuesto de fórmula I, donde el fármaco es seleccionado entre los compuestos de los Gráficos B, C o D.

El compuesto de fórmula I, donde A_{1} es seleccionado entre los restos del Gráfico A.

El compuesto de fórmula I, donde A_{1} es como se define en la reivindicación 2.

El compuesto de fórmula I, seleccionado entre los compuestos del Gráfico E.

La presente invención también proporciona:

Un compuesto de fórmula

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según se define en la reivindicación 4.

La presente invención también proporciona:

Un método de utilización de los compuestos de fórmula I para agotar los niveles intracelulares de glutatión reducido (GSH) in vivo.

Un método de utilización de los compuestos del Gráfico E para agotar los niveles intracelulares de glutatión reducido (GSH) in vivo.

La presente invención proporciona también:

La utilización de un resto que tiene un grupo sulfonilo unido a un fenilo eventualmente substituido o a un anillo heterocíclico de 5 ó 6 miembros eventualmente substituido, donde el fenilo o el anillo heterocíclico tienen un grupo retirador de electrones, para preparar un profármaco de un fármaco que tiene un grupo funcional -NH-, donde el átomo de nitrógeno del fármaco está covalentemente unido al átomo de azufre del resto y donde el profármaco, al ser administrado a un mamífero que lo necesite, se dirigirá hacia una célula que sobreexpresa GST.

La utilización donde el resto es el resto A_{1} definido en la reivindicación 1.

La utilización donde el resto es seleccionado entre los restos del Gráfico A.

La utilización donde el resto es como se define en la reivindicación 2.

La utilización donde el fármaco es un agente antineoplásico, antivírico, anticonvulsivante, antidepresivo, antibiótico, anestésico, antiinflamatorio esteroideo, antiinflamatorio no esteroideo, hipotensor, narcótico, anticolinérgico o estimulante, una hormona sexual o una prostaglandina.

La utilización donde el fármaco es seleccionado entre los compuestos de los Gráficos B, C o D.

La utilización donde el fármaco es doxorrubicina o epirrubicina.

La utilización donde el profármaco es seleccionado entre el grupo de compuestos del Gráfico E.

La utilización donde la célula es una célula enferma.

La utilización donde la célula enferma es una célula cancerosa.

La utilización que además incluye el resto unido a una molécula capaz de dirigirse hacia un blanco seleccionada entre péptidos, carbohidratos, péptidos glicosilados, vitaminas y hormonas a través de una unión éster, éter, amida, carbonato, carbamato o tiocarbonato.

La utilización donde la molécula capaz de dirigirse hacia un blanco es seleccionada entre el grupo consistente en citokinas, factores de crecimiento, insulina, monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos, aminoazúcares, glucosa, glucosamina, fucosa, fucosamina, galactosa, galactosamina, ácido fólico, vitamina B12, biotina, niacina, ácido pantoténico y esteroides.

La utilización donde el profármaco es seleccionado entre el grupo consistente en los compuestos del Gráfico K.

La presente invención proporciona también un método para dirigir un fármaco que tiene un grupo funcional -NH- hacia una célula que sobreexpresa GST, que consiste en administrar a un mamífero que lo necesite el fármaco unido a un resto que tiene un grupo sulfonilo unido a un fenilo eventualmente substituido o un anillo heterocíclico de 5 ó 6 miembros eventualmente substituido, donde el fenilo o el anillo heterocíclico tienen un grupo retirador de electrones y donde el átomo de nitrógeno del fármaco está covalentemente unido al átomo de azufre del resto.

El método donde el resto A_{1} es como se define en la reivindicación 1.

El método donde el resto es seleccionado entre los restos del Gráfico A.

El método donde el resto es como se define en la reivindicación 2.

El método donde el fármaco es un agente antineoplásico, antivírico, anticonvulsivante, antidepresivo, antibiótico, anestésico, antiinflamatorio esteroideo, antiinflamatorio no esteroideo, hipotensor, narcótico, anticolinérgico o estimulante, una hormona sexual o una prostaglandina.

El método donde el fármaco es seleccionado entre los compuestos de los Gráficos B, C o D.

El método donde el fármaco es doxorrubicina o epirrubicina.

El método donde el fármaco resultante es seleccionado entre el grupo de compuestos del Gráfico E.

El método donde la célula es una célula enferma.

El método donde la célula enferma es una célula cancerosa.

El método donde el resto está unido a una molécula capaz de dirigirse hacia un blanco seleccionada entre péptidos, carbohidratos, péptidos glicosilados, vitaminas y hormonas a través de una unión éster, éter, amida, carbonato, carbamato o tiocarbonato.

El método donde la molécula capaz de dirigirse hacia un blanco es seleccionada entre el grupo consistente en citokinas, factores de crecimiento, insulina, monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos, aminoazúcares, glucosa, glucosamina, fucosa, fucosamina, galactosa, galactosamina, ácido fólico, vitamina B12, biotina, niacina, ácido pantoténico y esteroides.

El método donde el profármaco resultante es seleccionado entre el grupo consistente en los compuestos del Gráfico K.

La presente invención proporciona:

Un método para dirigirse hacia una célula que sobreexpresa GST, que consiste en administrar a un mamífero que lo necesite un fármaco que tiene un grupo funcional -NH- unido a un resto según se ha descrito anteriormente. El método donde el fármaco es como se ha descrito antes. El método donde el fármaco resultante es como se ha descrito en el Gráfico E. El método donde la célula es como se ha descrito antes. El método donde el resto está unido a una molécula capaz de dirigirse hacia un blanco como se ha descrito antes. El método donde el fármaco resultante con la molécula capaz de dirigirse hacia un blanco es como se describe en el Gráfico K.

La presente invención proporciona también:

Un compuesto seleccionado entre el grupo consistente en

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p-NO_{2}-piridinilsulfonilo p-CN-piridinilsulfonilo

donde X_{1} es F, Br o I.

Finalmente, la presente invención proporciona:

El compuesto de fórmula IV

IVD_{1}-A_{1}-T_{1}

donde T_{1} es una molécula capaz de dirigirse hacia un blanco seleccionada entre el grupo consistente en péptidos, carbohidratos, péptidos glicosilados, vitaminas y hormonas, covalentemente unida al resto A_{1} a través de una unión éster, éter, amida, carbonato, carbamato o tiocarbonato.

En este compuesto, la molécula capaz de dirigirse hacia un blanco es seleccionada entre el grupo consistente en citokinas, factores de crecimiento, insulina, monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos, aminoazúcares, glucosa, glucosamina, fucosa, fucosamina, galactosa, galactosamina, ácido fólico, vitamina B12, biotina, niacina, ácido pantoténico y esteroides. En este compuesto, el fármaco resultante es seleccionado entre el grupo de compuestos del Gráfico K.

La presente invención se relaciona con la unión de un electrófilo que contiene un resto, tal como grupos p-CN- o p-NO_{2}-piridinilsulfonilo, o grupos p-NO_{2}- o 2,4-dinitrofenilsulfonilo (o derivados adecuados de éstos), según la lista del Gráfico A, a fármacos portadores de grupos amino libres, según la lista de los Gráficos B-D, para producir profármacos, ejemplos de los cuales son enumerados en el Gráfico E, que se convierten fácilmente en el fármaco original en el interior de una célula por acción de la omnipresente GST mediante escisión de la sulfonamida. Una importante aplicación de la presente invención es en la terapia del cáncer, donde se emplean muchos agentes anticancerosos que contienen grupos amino libres y las células cancerosas sobreexpresan determinados tipos de GST muchas veces por encima del nivel expresado por las células normales. La sobreexpresión de esta enzima se cree que está directamente asociada a la resistencia al fármaco de los tumores. La aplicación es incluso más valiosa en aquellos casos en los que el uso continuo de fármacos específicos para tratar ciertas formas de cáncer ha generado resistencia celular a esos fármacos y sobreexpresión concomitante de isoenzimas GST particulares.

El término "fármaco", tal como se usa aquí, significa cualquier substancia cuyo uso se pretende en el diagnóstico, la curación, la mitigación, el tratamiento o la prevención de la enfermedad o para aumentar el desarrollo y las condiciones físicas y mentales en el hombre o en los animales.

La expresión "fármaco que tiene un grupo funcional -NH-", tal como se usa aquí, significa que el fármaco posee al menos un grupo funcional capaz de unirse covalentemente al átomo de azufre del resto de sulfonilo de tal forma que se libere en último lugar una especie activa de fármaco que contiene -NH- en el sitio deseado de acción, por ejemplo en las células cancerosas. Dichos grupos funcionales -NH- incluyen funciones amino, amida, azida, hidrazina, imida, urea (carbamato).

La expresión "-NH-", tal como se usa aquí, significa que el compuesto o intermediario posee al menos un grupo funcional capaz de unirse covalentemente al átomo de azufre del resto de sulfonilo de tal forma que se recupere en último lugar un compuesto o intermediario que contiene -NH- en la etapa deseada de síntesis por escisión catalizada con GST/GSH. Dichos grupos funcionales reactivos incluyen funciones amino, amida, azida, hidrazina, imida, urea (carbamato).

La palabra "amino" significa una función amino primaria o secundaria, es decir, -NH_{2} o -NHR. La función amino secundaria está también representada aquí como -NH-, en particular debido al hecho de que la identidad exacta de la porción R de -NHR es inmaterial, siendo R parte del propio residuo del fármaco que queda inalterada por conversión del fármaco en los derivados sulfonamida.

La palabra "amida" significa, por ejemplo, un carbamoílo (-CONH_{2}) o carbamoílo substituido (-CONHR) o un sulfamoílo (SO_{2}NH_{2}) o sulfamoílo substituido (-SO_{2}NHR).

La expresión "capaz de dirigirse hacia" significa que se dirige o guía hacia.

Será obvio para alguien con conocimientos ordinarios en la técnica, a partir de las estructuras conocidas de las muchas especies de fármacos de las que se dan ejemplos a continuación, que, en muchos casos, el fármaco seleccionado posee más de un grupo funcional reactivo y, en particular, que el fármaco puede contener grupos amino o amida u otros grupos funcionales además de los grupos a los que se unirá el resto de sulfonilo y que estos grupos adicionales se beneficiarán a veces de ser protegidos durante la síntesis de unión al resto de sulfonilo y/o la administración. La protección puede ser o no desprotegida después de establecerse el enlace de sulfonamida. Obviamente, dichas especies de fármacos protegidas quedan amparadas por la definición de "fármaco" dada anteriormente.

Por lo anterior, será también evidente para alguien con conocimientos ordinarios en la técnica que se pueden derivatizar muchos fármacos diferentes según la presente invención. A continuación, se mencionan específicamente muchos de tales fármacos. Sin embargo, habría que entender que la siguiente discusión de familias de fármacos y sus miembros específicos para derivatización según esta invención no pretende ser exhaustiva o limitar la presente invención, sino que es meramente ilustrativa.

Entre los fármacos que tienen un grupo funcional -NH- para uso aquí se incluyen, aunque sin limitación, antineoplásicos (agentes anticáncer/antitumorales), antivíricos, anticonvulsivantes, antidepresivos, antibióticos, anestésicos, antiinflamatorios esteroideos, agentes antiinflamatorios no esteroideos/analgésicos, hipotensores, analgésicos narcóticos, agonistas/antagonistas narcóticos, anticolinérgicos del SNC, agentes neuroprotectores, estimulantes, hormonas sexuales y prostaglandinas del SNC. Los fármacos preferidos de este tipo son agentes antineoplásicos y neuroprotectores.

Entre los antineoplásicos, se incluyen, por ejemplo, los antifolatos, las 5-fluoropirimidinas, los análogos de citidina, los antimetabolitos de purina, la hidroxiurea, los agentes antimicrotúbulos, los agentes alquilantes, los agentes alquilantes no clásicos, los análogos de platino, la bleomicina, los antibióticos antitumorales, las antraciclinas, los inhibidores de la topoisomerasa II y las camptotecinas.

Como ejemplos de antifolatos se incluyen metotrexato, tetrahidrofolato, aminopterina, trimetoprim, trimetrexato, pirimetamina, 10-etil-10-desazaaminopterina, 5,10-didesazatetrahidrofolato, CB 3717,ZD 1694 y 1843U89.

Como fármacos de 5-fluoropirimidina ilustrativos se incluyen fluorouracilo, fluorouracilo, ftorafur, fluorodesoxiuridina y 5'-desoxifluorouridina.

Como análogos de citidina ilustrativos se incluyen citidina, desoxicitidina, arabinósido de citosina, 5-azacitosina, 2,2'-difluorodesoxicitidina y arabinósido de 5-azacitosina.

Los antimetabolitos de purina incluyen, por ejemplo, azatioprina, 6-mercaptopurina, 6-tioguanina, pentosatina, adenosina, cladribina y fosfato de fludarabina.

Como agentes antimicrotúbulos se incluyen, por ejemplo, vindesina, vincristina, vinblastina, taxol y docetaxel.

Los agentes alquilantes incluyen, por ejemplo melfalán, ciclofosfamida, ifosfamida, cloroetilnitrosourea, biscloroetilnitrosourea (BCNU), ciclohexilcloroetilnitrosourea (CCNU) y metilciclohexilcloroetilnitrosourea (metil-CCNU).

Como agentes alquilantes no clásicos se incluyen, por ejemplo, procarbazina, descarbazina y temozolomida.

Como análogos de platino se incluyen, por ejemplo, cisplatina, tetraplatina, carboplatina, platino-dach, ormaplatina, oxaliplatina y CI-973.

Como análogos de la bleomicina se incluyen, por ejemplo, bleomicina A_{2}, bleomicina B_{2} y liblomicina.

Como antibióticos antitumorales se incluyen, por ejemplo, dactinomicina y mitomicina C.

Como antraciclinas y antracenodionas ilustrativas se incluyen doxorrubicina, daunorrubicina, epirrubicina, idarrubicina y mitoxantrona.

Como inhibidores de la topoisomerasa II se incluyen, por ejemplo, m-AMSA (amsacrina), CI-921 y Eliptinio.

Como camptotecinas se incluye, por ejemplo, 9-aminocamptotecina.

Como agentes anticáncer de investigación se incluyen, por ejemplo, pirazoloacridina, bizelesina, edatrexato, leucovorina, gemcitabina, citarabina, CI-980, fenretidina y TNP-470.

Se incluyen ejemplos de los compuestos farmacológicos parentales anteriores en los Gráficos B-D que se darán a continuación con su estructura y su nombre. Todos estos compuestos están descritos en la referencia: "Cancer Chemotherapy and Biotherapy: Principles and Practice", 2ª Ed., Bruce A. Chabner, M.D., y Dan L. Longo, M.D., Editores, Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia - New York (1996), aquí incorporada como referencia. Estos compuestos son conocidos en la técnica y su método de preparación es de fácil disponibilidad para alguien con conocimientos ordinarios en este campo.

Los derivados de sulfonamida profármacos de la presente invención son preparados por una variedad de procedimientos sintéticos adaptados a la estructura del fármaco particular que ha de ser derivatizado, en particular a la naturaleza del grupo funcional reactivo que se ha de unir al resto de sulfonilo y a la presencia de otros grupos funcionales que pueden beneficiarse de la protección.

En realizaciones preferidas de la presente invención, el fármaco contiene un grupo -NH- susceptible de unirse directamente al átomo de azufre del resto de sulfonilo. También se prefiere, por razones de simplicidad, que el fármaco seleccionado no requiera protección de otros grupos funcionales, aunque tales grupos pueden ser protegidos cuando sea necesario.

Los derivados de sulfonamida profármacos de la presente invención se sintetizan por reacción del fármaco con el cloruro de sulfonilo apropiado en presencia de una base apropiada en un solvente orgánico no alcohólico, tal como acetona, acetonitrilo, cloruro de metileno o éter etílico. La base puede ser una amina orgánica, tal como anilina, trietilamina o piridina, o carbonato de sodio o carbonato de potasio. Este procedimiento sintético y muchos ejemplos del mismo están descritos en las Publicaciones Internacionales WO 94/11361, publicada el 26 de Mayo de 1994, WO 94/18188, publicada el 18 de Agosto de 1994, y WO 95/30670, publicada el 16 de Noviembre de 1995, todas ellas aquí incorporadas como referencia. En el procedimiento antes descrito, los derivados de sulfonamida profármacos (cuyos ejemplos se muestran en el siguiente Gráfico E) no son siempre los únicos productos obtenidos en cantidades significativas; se pueden obtener aún otros productos de derivados de sulfonamida que quedan incluidos en la presente invención. La preparación de un cloruro de sulfonilo es mostrada en la Preparación 1 y en el Gráfico F que se darán a continuación. Los restos de cloruro de sulfonilo del Gráfico A, que no están comercializados, tales como los cloruros de sulfonilo que contienen piridinilo, son preparados por procedimientos análogos. También se puede oxidar un precursor que contenga azufre a un resto que contenga sulfonilo de la presente invención.

La velocidad de liberación de un fármaco dado del correspondiente profármaco de la presente invención por escisión catalizada por GST del enlace de sulfonamida depende del resto de sulfonamida unido al fármaco parental. Un fármaco profármaco dado que contiene un resto con múltiples grupos retiradores de electrones, por ejemplo 4-cianopiridinilsulfonamida, se escindirá por la GST al fármaco parental más rápidamente que el correspondiente profármaco portador de una modificación con sólo un grupo retirador de electrones, por ejemplo 2- o 4-nitrofenilsulfonamida. La velocidad óptima de liberación del fármaco parental se alcanzará eligiendo una modificación apropiada en el profármaco. En determinadas circunstancias, el resto de sulfonamida puede enmascarar temporalmente los efectos adversos del fármaco.

Además de proporcionar una unión biodegradable, el resto de sulfonamida puede conferir una mejor solubilidad, biodisponibilidad, penetración celular u otros beneficios terapéuticos. En determinadas circunstancias, el resto de sulfonamida puede enmascarar temporalmente los efectos adversos del fármaco. Por ejemplo, el acoplamiento del resto de sulfonamida a un agente inherentemente citotóxico puede alterar o reducir la citotoxicidad del agente hasta que se libera en la célula blanco.

Tal como se ha indicado antes, diversas células enfermas, en particular ciertas células cancerosas, sobreexpresan GST. Además, diversas células enfermas sobreexpresan determinados receptores (por ejemplo, las células cancerosas sobreexpresan los receptores del ácido fólico, del factor de crecimiento y de tipo insulina) y/o tienen la propiedad de un aumento en los mecanismos de captación activa para ciertos nutrientes, tales como los azúcares (por ejemplo, glucosa, galactosa y fucosa) en comparación con las células normales.

Eventualmente, según la presente invención, el resto de sulfonamida puede tener unido al mismo una molécula capaz de dirigirse hacia un blanco. La molécula capaz de dirigirse hacia un blanco es un ligando, que, en virtud de los receptores sobreexpresados o de una captación anormalmente alta por la célula enferma, aumentará la capacidad del profármaco para acumularse preferencialmente en la célula enferma. Véanse, por ejemplo, las Patentes EE.UU. 5.108.921 y 5.416.016, que describen el uso de ácido fólico y de biotina como moléculas capaces de dirigirse hacia un blanco.

Como ejemplos de dichas moléculas capaces de dirigirse hacia un blanco se incluyen las siguientes: péptidos, tales como citokinas, factores de crecimiento e insulina; carbohidratos (monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos o aminoazúcares) y/o péptidos glicosilados, tales como glucosa, glucosamina, fucosa, fucosamina, galactosa y galactosamina; vitaminas, tales como ácido fólico, vitamina B12, biotina (vitamina H), niacina (una vitamina hidrosoluble, parte del complejo de la vitamina B) y ácido pantoténico (parte del complejo de la vitamina B); hormonas, tales como las esteroideas. Esta lista de moléculas capaces de dirigirse hacia un blanco no pretende ser exhaustiva o limitar la presente invención, sino que es meramente ilustrativa. Todas estas moléculas capaces de dirigirse hacia un blanco son conocidas y de fácil adquisición para alguien con conocimientos ordinarios en la técnica. Además, también pueden ser preparadas por procedimientos conocidos.

La formación de un complejo entre la molécula capaz de dirigirse hacia un blanco y un resto de sulfonamida de un profármaco dado de interés es fácilmente conseguida. Así, por ejemplo, el ácido fólico y sus análogos pueden ser fácilmente conjugados a restos de sulfonamida activando el grupo carboxilo del ácido fólico, haciéndolo así reactivo con los grupos hidroxilo de los restos de sulfonamida de interés para formar enlace de unión éster covalente. Véanse, por ejemplo, S. Wang y col., "Synthesis, Purification and Tumor Cell Uptake of ^{67}Ga-Deferoxamine-Folate, A Potential Radiopharmaceutical for Tumor Imaging", Bioconjugate Chem. 7: 56-62 (1996); P.S. Low y col., Abstract: "Folate-Mediated Targeting of Antineoplastic Drugs, Imaging Agents and Nucleic Acids to Cancer Cells", Eighth International Symposium on Recent Advances in Drug Delivery Systems, Salt Lake City, Utah, páginas 48-50 (24-27 de Febrero de 1997). Se pueden acomplejar otros ligandos a restos de sulfonamida usando técnicas de acoplamiento covalente reconocidas en este campo. Así, por ejemplo, el grupo amino de la glucosamina puede acoplarse con el grupo hidroxi, amino o carboxilo del resto de sulfonamida a través de un enlace de carbamato mediante carbonildiimidazol u otros reactivos de acoplamiento. Por lo tanto, ligandos que tengan al menos un grupo nucleofílico, por ejemplo un grupo hidroxi, amino o tiol, pueden formar el complejo respectivo acoplado a través de un enlace de amida, carbonato, carbamato o tiocarbonato.

Por ejemplo, el primer compuesto del Gráfico K que se dará a continuación es la doxorrubicina, a la que se une un resto de sulfonamida y ácido fólico; el segundo compuesto es el melfalán, al que se une un resto de sulfonamida y glucosamina, y el tercer compuesto es la epirrubicina, a la que se une un resto de sulfonamida y ácido fólico.

Hay dos características que surgen de los compuestos escindidos mediante el procedimiento de la presente invención: La primera se relaciona con aquella parte del compuesto que se considera como la "porción electrofílica", que, por ejemplo, en el caso del compuesto de fórmula G-4 del siguiente Gráfico G (que es [R-(R*,R*)]-5-ciano-N-[3-[1-[5,6-dihidro-4-hidroxi-2-oxo-6-(2-feniletil)-6-propil-2H-piran-3-il]propil]fenil]-2-piridinasulfonamida), es el grupo p-CN-piridinilsulfonilo. Esta parte es bastante específica, ya que siempre contiene restos capaces de retirar electrones del átomo de carbono que sufre el ataque nucleofílico por el tiolato GS^{-}. Los compuestos que tienen los grupos p-CN- o p-NO_{2}-piridinilsulfonilo, y los que tienen los grupos p-NO_{2}- o 2,4-dinitrofenilsulfonilo, o el benzotiazol o el tiofeno unidos a un enlace de sulfonamida, son fácilmente escindibles por la enzima. El Gráfico que se dará a continuación describe ejemplos representativos de tales grupos retiradores de electrones.

La segunda característica se relaciona con la porción del compuesto que, en el producto enzimáticamente formado, contiene el grupo amino. Una variedad de estructuras se acomodan en esta porción del compuesto; éstas incluyen aminas primarias o secundarias, amidas, azidas, urea e hidrazinas. Es interesante el hecho de que pueden tener una estructura tan simple como el resto -NH_{2}, como en el ejemplo del compuesto de fórmula G-1 del siguiente Gráfico G (que es 6-etoxi-2-benzotiazolsulfonamida o CARDRASE), o tan compleja como el compuesto de fórmula G-4 (antes citado).

En otras palabras, la escisión por GST de la sulfonamida requiere que se unan grupos electrofílicos específicos al grupo sulfonilo, pero permite que haya una amplia variedad de estructuras en la porción amino del compuesto. Esta última característica es muy importante, ya que permite que casi cualquier compuesto (o fármaco, como se ha descrito antes para los derivados sulfonamida profármacos) con un grupo amino libre se una a restos de sulfonilo seleccionados. Por ejemplo, como compuestos que contienen una función -NH- para uso aquí se incluyen, aunque sin limitación, los enumerados en el Gráfico G. El compuesto de fórmula G-1 es 6-etoxi-2-benzotiazolsulfonamida o CARDRASE y contiene una sola amina. El compuesto de fórmula G-2 es N-[(p-nitrofenil)sulfonil]acetamida y contiene una amida. El compuesto de fórmula G-3 es 2,4-dinitro-N-(3-piridilmetil)bencenosulfonamida y contiene una amina primaria. El compuesto de fórmula G-4 es [R-(R*,R*)]-5-ciano-N-[3-[1-[5,6-dihidro-4-hidroxi-2-oxo-6-(2-feniletil)-6-propil-2H-piran-3-il]propil]fenil]-2-piridinasulfonamida y contiene una amina aromática primaria. También se describe y reivindica en la Publicación Internacional WO 95/30670, publicada el 16 de Noviembre de 1995. El compuesto de fórmula G-5 es 5-metil-3-(p-nitrofenilsulfonil)-2-oxazolidinona y contiene una amina secundaria (carbamato).

Los compuestos de partida de la presente invención, que son derivados sulfonamida, son preparados por una variedad de procedimientos sintéticos adaptados a la estructura de un compuesto específico a derivatizar, en particular a la naturaleza del grupo funcional reactivo que se ha de unir al resto de sulfonilo. En general, estos compuestos son sintetizados por reacción del compuesto precursor con el reactivo de cloruro de sulfonilo apropiado en presencia de una base adecuada en un solvente orgánico no alcohólico, tal como acetona, acetonitrilo, cloruro de metileno, éter etílico u otros solventes. La base es una amina orgánica, tal como anilina, trietilamina o piridina, o carbonato de sodio o carbonato de potasio u otras bases.

Descripción de las realizaciones preferidas

Preparación 1

Cloruro de 5-ciano-2-piridinasulfonilo (se hace referencia al Gráfico F)

Se oxida el tiol de fórmula F-3 (10 ml) usando cloro gaseoso en ácido acético acuoso al 50%. Se burbujea cloro gaseoso a través de la suspensión manteniendo al mismo tiempo la temperatura entre 0 y 5ºC. Se mantiene la temperatura de reacción por debajo de los 10ºC para evitar la descomposición del cloruro de sulfonilo. Se aísla el cloruro de sulfonilo mediante una extracción con cloruro de metileno de temperatura controlada (0 a 5ºC) para proteger el cloruro de sulfonilo. Se preenfrían el cloruro de metileno y el agua usada para la manipulación y se equipa el tanque de lavado con un baño de hielo seco/acetona. Se extrae la reacción con cloruro de metileno se lava la fase orgánica con agua. Se seca la solución de cloruro de sulfonilo/cloruro de metileno sobre sulfato de sodio anhidro y se filtra. Se puede almacenar la solución durante cortos períodos de tiempo a -80ºC sin descomposición.

Ejemplo 1 Escisión de [R-(R*,R*)]-5-ciano-N-[3-[1-[5,6-dihidro-4-hidroxi-2-oxo-6-(2-feniletil)-6-propil-2H-piran-3-il]propil]fenil]-2-piridinasulfonamida (Fórmula J-1; se hace referencia al Gráfico J)

Se desprotege el compuesto del título protegido de fórmula J-1 mediante GST/GSH en condiciones suaves. Se realizan incubaciones de 100 \muM de este compuesto y 500 \muM de GSH con GST (0,5 mg de proteína/ml) en tampón fosfato 100 mM, pH 7,4, durante 1 hora a 37ºC en un volumen de 0,5 ml. La escisión del enlace sulfonamida se completa esencialmente en un 100% después de una hora de incubación para obtener el compuesto de fórmula J-2.

Ejemplo 2 Escisión de [R-(R*,R*)]-5-ciano-N-[3-[1-[5,6-dihidro-4-hidroxi-2-oxo-6-(2-feniletil)-6-propil-2H-piran-3-il]propil]fenil]-2-piridinasulfonamida (Fórmula J-1; se hace referencia al Gráfico J)

Se hicieron las siguientes observaciones durante estudios in vivo (modelos animales) e in vitro (cultivos celulares) de la disposición metabólica del compuesto del título. Se vio que: (1) el compuesto del título sufría escisión de la sulfonamida con liberación del compuesto desprotegido de fórmula J-2 tras incubación in vitro con hepatocitos de rata o humanos; (2) en estudios in vivo, en rata y perro, el compuesto de fórmula J-2 era un metabolito circulante mayor del compuesto del título en sangre, y (3) las células CACO-2, una línea celular derivada de adenocarcinoma de colon humano, eran capaces de producir una escisión significativa de la sulfonamida del compuesto del título. La escisión del compuesto del título era marcadamente más rápida en estas células que en células normales.

Algunas observaciones cruciales en el desarrollo de una estrategia de purificación de la enzima que tenía la actividad sulfonamidasa: la actividad enzimática se inhibía mediante reactivos reaccionantes con el sulfhidrilo; (2) el paso de un extracto citosólico hepático a través de un ultrafiltro de corte a 30.000 Mr concentraba la actividad en la parte retenida, mientras que se veía una actividad insignificante en el ultrafiltrado; (3) la diálisis de un extracto citosólico hepático por una membrana de diálisis de corte a 12.000-14.000 daba lugar a una pérdida casi completa de actividad; (4) la adición del ultrafiltrado citado en (2) al citosol dializado restauraba la actividad perdida en el proceso de diálisis, una observación que implicaba que la enzima responsable de la actividad era dependiente de un cofactor, y (5) entre los cofactores estudiados, NAD, NADP^{+}, ATP, NADPH, GSH y GSSG, sólo el GSH era capaz de restaurar la actividad en el dializado de (3). Esta última observación sugería que el GSH inmovilizado en una resina podría ser una etapa útil en la purificación de la sulfonamidasa. Ciertamente, la mayor parte de la actividad de 10 ml de extracto citosólico de hígado de rata quedaba retenida en una columna de GSN-Sepharose (3,9 ml de volumen de lecho), empaquetada y equilibrada en tampón Hepes 20 mM, pH 7,5, mientras que la mayoría de la proteína citosólica aparecía en el efluente. Después de lavar a conciencia la columna con hasta 1 mM de GSH, se eluyó con 5, 20 y 50 mM de GSH. Se dializaron las diversas fracciones frente a tampón Hepes 20 mM, pH 7,5, y se estudiaron en cuanto a actividad enzimática usando el compuesto del título y GSH como substratos; se sometieron entonces las fracciones a SDS-PAGE. Se vio que las fracciones que contenían la actividad migraban como una banda única altamente purificada de Mr \sim25.000. La dependencia del GSH para la actividad, la capacidad para purificar la enzima en una sola etapa por columna de afinidad de GSH y el Mr de \sim25.000 apuntaban hacia la Glutatión-S-transferasa (GST). Ciertamente, la GST comercial comprada mostraba una alta actividad sulfonamidasa. La preparación comercial era una mezcla de isoenzimas GST purificadas de hígado de rata.

Como la GST existe en una miríada de isoformas, que son activas como homodímeros y heterodímeros, se investigó la isoenzima específica (s) responsable de la escisión del enlace sulfonamida en el compuesto del título. Se sometió la mezcla comercial de isoenzimas a RP-HPLC en una columna C_{18} (0,45 x 25 cm). El perfil de separación de las diversas isoenzimas era muy similar al del trabajo publicado llevado a cabo en condiciones casi idénticas a estas condiciones. Por ello, la asignación de los diversos picos de HPLC a formas de isoenzimas resultó sencilla. Se sometieron las muestras de HPLC a liofilización y se volvieron a plegar en un tampón fosfato de Na a pH 6,8. Alternativamente, se realizó el replegamiento sometiendo las muestras de HPLC a 16 horas de diálisis frente a fosfato de Na, pH 6,8, seguido de 6 horas de diálisis frente a fosfato de Na, pH 7,4; se llevó a cabo el proceso de replegamiento a 4ºC. Se demostró la actividad sulfonamidasa del compuesto del título de las isoenzimas reconstituidas para la isoforma homodimérica A3 (GSTA3-3) y para la isoforma M1 (GSTM1-1) del citosol del hígado de rata. Se confirmó la identidad de la isoenzima A3 por la secuencia de aminoácidos N-terminal.

Ejemplo 3 Escisión de p-nitrobencenosulfonilazida (Fórmula J-3; se hace referencia al Gráfico J)

Se escinde el compuesto del título protegido de J-1 tras incubación in vitro con GST/GSH. La escisión enzimática de J-1 da sulfito (SO_{3}^{2-}), azida (N_{3}^{-}) y el conjugado de glutatión-(p-nitrobenceno). Se estudió el metabolismo de J-1 en cultivo de células CACO-2 y se vio que daba los mismos productos. El metabolismo de J-1 para formar la azida resultó ser bloqueado por inhibidores conocidos de la GST.

La azida, N_{3}^{-}, es un agente que se sabe es citotóxico para las células que respiran. La azida inhibe la producción de ATP a través de su interferencia con la cadena transportadora de electrones del citocromo implicada en la etapa terminal de la fosforilación oxidativa. El agente es marcadamente citotóxico para las células que dependen de la glicolisis aerobia/fosforilación oxidativa como fuente de energía. En presencia de inhibidores de la GST, se vio que J-1 era relativamente no citotóxico. El metabolismo de J-1 en las células por la GST libera la potente citotoxina azida. Así, el acoplamiento covalente de la azida con el resto de p-nitrobencenosulfonilo enmascara la citotoxicidad de la azida hasta que al escisión por la GST libera la citotoxina activa.

Gráfico A

Grupos representativos que se liberan mediante GST/GSH cuando forman parte de enlaces sulfonamida:

1

2

3

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Gráfico B

4

5

6

7

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Gráfico B (continuación)

8

9

10

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Gráfico C

11

12

13

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15

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Gráfico C (continuación)

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18

19

20

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Gráfico C (continuación)

21

22

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Gráfico C (continuación)

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Gráfico C (continuación)

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31

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Gráfico C (continuación)

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33

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Gráfico D

La siguiente estructura genérica incluye compuestos derivados de una antraciclina donde el grupo carbonilo de la cadena lateral es también reducido o desoxi. En tal caso, la fórmula general es:

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donde R_{1} representa hidrógeno, hidroxi o metoxi; R_{2} representa CH_{2}, CO o CHOH; R_{3} es hidrógeno o hidroxi; tanto R_{4} como R_{5} son átomos de hidrógeno o uno de R_{4} o R_{5} es hidrógeno y el otro de R_{4} o R_{5} es hidroxi, alcoxi C_{1}-C_{4}, un átomo de halógeno o un grupo de fórmula OSO_{2}R_{6}, en donde R_{6} es alquilo C_{1}-C_{6} o fenilo.

Una realización de antraciclinas de la fórmula anterior incluye:

: daunorrubicina (1a: R_{1}=OCH_{3}, R_{2}=CO, R_{3}=R_{5}=H, R_{4}=OH),

: doxorrubicina (1b: R_{1}=OCH_{3}, R_{2}=CO, R_{3}=R_{5}=OH, R_{4}=H),

: 4-desmetoxidaunorrubicina (1c: R_{1}=R_{3}=R_{5}=H, R_{2}=CO, R_{4}=OH),

: 4'-desoxidoxorrubicina (1d: R_{1}=OCH_{3}, R_{2}=CO, R_{3}=OH, R_{4}=R_{5}=H),

: 4'-yododoxorrubicina (1e: R_{1}=OCH_{3}, R_{2}=CO, R_{3}=OH, R_{4}=I, R_{5}=H) y

: los correspondientes derivados en los que R_{2} es HOH o CH_{2}.

Gráfico E

36

37

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Gráfico F

38

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Gráfico G

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40

41

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Gráfico J

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42

43

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Gráfico K

44

45

46

Claims

1. Un compuesto de fórmula I

(I)D_{1}-A_{1}

donde D_{1} es un fármaco que tiene un grupo -NH-funcional covalentemente unido al átomo de azufre de un resto A_{1}, siendo D_{1} seleccionado entre: 10-etil-10-desazaaminopterina (Edatrexato), desoxicitidina, cladribina, pentostatina, hidroxiurea, ifosfamida, temozolomida, descarbazina, oxaliplatina, actinomicina, mitomicina C, epirrubicina, m-AMSA (amsacrina), pirazoloacridina, isetionato de mivobulina, éster del ácido (cloroacetil)-(3R,4S,5S,6R)-5-metoxi-4-[(2R,3R)-2-metil-3-(3-metil-2-butenil)oxiranil]-1-oxaespiro[2,5]oct-6-ilcarbámico (TNP-470), metotrexato, aminopterina, trimetoprim, trimetrexato, pirimetamina, ácido 10-propargil-5,8-didesazafólico, 5,10-di-desazatetrahidrofolato, raltitrexed, ácido 2-[5-[[(1,2-dihidro-3-metil-1-oxobenzo[f]quinazolin-9-il)metil]amino]-1,3-dihidro-1-oxo-2H-isoindol-2-il]pentanodioico (1843U89), fluorouracilo, fluorodesoxiuridina, ftorafur, 5'-desoxifluorouridina, citidina, 5-azacitosina, 2',2'-difluorodesoxicitidina, arabinósido de 5-azacitosina, azatioprina, 6-mercaptopurina, 6-tioguanina, adenosina, fosfato de fludarabina, melfalán, ciclofosfamida, procarbazina, cisplatina, tetraplatina, carboplatina, platino-DACH, ormaplatina, sebriplatina, doxorrubicina, daunorrubicina, idarrubicina, mitoxantrona, asulacrina, eliptinio, bizelesina, leucovorina, citarabina (ARA-C), fenretidina, gemcitabina (dFdC), 9-aminocamptotecina, vinblastina, cloroetilnitrosourea, ciclohexilcloroetilnitrosourea, biscloroetilnitrosourea, metilciclohexilcloroetilnitrosourea, bleomicina (BLM A2), bleomicina (BLM B2), bleomicina (Liblomicina), paclitaxel y 3',4'-dicloroben-zoilalanina; o D_{1} es un compuesto de fórmula general

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donde R_{1} representa hidrógeno, hidroxi o metoxi; R_{2} representa CH_{2}, CO o CHOH; R_{3} es hidrógeno o hidroxi; tanto R_{4} como R_{5} son átomos de hidrógeno o uno de R_{4} o R_{5} es hidrógeno y el otro de R_{4} o R_{5} es hidroxi, alcoxi C_{1}-C_{4}, un átomo de halógeno o un grupo de fórmula OSO_{2}R_{5} en donde R_{6} es alquilo C_{1}-C_{6} o fenilo; donde el resto A_{1} es:

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donde R_{1} y R_{2} son, cada uno independientemente:

a): -H,

b): -NO_{2},

c): -Cl,

d): -CF_{3} o

e): -CN;

donde R_{3} es:

a): -H,

b): -alquilo C_{1}-C_{5},

c): -O-alquilo C_{1}-C_{5},

d): -OH,

e): -NH_{2},

f): -COOH o

g): -SH;

o una sal del mismo farmacéuticamente aceptable.

2. El compuesto de fórmula I según la reivindicación 1 donde A_{1} es seleccionado entre: 4-nitrofenilsulfonilo, 2,4-dinitrofenilsulfonilo, 2-cloro-4-nitrofenilsulfonilo, p-NO_{2}-piridinilsulfonilo, p-CN-piridinilsulfonilo, 2-CF_{3}-4-nitrofenilsulfonilo, 2-benzotiazolsulfonilo o 6-etoxi-2-benzotiazolsulfonilo, y donde D_{1} es como se ha definido en la reivindicación 1.

3. El compuesto de fórmula I según la reivindicación 1, seleccionado entre el grupo consistente en:

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4. Un compuesto de fórmula

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donde X_{1} es

1): -alquilo C_{1}-C_{8},

2): -cicloalquilo C_{5}-C_{7} o

3): -CH_{2}-fenilo, donde el fenilo está eventualmente substituido con 1 ó 2

a): -O-X_{1-1}, donde X_{1-1} es alquilo C_{1}-C_{3} o

b): -F, -Cl, -Br o -I;

donde X_{3} es

1): 2-cloro-4-nitrofenilsulfonilo,

2): 4-nitropiridinilsulfonilo,

3): 4-CN-piridinilsulfonilo,

4): 2-CF_{3}-4-nitrofenilsulfonilo,

5): 2-benzotiazolsulfonilo.

5. Un compuesto de la reivindicación 1 ó 4 para uso como medicamento.

6. Uso de un compuesto de la reivindicación 1 ó 4 para la fabricación de un medicamento útil para agotar los niveles del glutatión reducido (GSH) intracelular in vivo.

7. Uso de un resto A_{1} para preparar un profármaco de un fármaco D_{1}, según se define en la reivindicación 1, donde el profármaco es usado para la fabricación de un medicamento útil en el tratamiento de la sobreexpresión de la GST celular en mamíferos.

8. Uso de un fármaco D_{1} unido a un reto A_{1} según se define en la reivindicación 1 para la fabricación de un medicamento útil para dirigirse a una célula que sobreexpresa GST.

9. El uso de cualquiera de las reivindicaciones 7 ó 8, donde el resto A_{1} es seleccionado entre el grupo consistente en 4-nitrofenilsulfonilo, 2,4-dinitrofenilsulfonilo, 2-cloro-4-nitrofenilsulfonilo, p-NO_{2}-piridinilsulfonilo, p-CN-piridinilsulfonilo, 2-CF_{3}-4-nitrofenilsulfonilo, 2-benzotiazolsulfonilo o 6-etoxi-2-benzotiazolsulfonilo.

10. El uso de cualquiera de las reivindicaciones 7 ó 8, donde el fármaco D_{1} es doxorrubicina o epirrubicina.

11. El uso de cualquiera de las reivindicaciones 7 ó 8, donde el fármaco D_{1} unido a un resto A_{1} es seleccionado entre el grupo consistente en:

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12. El uso de cualquiera de las reivindicaciones 7 ó 8, donde la enfermedad asociada a la sobreexpresión de GST celular es el cáncer.

13. El uso de cualquiera de las reivindicaciones 7 ó 8, que además incluye el resto A_{1} unido a una molécula capaz de dirigirse hacia un blanco seleccionada entre el grupo consistente en: péptidos, carbohidratos, péptidos glicosilados, vitaminas y hormonas, a través de una unión éster, éter, amida, carbonato, carbamato o tiocarbonato.

14. El uso de la reivindicación 13, donde la molécula capaz de dirigirse hacia un blanco es seleccionada entre el grupo consistente en: citokinas, factores de crecimiento, insulina, monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos, aminoazúcares, glucosa, glucosamina, fucosa, fucosamina, galactosa, galactosamina, ácido fólico, vitamina B12, biotina, niacina, ácido pantoténico y esteroides.

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15. El uso de la reivindicación 14, donde el profármaco D_{1-}A_{1} es seleccionado entre el grupo consistente en:

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16. El compuesto de la reivindicación 1, donde el compuesto tiene la fórmula IV

(IV)D_{1}-A_{1}-T_{1}

donde D_{1} y A_{1} son como se ha definido en la reivindicación 1 y T_{1} es una molécula capaz de dirigirse hacia un blanco seleccionada entre el grupo consistente en péptidos, carbohidratos, péptidos glicosilados, vitaminas y hormonas, covalentemente unida al resto A_{1} a través de una unión éster, éter, amida, carbonato, carbamato o tiocarbonato.

17. El compuesto de la reivindicación 16, donde la molécula capaz de dirigirse hacia un blanco es seleccionada entre el grupo consistente en: citokinas, factores de crecimiento, insulina, monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos, aminoazúcares, glucosa, glucosamina, fucosa, fucosamina, galactosa, galactosamina, ácido fólico, vitamina B12, biotina, niacina, ácido pantoténico y esteroides.

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18. El compuesto de la reivindicación 17, donde el fármaco resultante es seleccionado entre el grupo consistente en:

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