ES2290023T3 - Moduladores de la agregacion del peptido beta-amiloide que comprenden d-aminoacidos. - Google Patents

Moduladores de la agregacion del peptido beta-amiloide que comprenden d-aminoacidos. Download PDF

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Abstract

Compuesto de la estructura: N-metil-(D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Leu)-NH2.

Description

Moduladores de la agregación del péptido \beta-amiloide que comprenden D-aminoácidos.
Antecedentes de la invención
La enfermedad de Alzheimer (EA), descrita por primera vez por el psiquiatra bávaro Alois Alzheimer en 1907, es un trastorno neurológico progresivo que comienza con pérdida de la memoria a corto plazo y continúa con desorientación, deterioro del juicio y razonamiento y en última instancia, demencia. El transcurso de la enfermedad conduce normalmente a la muerte en un estado de inmovilidad, gravemente debilitado entre cuatro y 12 años tras la aparición. Se ha estimado que la EA afecta a del 5 al 11 por ciento de la población con más 65 años de edad y hasta el 47 por ciento de la población con más de 85 años de edad. El coste social del tratamiento de la EA es superior a los 80 mil millones de dólares anualmente, debido principalmente a los extensos cuidados supervisados requeridos por los pacientes de EA. Además, a medida que los adultos nacidos durante el auge de población de los años 1940 y 1950 se aproximan a la edad en la que la EA es más prevalente, el control y tratamiento de la EA se convertirá en un problema de atención sanitaria incluso más significativo. Actualmente, no existe ningún tratamiento que retrase significativamente la progresión de la enfermedad. Para revisiones sobre la EA, véanse Selkoe, D.J. Sci. Amer., noviembre de 1991, págs. 68-78; y Yankner, B.A. et al. (1991) N. Eng. J. Med. 325:1849-1857.
Se ha notificado recientemente (Games et al. (1995) Nature 373:523-527) que se ha creado una neuropatología de tipo Alzheimer en ratones transgénicos. Los ratones transgénicos expresan altos niveles de proteína precursora de amiloide mutante humano y desarrollan progresivamente muchos de los estados patológicos asociados con
la EA.
Patológicamente, la EA se caracteriza por la presencia de lesiones distintivas en el cerebro de la víctima. Estas lesiones cerebrales incluyen filamentos intracelulares anómalos denominados ovillos neurofibrilares (NTF) y depósitos extracelulares de proteínas amiloidogénicas en placas seniles o de amiloide. Los depósitos de amiloide también están presentes en las paredes de los vasos sanguíneos cerebrales de los pacientes con EA. El constituyente proteico principal de las placas de amiloide se ha identificado como un péptido de 4 kilodalton denominado péptido \beta-amiloide (\beta-PA) (Glenner, G.G. y Wong, C.W. (1984) Biochem. Biophys. Res. Commun. 120:885-890; Masters, C. et al. (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:4245-4249). Se observan frecuentemente depósitos difusos de \beta-PA en cerebros de adultos sanos, mientras que el tejido cerebral con EA se caracteriza por placas de \beta-amiloide más compactadas, de núcleo denso. (Véase por ejemplo, Davies, L. et al. (1988) Neurology 38:1688-1693) Estas observaciones sugieren que la deposición de \beta-PA precede, y contribuye a, la destrucción de las neuronas que se produce en la EA. En un apoyo adicional de un papel patogénico directo de \beta-PA, se ha mostrado que el \beta-amiloide es tóxico para las neuronas maduras, tanto en cultivo como in vivo. Yankner, B.A. et al. (1989) Science 245:417-420; Yankner, B.A. et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:9020-9023; Roher, A.E. et al. (1991) Biochem. Biophys. Res. Commun. 174:572-579; Kowall, N.W. et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:7247-7251. Además, se ha mostrado que los pacientes con hemorragia cerebral hereditaria con amiloidoisis de tipo Dutch (HCHWA-D), que se caracteriza por depósitos de \beta-amiloide difusos dentro de la corteza cerebral y la vasculatura del cerebro, tienen una mutación puntual que conduce a una sustitución de aminoácidos EN \beta-PA. Levy, E. et al. (1990) Science 248:1124-1126. Esta observación demuestra que una alteración específica de la secuencia de \beta-PA puede producir que se deposite el \beta-amiloide.
El \beta-PA natural deriva mediante proteolisis de una proteína mucho más grande denominada la proteína precursora del amiloide (PPA). Kang. J. et al. (1987) Nature 325:733; Goldgaber, D. et al. (1987) Science 235:877; Robakis. N.K. et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:4190; Tanzi, R.E. et al. (1987) Science 235:880. El gen de la PPA se mapea en el cromosoma 21, proporcionando de ese modo una explicación para la deposición de \beta-amiloide observada a una edad temprana en individuos con síndrome de Down, que está producido por trisomía del cromosoma 21. Mann, D.M. et al. (1989) Neuropathol. Appl. Neurobiol. 15:317; Rumble, B. et al. (1989) N. Eng. J. Med. 320: 1446. La PPA contiene un único dominio transmembrana, con una región amino-terminal larga (aproximadamente dos tercios de la proteína) que se extiende dentro del entorno extracelular y una región carboxilo-terminal más corta que se proyecta dentro del citoplasma. El corte y empalme diferencial del ARN mensajero de PPA conduce a al menos cinco formas de PPA, compuestas por o bien 563 aminoácidos (PPA-563), 695 aminoácidos (PPA-695), 714 aminoácidos (PPA-714), 751 aminoácidos (PPA-751) o bien 770 aminoácidos (PPA-770).
Dentro de la PPA, el péptido \beta-amiloide que se produce de manera natural comienza en un residuo de ácido aspártico en la posición de aminoácido 672 de PPA-770. El \beta-PA que se produce de manera natural derivado de la proteolisis de la PPA tiene de 39 a 43 residuos de aminoácidos de longitud, dependiendo del punto del extremo carboxilo-terminal, que muestra heterogeneidad. La forma circulante predominante de \beta-PA en la sangre y el líquido cefalorraquídeo tanto de pacientes de EA como de adultos sanos es \beta1-40 ("\beta corta"). Seubert, P. et al. (1992) Nature 359:325; Shoji, M. et al. (1992) Science 258:126. Sin embargo, \beta1-42 y \beta1-43 ("\beta larga") también son formas en las placas de \beta-amiloide. Masters, C. et al. (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:4245; Miller, D. et al. (1993) Arch. Biochem. Biophys. 301:41; Mori, H. et al. (1992) J. Biol. Chem. 267:17082. Aunque se desconoce el mecanismo molecular preciso que conduce a la agregación y deposición de \beta-PPA, se ha comparado el proceso al de las polimerizaciones dependientes de nucleación, tales como cristalización de proteínas, formación de microtúbulos y polimerización de actina. Véase, por ejemplo, Jarrett, J.T. y Lansbury, P.T. (1993) Cell 73:1055-1058. En tales procesos, la polimerización de los componentes monoméricos no se produce hasta la formación del núcleo. Por tanto, estos procesos se caracterizan por un tiempo de demora antes de que se produzca la agregación, seguido por polimerización rápida tras la nucleación. La nucleación puede acelerarse mediante la adición de una "simiente" o núcleo formado previamente, que da como resultado polimerización rápida. Se ha mostrado que las formas de \beta largas de \beta-PA actúan como simientes, acelerando de ese modo la polimerización tanto de formas cortas como largas de \beta-PA. Jarrett, J.T. et al. (1993) Biochemistry 32:4693.
En un estudio, en el que se hicieron sustituciones de aminoácidos en \beta-PA, se notificó que dos péptidos \beta mutantes interferían con la polimerización de \beta-PA no mutado cuando se mezclaban las formas mutantes y no mutantes del péptido. Hilbich, C. et al. (1992) J. Mol. Biol. 228:460-473. Se usaron cantidades equimolares de los péptidos \beta-amiloides mutantes y no mutantes (es decir, naturales) para observar este efecto y se notificó que los péptidos mutantes no eran adecuados para su uso in vivo. Hilbich, C. et al. (1992), citado anteriormente.
El documento WO 96/28471 describe péptidos de diversa longitud que modulan la agregación de proteínas amiloidogénicas. Los péptidos consisten en aminoácidos que se producen de manera natural, es decir, isómeros L, que pueden modificarse.
El documento WO 97/21728 describe moduladores de la agregación del \beta-amiloide basados en dos fórmulas genéricas que consisten en una estructura central de cuatro aminoácidos, que pueden ser o bien isómeros D o bien L. La posición 2 está predeterminada para que sea un residuo de leucina y pueden modificarse los aminoácidos C y N-terminales.
Se ha mostrado que la propiedad del péptido Lys-Leu-Val-Phe-Phe de perturbar la formación de fibrillas de amiloide está basada en unión de manera estereotípica del péptido a la secuencia homóloga de A\beta (Tjernberg et al (1997) Journal of Biological Chemistry 272: 12601-12605). Debido a este hallazgo, se identificó que un motivo general de cinco D-aminoácidos que comprenden fenilalanina en la segunda posición y leucina en la tercera posición evitaba la formación de fibrillas de amiloide.
El documento WO 98/08868 describe compuestos que comprenden una estructura peptídica, seleccionada preferiblemente de un grupo de 22 estructuras, y grupos modificadores, que modulan la agregación del \beta-amiloide. Los grupos modificadores pueden ser grupos alquilo cíclicos, heterocíclicos o ramificados.
Sumario de la invención
Esta invención se refiere a compuestos, y composiciones farmacéuticas de los mismos, que pueden unirse a péptidos \beta-amiloides naturales (\beta-PA), modular la agregación de \beta-PA natural y/o inhibir la neurotoxicidad de los \beta-PA naturales. Los compuestos se modifican de una manera que permite un aumento de la bioestabilidad y niveles plasmáticos elevados prolongados. Los compuestos moduladores del \beta-amiloide de la invención comprenden una estructura peptídica, preferiblemente basada en el péptido \beta-amiloide, que está compuesta completamente por D-aminoácidos. En diversas realizaciones, la estructura peptídica del compuesto modulador comprende una secuencia de D-aminoácidos correspondiente a una secuencia de L-aminoácidos que se encuentra en el \beta-PA natural, una secuencia de D-aminoácidos que es un isómero inverso de una secuencia de L-aminoácidos que se encuentra en el \beta-PA natural, una secuencia de D-aminoácidos que es un isómero retroinverso de una secuencia de L-aminoácidos que se encuentra en el \beta-PA natural, o una secuencia de D-aminoácido que es una versión desordenada o sustituida de una secuencia de L-aminoácidos que se encuentra en el \beta-PA natural. Preferiblemente, la estructura peptídica de D-aminoácidos del modulador se diseña basándose en una subregión de \beta-PA natural en las posiciones 17-21 (A\beta_{17-20} y A\beta_{17-21}, respectivamente), que tiene la secuencia de aminoácidos Leu-Val-Phe-Phe-Ala (SEQ ID NO:4). En realizaciones preferidas, se sustituye una fenilalanina en los compuestos de la invención por un análogo de fenilalanina que es más estable y menos propenso a, por ejemplo, metabolismo oxidativo, o permite un aumento de los niveles cerebrales del
compuesto.
Aún en otra realización, un compuesto modulador de la invención incluye un péptido \beta-amiloide compuesto por D-aminoácidos, un isómero inverso de un péptido \beta-amiloide o un isómero retroinverso de un péptido \beta-amiloide que está unido a un resto de hidrazina, en el que el compuesto se une a péptidos \beta-amiloides naturales o modula la agregación o inhibe la neurotoxicidad de los péptidos \beta-amiloides naturales cuando se pone en contacto con los péptidos \beta-amiloides naturales.
Un compuesto modulador de la invención comprende preferiblemente 3-20 D-aminoácidos, más preferiblemente 3-10 D-aminoácidos e incluso más preferiblemente 3-5 D-aminoácidos. Se modifican tanto el extremo amino-terminal como el extremo carboxilo-terminal de la estructura peptídica de D-aminoácidos del modulador. Por ejemplo, puede usarse un grupo modificador N-terminal que potencia la capacidad del compuesto para inhibir la agregación de A\beta. Además, pueden modificarse los extremos amino y/o carboxilo-terminales del péptido para alterar una propiedad farmacocinética del compuesto (tal como estabilidad, biodisponibilidad, por ejemplo, administración potenciada del compuesto a través de la barrera hematoencefálica y entrada en el cerebro, y similares). Los grupos modificadores amino-terminales preferidos incluyen grupos alquilo, por ejemplo grupos metilo, etilo o isopropilo. Los grupos modificadores carboxilo-terminales preferidos incluyen grupos amida, grupos alquil o arilamida (por ejemplo, fenetilamida), grupos hidroxilo (es decir, productos de reducción de ácidos peptídicos, dando como resultado alcoholes peptídicos), grupos acilamida y grupos acetilo. Todavía adicionalmente, puede modificarse un compuesto modulador para marcar el compuesto con una sustancia detectable (por ejemplo, un marcador radiactivo).
En una determinada realización preferida, la invención proporciona un compuesto que tiene la estructura: N-metil-(D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Leu)-NH_{2}.
Otro aspecto de la invención se refiere a composiciones farmacéuticas. Normalmente, la composición farmacéutica comprende una cantidad terapéuticamente eficaz de un compuesto modulador de la invención y un vehículo farmacéuticamente aceptable.
Aún otro aspecto de la invención se refiere a métodos para inhibir la agregación de péptidos \beta-amiloides naturales. Estos métodos comprenden poner en contacto los péptidos \beta-amiloides naturales con un compuesto modulador de la invención de tal manera que se inhibe la agregación de los péptidos \beta-amiloides naturales.
Aún otro aspecto de la invención se refiere a métodos para detectar la presencia o ausencia de péptidos \beta-amiloides naturales en una muestra biológica. Estos métodos comprenden poner en contacto una muestra biológica con un compuesto de la invención, en los que el compuesto está marcado con una sustancia detectable, y detectar el compuesto unido a los péptidos \beta-amiloides naturales para detectar de ese modo la presencia o ausencia de péptidos \beta-amiloides naturales en la muestra biológica in vitro.
Todavía otro aspecto de la invención se refiere al uso de los moduladores de la invención para la terapia o para la fabricación de un medicamento para el tratamiento de un trastorno asociado con \beta-amiloidosis y está abarcado por la invención. El uso comprende administrar al sujeto una cantidad terapéuticamente eficaz de un compuesto modulador de la invención de tal manera que el sujeto se trata para un trastorno asociado con \beta-amiloidosis. Preferiblemente, el trastorno es la enfermedad de Alzheimer.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una tabla que representa los resultados de un ensayo de captación cerebral.
La figura 2 es un gráfico que representa los resultados del ensayo de unión a fibrillas descrito en el ejemplo 2.
Descripción detallada de la invención
Esta invención se refiere a compuestos, y composiciones farmacéuticas de los mismos, que pueden unirse a péptidos \beta-amiloides naturales, modulan la agregación de péptidos \beta-amiloides naturales (\beta-PA) y/o inhiben la neurotoxicidad de los \beta-PA naturales. Los compuestos se modifican de una manera que permite un aumento de la bioestabilidad y niveles plásmáticos elevados prolongados. Un compuesto de la invención que modula la agregación de \beta-PA natural, denominado en el presente documento de manera intercambiable un compuesto modulador del \beta-amiloide, un modulador del \beta-amiloide o simplemente un modulador, altera la agregación de \beta-PA natural cuando el modulador se pone en contacto con \beta-PA natural. Por tanto, un compuesto de la invención actúa para alterar el proceso o la velocidad de agregación naturales para \beta-PA, perturbando de ese modo este proceso. Preferiblemente, los compuestos inhiben la agregación de \beta-PA. Los compuestos de la invención se caracterizan porque comprenden una estructura peptídica compuesta completamente por residuos de D-aminoácidos. Esta estructura peptídica se basa preferiblemente en péptido \beta-amiloide y puede comprender, por ejemplo, una secuencia de D-aminoácidos correspondiente a una secuencia de L-aminoácidos que se encuentra en el \beta-PA natural, una secuencia de D-aminoácidos que es un isómero inverso de una secuencia de L-aminoácidos que se encuentra en el \beta-PA natural, una secuencia de D-aminoácidos que es un isómero retroinverso de una secuencia de L-aminoácidos que se encuentra en el \beta-PA natural, o una secuencia de D-aminoácidos que es una versión desordenada o sustituida de una secuencia de L-aminoácidos que se encuentra en el \beta-PA natural. En realizaciones preferidas, las fenilalaninas en los compuestos de la invención se sustituyen por análogos de fenilalanina que son más estables y menos propensos a, por ejemplo, metabolismo oxidativo.
La invención abarca compuestos moduladores que comprenden una estructura peptídica de D-aminoácidos en la que se modifican el extremo amino-terminal y el extremo carboxilo-terminal de la estructura peptídica.
Los compuestos moduladores del \beta-amiloide de la invención pueden seleccionarse basándose en su capacidad de unirse a péptidos \beta-amiloides naturales, modular la agregación de \beta-PA natural in vitro y/o inhibir la neurotoxicidad de fibrillas de \beta-PA naturales para células en cultivo (usando los ensayos descritos en el presente documento, por ejemplo, el ensayo de neurotoxicidad, el ensayo de nucleación o el ensayo de unión a fibrillas). Los compuestos moduladores preferidos inhiben la agregación de \beta-PA natural y/o inhiben la neurotoxicidad de \beta-PA natural. Sin embargo, los compuestos moduladores seleccionados basándose en una o ambas de estas propiedades pueden tener propiedades adicionales in vivo que pueden ser beneficiosas en el tratamiento de la amiloidosis (J. S. Pachter et al. (1998) "A\beta1-40 induced neurocytopathic activation of human monocytes is blocked by A\beta peptide aggregation inhibitors". Neurobiology of Aging (Abstracts: The 6th International Conference on Alzheimer's disease and Related Disorders (Resúmenes: 6ª Conferencia internacional sobre la enfermedad de Alzheimer y trastornos relacionados), Amsterdam, 18-23 de julio de 1998) 19, S128 (resumen 540); R. Weltzein, A. et al. (1998) "Phagocytosis of Beta-Amyloid: A Possible Requisite for Neurotoxicity". J. Neuroimmunology (Tema especial: Resúmenes del International Society of Neuroimmunology Fifth International Congress (quinto Congreso internacional de la Sociedad internacional de Neuroinmunología,), Montreal, Canadá, 23-27 de agosto de 1998) 1998, 90, 32 (resumen 162)). Por ejemplo, el compuesto modulador puede interferir con el procesamiento de \beta-PA natural (mediante la inhibición de proteasas o bien directa o bien indirecta) o mediante la modulación de los procesos que producen \beta-PA tóxico, u otros fragmentos de PPA, in vivo. Alternativamente, pueden seleccionarse compuestos moduladores basándose en estas últimas propiedades, en lugar de la inhibición de la agregación de A\beta in vitro. Además, los compuestos moduladores de la invención que se seleccionan basándose en su interacción con \beta-PA natural también pueden interaccionar con PPA o con otros fragmentos de PPA. Todavía adicionalmente, un compuesto modulador de la invención puede caracterizarse por su capacidad de unirse a fibrillas de \beta-amiloide (que puede determinarse, por ejemplo, mediante radiomarcaje del compuesto, poniendo en contacto el compuesto con una placa de \beta-amiloide y contando o detectando, por ejemplo, mediante formación de imágenes, el compuesto unido a formas patológicas de \beta-PA, por ejemplo, la placa), mientras que no altera significativamente la agregación de las fibrillas de \beta-amiloide. Puede usarse un compuesto de este tipo que se une eficazmente a fibrillas de \beta-amiloide mientras que no altera significativamente la agregación de las fibrillas de \beta-amiloide, por ejemplo, para detectar fibrillas de \beta-amiloide (por ejemplo, para fines de diagnóstico, tal como se describe adicionalmente en el presente documento). Sin embargo, debe apreciarse que la capacidad de un compuesto particular para unirse a fibrillas de \beta-amiloide y/o modular su agregación puede variar dependiendo de la concentración del compuesto. Por consiguiente, un compuesto que, a una baja concentración, se une a fibrillas de \beta-amiloide sin alterar su agregación puede inhibir, no obstante, la agregación de las fibrillas a una concentración superior. Se pretende que todos los compuestos de este tipo que tienen la propiedad de unirse a fibrillas de \beta-amiloide y/o modular la agregación de las fibrillas estén abarcados por la invención.
Tal como se usa en el presente documento, se pretende que un "modulador" de la agregación del \beta-amiloide se refiera a un agente que, cuando se pone en contacto con péptidos \beta-amiloides naturales, altera la agregación de los péptidos \beta-amiloides naturales. El término "agregación de los péptidos \beta-amiloides" se refiere a un proceso mediante el cual los péptidos se asocian entre sí para formar un complejo multimérico, en gran parte insoluble. Se pretende además que el término "agregación" abarque la formación de fibrillas de \beta-amiloide y también abarque las placas de \beta-amiloide.
Se pretende que los términos "péptido \beta-amiloide natural", "\beta-PA natural" y "péptido A\beta natural", usados de manera intercambiable en el presente documento, abarquen productos de escisión proteolítica que se producen de manera natural de la proteína precursora del \beta-amiloide (PPA) que están implicados en la agregación de \beta-PA y la \beta-amiloidosis. Estos péptidos naturales incluyen péptidos \beta-amiloides que tienen 39-43 aminoácidos (es decir, A\beta_{1-39}, A\beta_{1-40}, A\beta_{1-41}, A\beta_{1-42} y A\beta_{1-43}). El residuo de aminoácido amino-terminal de \beta-PA natural corresponde al residuo de ácido aspártico en la posición 672 de la forma de 770 residuos de aminoácidos de la proteína precursora del amiloide ("PPA-770"). La forma de 43 aminoácidos de longitud de \beta-PA natural tiene la secuencia de aminoácidos DAEFRHDSG
YEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIAT (mostrada también en SEQ ID NO:1), mientras que las formas más cortas tienen 1-4 residuos de aminoácidos delecionados del extremo carboxilo-terminal. La secuencia de aminoácidos de PPA-770 desde la posición 672 (es decir, el extremo amino-terminal de \beta-PA natural) hasta tu extremo C-terminal (103 aminoácidos) se muestra en SEQ ID NO:2. La forma preferida de \beta-PA natural para su uso en los ensayos de agregación descritos en el presente documento es A\beta_{1-40} o A\beta_{1-42}.
En presencia de un modulador de la invención, la agregación de los péptidos \beta-amiloides naturales se "altera" o se "modula". Las diversas formas del término "alteración" o "modulación" pretenden abarcar tanto la inhibición de la agregación de \beta-PA como la promoción de la agregación de \beta-PA. La agregación de \beta-PA natural se "inhibe" en presencia del modulador cuando hay una disminución en la cantidad y/o velocidad de agregación de \beta-PA comparado con la cantidad y/o velocidad de agregación de \beta-PA en ausencia del modulador. Las diversas formas del término "inhibición" pretenden incluir tanto la inhibición completa como parcial de la agregación de \beta-PA. La inhibición de la agregación puede cuantificarse como el aumento en veces en el tiempo de demora para la agregación o como la disminución en el nivel de meseta global de la agregación (es decir, la cantidad total de agregación), usando un ensayo de agregación tal como se describe en los ejemplos. En diversas realizaciones, un modulador de la invención aumenta el tiempo de demora de la agregación al menos 1,2 veces, 1,5 veces, 1,8 veces, 2 veces, 2,5 veces, 3 veces, 4 veces o 5 veces, por ejemplo, cuando el compuesto está a un equivalente molar con respecto al \beta-PA. En otras diversas realizaciones, un modulador de la invención inhibe el nivel de meseta de la agregación al menos el 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 75% o el 100%.
Puede usarse un modulador que inhibe la agregación de \beta-PA (un "compuesto modulador inhibidor") para evitar o retrasar la aparición de la deposición de \beta-amiloide. Preferiblemente, los compuesto moduladores inhibidores de la invención inhiben la formación y/o actividad de los agregados neurotóxicos del péptido A\beta natural (es decir, los compuestos inhibidores pueden usarse para inhibir la neurotoxicidad de \beta-PA). Adicionalmente, los compuestos inhibidores de la invención pueden reducir la neurotoxicidad de agregados de \beta-PA formados previamente, lo que indica que los moduladores inhibidores pueden o bien unirse a fibrillas de A\beta formadas previamente o agregados solubles y modular su neurotoxicidad inherente o bien que los moduladores pueden perturbar el equilibrio entre las formas agregadas y monoméricas de \beta-PA a favor de la forma no neurotóxica.
En una realización preferida, los moduladores de la invención pueden alterar la agregación de \beta-PA cuando se ponen en contacto con una cantidad en exceso molar de \beta-PA natural. Una "cantidad en exceso molar de \beta-PA natural" se refiere a una concentración de \beta-PA natural, en moles, que es mayor que la concentración, en moles, del modulador. Por ejemplo, si el modulador y \beta-PA están ambos presentes a una concentración de 1 \muM, se dice que son "equimolares", mientras que si el modulador está presente a una concentración de 1 \muM y \beta-PA está presente a una concentración de 5 \muM, se dice que \beta-PA está presente en un exceso molar de 5 veces comparado con el modulador. En realizaciones preferidas, un modulador de la invención es eficaz alterando la agregación de \beta-PA natural cuando \beta-PA natural está presente en al menos un exceso molar de 2 veces, 3 veces o 5 veces comparado con la concentración del modulador. En otras realizaciones, el modulador es eficaz alterando la agregación de \beta-PA cuando el \beta-PA natural está presente en al menos un exceso molar de 10 veces, 20 veces, 33 veces, 50 veces, 100 veces, 500 veces o 1000 veces comparado con la concentración del modulador.
Tal como se usa en el presente documento, el término "péptido \beta-amiloide compuesto completamente por D-aminoácidos", tal como se usa en un modulador de la invención, pretende abarcar péptidos que tienen una secuencia de aminoácidos idéntica a la de la secuencia natural en PPA, así como péptidos que tienen sustituciones de aminoácidos aceptables de la secuencia natural, pero que está compuesto por D-aminoácidos en lugar de los L-aminoácidos naturales presentes en el \beta-PA natural. Las sustituciones de aminoácidos aceptables son aquellas que no afectan y/o pueden mejorar la capacidad del péptido que contiene D-aminoácidos para alterar la agregación de \beta-PA natural. Además, las sustituciones de aminoácidos particulares pueden contribuir adicionalmente a la capacidad del péptido para alterar la agregación de \beta-PA natural y/o pueden conferir propiedades beneficiosas adicionales al péptido (por ejemplo, aumento de solubilidad, reducción de la asociación con otras proteínas amiloides, etc.). Un péptido que tiene una secuencia de aminoácidos idéntica a la que se encuentra en un péptido original pero en la que todos los L-aminoácidos se han sustituido por D-aminoácidos se denomina también compuesto "inverso". Por ejemplo, si un péptido original es Thr-Ala-Tyr, la forma inversa es D-Thr-D-Ala-D-Tyr.
Tal como se usa en el presente documento, el término "isómero retroinverso de un péptido \beta-amiloide", tal como se usa en un modulador de la invención, pretende abarcar péptidos en los que la secuencia de los aminoácidos está invertida comparado con la secuencia en el \beta-PA natural y todos los L-aminoácidos están sustituidos por D-aminoácidos. Por ejemplo, si un péptido original es Thr-Ala-Tyr, la forma retroinversa es D-Tyr-D-Ala-D-Thr. Comparado con el péptido original, un péptido retroinverso tiene una estructura principal invertida aunque conserva sustancialmente la conformación espacial original de las cadenas laterales, dando como resultado un isómero retroinverso con una topología que se asemeja estrechamente al péptido original. Véase Goodman et al. "Perspectives in Peptide Chemistry" págs. 283-294 (1981). Véase también la patente estadounidense número 4.522.752 concedida a Sisto para una descripción adicional de los péptidos "retroinversos".
Se describen con más detalle diversos aspectos adicionales de los moduladores de la invención, y los usos de los mismos, en las siguientes subsecciones.
I. Compuestos moduladores
En una realización, un compuesto modulador de la invención comprende un péptido \beta-amiloide, estando compuesto el péptido \beta-amiloide completamente por D-aminoácidos, en el que el compuesto se une a péptidos \beta-amiloides naturales o modula la agregación o inhibe la neurotoxicidad de péptidos \beta-amiloides naturales cuando se pone en contacto con los péptidos \beta-amiloides naturales. Preferiblemente, el péptido \beta-amiloide del modulador está compuesto por 3-20 D-aminoácidos, más preferiblemente 3-10 D-aminoácidos, e incluso más preferiblemente 3-5 D-aminoácidos. En realizaciones preferidas, se sustituye una fenilalanina en los compuestos de la invención por un análogo de fenilalanina que es más estable y menos propenso a, por ejemplo, metabolismo oxidativo.
En una realización, el péptido \beta-amiloide del modulador se modifica en el extremo amino-terminal, por ejemplo, con un grupo modificador que comprende un grupo alquilo tal como un grupo alquilo inferior C1-C6, por ejemplo, un grupo metilo, etilo o propilo; o un grupo alquilo cíclico, heterocíclico, policíclico o ramificado. Los ejemplos de grupos modificadores N-terminales adecuados se describen adicionalmente en la subsección II más adelante. En otra realización, el péptido \beta-amiloide del modulador se modifica en el extremo carboxilo-terminal, por ejemplo el modulador puede comprender una amida peptídica, un alquilo peptídico o una arilamida (por ejemplo una fenetilamida peptídica) o un alcohol peptídico. Se describen adicionalmente ejemplos de grupos modificadores C-terminales adecuados en las subsecciones II y III más adelante. El péptido \beta-amiloide del modulador puede modificarse para potenciar la capacidad del modulador para alterar la agregación o neurotoxicidad de \beta-PA. Adicionalmente o como alternativa, el péptido \beta-amiloide del modulador puede modificarse para alterar una propiedad farmacocinética del modulador y/o para marcar el modulador con una sustancia detectable (descrito adicionalmente en la subsección III más adelante).
En otra realización, un compuesto modulador de la invención comprende un isómero retroinverso de un péptido \beta-amiloide, en el que el compuesto se une a los péptidos \beta-amiloides naturales o modula la agregación o inhibe la neurotoxicidad de los péptidos \beta-amiloides naturales cuando se pone en contacto con los péptidos \beta-amiloides naturales. Preferiblemente, el isómero retroinverso del péptido \beta-amiloide está compuesto por 3-20 D-aminoácidos, más preferiblemente 3-10 D-aminoácidos, e incluso más preferiblemente 3-5 D-aminoácidos. En realizaciones preferidas, se sustituyen las fenilalaninas en los compuestos de la invención por análogos de fenilalanina que son más estables y menos propensos a, por ejemplo, metabolismo oxidativo.
En una realización, el isómero retroinverso se modifica en el extremo amino-terminal, por ejemplo, con un grupo modificador que comprende un grupo alquilo tal como un grupo alquilo inferior C1-C6, por ejemplo un grupo metilo, etilo o propilo; o un grupo alquilo cíclico, heterocíclico, policíclico o ramificado. Se describen adicionalmente ejemplos de grupos modificadores N-terminales adecuados en la subsección II más adelante. En otra realización, el isómero retroinverso se modifica en el extremo carboxilo-terminal, por ejemplo con un grupo amida, un grupo alquil o arilamida (por ejemplo fenetilamida) o un grupo hidroxilo (es decir, el producto de reducción de un ácido peptídico, dando como resultado un alcohol peptídico. Se describen adicionalmente ejemplos de grupos modificadores C-terminales adecuados en las subsecciones II y III más adelante. El isómero retroinverso puede modificarse para potenciar la capacidad del modulador para alterar la agregación o neurotoxididad de \beta-PA. Adicionalmente o como alternativa, puede modificarse el isómero retroinverso para alterar una propiedad farmacocinética del modulador y/o para marcar el modulador con una sustancia detectable (descrito adicionalmente en la subsección III más adelante).
Aún en otra realización, un compuesto modulador de la invención incluye un péptido \beta-amiloide compuesto completa o parcialmente por D-aminoácidos, un isómero inverso de un péptido \beta-amiloide o un isómero retroinverso de un péptido \beta-amiloide que está unido a un resto de hidrazina, en el que el compuesto se une a péptidos \beta-amiloides naturales o modula la agregación o inhibe la neurotoxicidad de los péptidos \beta-amiloides naturales cuando se pone en contacto con los péptidos \beta-amiloides naturales. Preferiblemente, el compuesto modulador de la invención está compuesto por 1-20 D-aminoácidos, más preferiblemente 1-10 D-aminoácidos, incluso más preferiblemente 1-5 D-aminoácidos que están unidos a un resto de hidrazina.
En una realización, los compuestos moduladores de la invención que incluyen un resto de hidrazina se modifican en el extremo amino-terminal, por ejemplo con un grupo modificador que comprende un grupo alquilo, por ejemplo un grupo metilo, etilo o isopropilo. Se describen adicionalmente ejemplos de grupos modificadores N-terminales adecuados en la subsección II más adelante. En otra realización, los compuestos moduladores de la invención que incluyen un resto de hidrazina se modifican en el extremo carboxilo-terminal, por ejemplo con un acetilo. Se describen adicionalmente ejemplos de grupos modificadores C-terminales adecuados en las subsecciones II y III más adelante. Los compuestos moduladores de la invención que incluyen un resto de hidrazina pueden modificarse para potenciar la capacidad del modulador para alterar la agregación o neurotoxicidad de \beta-PA. Adicionalmente o como alternativa, los compuestos moduladores de la invención que incluyen un resto de hidrazina pueden modificarse para alterar una propiedad farmacocinética del modulador y/o para marcar el modulador con una sustancia detectable (descrito adicionalmente en la subsección III más adelante).
Los moduladores de la invención se diseñan preferiblemente basándose en la secuencia de aminoácidos de una subregión de \beta-PA natural. El término "subregión de un péptido \beta-amiloide natural" pretende incluir deleciones amino-terminales y/o carboxilo-terminales de \beta-PA natural. El término "subregión de \beta-PA natural" no pretende incluir \beta-PA natural de longitud completa (es decir, la "subregión" no incluye A\beta_{1-39}, A\beta_{1-40}, A\beta_{1-41}, A\beta_{1-42} y A\beta_{1-43}). Una subregión preferida del péptido \beta-amiloide natural es un "dominio central de agregación de A\beta" (DCA). Tal como se usa en el presente documento, el término "dominio central de agregación de A\beta" se refiere a una subregión de un péptido \beta-amiloide natural que es suficiente para modular la agregación de \beta-PA naturales cuando esta subregión, en su forma de L-aminoácido, se modifica apropiadamente (por ejemplo, modificada en el extremo amino-terminal), tal como se describe en detalle en la solicitud de patente estadounidense con número de serie 08/548.998 y la solicitud de patente estadounidense con número de serie 08/616.081, incorporándose el contenido completo de cada una de ellas al presente documento como referencia. Preferiblemente, el DCA está modelado después de una subregión de \beta-PA natural que tiene menos de 15 aminoácidos de longitud y más preferiblemente tiene entre 3-10 aminoácidos de longitud. En diversas realizaciones, el DCA está modelado después de una subregión de \beta-PA que tiene 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4 ó 3 aminoácidos de longitud. En una realización, la subregión de \beta-PA tras la cual está modelado el DCA es una región interna o carboxilo-terminal de \beta-PA (es decir, en sentido 3' del extremo amino-terminal en la posición de aminoácido 1). En otra realización, el DCA está modelado después de una subregión de \beta-PA que es hidrófoba. Los dominios centrales de agregación de A\beta preferidos abarcan los residuos de aminoácidos 17-20 o 17-21 de \beta-PA natural (A\beta_{17-20} y A\beta_{17-21}, respectivamente) y análogos de los mismos, tal como se describe en el presente documento. Las secuencias de aminoácidos de A\beta_{17-20} y A\beta_{17-21} son Leu-Val-Phe-Phe (SEQ ID NO:3) y Leu-Val-Phe-Phe-Ala (SEQ ID NO:4), respectivamente.
Tal como se demuestra en los ejemplos, los moduladores que contienen D-aminoácidos diseñados basándose en las secuencias de aminoácidos de A\beta_{17-20} y A\beta_{17-21} son inhibidores particularmente eficaces de la agregación de A\beta y muestran una bioestabilidad mejorada y niveles plasmáticos elevados prolongados. Estos moduladores pueden comprender una secuencia de D-aminoácidos correspondiente a la secuencia de L-aminoácidos de A\beta_{17-20} o A\beta_{17-21}, una secuencia de D-aminoácidos que es un isómero inverso de la secuencia de L-aminoácidos de A\beta_{17-20} o A\beta_{17-21}, una secuencia de D-aminoácidos que es un isómero retroinverso de la secuencia de L-aminoácidos A\beta_{17-20} o A\beta_{17-21}, o una secuencia de D-aminoácidos que es una versión desordenada o sustituida de la secuencia de L-aminoácidos de A\beta_{17-20} o A\beta_{17-21}. En realizaciones preferidas, se sustituye una fenilalanina en los moduladores diseñados basándose en las secuencias de aminoácidos de A\beta_{17-20} y A\beta_{17-21} por un análogo de fenilalanina que es más estable y menos propenso a, por ejemplo, metabolismo oxidativo. En otras realizaciones preferidas, los moduladores diseñados basándose en las secuencias de aminoácidos de A\beta_{17-20} y A\beta_{17-21} comprenden además un resto de hidrazina.
Los moduladores basados en D-aminoácidos pueden tener el extremo amino-terminal y el extremo carboxilo-terminal modificados (descrito adicionalmente más adelante). Las estructuras peptídicas de los moduladores eficaces son generalmente hidrófobas y se caracterizan por la presencia de estructuras de D-aminoácidos seleccionadas del grupo que consiste en una estructura de D-leucina, una estructura de D-fenilalanina y una estructura de D-valina. Tal como se usa en el presente documento, el término una "estructura de D-aminoácidos" (tal como una "estructura de D-leucina", una "estructura de D-fenilalanina" o una "estructura de D-valina") pretende incluir el D-aminoácido, así como análogos, derivados y miméticos del D-aminoácido que mantienen la actividad funcional del compuesto (tratado adicionalmente más adelante). Por ejemplo, el término "estructura de D-fenilalanina" pretende incluir D-fenilalanina así como D-ciclohexilalanina [D-cha], D-4-fluorofenilalanina (para-fluorofenilalanina) {[p-F]f o D-[p-F]Phe}, D-pentafluorofenilalanina ([F5]f o D-[F5]Phe}, clorofenilalanina, bromofenilalanina, nitrofenilalanina, D-piridilalanina, D-homofenilalanina, metiltirosina y bencilserina, así como la sustitución por una estructura de D-lisina, estructura de D-valina o una estructura de D-leucina. El término "estructura de D-leucina" pretende incluir D-leucina, así como la sustitución por D-valina, D-isoleucina u otros aminoácidos naturales o no naturales que tienen una cadena lateral alifática, tales como D-norleucina o D-norvalina. El término "estructura de D-valina" pretende incluir D-valina, así como la sustitución por D-leucina u otros aminoácidos naturales o no naturales que tienen una cadena lateral alifática.
La invención proporciona un compuesto modulador del \beta-amiloide que comprende una fórmula (I):
1
en la que Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3} y Xaa_{4} son cada uno estructuras de D-aminoácidos y al menos dos de Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3} y Xaa_{4} se seleccionan, independientemente, del grupo que consiste en una estructura de D-leucina, una estructura de D-fenilalanina, por ejemplo, D-ciclohexilalanina, D-4-fluorofenilalanina (para-fluorofenilalanina), D-pentafluorofenilalanina, clorofenilalanina, bromofenilalanina, nitrofenilalanina y D-homofenilalanina, y una estructura de
D-valina;
Y, que puede estar o no presente, es una estructura que tiene la fórmula (Xaa)_{a}, en la que Xaa es cualquier estructura de D-aminoácidos y a es un número entero desde 1 hasta 5;
Z, que puede estar o no presente, es una estructura que tiene la fórmula (Xaa)_{b}, en la que Xaa es cualquier estructura de D-aminoácidos y b es un número entero desde 1 hasta 15;
A, que puede estar o no presente, es un grupo modificador unido directa o indirectamente al compuesto; y n es un número entero desde 1 hasta 15;
en la que Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3}, Xaa_{4}, Y, Z, A y n se seleccionan de tal manera que el compuesto se une a péptidos \beta-amiloides naturales o modula la agregación o inhibe la neurotoxicidad de los péptidos \beta-amiloides naturales cuando se pone en contacto con los péptidos \beta-amiloides naturales, y es menos propenso al metabolismo, por ejemplo, metabolismo oxidativo.
En una realización de esta fórmula, se especifica que un quinto residuo de aminoácido, Xaa_{5}, C-terminal con respecto a Xaa_{4} y Z, que puede estar o no presente, es una estructura que tiene la fórmula (Xaa)_{b}, en la que Xaa es cualquier estructura de D-aminoácidos y b es un número entero desde 1 hasta 14. Por consiguiente, la invención proporciona un compuesto modulador del \beta-amiloide que comprende una fórmula (II):
2
en la que b en un número entero desde 1 hasta 14.
En otra realización preferida, Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3}, Xaa_{4} y Xaa_{5} de fórmula (II) se seleccionan basándose en la secuencia de A\beta_{17-21}, o sustituciones aceptables de la misma. Por consiguiente, Xaa_{1} es una estructura de D-leucina, Xaa_{2} es una estructura de D-valina, Xaa_{3} es una estructura de D-fenilalanina, por ejemplo, D-ciclohexilalanina, D-4-fluorofenilalanina (para-fluorofenilalanina), D-pentafluorofenilalanina, clorofenilalanina, bromofenilalanina, nitrofenilalanina y D-homofenilalanina, una estructura de D-tirosina, una estructura de D-yodotirosina o una estructura de D-lisina, Xaa_{4} es una estructura de D-fenilalanina, por ejemplo, D-ciclohexilalanina, D-4-fluorofenilalanina (para-fluorofenilalanina), D-pentafluorofenilalanina, clorofenilalanina, bromofenilalanina, nitrofenilalanina, D-piridilalanina y D-homofenilalanina, una estructura de D-tirosina, una estructura de D-yodotirosina o una estructura de D-lisina, y Xaa_{5} es una estructura de D-leucina.
En otra realización, la invención proporciona un compuesto modulador del \beta-amiloide que comprende una fórmula (III):
3
en la que Xaa_{1} y Xaa_{2} son cada uno estructuras de D-aminoácidos y al menos dos de Xaa_{1} y Xaa_{2} se seleccionan, independientemente, del grupo que consiste en una estructura de D-leucina, una estructura de D-fenilalanina, por ejemplo, D-ciclohexilalanina, D-4-fluorofenilalanina (para-fluorofenilalanina), D-pentafluorofenilalanina, clorofenilalanina, bromofenilalanina, nitrofenilalanina y D-homofenilalanina, una estructura de D-tirosina, una estructura de D-yodotirosina, una estructura de D-lisina o una estructura de D-valina;
NH-NH es una estructura de hidrazina;
Y, que puede estar o no presente, es una estructura que tiene la fórmula (Xaa)_{a}, en la que Xaa es cualquier estructura de D-aminoácidos y a es un número entero desde 1 hasta 15;
Xaa1', Xaa2', y Xaa3' son cada uno estructuras de D-aminoácidos y Xaa1', Xaa2', y Xaa3' se seleccionan, independientemente, del grupo que consiste en una estructura de D-leucina, una estructura de D-fenilalanina, por ejemplo, D-ciclohexilalanina, D-4-fluorofenilalanina (para-fluorofenilalanina), D-pentafluorofenilalanina, clorofenilalanina, bromofenilalanina, nitrofenilalanina y D-homofenilalanina, o una estructura de D-valina;
Z, que puede estar o no presente, es una estructura que tiene la fórmula (Xaa)_{b}, en la que Xaa es cualquier estructura de D-aminoácidos y b es un número entero desde 1 hasta 15;
A, que puede estar o no presente, es un grupo modificador unido directa o indirectamente al compuesto; y
n es un número entero desde 1 hasta 15;
en la que Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{1}', Xaa_{2}', Xaa_{3}', Y, Z, A y n se seleccionan de tal manera que el compuesto se une a péptidos \beta-amiloides naturales o modula la agregación o inhibe la neurotoxicidad de péptidos \beta-amiloides naturales cuando se pone en contacto con los péptidos \beta-amiloides naturales, y es menos propenso a metabolismo, por ejemplo, metabolismo oxidativo.
En los moduladores de la invención que tienen la fórmula (II) o (III) mostradas anteriormente, se une un grupo modificador opcional ("A") directa o indirectamente a la estructura peptídica del modulador. (Tal como se usa en el presente documento, el término "grupo modulador" o "grupo modificador" se usan de manera intercambiable para describir un grupo químico unido directa o indirectamente a una estructura peptídica). Por ejemplo, puede(n)
unirse directamente un/unos grupo(s) modificador(es) mediante acoplamiento covalente a la estructura peptídica o puede(n) unirse indirectamente un/unos grupo(s) modificador(es) mediante una asociación no covalente estable. En una realización de la invención, se une un grupo modificador al extremo amino-terminal y al extremo carboxilo-terminal del modulador.
Aún en otra realización, se une un/unos grupo(s) modulador(es) a la cadena lateral de al menos un residuo de aminoácido de la estructura peptídica del modulador (por ejemplo, a través del grupo amino épsilon de un/unos residuo(s)
de lisina, u otro grupo reactivo adecuado en una cadena lateral de aminoácido).
Si está presente un/unos grupo(s) modificador(es), se selecciona el grupo modificador de tal manera que el compuesto inhibe la agregación de péptidos \beta-amiloides naturales cuando se pone en contacto con los péptidos \beta-amiloides naturales.
Los moduladores particularmente preferidos de la invención incluyen los siguientes: D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Leu)-NH_{2}; N-metil-(D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Cha-D-Leu)-NH_{2}; N-metil-(D-Leu-D-Val-D-Phe-D-[p-F]Phe-D-Leu)-NH_{2}; N-metil-(D-Leu-D-Val-D-Phe-D-[F_{5}]Phe-D-Leu)-NH_{2}.
Compuestos incluso más preferidos de la invención incluyen PPI:1019: N-metil-(D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Leu)-NH_{2}. (Tal como se describió anteriormente, D-Cha representa D-ciclohexilalanina; [p-F]f o D-[p-F]Phe representan D-4-fluorofenilalanina (también para-fluorofenilalanina); [F_{5}]f o D-[F_{5}]Phe representan D-pentafluorofenilalanina; y D-Nle representa D-norleucina).
Se pretende además que las estructuras peptídicas de D-aminoácidos de los moduladores de la invención incluyan otras modificaciones peptídicas, incluyendo análogos, derivados y miméticos, que conservan la capacidad del modulador para alterar la agregación de \beta-PA natural tal como se describe en el presente documento. Por ejemplo, una estructura peptídica de D-aminoácidos de un modulador de la invención puede modificarse adicionalmente para aumentar su estabilidad, biodisponibilidad y solubilidad. Los términos "análogo", "derivado" y "mimético" tal como se usan en el presente documento pretenden incluir moléculas que imitan la estructura química de una estructura D-peptídica y conservan las propiedades funcionales de la estructura D-peptídica. Se conocen en la técnica enfoques para diseñar análogos, derivados y miméticos peptídicos. Por ejemplo, véanse Farmer, P.S. en Drug Design (E.J. Ariens, ed.) Academic Press, Nueva York, 1980, vol. 10, págs. 119-143; Ball. J.B. y Alewood, P.F. (1990) J. Mol. Recognition 3:55; Morgan, B.A. y Gainor, J.A. (1989) Ann. Rep. Med. Chem. 24:243; y Freidinger, R.M. (1989) Trends Pharmacol. Sci. 10:270. Véanse también Sawyer, T.K. (1995) "Peptidomimetic Design and Chemical Approaches to Peptide Metabolism" en Taylor, M.D. y Amidon, G.L. (eds.) Peptide-Based Drug Design: Controlling Transport and Metabolism, capítulo 17; Smith. A.B. 3º. et al (1995) J. Am. Chem. Soc. 117:11113-11123; Smith, A.B. 3º, et al (1994) J. Am Chem. Soc. 116:9947-9962; y Hirschman, R., et al. (1993) J. Am. Chem Soc. 115 12550-12568.
Tal como se usa en el presente documento, un "derivado" de un compuesto X (por ejemplo, un péptido o un aminoácido) se refiere a una forma de X en la que se han derivatizado uno o más grupos reactivos en el compuesto con un grupo sustituyente. Los ejemplos de derivados peptídicos incluyen péptidos en los que se ha derivatizado una cadena lateral de aminoácido, la estructura principal peptídica o el extremo amino o carboxilo-terminal (por ejemplo, compuestos peptídicos con enlaces amida metilados). Tal como se usa en el presente documento, un análogo de un compuesto X se refiere a un compuesto que conserva las estructuras químicas de X necesarias para la actividad funcional de X que contiene también ciertas estructuras químicas que difieren de X. Un ejemplo de un análogo de un péptido que se produce de manera natural es un péptido que incluye uno o más aminoácidos que no se producen de manera natural. Tal como se usa en el presente documento, un "mimético" de un compuesto X se refiere a un compuesto en el que se han sustituido las estructuras químicas de X necesarias para la actividad funcional de X por otras estructuras químicas que imitan la conformación de X. Los ejemplos de peptidomiméticos incluyen compuestos peptídicos en los que se sustituye la estructura principal peptídica por una o más moléculas de benzodiazepina (véase por ejemplo James, G.L. et al. (1993) Science 260: 1937-1942).
Se pretende que los compuestos moduladores de la invención incluyan compuestos en los que se sustituyen uno o más D-aminoácidos de la estructura peptídica por un aminoácido homólogo de tal manera que las propiedades del modulador original se mantienen. Preferiblemente, se realizan sustituciones de aminoácidos conservativas en uno o más residuos de aminoácidos. Una "sustitución de aminoácidos conservativa" es una en la que se sustituye el residuo de aminoácido por un residuo de aminoácido que tiene una cadena lateral similar. Se han definido en la técnica familias de residuos de aminoácidos que tienen cadenas laterales similares, incluyendo cadenas laterales básicas (por ejemplo, lisina, arginina, histidina), cadenas laterales ácidas (por ejemplo, ácido aspártico, ácido glutámico), cadenas laterales no cargadas (por ejemplo, glicina, asparragina, glutamina, serina, treonina, tirosina, cisteína), cadenas laterales no polares (por ejemplo, alanina, valina, leucina, isoleucina, prolina, fenilalanina, metionina, triptófano), cadenas laterales ramificadas en \beta (por ejemplo treonina, valina, isoleucina) y cadenas laterales aromáticas (por ejemplo, tirosina, fenilalanina, triptófano, histidina). Los ejemplos no limitantes de sustituciones homólogas que pueden realizarse en las estructuras peptídicas de los moduladores de la invención incluyen sustitución de D-fenilalanina por D-tirosina, D-piridilalanina o D-homofenilalanina, sustitución de D-leucina por D-valina u otro aminoácido natural o no natural que tiene una cadena lateral alifática y/o sustitución de D-valina por D-leucina u otro aminoácido natural o no natural que tiene una cadena lateral alifática.
El término mimético, y en particular peptidomimético, pretende incluir isósteros. El término "isóstero" tal como se usa en el presente documento pretende incluir una estructura química que puede sustituirse por una segunda estructura química porque la conformación estérica de la primera estructura se ajusta a un sitio de unión específico para la segunda estructura. El término incluye específicamente modificaciones de la estructura principal peptídica (es decir, miméticos con enlace amida) bien conocidas por los expertos en la técnica. Tales modificaciones incluyen modificaciones del nitrógeno de la amida, el carbono \alpha, el carbonilo de la amida, la sustitución completa del enlace amida, extensiones, deleciones o reticulaciones de la estructura principal. Se conocen varias modificaciones de la estructura principal peptídica, incluyendo \Psi[CH_{2}S], \Psi[CH_{2}NH], \Psi[CSNH_{2}], \Psi[NCHO], \Psi[COCH_{2}] y \Psi[(E) o (Z) CH=CH]. En la nomenclatura usada anteriormente, \Psi indica la ausencia de un enlace amida. La estructura que sustituye el grupo amida se especifica dentro de los paréntesis.
Otras posibles modificaciones incluyen una sustitución de N-alquilo (o arilo) (\Psi[CONR], o reticulación de la estructura principal para construir lactamas y otras estructuras cíclicas. Otros derivados de los compuestos moduladores de la invención incluyen derivados de hidroximetilo C-terminales, derivados O-modificados (por ejemplo, hidroximetil bencil éter C-terminal), derivados modificados en el extremo N-terminal incluyendo amidas sustituidas tales como alquilamidas e hidrazidas y compuestos en los que se sustituye un residuo de fenilalanina C-terminal por un análogo de fenetilamida (por ejemplo, Val-Phe-fenetilamida como un análogo del tripéptido Val-Phe-
Phe).
Los compuestos moduladores de la invención pueden incorporarse en composiciones farmacéuticas (descritas adicionalmente en la subsección V más adelante) y pueden usarse en métodos de tratamiento y detección tal como se describe adicionalmente en la subsección V más adelante.
II. Grupos modificadores
Los compuestos moduladores de la invención están acoplados directa o indirectamente a al menos dos grupos modificadores (abreviados como GM). El término "grupo modificador" pretende incluir estructuras que están unidas directamente a la estructura peptídica de D-aminoácidos (por ejemplo, mediante acoplamiento covalente), así como aquellas que están unidas indirectamente a la estructura peptídica (por ejemplo, mediante asociación no covalente estable o mediante acoplamiento covalente a residuos de aminoácidos adicionales, o miméticos, análogos o derivados de los mismos, que pueden flanquear la estructura peptídica de D-aminoácidos derivada de A\beta). Por ejemplo, el grupo modificador puede acoplarse al extremo amino-terminal o al extremo carboxilo-terminal de una estructura peptídica de D-aminoácidos derivada de A\beta, o a una región peptídica o peptidomimética que flanquea el dominio central. Como alternativa, puede acoplarse el grupo modificador a una cadena lateral de al menos un residuo de D-aminoácido de una estructura peptídica de D-aminoácidos derivada de A\beta, o a una región peptídica o peptidomimética que flanquea el dominio central (por ejemplo, a través del grupo amino épsilon de un/unos residuo(s) de lisina, a través del grupo carboxilo de un/unos residuo(s) de ácido aspártico o un/unos residuo(s) de ácido glutámico, a través de un grupo hidroxilo de un/unos residuo(s) de tirosilo, un/unos residuo(s) de serina o un/unos residuo(s) de treonina u otro grupo reactivo adecuado en una cadena lateral de aminoácido). Los grupos modificadores acoplados covalentemente a la estructura peptídica de D-aminoácidos pueden unirse mediante y usando métodos bien conocidos en la técnica para unir estructuras químicas, incluyendo, por ejemplo, enlaces amida, alquilamino, carbamato, urea o
éster.
El término "grupo modificador" pretende incluir grupos que no están acoplados de manera natural a péptidos A\beta naturales en su forma nativa. Por consiguiente, el término "grupo modificador" no pretende incluir hidrógeno. El/los grupo(s) modificador(es) se selecciona(n) de modo que el compuesto modulador altera, y preferiblemente inhibe, la agregación de péptidos \beta-amiloides naturales cuando se pone en contacto con los péptidos \beta-amiloides naturales o inhibe la neurotoxicidad de péptidos \beta-amiloides naturales cuando se pone en contacto con los péptidos \beta-amiloides naturales. Aunque no se pretende estar limitado por el mecanismo, en realizaciones en las que el modulador comprende un/unos grupo(s) modificador(es), se cree que el/los grupo(s) modificador(es) funcionan como un farmacóforo clave que potencia la capacidad del modulador para perturbar la polimerización de A\beta.
En una realización preferida, el/los grupo(s) modificador(es) comprende(n) un grupo alquilo. El término "alquilo", tal como se usa en el presente documento, se refiere a un grupo hidrocarbonado de cadena lineal o ramificada que tiene desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 10 átomos de carbono. Los grupos alquilo a modo de ejemplo incluyen metilo, etilo, dimetilo, dietilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo, sec-butilo, terc-butilo, n-pentilo y n-hexilo. Un grupo alquilo puede no estar sustituido, o puede estar sustituido en una o más posiciones, con, por ejemplo, halógenos, alquilos, cicloalquilos, alquenilos, alquinilos, arilos, heterociclos, hidroxilos, aminos, nitros, tioles, aminas, iminas, amidas, fosfonatos, fosfinas, carbonilos, carboxilos, sililos, éteres, tioéteres, sulfonilos, selenoéteres, cetonas, aldehídos, ésteres, -CF_{3}, -CN o similares. Son alquilos preferidos los metilos, etilos, dimetilos, dietilos, n-propilos, isopropilos.
En otra realización, un grupo modificador, por ejemplo un grupo alquilo, está acoplado a otro grupo modificador. Aún en otra realización, se modifica un D-aminoácido en un compuesto modulador de la invención con dos grupos modificadores. Por consiguiente, los grupos modificadores preferidos incluyen un grupo 1-piridinacetilo.
En una realización preferida, el/los grupo(s) modificador(es) comprende(n) un grupo alquilo cíclico, heterocíclico, policíclico o ramificado. El término "grupo cíclico", tal como se usa en el presente documento, pretende incluir un grupo saturado o insaturado cíclico (es decir, aromático) que tiene desde aproximadamente 3 hasta 10, preferiblemente de aproximadamente 4 a 8 y más preferiblemente de aproximadamente 5 a 7 átomos de carbono. Los grupos cíclicos a modo de ejemplo incluyen ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo y ciclooctilo. Los grupos cíclicos pueden estar no sustituidos o sustituidos en una o más posiciones de anillo. Por tanto, un grupo cíclico puede estar sustituido con, por ejemplo, halógenos, alquilos, cicloalquilos, alquenilos, alquinilos, arilos, heterociclos, hidroxilos, aminos, nitros, tioles, aminas, iminas, amidas, fosfonatos, fosfinas, carbonilos, carboxilos, sililos, éteres, tioéteres, sulfonilos, sulfonatos, selenoéteres, cetonas, aldehídos, ésteres, -CF_{3}, - CN, o similares.
El término "grupo heterocíclico" pretende incluir un grupo saturado o insaturado cíclico (es decir, aromático) que tiene desde aproximadamente 3 hasta 10, preferiblemente de aproximadamente 4 a 8 y más preferiblemente de aproximadamente 5 a 7 átomos de carbono, en el que la estructura de anillo incluye de aproximadamente uno a cuatro heteroátomos. Los grupos heterocíclicos incluyen pirrolidina, oxolano, tiolano, imidazol, oxazol, piperidina, piperazina, morfolina y piridina. El anillo heterocíclico puede estar sustituido en una o más posiciones con sustituyentes tales como por ejemplo halógenos, alquilos, cicloalquilos, alquenilos, alquinilos, arilos, otros heterociclos, hidroxilo, amino, nitro, tiol, aminas, iminas, amidas, fosfonatos, fosfinas, carbonilos, carboxilos, sililos, éteres, tioéteres, sulfonilos, selenoéteres, cetonas, aldehídos, ésteres, -CF_{3}, - CN, o similares. Los heterociclos también pueden unirse por un puente o condensarse con otros grupos cíclicos tal como se describe más adelante.
El término "grupo policíclico" tal como se usa en el presente documento pretende referirse a dos o mas anillos cíclicos saturados o insaturados (es decir, aromáticos) en los que dos o más carbonos son comunes a dos anillos contiguos, por ejemplo, los anillos son "anillos condensados". Los anillos que se unen a través de átomos no adyacentes se denominan anillos "unidos por un puente". Cada uno de los anillos del grupo policíclico puede estar sustituido con sustituyentes tales como los descritos anteriormente, como por ejemplo halógenos, alquilos, cicloalquilos, alquenilos, alquinilos, hidroxilo, amino, nitro, tiol, aminas, iminas, amidas, fosfonatos, fosfinas, carbonilos, carboxilos, sililos, éteres, tioéteres, sulfonilos, selenoéteres, cetonas, aldehídos, ésteres, -CF_{3}, - CN, o similares.
Un grupo policíclico preferido es un grupo que contiene una estructura de cis-decalina. Aunque no se pretende estar limitado por el mecanismo, se cree que la conformación "curvada" conferida en un grupo modificador por la presencia de una estructura de cis-decalina contribuye a la eficacia del grupo modificador para perturbar la polimerización de A\beta. Por consiguiente, también pueden usarse otras estructuras que imitan la configuración "curvada" de la estructura de cis-decalina como grupos modificadores. Un ejemplo de estructura que contiene cis-decalina que puede usarse como grupo modificador es una estructura de colanoílo, tal como un grupo colilo. Por ejemplo, puede modificarse un compuesto modulador en su extremo amino-terminal con un grupo colilo haciendo reaccionar el dominio central de agregación con ácido cólico, un ácido biliar. Además, puede modificarse un compuesto modulador en su extremo carboxilo-terminal con un grupo colilo según métodos conocidos en la técnica (véase, por ejemplo Wess, G. et al. (1993) Tetrahedron Letters, 34:817-822; Wess, G. et al. (1992) Tetrahedron Letters 33:195-198; y Kramer, W. et al. (1992) J. Biol. Chem. 267:18598-18604). También pueden usarse derivados y análogos de colilo como grupos modificadores. Por ejemplo, un derivado de colilo preferido es Aic (3-(O-aminoetil-iso)-colilo), que tiene un grupo amino libre que puede usarse para modificar adicionalmente el compuesto modulador (por ejemplo, puede introducirse un grupo quelante para ^{99m}Tc a través del grupo amino libre de Aic). Tal como se usa en el presente documento, el término "estructura de colanoílo" pretende incluir el grupo colilo y derivados y análogos del mismo, en particular aquellos que conservan una configuración de cis-decalina de cuatro anillos. Los ejemplos de estructuras de colanoílo incluyen grupos derivados de otros ácidos biliares, tales como ácido desoxicólico, ácido litocólico, ácido ursodesoxicólico, ácido quenodesoxicólico y ácido hiodesoxicólico, así como otras estructuras relacionadas tales como ácido colánico, bufalina y resibufogenina (aunque los últimos dos compuestos no se prefieren para su uso como grupo modificador). Otro ejemplo de un compuesto que contiene cis-decalina es 5\beta-colestan-3\alpha-ol (el isómero de cis-decalina de (+)-dihidrocolesterol). Para una descripción adicional de la estructura y nomenclatura de ácidos biliares y esteroides, véase, W.R. y McKean, M.L. Biochemistry of Steroids and Other Isopentanoids, University Park Press, Baltimore, MD, capítulo 2.
Además de los grupos que contienen cis-decalina, pueden usarse otros grupos policíclicos como grupos modificadores. Por ejemplo, los grupos modificadores derivados de esteroides o \beta-lactamas pueden ser grupos modificadores adecuados. En una realización, el grupo modificador es una "estructura de biotinilo", que incluye grupos biotinilo y análogos y derivados de los mismos (tales como un grupo 2-iminobiotinilo). En otra realización, el grupo modificador puede comprender un "grupo que contiene fluoresceína", tal como un grupo derivado de la reacción de una estructura peptídica derivada de A\beta con 5-(y 6)-carboxifluoresceína, succinimidil éster o isotiocianato de fluoresceína. En otras diversas realizaciones, el/los grupo(s) modificador(es) puede(n) comprender un grupo N-acetilneuraminilo, un grupo trans-4-cotinincarboxilo, un grupo 2-imino-1-imidazolidinacetilo, un grupo (S)-(-)-indolin-2-carboxilo, un grupo (-)-mentoxiacetilo, un grupo 2-norbonanoacetilo, un grupo \gamma-oxo-5-acenaftenobutirilo, un grupo (-)-2-oxo-4-tiazolidincarboxilo, un grupo tetrahidro-3-furoílo, un grupo 2-iminobiotinilo, un grupo dietilentriaminopentaacetilo, un grupo 4-morfolincarbonilo, un grupo 2-tiofenoacetilo o un grupo 2-tiofenosulfonilo.
Además de los grupos cíclicos, heterocíclicos y policíclicos tratados anteriormente, pueden usarse otros grupos modificadores en un modulador de la invención. Por ejemplo, los grupos hidrófobos y grupos alquilo ramificados pueden ser grupos modificadores adecuados. Los ejemplos incluyen grupos acetilo, grupos fenilacetilo, grupos fenilacetilo, grupos difenilacetilo, grupos trifenilacetilo, grupos isobutanoílo, grupos 4-metilvalerilo, grupos trans-cinamoílo, grupos butanoílo y grupos 1-adamantanocarbonilo.
Aún otro tipo de grupo modificador es un compuesto que contiene un aminoácido no natural que actúa como un mimético de giro beta, tal como un aminoácido basado en dibenzofurano descrito en Tsang, K.Y. et al. (1994) J. Am. Chem. Soc. 116:3988-4005; Diaz, H y Kelly, J.W. (1991) Tetrahedron Letters 41:5725-5728; y Diaz. H et al. (1992) J. Am. Chem. Soc. 114:8316-8318. Un ejemplo de un grupo modificador de este tipo es un grupo de ácido peptídico-aminoetildibenzofuranilo-propiónico (Adp) (por ejemplo, DDIIL-Adp) (SEQ ID NO: 31). Este tipo de grupo modificador puede comprender además uno o más enlaces N-metilpeptídicos para introducir un impedimento estérico adicional a la agregación de \beta-PA natural cuando los compuestos de este tipo interaccionan con \beta-PA
natural.
Aún otro tipo de grupo modificador es un grupo NH-OR, en el que el R puede ser cualquiera de los grupos alquilo o cicloalquilo modificados o no modificados descritos en el presente documento.
Se enumeran a continuación ejemplos no limitantes de grupos modificadores adecuados, con sus correspondientes reactivos modificadores:
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(Tabla pasa a página siguiente)
1000
1001
1002
Los grupos modificadores preferidos incluyen grupos que contienen metilo, grupos que contienen etilo, grupos que contienen propilo y grupos que contienen piperidina, por ejemplo un grupo 1-piperidin-acetilo.
III. Modificaciones químicas adicionales de moduladores de A\beta
Un compuesto modulador del \beta-amiloide de la invención puede modificarse adicionalmente para alterar las propiedades específicas del compuesto aunque se conserva la capacidad del compuesto para alterar la agregación de A\beta e inhibir la neurotoxicidad de A\beta. Por ejemplo, en una realización, el compuesto se modifica adicionalmente para alterar una propiedad farmacocinética del compuesto, tal como la semivida o la estabilidad in vivo. En otra realización, el compuesto se modifica adicionalmente para marcar el compuesto con una sustancia detectable. Aún en otra realización, el compuesto se modifica adicionalmente para acoplar el compuesto a un resto terapéutico adicional. De manera esquemática, un modulador de la invención que comprende un dominio central de agregación de A\beta de D-aminoácidos acoplado directa o indirectamente a al menos un grupo modificador puede ilustrarse como GM-DCA, mientras que este compuesto que se ha modificado adicionalmente para alterar las propiedades del modulador puede ilustrarse como GM-DCA-MQ, en el que CM representa una modificación química adicional.
Para modificar químicamente de manera adicional el compuesto, tal como para alterar las propiedades farmacocinéticas del compuesto, pueden derivatizarse grupos reactivos. Por ejemplo, cuando el grupo modificador está unido al extremo amino-terminal del dominio central de agregación, el extremo carboxilo-terminal del compuesto puede modificarse adicionalmente. Las modificaciones C-terminales preferidas incluyen aquellas que reducen la capacidad del compuesto para actuar como un sustrato para carboxipeptidasas. Los ejemplos de modificadores C-terminales preferidos incluyen un grupo amida (es decir, una amida peptídica). Como alternativa, cuando el grupo modificador está unido al extremo carboxilo-terminal de un dominio central de agregación, el extremo amino-terminal del compuesto puede modificarse adicionalmente, por ejemplo, para reducir la capacidad del compuesto para actuar como un sustrato para aminopeptidasas.
Puede modificarse adicionalmente un compuesto modulador para marcar el compuesto haciendo reaccionar el compuesto con una sustancia detectable. Las sustancias detectables adecuadas incluyen diversos enzimas, grupos prostéticos, materiales fluorescentes, materiales luminiscentes y materiales radiactivos. Los ejemplos de enzimas adecuadas incluyen peroxidasa del rábano, fosfatasa alcalina, \beta-galactosidasa o acetilcolinesterasa; los ejemplos de complejos de grupos prostéticos adecuados incluyen estreptavidina/biotina y avidina/biotina; los ejemplos de materiales fluorescentes adecuados incluyen umbeliferona, fluoresceína, isotiocianato de fluoresceína, rodamina, diclorotriazinilamina-fluoresceína, cloruro de dansilo o ficoeritrina; un ejemplo de un material luminiscente incluye luminol; y los ejemplos de materiales radiactivos adecuados incluyen ^{14}C, ^{123}I, ^{124}I, ^{125}I, ^{131}I, ^{99m}Tc, ^{35}S o ^{3}H. En una realización preferida, se marca radiactivamente un compuesto modulador con ^{14}C, mediante la incorporación o bien de ^{14}C dentro del grupo modificador o bien de una o más estructuras de aminoácido en el compuesto modulador. Los compuestos moduladores marcados pueden usarse para valorar la farmacocinética in vivo de los compuestos, así como para detectar la agregación de A\beta, por ejemplo para fines de diagnóstico. Puede detectarse la agregación de A\beta usando un compuesto modulador marcado o bien in vivo o bien en una muestra in vitro derivada de un sujeto.
Preferiblemente, para su uso como un agente de diagnóstico in vivo, se marca un compuesto modulador de la invención con tecnecio o yodo radiactivos. Por consiguiente, en una realización, la invención proporciona un compuesto modulador marcado con tecnecio, preferiblemente ^{99m}Tc. Se conocen en la técnica métodos para marcar compuestos peptídicos con tecnecio (véanse por ejemplo las patentes estadounidenses números 5.443.815, 5.225.180 y 5.405.597, todas por Dean et al.; Stepniak-Biniakiewicz, D., et al. (1992)J. Med. Chem. 35:274-279; Fritzberg, A.R., et al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:4025-4029; Baidoo, K.E., et al. (1990) Cancer Res. Suppl. 50:799s-803s; y Regan, L. y Smith, C.K. (1995) Science 270:980-982). Puede elegirse un grupo modificador que proporcione un sitio en el que puede introducirse un grupo quelante para ^{99m}Tc, tal como el derivado Aic del ácido cólico, que tiene un grupo amino libre. En otra realización, la invención proporciona un compuesto modulador marcado con yodo radiactivo. Por ejemplo, puede sustituirse un residuo de fenilalanina dentro de la secuencia de A\beta (tal como Phe_{19} o Phe_{20}) por yodotirosilo radiactivo. Puede incorporarse cualquiera de los diversos isótopos del yodo radiactivo para crear un agente de diagnóstico. Preferiblemente, se usa ^{123}I (semivida = 13,2 horas) para la gammagrafía corporal completa, se usa ^{124}I (semivida = 4 días) para la tomografía por emisión de positrones (PET), se usa ^{125}I (semivida = 60 días) para los estudios de renovación metabólica y se usa ^{131}I (semivida = 8 días) para los estudios de recuento corporal completo y formación de imágenes de baja resolución retrasadas.
Además, una modificación adicional de un compuesto modulador de la invención puede servir para conferir una propiedad terapéutica adicional al compuesto. Es decir, la modificación química adicional puede comprender un resto funcional adicional. Por ejemplo, puede acoplarse un resto funcional que sirve para romper o disolver las placas de amiloide al compuesto modulador. De esta forma, la parte GM-DCA del modulador sirve para dirigir el compuesto hacia péptidos A\beta y perturba la polimerización de los péptidos A\beta, mientras que el resto funcional adicional sirve para romper o disolver las placas de amiloide después de que el compuesto haya sido dirigido hacia estos sitios.
En una modificación química alternativa, se prepara un compuesto de \beta-amiloide de la invención en forma de "profármaco", en el que el compuesto no modula por sí mismo la agregación de A\beta, sino que es su lugar puede transformarse, tras metabolismo in vivo, en un compuesto modulador del \beta-amiloide tal como se define en el presente documento. Por ejemplo, en este tipo de compuesto, puede presentarse el grupo modulador en forma de profármaco que puede transformarse tras metabolismo en la forma de un grupo modulador activo. Tal forma de profármaco de un grupo modificador se denomina en el presente documento "grupo modificador secundario". Se conocen en la técnica una variedad de estrategias para preparar profármacos peptídicos que limiten el metabolismo con el fin de optimizar la administración de la forma activa del fármaco basado en péptidos (véase, por ejemplo, Moss, J. (1995) en Peptide-Based Drug Design: Controlling Transport and Metabolism, Taylor, M.D. y Amidon. G.L. (eds). Capítulo 18). Adicionalmente se han adaptado de manera específica estrategias para lograr la administración al SNC basándose en "metabolismo secuencial" (Véanse, por ejemplo, Bodor, N., et al. (1992) Science 257:1698-1700; Prokai, L., et al. (1994) J. Am. Chem. Soc. 116:2643-2644: Bodor. N. y Prokai, L. (1995) en Peptide-Based Drug Design: Controlling Transport and Metabolism, Taylor, M.D. y Amidon, G.L. (eds), capítulo 14). En una realización de una forma de profármaco de un modulador de la invención, el grupo modificador comprende un alquil éster para facilitar la permeabilidad de la barrera hematoencefálica.
Pueden prepararse compuestos moduladores de la invención mediante técnicas convencionales conocidas en la técnica. Puede sintetizarse el componente peptídico de un modulador usando técnicas convencionales tales como las descritas en Bodansky, M. Principles of Peptide Synthesis, Springer Verlag, Berlín (1993) y Grant, G.A (ed.). Synthetic Peptides: A User's Guide, W.H. Freeman and Company, Nueva York (1992). Están disponibles comercialmente sintetizadores de péptidos automatizados (por ejemplo, Advanced ChemTech modelo 396; Milligen/Biosearch 9600). Adicionalmente, pueden unirse uno o más grupos moduladores al componente peptídico derivado de A\beta (por ejemplo, un dominio central de agregación) mediante métodos convencionales, usando por ejemplo métodos para la reacción a través de un grupo amino (por ejemplo, el grupo alfa-amino en el extremo amino-terminal de un péptido), un grupo carboxilo (por ejemplo, en el extremo carboxilo-terminal de un péptido), un grupo hidroxilo (por ejemplo sobre un residuo de tirosina, serina o treonina) u otro grupo reactivo adecuado sobre una cadena lateral de aminoácidos (véase, por ejemplo, Greene, T.W y Wuts, P.G.M. Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley and Sons, Inc., Nueva York (1991). Se describe más adelante en el ejemplo 1 la síntesis a modo de ejemplo de modulador del \beta-amiloide de D-aminoácidos.
IV. Ensayos de selección
Otro aspecto de la invención se refiere a un método para seleccionar un modulador de la agregación de \beta-amiloide. En el método, se pone en contacto un compuesto de prueba con péptidos \beta-amiloides naturales, se mide la agregación del \beta-PA natural y se selecciona un modulador basándose en la capacidad del compuesto de prueba para alterar la agregación del \beta-PA natural (por ejemplo, inhibe o promueve la agregación). En una realización preferida, se pone en contacto el compuesto de prueba con una cantidad en exceso molar del \beta-PA natural. Puede determinarse la cantidad y/o velocidad de agregación de \beta-PA natural en presencia del compuesto de prueba mediante un ensayo adecuado indicativo de la agregación de \beta-PA, tal como se describe en el presente documento (véase, por ejemplo, el
ejemplo 2).
En un ensayo preferido, se disuelve el \beta-PA natural en disolución en presencia del compuesto de prueba y se valora la agregación del \beta-PA natural en un ensayo de nucleación (véase el ejemplo 2) valorando la turbidez de la disolución con el tiempo, tal como se mide mediante la absorbancia aparente de la disolución a 405 nm (descrito adicionalmente en el ejemplo 2; véase también Jarrett et al. (1993) Biochemistry 32:4693-4697). En ausencia de un modulador del \beta-amiloide, la A_{405 \ nm} de la disolución permanece normalmente constante de manera relativa durante un lapso de tiempo en el que \beta-PA se mantiene en disolución, pero luego la A_{405 \ nm} de la disolución aumenta rápidamente a medida que \beta-PA se agrega y sale de la disolución, alcanzando en última instancia un nivel de meseta (es decir, la A_{405 \ nm} de la disolución muestra una cinética sigmoidea con el tiempo). En cambio, en presencia de un compuesto de prueba que inhibe la agregación de \beta-PA, se reduce la A_{405 \ nm} de la disolución comparado a cuando el modulador está ausente. Por tanto, en presencia del modulador inhibidor, la disolución puede mostrar un aumento del lapso de tiempo, una disminución de la pendiente de agregación y/o un nivel de meseta inferior comparado a cuando el modulador está ausente. Este método para seleccionar un modulador de la polimerización del \beta-amiloide puede usarse de manera similar para seleccionar moduladores que promuevan la agregación de \beta-PA. Por tanto, en presencia de un modulador que promueve la agregación de \beta-PA, aumenta la A_{405 \ nm} de la disolución comparado a cuando el modulador está ausente (por ejemplo, la disolución puede mostrar una disminución en el lapso de tiempo, un aumento en la pendiente de agregación y/o un nivel de meseta superior comparado a cuando el modulador está ausente).
Otro ensayo adecuado para su uso en el método de selección de la invención, un ensayo de extensión con simiente, se describe también adicionalmente en el ejemplo 2. En este ensayo, se combinan el monómero de \beta-PA y una "simiente" de \beta-PA agregada en presencia y ausencia de un compuesto de prueba, y se somete a ensayo la cantidad de formación de fibrilla \beta basándose en la emisión potenciada del colorante tioflavina T cuando se pone en contacto con fibrillas de \beta-PA. Además, puede valorarse la agregación de \beta-PA mediante microscopía electrónica (ME) de la preparación de \beta-PA en presencia o ausencia del modulador. Por ejemplo, la formación de fibrillas de \beta-amiloide, que puede detectarse mediante ME, se reduce en presencia de un modulador que inhibe la agregación de \beta-PA (es decir, hay una reducción en la cantidad o número de fibrillas \beta en presencia del modulador), mientras que aumenta la formación de fibrillas \beta en presencia de un modulador que promueve la agregación de \beta-PA (es decir, hay un aumento en la cantidad o número de fibrillas \beta en presencia del modulador).
Otro ensayo preferido para su uso en el método de selección de la invención para seleccionar moduladores adecuados es el ensayo de neurotoxicidad descrito en el ejemplo 3. Se seleccionan compuestos que inhiben la formación de agregados de A\beta neurotóxicos y/o que inhiben la neurotoxicidad de las fibrillas de A\beta formadas previamente. Se considera que este ensayo de neurotoxicidad es predictivo de la neurotoxicidad in vivo. Por consiguiente, la actividad inhibidora de un compuesto modulador en el ensayo de neurotoxicidad in vitro es predictivo de la actividad inhibidora similar del compuesto para la neurotoxicidad in vivo.
V. Composiciones farmacéuticas
Otro aspecto de la invención se refiere a composiciones farmacéuticas de los compuestos moduladores del \beta-amiloide de la invención. En una realización, la composición incluye un compuesto modulador del \beta-amiloide en una cantidad terapéutica o profilácticamente eficaz suficiente para alterar, y preferiblemente inhibir, la agregación de los péptidos \beta-amiloides naturales, y un vehículo farmacéuticamente aceptable. En otra realización, la composición incluye un compuesto modulador del \beta-amiloide en una cantidad terapéutica o profilácticamente eficaz suficiente para inhibir la neurotoxicidad de los péptidos \beta-amiloides naturales, y un vehículo farmacéuticamente aceptable. Una "cantidad terapéuticamente eficaz" se refiere a una cantidad eficaz, a dosificaciones y durante periodos de tiempo necesarios, para lograr el resultado terapéutico deseado, tal como la reducción o reversión de la deposición de \beta-amiloide y/o reducción o reversión de la neurotoxicidad de A\beta. Una cantidad terapéuticamente eficaz del modulador puede variar según factores tales como el estado patológico, edad, sexo y peso del individuo, y la capacidad del modulador para provocar una respuesta deseada en el individuo. Pueden ajustarse los regímenes de dosificación para proporcionar la respuesta terapéutica óptima. Una cantidad terapéuticamente eficaz es también una en la que se compensa cualquier efecto tóxico o perjudicial del modulador por los efectos terapéuticamente beneficiosos. Puede someterse a ensayo la neurotoxicidad potencial de los moduladores de la invención usando el ensayo basado en células descrito en el ejemplo 6 y puede seleccionarse un modulador terapéuticamente eficaz que no muestre neurotoxicidad significativa. En una realización preferida, una cantidad terapéuticamente eficaz de un modulador es suficiente para alterar, y preferiblemente inhibir, la agregación de una cantidad en exceso molar de los péptidos \beta-amiloides naturales. Una "cantidad profilácticamente eficaz" se refiere a una cantidad eficaz, a dosificaciones y durante periodos de tiempo necesarios, para lograr el resultado profiláctico deseado, tal como evitar o inhibir la velocidad de deposición de \beta-amiloide y/o la neurotoxicidad de A\beta en un sujeto predispuesto a la deposición de \beta-amiloide. Puede determinarse una cantidad profilácticamente eficaz tal como se describió anteriormente para la cantidad terapéuticamente eficaz. Normalmente, dado que se usa una dosis profiláctica en sujetos antes de o en una etapa más temprana de la enfermedad, la cantidad profilácticamente eficaz será inferior que la cantidad terapéuticamente eficaz.
Un factor que puede considerarse cuando se determina una cantidad terapéutica o profilácticamente eficaz de un modulador del \beta-amiloide, es la concentración de \beta-PA natural en un compartimiento biológico de un sujeto, tal como en el líquido cefalorraquídeo (LCR) del sujeto. La concentración de \beta-PA en el LCR se ha estimado que es de 3 nM (Schwartzman, (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:8368-8372). Un intervalo no limitante para una cantidad terapéutica o profilácticamente eficaz de un modulador del \beta-amiloide es 0,01 nM-10 \muM. Debe observarse que los valores de dosificación pueden variar con la gravedad del estado que va a paliarse. Debe entenderse que para cualquier sujeto particular, deben ajustarse los regímenes de dosificación específicos con el tiempo según las necesidades del individuo y el criterio profesional de la persona que administra o supervisa la administración de las composiciones, y que los intervalos de dosificación expuestos en el presente documento son sólo a modo de ejemplo y no pretenden limitar el alcance o la práctica de la composición reivindicada.
La cantidad de compuesto activo en la composición puede variar según factores tales como el estado patológico, edad, sexo y peso del individuo, cada uno de los cuales puede afectar a la cantidad de \beta-PA natural en el individuo. Pueden ajustarse los regímenes de dosificación para proporcionar la respuesta terapéutica óptima. Por ejemplo, puede administrarse un único bolo, pueden administrarse varias dosis divididas en el tiempo y puede reducirse o aumentarse proporcionalmente la dosis tal como se indique por las exigencias de la situación terapéutica. Es especialmente ventajoso formular composiciones parenterales en forma farmacéutica unitaria para la facilidad de administración y uniformidad de administración. Forma farmacéutica unitaria tal como se usa en el presente documento se refiere a unidades físicamente discretas adecuadas como dosificaciones unitarias para los sujetos mamíferos que van a tratarse; conteniendo cada unidad una cantidad predeterminada de compuesto activo calculada para producir el efecto terapéutico deseado en asociación con el vehículo farmacéutico requerido. La especificación para las formas farmacéuticas unitarias de la invención está dictada por y depende directamente de (a) las características únicas del compuesto activo y el efecto terapéutico particular que va a lograrse, y (b) las limitaciones inherentes en la técnica de componer tal compuesto activo para el tratamiento de sensibilidad en individuos.
Tal como se usa en el presente documento, "vehículo farmacéuticamente aceptable" incluye cualquiera y todos los disolventes, medios de dispersión, recubrimientos, agentes antibacterianos y antifúngicos, agentes isotónicos y de retraso de la absorción y similares que son fisiológicamente compatibles. En una realización, el vehículo es adecuado para la administración parenteral. Preferiblemente, el vehículo es adecuado para la administración en el sistema nervioso central (por ejemplo, por vía intrarraquídea o por vía intracerebral). Como alternativa, el vehículo puede ser adecuado para la administración intravenosa, intraperitoneal o intramuscular. En otra realización, el vehículo es adecuado para la administración oral. Los vehículos farmacéuticamente aceptables incluyen disoluciones o dispersiones acuosas estériles y polvos estériles para la preparación extemporánea de disoluciones o dispersiones inyectables estériles. El uso de tales medios y agentes para sustancias farmacéuticamente activas se conoce bien en la técnica. Excepto en la medida en que cualquier medio o agente convencional sea incompatible con el compuesto activo, se contempla el uso de los mismos en las composiciones farmacéuticas de la invención. También pueden incorporarse compuestos activos complementarios en las composiciones.
Las composiciones terapéuticas deben ser normalmente estériles y estables en las condiciones de fabricación y almacenamiento. La composición puede formularse como una disolución, microemulsión, liposoma u otra estructura ordenada adecuada para una alta concentración de fármaco. El vehículo puede ser un disolvente o medio de dispersión que contiene, por ejemplo, agua, etanol, poliol (por ejemplo, glicerol, propilenglicol y polietilenglicol líquido y similares), y mezclas adecuadas de los mismos. Puede mantenerse la fluidez apropiada, por ejemplo, mediante el uso de un recubrimiento tal como lecitina, mediante el mantenimiento del tamaño de partícula requerido en el caso de una dispersión y mediante el uso de tensioactivos. En muchos casos, será preferible incluir agentes isotónicos, por ejemplo, azúcares, polialcoholes tales como manitol, sorbitol o cloruro de sodio en la composición. Puede ocasionarse la absorción prolongada de las composiciones inyectables incluyendo en la composición un agente que retrasa la absorción, por ejemplo sales de monoestearato y gelatina. Además, pueden administrarse los moduladores en una formulación de liberación lenta, por ejemplo en una composición que incluye un polímero de liberación lenta. Los compuestos activos pueden prepararse con vehículos que protegerán al compuesto frente a la liberación rápida, tal como una formulación de liberación controlada, incluyendo implantes y sistemas de administración microencapsulados. Pueden usarse polímeros biodegradables, biocompatibles, tales como etileno-acetato de vinilo, polianhídridos, poli(ácido glicólico), colágeno, poliortoésteres, poli(ácido láctico) y copolímeros polilácticos, poliglicólicos (PLG). Están patentados muchos métodos para la preparación de tales formulaciones o los conocen generalmente los expertos en la técnica.
Pueden prepararse disoluciones inyectables estériles incorporando el compuesto activo (por ejemplo, el modulador del \beta-amiloide) en la cantidad requerida en un disolvente apropiado con uno o una combinación de componentes enumerados anteriormente, tal como se requiera, seguido por esterilización por filtración. Generalmente, se preparan dispersiones incorporando el compuesto activo en un vehículo estéril que contiene un medio de dispersión básico y los otros componentes requeridos de los enumerados anteriormente. En el caso de polvos estériles para la preparación de disoluciones inyectables estériles, los métodos de preparación preferidos son secado a vacío y liofilización que producen un polvo del principio activo más cualquier componente deseado adicional a partir de una disolución previamente filtrada para esterilidad de los mismos.
Un compuesto modulador de la invención puede formularse con uno o más compuestos adicionales que potencian la solubilidad del compuesto modulador. Los compuestos preferidos que van a añadirse a las formulaciones para aumentar la solubilidad de los moduladores son derivados de ciclodextrina, preferiblemente hidroxipropil-\gamma-ciclodextrina. Se describen vehículos de administración de fármacos que contienen un derivado de ciclodextrina para la administración de péptidos al sistema nervioso central en Bodor, N., et al. (1992) Science 257:1698-1700. Para los moduladores del \beta-amiloide descritos en el presente documento, la inclusión en la formulación de hidroxipropil-\gamma-ciclodextrina a una concentración de 50-200 mM aumenta la solubilidad acuosa de los compuestos. Además de aumentar la solubilidad, la inclusión de un derivado de ciclodextrina en la formulación puede tener otros efectos beneficiosos, dado que se ha notificado que la \beta-ciclodextrina por sí misma interacciona con el péptido A\beta e inhibe la formación de fibrillas in vitro (Camilleri, P., et al. (1994) FEBS Letters 341:256-258. Por consiguiente, el uso de un compuesto modulador de la invención en combinación con un derivado de ciclodextrina puede dar como resultado una mayor inhibición de la agregación de A\beta que el uso del modulador solo. Se conocen en la técnica modificaciones químicas de las ciclodextrinas (Hanessian, S., et al. (1995) J. Org. Chem. 60:4786-4797). Además de su uso como un aditivo en una composición farmacéutica que contiene un modulador de la invención, los derivados de ciclodextrina también pueden ser útiles como grupos modificadores y, por consiguiente, también pueden acoplarse covalentemente a un compuesto de péptido A\beta para formar un compuesto modulador de la invención.
Otra formulación preferida de los compuestos moduladores para aumentar la captación cerebral comprende el detergente Tween-80, polietilenglicol (PEG) y etanol en una solución salina. Un ejemplo no limitante de tal formulación preferida es Tween-80 al 0,16%, PEG-3000 al 1,3% y etanol al 2% en solución salina.
En otra realización, se formula una composición farmacéutica que comprende un modulador de la invención de modo que el modulador se transporta a través de la barrera hematoencefálica (BHE). Pueden adaptarse diversas estrategias conocidas en la técnica para aumentar el transporte a través de la BHE en los moduladores de la invención para aumentar de ese modo el transporte de los moduladores a través de la BHE (para revisiones de tales estrategias, véanse por ejemplo, Pardridge, W.M. (1994) Trends in Biotechnol. 12:239-245; Van Bree, J.B. et al. (1993) Pharm. World Sci. 15:2-9; y Pardridge. W.M. et al. (1992) Pharmacol. Toxicol. 71:3-10). En un enfoque, se modifica químicamente el modulador para formar un profármaco con aumento del transporte transmembrana. Las modificaciones químicas adecuadas incluyen la unión covalente de un ácido graso al modulador a través de un enlace amida o éster (véase, por ejemplo, la patente estadounidense 4.933.324 y la publicación PCT WO 89/07938, ambas concedidas a Shashoua; la patente estadounidense 5.284.876 concedida a Hesse et al.; Toth, I. et al. (1994) J. Drug Target. 2:217-239; y Shashoua, V.E. et al. (1984) J. Med. Chem. 27:659-664) y glicosilar el modulador (véase, por ejemplo, la patente estadounidense 5.260.308 concedida a Poduslo et al.). También, pueden usarse derivados de N-acilaminoácido en un modulador para formar un profármaco "lipídico" (véase también el documento 5.112.863 concedido a Hashimoto
et al.).
En otro enfoque para potenciar el transporte a través de la BHE, se conjuga un modulador peptídico o peptidomimético con un segundo péptido o proteína, formando de ese modo una proteína quimérica, en el que el segundo péptido o proteína experimenta transcitosis mediada por receptor o mediada por absorción a través de la BHE. Por consiguiente, acoplando el modulador con este segundo péptido o proteína, la proteína quimérica se transporta a través de la BHE. El segundo péptido o proteína puede ser un ligando para un ligando de receptor de célula endotelial capilar cerebral. Por ejemplo, un ligando preferido es un anticuerpo monoclonal que se une específicamente al receptor de transferrina sobre células endoteliales capilares cerebrales (véanse, por ejemplo, las patentes estadounidenses 5.182.107 y 5.154.924 y las publicaciones PCT WO 93/10819 y WO 95/02421, todas concedidas a Friden et al.). Otros péptidos o proteínas adecuados que pueden mediar el transporte a través de la BHE incluyen histonas (véase, por ejemplo, la patente estadounidense 4.902.505 concedida a Pardridge y Schimmel) y ligandos tales como biotina, folato, niacina, ácido pantoténico, riboflavina, tiamina, piridoxal y ácido ascórbico (véanse por ejemplo las patentes estadounidenses 5.416.016 y 5.108.921, concedidas ambas a Heinstein). Adicionalmente, se ha notificado que el transportador de glucosa GLUT-1 transporta glucopéptidos (análogos de L-serinil-\beta-D-glucósido de (Met5]encefalina) a través de la BHE (Polt, R. et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:7114-1778). Por consiguiente, puede acoplarse un compuesto modulador a tal glucopéptido para dirigir el modulador hasta el transportador de glucosa GLUT-1. Por ejemplo, puede acoplarse un compuesto modulador que está modificado en su extremo amino-terminal con el grupo modificador Aic (3-(O-aminoetil-iso)-colilo, un derivado del ácido cólico que tiene un grupo amino libre) con un glucopéptido a través del grupo amino de Aic mediante métodos convencionales. Pueden formarse proteínas quiméricas mediante métodos de ADN recombinante (por ejemplo, mediante la formación de un gen quimérico que codifica para una proteína de fusión) o mediante reticulación química del modulador con el segundo péptido o proteína para formar una proteína quimérica. Se conocen en la técnica numerosos agentes de reticulación química (por ejemplo, disponibles comercialmente de Pierce, Rockford IL). Puede elegirse un agente de reticulación química que permita un acoplamiento de alto rendimiento del modulador con el segundo péptido o proteína y la escisión posterior del ligador para liberar el modulador bioactivo. Por ejemplo, puede usarse un sistema de ligador basado en biotina-avidina.
Aún en otro enfoque para potenciar el transporte a través de la BHE, el modulador está encapsulado en un vector de vehículo que medía el transporte a través de la BHE. Por ejemplo, el modulador puede encapsularse en un liposoma, tal como un liposoma unilamelar cargado positivamente (véanse por ejemplo, las publicaciones PCT WO 88/07851 y WO 88/07852, concedidas ambas a Faden) o en microesferas poliméricas (véase por ejemplo la patente estadounidense 5.413.797 concedida a Khan et al., la patente estadounidense 5.271.961 concedida a Mathiowitz et al. y 5.019.400 concedida a Gombotz et al.). Además, el vector de vehículo puede modificarse para dirigirlo hacia el transporte a través de la BHE. Por ejemplo, el vector de vehículo (por ejemplo, liposoma) puede modificarse covalentemente con una molécula que se transporta activamente a través de la BHE o con un ligando para receptores celulares endoteliales cerebrales, tales como un anticuerpo monoclonal que se une específicamente a receptores de transferrina (véase, por ejemplo, las publicaciones PCT WO 91/04014 concedida a Collins et al. y WO 94/02178 concedida a Greig
et al.).
Todavía en otro enfoque para potenciar el transporte del modulador a través de la BHE, se administra conjuntamente el modulador con otro agente que funciona permeabilizando la BHE. Los ejemplos de tales "permeabilizadores" de la BHE incluyen bradiquinina y agonistas de la bradiquinina (véase por ejemplo, la patente estadounidense 5.112.596 concedida a Malfroy-Camine) y compuestos peptídicos descritos en la patente estadounidense 5.268.164 concedida a Kozarich et al.
Pueden usarse ensayos que miden la estabilidad in vitro de los compuestos moduladores en el líquido cefalorraquídeo (LCR) y puede usarse el grado de captación cerebral de los compuestos moduladores en modelos animales como predicciones de la eficacia in vivo de los compuestos. Se describen ensayos adecuados para medir la estabilidad en LCR y la captación cerebral en los ejemplos 7 y 8, respectivamente.
Un compuesto modulador de la invención puede formularse en una composición farmacéutica en la que el modulador es el único compuesto activo o, como alternativa, la composición farmacéutica puede contener compuestos activos adicionales. Por ejemplo, pueden usarse dos o más compuestos moduladores en combinación. Además, puede combinarse un compuesto modulador de la invención con uno o más de otros agentes que tienen propiedades antiamiloidogénicas. Por ejemplo, puede combinarse un compuesto modulador con el inhibidor no específico tacrina (COGNEX®, Parke-Davis).
En otra realización, se proporciona una composición farmacéutica de la invención como una formulación envasada. La formulación envasada puede incluir una composición farmacéutica de la invención en un recipiente e instrucciones impresas para la administración de la composición para tratar a un sujeto que tiene un trastorno asociado con la \beta-amiloidosis, por ejemplo enfermedad de Alzheimer.
VI. Métodos de uso de los moduladores de A\beta
Otro aspecto de la invención se refiere a métodos para alterar la agregación o inhibir la neurotoxicidad de péptidos \beta-amiloides naturales. En los métodos de la invención, se ponen en contacto péptidos \beta-amiloides naturales con un modulador del \beta-amiloide de modo que se altera la agregación de los péptidos \beta-amiloides naturales o se inhibe la neurotoxicidad de los péptidos \beta-amiloides naturales. En una realización preferida, el modulador inhibe la agregación de los péptidos \beta-amiloides naturales. En otra realización, el modulador promueve la agregación de los péptidos \beta-amiloides naturales. Preferiblemente, se altera la agregación de una cantidad en exceso molar de \beta-PA, en relación con la cantidad de modulador, tras el contacto con el modulador.
En el método de la invención, pueden ponerse en contacto péptidos \beta-amiloides naturales con un modulador o bien in vitro o bien in vivo. Por tanto, el término "poner en contacto con" pretende abarcar tanto la incubación de un modulador con una preparación de \beta-PA natural in vitro como la administración del modulador a un sitio in vivo en el que está presente \beta-PA natural. Dado que el compuesto modulador interacciona con \beta-PA natural, pueden usarse los compuestos moduladores para detectar \beta-PA natural, o bien in vitro o bien in vivo. Por consiguiente, un uso de los compuestos moduladores de la invención es como agentes de diagnóstico para detectar la presencia de \beta-PA natural, o bien en una muestra biológica o bien in vivo en un sujeto. Además, puede usarse adicionalmente la detección de \beta-PA natural utilizando un compuesto modulador de la invención para diagnosticar la amiloidosis en un sujeto. Adicionalmente, dado que los compuestos moduladores de la invención deterioran la agregación de \beta-PA e inhiben la neurotoxicidad de \beta-PA, los compuestos moduladores de la invención también son útiles en el tratamiento de trastornos asociados con la \beta-amiloidosis, o bien profiláctica o bien terapéuticamente. Por consiguiente, otro uso de los compuestos moduladores de la invención es como agentes terapéuticos para alterar la agregación y/o neurotoxicidad de \beta-PA natural.
En una realización, se usa un compuesto modulador de la invención in vitro, por ejemplo para detectar y cuantificar \beta-PA natural en una muestra (por ejemplo, una muestra de fluido biológico). Para ayudar en la detección, puede modificarse el compuesto modulador con una sustancia detectable. La fuente de \beta-PA natural usada en el método puede ser, por ejemplo, una muestra de líquido cefalorraquídeo (por ejemplo, de un paciente con EA, un adulto susceptible a la EA o un adulto sano). La muestra de \beta-PA natural se pone en contacto con un modulador de la invención y se mide la agregación de \beta-PA, tal como mediante los ensayos descritos en el ejemplo 2. Puede compararse entonces el grado de agregación de la muestra de \beta-PA con la de una(s) muestra(s) control de una concentración conocida de \beta-PA, que se ha(n) puesto en contacto de manera similar con el modulador y pueden usarse los resultados como una indicación de si el sujeto es propenso a o tiene un trastorno asociado con la \beta-amiloidosis. Además, puede detectarse \beta-PA detectando un grupo de modulación incorporado en el modulador. Por ejemplo, los moduladores que incorporan un compuesto de biotina tal como se describe en el presente documento (por ejemplo un péptido \beta-PA biotinilado en el extremo amino-terminal) pueden detectarse usando una sonda de estreptavidina o avidina que está marcada con una sustancia detectable (por ejemplo, una enzima tal como peroxidasa).
En otra realización, se usa in vivo un compuesto modulador de la invención para detectar y, si se desea, cuantificar, la deposición de \beta-PA natural en un sujeto, por ejemplo para ayudar en el diagnóstico de la \beta-amiloidosis en el sujeto. Para ayudar en la detección, el compuesto modulador puede modificarse con una sustancia detectable, preferiblemente ^{99m}Tc o yodo radiactivo (descrito de manera adicional anteriormente), que puede detectarse in vivo en un sujeto. El compuesto modulador del \beta-amiloide marcado se administra al sujeto y, después de un tiempo suficiente para permitir la acumulación del modulador en los sitios de deposición del amiloide, se detecta el compuesto modulador marcado mediante técnicas de formación de imágenes convencionales. La señal radiactiva generada por el compuesto marcado puede detectarse directamente (por ejemplo, recuento corporal completo), o como alternativa, puede transformarse la señal radiactiva en una imagen sobre una autorradiografía o en una pantalla de ordenador para permitir la formación de imágenes de los depósitos de amiloide en el sujeto. Se conocen en la técnica métodos para la formación de imágenes de amiloidosis usando proteínas radiomarcadas. Por ejemplo, se ha usado el componente P de amiloide del suero (SAP), radiomarcado con o bien ^{123}I o bien ^{99m}Tc, para la formación de imágenes de amiloidosis sistémica (véase por ejemplo, Hawkins, P.N. y Pepys, M.B. (1995) Eur. J. Nucl. Med. 22:595-599). De los diversos isotipos de yodo radiactivo, se usa preferiblemente ^{123}I (semivida = 13,2 horas) para la gammagrafía corporal completa, se usa ^{124}I (semivida = 4 días) para la tomografía de emisión de positrones (PET), se usa ^{125}I (semivida = 60 días) para los estudios de recambio metabólico y se usa ^{131}I (semivida = 8 días) para el recuento corporal completo y los estudios de formación de imágenes de baja resolución retardadas. De manera análoga a los estudios que usan SAP radiomarcado, puede administrarse un compuesto modulador marcado de la invención a un sujeto mediante una vía apropiada (por ejemplo, por vía intravenosa, por vía intrarraquídea, por vía intracerebral) en un único bolo, que contiene por ejemplo 100 \mug del compuesto marcado que porta aproximadamente 180 MBq de radiactividad.
La invención proporciona un método para detectar la presencia o ausencia de péptidos \beta-amiloides naturales en una muestra biológica, que comprende poner en contacto una muestra biológica con un compuesto de la invención y detectar el compuesto unido a péptidos \beta-amiloides naturales para detectar de ese modo la presencia o ausencia de péptidos \beta-amiloides naturales en la muestra biológica. En una realización, el compuesto modulador del \beta-amiloide y la muestra biológica se ponen en contacto in vitro. En otra realización, el compuesto modulador del \beta-amiloide se pone en contacto con la muestra biológica administrando el compuesto modulador del \beta-amiloide a un sujeto. Para la administración in vivo, se marca preferiblemente el compuesto con tecnecio radiactivo o yodo
radiactivo.
La invención también proporciona un método para detectar péptidos \beta-amiloides naturales para facilitar el diagnóstico de una enfermedad \beta-amiloidogénica, que comprende poner en contacto una muestra biológica con el compuesto de la invención y detectar el compuesto unido a péptidos \beta-amiloides naturales para facilitar el diagnóstico de una enfermedad \beta-amiloidogénica. En una realización, el compuesto modulador del \beta-amiloide y la muestra biológica se ponen en contacto in vitro. En otra realización, el compuesto modulador del \beta-amiloide se pone en contacto con la muestra biológica administrando el compuesto modulador del \beta-amiloide a un sujeto. Para la administración in vivo, se marca preferiblemente el compuesto con tecnecio radiactivo o yodo radiactivo. Preferiblemente, el uso del método facilita el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer.
En otra realización, la invención proporciona un método para alterar la agregación de \beta-PA natural o inhibir la neurotoxicidad de \beta-PA, que puede usarse profiláctica o terapéuticamente en el tratamiento o prevención de trastornos asociados con la \beta-amiloidosis, por ejemplo la enfermedad de Alzheimer. Los compuestos moduladores de la invención pueden reducir la toxicidad de agregados de \beta-PA naturales en células neuronales en cultivo. Además, los moduladores también tienen la capacidad para reducir la neurotoxicidad de las fibrillas de A\beta formadas previamente. Por consiguiente, los compuestos moduladores de la invención pueden usarse para inhibir o evitar la formación de fibrillas de A\beta neurotóxicas en sujetos (por ejemplo, profilácticamente en un sujeto predispuesto a la deposición de \beta-amiloide) y pueden usarse para revertir la \beta-amiloidosis terapéuticamente en sujetos que muestran ya la deposición de \beta-amiloide.
Se pone en contacto un modulador de la invención con péptidos \beta-amiloides naturales presentes en un sujeto (por ejemplo, en el líquido cefalorraquídeo o corteza cerebral del sujeto) para alterar de ese modo la agregación del \beta-PA natural y/o inhibir la neurotoxicidad de los \beta-PA naturales. Puede administrarse un compuesto modulador solo al sujeto, o como alternativa, puede administrarse el compuesto modulador en combinación con otros agentes terapéuticamente activos (por ejemplo, tal como se trató anteriormente en la subsección IV). Cuando se emplea terapia de combinación, los agentes terapéuticos pueden coadministrarse en una única composición farmacéutica, coadministrarse en composiciones farmacéuticas separadas o administrarse secuencialmente.
El modulador puede administrarse a un sujeto mediante cualquier vía adecuada eficaz para inhibir la agregación de \beta-PA natural en el sujeto, aunque en una realización particularmente preferida, el modulador se administra por vía parenteral, lo más preferiblemente al sistema nervioso central del sujeto. Las posibles vías de administración al SNC incluyen administración intrarraquídea y administración intracerebral (por ejemplo, administración intracerebrovascular). Como alternativa, el compuesto puede administrarse, por ejemplo, por vía oral, por vía intraperitoneal, por vía intravenosa o por vía intramuscular. Para vías de administración que no son al SNC, el compuesto puede administrarse en una formulación que permite el transporte a través de la BHE. Ciertos moduladores pueden transportarse a través de la BHE sin ninguna otra modificación adicional mientras que otros necesitan modificación adicional tal como se describió anteriormente en la subsección IV.
Se conocen en la técnica modos y dispositivos adecuados para administrar los compuestos terapéuticos al SNC de un sujeto, incluyendo depósitos cerebrovasculares (por ejemplo, depósitos de Ommaya o Rikker; véanse por ejemplo, Raney, J.P. et al. (1988) J. Neurosci. Nurs. 20:23-29; Sundaresan, N. et al. (1989) Oncology 3:15-22), catéteres para la administración intratecal (por ejemplo, catéteres Port-a-Cath, en Y y similares; véanse por ejemplo, Plummer, J.L. (1991) Pain 44:215-220; Yaksh, T.L. et al. (1986) Pharmacol. Biochem. Behav. 25:483-485), depósitos intratecales inyectables (por ejemplo, Spinalgesic; véase por ejemplo, Brazenor, G.A. (1987) Neurosurgery 21:484-491), sistemas de bomba de infusión implantable (por ejemplo, Infusaid; véanse, por ejemplo, Zierski, J. et al. (1988) Acta Neurochem. Suppl. 43:94-99; Kanoff, R.B. (1994) J Am. Osteopath. Assoc. 94:487-493) y bombas osmóticas (vendidas por Alza Corporation). Un modo de administración particularmente preferido es mediante una bomba de infusión implantable, programable externamente. Se describen también sistemas de bomba de infusión y depósitos adecuados en la patente estadounidense número 5.368.562 concedida a Blomquist y la patente estadounidense número 4.731.058 concedida a Doan, desarrollados por Pharmacia Deltec Inc.
El método de la invención para alterar la agregación de \beta-PA in vivo, y en particular para inhibir la agregación de \beta-PA, puede usarse terapéuticamente en enfermedades asociadas con agregación y deposición anómalas de \beta-amiloide para retrasar de ese modo la velocidad de deposición del \beta-amiloide y/o reducir el grado de deposición de \beta-amiloide, mejorando de ese modo el transcurso de la enfermedad. En una realización preferida, se usa el método para tratar la enfermedad de Alzheimer (por ejemplo, EA esporádica o familiar, incluyendo tanto individuos que muestran síntomas de EA como individuos propensos a EA familiar). El método también puede usarse profiláctica o terapéuticamente para tratar otras manifestaciones clínicas de la deposición de \beta-amiloide, tales como en individuos con síndrome de Down y en pacientes con hemorragia cerebral hereditaria con amiloidosis de tipo Dutch (HCHWA-D). Aunque la inhibición de la agregación de \beta-PA es un método terapéutico preferido, los moduladores que promueven la agregación de \beta-PA también pueden ser útiles terapéuticamente permitiendo el secuestro de \beta-PA en sitios que no conducen a deterioro neurológico.
Adicionalmente, se ha implicado a la acumulación anómala de la proteína precursora del \beta-amiloide en fibras musculares en la patología de la miositis con cuerpos de inclusión esporádica (MCI) (Askana, V. et al. (1996) Proc. Natl. Acad Sci USA 93:1314-1319; Askanas, V. et al. (1995) Current Opinion in Rheumatology 7:486-496). Por consiguiente, los moduladores de la invención pueden usarse profiláctica o terapéuticamente en el tratamiento de trastornos en los que \beta-PA, o PPA, se deposita de manera anómala en ubicaciones no neurológicas, tal como en el tratamiento de la MCI mediante la administración de los moduladores a fibras musculares.
Esta invención se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos que no deben interpretarse como limitantes. Una capacidad del modulador para alterar la agregación del péptido \beta-amiloide natural y/o inhibir la neurotoxicidad del péptido \beta-amiloide natural en los ensayos descritos a continuación es predictiva de la capacidad del modulador para realizar la misma función in vivo.
Esta invención se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos que no deben interpretarse como limitantes. El contenido de todas las referencias, patentes y solicitudes de patentes publicadas citadas en toda esta solicitud, así como las figuras, se incorporan al presente documento como referencia.
Ejemplo 1 Preparación de compuestos moduladores del \beta-amiloide que comprenden D-aminoácidos
Pueden prepararse moduladores del \beta-amiloide que comprenden D-aminoácidos mediante síntesis peptídica en fase sólida, por ejemplo usando una estrategia de protección basada en N^{\alpha}-9-fluorenilmetiloxicarbonilo (FMOC) tal como sigue. Partiendo de 2,5 mmoles de resina FMOC-D-Val-Wang, se realizan adiciones secuenciales de cada aminoácido usando un exceso de cuatro veces de los aminoácidos protegidos, 1-hidroxibenzotriazol (HOBt) y diisopropilcarbodiimida (DIC). Se realizan reacoplamientos cuando es necesario, según se determina mediante pruebas con ninhidrina de la resina tras el acoplamiento. Cada ciclo de síntesis se describe mínimamente como una desprotección de tres minutos (piperidina al 25%/N-metil-pirrolidona (NMP)), una desprotección de 15 minutos, cinco lavados con NMP de un minuto, un ciclo de acoplamiento de 60 minutos, cinco lavados con NMP y una prueba con ninhidrina. Para una modificación N-terminal, se sustituye un reactivo modificador N-terminal por un FMOC-D-aminoácido y se acopla a una parte de 700 mg del péptido-resina completamente ensamblados mediante el protocolo anterior. Se retira el péptido de la resina mediante tratamiento con ácido trifluoroacético (TFA) (82,5%), agua (5%), tioanisol (5%), fenol (5%), etanoditiol (2,5%) durante dos horas seguido por precipitación del péptido en éter frío. Se sedimenta el sólido mediante centrifugación (2400 rpm x 10 min.), y se decanta el éter. Se resuspende el sólido en éter, sedimenta y se decanta una segunda vez. Se disuelve el sólido en ácido acético al 10% y se liofiliza hasta sequedad. Para la purificación preparativa y posterior caracterización analítica, se disuelven 60 mg del sólido en acetonitrilo (ACN) al 25%/TFA al 0,1% y se aplican a una columna de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) de fase inversa C18.
Como alternativa, pueden prepararse moduladores del \beta-amiloide que comprenden D-aminoácidos en un sintetizador de péptidos Rainin PS3 usando un protocolo automatizado establecido por el fabricante para la síntesis a una escala de 0,25 mmoles. Se realizaron acoplamientos usando hexafluorofosfato de 2-(1H-benzotriazol-1-il)-1,1,3,3-tetrametil-uronio (HBTU) / FMOC-D-aminoácido en un exceso de cuatro veces en N-metilmorfolina (NMM) 0,4 M /
dimetilformamida (DMF) durante 60 minutos. Entre acoplamientos, se elimina el grupo FMOC mediante reacción con piperidina al 20% / DMF durante 20 minutos. Se retira el péptido de la resina mediante tratamiento con TFA al 95%/agua durante una hora y se precipita con éter. Se resuspende el sedimento en acetonitrilo al 40%/agua y se liofiliza. Cuando fue necesario, se purificó el material mediante HPLC preparativa usando acetonitrilo al 15%-50% durante 60 minutos en una columna Vydac C18 (21 x 250 mm).
Pueden sintetizarse diversos compuestos moduladores del \beta-amiloide modificados en el extremo N-terminal usando métodos convencionales. Se preparan péptidos unidos a resina completamente protegidos según se describió anteriormente en una resina apropiada para producir en última instancia ácidos peptídicos carboxilo-terminales. Se toman alícuotas de pequeñas partes de cada péptido-resina (por ejemplo, 13-20 \mumoles) en recipientes de reacción separados. Se elimina el grupo protector FMOC N-terminal de cada muestra de la manera habitual con piperidina al 20% en NMM seguido por lavado exhaustivo con DMF. Puede modificarse el grupo a-amino N-terminal no protegido de cada muestra de péptido-resina usando uno de los siguientes métodos:
Método A, acoplamiento de reactivos modificadores que contienen grupos ácido carboxílico libres: se disuelven previamente el reactivo modificador (cinco equivalentes) en NMP, DMSO o una mezcla de estos dos disolventes. Se añaden HOBT y DIC (cinco equivalentes de cada reactivo) al modificador disuelto y se añade la disolución resultante a un equivalente de la resina-péptido de extremo amino libre. Se permite que el acoplamiento prosiga durante la noche, seguido por lavado. Si una prueba con ninhidrina en una pequeña muestra de péptido-resina muestra que el acoplamiento no es completo, se repite el acoplamiento usando 1-hidroxi-7-azabenzotriazol (HOAt) en lugar de HOBt.
Método B, acoplamiento de reactivos modificadores obtenidos en formas preactivadas: se disuelve previamente el agente modificador (cinco equivalentes) en NMP, DMSO o una mezcla de estos dos disolventes y se añaden a un equivalente de péptido-resina. Se añade diisopropiletilamina (DIEA; seis equivalentes) a la suspensión de modificador activado y péptido-resina. Se permite que el acoplamiento prosiga durante la noche, seguido por lavado. Si una prueba con ninhidrina en una pequeña muestra de péptido-resina muestra que el acoplamiento no es completo, se repite el acoplamiento. Tras el segundo acoplamiento (si se requiere), se secan los péptido-resinas modificados en el extremo N-terminal a presión reducida y se escinden de la resina con eliminación de los grupos protectores de cadenas laterales, según se describió anteriormente. Se usa HPLC en fase inversa analítica para confirmar que está presente un producto principal en los péptidos brutos resultantes, que se purifican usando cartuchos Sep-Pak de Millipore o HPLC en fase inversa preparativa. Se usa espectrometría de masas o espectrometría de resonancia magnética nuclear de alto campo para confirmar la presencia del compuesto deseado en el producto.
Método C, preparación de péptidos alquilsustituidos N-terminales usando productos intermedios peptídicos de bromoacetilo: puede acoplarse un péptido unido a resina a ácido bromoacético (12 equivalentes) con 1,3-diisopropilcarbodiimida (DIC) (13 equivalentes) en DMF. El péptido bromoacetilsustituido resultante puede modificarse mediante la reacción con aminas primarias o secundarias incluyendo, metilamina, etilamina, propilamina, isopropilamina y piperidina. Se realiza la reacción en DMSO al 60%/DMF y se completa normalmente tras 24 horas.
Método D, preparación de péptidos alquilsustituidos N-terminales a través de alquilación reductora: tras disolverse el péptido (o disolverse parcialmente) en agua que contiene metanol al 0-10%, se hace reaccionar con un aldehído (5-8 equivalentes) y cianoborohidruro de sodio (10-16 equivalentes). Puede ajustarse el número de equivalentes para el tipo de aldehído y el grado de sustitución deseados. Se ajusta el pH de la disolución resultante hasta 2 con HCl 1 M y se mantiene en 2 durante una hora. Se monitoriza la reacción mediante hplc y normalmente se completa con dos horas. Se concentra la mezcla de reacción a temperatura ambiente y se purifica mediante hplc.
Método E, modificación C-terminal: se sintetizó el péptido sobre resina de 2-clorotritilo usando la química de Fmoc habitual, sin embargo, el grupo del D-aminoácido final acoplado estaba protegido con Boc. Se retiró el péptido de la resina con diclorometano (DCM) / ácido acético / trifluoroetanol 8/1/1 y se concentró la mezcla. Se disolvió el residuo peptídico en acetonitrilo al 20%, se congeló y se liofilizó durante la noche. Se acopló el ácido peptídico protegido con BOC bruto en condiciones básicas (pH = 11, ajustado con DIEA) a una amina con un equivalente de cada uno de 1-hidroxi-7-azobenzotriazol (HOAt) y DIC. Se completó la reacción tras agitar durante la noche y se precipitó el péptido con agua. Se escindió el grupo BOC mediante reacción con TFA al 25% en DCM durante una hora y se purificó el péptido mediante HPLC.
Ejemplo 2 Ensayos de agregación del \beta-amiloide
Puede examinarse la capacidad de compuestos moduladores del \beta-amiloide para modular (por ejemplo, inhibir o promover) la agregación de \beta-PA natural cuando se combinan con el \beta-PA natural en uno o ambos de los ensayos de agregación descritos a continuación. El \beta-PA natural (\beta-PA_{1-40}) para su uso en los ensayos de agregación está disponible comercialmente de Bachem (Torrance, CA).
A. Ensayo de nucleación
Se emplea el ensayo de nucleación para determinar la capacidad de los compuestos de prueba para alterar (por ejemplo, inhibir) los acontecimientos iniciales en la formación de fibras de \beta-PA a partir de \beta-PA monomérico. Se observa un tiempo de demora antes de la nucleación, característico de un mecanismo de polimerización nucleada, tras el cual el péptido forma rápidamente fibras, tal como se refleja en un aumento lineal de la turbidez. Puede cuantificarse el retardo temporal antes de la polimerización del monómero de \beta-PA así como el grado de formación de fibras insolubles mediante dispersión de luz (turbidez). La polimerización alcanza el equilibrio cuando la turbidez máxima alcanza una meseta. Se determina la turbidez de una disolución de \beta-PA natural en ausencia o presencia de diversas concentraciones de un compuesto modulador del \beta-amiloide midiendo la absorbancia aparente de la disolución a 405 nm (A_{405 \ nm}) con el tiempo. El umbral de sensibilidad para la medición de la turbidez está en el intervalo de \beta-PA 15-20 \muM. Una disminución en la turbidez con el tiempo en presencia del modulador, en comparación con la turbidez en ausencia del modulador, indica que el modulador inhibe la formación de fibras de \beta-PA a partir de \beta-PA monomérico. Este ensayo puede realizarse usando agitación o removido para acelerar la polimerización, aumentando de ese modo la velocidad del ensayo. Además, el ensayo puede adaptarse a un formato de placa de 96 pocillos para seleccionar múltiples compuestos.
Para realizar el ensayo de nucleación, en primer lugar se disuelve el péptido A\beta_{1-40} en HFIP (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol; Aldrich 10.522-8) a una concentración de 2 mg de péptido/ml y se incuba a temperatura ambiente durante 30 min. Se sonica el péptido solubilizado en HFIP en un sonicador con baño de agua durante 5 min. en la posición superior, luego se evapora hasta sequedad bajo una corriente de argón. Se resuspende la película de péptido en dimetilsulfóxido (DMSO) anhidro a una concentración de 6,9 mg/ml (concentración de 25 veces), se sonica durante 5 min. como antes, luego se filtra a través de un filtro de jeringa de nylon de 0,2 micras (nº cat. VWR 28196-050). Se disuelven los compuestos de prueba en DMSO a una concentración de 100 veces. Se combinan cuatro volúmenes de 25x péptido A\beta_{1-40} en DMSO con un volumen de compuesto de prueba en DMSO en un vial de vidrio, y se mezclan para producir una razón molar 1:1 molar de péptido A\beta con respecto al compuesto de prueba. Para diferentes razones molares, se diluyen los compuestos de prueba con DMSO antes de la adición a A\beta_{1-40}, con el fin de mantener constantes las concentraciones finales de DMSO y A\beta_{1-40}. Las muestras control no contienen el compuesto de prueba. Entonces se añaden diez microlitros de la mezcla al fondo de un pocillo de una placa de 96 pocillos de unión ultrabaja de Corning Costar (Corning Costar, Cambridge MA; nº cat. 2500). Se añaden noventa microlitros de agua al pocillo, se agita la placa en un agitador rotatorio a una velocidad constante a temperatura ambiente durante 30 segundos, se añaden 100 \mul adicionales de tampón 2x PTL (NaH_{2}PO_{4} 20 mM, NaCl 300 mM, pH 7,4) al pocillo, se vuelve a agitar la placa durante 30 segundos y se toma una lectura de turbidez de nivel inicial (t=0) midiendo la absorbancia aparente a 405 nm usando un lector de microplacas modelo 450 de Bio-Rad. Entonces se devuelve la placa al agitador y se agita continuamente durante 5 horas. Se toman lecturas de turbidez a intervalos de 15 minutos.
La agregación del \beta-amiloide en ausencia de todos los moduladores da como resultado un aumento de la turbidez de la disolución del \beta-PA natural (es decir, un aumento en la absorbancia aparente a 405 nm con el tiempo). Por consiguiente, una disolución que incluye un compuesto modulador inhibidor eficaz muestra una turbidez reducida en comparación con la muestra control sin el compuesto modulador (es decir, menos absorbancia aparente a 405 nm con el tiempo en comparación con la muestra control).
Como alternativa al uso de la turbidez para cuantificar la agregación del \beta-amiloide, puede usarse también la fluorescencia de tioflavina T (Th-T) para cuantificar la agregación del \beta-amiloide en el ensayo de nucleación (el uso de la fluorescencia de Th-T para cuantificar la agregación del \beta-amiloide se describe adicionalmente a continuación para el ensayo de extensión sembrada).
B. Ensayo de unión a fibrillas
Se necesitan los siguientes materiales para el ensayo de unión a fibrillas: aparato de múltiples filtros de Millipore; tubos de vidrio 12 x 75; filtros de vidrio GF/F de 25 mm; PBS/0,1% de Tween 20 a 4ºC (PBST); fibrillas de A\beta; compuesto radiactivo; compuesto no radiactivo; pipeta automática de repetición Eppendorf con puntas; marcadores; pinzas; y vacío.
En este ensayo, se ejecuta cada muestra por triplicado. En primer lugar, se prepara la fibrilla de A\beta "envejecida" aproximadamente 8 días por adelantado envejeciendo alícuotas de 1 ml de una disolución de péptido A\beta_{1-40} 200 \muM en DMSO al 4%/PBS durante 8 días a 37ºC con oscilación. Tal péptido A\beta "envejecido" puede someterse a prueba directamente en células o congelarse a -80ºC.
Se diluye la fibrilla de A\beta 200 \muM con PBST para producir una disolución 4 \muM (320 \mul en 16 ml de PBST). Se añaden alícuotas de 100 \muL de esta disolución por tubo con la pipeta automática de repetición.
Se preparan los compuestos moduladores del \beta-amiloide de la invención a diluciones 2 \muM - 200 fM tal como sigue:
Se diluye una disolución madre 5 mM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 1,6667 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 1,667 mM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 0,5556 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 555,556 \muM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 185,19 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 185,185 \muM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 61,728 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 61,728 \muM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 20,576 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 20,576 \muM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 6,8587 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 6,859 \muM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 2,2862 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 2,286 \muM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 0,7621 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 762,079 nM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 254,03 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 254,026 nM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 84,675 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 84,675 nM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 28,225 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 28,225 nM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 9,4084 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 9,408 nM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 3,1361 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 3,136 nM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 1,0454 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 1,045 nM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 0,3485 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 348,459 pM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 116,15 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 116,153 pM 1:3 con DMSO para producir una disolución madre 38,718 (200 \mul en 400 \mul de DMSO).
Se diluye una disolución madre 185,185 \muM 1:25 con PBST para producir una 7,4074 (50 \mul en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 61,728 \muM 1:25 con PBST para producir una 2,4691 (50 \mul en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 20,576 \muM 1:25 con PBST para producir una 0,823 (50 \mul en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 6,859 \muM 1:25 con PBST para producir una 0,2743 (50 \mul en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 2,286 \muM 1:25 con PBST para producir una 0,0914 (50 \mul en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 762,079 nM 1:25 con PBST para producir una 30,483 (50 \mul en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 254,026 nM 1:25 con PBST para producir una 10,161 (50 \mul en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 84,675 nM 1:25 con PBST para producir una 3,387 (50 \mu en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 28,225 nM 1:25 con PBST para producir una 1,129 (50 \mul en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 9,408 nM 1:25 con PBST para producir una 0,3763 (50 \mul en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 3,136 nM 1:25 con PBST para producir una 0,1254 (50 \mul en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 1,045 nM 1:25 con PBST para producir una 0,0418 (50 \mul en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 348,459 pM 1:25 con PBST para producir una 13,938 (50 \mul en 1,2 ml de PBST).
Se diluye una disolución madre 116,153 pM 1:25 con PBST para producir una 4,6461 (50 \mul en 1,2 ml de PBST)
Entonces se añade el compuesto modulador del \beta-amiloide (200 \mul) al tubo apropiado que contiene la fibrilla de A\beta.
Se prepara el compuesto modulador del \beta-amiloide marcado radiactivamente usando protocolos de seguridad radiactiva habituales haciendo una dilución con una disolución de PBS/0,1% de Tween-20 de tal manera que haya una concentración final de 20.000 dpm por 100 \mul. Se añaden alícuotas de 100 \mul del compuesto modulador del \beta-amiloide marcado radiactivamente por tubo usando la pipeta automática de repetición. Se cubren las muestras con película y se incuban a 37ºC dentro de bolsas de plástico para radiactividad durante la noche.
Para filtrar las muestras, se humedecen previamente los filtros con un pequeño volumen de PBST. Se fijan dos aparatos de multifiltración de Millipore con filtros GF/F en cada ranura de filtración siguiendo las instrucciones del fabricante. Se retiran las muestras de la incubadora a 37ºC y se filtra cada muestra usando un pequeño volumen (\sim5 ml) de tampón PBST frío. Entonces se lava el tubo de muestra con dos volúmenes de 5 ml adicionales de tampón PBST frío. Se permite que se cree vacío en un filtro semiseco durante aproximadamente 2 minutos después de añadir la última muestra y se transfiere el filtro a un tubo marcado para el recuento por yodación. Se registran cuentas de un minuto, se representan gráficamente los datos, y se usa el programa Prism (GraphPAD) para analizar el gráfico, según las instrucciones del fabricante.
C. Ensayo de extensión sembrada
Puede emplearse el ensayo de extensión sembrada para medir la tasa de fibras de A\beta formadas en una disolución de monómero de A\beta tras la adición de "simiente" de fibra de A\beta polimérica. Se determina la capacidad de los compuestos de prueba para evitar la deposición adicional de A\beta monomérico en amiloide depositado previamente usando un indicador directo de la formación de láminas \beta usando fluorescencia. A diferencia del ensayo de nucleación, la adición de simiente proporciona la nucleación inmediata y el crecimiento continuado de fibrillas formadas previamente sin la necesidad de mezclado continuo, y así da como resultado la ausencia de un tiempo de demora antes de que se inicie la polimerización. Dado que este ensayo usa condiciones estáticas de polimerización, puede confirmarse la actividad de los compuestos positivos en el ensayo de nucleación en este segundo ensayo en condiciones diferentes y con un sondeo adicional de la estructura amiloide.
En el ensayo de extensión sembrada, se incuba A\beta_{1-40} monomérico en presencia de un núcleo "simiente" (aproximadamente el diez por ciento en moles de A\beta que se ha permitido previamente que polimerice en condiciones estáticas controladas). Entonces se diluyen muestras de la disolución con tioflavina T (Th-T). La asociación específica de polímero de Th-T con A\beta produce un complejo fluorescente que permite la medición del grado de formación de fibrillas (Levine, H. (1993) Protein Science 2:404-410). En particular, la asociación de Th-T con \beta-PA agregado, pero no \beta-PA monomérico o asociado débilmente, da lugar a un nuevo máximo de excitación (ex) a 450 nm y un aumento de la emisión (em) a 482 nm, comparado con los 385 nm (ex) y 445 nm (em) para el colorante libre. Pequeñas alícuotas de la mezcla de polimerización contienen suficientes fibrillas que van a mezclarse con Th-T para permitir la monitorización de la mezcla de reacción mediante toma de muestras repetida. Se observa una curva de crecimiento lineal en presencia de monómero en exceso. La formación de fibrillas con lámina \beta que responden a tioflavina T es paralela al aumento de la turbidez observado usando el ensayo de nucleación.
Se prepara una disolución de monómeros de A\beta para su uso en el ensayo de extensión sembrada disolviendo una cantidad apropiada de péptido A\beta péptido en un volumen de 1/25 de dimetilsulfóxido (DMSO), seguido por agua hasta un volumen de 1/2 y un volumen de 1/2 de 2xPBS (10x PBS: NaCl 137 mM, KCl 2,7 mM, Na_{2}HPO_{4}\cdot7H_{2}O 4,3 mM, KH_{2}PO_{4} 1,4 mM pH 7,2) hasta una concentración final de 200 \muM para preparar la disolución madre de simiente. Se incuba 1 ml de la preparación de monómero de A\beta, durante aproximadamente 8 días a 37ºC y se somete a cizalladura de manera secuencial a través de una aguja de calibre 18, 23, 26 y 30, respectivamente 25, 25, 50 y 100 veces. Se toman muestras de 2 \mul del material sometido a cizalladura para mediciones de fluorescencia tras cada 50 pases a través de la aguja de calibre 30 hasta una meseta de las unidades de fluorescencia (UF) (aprox. 100-150 veces). Se preparan los compuestos de prueba disolviendo una cantidad apropiada de compuesto de prueba en 1 x PBS hasta una concentración final de 1 mM (10x disolución madre). Si es insoluble, se disuelve el compuesto en un volumen de 1/10 de DMSO y se diluye con 1x PBS hasta 1 mM. Se prepara también una dilución 1/10 adicional para someter a prueba cada candidato tanto a 100 \muM como a 10 \muM.
Para realizar el ensayo de extensión sembrada, se ajusta cada muestra con 50 \mul de monómero 200 \muM, 125 UF de simiente sometida a cizalladura (una cantidad variable dependiendo del lote de simiente, de forma rutinaria 3-6 \mul) y 10 \mul de 10x disolución de modulador. Entonces se ajusta el volumen de muestra hasta un volumen final de 100 \mul con 1x PBS. Normalmente se someten a prueba dos concentraciones de cada modulador: 100 \muM y 10 \muM, equivalentes a una razón molar de monómero con respecto a modulador de 1:1 y 1:10. Los controles incluyen una reacción sin siembra para confirmar que el monómero nuevo no contiene simiente, y una reacción con siembra en ausencia de cualquier modulador, como referencia para comparar frente a los moduladores candidatos. Se incuba el ensayo a 37ºC durante 6 h, tomándose muestras de 2 \mul cada hora para mediciones de fluorescencia. Para medir la fluorescencia, se añade una muestra de 2 \mul de A\beta a 400 \mul de disolución de tioflavina T (fosfato de potasio 50 mM tioflavina T 10 mM pH 7,5). Se agitan en vórtex las muestras y se lee la fluorescencia en una microcubeta de cuarzo de 0,5 ml a 450 nm de EX y 482 nm de EM (fluorímetro Hitachi 4500).
La agregación del \beta-amiloide da como resultado un aumento de la emisión de tioflavina T. Por consiguiente, las muestras que incluyen un compuesto modulador inhibidor eficaz presentan una emisión reducida en comparación con las muestras control sin el compuesto modulador.
Ejemplo 3 Análisis de los compuestos moduladores del \beta-amiloide
En este ejemplo, se prepararon los compuestos moduladores del \beta-amiloide descritos en el presente documento y se sometieron a prueba para determinar su capacidad para inhibir la agregación del péptido \beta-amiloide natural usando ensayos de agregaciones tal como se describe en el ejemplo 2. A continuación en las tablas I, II y III, se resumen los resultados de una primera serie de experimentos.
TABLA I
100
101
Notas:
* significa que los datos del ensayo de nucleación se midieron a 3, 1 y 0,3 \muM de compuesto
# significa que los datos del ensayo de nucleación se midieron a 2,5, 1,25 y 0,6 \muM de compuesto.
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TABLA II
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102
103
Notas:
* significa que los datos del ensayo de nucleación se midieron a 2,5, 1,25 y 0,6 \muM de compuesto.
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Se evaluaron los compuestos moduladores en ensayos de nucleación utilizando A\beta_{1-40} 5 \muM y compuesto de prueba o bien 5 \muM, 2,5 \muM, 1,25 \muM, 3 \muM, 1 \muM, o bien 0,3 \muM. Se presenta el cambio en el tiempo de demora (\Deltadem) como la razón del tiempo de demora observado en presencia del compuesto de prueba (a o bien 5 \muM, 2,5 \muM, 1,25 \muM, 3 \muM, 1 \muM, o bien 0,3 \muM) con respecto al tiempo de demora del control.
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TABLA III
4
5
6
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PPI-1801 es el análogo de acetilamida de H-LPFFD-OH que se ha notificado en la bibliografía. Este compuesto se preparó y sometió a prueba para determinar su actividad con fines de comparación. Los resultados indican que este compuesto se une escasamente a las fibrillas en el ensayo usado en el presente documento.
Por el contrario, los resultados mostrados en las tablas I, II, y III, y la figura 2 demuestran que los moduladores del \beta-amiloide de la invención son inhibidores eficaces de la agregación de A\beta.
Ejemplo 6 Ensayo de neurotoxicidad
Puede someterse a prueba la neurotoxicidad de los agregados del péptido \beta-amiloide natural, o bien en presencia o bien en ausencia de un modulador del \beta-amiloide, en un ensayo basado en células que usa una línea celular derivada de neuronas o bien de rata o bien humana (células PC-12 o células NT-2, respectivamente) y el indicador de viabilidad bromuro de 3,(4,4-dimetiltiazol-2-il)2,5-difenil-tetrazolio (MTT). (Véanse, por ejemplo, Shearman, M.S. et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:1470-1474; Hansen, M.B. et al. (1989) J. Immun. Methods 119:203-210 para una descripción de ensayos de viabilidad basados en células similares). PC-12 es una línea celular de feocromocitoma suprarrenal de rata y está disponible de la Colección Americana de Cultivos Tipo, Rockville, MD (ATCC CRL 1721). MTT (disponible comercialmente de Sigma Chemical Co.) es un sustrato cromogénico que se convierte de amarillo a azul en células viables, que puede detectarse espectrofotométricamente.
Para someter a prueba la neurotoxicidad de péptidos \beta-amiloides naturales, en primer lugar se prepararon disoluciones madres de monómeros de A\beta nuevos y agregados de A\beta envejecidos. Se prepara A\beta_{1-40} en DMSO al 100% a partir de polvo liofilizado y se diluye inmediatamente a la mitad del volumen final con H_{2}O y luego a la mitad del volumen final con 2X PBS de modo que se logra una concentración final de péptido de 200 \muM, DMSO al 4%. El péptido preparado de esta manera y sometido a prueba inmediatamente en células se denomina monómero de A\beta "nuevo". Para preparar agregados de A\beta "envejecidos", se pone la disolución de péptido en un tubo Eppendorf de 1,5 ml y se incuba a 37ºC durante ocho días para permitir que se formen las fibrillas. Tal péptido de A\beta "envejecido" puede someterse a prueba directamente en células o congelarse a -80ºC. Se somete a prueba la neurotoxicidad de los monómeros nuevos y agregados envejecidos usando células PC12 y NT2. Las células PC12 se cultivan de forma rutinaria en medio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) que contiene un 10% de suero de caballo, un 5% de suero de ternero fetal, glutamina 4 mM, y un 1% de gentamicina. Las células NT2 se cultivan de forma rutinaria en medio OPTI-MEM (nº CAT. GIBCO BRL 31985 complementado con un 10% de suero de ternero fetal, glutamina 2 mM y un 1% de gentamicina). Se siembran en placas las células a 10-15.000 células por pocillo en 90 \mul de medio nuevo en una placa de cultivo tisular de 96 pocillos 3-4 horas antes del tratamiento. Se diluyen entonces las disoluciones de péptido A\beta nuevas o envejecidas (10 \mul) 1:10 directamente con medio de cultivo tisular de modo que la concentración final esté en el intervalo de péptido 1-10 \muM. Se incuban las células en presencia de péptido sin un cambio de medios durante 48 horas a 37ºC. Para las tres horas finales de exposición de las células a la preparación de \beta-PA, se añade MTT a los medios hasta una concentración final de 1 mg/ml y se continúa la incubación a 37ºC. Tras la incubación de dos horas con MTT, se eliminan los medios y se lisan las células con 100 \mul de isopropanol / HCl 0,4 N con agitación. Se añade un volumen igual de PBS a cada pocillo y se agitan las placas durante 10 minutos adicionales. Se mide la absorbancia de cada pocillo a 570 nm un lector de placas de microtitulación para cuantificar las células
viables.
\newpage
Usando este ensayo, se confirmó la neurotoxicidad de agregados de A\beta_{1-40} envejecidos (5 días u 8 días) solos, pero no de los monómeros de A\beta_{1-40} nuevos solos. Los experimentos demostraron que la incubación de células neuronales con cantidades crecientes de monómeros de A\beta_{1-40} nuevos no fue significativamente tóxica para las células mientras que la incubación de las células con cantidades crecientes de agregados de A\beta_{1-40} de 5 días o de 8 días condujo a una cantidad creciente de neurotoxicidad. La CE_{50} para la toxicidad de los agregados de A\beta_{1-40} envejecidos fue de 1-2 \muM tanto para las células PC12 como para las células NT2.
Para determinar el efecto de un compuesto modulador del \beta-amiloide sobre la neurotoxicidad de los agregados de A\beta_{1-40}, se preincubó un compuesto modulador con monómeros de A\beta_{1-40} en condiciones habituales para un ensayo de nucleación tal como se describen en el ejemplo 2 y en intervalos de tiempo particulares tras la incubación, se retiraron alícuotas de la disolución de \beta-PA/modulador solución y 1) se valora la turbidez de la disolución como una medida de agregación y 2) se aplica la disolución a células neuronales en cultivo durante 48 horas, tiempo en el que se valora la viabilidad celular usando MTT para determinar la neurotoxicidad de la disolución. Adicionalmente, puede someterse a ensayo la capacidad de los compuestos moduladores del \beta-amiloide para reducir la neurotoxicidad de los agregados de A\beta_{1-40} formados previamente. En estos experimentos, se forman previamente los agregados de A\beta_{1-40} mediante la incubación de los monómeros en ausencia de cualquier modulador. Entonces se incuba el compuesto modulador con los agregados de A\beta_{1-40} formados previamente durante 24 horas a 37ºC, tiempo tras el cual se recoge la disolución de \beta-PA/modulador y se evalúa su neurotoxicidad tal como se describió anteriormente.
Ejemplo 7 Ensayo de estabilidad del compuesto modulador en líquido cefalorraquídeo
Puede someterse a ensayo la estabilidad de un compuesto modulador en líquido cefalorraquídeo (LCR) en un ensayo in vitro tal como sigue. Se prepara una disolución de LCR que contiene un 75% de LCR de mono Rhesus (disponible comercialmente de Northern Biomedical Research), un 23% de solución salina tamponada con fosfato estéril y un 2% de dimetilsulfóxido (v/v) (Aldrich Chemical Co., nº de catálogo 27.685-5). Se añaden compuestos moduladores de prueba a la disolución de LCR hasta una concentración final de 40 \muM o 15 \muM. Todo el manejo de muestras se lleva a cabo bajo una campana extractora de flujo laminar y se mantienen las disoluciones de prueba a 37ºC durante el ensayo. Tras 24 horas, se extingue la actividad enzimática en las disoluciones añadiendo acetonitrilo para producir una concentración final del 25% (v/v). Se analizan las muestras (en el punto de tiempo 0 y el punto de tiempo de 24 horas) a temperatura ambiente usando HPLC en fase inversa. Se usa una columna Microbore para maximizar la sensibilidad. Los parámetros para la HPLC analítica son los siguientes:
Sistema de disolventes
\quad
A: ácido trifluoroacético (TFA) al 0,1% en agua (v/v)
\quad
B: TFA al 0,085%/acetonitrilo, 1% de H_{2}O (v/v)
Inyección y gradiente
\quad
Inyección: 100-250 \mul de la muestra de prueba
\quad
Ejecución: 10% para B durante 5 min., entonces 10-70% de B durante 60 min.
Se realiza el análisis cromatográfico usando HPLC Hewlett Packard 1090 serie II. La columna usada para la separación es una C4, de 5 \mum, 1 x 250 mm (Vydac nº 214TP51). La velocidad de flujo es de 50 \muL/min y se monitoriza el perfil de elución de los compuestos de prueba a 214, 230, 260 y 280 nm.
Ejemplo 8 Ensayo de captación cerebral
Se determinaron los niveles en cerebro de los péptidos derivados de A\beta en la rata tras la administración intravenosa. Con anestesia de ketamina/xilazina, ratas Sprague-Dawley macho (219-302 g) recibieron una inyección intravenosa a través de un catéter insertado en la vena yugular izquierda (volumen de dosis de 4 ml/kg administrado durante 1 minuto). En la figura 1, se muestra la dosis real administrada de cada compuesto sometido a prueba.
Sesenta minutos tras la administración, se canuló la arteria carótida primitiva izquierda para permitir la perfusión de la parte izquierda del prosencéfalo para eliminar la sangre cerebral. Se sometió la parte izquierda del prosencéfalo, carente de sangre, a depleción capilar tal como se describe por (Triguero et al. (1990) J. Neurochem. 54:1882-1888). Esta técnica establecida separa la vasculatura del cerebro del parénquima y permite así la determinación precisa de la concentración de compuesto en investigación que ha atravesado la barrera hematoencefálica. Se determinó la cantidad de compuesto original que estaba presente en el cerebro mediante CL/EM/EM.
\newpage
Se usó el ensayo descrito anteriormente para medir la captación cerebral de los siguientes moduladores:
104
Los resultados se resumen en la figura 1.
En la siguiente tabla, se resumen los compuestos moduladores del \beta-amiloide descritos en el presente documento.
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA IV
7
8
9
Equivalentes
Los expertos en la técnica reconocerán o podrán determinar usando tan sólo la experimentación de rutina, muchos equivalentes de las realizaciones específicas de la invención descritas en el presente documento. Tales equivalentes pretenden estar abarcados por las siguientes reivindicaciones.
<110> Praecis Pharmaceuticals, Inc.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> MODULADORES DE LA AGREGACIÓN DEL PÉPTIDO B-AMILOIDE
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> PPI-068CPPC
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<140> Documento PCT/US00/05574
\vskip0.400000\baselineskip
<141> 03-03-2000
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> Documento USSN 60/122.736
\vskip0.400000\baselineskip
<151> 04-03-1999
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 4
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn Ver. 2.0
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 43
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
10
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 103
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
11
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia artificial: péptido inhibidor de los depósitos de amiloide
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 3
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Leu Val Phe Phe}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia artificial: péptido inhibidor de los depósitos de amiloide
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 4
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Leu Val Phe Phe Ala}

Claims (10)

1. Compuesto de la estructura:
\quad
N-metil-(D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Leu)-NH_{2}.
2. Compuesto que comprende la estructura:
\quad
N-metil-(D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Leu)-NH_{2}.
3. Composición farmacéutica que comprende una cantidad terapéuticamente eficaz del compuesto según las reivindicaciones 1 ó 2 y un vehículo farmacéuticamente aceptable.
4. Composición farmacéutica según la reivindicación 3, en la que dicha composición farmacéutica es una formulación de liberación lenta.
5. Composición farmacéutica según la reivindicación 3, en la que dicha composición farmacéutica es adecuada para transportar dicho compuesto a través de la barrera hematoencefálica.
6. Uso de un compuesto según las reivindicaciones 1 ó 2, para la fabricación de un medicamento para inhibir la agregación de los péptidos \beta-amiloides naturales en un sujeto.
7. Método para detectar la presencia o ausencia de péptidos \beta-amiloides naturales en una muestra biológica in vitro, que comprende:
\quad
poner en contacto una muestra biológica con el compuesto según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el compuesto está marcado con una sustancia detectable; y
\quad
detectar el compuesto unido a los péptidos \beta-amiloides naturales para detectar de ese modo la presencia o ausencia de péptidos \beta-amiloides naturales en la muestra biológica.
8. Método según la reivindicación 7, en el que el compuesto está marcado con tecnecio radiactivo o yodo radiactivo.
9. Uso de una cantidad terapéuticamente eficaz del compuesto según las reivindicaciones 1 ó 2, para la fabricación de un medicamento para tratar o diagnosticar un trastorno asociado con \beta-amiloidosis en un sujeto.
10. Uso según la reivindicación 9, en el que el trastorno es la enfermedad de Alzheimer.
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