ES2267183T3 - Formulaciones de oxidos de 1,2,4-benzotriazina. - Google Patents
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Abstract
Una formulación parenteral acuosa para el tratamiento de tumores cancerígenos que comprende: una cantidad eficaz para el tratamiento de tumores cancerígenos, de un compuesto de la fórmula: (Ver fórmula) o una sal farmacológicamente aceptable de dicho compuesto en un tampón parenteralmente aceptable con una concentración de aproximadamente 0, 001 M a aproximadamente 0, 1 M.
Description
Formulaciones de óxidos de
1,2,4-benzotriazina.
La presente invención se refiere al campo de los
tratamientos para tumores cancerígenos. Más en particular, la
presente invención se refiere al tratamiento de tumores cancerígenos
con óxidos de 1,2,4-benzotriazina contenidos en un
vehículo tamponado acuoso.
Los óxidos de
1,2,4-benzotriazina son compuestos conocidos. En la
patente de EE.UU. Nº. 3.980.779 se describen composiciones de
1,4-dióxido de
3-amino-1,2,4-benzotriazina
con la fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
uno de R y R^{1} es: hidrógeno, halógeno,
alquilo inferior, halo (alquilo inferior), alcoxi inferior,
carbamoílo, sulfonamido, carboxi o carbo (alcoxi inferior) y el
otro de R y R^{1} es: halógeno, alquilo inferior, halo (alquilo
inferior), alcoxi inferior, carbamoílo, sulfonamido, carboxi o carbo
(alcoxi inferior), como composición antimicrobiana usada para
favorecer el crecimiento del ganado.
En la patente de EE.UU., 5.175.287 expedida el
29 de diciembre de 1.992 se describe el uso de óxidos de
1,2,4-benzotriazina junto con radiación para el
tratamiento de tumores. Los óxidos de
1,2,4-benzotriazina sensibilizan las células
tumorales a la radiación y las hacen más susceptibles a esta
modalidad de tratamiento.
Holden et al (1.992) "Enhancement of
Alkylating Agent Activity by SR-4233 in the FSaIIC
Murine Fibrosarcoma" JNCI 84: 187-193 describen
el uso de SR-4233, es decir
1,4-dióxido de
3-amino-1,2,4-benzotriazina,
también conocido y de ahora en adelante referido a veces como
tirapazamina, en asociación con un agente alquilante antitumoral.
Se ensayó cada uno de los cuatro agentes alquilantes antitumorales,
cisplatino, ciclofosfamida, carmustina y melfalano, para examinar
la capacidad de la tirapazamina para vencer la resistencia de las
células tumorales hipóxicas a los agentes alquilantes
antitumorales. Se ensayó tirapazamina sola y en asociación con
cantidades variables de cada uno de los agentes alquilantes
antitumorales. Cuando se administró SR-4233 justo
antes del tratamiento de única dosis con ciclofosfamida, carmustina
o melfalano, se observó exaltación de la dosis marcada de melfalano
que conducía a efectos citotóxicos sinérgicos en células
tumorales.
En la solicitud internacional Nº PCT/US89/01037
se describe óxido de 1,2,4-benzotriazina como
radiosensibilizadores y agentes citotóxicos selectivos. Otras
patentes relacionadas incluyen: las patentes de EE.UU. Nos.
3.868.372 y 4.001.410 que describen la preparación de óxidos de
1,2,4-benzotriazina y las patentes de EE.UU. Nos.
3.991.189 y 3.957.799 que describen derivados de óxidos de
1,2,4-benzotriazina.
Se ha encontrado que miembros de óxidos de
1,2,4-benzotriazina son eficaces en el tratamiento
de tumores cancerígenos cuando se usan junto con radioterapia y
quimioterapia antineoplásica.
La radioterapia y la quimioterapia
antineoplásica, junto con la cirugía, continúan siendo las tres
principales modalidades en el tratamiento del cáncer. La
radioterapia y la quimioterapia antineoplásica actúan como
alternativas a la cirugía en el control principal de una variedad
de neoplasias, donde la cirugía está limitada por consideración
anatómica. El conocimiento actual demuestra que se podían producir
Índices de curación más altos y mayor calidad de vida para los
pacientes de cáncer si se mejorase la eficacia de la radioterapia y
la quimioterapia antineoplási-
ca.
ca.
Una manera de mejorar la eficacia de la
radioterapia o la quimioterapia antineoplásica es aprovechar la
hipoxia que existe en los tumores - una de las pocas diferencias
explotables entre tejidos normales y tumorales. El desarrollo
anormal de vasos sanguíneos es característico de un gran número de
tumores sólidos. Este sistema capilar anormal con frecuencia da
como resultado áreas de hipoxia, transitorias o permanentes. En
general, la hipoxia incrementa la resistencia de una célula, normal
o cancerosa, al tratamiento. Un método que aumenta la destrucción
de células tumorales hipóxicas (o limita el daño por radiación a
tejidos normales) mejoraría el índice terapéutico de la radiación o
quimioterapia antineoplásica.
Los compuestos de benzotriazina se han
desarrollado para aprovechar esta relativa hipoxia dentro del tumor.
La tirapazamina, el miembro más prometedor de la serie de la
benzotriazina hasta la fecha, se biorreduce bajo condiciones de
hipoxia a un compuesto intermedio activo. Este compuesto intermedio
activo puede inducir daño del ADN, que exalta los efectos de la
radioterapia o la quimioterapia antineoplásica y es citotóxico por
su propio derecho. Debido a que los tejidos normales adyacentes no
son hipóxicos, esta biorreducción permite los efectos citotóxicos
selectivos sobre las células tumorales hipóxicas.
La investigación ha indicado superioridad
sustancial de las benzotriazinas sobre los sensibilizadores de
radiación de nitroimidazol y otros agentes biorreductores in
vitro, como se muestra en la Tabla I.
\vskip1.000000\baselineskip
| Proporción de Citotoxicidad Hipóxica^{a} | |||
| Agente Biorreductor (y tipo) | Roedor | Ser Humano | |
| Tirapazamina (di-N-óxido de Benzotriazina) | 75-200 | 15-100 | |
| RSU-1069 (Nitroimidazol/Aziridina) | 75-100 | 10-20 | |
| Misonidazol (Nitroimidazol) | 10-15 | 15 | |
| Porfiromicina (Quinona) | 5-10 | \sim10 | |
| Nitracrina (Nitroacridina) | 7 | - - | |
| Mitomicina C (Quinona) | 1-5 | 1-2 | |
| ^{a} \begin{minipage}[t]{155mm}Proporción de Citotoxicidad Hipóxica = Para niveles equivalentes de destrucción celular, la proporción de la concentración de fármaco requerida bajo condiciones aerobias frente a bajo condiciones hipóxicas.\end{minipage} |
\vskip1.000000\baselineskip
La tirapazamina, sin embargo, presenta las
desventajas de solubilidad insuficiente en vehículos farmacéuticos
adecuados para administración parenteral así como ser inestable en
tales vehículos. Se ha encontrado que la solubilidad de la
tirapazamina en agua es aproximadamente 0,81 mg/ml, que requeriría
que se administrara un gran volumen de la solución,
aproximadamente, 1 litro, a un paciente para proporcionar la dosis
apropiada. Los intentos para exaltar la solubilidad usando
tensioactivos tales como Tween 80 y polímeros tales como Pluronic
F68, Povidona y Albúmina no tuvieron éxito con un mínimo incremento
de la solubilidad. La exaltación de la solubilidad con disolventes
conjuntos tuvo más éxito, sin embargo, la proporción de disolventes
conjuntos necesaria para solubilizar la mínima dosis tolerada
esperada de tirapazamina habría significado infundir cantidades
significativas de disolventes conjuntos, por ejemplo, hasta 120 ml
de propilenglicol como una propilenglicol/solución acuosa al 50%
v/v. Este gran volumen de un disolvente conjunto no es deseable en
una formulación inyectable y se corre el riesgo de producir
perjuicios clínicos no queridos a un paciente.
La tirapazamina también carece de estabilidad en
tiempo de durabilidad: tiene lugar la degradación completa después
de hervir a reflujo durante menos de cuatro horas en hidróxido de
sodio 0,1 N.
La presente invención presenta como su principal
objeto proporcionar una formulación infundible/inyectable, acuosa,
que contenga cantidades suficientes del agente tumoral
anticancerígeno y sea estable en el tiempo de durabilidad. Durante
nuestros extensos estudios clínicos de la tirapazamina se observó
que sin suficiente solubilidad y estabilidad, este muy prometedor
fármaco no ayudaría a los innumerables pacientes que estaban
padeciendo tumor cance-
rígeno.
rígeno.
La presente invención proporciona una
formulación parenteral acuosa para el tratamiento de tumores
cancerígenos que comprende:
\newpage
una cantidad eficaz para el tratamiento de tumor
cancerígeno de un compuesto de la fórmula:
o una sal farmacológicamente
aceptable de dicho compuesto en un tampón parenteralmente aceptable
con una concentración de aproximadamente 0,001 M a aproximadamente
0,1
M.
Preferiblemente, la formulación parenteral
acuosa comprende dicho compuesto o una sal farmacéuticamente
aceptable de dicho compuesto en un tampón de citrato con una
concentración de aproximadamente 0,005 M a aproximadamente 0,5 M.
Preferiblemente, el tampón de citrato presenta un pH de
aproximadamente 3,7 a 4,3.
Más en particular, la formulación parenteral
para el tratamiento de tumores cancerígenos de la presente invención
comprende:
de aproximadamente 0,500 a aproximadamente 0,810
g de 1,4-dióxido de
3-(2-metoxietil)-1,2,4-benzotriazina;
de aproximadamente 0,100 a aproximadamente 9,000
g de cloruro de sodio;
de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10,00 g
de ácido cítrico;
de aproximadamente 0,02 a aproximadamente 3,00 g
de hidróxido de sodio y
cs para pH 3,0 - 5,0 en agua para 1.000 ml.
La presente invención también se dirige al uso
de la formulación de la presente invención en la fabricación de un
medicamento para tratar un tumor cancerígeno.
La presente invención proporciona una
composición y su uso en el tratamiento de tumores cancerígenos en
mamíferos, incluyendo los tumores cancerígenos de los seres
humanos, en particular tumores sólidos. En este aspecto de la
invención, se usa una cantidad eficaz del compuesto
1,4-dióxido de
3-(2-metoxietil)-1,2,4-benzotriazina
contenida en una solución de tampón de citrato, para fabricar un
medicamento para tratar a un mamífero con un tumor cancerígeno, que
se adapta para que se administre aproximadamente media hora a
aproximadamente veinticuatro horas antes de que se administre al
mamífero una cantidad eficaz de un agente de quimioterapia
antineoplásica al que el tumor sea susceptible.
En la preparación de la formulación de la
presente invención, se llevaron a cabo extensos estudios para
proporcionar suficiente solubilidad del compuesto para el tumor
cancerígeno y hacer la formulación estable en el tiempo de
durabilidad, como llegará a estar claro a partir de la descripción
que sigue.
La presente invención se describirá en
referencia particular a formulaciones de tirapazamina.
El compuesto para el tumor anticancerígeno de la
presente invención es 1,4-dióxido de
3-(2-metoxietil)-1,2,4-benzotriazina
con la fórmula estructural:
con peso molecular de
221,22.
La solubilidad de la tirapazamina en agua y
diversos vehículos se muestra en la Tabla II.
| Disolvente | Temp ºC | mg/ml |
| Agua para Inyecciones | 20 | 1,43 |
| Agua para Inyecciones | 15 | 0,85 |
| Solución Salina Normal | 15 | 0,85 |
| Tampón de citrato 0,05 M pH 4 (isotónico) | 15 | 0,81 |
| Tampón de lactato 0,1 M pH 4 (isotónico) | 15 | 0,90 |
| Tween 80 al 0,2% p/v | 15 | 0,9 |
| Tween 80 al 20% p/v | 15 | 1,02 |
| Pluronic F68 al 20% p/v | 15 | 1,08 |
| Povidona (Kollidon 12PF al 10% p/v) | 15 | 0,95 |
| Albúmina al 4,5% p/v | 20 | 1,33 |
| Albúmina al 20% p/v | 20 | 1,71 |
| Glicerol al 50% v/v en agua | 15 | 2,93 |
| Glicerol | 15 | 4,59 |
| Propilenglicol al 50% v/v en agua | 15 | 2,58 |
| Propilenglicol | 15 | 3,27 |
| PEG 400 al 50% v/v en agua | 15 | 1,60 |
| PEG 400 | 15 | 5,12 |
| Dimetilformamida al 25% v/v en agua | 15 | 1,83 |
| Alcohol bencílico al 1%:etanol al 10%:agua al 89%, v/v | 15 | 1,23 |
| Etanol al 10% v/v en agua | 15 | 0,93 |
| Etanol al 50% v/v en agua | 15 | 2,32 |
| Etanol al 65% v/v en agua | 15 | 2,84 |
| Etanol al 85% v/v en agua | 15 | 1,71 |
| Etanol | 15 | 0,47 |
La solubilidad limitada de 0,81 mg/ml requeriría
que se infundiera hasta un litro de fluido, por lo tanto para
minimizar el volumen de fluido, se requería incrementar la
solubilidad. Los intentos para exaltar la solubilidad usando
tensioactivos (Tween 80) y polímeros (Pluronic F68, Povidona,
Albúmina) no tuvieron éxito con un incremento mínimo en la
solubilidad.
Se consiguió exaltación de la solubilidad con
disolventes conjuntos, sin embargo, la proporción de disolvente
conjunto necesaria para solubilizar la máxima dosis tolerada
esperada de tirapazamina (\sim700 mg) significaría infundir
cantidades significativas de disolvente conjunto (por ejemplo hasta
120 ml de propilenglicol (PG) como PG/solución acuosa al 50%
v/v).
Las propiedades fisicoquímicas de la
tirapazamina demuestran que la molécula no es ni altamente polar ni
altamente lipófila por naturaleza. Esto se ilustra por: (i) el
coeficiente de reparto (octanol/agua) de 0,15 (logP -0,82) y (ii)
la descomposición observada en la fusión a 200ºC, que sugiere que la
estructura del cristal de la tirapazamina está fuertemente unida
por fuerzas intermoleculares. La naturaleza plana de la molécula
facilitaría un apilamiento ordenado con el cristal con atracciones
intermoleculares (interacciones de transferencia de carga) entre
cada plano vía el nitrógeno y el oxígeno de las funciones N-óxido.
Una forma hidratada de la tirapazamina puede existir donde estén
unidas moléculas de agua por hidrógeno a los componentes de
oxígeno.
Para predecir la solubilidad de compuestos en
mezclas de agua-disolvente, se han hecho diversos
intentos para clasificar disolventes orgánicos usando parámetros
tales como: constante dieléctrica, parámetro de solubilidad,
tensión superficial, tensión interfacial, densidades de donador y
receptor de enlace de hidrógeno y coeficiente de reparto de
octanol-agua. Los valores para los disolventes
seleccionados usados en estudios de solubilidad de la tirapazamina
se dan en la Tabla III. Estos parámetros se han usado
matemáticamente para predecir la solubilidad de solutos no polares
por correlación de estos parámetros con la pendiente de gráficas de
solubilidad interpretadas a partir de datos experimentales. Esos
parámetros que reflejan las propiedades de cohesión de los
disolventes, tales como los parámetros de solubilidad y tensión
interfacial, dan como resultado la correlación más alta con la
pendiente, como hace la capacidad de unión de hidrógeno del
disolvente conjunto neto expresado como la densidad de grupos
donadores o grupos receptores de protones.
| (Rubino, J.T. y Yalkowsky, S.H., Cosolvency and Cosolvent Polarity, Pharmaceutical Research, 4 (1.987) 220-230) | |||||||
| Agua | DMSO | DMF | DMA | GLYC | PG | PEG 400 | |
| Constante dieléctrica | 78,5 | 46,7 | 36,7 | 37,8 | 42,5 | 32,0 | 13,6 |
| Parámetros de solubi- | 23,4 | 12,0 | 12,1 | 10,8 | 17,7 | 12,6 | 11,3 |
| lidad | |||||||
| Tensión interfacial | 4,56x10^{-2} | 9x10^{-4} | 6,9x10^{-3} | 4,6x10^{-3} | 3,27x10^{-2} | 1,24x10^{-2} | 1,17x10^{-2} |
| N/m (dinas/cm) | (45,6) | (0,9) | (6,9) | (4,6) | 32,7 | 12,4 | 11,7 |
| Tensión | 7,27x10^{-2} | 4,40x10^{-2} | 3,68x10^{-2} | 3,57x10^{-2} | 6,06x10^{-2} | 3,71x10^{-2} | 4,60x10^{-2} |
| N/m (dinas/cm) | (72,7) | (44,0) | (36,8) | (35,7) | (60,6) | (37,1) | (46,0) |
| log P | -4,0 | -1,4 | -0,85 | -0,66 | -2,0 | -1,0 | - - - |
| Densidad de donador de | 111,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 41,1 | 27,4 | 5,6 |
| enlace de hidrógeno | |||||||
| Densidad de receptor de | 11,0 | 28,2 | 38,7 | 32,3 | 82,2 | 54,4 | 50,8 |
| enlace de hidrógeno | |||||||
| en la que: | |||||||
| \hskip0.5cm DMSO = dimetilsulfóxido | |||||||
| \hskip0.5cm DMF = dimetilformamida | |||||||
| \hskip0.5cm DMA = dimetilacetamida | |||||||
| \hskip0.5cm GLYC = glicerol | |||||||
| \hskip0.5cm PG = propilenglicol | |||||||
| \hskip0.5cm PEG 400 = polietilenglicol 400 |
A altas fracciones de volumen los disolventes
apróticos, por ej., dimetilsulfóxido (DMSO), dimetilformamida (DMF)
y dimetilacetamida (DMA), rompen la estructura del agua por efectos
dipolares e hidrófobos. Los disolventes anfipróticos, por ej.,
glicerol, PEG 400 y propilenglicol (PG) se pueden tanto autoasociar
como formar una unión de hidrógeno con agua, por consiguiente,
tales disolventes no son idealmente aptos para solutos que no
puedan participar en unión de hidrógeno. El coeficiente de reparto
del soluto es un indicador para predecir si serán eficaces
disolventes conjuntos. La siguiente ecuación ha sido usada para
predecir con éxito la solubilidad en diversos sistemas de
disolventes:
log \ C_{s} =
log \ C_{o} = f(log \ R + 0,89 \ log \ P +
0,03)
donde C_{S} y C_{o} son las
solubilidades en mezcla de disolventes y agua respectivamente, f es
la fracción de disolvente conjunto, R es el poder disolvente
relativo (siendo valores típicos DMF = 4, glicerol = 0,5) y P es
el coeficiente de reparto. Como P tiende a la unidad (log P
\Rightarrow 0) entonces no es posible un incremento de la
solubilidad puesto
que,
log \ C_{S} =
log \
C_{o}
Puesto que el log P para la tirapazamina es
-0,8, esta ecuación predeciría que no es probable que los
disolventes conjuntos presenten un efecto significativo sobre la
solubilidad acuosa. Los experimentos llevados a cabo con estos
disolventes conjuntos dan como resultado la observación de que la
solubilidad de la tirapazamina no se exaltaba significativamente
por estos disolventes conjuntos.
Se llevaron a cabo estudios de tensión usando
múltiples ciclos de esterilización en autoclave de 21 minutos a
121ºC. Estos estudios demostraron que la tirapazamina era más
estable en soluciones ácidas de solución salina normal o soluciones
tamponadas a pH 4 usando tampón de citrato 0,05 M o lactato 0,1 M.
La tirapazamina fue inestable en presencia de tampón de fosfato a
pH 5,9 y en tampón de citrato a pH 6. Tuvo lugar un desplazamiento
en el pH de la formulación de solución salina normal después de ocho
ciclos de esterilización en autoclave desde 4,5 a 4,9; por lo tanto
las formulaciones requerían algún grado de tamponamiento.
Las formulaciones también se sometieron a
tensión por almacenamiento a temperaturas elevadas de 50ºC y 70ºC
después de un único ciclo de esterilización en autoclave de 21
minutos a 121ºC. Se encontró que la tirapazamina era inestable en
presencia de tampón de lactato después de almacenamiento a 70ºC.
Esta inestabilidad no fue aparente desde el sometimiento a tensión
de esterilización en autoclave múltiple. Se encontró que la
formulación más estable era citrato 0,05 M, pH 4.
La formulación de tirapazamina se hizo
evolucionar por lo tanto usando tampón de citrato. La solubilidad de
la tirapazamina a 15ºC requirió que la concentración se redujera de
1 a 0,5 mg/ml. Se llevó a cabo sometimiento adicional a tensión en
tampón de citrato a pH 3,5; 4,0 y 4,5 para determinar los límites
probables para el pH. Basándose en los datos de este estudio los
límites se ajustaron a pH 4,0 \pm 0,3.
Basándose en los datos de estabilidad generados,
la formulación más estable de tirapazamina fue en tampón de citrato
a pH 4. La solubilidad de la tirapazamina en tampón de citrato fue
0,81 mg/ml a 15ºC. Por lo tanto, para limitar el volumen de líquido
infundido se usó una concentración máxima de 0,7 mg/ml para
elaboración de la formulación adicional.
El efecto de la concentración de tampón (0,05 ó
0,005 M) sobre la estabilidad se evaluó sometiendo a tensión lotes
de estabilidad de 2 x 10 l de tirapazamina (0,7 mg/ml) en tampón de
citrato a pH 4,0.
La tirapazamina fue estable después de 2 meses
en tampón de citrato tanto 0,005 M como 0,05 M, a 50ºC. A 70ºC,
hubo prueba de inestabilidad con la formulación de citrato 0,05 M,
por lo tanto se eligió la concentración menor de citrato (0,005 M)
para la elaboración como formulación clínica. La formulación clínica
usada en estudios químicos discutidos más tarde fue como sigue:
| Tirapazamina | 0,700 g |
| Cloruro de Sodio | 8,700 g |
| Ácido Cítrico | 0,9605 g |
| Hidróxido de Sodio | 0,2500 g |
| cs para pH 4,0 en agua para 1.000 ml. |
Se almacena tirapazamina en ampollas de 20 ml de
vidrio, claras, que contienen 0,7 mg/ml (14 mg) de tirapazamina en
el tampón de citrato isotónico. Las ampollas se almacenan a 15ºC a
30ºC, en envases inalterables a la luz.
Se ha llevado a cabo un estudio de tolerancia
aguda en ratones, estudios de dosis única y múltiples en ratas y
perros y un estudio de mielodepresión in vitro, con la
formulación de la presente invención.
En un estudio de tolerancia aguda en el ratón,
se encontró que el LD_{10} y LD_{50} para tirapazamina eran 98
y 101 mg/kg, respectivamente.
Se llevaron a cabo estudios de dosis única y
múltiples de 2 semanas y de 2 meses en ratas y perros. Los signos
clínicos y los síntomas observados en ambas especies y en cada
tratamiento incluida la hipersalivación, disminuye en mediciones de
glóbulos blancos (incluyendo recuento de linfocitos en el perro) y
disminuye en mediciones de glóbulos rojos.
El efecto de la tirapazamina sobre una variedad
de células aerobias e hipóxicas se ha estudiado en cultivo para
medir la selectividad de la citotoxicidad de la tirapazamina. La
tirapazamina (20 µM) fue un destructor potente y selectivo de
células hipóxicas in vitro, con índices de citotoxicidad
hipóxica de 150, 119 y 52 para líneas celulares de hámster, ratón y
humanas, respectivamente (1-2 órdenes de magnitud
mayor que los sensibilizadores de radiación tales como:
nitroimidazoles, mitomicina C y porfiromicina). Esta citotoxicidad
también se observó sobre un intervalo de presiones de oxígeno
(1%-20% O_{2}; principalmente a 1%-4% O_{2}).
In vivo, la tirapazamina fue igualmente
eficaz en modelos de tumores en ratones como una única dosis de 0,30
mmoles/kg (160 mg/m^{2}) o como dosis múltiples de 0,08 mmoles/kg
(43 mg/m^{2}), cuando se usa con radiación fraccionada (2,5 Gy x
8). La tirapazamina también fue eficaz como una dosis única de 0,30
mmoles/kg (160 mg/m^{2}) con una dosis única grande (20 Gy) de
radiación. La tirapazamina pareció ser lo más eficaz, dando como
resultado diversas curaciones en tumores SCCVII en ratones, como
dosis múltiples de 0,08 mmoles/kg (43 mg/m^{2}) dadas previamente
a cada fracción de radiación (2,5 Gy x 8) y la tirapazamina pareció
lo menos eficaz, dando como resultado típicamente menos de 1 log de
destrucción celular, cuando se dio sin radiación. Cuando se usó con
radicación fraccionada, la tirapazamina produjo un efecto igual al
efecto predicho si la tirapazamina estuviera actuando sobre una
población celular separada (células hipóxicas) en que estaba
actuando la radiación (células aero-
bias).
bias).
El mecanismo de acción de la tirapazamina se ha
estudiado en detalle y está estrechamente unido al metabolismo del
fármaco. La ilustración a continuación refleja el mecanismo de
acción propuesto para la producción de tirapazamina de un radical
libre, durante la reducción del mono-N-óxido, que
causa roturas mono y bicatenarias en el ADN. Bajo condiciones
hipóxicas, la tirapazamina se metaboliza al producto de reducción de
2 electrones, WIN 64102 (mono-N-óxido; SR 4317) y
después al producto de reducción de 4 electrones, WIN 60109
(cero-N-óxido; SR 4330). Diversos estudios que
examinan la reparación del daño al ADN siguiendo al tratamiento con
tirapazamina han mostrado que la inhibición de la reparación del
ADN está relacionada con la dosis y es similar a la producida por
rayos X.
El di-N-óxido de benzotriazina,
tirapazamina se estudió extensamente tanto in vitro como
in vivo para determinar y cuantificar su eficacia y para
elucidar su mecanismo de acción.
Los efectos de la tirapazamina sobre una
variedad de células aerobias e hipóxicas se han estudiado en cultivo
para medir la selectividad de la citotoxicidad de la tirapazamina.
Se usaron células de ovario de hámster chino
(CHO-HA-1), células de ratón (C3H
10T1/2, RIF-1 y SCCVII) y líneas celulares humanas
(HCT-8, AG 1522, A549 y HT 1080). La tirapazamina
(20 mM) fue un destructor potente y selectivo de células hipóxicas
in vitro, como se muestra en la Tabla 4.
| Línea celular | Índice de | IC_{50} ^{c}(\muM) | Índice de Citotoxicidad | ||
| Sensibilidad^{b} | Hipóxica^{a} | ||||
| Especies | Nombre | Línea | Promedio de | ||
| Celular | Especies | ||||
| Hámster | CHO-HA-1 (normal^{d}) | 48 | 5 | 100-200 | 150 |
| RIF-1 (tumor) | 30 | 3 | 80-100 | ||
| Ratón | SCCVII (tumor) | 39 | 4 | 160-200 | 119 |
| C3H 10T1/2 (normal) | 118 | 12 | 75-100 | ||
| HCT-8 (tumor) | 94 | 10 | 15-40 | ||
| Ser Humano | A549 (tumor) | 280 | 15 | 25-50 | |
| AG 1522 (normal) | 190 | 13 | 50 | 52 | |
| HT 1080 (tumor) | 22 | 100 | |||
| ^{a} \begin{minipage}[t]{158mm}Índice de citotoxicidad hipóxica = Concentración de tirapazamina en aire/Concentración de tirapazamina en nitrógeno para producir aproximadamente la misma supervivencia.\end{minipage} | |||||
| ^{b} \begin{minipage}[t]{158mm}Índice de Sensibilidad = Tiempo (en minutos) para alcanzar fracción de supervivencia de 10^{-2} (1%) a 20 mM bajo condiciones hipóxicas.\end{minipage} | |||||
| ^{c} \begin{minipage}[t]{158mm}IC_{50} = Concentración requerida para inhibir crecimiento celular por 50% en una 1 hora de incubación bajo condiciones hipóxicas.\end{minipage} | |||||
| ^{d} Normal = no tumorigénico. |
Cuando se da sola in vivo en ratones,
tirapazamina - en única dosis - se esperaría producir una
destrucción celular relativamente pequeña correspondiendo al
porcentaje de células tumorales que son hipóxicas. Una serie de
experimentos ha mostrado que este es el caso, con destrucciones
celulares típicamente menores que uno log (fracción de
supervivencia \geq 1\cdot10^{-1}). Por ejemplo, la máxima
destrucción celular observada siguiendo una dosis única fue en el
tumor SCCVII (fracción de supervivencia= 5\cdot10^{-1}) y sólo
se produjo un pequeño retraso en el crecimiento tumoral de 3 días,
en el fibrosarcoma de FSaIIC.
Se podría esperar que dosis múltiples de
tirapazamina dadas sin radiación, produjeran ligeramente más
destrucción celular que una única, incluso a dosis más bajas de
tirapazamina. Sin embargo, la fracción de supervivencia más baja
vista en cuatro tumores de ratón diferentes fue 5\cdot10^{-1} y
por debajo de 5\cdot10^{-2} en un quinto tumor de ratón (tumor
RIF-1).
En una serie de sistemas modelo descritos a
continuación, la tirapazamina aumenta la actividad antitumoral de
la radiación, evaluada por destrucción celular o retraso de
crecimiento tumoral. Los tumores ensayados incluyen: FSaIIC,
SCCVII, RIF-1, EMT6 y KHT. La tirapazamina aumenta
la destrucción celular cuando se da en un esquema de dosis única o
múltiple y cuando el fármaco se asocia con bien dosis única o
radiación fraccionada.
En un estudio, el efecto antitumoral de la
tirapazamina más radiación excede el del efecto aditivo de estos
dos tratamientos. El aumento de actividad por la tirapazamina tiene
lugar cuando se administra el fármaco de 2,5 a 0,5 horas antes de
la radiación o hasta 6 horas después. Además de la actividad contra
células hipóxicas, la tirapazamina radiosensibiliza células
aerobias in vitro si las células se exponen al fármaco bajo
condiciones hipóxicas, bien antes o después de la radiación.
En un estudio, el tratamiento con tirapazamina
exaltó la actividad antitumoral de la radiación en una mayor
extensión que lo hizo el sensibilizador de células hipóxicas
etanidazol.
La curva de concentración de
oxígeno/citotoxicidad de la tirapazamina parece particularmente
adecuada a la combinación con radioterapia. Por debajo de
aproximadamente 4 kPa [30 torr (mm of Hg)] las células llegan a ser
crecientemente resistentes a los efectos dañinos de la radiación.
Los radiosensibilizadores nitroaromáticos y de antibiótico de
quinona, sin embargo, son los más eficaces sólo a niveles de oxígeno
mucho más bajos. Así, no son tóxicos para las células
radiorresistentes, moderadamente hipóxicas, presentes en los
tumores. Por contraste, la citotoxicidad de la tirapazamina
permanece relativamente constante durante el intervalo completo de
concentraciones de oxígeno que confieren radiorresistencia.
A diferencia de otros radiosensibilizadores
estudiados hasta la fecha, la toxicidad de la tirapazamina disminuye
a concentraciones de oxígeno altas (es decir, las encontradas en
tejido normal). En un sistema in vitro, la toxicidad de la
tirapazamina fue al menos 50 a >2.000 veces más alta bajo hipoxia
que bajo vapor de oxígeno al 100%. Debido a que es activa frente a
un amplio intervalo de células tumorales radiorresistentes pero no
es tóxica para las células normales con altas concentraciones de
oxígeno, la tirapazamina es selectivamente citotóxica para células
tumorales
hipóxicas.
hipóxicas.
Cuando se administró tirapazamina (25 a 75 mg/kg
IP=83,3 a 250 mg/m^{2}) a ratones que soportaban el fibrosarcoma
de FSaIIC, se observó alguna destrucción celular tumoral directa. La
adición de tirapazamina (50 mg/kg IP = 167 mg/m^{2}) a
ciclofosfamida (150 mg/kg IP = 500 mg/m^{2}), melfalano (10 mg/kg
IP = 33 mg/m^{2}) o cisplatino (10 mg/kg IP = 33 mg/m^{2}) en
este modelo produjo incrementos de 1,6 a 5,3 veces en el retraso
del crecimiento tumo-
ral.
ral.
Se usaron ratones C3H/Km hembra en dos ensayos
para examinar el potencial en que la tirapazamina podía afectar a
la sensibilidad del tejido normal a la radiación ionizante. Los
ensayos tanto de reacción de la piel normal como de contracción del
tercio (muslo) se llevaron a cabo con radiación fraccionada. La
tirapazamina no afectó a los tejidos en ningún ensayo.
Para determinar si la tirapazamina podía afectar
a tejido normal, se irradiaron los miembros posteriores derechos de
ratones C3H/Km hembra, con ocho fracciones (3, 4, 5 ó 6 Gy) durante
4 días (una vez cada 12 horas). Los ratones se inyectaron bien con
solución salina o tirapazamina (0,08 mmoles/kg = 43 mg/m^{2}) 30
minutos antes o inmediatamente después de cada fracción. Las
reacciones de la piel sobre los muslos irradiados se obtuvieron
tres veces a la semana, desde el Día 10 al Día 32 después de la
primera dosis de irradiación. Se obtuvieron los ratones
"cegados" - sin conocimiento de su grupo de tratamiento - de
acuerdo con una escala similar a una elaborada previamente [Brown
JM, Goffinet DR, Cleaver JE, Kallman RF, "Preferential
radiosensitization of mouse sarcoma relative to normal mouse skin
by chronic intra-arterial infusion of halogenated
pyrimidine analogs", JNCI (1.971) 47,
77-89]. No se produjo radiosensibilización o
toxicidad aditiva por la adición de tirapazamina a la radioterapia
cuando se determinó por reacción de la piel.
Habiendo descrito la invención con referencia a
sus realizaciones preferidas, se tiene que entender que serán
evidentes modificaciones dentro del alcance de la invención para los
expertos en la materia.
Claims (5)
1. Una formulación parenteral acuosa
para el tratamiento de tumores cancerígenos que comprende:
una cantidad eficaz para el tratamiento de
tumores cancerígenos, de un compuesto de la fórmula:
o una sal farmacológicamente
aceptable de dicho compuesto en un tampón parenteralmente aceptable
con una concentración de aproximadamente 0,001 M a aproximadamente
0,1
M.
2. Una formulación parenteral acuosa
para el tratamiento de tumores cancerígenos, que comprende un
compuesto según se define en la reivindicación 1 o una sal
farmacológicamente aceptable de dicho compuesto en un tampón de
citrato con una concentración de aproximadamente 0,005 M a
aproximadamente 0,05 M.
3. Una formulación parenteral acuosa
para el tratamiento de tumores cancerígenos que comprende:
de aproximadamente 0,500 a aproximadamente 0,810
g de un compuesto de la fórmula:
o una sal farmacológicamente
aceptable de dicho compuesto en un tampón de citrato con una
concentración de aproximadamente 0,005 M a aproximadamente 0,05
M;
de aproximadamente 0,100 a aproximadamente 9,000
g de cloruro de sodio;
de aproximadamente 0,9000 a aproximadamente
10,00 g de ácido cítrico;
de aproximadamente 0,200 a aproximadamente 3,000
g de hidróxido de sodio y
cs para pH 3,0 - 5,0, en agua para 1.000 ml.
4. La formulación parenteral acuosa
según la reivindicación 2, en la que dicho tampón de citrato tiene
un pH de aproximadamente 3,7 a 4,3.
5. Uso de formulación de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la fabricación de un
medicamento para tratar un tumor cancerígeno.
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