ES2228608T3 - Derivados de sapogenina y su uso en el tratamiento de la disfuncion cognitiva. - Google Patents

Derivados de sapogenina y su uso en el tratamiento de la disfuncion cognitiva.

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ES2228608T3 ES00964447T ES00964447T ES2228608T3 ES 2228608 T3 ES2228608 T3 ES 2228608T3 ES 00964447 T ES00964447 T ES 00964447T ES 00964447 T ES00964447 T ES 00964447T ES 2228608 T3 ES2228608 T3 ES 2228608T3
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Abstract

El uso, en la fabricación de un medicamento que aumente el número de receptores muscarínicos o que intensifique la función de los receptores muscarínicos en un ser humano o un animal no humano, de derivados de sapogenina de fórmula general I o II: y sus estereoisómeros y mezclas racémicas, sus profármacos y sales farmacéuticamente aceptables, en las que: en la fórmula general (I): - R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R10 son, independientemente uno de otro, H, OH, =O y OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo; - R9, R12, R11, R13 pueden ser H, OH, OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo; - R14= grupo alquilo opcionalmente sustituido; - R15= H, alquilo opcionalmente sustituido o acilo opcionalmente sustituido; - el hidrógeno en C5 puede ser o ; y ---------- representa un doble enlace opcional. y en las que la fórmula general (II): - R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R10, R17 son, independientemente uno de otro, H, -OH, =O u OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo; - R9, R12, R11, R13 pueden ser H, OH, OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo; - R14= grupo alquilo opcionalmente sustituido; - R15= H, alquilo opcionalmente sustituido o acilo opcionalmente sustituido; - R16= H, alquilo opcionalmente sustituido acilo opcionalmente sustituido; - El hidrógeno en C5 puede se o . y.............representa un doble enlace opcional.

Description

Derivados de sapogenina y su uso en el tratamiento de la disfunción cognitiva.
La presente invención se refiere a derivados de sapogenina y su uso en el tratamiento de la disfunción cognitiva y trastornos asociados; y a composiciones para usar en tales tratamientos. La invención también se refiere al tratamiento de trastornos que se caracterizan por una deficiencia en el número o la función de receptores unidos a membrana. A continuación, la presente invención se describirá principalmente en referencia al tratamiento de la enfermedad de Alzheimer (EA) y de la demencia senil del tipo de Alzheimer (DSTA), en los que se ha demostrado la existencia de deficiencias en una serie de tipos de receptor. Sin embargo, debe entenderse que la presente invención se refiere en general al tratamiento de trastornos atribuibles a alteraciones patológicas intrínsecas y/o a la exposición a condiciones ambientales adversas, estando dichos trastornos caracterizados por una deficiencia en el número o la función de receptores unidos a la membrana o por una deficiencia en la transmisión en las uniones entre neuronas o en las uniones entre las neuronas y las células efectoras.
Entre los trastornos del tipo mencionado anteriormente se incluyen enfermedad de Parkinson, demencia de cuerpos de Lewi, hipotensión postural, autismo, síndrome de fatiga crónica, Miastenia gravis, enfermedad de Lambert Eaton, enfermedades y problemas asociados con el síndrome de Gulf War, exposición laboral a compuestos orgasnofosforados y problemas asociados con el envejecimiento.
La enfermedad de Alzheimer (EA) y la demencia senil del tipo de Alzheimer (DSTA) son problemas graves y crecientes en todas las sociedades donde, a causa del incremento de la esperanza de vida y el control de la enfermedad adquirida, el perfil demográfico se está extendiendo cada vez más hacia una población de más edad. Se requiere con urgencia agentes que puedan tratar o contribuir al tratamiento de la EA/DSTA.
El deterioro de la memoria asociada con la edad (DMAE) es una característica de los pacientes de más edad que, aun siendo psicológica o físicamente normal, se quejan de pérdida de memoria. Es un síndrome mal definido, aunque los agentes que son eficaces en el tratamiento de EA/DSTA también pueden ser de valor en estos pacientes.
Mediante procedimientos y disciplinas de investigación médica convencionales y tradicionales se están llevando a cabo investigaciones sobre la EA/DSTA. En la medicina convencional existen varios enfoques al tratamiento de la EA/DSTA. Se sabe que los procesos bioquímicos al servicio de la memoria en la corteza cerebral están (al menos en parte) mediados colinérgicamente. Los expertos en la técnica sabrán que los mecanismos "mediados colinérgicamente" pueden atribuirse directamente a la acción de la acetilcolina sobre los receptores y éstos son efectos directos. Otros efectos clínicamente útiles también pueden deberse a la modulación de la liberación de la acetilcolina desde los terminales nerviosos presinápticos o la inhibición de enzimas que destruyen la acetilcolina. Estos factores moduladores pueden ejercerse a través de neuronas en las que el mediador no es colinérgico: estos se denominan efectos indirectos. Algunos intentos en el tratamiento se han centrado en el papel de otros mediadores tales como 5-hidroxitriptamina, que es un mediador en otras áreas del cerebro, como en los núcleos del mesencéfalo. Sin embargo, dado que desde estas áreas se proyectan fibras hacia la corteza cerebral donde el principal transmisor es acetilcolina, la atención se ha centrado en el tratamiento de este mediador en la búsqueda de agentes terapéuticos adecuados.
Las estrategias colinérgicas para el tratamiento de la EA/DSTA se han dirigido a varios puntos a lo largo de la vía de formación, la liberación sináptica y la eliminación de la acetilcolina liberada.
Un enfoque implica el tratamiento con dosis elevadas de lecitina y de otros precursores de acetilcolina. Esto es de uso limitado en producir mejoras sostenidas en el rendimiento cognitivo.
Otro enfoque implica el uso de fármacos vegetales tales como extracto de raíz de Poligalae, que se ha demostrado que aumenta la actividad de la colina-acetilcolina transferasa (CAT) y de la secreción del factor de crecimiento (NGF) en el cerebro. La administración oral del NGF no tiene ningún efecto sobre las neuronas del sistema nervioso central porque es una proteína de alto peso molecular que no puede atravesar la barrera hematoencefálica. Sin embargo, se han propuesto agentes que puedan atravesar la barrera hematoencefálica y que tengan un efecto estimulante de la síntesis de NGF en el sistema nervioso central para la mejora del comportamiento relacionado con la memoria.
Los resultados de un tercer enfoque clínico, que usa inhibidores de la colinesterasa tales como clorhidrato de tacrina, han sido ligeramente más positivos que los anteriores. En estudios clínicos y también en modelos de laboratorio se ha mostrado que las sustancias obtenidas de plantas usadas en la medicina china y occidental, por ejemplo huperzina, galantamina y fisostigmina, poseen, todas ellas, algún, aunque limitado, beneficio en el tratamiento de la EA/DSTA, Todas estas sustancias son inhibidoras de la acetilcolina esterasa (AchE). En pacientes con EA/DSTA puede haber una síntesis reducida de la acetilcolina (Ach), una eficiencia reducida en la liberación de la Ach a partir de los depósitos presinápticos y una disminución en el número o la función de los receptores postsinápticos (M_{1}). También se han mostrado reducciones en los receptores presinápticos M_{2}. El efecto beneficioso de los inhibidores de la AchE se atribuye a un incremento de los niveles de la acetilcolina en las sinapsis en el cerebro mediante el enlentecimiento de la destrucción del transmisor liberado.
Se sabe que las composiciones que modulan la función colinérgica afectan a la memoria y los recuerdos. Por ejemplo, la nicotina estimula los receptores nicotínicos de acetilcolina y se piensa que los efectos intensificadores de la memoria a corto plazo del tabaquismo se deben al efecto de la nicotina. La escopolamina, un antagonista de la acetilcolina, produce amnesia y deterioro de la función cognitiva que se manifiesta en las pruebas psicomotoras como una prolongación de los tiempos de reacción simples, posiblemente como resultado del deterioro de la atención y para este propósito se usa como tratamiento analgésico adyuvante. El efecto amnésico de la escopolamina se puede antagonizar con nicotina.
Hay dos familias de subtipos de receptores nicotínicos (\alpha y \beta) y cada una incluye cuatro subgrupos que difieren en la especificidad de ligando. El papel de los receptores nicotínicos en el SNC no se conoce bien a nivel molecular. Es posible que la unión de agentes a receptores nicotínicos puedan modificar la velocidad de recambio en sitios de receptores muscarínicos en el cerebro. Los receptores nicotínicos son canales iónicos dependientes de ligando y su activación causa un rápido incremento (milisegundos) en la permeabilidad celular al Na^{+} y al Ca^{++}, despolarización y excitación.
Otra clase de receptores colinérgicos se pueden estimular con muscarina. Tales receptores muscarínicos (M) son receptores acoplados a proteína G. Las respuestas de los receptores muscarínicos son más lentas; pueden ser excitadoras o inhibidoras. No necesariamente están unidos a cambios en la permeabilidad iónica. Mediante clonación de receptores colinérgicos se han detectado cinco tipos de receptores muscarínicos y se denomina m_{1}-m_{5}. Los efectos farmacológicos están asociados con cuatro de los receptores clonados y se denomina M_{1}-M_{4} en función de la especificidad farmacológica.
Usando proteínas receptoras específicas y anticuerpos monoclonales ha sido posible localizar receptores muscarínicos en el cerebro como m_{1} (postsináptico) y m_{2} (presináptico). En el corazón, los receptores M_{2} son postsinápticos. Se piensa que los receptores muscarínicos presinápticos son inhibidores, la unión de Ach a estos receptores atenúa la liberación de más Ach para proporcionar un mecanismo de retroalimentación negativa para la liberación de Ach. Por tanto, los antagonistas selectivos de los receptores M_{2} distribuidos preferentemente en el cerebro pueden ser útiles en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer.
Se sabe que, en estados patológicos tales como la ES/DSTA, hay una pérdida general de neuronas y déficits en la función nerviosa colinérgica. Se ha especulado con que los sitios de unión nicotínica de alta afinidad en los restos de las neuronas colinérgicas podrían convertirse en sitios de unión de baja afinidad en el tratamiento de tales enfermedades, por lo que se produce una liberación sostenida del transmisor. Mediante la disminución de la afinidad de los sitos de unión nicotínicos se evita un proceso rápido de desensibilización.
La activación de los agonistas en los receptores nicotínicos en el cerebro tiene un rápido inicio y finalización. Una disminución de la afinidad de los receptores nicotínicos reducirá el proceso de desensibilización. Schwartz R. D. y col. (J. Neuro Chem 42, (1984), 1495-8) han mostrado que los sitios de unión a la nicotina están localizados presinápticamente en los terminales axónicos colinérgicos (y también 5-hidroxitriptaminérgicos y catecolaminérgicos). Un cambio en los sitios de unión de alta afinidad en la EA/DSTA también puede inducir un cambio en el efecto modulador que los sitios de unión nicotínicos pueden tener en otros sistemas transmisores.
Los mecanismos colinérgicos presinápticos también están bajo el control inhibidor por parte de mas neuronas GABAérgicas y se piensa que esta inhibición se intensifica en la EA/DSTA. La eliminación o la reducción de esta inhibición intensifica la actividad colinérgica cortical presináptica y aumenta el procesamiento cognitivo.
Las interacciones de las fibras interneuronales inervadas por nicotina (reducción de la afinidad de unión) y la desinhibición de las fibras GABAérgicas tienen un locus presináptico.
Este es un modelo simplista de la transmisión central, pero proporciona un marco para el entendimiento de los intentos que se han hecho para incrementar la concentración eficaz de la acetilcolina en las sinapsis centrales. Esto además ilustra el concepto de acción directa e indirecta. Existen desventajas unidas a los tres abordajes terapéuticos convencionales al tratamiento de la EA/DSTA mencionados anteriormente: complementos del precursor de ACh, sustitución de agonistas e inhibición de la acetilcolina esterasa. Estos tratamientos pueden tener como resultado un incremento a corto plazo de la disponibilidad de la Ach que puede activar los mecanismos de retroalimentación que dan como resultado la desensibilización de los receptores postsinápticos. En términos teóricos, no se predicen los beneficios a largo plazo y cuando el tratamiento se interrumpe todos los beneficios del tratamiento de la EA/DSTA y el DMAE desaparecen y el trastorno puede incluso verse agravado.
Se ha mostrado que un compuesto con actividad agonista M_{1} y antagonista M_{2}/M_{3} mejoró el rendimiento cognitivo en los pacientes con DSTA [Sramak y col., Life Sciences vol. 2, nº 3, 195-202, 1997]. Sin embargo, este compuesto causa efectos secundarios colinérgicos, tales como fatiga, diarrea y náuseas.
Un enfoque más radical a la EA/DSTA y el DMAE está dirigido a incrementar el número de receptores postsinápticos (M_{1}) en el cerebro. Por la patente de China nº CN1096031A se sabe que la sarsapogenina (SaG) puede regular por aumento los receptores colinérgicos M.
Se han publicado solicitudes de patente que reivindican la utilidad de una serie de sapogeninas esteroides que tiene estructuras espirostano, furoespirostano, espirosolano orsolanidina en el tratamiento de enfermedades. Dos publicaciones de patentes son de particular relevancia en la presente: la solicitud de patente china nº CN1096031A describe efectos reguladores de dos vías de la sapogenina espirostano, la sarsapogenina, sobre los receptores \beta-adrenérgicos y M-colinérgicos. Sin embargo, la descripción de este documento es breve. El otro documento de relevancia en la publicación de patente DE 4303214A1, que reivindica el uso de un muy amplio abanico de saponinas y sapogeninas en el tratamiento de un gama de enfermedades que los inventores consideran que son de origen viral. Sin embargo, esta descripción es de dudosa valor en que está bien reconocido que no hay un elemento infeccioso de un número muy grande de trastornos caracterizados por una transmisión sináptica deficiente y, por tanto, la premisa básica que se alega en la invención es defectuosa. Además, no presentan ningún tipo de datos que permita al experto en la técnica seleccionar un compuesto preferido de entre el gran número reivindicado.
El documento EP-A-1024146, correspondiente al documento WO-A-99/16786, describe (Compuestos III, IV) derivados de la 3-O-galactosa-glucosa-26-O-gluocsa de compuestos que se pueden considerar como sapogeninas en las que se ha escindido el anillo F del sistema de anillos condensados. Se ha mostrado una actividad farmacológica en ratas para el compuesto III, principalmente un efecto sobre la circulación sanguínea cerebral y el metabolismo y la proliferación de las células del hipocampo. Para la profilaxis o el tratamiento de la demencia se han propuesto los compuestos.
En Synthesis and Applications of Isotopically Labelled Compounds 1997, páginas 315-320, Ningyu y col. describen el uso de la sapogenina sarsapogenina en el tratamiento de la demencia senil.
Los inventores han descubierto que ciertos derivados de sapogenina exhiben la capacidad para regular receptores. En particular, se ha descubierto que estos compuestos aumentan el número de receptores M_{2} en el cerebro. Por tanto, según un aspecto de la invención se proporciona el uso de un derivado de sapogenina de fórmula general (I) en la fabricación de un medicamento para el tratamiento de un trastorno caracterizado por una deficiencia en el número o función de los receptores unidos a membrana.
Los expertos en la técnica deberán conocer la relación entre las saponinas y sus sapogeninas y que estas últimas tienden ser liposolubles, mientras que las saponinas tienden a ser hidrosolubles. Por tanto, las sapogeninas son más capaces de atravesar la barrera hematoencefálica. El experto también conocerá que la epimerización de ciertas sapogeninas en condiciones de hidrólisis ácida.
La variación de las propiedades farmacológicas y acciones farmacodinámicas de varios tipos de sapogeninas subraya la necesidad de seleccionar esos agentes que son más útiles en el tratamiento de la EA/DSTA. El descubrimiento de nuevos hechos acerca de la acción de los derivados de sapogeninas ha hecho posible determinar qué sustancias son más útiles para el tratamiento de la EA/DSTA y similares.
Los inventores han descubierto que las propiedades descritas anteriormente las exhiben los derivados de sapogenina en los que se ha escindido el anillo E y/o F del sistema de anillos condensados.
En consecuencia, los derivados de sapogenina de interés en esta invención poseen las siguientes fórmulas generales (I) o (II):
1
2
Sus estereoisómeros y mezclas racémicas, sus profármacos y sales farmacéuticamente aceptables.
En la fórmula general (I):
-R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4}, R_{5}, R_{6}, R_{7}, R_{8}, R_{10} son, independientemente uno de otro, H, OH, =O y OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{9}, R_{12}, R_{11}, R_{13} pueden ser H, OH, OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{14}= grupo alquilo opcionalmente sustituido;
- R_{15}= H, alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido;
- El hidrógeno en C5 puede ser \alpha o \beta
y - - - - - - - - representa un doble enlace opcional.
Preferentemente, en la fórmula general (I):
- R_{4}, R_{9}, R_{12}, R_{13}= H
- R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{5}, R_{6}, R_{7}, R_{8}, R_{10} pueden ser de forma independiente uno de otro H, OH, =O, OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{11}= H,OH, OR, donde R = alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{14}= alquilo opcionalmente sustituido;
- R_{15}= H, alquilo opcionalmente sustituido o acilo opcionalmente sustituido,
- El hidrógeno en C5 puede ser \alpha o \beta
y ............. representa un doble enlace opcional,
En la fórmula general (II):
- R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4}, R_{5}, R_{6}, R_{7}, R_{8}, R_{10}, R_{17} son, independiente uno de otro, H, -OH, =O u OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{9}, R_{12}, R_{11}, R_{13} pueden ser H, OH, OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{14}= grupo alquilo opcionalmente sustituido;
- R_{15}= H, alquilo opcionalmente sustituido o acilo opcionalmente sustituido;
-R_{16}= H, alquilo opcionalmente sustituido acilo opcionalmente sustituido;
- El hidrógeno en C5 puede ser \alpha o \beta.
y ............. representa un doble enlace opcional,
Preferentemente, en la fórmula general (II):
- R_{4}, R_{9}, R_{12}, R_{13} = H;
- R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{5}, R_{6}, R_{7}, R_{8}, R_{10}, R_{17} son, independiente uno de otro, H, -OH, =O, OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{11}= H, OH, OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido,;
- R_{14}= alquilo opcionalmente sustituido;
- R_{15}= H, alquilo opcionalmente sustituido o acilo opcionalmente sustituido;
- R_{16}= H, alquilo opcionalmente sustituido o acilo opcionalmente sustituido;
- El hidrógeno en C5 puede se \alpha o \beta.
y ............. representa un doble enlace opcional,
Más preferentemente, en la fórmula general (II):
- R_{1}= R_{2}= R_{4} = R_{6}= R_{7}= R_{8}= R_{10}= R_{11} =R_{9}= R_{12}= R_{13}= R_{15}= R_{16}= R_{17}= H,
- R_{3}= H, OH, o OCOCH_{3}, o =O;
- R_{14}= CH_{3}
Como se ha usado anteriormente y a continuación en la presente:
"Acilo" significa un grupo H-CO o Alquil-CO-, en el que el grupo alquilo es como se ha descrito en la presente memoria descriptiva. Los acilos preferidos contienen un alquilo menor. Entre los grupos acilo de ejemplo se incluyen formilo, acetilo, propanoílo, 2-metilpropanoílo, butanoílo y palmitoílo.
"Alquilo" significa un grupo hidrocarburo alifático que puede ser lineal o ramificado que tiene de aproximadamente 1 a aproximadamente 20 átomos de carbono en la cadena. Los grupos alquilo preferidos tienen de 1 a aproximadamente 12 átomos de carbono en la cadena. Ramificado significa que uno o más grupos alquilo menor tales como metilo, etilo o propilo están unidos a una cadena alquilo lineal. "Alquilo menor" significa aproximadamente de 1 a aproximadamente 4 átomos de carbono en la cadena que puede ser lineal o ramificado. Entre los ejemplos de grupos alquilo se incluyen metilo, etilo, n-propilo, i-propilo, n-butilo, t-butilo, n-pentilo, 3-pentilo.
"Opcionalmente sustituido" significa que dicho grupo puede estar sustituido con uno o más sustituyentes que pueden ser iguales o diferentes, e incluyen halo, cicloalquilo, hidroxi, alcoxi, amino, acilamino, arilo, aroiloamino, carboxi, alcoxicarbonilo, aralcoxicarbonilo, heteroaralcoxicarbonilo, carbamoílo opcionalmente sustituido.
El término "composición farmacéutica" significa una composición que comprende un compuesto de fórmula I o II y al menos un componente seleccionado del grupo que comprende transportadores, diluyentes, adyuvantes, excipientes o vehículos farmacéuticamente aceptables, tales como agentes conservantes, cargas, agentes disgregantes, agentes humectantes, agentes emulsionantes, agentes de suspensión, agentes endulzantes, agentes saborizantes, agentes perfumantes, agentes antibacterianos, agentes antifúngicos, agentes lubricantes y agentes dispersantes, en función de la naturaleza de la vía de administración y las formas de dosificación.
"Farmacéuticamente aceptable" significa que es, dentro del alcance del fiable juicio médico, adecuado para usar en contacto con las células de seres humanos y animales inferiores sin que se produzca toxicidad indebida, irritación, respuesta alérgica y similares, y es acorde con una proporción beneficio/riesgo razonable.
"Formas de dosificación farmacéuticamente aceptables" significa formas de dosificación del compuesto de la invención e incluye, por ejemplo, comprimidos, grageas, polvos, elixires, jarabes, preparaciones líquidas, incluidas suspensiones, pulverizadores, inhaladores, pastillas, emulsiones, soluciones, gránulos y supositorios, así como preparaciones líquidas para inyecciones, incluidas preparaciones liposomales. Generalmente, las técnicas y formulaciones se pueden encontrar en Remington Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., Easton, PA, última edición.
"Profármacos farmacéuticamente aceptables" como se usan en la presente memoria descriptiva significa los profármacos de los compuestos útiles según la presente invención que son, dentro del alcance del fiable juicio médico, adecuados para usar en contacto con los tejidos de seres humanos y animales inferiores con toxicidad indebida, irritación, respuesta alérgica y similares, acorde con una proporción beneficio/riesgo razonable, y eficaz para su uso pretendido, así como las formas dipolares, cuando sea posible, de los compuestos de la invención. El término "profármaco" significa compuestos que se transforman con rapidez in vivo para dar el compuesto original de la fórmula anterior, por ejemplo, mediante hidrólisis en sangre. Los grupos funcionales que pueden transformarse rápidamente, mediante escisión metabólica, in vivo forman una clase de grupos reactivos con el grupo carboxilo de los compuestos de esta invención. Debido a la facilidad con la los grupos metabólicamente escindibles de los compuestos útiles según esta invención se escinden in vivo, los compuestos que portan tales grupos actúan como profármacos. En los siguientes se proporciona un análisis detallado de profármacos: Design of Prodrugs, H. Bundgaard, ed. Elsevier, 1985; Methods in Enzymology, K. Widder y col., Ed. Academic Press, 42, pág. 309-396, 1985; A Textbook of Drug Design and Development, Krogsgaard-Larsen y H. Bundgaard, ed., Capítulo 5; Design and Applications of Prodrugs, pág. 113-191; Advanced Drug Delivery Reviews, H. Bundgaard, 8, pág. 1-38, 1992: Journal of Pharmaceutical Sciences, 77, pág. 285, 1988; Chem. Pharm. Bull., N. Nakeya y col., 32, pág. 692, 1984; Prodrugs as Novel Delivery Systems, T. Higuchi y V. Stella, vol. 14 de la A.C.S. Symposium Series and Bioreversible Carriers in Drug Design, Edward B. Roche, ed., American Pharmaceutical Association and Pergamon Press, 1987, que se incorporan en la presente memoria descriptiva como referencia.
"Sales farmacéuticamente aceptables" significa las sales de adición de ácido y sales de adición de base inorgánicas y orgánicas relativamente inocuas de compuestos de la presente invención. Estas sales se pueden preparar in situ durante el aislamiento y la purificación finales de los compuestos. En particular, las sales de adición de ácido se pueden preparar mediante la reacción por separado del compuesto purificado en su forma de base libre con un ácido orgánico o inorgánico y el aislamiento de la sal formada de este modo. Véase, por ejemplo, S. M. Berge y col., Pharmaceutical Salts, J. Pharm. Sci., 66, pág. 1-19 (1977), que se incorpora en la presente memoria descriptiva como referencia. Las sales de adición de base también se pueden preparar mediante la reacción por separado del compuesto purificado en su forma ácida con una base orgánica o inorgánica y el aislamiento de la sal formada de este modo. Entre las sales de adición de base se incluyen las sales de amina y de metales farmacéuticamente aceptables.
Los derivados de sapogenina de interés en la presente invención se pueden producir de forma natural en una serie de especies vegetales, especialmente del los géneros Smilax, Asparagus, Anemarrhena, Yucca y Agave. Las especies de mayor interés en la actualidad incluyen Smilax regelii Kilip & Morton, conocida habitualmente cono Zarzaparrilla de Honduras; Smilax aristolochiacefolia Miller, habitualmente conocida como zarzaparrilla mejicana; Smilax ornata Hooker habitualmente conocida como zarzaparrilla jamaicana; Smilax aspera, habitualmente conocida como zarzaparrilla española; Smilax glabra Roxburgh; Smilax febrifuga-Kunth, habitualmente conocida como zarzaparrilla ecuatoriana o peruana; Anemarrhena asphodeloides a Yucca schidigers Roezl ex Ortgles y Yucca brevifolia Engolm. Los derivados de sapogenina que pueden ser de interés se pueden producir de forma natural en otros géneros, por ejemplo Dioscorea, Trillium, Solanum, Strophanthus, Digitalis y Trigonella. Sin embargo, algunos derivados de sapogenina de estas fuentes poseen propiedades indeseadas y, por tanto, no se recomienda su uso en la invención.
Los derivados de sapogenina de interés en la invención también pueden estar disponibles comercialmente; el experto en la técnica conocerá bien a los proveedores y pueden incluir Sigma Aldrich, Research Plus inc., Steraloids Inc., etc.
Las sapogeninas sustituidas de interés en la presente invención pueden prepararse mediante procedimientos sintéticos. Por ejemplo, pueden prepararse a partir de derivados de sapogenina insustituidos, que se pueden producir de forma natural o estar disponibles comercialmente como se ha indicado anteriormente.
A partir de estas sapogeninas insustituidas, la reacción puede implicar al menos una etapa de sustitución, en la que el grupo funcional se sustituye en el derivado de sapogenina; normalmente, el producto de partida es una sapogenina insustituida que tiene la estereoquímica requerida y la reacción puede implicar la sustitución del grupo OH con el radical funcional deseado; la smilagenina y la epismilagenina se prefieren como productos de partida.
Los compuestos útiles según la invención se pueden preparar mediante la aplicación o adaptación de procedimientos conocidos, mediante lo cual se quiere decir procedimientos usados en la presente o descritos en la bibliografía, por ejemplo los descritos por R. C. Larock en Comprehensive Organic Transformations, VCH publishers, 1989.
En las reacciones descritas a continuación en la presente puede ser necesario proteger grupos funcionales reactivos, por ejemplo grupos hidroxi o carboxi, cuando estos se desean en el producto final, para evitar su participación no deseada en las reacciones. Los grupos protectores convencionales pueden usarse de acuerdo con la práctica estándar, para los ejemplos véase T. W. Green y P. G. M. Wuts en "Protective Groups in Organic Chemistry" John Wiley and Sons, 1991; J. F. W. McOmie en "Protective Groups in Organic Chemistry" Plenum Press, 1973.
El compuesto preparado de este modo puede recuperarse de la mezcal de reacción por medios convencionales. Por ejemplo, los compuestos pueden recuperarse mediante destilación del disolvente de la mezcla de reacción o, si es necesario después de destilar el disolvente de la mezcla de reacción, verter el residuo en agua seguido por la extracción con un disolvente orgánico inmiscible en agua y destilar el disolvente del extracto. Además, el producto puede, si se desea, purificarse posteriormente mediante varias técnicas tales como recristalización, reprecipitación o las diversas técnicas de cromatografía, especialmente cromatografía en columna o cromatografía preparativa en capa fina.
Según otro aspecto de la presente invención se proporciona una composición farmacéutica que tiene propiedades de intensificación de la función cognitiva, que comprende una cantidad eficaz de un derivado de sapogenina de la invención.
En otro aspecto más, los derivados de sapogenina de la presente invención son esteroideos, preferentemente no poseen un efecto estrogénico.
En otro aspecto, la invención proporciona una composición farmacéutica que tiene propiedades de intensificación de la función cognitiva, que comprende una cantidad eficaz de un derivado de sapogenina de la invención en forma de un extracto derivado de una planta del género Smilax, Anemarrhena, Yucca o Agave.
Debe apreciarse que la invención hace disponible el uso de las composiciones definidas antes. Por tanto, la presente invención hace disponible un procedimiento para intensificar la función cognitiva, que comprende administrar a un ser humano o a un animal una dosis eficaz de una composición de la invención.
La invención también hace posible un procedimiento para intensificar la función cognitiva en un ser humano o un animal no humano, que comprende administrar una dosis eficaz de derivados de sapogenina de la invención. También hace disponible el uso de derivados de sapogenina de la invención en productos alimenticios o bebidas para aumentar la función cognitiva.
Como se usa en la presente memoria descriptiva, "función cognitiva" se refiere a las funciones tales como el pensamiento, el razonamiento, los recuerdos, la imaginación y el aprendizaje.
Según otro aspecto, la invención también se refiere a la composición que tiene propiedades que intensifican la función cognitiva, que comprende al menos dos, preferentemente dos, derivados de sapogenina de la invención.
Al identificar los compuestos que serían útiles en el tratamiento de la DSTA y de otras enfermedades que se caracterizan por reducciones en el número de receptores o la transmisión sináptica, los inventores han considerado la necesidad de identificar compuestos que posan el efecto deseado pero que estuvieran desprovistos de cualquier efecto estrogénico, ya que esto sería inaceptable, particularmente en pacientes varones. Una serie de compuestos que se ha reivindicado que poseen actividad en la solicitud de patente DE 4303214A1 tienen una marcada actividad estrogénica y son, por tanto, inaceptables. Sin embargo, preferentemente, los derivados de sapogenina de la presente invención no exhiben actividad estrogénica. Además, estos compuestos se probaron en otros receptores de esteroides y se encontró que no tenían actividad en ninguno de los siguientes receptores:
Progesterona
Glucocorticoides
Testosterona
También se han probado los derivados de sapogenina de la presente invención en busca de actividad en una serie de ensayos in vitro. Estos ensayos/experimentos que se consideraron de importancia crucial en la determinación de una posible actividad en la elevación del número de receptores unidos a membrana fueron los siguientes:
Se realizó la transfección de células de ovario de hámster chino (CHO) con el fragmento de ADN que codifica un receptor muscarínico. La línea celular usada para la mayoría de los experimentos fue una línea celular que expresaba el receptor m_{2}.
Los procedimientos y los resultados de estos experimentos se describen a su vez a continuación.
Experimentos con la línea celular CHO
Se investigaron los efectos de varios compuestos sobre la expresión de receptores m_{2} de las células CHO sometidas a transfección con ADN para el receptor m_{2}. El número de receptores se analizó usando la unión a QNB tritiado y restando la unión inespecífica. Los compuestos se disolvieron en DMSO y el DMSO se usó como control. Los compuestos se probaron a un intervalo de concentraciones finales. También se probaron los compuestos en presencia y ausencia de tamoxifen para intentar distinguir un mecanismo mediado por el receptor de estrógenos.
Los resultados se resumen en la tabla 1, a continuación. Los compuestos son activos cuando el efecto sobre la expresión del receptor dado como un aumento del porcentaje en comparación con el control es más del 15%.
TABLA 1. Efectos de los derivados de sapogenina sobre la expresión de los receptores m_{2} en células CHO
3
4
Por tanto, los experimentos indican que los derivados de sapogenina de la invención eran capaces de aumentar el número de receptores muscarínicos expresados en la superficie de las células CHO cultivadas in vitro. El tamoxifen no antagonizó el efecto, lo que indica que el mecanismo implicado no involucraba al receptor de estrógenos.
Del trabajo experimental realizado se deduce que los compuestos de esta invención actúan y normalizan el número de receptores muscarínicos, es decir, tienden a prevenir la disminución del número de receptores con el tiempo y también tienden a restablecer el número de receptores a los niveles normales cuando se proporciona a células en el que el número de receptores está reducido.
En la presente se ha especulado con que el efecto del compuesto activo reivindicado en esta patente puede operar a través de un efecto sobre la proteína G y que los efectos sobre el número de receptores son secundarios a un efecto sobre la proteína G. Cuando se estimula un receptor unido a membrana ligado a proteína G se inician dos conjuntos básicos de acontecimientos: la respuesta efectora y la internalización del receptor. El posterior procesamiento del receptor al estado en el que es otra vez una forma en la superficie celular u otra superficie de membrana donde pueda interaccionar con otro ligando del receptor parece que está sujeto a una serie de factores. Parece que una serie de estos factores o mecanismos están ligados a proteína G. Existen pruebas de que la activación de recetores m3 pueden tener un efecto sobre la expresión o los niveles de proteína G. Se especula con que las acciones de los compuestos descritos en esta patente pueden deberse a una interacción en los procesos de regeneración de los receptores, unión a la proteína G u homeostasis de la proteína G.
Una hipótesis alternativa es que los compuestos incrementan la síntesis o liberación o una reducción de la velocidad de degradación de factores neurotrópicos tales como el factor de crecimiento derivado del cerebro y/o el factor de crecimiento neural. Estos efectos sobre los factores de crecimiento podrían deberse a un efecto del compuesto sobre un receptor nuclear o citosólico o a la unión de un compuesto a una región promotora con el consiguiente efecto directamente sobre la velocidad de producción del ARNm del factor de crecimiento o como una consecuencia del aumento de la producción de otro factor material tal como la proteína G o, por último, los efectos pueden ser secundarios a un efecto sobre el receptor o el procesamiento de la proteína G.
El aumento de la expresión y/o el procesamiento anormal de la proteína precursora amiloide (PPA) está asociado con la formación de placas amiloides y depósitos amiloides cerebrovasculares, que son las características morfológicas principales de la enfermedad de Alzheimer. Los procesos que regulan la escisión proteolítica de la PPA en fragmentos amiloidogénicos y no amiloidogénicos son de particular interés. La escisión de la PPA por la acción de la enzima \alpha-secretasa en la secuencia \beta-amiloide de la proteína tiene como resultado la formación de un fragmento no amiloidogénico en el extremo C y el fragmento soluble PPA\alpha; se ha mostrado que este último fragmento posee actividad neurotrópica y neuroprotectora así como que aumenta la memoria en ratones cuando se inyecta por vía intracerebro-ventricular (ICV). Por el contrario, el procesamiento de la PPA por la \beta-secretasa expone el extremo N del \beta-amiloide que se libera por la acción de escisión de la \gamma-secretasa en el extremo C variable. Se ha mostrado que los péptidos \beta-amiloides resultantes, que contienen 39-43 aminoácidos son neurotóxicos y se acumulan en placas que interfieren con las conexiones interneuronales.
En una serie de estudios se ha mostrado que la estimulación de los receptores muscarínicos M_{1} y M_{3} ligados a proteína quinasa (PKC) tiene como resultado un incremento de la actividad \alpha-secretasa. Como consecuencia se produce un aumento del procesamiento de la PPA en PPA\alpha con sus efectos neuroprotectores. En paralelo, disminuye el procesamiento de la PPA por las \beta y \gamma-secretasas y hay una consiguiente reducción de \beta-amiloides. Otros transmisores tales como el factor de crecimiento neural (NGF) y el factor neurotrópico derivado del cerebro (BDNF) así como la bradiquinina y la vasopresina pueden tener efectos similares en el incremento de la proporción de la PPA procesada en PPA\alpha. Puede haber una serie de factores implicados en los efectos del NGF, entre los que se pueden incluir la unión del factor al receptor de la tirosina quinasa (TrKA) y la estimulación de la fosfolipasa C\gamma con la posterior fosforilación y activación de la proteína quinasa C (PKC) y el incremento de la actividad relativa de la \alpha-secreta-
sa.
Por tanto, cabría esperar que cualquier tratamiento que aumente la actividad de la proteína quinasa C de forma selectiva en el cerebro sería útil en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer. Hasta hace poco no se dispuesto de agonistas selectivos del receptor M_{1}. Cabría esperar que los agonistas no selectivos estimulen los receptores M_{2} presinápticos que causan retroalimentación negativa y, por tanto, que alteren gravemente la transmisión muscarínica. En la actualidad se está disponiendo de agonistas selectivos del receptor M_{1} (talsaclidina) y se está investigando tales agentes para el tratamiento de la EA. Sin embargo existe un gran riesgo de que, como con la administración crónica de cualquier agonista del receptor, los beneficios clínicos observados se verá gravemente limitados en términos del tamaño del beneficio por la reducción del número de receptores o al reducción de la sensibilidad y en términos de efectos secundarios causados por la ausencia de especificidad del receptor. Por tanto, cabría esperar que los compuestos como se han descrito en esta invención, que regulan de forma selectiva el número de receptores muscarínicos o la función, estuvieran desprovistos de los problemas observados con un agonista muscarínico y, por tanto, poseen una utilidad particular. De hecho, los beneficios pueden observarse en tres partes del siguiente modo:
1.
Un incremento selectivo del número de receptores M_{1} que conduce a un aumento de la transmisión sináptica. La administración crónica de un agonista selectivo no tendrá, en el mejor de los casos, efecto adverso alguno sobre la transmisión;
2.
Secundario al aumento del número de receptores, un incremento de la estimulación de la PKC con el consiguiente aumento de la actividad \alpha-secretasa, que conduce a:
2.1.
Una reducción de la producción de \beta-amiloides y una consiguiente reducción de la formación de placas y pérdida neuronal;
2.2.
Un incremento de la PPA y una consiguiente mejora de la función cerebral como se observa por la mejora en la memoria a corto y a largo plazo.
Con el fin de ilustrar más la invención por medio de ejemplos no limitantes, ahora se hará referencia a las figuras adjuntas y al siguiente Ejemplo; En las figuras:
La Figura 1 ilustra los resultados obtenidos en el Ejemplo 1 a continuación;
La Figura 2 ilustra un modo de acción hipotético para los derivados de sapogenina;
Con relación a la figura 2 se muestra un diagrama de la función de los derivados de sapogenina de la invención. Se cree que los derivados de sapogenina actúan sobre todo en los núcleos celulares; sin embargo, la invención no se limita a ningún modo de acción concreto. El incremento observado en el número de receptores muscarínicos como consecuencia de la administración derivados de sapogenina se interpreta como que conduce a un incremento de la expresión de proteína de receptor muscarínico. La posible unión entre las secretasas y la formación de proteína \beta-amiloide (analizados anteriormente) se indica en la figura.
El siguiente Ejemplo se proporciona para ilustrar la invención de un modo no limitante.
Ejemplo 1
En una línea celular CHO que expresa receptores muscarínicos recombinantes humanos in vitro, el número de receptores muscarínicos tiene a disminuir con el tiempo. Los derivados de sapogenina de la invención (1-10 \muM) incubados durante 72 horas aumentan la densidad de receptores muscarínicos.
Procedimientos
Efecto de los derivados de sapogenina de la invención sobre la densidad de receptores muscarínicos en células CHO que expresan recombinantes muscarínicos recombinantes humanos.
Células de hámster chino (CHO) que expresan niveles elevados de receptor (2,2,pmoles de receptor/mg proteína) se cultivaron en matraces (150 ml) durante 24 horas antes del comienzo del experimento. Al medio se añadieron vehículo (DMSO) y derivados de sapogenina (a 1 y 10 \muM) durante 48 horas. Se desechó el medio de cultivo, se rasparon las células y se resuspendieron en solución de Hanks, se centrifugaron y se determinaron los niveles de receptor m mediante incubación con [^{3}H]-QNB durante 30 minutos, seguido por recuento de centelleo líquido. Los niveles de proteína se determinaron mediante un procedimiento de micro Lowry.
Resultados
Estos se ilustran en la figura 1. En el periodo de cultivo, el tratamiento con derivados de sapogenina de la invención impide la disminución del número de receptores muscarínicos de modo dependiente de concentración.

Claims (13)

1. El uso, en la fabricación de un medicamento que aumente el número de receptores muscarínicos o que intensifique la función de los receptores muscarínicos en un ser humano o un animal no humano, de derivados de sapogenina de fórmula general I o II:
5
6
y sus estereoisómeros y mezclas racémicas, sus profármacos y sales farmacéuticamente aceptables, en las que:
en la fórmula general (I):
- R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4}, R_{5}, R_{6}, R_{7}, R_{8}, R_{10} son, independientemente uno de otro, H, OH, =O y OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{9}, R_{12}, R_{11}, R_{13} pueden ser H, OH, OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{14}= grupo alquilo opcionalmente sustituido;
- R_{15}= H, alquilo opcionalmente sustituido o acilo opcionalmente sustituido;
- el hidrógeno en C5 puede ser \alpha o \beta; y - - - - - - - - representa un doble enlace opcional.
y en las que la fórmula general (II):
- R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4}, R_{5}, R_{6}, R_{7}, R_{8}, R_{10}, R_{17} son, independientemente uno de otro, H, -OH, =O u OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{9}, R_{12}, R_{11}, R_{13} pueden ser H, OH, OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{14}= grupo alquilo opcionalmente sustituido;
- R_{15}= H, alquilo opcionalmente sustituido o acilo opcionalmente sustituido;
- R_{16}= H, alquilo opcionalmente sustituido acilo opcionalmente sustituido;
- El hidrógeno en C5 puede se \alpha o \beta.
y ............. representa un doble enlace opcional.
2. El uso según la reivindicación 1, en el que los derivados de sapogenina son como se ha definido para la fórmula general (I), en la que:
- R_{4}, R_{9}, R_{12}, R_{13}= H
- R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{5}, R_{6}, R_{7}, R_{8}, R_{10} pueden ser de forma independiente uno de otro H, OH, =O, OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{11}= H,OH, OR, donde R = alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{14}= alquilo opcionalmente sustituido;
- R_{15}= H, alquilo opcionalmente sustituido o acilo opcionalmente sustituido,
- El hidrógeno en C5 puede ser \alpha o \beta
y ............. representa un doble enlace opcional.
3. El uso según la reivindicación 1, en el que los derivados de sapogenina son como se ha definido en la reivindicación 1 para la fórmula general (II), en la que:
- R_{4}, R_{9}, R_{12}, R_{13} = H;
- R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{5}, R_{6}, R_{7}, R_{8}, R_{10}, R_{17} son, independientemente uno de otro, H, -OH, =O, OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido, alcoxicarbonilo;
- R_{11}= H, OH, OR, donde R= alquilo opcionalmente sustituido, acilo opcionalmente sustituido, carbamoílo opcionalmente sustituido,;
- R_{14}= grupo alquilo opcionalmente sustituido;
- R_{15}= H, alquilo opcionalmente sustituido o acilo opcionalmente sustituido;
- R_{16}= H, alquilo opcionalmente sustituido o acilo opcionalmente sustituido;
- El hidrógeno en C5 puede se \alpha o \beta.
y ............. representa un doble enlace opcional.
4. El uso según la reivindicación 1, en el que los derivados de sapogenina son como se ha definido en la reivindicación 1 para la fórmula general (II), en la que:
- R_{1}= R_{2}= R_{4} = R_{6}= R_{7}= R_{8}= R_{10}= R_{11} =R_{9}= R_{12}= R_{13}= R_{15}= R_{16}= R_{17}= H,
- R_{3}= H, OH, o OCOCH_{3}, o =O;
- R_{14}= CH_{3}.
5. El uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho medicamento es para tratar la disfunción cognitiva.
6. El uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho medicamento es para intensificar la función cognitiva en un paciente que padece disfunción cognitiva relacionada con la edad.
7. El uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho medicamento es para tratar una enfermedad seleccionada de entre: enfermedad de Alzheimer, demencia senil del tipo de Alzheimer, enfermedad de Parkinson, demencia de cuerpos de Lewi, hipotensión postural, autismo, síndrome de fatiga crónica, miastenia grave, enfermedad de Lambert Eaton, enfermedades y problemas asociados con el síndrome de la guerra del Golfo, exposición laboral a compuestos orgasnofosforados y problemas asociados con el envejecimiento.
8. El uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho medicamento es para el tratamiento de un trastorno caracterizado por la presencia de degenerescencias neurofibrilares y/o placas \beta-amiloides.
9. El uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dicho medicamento es para tratar una enfermedad seleccionada de entre: enfermedad de Alzheimer o demencia senil del tipo de Alzheimer.
10. Una composición farmacéutica que posee propiedades de intensificación de la función cognitiva, que comprende una cantidad farmacológicamente eficaz de un derivado de sapogenina de fórmula (I) o (II) como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
11. Una composición farmacéutica que posee propiedades de intensificación de la función cognitiva, que comprende una cantidad farmacológicamente eficaz de un derivado de sapogenina de fórmula (I) o (II) como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en forma de un extracto derivado de una planta del género Smilax, Asparagus, Anemarrhena, Yucca o Agave.
12. Un procedimiento no terapéutico para intensificar la función cognitiva, que comprende administrar a un ser humano o a un animal no humano una dosis eficaz de derivado de sapogenina de fórmula (I) o (II) como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
13. El uso de un derivado de sapogenina de fórmula (I) o (II) como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en un producto alimenticio o una bebida para intensificar la función cognitiva.
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