ES2332062T3 - Micelas polimericas para el suministro de farmacos. - Google Patents
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Abstract
Micela que comprende un polímero multibloque que comprende un bloque polimérico hidrófilo, un poli(bloque aminoácido) reticulado, y un poli(bloque aminoácido) no reticulado, caracterizada porque dicha micela tiene un núcleo interior no reticulado, un núcleo exterior reticulado y una corteza hidrófila.
Description
Micelas poliméricas para el suministro de
fármacos.
La presente solicitud reivindica la prioridad
sobre las solicitudes provisionales de Estados Unidos con números de
serie 60/667.260, presentada el 1 de Abril de 2005 y 60/741.780,
presentada el 1 de Diciembre de 2005, incorporándose de esta manera
la totalidad de cada una de ellas a la presente memoria por
referencia.
La presente invención se refiere al campo de la
química de polímeros y más particularmente a las micelas y a sus
usos.
El desarrollo de nuevos agentes terapéuticos ha
mejorado sorprendentemente la calidad de vida y la tasa de
supervivencia de pacientes que padecen una serie de trastornos. Sin
embargo, se necesitan innovaciones en el suministro de fármacos
para mejorar la tasa de éxito de estos tratamientos.
Específicamente, todavía se necesitan sistemas de suministro que
minimicen efectivamente la excreción prematura y/o el metabolismo de
los agentes terapéuticos y que suministre estos agentes
específicamente a las células enfermas reduciendo de esta manera su
toxicidad en las células sanas.
Los portadores de fármacos nanoscópicos
diseñados de manera racional, o "nanovectores", ofrecen un
enfoque prometedor para conseguir estos objetivos debido a su
capacidad inherente para superar muchas barreras biológicas.
Además, su multi-funcionalidad permite la
incorporación de grupos con direccionamiento celular, agentes de
diagnóstico y una multitud de fármacos en un único sistema de
suministro. Las micelas poliméricas, formadas mediante el
ensamblaje molecular de copolímeros en bloque anfifílicos
funcionales, representan un importante tipo de nanovector
multifuncional.
Las micelas poliméricas son particularmente
atractivas debido a su capacidad para suministrar grandes cargas de
una serie de fármacos (por ejemplo, molécula pequeña, proteínas y
agentes terapéuticos de ADN/ARN), su estabilidad in vivo
mejorada en comparación con otros portadores coloidales (por
ejemplo, liposomas), y su tamaño nanoscópico que permite la
acumulación pasiva en tejidos enfermos, tales como tumores sólidos,
mediante el efecto de permeación y retención mejoradas (EPR). Usando
una funcionalidad superficial apropiada, las micelas poliméricas
están decoradas adicionalmente con grupos con direccionamiento
celular y mejoradores de permeación que pueden direccionar
activamente a células enfermas y ayudar a la entrada celular,
resultando en un suministro especifico de célula mejorado.
Aunque el auto-ensamblaje
representa un método conveniente para el diseño ascendente de
nanovectores, las fuerzas que impulsan y mantienen el ensamblaje de
las micelas poliméricas dependen de la concentración y son
inherentemente reversibles. En aplicaciones clínicas, en las que las
micelas poliméricas son diluidas rápidamente después de la
administración, esta reversibilidad, junto con altas concentraciones
de componentes sanguíneos desestabilizadores de micelas (por
ejemplo, proteínas, lípidos y fosfolípidos), lleva frecuentemente a
una disociación prematura de la micela cargada con fármaco antes de
que se consiga efectivamente el direccionamiento activo o pasivo.
Para que las micelas poliméricas alcancen completamente su potencial
de direccionamiento celular y exploten su multifuncionalidad
prevista, debe mejorarse su tiempo de circulación in vivo. Se
necesitan vehículos de suministro de fármacos, que sean
infinitamente estables a la dilución
post-administración, puedan evitar barreras
biológicas (por ejemplo, captación del sistema reticuloendotelial
(RES)), y suministren fármacos en respuesta al entorno fisiológico
encontrado en los tejidos enfermos, tales como tumores sólidos.
La Figura 1 es una representación de una micela
reticulada con núcleo, una micela reticulada con corteza y una
micela reticulada con núcleo exterior de la presente invención.
La Figura 2 representa una reacción de
reticulación de disulfuro ejemplar.
La Figura 3 representa una reacción de
reticulación de éster ejemplar.
La Figura 4 representa una reacción de
reticulación de éster ejemplar.
La Figura 5 representa una reacción de
reticulación de hidrazona ejemplar.
La Figura 6 representa una reacción de
reticulación de hidrazona ejemplar.
La Figura 7 representa una reacción de
reticulación de una base de Schiff ejemplar.
La Figura 8 representa una reacción de
reticulación de una base de Schiff ejemplar.
La Figura 9 representa una reacción de
reticulación de zinc ejemplar.
La Figura 10 representa una reacción de
reticulación dual ejemplar.
La Figura 11 muestra los datos experimentales
CMC para
propin-aril-poli(etilenglicol)-b-poli(ácido
aspártico)-b-[poli(fenilalanina)-co-poli(tirosina)].
La Figura 12 muestra una comparación gráfica
entre las micelas reticuladas con zinc y los experimentos de control
sin reticulación.
La Figura 13 representa un gráfico de micelas
reticuladas cargadas con pireno antes y después de la adición de
ácido láctico.
La Figura 14 muestra la conjugación de micelas,
funcionalizadas con acetileno, con folato que contiene azida o un
oligopéptido GRGDS que contienen azida, mediante química
"Click".
\vskip1.000000\baselineskip
La bionanotecnología es un campo
multi-disciplinar amplio que abarca las ciencias de
biología, química, física e ingeniería y se dedica al diseño y a la
manipulación de biomateriales en la escala de tamaño de nanómetro.
Estos "nanodispositivos" ofrecen el potencial para convertirse
en herramientas multifuncionales altamente avanzadas capaces de
detección, diagnosis y tratamiento personalizado de enfermedades,
tales como cáncer. En el caso del suministro de fármacos, los
portadores terapéuticos nanoscópicos, o "nanovectores", son un
método potencialmente prometedor para suministrar de manera
selectiva agentes quimioterapéuticos a tejidos cancerosos y a otros
tejidos enfermos. Las ventajas de los dispositivos de encapsulación
de tamaño nanométrico son numerosas. Por ejemplo, cuando se
comparan con fármacos de molécula única o agentes de diagnóstico,
los "nanovectores" pueden transportar cantidades mucho mayores
de dichos agentes. Los sistemas nanoscópicos de suministro de
fármaco son generalmente más aptos para eludir barreras biológicas,
resultando en una inactivación o una excreción reducida del agente
terapéutico encapsulado. La multifuncionalidad es una característica
común de los nanovectores mediante la cual pueden empaquetarse
múltiples fármacos, agentes de diagnóstico y grupos de
direccionamiento en un único sistema. El diseño ascendente de los
sistemas nanoscópicos de suministro de fármaco implica
frecuentemente el auto-ensamblaje preciso de
moléculas individuales o unidades poliméricas para crear
dispositivos multifuncionales complejos.
Las micelas poliméricas son un tipo de
nanovector formado por el ensamblaje acuoso de copolímeros en bloque
que son cadenas poliméricas que contienen tanto partes hidrófilas
como partes hidrófobas. Estas estructuras existen frecuentemente
como partículas esféricas con una morfología
núcleo-corteza y diámetro
sub-micrómetro. Su tamaño y su uniformidad
estructural imparten un parecido notable a partículas víricas, que
son la versión de la Naturaleza del sistema de suministro perfecto
y son capaces de un suministro altamente eficiente a células y a
tejido. Se cree que el tamaño nanoscópico de los virus
(aproximadamente de 20 a 400 nanómetros de diámetro) contribuye a
su capacidad para eludir los mecanismos de defensa naturales del
cuerpo mientras que las proteínas en la superficie del virus
permiten una infección y un direccionamiento altamente selectivos de
células específicas. El diseño de nanovectores, tales como micelas
de copolímeros en bloque, que imiten efectivamente la selectividad
y capacidad de esquivar de las partículas víricas sigue siendo un
objetivo principal de la investigación del suministro de fármacos.
Las micelas poliméricas presentan una alternativa viable debido a la
modularidad inherente de los copolímeros en bloque, que ofrecen un
ajuste considerable del tamaño de micela y funcionalidad
superficial. En ciertas realizaciones, las micelas de la presente
invención, tal como se describen en detalle mas adelante, son de
aproximadamente 20 a aproximadamente 200 nanómetros de diámetro. En
otras realizaciones, las micelas de la presente invención, tal como
se describe en detalle mas adelante, son de aproximadamente 20 a
aproximadamente 250 nanómetros de diámetro.
Una ventaja de la modularidad de la micela
polimérica es la capacidad de ajustar los componentes núcleo y
corteza. Esto es particularmente útil para el suministro de fármacos
porque el núcleo del ensamblado puede servir como un depósito para
una variedad de agentes terapéuticos mientras que la corteza
hidrófila imparte solubilidad y estabilidad a los ensamblados
acuosos. Desde un punto de vista farmacocinético, la distribución
de micelas cargadas con fármaco viene determinada en gran parte por
el tamaño y la química superficial de la micela y no por el propio
fármaco. De esta manera, se usan micelas poliméricas que poseen un
núcleo hidrófobo para la encapsulación de potentes fármacos de
molécula pequeña que previamente se descartaban debido a su pobre
solubilidad acuosa. El aislamiento de agentes quimioterapéuticos
hidrófobos en el núcleo micelar ha proporcionado también nuevas
estrategias para superar los mecanismos de resistencia múltiple a
fármacos (MDR) en células cancerosas. Las micelas poliméricas con
bloques que forman el núcleo, cargados catiónicamente, se usan para
encapsular biomoléculas tales como siARN y ADN plásmido. Los agentes
terapéuticos de este tipo son normalmente susceptibles de
degradación rápida in vivo, y su encapsulación en micelas
poliméricas mejora sus patrones de biodistribución, llevando de
esta manera a futuros éxitos clínicos.
Una barrera biológica para cualquier sistema de
suministro de fármacos y otro problema que abordan los nanovectores
que responden a célula es la captación no específica por el sistema
reticuloendotelial. El RES consiste en un huésped de células que
están diseñadas para retirar desechos celulares y partículas
foráneas del flujo sanguíneo. Como los virus, los nanovectores
sintéticos son más aptos para escapar de la detección RES debido a
la naturaleza de su tamaño. Además, la fijación covalente del
poli(etilenglicol) es un método usado comúnmente para
reducir la opsonización y la captación RES no específica de
moléculas pequeñas, proteínas y portadores de fármacos
nanoparticulados. Véase Harris, J. M.; Martin, N. E.; Modi, M. Clin.
Pharmacokin. 2001, 40, 539-551; Bhadra, D.; Bhadra,
S.; Jain, P.; Jain, N. K. Pharmazie 2002, 57, 5-29;
Shenoy, D. B.; Amiji, M. A. Int. J. Pharm. 2005, 293,
261-270; y Torchilin, V. Adv. Drug. Del. Rev. 2002,
54, 235-252.
El PEG se ha convertido en una elección estándar
para el segmento hidrófilo formador de corona de las micelas de
copolímeros en bloque, y numerosos estudios han confirmado su
capacidad para reducir la captación RES de los sistemas de
suministro micelares. Véase Kwon, G.; Suwa, S.; Yokoyama, M.; Okano,
T.; Sakurai, Y.; Kataoka, K. J. Cont. Rel. 1994, 29,
17-23; Caliceti, P.; Veronese, F. M. Adv. Drug Del.
Rev. 2003, 55, 1261-1277; Ichikawa, K.; Hikita, T.;
Maeda, N.; Takeuchi, Y.; Namba, Y.; Oku, N. Bio. Pharm. Bull. 2004,
27 y 443-444. La capacidad de adaptar las
longitudes de la cadena PEG ofrece numerosas ventajas en el diseño
de portadores de fármacos ya que los estudios han mostrado que los
tiempos de circulación y la captación RES están influenciados por
la longitud del bloque PEG. En general, las cadenas PEG más largas
llevan a tiempos de circulación mayores y propiedades de
encubrimiento mejoradas. En un estudio sistemático de micelas
PEG-b-poli(ácido
láctico-co-glicólico) (PLGA) con
pesos moleculares de PEG en el intervalo de 5.000 a 20.000 Da,
Langers y colaboradores descubrieron que las micelas recubiertas
con cadenas PEG de 20.000 Da eran las menos susceptibles a la
captación hepática. Después de 5 horas de circulación, menos del
30% de las micelas se habían acumulado en el hígado. Véase Gref, R.;
Minamitake, Y.; Peracchia, M. T.; Trubetskoy, V.; Torchilin, V.;
Langer, R. Science 1994, 263, 1600-1603.
Mientras que la PEGilación de nanovectores es un
método efectivo para reducir la captación RES y extender el tiempo
de vida de circulación in vivo, existen otros retos que
limitan la efectividad final de los portadores de fármacos
coloidales. Una de estas barreras se refiere a su
auto-ensamblaje y la estabilidad in vivo
subsiguiente. El auto-ensamblaje representa un
enfoque ascendente conveniente para el diseño de nanovectores. Las
fuerzas hidrófobas que impulsan el ensamblaje acuoso de los
portadores de fármacos coloidales, tales como los liposomas y las
micelas poliméricas, son relativamente débiles, y estas estructuras
ensambladas se disocian por debajo de una concentración finita
conocida como concentración de micelas crítica ("CMC"). El
valor CMC de estos sistemas es de gran importancia en aplicaciones
clínicas, ya que los portadores de fármacos coloidales se diluyen
en el flujo sanguíneo después de la administración y alcanzan
rápidamente concentraciones por debajo de CMC (\muM o inferiores)
llevando a la disociación de las micelas. Además, interacciones no
específicas con componentes similares a agentes tensoactivos en la
sangre (por ejemplo, proteínas, lípidos, etc.) actúan también
desestabilizando las micelas cargadas con fármaco. Véase el artículo
de Savic', R.; Azzam, T.; Eisenberg, A.; Maysinger, D. Langmuir
2006, ASAP. Estos eventos llevan frecuentemente a la liberación
prematura del fármaco fuera de la zona de direccionamiento,
convirtiendo el portador de fármaco y las estrategias de
direccionamiento a célula en ineficaces.
A pesar del gran volumen de trabajo en relación
a los portadores de fármacos micelares, se ha dedicado poco
esfuerzo a mejorar su estabilidad in vivo a la dilución. En
la mayoría de casos, los copolímeros en bloque anfifílicos carecen
de la funcionalidad necesaria para las estrategias de reticulación
post-ensamblaje. Wooley y colaboradores han
abordado este tema reticulando la corona de poli(ácido acrílico) de
micelas poliméricas, formando nanopartículas reticuladas a corteza.
Véase Thurmond, K. B.; Huang, H. Y.; Clark, C. G.; Kowalewski, T.;
Wooley, K. L. Coll. Surf. B. 1999, 16, 45-54. La
reticulación covalente produce nanopartículas con estabilidad
mejorada y ofrece el beneficio adicional de una carga terapéutica
mejorada debido a que el bloque que forma el núcleo es retirado
químicamente después de la reticulación. Véase Zhang, Q.; Remsen, E.
E.; Wooley, K. L. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122,
3642-3651.
3642-3651.
En un enfoque separado, Kataoka y colaboradores
han desarrollado métodos para reticular de manera reversible el
núcleo de micelas de polímero dibloque para mejorar la estabilidad.
Por ejemplo, se encapsuló el fármaco quimioterapéutico cisplatino
usando copolímeros PEG-b-poli(ácido
aspártico), formando enlaces químicos reversibles en el núcleo de
la micela. Véase Nishiyama, N.; Yokoyama, M.; Aoyagi, T.; Okano, T.;
Sakurai, Y.; Kataoka, K. Langmuir 1999, 15,
377-383. Las micelas eran estables a la dilución,
según se determinó mediante estudios dinámicos de dispersión de
luz, y la reticulación a núcleo era reversible en presencia de iones
de cloruro, resultando en la disociación de las micelas poliméricas
y la liberación de cisplatino. Sin embargo, los estudios in
vivo usando ratones con tumores mostraron un decaimiento
remarcadamente rápido de las micelas cargadas con cisplatino, lo
que resultó en la acumulación del fármaco en el hígado y en el bazo.
Véase Nishiyama, N.; Kato, Y.; Sugiyama, Y.; Kataoka, K. Pharm.
Res. 2001, 18, 1035-1041. El grupo de Kataoka ha
informado también sobre estrategias de reticulación a núcleo
alternativas que utilizan la química del disulfuro. En este caso,
unidades cisteína fueron incorporadas aleatoriamente en la parte
lisina de copolímeros
PEG-b-poli(L-lisina)
y fueron usadas para la encapsulación de ARN antisentido. Véase
Kakizawa, Y.; Harada, A.; Kataoka, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121,
11247-11248; y Kakizawa, Y.; Harada, A.; Kataoka, K.
Biomacromolecules 2001, 2, 491-497. Las cadenas
laterales de cisteína fueron oxidadas subsiguientemente en el núcleo
para formar micelas cargadas con ARN, reticuladas a disulfuro. Se
demostró que estas micelas se disocian de manera selectiva en
presencia de glutatión (GSH), un agente reductor que se encuentra
en cantidades apreciables en el citoplasma celular, ofreciendo un
método efectivo para el suministro intracelular de la sustancia
terapéutica. Se han ideado otras técnicas de reticulación a núcleo
que utilizan grupos finales de polímero, tales como una
funcionalidad olefínica o metacrilato, que son reticuladas mediante
radicales libres. Véase Iijima, M.; Nagasaki, Y.; Okada, T.; Kato,
M.; Kataoka, K. Macromolecules 1999, 32, 1140-1146;
y Tian, L.; Yam, L.; Wang, J. Z.; Tat, H.; Uhrich, K. E. J. Mat.
Chem. 2004, 14, 2317-2324. Una desventaja notable
del enfoque de reticulación a núcleo es la reducción inherente del
volumen libre en el núcleo de la micela, lo que finalmente limita la
carga de fármacos en la micela.
Armes y colaboradores han usado químicas
covalentes para reticular el núcleo exterior de micelas preparadas
a partir de copolímeros poli[(óxido de
etileno)-bloque-2-(dimetilamino)etil
metacrilato-bloque-2-(dietilamino)metacrilato].
Se demostró que la adición del agente reticulante bifuncional,
1,2-bis(2-yodoetoxi)etano,
reticulaba efectivamente el bloque
2-(dimetil-amino)etil metacrilato, formando
reticulaciones irreversibles de amonio cuaternario. Véase Liu, S.;
Weaver, J. V. M.; Tang, Y.; Billingham, N. C.; Armes, S. P.
Macromolecules, 2002, 35, 6121-6131. McCormick y
colaboradores han sintetizado copolímeros poli(óxido de
etileno)-bloque-[(N,N-dimetilacrilamida)-stat-(N-acriloxisuccinimida)]-bloque(N-isopropilacrilamida)
en los que las unidades N-acriloxisuccinimida se
hacen reaccionar con cistamina para reticular el núcleo exterior de
la micela mediante enlaces de disulfuro reversibles. Véase el
artículo ASAP Li, Y.; Lokitz, B. S.; Armes, S. P.; McCormick, C. L.
Macromolecules 2006.
Para abordar estos temas urgentes y desarrollar
sistemas mejorados de lucha contra enfermedades, la presente
solicitud describe el diseño y la síntesis de micelas poliméricas
inteligentes cargadas con fármacos que son estables a la dilución
en la circulación, que pueden acumularse más efectivamente en las
células enfermas, y se disocian en respuesta a un intervalo de
cambios ambientales que se encuentran comúnmente en las células y
los tejidos
enfermos.
enfermos.
En ciertas realizaciones, la presente invención
proporciona micelas reticuladas que encapsulan efectivamente
agentes terapéuticos iónicos o hidrófobos a un pH de 7,4 (sangre)
pero se disocian y liberan el fármaco a valores de pH ácidos
direccionados en el intervalo de 5,0 (pH endosomal) a 6,8 (pH
extracelular de tumores). En todavía otras realizaciones, el valor
de pH puede ser ajustado entre 4,0 y 7,4. Estos nanovectores
direccionados a pH mejorarán sorprendentemente el suministro
específico de cáncer de agentes quimioterapéuticos y minimizarán
los efectos secundarios dañinos que se encuentran comúnmente con los
potentes fármacos de quimioterapia. Además, la utilización de
químicas que pueden ser adaptadas para la disociación en un
intervalo de valores de pH hace que estas micelas cargadas con
fármacos sean aplicables en el tratamiento de tumores malignos y
tumores sólidos que se han hecho resistentes al fármaco.
Las micelas poliméricas y los copolímeros en
bloque que responden al pH, descritos en la presente memoria, se
diseñan con un énfasis en la modularidad y la multifuncionalidad.
Aunque se ejemplifican la encapsulación y el suministro de
doxorubicina y camptotecina, se contempla que la presente invención
proporciona también una plataforma tecnológica mediante la cual se
diseñan y adaptan una multitud de nanovectores mediante variaciones
simples en el tipo y longitud de los poli(aminoácido), las
químicas de reticulación y las funcionalidades de direccionamiento
a superficie. Los ejemplos incluyen micelas poliméricas con bloques
iónicos adaptados para siARN y encapsulación de proteína,
estrategias de reticulación metálica reversibles que incorporan
agentes de contraste MRI (por ejemplo, derivados de gadolinio e
hierro), y la aplicación de micelas con funcionalidad de superficie
reactiva para la fijación de fármacos, mejoradores de la permeación
y grupos de direccionamiento.
Según una realización, la presente invención
proporciona una micela que comprende un copolímero multibloque que
comprende un bloque polimérico hidrófilo, un poli(bloque
aminoácido) reticulado, y un poli(bloque aminoácido),
caracterizado porque dicha micela tiene un núcleo interior, un
núcleo exterior reticulado y una corteza hidrófila. Se apreciará
que el bloque polimérico hidrófilo corresponde a la corteza
hidrófila, el poli(bloque aminoácido) reticulado corresponde
al núcleo exterior reticulado y el bloque poli(aminoácido)
corresponde al núcleo interior. Según otro aspecto, la presente
invención proporciona una micela cargada con fármacos que comprende
un copolímero multibloque que comprende un bloque polimérico
hidrófilo, un poli(bloque aminoácido) reticulado y un
poli(bloque aminoácido), caracterizado porque dicha micela
tiene un núcleo interior cargado con fármaco, un núcleo exterior
reticulado y una corteza hidrófila.
\vskip1.000000\baselineskip
Los compuestos de la presente invención incluyen
los descritos anteriormente de manera general, y están ilustrados
además mediante las realizaciones,
sub-realizaciones, y especies desveladas en la
presente memoria. Tal como se usan en la presente memoria, se
aplicarán las definiciones siguientes, si no se indica lo contrario.
Para los propósitos de la presente invención, los elementos
químicos se identifican según la Tabla Periódica de los Elementos,
versión CAS, Handbook of Chemistry and Physics, Ed. 75. Además, los
principios generales de la química orgánica se describen en
"Organic Chemistry", Thomas Sorrell, University Science Books,
Sausalito: 1999, y en "March's Advanced Organic Chemistry", 5ª
Ed., Ed.: Smith, M.B. and March, J., John Wiley & Sons, New
York: 2001, cuyos contenidos completos se incorporan a la presente
memoria mediante referencia.
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "polimerización secuencial", y sus variaciones, se
refiere al método en el que, después de que un primer monómero (por
ejemplo, NCA, lactamo o imida) es incorporado en el polímero,
formando de esta manera un "bloque" aminoácido, un segundo
monómero (por ejemplo, NCA, lactamo o imida) es añadido a la
reacción para formar un segundo bloque aminoácido, procedimiento que
puede continuarse en una manera similar para introducir bloques
aminoácidos adicionales en los copolímeros multibloque
resultantes.
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "copolímero multibloque" se refiere a un polímero que
comprende una parte polímero sintético y dos o más partes
poli(aminoácido). Dichos copolímeros multibloque incluyen
los que tienen el formato W-X'-X'',
en los que W es una parte polímero sintético y X y X' son cadenas
poli(aminoácido) o "bloques aminoácido". En ciertas
realizaciones, los copolímeros multibloque de la presente invención
son copolímeros tribloque. Tal como se describe en la presente
memoria, un o más bloques aminoácidos pueden ser "bloques
mixtos", que significa que estos bloques pueden contener una
mezcla de monómeros aminoácidos, creando de esta manera los
copolímeros multibloque de la presente invención. En algunas
realizaciones, los copolímeros multibloque de la presente invención
comprenden un bloque aminoácido mixto y son copolímeros
tetrabloque.
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "copolímero tribloque" se refiere a un polímero que
comprende una parte polímero sintético y dos partes
poli(aminoácido).
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "copolímero tetrabloque" se refiere a un polímero que
comprende una parte polímero sintético y dos partes
poli(aminoácido) en las que 1 parte del
poli(aminoácido) es un bloque mixto o un polímero que
comprende una parte polímero sintético y tres partes
poli(aminoácido).
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "núcleo interior", tal como se aplica a una micela de
la presente invención, se refiere al centro de la micela formado
por el segundo (es decir, terminal) bloque poli(aminoácido).
Según la presente invención, el núcleo interior no está reticulado.
A modo de ilustración, en un polímero tribloque de formato
W-X'-X'', tal como se ha descrito
anteriormente, el núcleo interior corresponde al bloque X''. Se
contempla que el bloque X'' puede ser un bloque mixto.
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "núcleo exterior", tal como se aplica a una micela de
la presente invención, se refiere a la capa formada por el primer
bloque poli(aminoácido). El núcleo exterior se extiende
entre el núcleo interior y la corteza hidrófila. Según la presente
invención, el núcleo exterior es reticulable o está reticulado. A
modo de ilustración, en un polímero tribloque de formato
W-X'-X'', tal como se ha descrito
anteriormente, el núcleo exterior corresponde al bloque X'. Se
contempla que el bloque X' pueda ser un bloque mixto.
Tal como se usan en la presente memoria, los
términos "cargada con fármaco" o "encapsulado", y sus
derivados, se usan de manera intercambiable. Según la presente
invención, una micela "cargada con fármaco" se refiere a una
micela que tiene un fármaco, o un agente terapéutico, situado en el
interior del núcleo de la micela. También se hace referencia a que
un fármaco, o un agente terapéutico, está "encapsulado" dentro
de la micela.
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "bloque polimérico hidrófilo" es refiere a un
polímero que no es un poli(aminoácido) y es de naturaleza
hidrófila. Dichos polímeros hidrófilos son bien conocidos en la
técnica e incluyen polietilenóxido (denominado también como
polietilenglicol o PEG), y sus derivados,
poli(N-vinil-2-pirolidona)
y sus derivados, poli(N-isopropilacrilamida)
y sus derivados, poli(hidroxietil acrilato) y sus derivados,
poli(hidroxiletil metacrilato) y sus derivados, y polímeros
de N-(2-hidroxipropoil)metacrilamida (HMPA) y
sus derivados.
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "poli(aminoácido)" o "bloque aminoácido"
se refiere a una cadena de aminoácidos unida covalentemente en la
que cada monómero es una unidad aminoácido. Dichas unidades
aminoácido incluyen aminoácidos naturales y no naturales. En ciertas
realizaciones, cada unidad aminoácido está en la configuración L.
Dichos poli(aminoácidos) incluyen los que tienen grupos
funcionales protegidos adecuadamente. Por ejemplo, los monómeros
aminoácidos pueden tener fracciones hidroxil o amino que están
opcionalmente protegidas por un grupo protector hidroxilo adecuado
o un grupo protector amina adecuado, según sea apropiado. Dichos
grupos protectores hidroxilo adecuado y grupos protectores amina
adecuados se describen en mayor detalle en la presente memoria, mas
adelante. Tal como se usa en la presente memoria, un bloque
aminoácido comprende uno o más monómeros o un conjunto de dos o más
monómeros. En ciertas realizaciones, un bloque aminoácido comprende
uno o más monómeros de manera que el bloque global es hidrófilo. En
otras realizaciones, un bloque aminoácido comprende uno o más
monómeros de manera que el bloque global es hidrófobo. En todavía
otras realizaciones, los bloques aminoácidos de la presente
invención incluyen bloques aminoácidos aleatorios, es decir, bloques
que comprenden una mezcla de residuos de aminoácidos.
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "grupo cadena lateral de aminoácido natural" se
refiere a un grupo cadena lateral de cualquiera de los 20
aminoácidos que se dan de forma natural en las proteínas. Dichos
aminoácidos naturales incluyen los aminoácidos hidrófobos, o no
polares, glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina, metionina,
fenilalanina, triptofan y prolina. La cisteína se clasifica algunas
veces como no polar o hidrófobo y otras veces como polar. Los
aminoácidos naturales incluyen también aminoácidos hidrófilos, o
polares, tales como tirosina, serina, treonina, ácido aspártico
(conocido también como aspartato, cuando está cargado), ácido
glutámico (conocido también como glutamato, cuando está cargado),
asparagina y glutamina. Ciertos aminoácidos polares, o hidrófilos,
tienen cadenas laterales cargadas. Dichos aminoácidos cargados
incluyen lisina, arginina e histidina. Una persona con conocimientos
ordinarios en la materia reconocerá que la protección de una cadena
lateral de aminoácido hidrófilo o polar puede convertir ese
aminoácido en no polar. Por ejemplo, un grupo hidroxil tirosina
protegido adecuadamente puede convertir esa tirosina en no polar e
hidrófoba, en virtud de la protección del grupo hidroxilo.
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "grupo cadena lateral de aminoácido no natural" se
refiere a aminoácidos no incluidos en la lista de los 20
aminoácidos que se dan de forma natural en las proteínas, tal como
se ha descrito anteriormente. Dichos aminoácidos incluyen el
isómero-D de cualquiera de los 20 aminoácidos que
se dan de manera natural. Los aminoácidos no naturales incluyen
también homoserina, ornitina y tiroxina. Otras cadenas laterales de
aminoácido no natural son bien conocidas para las personas con
conocimientos ordinarios en la materia e incluyen cadenas laterales
alifáticas no naturales. Otros aminoácidos no naturales incluyen
aminoácidos modificados, incluyendo los que son
N-alquilados, ciclizados, fosforilados, acetilados,
amidados, azidilados, etiquetados y similares.
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "extremo vivo de cadena polimérica" se refiere al
terminal resultante de una reacción de polimerización que mantiene
la capacidad de reaccionar adicionalmente con monómeros adicionales
o con un terminador de polimerización.
Tal como se usa en la presente memoria, el
término "terminación" se refiere a fijar un grupo terminal a un
extremo de una cadena polimérica mediante la reacción de un
polímero vivo con un compuesto apropiado. Como alternativa, el
término "terminación" puede referirse a fijar un grupo terminal
a un extremo hidroxilo o amina, o sus derivados, de la cadena
polimérica.
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "terminador de polimerización" se usa de manera
intercambiable con el término "agente terminador de
polimerización" y se refiere a un compuesto que reacciona con un
extremo vivo de cadena polimérica para obtener un polímero con un
grupo terminal. Como alternativa, la expresión "terminador de
polimerización" puede referirse a un compuesto que reacciona con
un extremo hidroxilo o amina, o sus derivados, de la cadena
polimérica, para obtener un polímero con un grupo terminal.
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "iniciador de polimerización" se refiere a un
compuesto que reacciona con, o cuya forma base libre o anión
reacciona con, el monómero deseado en una manera que resulta en la
polimerización de ese monómero. En ciertas realizaciones, el
iniciador de polimerización es el compuesto que reacciona con un
óxido de alquileno para obtener un bloque óxido de polialquileno. En
otras realizaciones, el iniciador de polimerización es la sal amina
descrita en la presente memoria.
El término "alifático" o "grupo
alifático", tal como se usa en la presente memoria, denota una
fracción de hidrocarburo que puede ser de cadena lineal (es decir,
no ramificada), ramificada o cíclica (incluyendo, policíclica
espiro-fusionada, fusionada y puente) y puede estar
completamente saturada o puede contener una o más unidades de
insaturación, pero que es no aromática. Si no se especifica lo
contrario, los grupos alifáticos contienen 1-20
átomos de carbono. En algunas realizaciones, los grupos alifáticos
contienen 1-10 átomos de carbono. En otras
realizaciones, los grupos alifáticos contienen 1-8
átomos de carbono. En todavía otras realizaciones, los grupos
alifáticos contienen 1-6 átomos de carbono, y en
todavía otras realizaciones los grupos alifáticos contienen
1-4 átomos de carbono. Los grupos alifáticos
adecuados incluyen, pero no se limitan a, grupos alquilo, alquenilo
y alquinilo, lineales o ramificados, y sus híbridos, tales como
(cicloalquil)alquilo, (cicloalquenil)alquilo o
(cicloalquil)alquenil.
El término "heteroátomo" se refiere a uno o
más átomos de oxígeno, azufre, nitrógeno, fósforo o silicio. Esto
incluye cualquier forma oxidada de nitrógeno, azufre, fósforo o
silicio; la forma cuaternizada de cualquier nitrógeno básico, o; un
nitrógeno sustituible de un anillo heterocíclico, que incluye =N-
como en
3,4-dihidro-2H-pirrolil,
-NH- como en pirrolidinilo, o =N(R^{\ding{61}}) como en
pirrolidinilo N-sustituido.
El término "insaturado", tal como se usa en
la presente memoria, se refiere a una fracción que tiene una o más
unidades de insaturación.
El término "arilo" usado sólo o como parte
de una fracción más grande como en "aralquil", "aralcoxi"
o "ariloxialquil", se refiere a sistemas anillo monocíclico,
bicíclico y tricíclico que tiene un total de cinco a catorce
miembros de anillo, en el que al menos un anillo en el sistema es
aromático y en el que cada anillo en el sistema contiene de tres a
siete miembros de anillo. El término "arilo" puede usarse de
manera intercambiable con el término "anillo arilo".
Tal como se describe en la presente memoria, los
compuestos de la invención pueden contener fracciones
"opcionalmente sustituidas". En general, el término
"sustituido", tanto si viene precedido por el término
"opcionalmente" como si no, se refiere a que uno o más átomos
de hidrógeno de la fracción designada son remplazados por un
sustituyente adecuado. Si no se indicada lo contrario, un grupo
"opcionalmente sustituido" puede tener un sustituyente
adecuado en cada posición sustituible del grupo, y cuando más de una
posición en cualquier estructura determinada puede ser sustituido
por más de un sustituyente, seleccionados de entre un grupo
especificado, el sustituyente puede ser el mismo o diferente en
cada posición. Las combinaciones de sustituyentes ideadas en la
presente invención son preferentemente las que resultan en la
formación de compuestos químicamente factibles o estables. El
término "estable", tal como se usa en la presente memoria, se
refiere a compuestos que no son alterados sustancialmente cuando
son sometidos a condiciones que permiten su producción, detección y,
en ciertas realizaciones, su recuperación, purificación y uso para
uno o más de los propósitos desvelados en la presente memoria.
Los sustituyentes monovalentes adecuados en un
átomo de carbono sustituible de un grupo "opcionalmente
sustituido" son independientemente halógeno;
-(CH_{2})_{0-4}R^{0};
-(CH_{2})_{0-4}OR^{0};
-O-(CH_{2})_{0-4}
C(O)OR^{0};
-(CH_{2})_{0-4}CH(OR^{0})_{2};
-(CH_{2})_{0-4}SR^{0};
-(CH_{2})_{0-4}Ph, que puede ser
sustituido por R^{0};
-(CH_{2})_{0-4}O(CH_{2})_{0-1}Ph
que puede ser sustituido por R^{0};
-CH=CHPh, que puede ser sustituido por R^{0}; -NO_{2}; -CN; -N_{3}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})_{2}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})C(S)NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)OR^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)R^{0}; -C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OSiR^{0}_{3}; -(CH_{2})_{0-4}OC(O)R^{0}; -OC(O)(CH_{2})_{0-4}SR-, SC(S)SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)NR^{0}_{2}; -C(S)NR^{0}_{2}; -C(S)SR^{0}; -SC(S)SR^{0}, -(CH_{2})_{0-4}OC(O)NR^{0}_{2}; -C(O)N(OR^{0})R^{0}; -C(O)C(O)R^{0}; -C(O)CH_{2}C(O)R^{0}; -C(NOR^{0})R^{0};
-(CH_{2})_{0-4}SSR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}OS(O)_{2}R^{0}; -S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)R^{0}; -N(R^{0})S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -N(R^{0})S(O)_{2}R^{0}; -N(OR^{0})R^{0}; -C(NH)NR^{0}_{2}; -P(O)_{2}R^{0}; -P(O)R^{0}_{2}; -OP(O)R^{0}_{2}; -OP(O)(OR^{0})_{2}; SiR^{0}_{3}; -(alqui-
leno C_{1-4} lineal o ramificado)ON(R^{0})_{2}; o -(alquileno C_{1-4} lineal o ramificado) C(O)ON(R^{0})_{2}, en los que cada R^{0} puede ser sustituido tal como se define más adelante y es independientemente hidrógeno, grupo alifático C_{1-6}, -CH_{2}Ph, -O(CH_{2})_{0-1}Ph, o un anillo de 5-6 miembros saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, a pesar de la definición anterior, dos ocurrencias independientes de R^{0}, junto con sus átomos intermedios, forman un anillo de 3-12 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo monocíclico o bicíclico que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, que pueden ser sustituidos tal como se define más adelante.
-CH=CHPh, que puede ser sustituido por R^{0}; -NO_{2}; -CN; -N_{3}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})_{2}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})C(S)NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)OR^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)R^{0}; -C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OSiR^{0}_{3}; -(CH_{2})_{0-4}OC(O)R^{0}; -OC(O)(CH_{2})_{0-4}SR-, SC(S)SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)NR^{0}_{2}; -C(S)NR^{0}_{2}; -C(S)SR^{0}; -SC(S)SR^{0}, -(CH_{2})_{0-4}OC(O)NR^{0}_{2}; -C(O)N(OR^{0})R^{0}; -C(O)C(O)R^{0}; -C(O)CH_{2}C(O)R^{0}; -C(NOR^{0})R^{0};
-(CH_{2})_{0-4}SSR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}OS(O)_{2}R^{0}; -S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)R^{0}; -N(R^{0})S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -N(R^{0})S(O)_{2}R^{0}; -N(OR^{0})R^{0}; -C(NH)NR^{0}_{2}; -P(O)_{2}R^{0}; -P(O)R^{0}_{2}; -OP(O)R^{0}_{2}; -OP(O)(OR^{0})_{2}; SiR^{0}_{3}; -(alqui-
leno C_{1-4} lineal o ramificado)ON(R^{0})_{2}; o -(alquileno C_{1-4} lineal o ramificado) C(O)ON(R^{0})_{2}, en los que cada R^{0} puede ser sustituido tal como se define más adelante y es independientemente hidrógeno, grupo alifático C_{1-6}, -CH_{2}Ph, -O(CH_{2})_{0-1}Ph, o un anillo de 5-6 miembros saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, a pesar de la definición anterior, dos ocurrencias independientes de R^{0}, junto con sus átomos intermedios, forman un anillo de 3-12 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo monocíclico o bicíclico que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, que pueden ser sustituidos tal como se define más adelante.
Los sustituyentes monovalentes adecuados en
R^{0} (o el anillo formado tomando dos ocurrencias independientes
de R^{0} junto con sus átomos intermedios), son independientemente
halógeno, -(CH_{2})_{0-2}R*, -(halo*),
-(CH_{2})_{0-2}OH,
-(CH_{2})_{0-2}OR*, -(CH_{2})_{0-2}CH(OR*)_{2}; -O(haloR*), -CN, -N_{3}, -(CH_{2})_{0-2}C(O)R*, -(CH_{2})_{0-2}C(O)OH, -(CH_{2})_{0-2}C(O)OR*, -(CH_{2})_{0-2}SR*, -(CH_{2})_{0-2}SH, -(CH_{2})_{0-2}NH_{2}, -(CH_{2})_{0-2}NHR*, -(CH_{2})_{0-2}NR*_{2}, -NO_{2}, -SiR*3, -OSiR*_{3}, -C(O)SR*,
-(alquileno C_{1-4} lineal o ramificado)C(O)OR*, o -SSR*, donde cada R* es no sustituido o cuando está precedido por "halo" es sustituido solo por uno o más halógenos, y es seleccionado independientemente de entre alifático C_{1-4}, -CH_{2}Ph, -O(CH_{2})_{0-1}Ph o un anillo de 5-6 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre. Los sustituyentes divalentes adecuados en un átomo de carbono saturado de R^{0} incluyen =O y =S.
-(CH_{2})_{0-2}OR*, -(CH_{2})_{0-2}CH(OR*)_{2}; -O(haloR*), -CN, -N_{3}, -(CH_{2})_{0-2}C(O)R*, -(CH_{2})_{0-2}C(O)OH, -(CH_{2})_{0-2}C(O)OR*, -(CH_{2})_{0-2}SR*, -(CH_{2})_{0-2}SH, -(CH_{2})_{0-2}NH_{2}, -(CH_{2})_{0-2}NHR*, -(CH_{2})_{0-2}NR*_{2}, -NO_{2}, -SiR*3, -OSiR*_{3}, -C(O)SR*,
-(alquileno C_{1-4} lineal o ramificado)C(O)OR*, o -SSR*, donde cada R* es no sustituido o cuando está precedido por "halo" es sustituido solo por uno o más halógenos, y es seleccionado independientemente de entre alifático C_{1-4}, -CH_{2}Ph, -O(CH_{2})_{0-1}Ph o un anillo de 5-6 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre. Los sustituyentes divalentes adecuados en un átomo de carbono saturado de R^{0} incluyen =O y =S.
Los sustituyentes divalentes adecuados en un
átomo de carbono saturado de un grupo "opcionalmente
sustituido" incluyen los siguientes: =O, =S, =NNR*2,
=NNHC(O)R*, =NNHC(O)OR*,
=NNHS(O)_{2}R*, =NR*, =NOR*,
-O(C(R*_{2}))_{2-3}O- o
-S(C(R*_{2}))_{2-3}S-, en los que
cada ocurrencia independiente de R* es seleccionada de entre
hidrógeno, alifático C_{1-6} que puede ser
sustituido tal como se define más adelante, o un grupo de
5-6 miembros no sustituido, un grupo parcialmente
sustituido o un anillo arilo que tiene 0-4
heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno,
hidrógeno o azufre. Los sustituyentes divalentes adecuados que están
unidos a los átomos de carbono cercanos de un grupo
"opcionalmente sustituido" incluyen:
-O(CR*_{2})_{2-3}O-, en el que
cada ocurrencia independiente de R* es seleccionada de entre
hidrógeno, alifático C_{1-6} que puede ser
sustituido tal como se define más adelante, o un anillo no
sustituido de 5-6 miembros, saturado, parcialmente
saturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos
seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o
azufre. Un sustituyente tetravalente adecuado que está unido a los
átomos de carbono sustituibles del metileno de un grupo
"opcionalmente sustituido" es el clúster de dicobalto
hexacarbonilo representado por
cuando se representa con los
metilenos que lo
soportan.
Los sustituyentes adecuados en el grupo
alifático de R* incluyen halógeno, -R*, -(haloR*), -OH, -OR*,
-O(haloR*), -CN, -C(O)OH,
-C(O)OR*, -NH_{2}, -NHR*, -NR*_{2} o -NO_{2}, en
el que cada R* es no sustituido o cuando está precedido por
"halo" es sustituido solo por uno o más halógenos, y es
independientemente alifático C_{1-4}, -CH_{2}Ph,
-O(CH_{2})_{0-1}Ph o un anillo de
5-6 miembros, saturado, parcialmente saturado o
arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
Los sustituyentes adecuados en un nitrógeno
sustituible de un grupo "opcionalmente sustituido" incluyen
R^{\ding{61}},
-NR^{\ding{61}}_{2}, -C(O)R^{\ding{61}}, -C(O)OR^{\ding{61}}, -C(O)C(O)R^{\ding{61}}, -C(O)CH_{2}C(O)R^{\ding{61}}, -S(O)_{2}R^{\ding{61}}, -S(O)_{2}NR^{\ding{61}}_{2}, -C(S)NR^{\ding{61}}_{2}, -C(NH)NR^{\ding{61}}_{2} o -N(R^{\ding{61}})S(O)_{2}R^{\ding{61}}; en los que cada R^{\ding{61}} es independientemente hidrógeno, alifático C_{1-6} que puede ser sustituido tal como se define más adelante, -OPh no sustituido o un anillo no sustituido de 5-6 miembros, saturado, parcialmente saturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o , a pesar de la definición anterior, dos ocurrencias independientes de R^{\ding{61}}, junto con sus átomos intermedios forman un anillo no sustituido de 3-12 miembros, saturado, parcialmente saturado o arilo monocíclico o bicíclico que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
-NR^{\ding{61}}_{2}, -C(O)R^{\ding{61}}, -C(O)OR^{\ding{61}}, -C(O)C(O)R^{\ding{61}}, -C(O)CH_{2}C(O)R^{\ding{61}}, -S(O)_{2}R^{\ding{61}}, -S(O)_{2}NR^{\ding{61}}_{2}, -C(S)NR^{\ding{61}}_{2}, -C(NH)NR^{\ding{61}}_{2} o -N(R^{\ding{61}})S(O)_{2}R^{\ding{61}}; en los que cada R^{\ding{61}} es independientemente hidrógeno, alifático C_{1-6} que puede ser sustituido tal como se define más adelante, -OPh no sustituido o un anillo no sustituido de 5-6 miembros, saturado, parcialmente saturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o , a pesar de la definición anterior, dos ocurrencias independientes de R^{\ding{61}}, junto con sus átomos intermedios forman un anillo no sustituido de 3-12 miembros, saturado, parcialmente saturado o arilo monocíclico o bicíclico que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
Los sustituyentes en el grupo alifático de
R^{\ding{61}} son independientemente halógeno, -R*, -(haloR*),
-OH, -OR*, -O(haloR*), -CN, -C(O)OH,
-C(O)OR*, -pH2, -NHR*, -NR*_{2}, o -NO_{2}, donde
cada R* es no sustituido o cuando está precedido por "halo" es
sustituido solo por uno o más halógenos, y es independientemente
alifático C_{1-4}, -CH_{2}Ph,
-O(CH_{2})_{0-1}Ph o un anillo de
5-6 miembros, saturado, parcialmente saturado o
arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
Los grupos hidroxilo protegidos son bien
conocidos en la técnica e incluyen los descritos en detalle en
"Protecting Groups in Organic Synthesis", T. W. Greene and P.
G. M. Wuts, 3ª edición, John Wiley & Sons, 1999, documento cuya
totalidad se incorpora a la presente memoria mediante referencia.
Ejemplos de grupos hidroxilo protegidos adecuadamente incluyen
adicionalmente, pero no se limitan a, ésteres, carbonatos, éter
sulfonatos de alilo, ésteres, silil éteres, alquil éteres,
arilalquil éteres y alcoxialquil éteres. Ejemplos de ésteres
adecuados incluyen formatos, acetatos, proprionatos, pentanoatos,
crotonatos y benzoatos. Ejemplos específicos de ésteres adecuados
incluyen formato, benzoil formato, cloroacetato, trifluoroacetato,
metoxiacetato, trifenilmetoxiacetato,
p-clorofenoxiacetato,
3-fenilpropionato, 4-oxopentanoato,
4,4-(etilenditio)pentanoato,
pivaloato(trimetilacetato), crotonato,
4-metoxi-crotonato, benzoato,
p-bencilbenzoato,
2,4,6-trimetilbenzoato. Ejemplos de carbonatos
adecuados incluyen 9-fluorenilmetil, etil,
2,2,2-tricloroetil, 2-(trimetilsilil)etil,
2-(fenilsulfonil)etil, vinil, alil y carbonato de
p-nitrobencilo. Ejemplos de silil éteres adecuados
incluyen trimetilsilil, trietilsilil,
t-butildimetisilil,
t-butildifenilsilil, triisopropilsilil éter y otros
trialquilsilil éteres. Ejemplos de alquil éteres adecuados incluyen
metil, bencil, p-metoxibencil,
3,4-dimetoxibencil, tritil, t-butil
y alil éter o sus derivados. Los alcoxialquil éteres incluyen
acetales tales como metoximetil, metiltiometil,
(2-metoxietoxi)metil, benciloximetil,
beta-(trimetilsilil)etoximetil y
tetrahidropiran-2-il éter. Ejemplos
de arilalquil éteres adecuados incluyen bencil,
p-metoxibencil (MPM),
3,4-dimetoxibencil, O-nitrobencil,
p-nitrobencil, p-halobencil,
2,6-diclorobencil, p-cianobencil, 2-
y 4-picolil éteres.
Las aminas protegidas son bien conocidas en la
técnica e incluyen las descritas en detalle en Greene (1999). Las
aminas mono-protegidas adecuadas incluyen además,
pero no se limitan a, aralquilaminas, carbamatos, alil aminas,
amidas y similares. Ejemplos de fracciones amino
mono-protegidas adecuadas incluyen
t-butiloxicarbonilamino
(-NHBOC), etiloxicarbonilamino, metiloxicarbonilamino, tricloroetiloxicarbonilamino, aliloxicarbonilamino
(-NHAlloc), benciloxocarbonilamino (-NHCBZ), alilamino, bencilamino (-NHBn), fluorenilmetilcarbonil (-NHFmoc), formamido, acetamido, cloroacetamido, dicloroacetamido, tricloroacetamido, fenilacetamido, trifluoroacetamido, benzamido, t-butildifenilsilil y similares. Las aminas di-protegidas adecuadas incluyen aminas que son sustituidas con dos sustituyentes seleccionados independientemente de entre los descritos anteriormente como aminas mono-protegidas, e incluyen además imidas cíclicas, tales como ftalimida, maleimida, succinimida y similares. Las aminas di-protegidas adecuadas incluyen también pirroles y similares, 2,2,5,5-tetrametil-[1,2,5]azadisilolidina y similares y azida.
(-NHBOC), etiloxicarbonilamino, metiloxicarbonilamino, tricloroetiloxicarbonilamino, aliloxicarbonilamino
(-NHAlloc), benciloxocarbonilamino (-NHCBZ), alilamino, bencilamino (-NHBn), fluorenilmetilcarbonil (-NHFmoc), formamido, acetamido, cloroacetamido, dicloroacetamido, tricloroacetamido, fenilacetamido, trifluoroacetamido, benzamido, t-butildifenilsilil y similares. Las aminas di-protegidas adecuadas incluyen aminas que son sustituidas con dos sustituyentes seleccionados independientemente de entre los descritos anteriormente como aminas mono-protegidas, e incluyen además imidas cíclicas, tales como ftalimida, maleimida, succinimida y similares. Las aminas di-protegidas adecuadas incluyen también pirroles y similares, 2,2,5,5-tetrametil-[1,2,5]azadisilolidina y similares y azida.
Los aldehídos protegidos son bien conocidos en
la técnica e incluyen los descritos en detalle en Greene (1999).
Los aldehídos protegidos adecuados incluyen además, pero no se
limitan a, acetales acíclicos, acetales cíclicos, hidrazonas,
iminas y similares. Ejemplos de dichos grupos incluyen dimetil
acetal, dietil acetal, diisopropil acetal, dibencil acetal,
bis(2-nitrobencil)acetal,
1,3-dioxanos, 1,3-dioxolanos,
semicarbazonas y sus derivados.
Los ácidos carboxílicos protegidos son bien
conocidos en la técnica e incluyen los descritos en detalle en
Greene (1999). Los ácidos carboxílicos protegidos adecuados incluyen
además, pero no se limitan a, ésteres alifáticos
C_{1-6} opcionalmente sustituidos, aril ésteres
opcionalmente sustituidos, silil ésteres, ésteres activados,
amidas, hidracidas, y similares. Ejemplos de dichos grupos éster
incluyen metil, etil, propil, isopropil, butil, isobutil, bencil y
fenil éster, en los que cada grupo es opcionalmente sustituido. Los
ácidos carboxílicos protegidos adecuados adicionales incluyen
oxazolinas y orto ésteres.
Los tioles protegidos son bien conocidos en la
técnica e incluyen los descritos en detalle en Greene (1999). Los
tioles protegidos adecuados incluyen además, pero no se limitan a,
disulfuros, tioéteres, silil tioéteres, tioésteres, tiocarbonatos,
tiocarbamatos y similares. Ejemplos de dichos grupos incluyen, pero
no se limitan a, alquil tioéteres, bencil y bencil sustituido
tioéteres, trifenilmetil tioéteres, y tricloroetoxicarbonil
tioéster, para nombrar solo unos pocos.
Una "fracción éter corona" es el radical de
un éter corona. Un éter corona es un poliéter monocíclico compuesto
de unidades repetitivas de -CH_{2}CH_{2}O-. Ejemplos de éteres
corona incluyen 12-corona-4,
15-corona-5 y
18-corona-6.
Si no se indica lo contrario, las estructuras
representadas en la presente memoria pretenden incluir también
todas las formas isoméricas (por ejemplo, enantiomérica,
diastereomérica y geométrica (o conformacional) de la estructura;
por ejemplo, las configuraciones R y S para cada centro asimétrico,
los isómeros de enlace doble Z y E, y los isómeros conformacionales
Z y E. Por lo tanto, los isómeros esteroquímicos individuales así
como las mezclas enantioméricas, diasteroméricas y geométricas (o
conformacionales) de los presentes compuestos se encuentran dentro
del alcance de la invención. Si no se indica lo contrario, todas las
formas tautoméricas de los compuestos de la invención se encuentran
dentro del alcance de la invención. Además, si no se especifica lo
contrario, las estructuras representadas en la presente memoria
pretenden incluir también los compuestos que difieren solo en la
presencia de uno o más átomos enriquecidos isotópicamente. Por
ejemplo, los compuestos que tienen las estructuras presentes
exceptuando el remplazo de hidrógeno por deuterio o tritio, o el
remplazo de un átomo de carbono por un átomo de carbono enriquecido
^{13}C ó ^{14}C se encuentran dentro del alcance de la presente
invención. Dichos compuestos son útiles, por ejemplo, en
experimentos de difusión de neutrones, como herramientas de análisis
o sondas en ensayos
biológicos.
biológicos.
Tal como se usa en la presente memoria, la
expresión "fracción detectable" se usa de manera intercambiable
con el término "etiqueta" y se refiere a cualquier fracción con
capacidad de ser detectada (por ejemplo, etiquetas principales y
etiquetas secundarias). Una "fracción detectable" o
"etiqueta" es el radical de un compuesto detectable.
\newpage
Las etiquetas "principales" incluyen
fracciones que contienen radioisótopos (por ejemplo, fracciones que
contienen ^{32}P, ^{33}P, ^{35}S ó ^{14}C), etiquetas de
masa, y etiquetas fluorescentes, y son grupos indicadores
generadores de señal que pueden ser detectados sin modificaciones
adicionales.
Otras etiquetas principales incluyen las útiles
para tomografía de emisión de positrones, incluyendo moléculas que
contienen radioisótopos (por ejemplo, ^{18}F) o ligandos con
metales radioactivos unidos (por ejemplo ^{62}Cu). En otras
realizaciones, las etiquetas principales son agentes de contraste
para toma de imágenes por resonancia magnética, tales como
gadolinio, quelatos de gadolinio, y óxido de hierro (por ejemplo,
partículas de Fe_{3}O_{4} y Fe_{2}O_{3}). De manera
similar, las nanopartículas semiconductoras (por ejemplo, seleniuro
de cadmio, sulfuro de cadmio, telururo de cadmio) son útiles como
etiquetas fluorescentes. Otras nanopartículas metálicas (por
ejemplo, oro coloidal) sirven también como etiquetas
principales.
Las etiquetas "secundarias" incluyen
fracciones tales como biotina, o antígenos de proteína, que
requieren la presencia de un segundo compuesto para producir una
señal detectable. Por ejemplo, en el caso de la etiqueta con
biotina, el segundo compuesto puede incluir conjugados
estreptavidina-enzima. En el caso de una etiqueta
con antígeno, el segundo compuesto puede incluir un conjugado
anticuerpo-enzima. Además, ciertos grupos
fluorescentes pueden actuar como etiquetas secundarias
transfiriendo energía a otro compuesto o grupo en un proceso de
transferencia de energía por resonancia fluorescente no radiativa
(FRET), causando que el segundo compuesto o grupo genere entonces la
señal que se detecta.
Si no se indica lo contrario, las fracciones que
contienen radioisótopos son grupos hidrocarburos opcionalmente
sustituidos que contienen al menos un radioisótopo. Si no se indica
lo contrario, las fracciones que contienen radioisótopos contienen
1-40 átomos de carbono y un radioisótopo. En ciertas
realizaciones, las fracciones que contienen radioisótopos contienen
1-20 átomos de carbono y un radioisótopo.
Las expresiones "etiqueta fluorescente",
"grupo fluorescente", "compuesto fluorescente", "tinte
fluorescente" y "fluoróforo", tal como se usan en la
presente memoria, se refieren a compuestos o fracciones que absorben
energía luminosa a una longitud de onda de excitación definida y
emiten energía luminosa a una longitud de onda diferente. Ejemplos
de compuestos fluorescentes incluyen, pero no se limitan a, tintes
Alexa Fluor (Alexa Fluor 350, Alexa Fluor 488, Alexa Fluor 532,
Alexa Fluor 546, Alexa Fluor 568, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 633,
Alexa Fluor 660 y Alexa Fluor 680), AMCA, AMCA-S,
tintes BODIPY (BODIPY FL, BODIPY R6G, BODIPY TMR, BODIPY TR, BODIPY
530/550, BODIPY 558/568, BODIPY 564/570, BODIPY 576/589, BODIPY
581/591,BODIPY 630/650, BODIPY 650/665),
carboxi-rodamina 6G,
carboxi-X-rodamina (ROX), Cascade
Azul, Cascade Amarillo, Cumarina 343, tintes Cyanine (Cy3, Cy5,
Cy3.5, Cy5.5), Dansyl, Dapoxyl, Dialquilaminocumarina,
4',5'-dicloro-2',7'-dimetoxifluoresceína,
DM-NERF, Eosin, Erythrosin, Fluoresceína, FAM,
Hidroxicumarina, tintes IR (IRD40, IRD 700, IRD 800), JOE,
Lissamina rodamina B, Marina Azul, Metoxicumarina,
Naftofluoresceína, Oregon Verde 488, Oregon Verde 500, Oregon Verde
514, Pacific Azul, PyMPO, Pireno, Rhodamina B, Rhodamina 6G,
Rodamina Verde, Rodamina Rojo, Rhodol Verde,
2',4',5',7'-tetra-bromosulfona-fluoresceina,
Tetrametil-rodamina (TMR), Carboxitetrametilrodamina
(TAMRA), Texas Rojo, Texas Rojo-X.
La expresión "etiqueta de masa", tal como
se usa en la presente memoria, se refiere a cualquier fracción que
sea capaz de ser detectada de manera única en virtud de su masa
usando técnicas de detección de espectrometría de masas (MS).
Ejemplos de etiquetas de masa incluyen las etiquetas de liberación
de electróforos, tales como ácido
N-[3-[4'-[(p-metoxitetraflurobencil)oxi]fenil]-3-metilgliceronil]isonipecótico,
4'-[2,3,5,6-tetrafluoro-4-(pentafluorofenoxi)]
metil acetofenona y sus derivados. La síntesis y la utilidad de estas etiquetas de masa se describen en las patentes de Estados Unidos 4.650.750, 4.709.016, 5.360.8191, 5.516.931, 5.602.273, 5.604.104, 5.610.020 y 5.650.270. Otros ejemplos de etiquetas de masa incluyen, pero no se limitan a, nucleótidos, dideoxinucleótidos, oligonucleótidos de composición base y longitud variables, oligopéptidos, oligosacáridos y otros polímeros sintéticos de composición monomérica y longitud variables. Una gran variedad de moléculas orgánicas, tanto neutrales como cargadas (biomoléculas o compuestos sintéticos) de un intervalo de masa apropiado (100-2.000 Daltones) pueden ser usadas como etiquetas de masa.
metil acetofenona y sus derivados. La síntesis y la utilidad de estas etiquetas de masa se describen en las patentes de Estados Unidos 4.650.750, 4.709.016, 5.360.8191, 5.516.931, 5.602.273, 5.604.104, 5.610.020 y 5.650.270. Otros ejemplos de etiquetas de masa incluyen, pero no se limitan a, nucleótidos, dideoxinucleótidos, oligonucleótidos de composición base y longitud variables, oligopéptidos, oligosacáridos y otros polímeros sintéticos de composición monomérica y longitud variables. Una gran variedad de moléculas orgánicas, tanto neutrales como cargadas (biomoléculas o compuestos sintéticos) de un intervalo de masa apropiado (100-2.000 Daltones) pueden ser usadas como etiquetas de masa.
El término "sustrato", tal como se usa en
la presente memoria, se refiere a cualquier material o complejo
macromolecular al que puede fijarse un grupo extremo funcionalizado
o copolímero en bloque. Ejemplos de sustratos usados comúnmente
incluyen, pero no se limitan a, superficies de vidrio, superficies
de sílice, superficies de plástico, superficies de metal,
superficies que contienen un recubrimiento metálico o químico,
membranas (por ejemplo, nailon, polisulfona, sílice),
micro-gotas (por ejemplo, látex, poliestireno u otro
polímero), matrices poliméricas porosas (por ejemplo, gel de
poliacrilamida, polisacárido, polimetacrilato), complejos
macromoleculares (por ejemplo, proteína, polisacárido).
Tal como se ha descrito de manera general
anteriormente, una realización de la presente invención proporciona
una micela que comprende un copolímero multibloque que comprende un
bloque polimérico hidrófilo, un poli(bloque aminoácido)
reticulado, y un bloque poli(aminoácido), caracterizada
porque dicha micela tiene un núcleo interior, un núcleo exterior
reticulado y una corteza hidrófila.
Los copolímeros multibloque anfifílicos, tal
como se describe en la presente memoria, pueden
auto-ensamblarse en solución acuosa para formar
estructuras de tamaño nanométrico y micrométrico. En agua, estos
copolímeros multibloque anfifílicos se ensamblan mediante
micelización multi-molecular cuando están presentes
en la solución por encima de la concentración micelar crítica
(CMC). Sin querer limitarse a una teoría particular, se cree que la
parte poli(aminoácido) hidrófoba o "bloque" del
copolímero se colapsa para formar el núcleo micelar, mientras que
el bloque PEG hidrófilo forma una corona periférica e imparte
solubilidad en agua. En ciertas realizaciones, los copolímeros
multibloque según la presente invención poseen segmentos hidrófobos
e hidrófilos distintos que forman las micelas. Además, estos
polímeros multibloque comprenden un bloque poli(aminoácido)
que contiene una funcionalidad adecuada para la reticulación. Se
apreciará que esta funcionalidad se encuentra en la cadena lateral
del aminoácido correspondiente.
Los copolímeros multibloque de la presente
invención contienen bloques poli(aminoácido) y un bloque
polímero soluble en agua. Los segmentos poli(aminoácidos)
(PAA) poseen un amplio rango de funcionalidades y son bloques de
construcción naturales con biocompatibilidad inherente. Además, los
copolímeros PAA son hidrolíticamente estables y pueden tolerar la
mayoría de las condiciones de transformación química y aún así
pueden ser degradables enzimáticamente.
En ciertas realizaciones, el bloque PEG posee un
peso molecular de aproximadamente 10.000 Da (225 unidades de
repetición) y contiene al menos un clorhidrato de amina terminal
usado para iniciar la síntesis de los copolímeros multibloque
poli(aminoácido). Sin querer limitarse a ninguna teoría, se
cree que esta longitud de cadena PEG particular imparte una
solubilidad en agua adecuada a las micelas y proporciona tiempos de
circulación in vivo relativamente largos.
En ciertas realizaciones, la presente invención
proporciona una micela que comprende un copolímero multibloque de
fórmula I:
en la
que:
- \quad
- n es 10-2500;
- \quad
- m es 5-50;
- \quad
- m' es 5-500;
- \quad
- R^{x} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, con capacidad de reticulación;
- \quad
- R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, hidrófobo o iónico;
- \quad
- R^{1} es -Z(CH_{2}CH_{2}Y)_{p}(CH_{2})_{t}R^{3}, en el que:
- \quad
- Z es -O-, -S-, -C\equivC- o -CH_{2}-;
- \quad
- cada Y es independientemente -O- o -S-;
- \quad
- p es 0-10;
- \quad
- t es 0-10; y
- \quad
- R^{3} es -N_{3}, -CN, una amina mono-protegida, una amina di-protegida, un aldehído protegido, un hidroxilo protegido, un ácido carboxílico protegido, un tiol protegido, un éter corona de 9-30 miembros, o un grupo opcionalmente sustituido seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente saturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable;
- \quad
- Q es un enlace de valencia o una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente en la que 0-6 unidades metileno de Q son remplazadas independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-, -OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que:
- \quad
- -Cy es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre;
- \quad
- R^{2a} es una amina mono-protegida, una amina di-protegida, -N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)R^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)OR^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}; y
- \quad
- cada R^{4} es un grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre hidrógeno, alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno, azufre, o una fracción detectable, o:
- \quad
- dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno se toman conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
\vskip1.000000\baselineskip
Según otra realización, la presente invención
proporciona compuestos de fórmula I, tal como se ha descrito
anteriormente, en los que dichos compuestos tienen un índice de
polidispersidad ("PDI") de aproximadamente 1,0 a
aproximadamente 1,2. Según otra realización, la presente invención
proporciona compuestos de fórmula I, tal como se ha descrito
anteriormente, en los que dicho compuesto tiene un índice de
polidispersidad ("PDI") de aproximadamente 1,03 a
aproximadamente 1,15. Según todavía otra realización, la presente
invención proporciona compuestos de fórmula I, tal como se ha
descrito anteriormente, en el que dicho compuesto tiene un índice
de polidispersidad ("PDI") de aproximadamente 1,10 a
aproximadamente 1,20. Según otras realizaciones, la presente
invención proporciona compuestos de fórmula I que tienen un PDI
inferior a aproximadamente 1,10.
En ciertas realizaciones, la presente invención
proporciona compuestos de fórmula I, tal como se ha descrito
anteriormente, en los que n es aproximadamente 225. En otras
realizaciones, n es de aproximadamente 200 a aproximadamente 300.
En todavía otras realizaciones, n es de aproximadamente 200 a
aproximadamente 250. En todavía otras realizaciones, n es de
aproximadamente 100 a aproximadamente 150. En todavía otras
realizaciones, n es de aproximadamente 400 a aproximadamente 500.
En otras realizaciones, n es de aproximadamente 10 a aproximadamente
40. En otras realizaciones, n es de aproximadamente 40 a
aproximadamente 60. En todavía otras realizaciones, n es de
aproximadamente 90 a aproximadamente 150. En otras realizaciones, n
es de aproximadamente 200 a aproximadamente 250. En otras
realizaciones, n es de aproximadamente 300 a aproximadamente 375. En
todavía otras realizaciones, n es de aproximadamente 650 a
aproximadamente 750.
El grupo m' de la fórmula I es de 5 a 500. En
ciertas realizaciones, el grupo m' de la fórmula I es de
aproximadamente 10 a aproximadamente 250. En otras realizaciones,
m' es de aproximadamente 10 a aproximadamente 50. Según todavía
otra realización, m' es de aproximadamente 15 a aproximadamente 40.
En otras realizaciones, m' es de aproximadamente 20 a
aproximadamente 40. Según todavía otra realización, m' es de
aproximadamente 50 a aproximadamente 75. Según otras realizaciones,
m y m' son independientemente de aproximadamente 10 a
aproximadamente 100. El parámetro m es 5-50. En
otras realizaciones, m es 5-25. En ciertas
realizaciones, m' es 5-50. En otras realizaciones,
m' es 5-10. En otras realizaciones, m' es
10-20. En ciertas realizaciones, m y m' suman de
aproximadamente 30 a aproximadamente 60.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula I es -N_{3}.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula I es -CN.
En todavía otras realizaciones, la fracción
R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula I es una amina
mono-protegida o una amina
di-protegida.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula I es un grupo alifático
opcionalmente sustituido. Ejemplos incluyen
t-butil,
5-norborneno-2-il,
octano-5-il, acetilenil,
trimetilsililacetilenil, triisopropilsililacetilenil y
t-butildimetilsililacetilenil. En algunas
realizaciones, dicha fracción R^{3} es un grupo alquilo
opcionalmente sustituido. En otras realizaciones, dicha fracción
R^{3} es un grupo alquenilo o alquinilo opcionalmente sustituido.
Cuando dicha fracción R^{3} es un grupo alifático sustituido, los
sustituyentes adecuados, en R^{3} incluyen CN, N_{3},
trimetilsilil, triisopropilsilil,
t-butildimetilsilil, N-metil
propiolamido,
N-metil-4-acetilenilanilino,
N-metil-4-acetilencilbenzoamido,
bis-(4-etinil-bencil)-amino,
dipropargilamino,
di-hex-5-inil-amino,
di-pent-4-inil-amino,
dibut-3-inil-amino,
propargiloxi, hex-5-iniloxi,
pent-4-iniloxi,
di-but-3-iniloxi,
N-metil-propargilamino,
N-metil-hex-5-inil-amino,
N-metil-pent-4-inil-amino,
N-metil-but-3-inil-amino,
2-hex-5-inildisulfanil,
2-pent-4-inildisulfanil,
2-but-3-inildisulfanil
y 2-propargildisulfanil. En ciertas realizaciones,
el grupo R^{1} es
2-(N-metil-N-(etinilcarbonil)amino)etoxi,
4-etinilbenciloxi o
2-(4-etinilfenoxi)etoxi.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula I es un grupo arilo opcionalmente
sustituido. Ejemplos incluyen fenilo opcionalmente sustituido y
piridilo opcionalmente sustituido. Cuando dicha fracción R^{3} es
un grupo arilo sustituido, los sustituyentes adecuados en R^{3}
incluyen CN, N_{3}, NO_{2}, -CH_{3}, -CH_{2}N_{3},
-CH=CH_{2}, -C\equivCH, Br, I, F,
bis-(4-etinilbencil)-amino,
dipropargilamino,
di-hex-5-inil-amino,
di-pent-4-inil-amino,
di-but-3-inil-amino,
propargiloxi, hex-5-iniloxi,
pent-4-iniloxi,
di-but-3-iniloxi,
2-hex-5-iniloxi-etildisulfanil,
2-pent-4-iniloxi-etildisulfanil,
2-but-3-iniloxi-etildisulfanil,
2-propargiloxi-etildisulfanil,
bis-benciloxi-metil,
[1,3]dioxolan-2-il y
[1,3]dioxan-2-il.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} es
un grupo arilo sustituido con un grupo amino protegido
adecuadamente. Según otro aspecto, la fracción R^{3} es fenilo
sustituido con un grupo amino protegido adecuadamente.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula I es un grupo hidroxilo protegido. En
ciertas realizaciones, el hidroxilo protegido de la fracción R^{3}
es un éster, carbonato, sulfonato, alil éter, éter, silil éter,
alquil éter, arilalquil éter o alcoxialquil éter. En ciertas
realizaciones, el éster es un formato, acetato, proprionato,
pentanoato, crotonato o benzoato. Los ésteres ejemplares incluyen
formato, benzoil formato, cloroacetato, trifluoroacetato,
metoxiacetato, trifenilmetoxiacetato,
p-clorofenoxiacetato,
3-fenilpropionato, 4-oxopentanoato,
4,4-(etileneditio) pentanoato, pivaloato (trimetilacetato),
crotonato, 4-metoxi-crotonato,
benzoato, p-bencilbenzoato,
2,4,6-trimetilbenzoato. Los carbonatos ejemplares
incluyen 9-fluorenilmetil, etil,
2,2,2-tricloroetil, 2-(trimetilsilil)etil,
2-(fenilsulfonil)etil, vinil, alil, y
p-nitrobencil carbonato. Ejemplos de silil éteres
adecuados incluyen trimetilsilil, trietilsilil,
t-butildimetilsilil,
t-butildifenilsilil, triisopropilsilil éter y otros
trialquilsilil éteres. Los alquil éteres ejemplares incluyen metil,
bencil, p-metoxibencil,
3,4-dimetoxibencil, tritil, t-butil
y alil éter, o sus derivados. Los alcoxialquil éteres ejemplares
incluyen acetales, tales como metoximetil, metiltiometil,
(2-metoxietoxi)metil, benciloximetil,
beta-(triinetilsilil)etoximetil y
tetrahidropiran-2-il éter. Los
arilalquil éteres incluyen bencil, p-metoxibencil
(MPM), 3,4-dimetoxibencil,
O-nitrobencil, p-nitrobencil,
p-halobencil, 2,6-diclorobencil,
p-cianobencil, 2- y 4-picolil
éteres.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula I es un grupo amino
mono-protegido o di-protegido. En
ciertas realizaciones, R^{3} es una amina
mono-protegida. En ciertas realizaciones, R^{3}
es una amina mono-protegida seleccionada de entre
aralquilaminas, carbamatos, alil aminas o amidas. Las fracciones
amino mono-protegidas ejemplares incluyen
t-butiloxicarbonilamino, etiloxicarbonilamino,
metiloxicarbonilamino,
tricloroetiloxi-carbonilamino, aliloxicarbonilamino,
benciloxocarbonilamino, alilamino, bencilamino,
fluorenilmetilcarbonil, formamido, acetamido, cloroacetamido,
dicloroacetamido, tricloroacetamido, fenilacetamido,
trifluoroacetamido, benzamido y
t-butildifenilsililamino. En otras realizaciones,
R^{3} es una amina di-protegida. Las aminas
di-protegidas ejemplares incluyen
di-bencilamina, di-alilamina,
ftalimida, maleimida, succinimida, pirrola,
2,2,5,5-tetrametil-[1,2,5]azadisilolidina y
azida. En ciertas realizaciones, la fracción R^{3} es ftalimido.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} es
mono-bencilamino o di-bencilamino o
mono- o di-alilamino. En ciertas realizaciones, el
grupo R^{1} es 2-dibencilaminoetoxi.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula I es un grupo aldehído protegido. En
ciertas realizaciones, la fracción aldehído protegido de R^{3} es
un acetal acíclico, un acetal cíclico, una hidrazona o una imina.
Los grupos R^{3} ejemplares incluyen dimetil acetal, dietil
acetal, diisopropil acetal, dibencil acetal,
bis(2-nitrobencil) acetal,
1,3-dioxano, 1,3-dioxolano y
semicarbazona. En ciertas realizaciones, R^{3} es un acetal
acíclico o un acetal cíclico. En otras realizaciones, R^{3} es un
dibencil acetal.
En todavía otras realizaciones, la fracción
R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula I es un grupo ácido
carboxílico protegido. En ciertas realizaciones, la fracción ácido
carboxílico protegida de R^{3} es un éster opcionalmente
sustituido seleccionado de entre arilo, alifático
C_{1-6} o un silil éster, un éster activado, una
amida o una hidrazida. Ejemplos de dichos grupos ésteres incluyen
metil, etil, propil, isopropil, butil, isobutil, bencil y fenil
éster. En otras realizaciones, la fracción ácido carboxílico
protegida de R^{3} es una oxazolina o un orto éster. Ejemplos de
dichas fracciones ácido carboxílico protegidas incluyen
oxazolin-2-il y
2-metoxi-[1,3]dioxin-2-il.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{1} es
oxazolin-2-ilmetoxi o
2-oxazolin-2-il-1-propoxi.
Según otras realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula I es un grupo tiol protegido. En
ciertas realizaciones, el tiol protegido de R^{3} es un disulfuro,
tioéter, silil tioéter, tioéster, tiocarbonato o un tiocarbamato.
Ejemplos de dichos tioles protegidos incluyen triisopropilsilil
tioéter, t-butildimetilsilil tioéter,
t-butil tioéter, bencil tioéter,
p-metilbencil tioéter, trifenilmetil tioéter y
p-metoxifenildifenilmetil tioéter. En otras
realizaciones, R^{3} es un tioéter opcionalmente sustituido
seleccionado de entre alquil, bencil o trifenilmetil, o
tricloroetoxicarbonil tioéster. En ciertas realizaciones, R^{3} es
-S-S-piridin-2-il,
-S-SBn, -S-SCH_{3} o
-S-S(pentinilbencil). En otras realizaciones,
R^{3} es
-S-S-piridin-2-il.
En todavía otras realizaciones, el grupo R^{1} es
2-trifenilmetilsulfanil-etoxi.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula I es un éter corona. Los ejemplos de
dichos éteres corona incluyen
12-corona-4,
15-corona-5 y
18-corona-6.
En todavía otras realizaciones, la fracción
R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula I es una fracción
detectable. Según un aspecto de la invención, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula I es una fracción fluorescente.
Dichas fracciones fluorescentes son bien conocidas en la técnica e
incluyen cumarinas, quinolonas, benzoisoquinolonas, hostasol y
tintes Rodamina, por nombrar solo uno pocos. Las fracciones
fluorescentes ejemplares del grupo R^{3} de R^{1} incluyen
antracen-9-il,
piren-4-il,
9-H-carbazol-9-il,
el carboxilato de rodamina B y el carboxilato de cumarina 343. En
ciertas realizaciones, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de la
fórmula I es una fracción detectable seleccionada de entre:
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula I es un grupo adecuado para química
"Click". Las reacciones "Click" tienden a implicar
reactivos de alta energía ("spring-loaded") con
coordenadas de reacción bien definidas, dando lugar a eventos de
formación de enlaces selectivos de amplio alcance. Entre los
ejemplos se incluyen la captura nucleofílica de electrófilos de
anillo tenso (epóxido, azidirinas, iones aziridinio, iones
episulfonio), ciertas formas de reactividad carbonilo (aldehídos e
hidracinas o hidroxilaminas, por ejemplo), y varios tipos de
reacciones de cicloadición. La cicloadición
1,3-dipolar de azida-alquino es una
de tales reacciones. La química "Click" es conocida en la
técnica y una persona con conocimientos ordinarios en la materia
reconocerá que ciertas fracciones R^{3} de la presente invención
son adecuadas para la química "Click".
Los compuestos de la fórmula I que tienen
fracciones R^{3} adecuadas para la química "Click" son útiles
para conjugar dichos compuestos con macromoléculas o sistemas
biológicos, tales como proteínas, virus y células, por nombrar solo
unos pocos. Se conoce que la reacción "Click" avanza rápida y
selectivamente bajo condiciones fisiológicas. Por el contrario, la
mayoría de las reacciones de conjugación se realizan usando la
funcionalidad amina principal en proteínas (por ejemplo, grupo
terminal de proteína o lisina). Debido a que la mayoría de las
proteínas contienen una multitud de lisinas y argininas, dicha
conjugación ocurre de manera incontrolable en múltiples sitios en
la proteína. Esto es particularmente problemático cuando las lisinas
o las argininas están situadas alrededor del sitio activo de una
enzima u otra biomolécula. De esta manera, otra realización de la
presente invención proporciona un método de conjugación de grupos
R^{1} de un compuesto de fórmula I a una macromolécula mediante
química "Click". Todavía otra realización de la presente
invención proporciona una macromolécula conjugada a un compuesto de
fórmula I mediante el grupo R^{1}.
Según una realización, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula I es un grupo que contiene azida. Según
otra realización, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de la
fórmula I es un grupo que contiene alquino. En ciertas
realizaciones, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula I
es un grupo tiene una fracción alquino terminal. En otras
realizaciones, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula I
es una fracción alquino que tiene un grupo aceptor de electrones.
Por consiguiente, en dichas realizaciones, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula I es
en la que E es un grupo aceptor de
electrones e y es 0-6. Dichos grupos aceptores de
electrones son conocidos por las personas con conocimientos
ordinarios en la materia. En ciertas realizaciones, E es un éster.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de la
fórmula I
es
en la que E es un grupo aceptor de
electrones, tal como un grupo -C(O)O- e y es
0-6.
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como se ha definido de manera general
anteriormente, Q es un enlace de valencia o una cadena alquileno
C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o
insaturada, bivalente, en el que 0-6 unidades
metileno de Q son remplazadas independientemente por -Cy-, -O-,
-NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-,
-SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-,
-C(O)NH-, -OC(O)NH- o
-NHC(O)O-, en los que -Cy- es un anillo de
5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente,
saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-4 heteroátomos seleccionados independientemente
de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de
8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente,
saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene
0-5 heteroátomos seleccionados independientemente
de entre nitrógeno, oxígeno o azufre. En ciertas realizaciones, Q es
un enlace de valencia. En otras realizaciones, Q es una cadena
alquileno C_{1-12} saturada bivalente, en la que
0-6 unidades metileno de Q son remplazadas
independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-,
-C(O)O- o -C(O)-, en los que -Cy- es un anillo
de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido,
bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-4 heteroátomos seleccionados independientemente
de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de
8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente,
saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de
entre nitrógeno, oxígeno o
azufre.
azufre.
En ciertas realizaciones, Q es -Cy- (es decir,
una cadena alquileno C_{1} en la que la unidad metileno es
remplazada por -Cy-), en la que -Cy- es un anillo de
5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente,
saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de
entre nitrógeno, oxígeno o azufre. Según un aspecto de la presente
invención, -Cy- es un grupo arilo bivalente opcionalmente
sustituido. Según otro aspecto de la presente invención, -Cy- es un
grupo fenilo bivalente opcionalmente sustituido. En otras
realizaciones, -Cy- es un anillo carbocíclico saturado, bivalente,
de 5-8 miembros opcionalmente sustituido. En
todavía otras realizaciones, -Cy- es un anillo heterocíclico
saturado bivalente de 5-8 miembros opcionalmente
sustituido, que tiene 1-2 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre. Los grupos
-Cy- ejemplares incluyen anillos bivalentes seleccionados de entre
fenilo, piridilo, pirimidinilo, ciclohexilo, ciclopentilo o
ciclopropilo.
En ciertas realizaciones, R^{x} es un grupo
cadena lateral de aminoácido reticulable y R^{y} es un grupo
cadena lateral de aminoácido hidrófobo. Dichos grupos cadena lateral
de aminoácido reticulables incluyen tirosina, serina, cisteína,
treonina, ácido aspártico (también conocido como aspartato, cuando
está cargado), ácido glutámico (también conocido como glutamato,
cuando está cargado), asparagina, histidina, lisina, arginina y
glutamina. Dichos grupos cadena lateral de aminoácido hidrófobos
incluyen una cadena lateral de tirosina protegida adecuadamente,
una cadena lateral de serina protegida adecuadamente, una cadena
lateral de treonina protegida adecuadamente, fenilalanina, alanina,
valina, leucina, triptofan, prolina, bencil y alquil glutamatos, o
bencil y alquil aspartatos o sus mezclas. En otras realizaciones,
R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido iónico. Dichos
grupos cadena lateral de aminoácido iónicos incluyen una cadena
lateral de lisina, una cadena lateral de arginina o una cadena
lateral de arginina o lisina protegida adecuadamente, una cadena
lateral de ácido aspártico, una cadena lateral de ácido glutámico, o
una cadena lateral de ácido glutámico o ácido aspártico protegida
adecuadamente. Una persona con conocimientos ordinarios en la
materia reconocerá que la protección de una cadena lateral de
aminoácido polar o hidrófila puede convertir dicho aminoácido en no
polar. Por ejemplo, un grupo hidroxilo tirosina protegido
adecuadamente puede convertir esa tirosina en no polar e hidrófoba
en virtud de la protección del grupo hidroxilo. Los grupos
protectores adecuados para los grupos funcionales hidroxilo, amino y
tiol y carboxilato de R^{x} y R^{y} se describen en la presente
memoria.
En otras realizaciones, R^{y} comprende una
mezcla de grupos cadena lateral de aminoácido hidrófobos e
hidrófilos de manera que el bloque poli(aminoácido) global
que comprende R^{y} es hidrófobo. Dichas mezclas de grupos cadena
lateral de aminoácido incluyen fenilalanina/tirosina,
fenalanina/serina, leucina/tirosina y similares. Según otra
realización, R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido
hidrófobo seleccionado de entre fenilalanina, alanina o leucina, y
una o más de entre tirosina, serina o treonina.
Tal como se ha definido anteriormente, R^{x}
es un grupo cadena lateral de aminoácido natural o no natural capaz
de formar reticulaciones. Se apreciará que una variedad de grupos
cadena lateral de aminoácido funcionales son capaces de tales
reticulaciones, incluyendo, pero no limitándose a, grupos
carboxilato, hidroxilo, tiol y amino. Ejemplos de fracciones
R^{x} que tienen grupos funcionales capaces de formar
reticulaciones incluyen una cadena lateral de ácido glutámico,
-CH_{2}C(O)CH, una cadena lateral de ácido
aspártico, -CH_{2}CH_{2}C(O)OH, una cadena
lateral de cisteína, -CH_{2}SH, una cadena lateral de serina,
-CH_{2}OH, una cadena lateral que contiene aldehído,
-CH_{2}C(O)H, una cadena lateral de lisina,
-(CH_{2})_{4}NH_{2}, una cadena lateral de arginina,
-(CH_{2})_{3}NHC(=NH)NH_{2}, una cadena lateral
de histidina,
-CH_{2}-imidazol-4-il.
Tal como se ha definido de manera general
anteriormente, el grupo R^{2a} de la fórmula I es una amina
mono-protegida, una amina
di-protegida, -NHR^{4},
-N(R^{4})_{2}, -NHC(O)R^{4},
-NR^{4}C(O)R^{4}, -NHC(O)NHR^{4},
-NHC(O)N(R^{4})_{2},
-NR^{4}C(O)NHR^{4},
-NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2},
-NHC(O)OR^{4}, -NR^{4}C(O)OR^{4},
-NHSO_{2}R^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}, en los que cada
R^{4} es un grupo independiente y opcionalmente sustituido,
seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8
miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de
entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de
8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o
arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos
seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o
azufre, o una fracción detectable, o dos R^{4} en el mismo átomo
de nitrógeno son tomados conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno
para formar un anillo opcionalmente sustituido de
4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o
arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
\newpage
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula I es -NHR^{4} o -N(R^{4})_{2} en los
que cada R^{4} es un grupo alifático opcionalmente sustituido. Un
grupo R^{4} ejemplar es
5-norbornen-2-il-metil.
Según todavía otro aspecto de la presente invención, el grupo
R^{2a} de la fórmula I es -NHR^{4}, en el que R^{4} es un
grupo alifático C_{1-6} sustituido por N_{3}.
Los ejemplos incluyen -CH_{2}N_{3}. En algunas realizaciones,
R^{4} es un grupo alquilo C_{1-6} opcionalmente
sustituido. Los ejemplos incluyen metil, etil, propil, butil,
pentil, hexil,
2-(tetrahidropiran-2-iloxi)etil,
piridin-2-ildisulfanilmetil,
metildisulfanilmetil,
(4-acetilenilfenil)metil,
3-(metoxicarbonil)-prop-2-inil,
metoxicarbonilmetil,
2-(N-metil-N-(4-acetilenilfenil)carbonilamino)-etil,
2-ftalimidoetil, 4-bromobencil,
4-clorobencil, 4-fluorobencil,
4-yodobencil,
4-propar-giloxibencil,
2-nitrobencil,
4-(bis-4-acetilenilbencil)aminometil-bencil,
4-propargiloxi-bencil,
4-dipropargilamino-bencil,
4-(2-propargiloxi-etidilsulfanil)bencil,
2-propargiloxi-etil,
2-propargildisulfanil-etil,
4-propargiloxibutil,
2-(N-metil-N-propargilamino)etil
y 2-(2-dipropargilaminoetoxi)-etil.
En otras realizaciones, R^{4} es un grupo alquenilo
C_{2-6} opcionalmente sustituido. Los ejemplos
incluyen vinilo, alilo, crotilo, 2-propenil y
but-3-enil. Cuando el grupo R^{4}
es un grupo alifático sustituido, los sustituyentes adecuados en
R^{4} incluyen N_{3}, CN y halógeno. En ciertas realizaciones,
R^{4} es -CH_{2}CN, -CH_{2}CH_{2}CN,
-CH_{2}CH(OCH_{3})_{2},
4-(bisbenciloximetil)fenilmetil y similares.
Según otro aspecto de la presente invención, el
grupo R^{2a} de la fórmula I es -NHR^{4}, en el que R^{4} es
un grupo alquinilo C_{2-6} opcionalmente
sustituido. Los ejemplos incluyen -CC\equivCH,
-CH_{2}C\equivCH, -CH_{2}C\equivCCH_{3} y
-CH_{2}CH_{2}C\equivCH.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula I es -NHR^{4}, en el que R^{4} es un anillo arilo de
5-8 miembros opcionalmente sustituido. En ciertas
realizaciones, R^{4} es fenilo opcionalmente sustituido o
piridilo opcionalmente sustituido. Los ejemplos incluyen fenil,
4-t-butoxicarbonilaminofenil,
4-azidometilfenil,
4-propargiloxifenil, 2-piridil,
3-piridil y 4-piridil. En ciertas
realizaciones, R^{2a} es
4-t-butoxicarbonilaminofenilamino,
4-azidometilfenamino o
4-propargiloxifenilamino.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula I es -NHR^{4}, en el que R^{4} es un anillo fenilo
opcionalmente sustituido. Los sustituyentes adecuados en el anillo
fenilo R^{4} incluyen halógeno;
-(CH_{2})_{0-4}R^{0};
-(CH_{2})_{0-4}OR^{0};
-(CH_{2})_{0-4}CH(OR^{0})_{2}; -(CH_{2})_{0-4}SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}Ph, que puede ser sustituido por R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}O(CH_{2})_{0-1}Ph que puede ser sustituido por R^{0}; -CH=CHPh, que puede ser sustituido por R^{0}; -NO_{2}; -CN; -N_{3}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})_{2}; -(CH_{2})_{0-4} N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})C(S)NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4} N(R^{0})C(O)OR^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})NR^{0})C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)R^{0}; -C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OSiR^{0}_{3}; -(CH_{2})_{0-4}OC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)NR^{0}_{2}; -C(S)NR^{0}_{2}; -(-CH_{2})_{0-4} OC(O)NR^{0}_{2}; -C(O)N(OR^{0})R^{0}; -C(O)C(O)R^{0}; -C(O)CH_{2}C(O)R^{0}; -C(NOR^{0})R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SSR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}
S(O)_{2}OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}OS(O)_{2}R^{0}; -S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4} S(O)R^{0}; -N(R^{0})S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -N(R^{0})S(O)_{2}R^{0}; -N(OR^{0})R^{0}; -C(NH)NR^{0}_{2}; -P(O)_{2}R^{0}; -P(O)R^{0}_{2}; -OP(O)R^{0}_{2}; SiR^{0}_{3}; en los que cada ocurrencia independiente de R^{0} es tal como se ha definido en la presente memoria anteriormente. En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la fórmula I es -NHR^{4}, en el que R^{4} es fenilo sustituido con uno o más grupos alifáticos C_{1-6} opcionalmente sustituidos. En todavía otras realizaciones, R^{4} es fenilo sustituido por vinilo, alilo, acetilenilo, -CH_{2}N_{3}, -CH_{2}CH_{2}N_{3}, -CH_{2}C\equivCCH_{3} o -CH_{2}C=CH.
-(CH_{2})_{0-4}CH(OR^{0})_{2}; -(CH_{2})_{0-4}SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}Ph, que puede ser sustituido por R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}O(CH_{2})_{0-1}Ph que puede ser sustituido por R^{0}; -CH=CHPh, que puede ser sustituido por R^{0}; -NO_{2}; -CN; -N_{3}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})_{2}; -(CH_{2})_{0-4} N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})C(S)NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4} N(R^{0})C(O)OR^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})NR^{0})C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)R^{0}; -C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OSiR^{0}_{3}; -(CH_{2})_{0-4}OC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)NR^{0}_{2}; -C(S)NR^{0}_{2}; -(-CH_{2})_{0-4} OC(O)NR^{0}_{2}; -C(O)N(OR^{0})R^{0}; -C(O)C(O)R^{0}; -C(O)CH_{2}C(O)R^{0}; -C(NOR^{0})R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SSR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}
S(O)_{2}OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}OS(O)_{2}R^{0}; -S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4} S(O)R^{0}; -N(R^{0})S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -N(R^{0})S(O)_{2}R^{0}; -N(OR^{0})R^{0}; -C(NH)NR^{0}_{2}; -P(O)_{2}R^{0}; -P(O)R^{0}_{2}; -OP(O)R^{0}_{2}; SiR^{0}_{3}; en los que cada ocurrencia independiente de R^{0} es tal como se ha definido en la presente memoria anteriormente. En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la fórmula I es -NHR^{4}, en el que R^{4} es fenilo sustituido con uno o más grupos alifáticos C_{1-6} opcionalmente sustituidos. En todavía otras realizaciones, R^{4} es fenilo sustituido por vinilo, alilo, acetilenilo, -CH_{2}N_{3}, -CH_{2}CH_{2}N_{3}, -CH_{2}C\equivCCH_{3} o -CH_{2}C=CH.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula I es NHR^{4}, en el que R^{4} es fenilo sustituido
por N_{3}, N(R^{0})_{2}, CO_{2}R^{0} o
C(O)R^{0}, en los que cada R^{0} es
independientemente tal como se ha definido en la presente memoria
anteriormente.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula I es -N(R^{4})_{2}, en el que cada
R^{4} es un grupo, independiente y opcionalmente sustituido,
seleccionado de entre alifático, fenilo, naftilo, un anillo arilo
de 5-6 miembros que tiene 1-4
heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno,
oxígeno o azufre, o un anillo arilo bicíclico de
8-10 miembros que tiene 1-5
heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno,
oxígeno o azufre, o una fracción detectable.
En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la
fórmula I es -N(R^{4})_{2}, en el que los dos
grupos R^{4} se toman conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno
para formar un anillo opcionalmente sustituido de
4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o
arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre. Según otra
realización, los dos grupos R^{4} se toman conjuntamente para
formar un anillo de 5-6 miembros, saturado o
parcialmente insaturado, que tiene un átomo de nitrógeno, en el que
dicho anillo es sustituido por uno o dos grupos oxo. Dichos grupos
R^{2a} incluyen, pero no se limitan a, ftalimida, maleimida y
succinimida.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula I es un grupo amino mono-protegido o
di-protegido. En ciertas realizaciones, R^{2a} es
una amina mono-protegida. En ciertas realizaciones,
R^{2a} es una amina mono-protegida seleccionada
de entre aralquilaminas, carbamatos, alil aminas o amidas. Las
fracciones amino mono-protegidas ejemplares
incluyen t-butiloxicarbonilamino,
etiloxicarbonilamino, metiloxicarbonilamino,
tricloroetiloxi-carbonilamino, aliloxicarbonilamino,
benciloxocarbonilamino, alilamino, bencilamino,
fluorenilmetilcarbonil, formamido, acetamido, cloroacetamido,
dicloroacetamido, tricloroacetamido, fenilacetamido,
trifluoroacetamido, benzamido y
t-butildifenilsililamino. En otras realizaciones,
R^{2a} es una amina di-protegida. Las fracciones
amino di-protegidas ejemplares incluyen
di-bencilamino, di-alilamino,
ftalimida, maleimido, succinimido, pirrolo,
2,2,5,5-tetrametil-[1,2,5]azadisilolidino y
azido. En ciertas realizaciones, la fracción R^{2a} es ftalimido.
En otras realizaciones, la fracción R^{2a} es
mono-bencilamino o di-bencilamino o
mono-alilamino o di-alilamino.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula i comprende un grupo adecuado para la química
"Click". Una persona con conocimientos ordinarios en la materia
reconocerá que ciertos grupos R^{2a} de la presente invención son
adecuados para la química "Click".
Los compuestos de fórmula I que tienen grupos
R^{2a} que comprenden grupos adecuados para la química
"Click" son útiles para conjugar dichos compuestos con
sistemas biológicos, tales como proteínas, virus y células, por
nombrar sólo unos pocos. Después de la conjugación a una
biomolécula, fármaco, célula, sustrato o similar, la otra
funcionalidad grupo terminal, correspondiente a la fracción R^{1}
de la fórmula I, puede usarse para fijar grupos de direccionamiento
para el suministro específico de célula incluyendo, pero sin
limitarse a, tintes fluorescentes, fijación covalente a superficies
e incorporación en higrogeles. De esta manera, otra realización de
la presente invención proporciona un método para conjugar el grupo
R^{2a} de un compuesto de fórmula I a un tinte fluorescente,
fármaco de molécula pequeña o macromolécula mediante química
"Click". Todavía otra realización de la presente invención
proporciona una macromolécula conjugada a un compuesto de fórmula I
mediante el grupo R^{2a}.
Según una realización, el grupo R^{2a} de la
fórmula I es un grupo que contiene azida. Según otra realización, el
grupo R^{2a} de la fórmula I es un grupo que contiene alquino.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula I tiene una fracción alquino terminal. En otras
realizaciones, el grupo R^{2a} de la fórmula I es una fracción que
contiene alquino que tiene un grupo aceptor de electrones. Por
consiguiente, en dichas realizaciones, el grupo R^{2a} de la
fórmula I es
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en el que E es un grupo aceptor de
electrones e y es 0-6. Dichos grupos aceptores de
electrones son conocidos por las personas con conocimientos
ordinarios en la materia. En ciertas realizaciones, E es un éster.
En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la fórmula I
es
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en el que E es un grupo aceptor de electrones,
tal como un grupo -C(O)O- e y es
0-6.
\vskip1.000000\baselineskip
En otras realizaciones, la presente invención
proporciona una micela que comprende un copolímero en bloque de
fórmula II:
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
en la
que:
- \quad
- n es 10-2500;
- \quad
- m es 5-50;
- \quad
- m' es 5-500;
- \quad
- R^{x} es un grupo cadena lateral de aminoácido natural o no natural reticulado;
- \quad
- R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, hidrófobo o iónico;
- \quad
- R^{1} es -Z(CH_{2}CH_{2}Y)_{p}(CH_{2})_{t}R^{3}, en el que:
- \quad
- Z es -O-, -S-, -C\equivC- o -CH_{2}-;
- \quad
- cada Y es independientemente -O- o -S-;
- \quad
- p es 0-10;
- \quad
- t es 0-10; y
- \quad
- R^{3} es -N_{3}, -CN, una amina mono-protegida, una amina di-protegida, un aldehído protegido, un hidroxilo protegido, un ácido carboxílico protegido, un tiol protegido, un éter corona de 9-30 miembros, o un grupo opcionalmente sustituido seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente saturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente saturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable;
- \quad
- Q es una unión de valencia o una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente en la que 0-6 unidades metileno de Q son remplazadas independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-, -OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que:
- \quad
- -Cy es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre;
- \quad
- R^{2a} es una amina mono-protegida, una amina di-protegida, -N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)R^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)OR^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}; y
- \quad
- cada R^{4} es un grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre hidrógeno, alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno, azufre, o una fracción detectable, o:
- \quad
- dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno se toman conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
\vskip1.000000\baselineskip
Según otra realización, la presente invención
proporciona compuestos de fórmula II, tal como se ha descrito
anteriormente, en los que dichos compuestos tienen un índice de
polidispersidad ("PDI") de aproximadamente 1,0 a
aproximadamente 1,2. Según otra realización, la presente invención
proporciona compuestos de fórmula II, tal como se ha descrito
anteriormente, en los que dicho compuesto tiene un índice de
polidispersidad ("PDI") de aproximadamente 1,03 a
aproximadamente 1,15. Según todavía otra realización, la presente
invención proporciona compuestos de fórmula II, tal como se ha
descrito anteriormente, en los que dicho compuesto tiene un índice
de polidispersidad ("PDI") de aproximadamente 1,10 a
aproximadamente 1,20. Según otras realizaciones, la presente
invención proporciona compuestos de fórmula II que tienen un PDI
inferior a aproximadamente 1,10.
Tal como se ha definido de manera general
anteriormente, el grupo n de la fórmula II es
10-2500. En ciertas realizaciones, la presente
invención proporciona compuestos de fórmula II, tal como se ha
descrito anteriormente, en los que n es aproximadamente 225. En
otras realizaciones, n es de aproximadamente 10 a aproximadamente
40. En otras realizaciones, n es de aproximadamente 40 a
aproximadamente 60. En todavía otras realizaciones, n es de
aproximadamente 90 a aproximadamente 150. En todavía otras
realizaciones, n es de aproximadamente 200 a aproximadamente 250.
En todavía otras realizaciones, n es de aproximadamente 300 a
aproximadamente 375. En otras realizaciones, n es de
aproximadamente 400 a aproximadamente 500. En todavía otras
realizaciones, n es de aproximadamente 650 a aproximadamente
750.
El grupo m' de la fórmula II es de 5 a 500. En
ciertas realizaciones, el grupo m' de la fórmula II es de
aproximadamente 10 a aproximadamente 250. En otras realizaciones,
m' es de aproximadamente 10 a aproximadamente 50. Según todavía
otra realización, m' es de aproximadamente 20 a aproximadamente 40.
En todavía otra realización, m' es de aproximadamente 50 a
aproximadamente 75. Según otras realizaciones, m y m' son
independientemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 100. En
ciertas realizaciones, m' es 5-50. En otras
realizaciones, m' es 5-10. En otras realizaciones,
m' es 10-20. En ciertas realizaciones, m y m' suman
de aproximadamente 30 a aproximadamente 60.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula II es -N_{3}.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula II es -CN.
En todavía otras realizaciones, la fracción
R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula II es una amina
mono-protegida o una amina
di-protegida.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula II es un grupo alifático
opcionalmente sustituido. Ejemplos incluyen
t-butil,
5-norborneno-2-il,
octano-5-il, acetilenil,
trimetilsililacetilenil, triisopropilsililacetilenil y
t-butildimetilsililacetilenil. En algunas
realizaciones, dicha fracción R^{3} es un grupo alquilo
opcionalmente sustituido. En otras realizaciones, dicha fracción
R^{3} es un grupo alquenilo o alquinilo opcionalmente sustituido.
Cuando dicha fracción R^{3} es un grupo alifático sustituido, los
sustituyentes adecuados en R^{3} incluyen CN, N_{3},
trimetilsilil, triisopropilsilil,
t-butildimetilsilil, N-metil
propiolamido,
N-metil-4-acetilenilanilino,
N-metil-4-acetilenilbenzoamido,
bis-(4-etinil-bencil)-amino,
dipropargilamino,
di-hex-5-inil-amino,
di-pent-4-inil-amino,
di-but-3-inil-amino,
propargiloxi, hex-5-iniloxi,
pent-4-iniloxi,
di-but-3-iniloxi,
N-metil-propargilamino,
N-metil-hex-5-inil-amino,
N-metil-pent-4-inil-amino,
N-metil-but-3-inil-amino,
2-hex-5-inildisulfanil,
2-pent-4-inildisulfanil,
2-but-3-inildisulfanil
y 2-propargildisulfanil. En ciertas realizaciones,
el grupo R^{1} es
2-(N-metil-N-(etinilcarbonil)amino)etoxi,
4-etinilbenciloxi o
2-(4-etinilfenoxi)etoxi.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula II es un grupo arilo opcionalmente
sustituido. Ejemplos incluyen fenilo opcionalmente sustituido y
piridilo opcionalmente sustituido. Cuando dicha fracción R^{3} es
un grupo arilo sustituido, los sustituyentes adecuados en R^{3}
incluyen CN, N_{3}, NO_{2}, -CH_{3}, -CH_{2}N_{3},
-CH=CH_{2}, -C\equivCH, Br, I, F,
bis-(4-etinilbencil)-amino,
dipropargilamino,
di-hex-5-inil-amino,
di-pent-4-inil-amino,
di-but-3-inil-amino,
propargiloxi, hex-5-iniloxi,
pent-4-iniloxi,
di-but-3-iniloxi,
2-hex-5-iniloxi-etildisulfanil,
2-pent-4-iniloxi-etildisulfanil,
2-but-3-iniloxi-etildisulfanil,
2-propargiloxi-etildisulfanil,
bis-benciloxi-metil,
[1,3]dioxolan-2-il y
[1,3]dioxan-2-il.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} es
un grupo arilo sustituido por un grupo amino protegido
adecuadamente. Según otro aspecto, la fracción R^{3} es fenilo
sustituido por un grupo amino protegido adecuadamente.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula II es un grupo hidroxilo protegido. En
ciertas realizaciones, el hidroxilo protegido de la fracción R^{3}
es un éster, carbonato, sulfonato, alil éter, éter, silil éter,
alquil éter, arilalquil éter o alcoxialquil éter. En ciertas
realizaciones, el éster es un formato, acetato, proprionato,
pentanoato, crotonato o benzoato. Los ésteres ejemplares incluyen
formato, benzoil formato, cloroacetato, trifluoroacetato,
metoxiacetato, trifenilmetoxiacetato,
p-clorofenoxiacetato,
3-fenilpropionato, 4-oxopentanoato,
4,4-(etileneditio)pentanoato, pivaloato (trimetilacetato),
crotonato, 4-metoxi-crotonato,
benzoato, p-bencilbenzoato,
2,4,6-trimetilbenzoato. Los carbonatos ejemplares
incluyen 9-fluorenilmetil, etil,
2,2,2-tricloroetil, 2-(trimetilsilil)etil,
2-(fenilsulfonil)etil, vinil, alil y
p-nitrobencil carbonato. Ejemplos de silil éteres
adecuados incluyen trimetilsilil, trietilsilil,
t-butildimetilsilil,
t-butildifenilsilil, triisopropilsilil éter y otros
trialquilsilil éteres. Los alquil éteres ejemplares incluyen metil,
bencil, p-metoxibencil,
3,4-dimetoxibencil, tritil, t-butil
y alil éter, o sus derivados. Los alcoxialquil éteres ejemplares
incluyen acetales, tales como metoximetil, metiltiometil,
(2-metoxietoxi)metil, benciloximetil,
beta-(trimetilsilil)etoximetil y
tetrahidropiran-2-il éter. Los
arilalquil éteres ejemplares incluyen bencil,
p-metoxibencil (MPM),
3,4-dimetoxibencil, O-nitrobencil,
p-nitrobencil, p-halobencil,
2,6-diclorobencil, p-cianobencil, 2-
y 4-picolil éteres.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula II es un grupo amino
mono-protegido o di-protegido. En
ciertas realizaciones, R^{3} es una amina
mono-protegida. En ciertas realizaciones, R^{3}
es una amina mono-protegida seleccionada de entre
aralquilaminas, carbamatos, alil aminas o amidas. Las fracciones
amino mono-protegidas ejemplares incluyen
t-butiloxicarbonilamino, etiloxicarbonilamino,
metiloxicarbonilamino,
tricloroetiloxi-carbonilamino, aliloxicarbonilamino,
benciloxocarbonilamino, alilamino, bencilamino,
fluorenilmetilcarbonil, formamido, acetamido, cloroacetamido,
dicloroacetamido, tricloroacetamido, fenilacetamido,
trifluoroacetamido, benzamido y
t-butildifenilsililamino. En otras realizaciones,
R^{3} es una amina di-protegida. Las aminas
di-protegidas ejemplares incluyen
di-bencilamina, di-alilamina,
ftalimida, maleimida, succinimida, pirrola,
2,2,5,5-tetrametil-[1,2,5]azadisilolidina y
azida. En ciertas realizaciones, la fracción R^{3} es ftalimido.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} es
mono-bencilamino o di-bencilamino o
mono-alilamino o di-alilamino. En
ciertas realizaciones, el grupo R^{1} es
2-dibencilaminoetoxi.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula II es un grupo aldehído protegido. En
ciertas realizaciones, la fracción aldehído protegido de R^{3} es
un acetal acíclico, un acetal cíclico, una hidrazona o una imina.
Los grupos R^{3} ejemplares incluyen dimetil acetal, dietil
acetal, diisopropil acetal, dibencil acetal,
bis(2-nitrobencil) acetal,
1,3-dioxano, 1,3-dioxolano y
semicarbazona. En ciertas realizaciones, R^{3} es un acetal
acíclico o un acetal cíclico. En otras realizaciones, R^{3} es un
dibencil acetal.
En todavía otras realizaciones, la fracción
R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula II es un grupo ácido
carboxílico protegido. En ciertas realizaciones, la fracción ácido
carboxílico protegida de R^{3} es un éster opcionalmente
sustituido seleccionado de entre arilo o alifático
C_{1-6}, o un silil éster, un éster activado, una
amida o una hidrazida. Ejemplos de dichos grupos ésteres incluyen
metil, etil, propil, isopropil, butil, isobutil, bencil y fenil
éster. En otras realizaciones, la fracción ácido carboxílico
protegida de R^{3} es una oxazolina o un orto éster. Ejemplos de
dichas fracciones ácido carboxílico protegidas incluyen
oxazolin-2-il y
2-metoxi-[1,3]dioxin-2-il.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{1} es
oxazolin-2-ilmetoxi ó
2-oxazolin-2-il-1-propoxi.
Según otra realización, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula II es un grupo tiol protegido. En
ciertas realizaciones, el tiol protegido de R^{3} es un disulfuro,
tioéter, silil tioéter, tioéster, tiocarbonato o un tiocarbamato.
Ejemplos de dichos tioles protegidos incluyen triisopropilsilil
tioéter, t-butildimetilsilil tioéter,
t-butil tioéter, bencil tioéter,
p-metilbencil tioéter, trifenilmetil tioéter y
p-metoxifenildifenilmetil tioéter. En otras
realizaciones, R^{3} es un tioéter opcionalmente sustituido
seleccionado de entre alquil, bencil o trifenilmetil o
tricloroetoxicarbonil tioéster. En ciertas realizaciones, R^{3} es
-S-S-piridin-2-il,
-S-SBn, -S-SCH_{3} o
-S-S(p-etinilbencil). En
otras realizaciones, R^{3} es
-S-S-piridin-2-il.
En todavía otras realizaciones, el grupo R^{1} es
2-trifenilmetilsulfanil-etoxi.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula II es un éter corona. Los ejemplos
de dichos éteres corona incluyen
12-corona-4,
15-corona-5 y
18-corona-6.
En todavía otras realizaciones, la fracción
R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula II es una fracción
detectable. Según un aspecto de la invención, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula II es una fracción fluorescente.
Dichas fracciones fluorescentes son bien conocidas en la técnica e
incluyen cumarinas, quinolonas, benzoisoquinolonas, hostasol y
tintes Rodamina, por nombrar solo uno pocos. Las fracciones
fluorescentes ejemplares del grupo R^{3} de R^{1} incluyen
antracen-9-il,
piren-4-il,
9-H-carbazol-9-il,
el carboxilato de rodamina B y el carboxilato de cumarina 343.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula II es un grupo adecuado para
química "Click". Las reacciones "Click" tienden a implicar
reactivos de alta energía ("spring-loaded") con
coordenadas de reacción bien definidas, dando lugar a eventos de
formación de enlaces selectivos de gran alcance. Ejemplos incluyen
la captura nucleofílica de electrófilos de anillo tenso (epóxido,
azidirinas, iones aziridinio, iones episulfonio), ciertas formas de
reactividad carbonilo (aldehídos e hidracinas o hidroxilaminas, por
ejemplo), y varios tipos de reacciones de cicloadición. La
cicloadición 1,3-dipolar de
azida-alquino es una de tales reacciones. La
química "Click" es conocida en la técnica y una persona con
conocimientos ordinarios en la materia reconocerá que ciertas
fracciones R^{3} de la presente invención son adecuadas para la
química "Click".
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula II es un grupo adecuado para
química "Click". Las reacciones "Click" tienden a implicar
activos de alta energía ("spring loaded") con coordenadas de
reacción bien definidas, dando lugar a eventos de formación de
enlaces selectivos de gran alcance. Ejemplos incluyen la captura
nucleofílica de electrófilos de anillo tenso (epóxido, azidirinas,
iones aziridinio, iones episulfonio), ciertas formas de reactividad
carbonilo (aldehídos e hidracinas o hidroxilaminas, por ejemplo), y
varios tipos de reacciones de cicloadición. La cicloadición
1,3-dipolar de azida-alquino es una
de tales reacciones. La química "Click" es conocida en la
técnica y una persona con conocimientos ordinarios en la materia
reconocerá que ciertas fracciones R^{3} de la presente invención
son adecuadas para la química "Click".
Los compuestos de fórmula II que tienen
fracciones R^{3} adecuadas para la química "Click" son útiles
para conjugar dichos compuestos con macromoléculas o sistemas
biológicos, tales como proteínas, virus y células, por nombrar sólo
unos pocos. Se conoce que la reacción "Click" avanza rápida y
selectivamente bajo condiciones fisiológicas. Por el contrario, la
mayoría de las reacciones de conjugación se realizan usando la
funcionalidad amina principal en proteínas (por ejemplo, grupo
terminal de proteína o lisina). Debido a que la mayoría de las
proteínas contienen una multitud de lisinas y argininas, dicha
conjugación ocurre de manera incontrolable en múltiples sitios en
la proteína. Esto es particularmente problemático cuando las lisinas
o las argininas están situadas alrededor del sitio activo de una
enzima u otra biomolécula. De esta manera, otra realización de la
presente invención proporciona un método para conjugar grupos
R^{1} de un compuesto de fórmula II a una macromolécula mediante
química "Click". Todavía otra realización de la presente
invención proporciona una macromolécula conjugada a un compuesto de
fórmula II mediante el grupo R^{1}.
Según una realización, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula II es un grupo que contiene azida.
Según otra realización, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de la
fórmula II es un grupo que contiene alquino. En ciertas
realizaciones, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula
II es un grupo tiene una fracción alquino terminal. En otras
realizaciones, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula
II es una fracción alquino que tiene un grupo aceptor de
electrones. Por consiguiente, en dichas realizaciones, la fracción
R^{3} del grupo R^{1} de fórmula II es
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la que E es un grupo aceptor de
electrones e y es 0-6. Dichos grupos aceptores de
electrones son conocidos por las personas con conocimientos
ordinarios en la materia. En ciertas realizaciones, E es un éster.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de
fórmula II
es
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la que E es un grupo aceptor de
electrones, tal como un grupo -C(O)O- e y es
0-6.
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como se ha definido de manera general
anteriormente, el grupo Q de la fórmula II es un enlace de valencia
o una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o
ramificada, saturada o insaturada, bivalente, en la que
0-6 unidades metileno de Q son remplazadas
independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-,
-C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-,
-NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-,
-OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que -Cy-
es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente
sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que
tiene 0-4 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo
de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido,
bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-5 heteroátomos seleccionados independientemente
de entre nitrógeno, oxígeno o azufre. En ciertas realizaciones, Q es
un enlace de valencia. En otras realizaciones, Q es una cadena
alquileno C_{1-12} saturada bivalente, en la que
0-6 unidades metileno de Q son remplazadas
independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-,
-C(O)O- o -C(O)-, en los que -Cy- es un anillo
de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido,
bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de
entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de
8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente,
saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de
entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
En ciertas realizaciones, Q es -Cy- (es decir,
una cadena alquileno C_{1} en la que la unidad metileno es
remplazada por -Cy-), en la que -Cy- es un anillo de
5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente,
saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de
entre nitrógeno, oxígeno o azufre. Según un aspecto de la presente
invención, -Cy- es un grupo arilo bivalente opcionalmente
sustituido. Según otro aspecto de la presente invención, -Cy- es un
grupo fenilo bivalente opcionalmente sustituido. En otras
realizaciones, -Cy- es un anillo carbocíclico saturado bivalente de
5-8 miembros opcionalmente sustituido. En todavía
otras realizaciones, -Cy- es un anillo heterocíclico saturado
bivalente de 5-8 miembros opcionalmente sustituido
que tiene 1-2 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre. Los grupos
-Cy- ejemplares incluyen anillos bivalentes seleccionados de entre
fenilo, piridilo, pirimidinilo, ciclohexilo, ciclopentilo o
ciclopropilo.
ciclopropilo.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{x} de la
fórmula II es un grupo cadena lateral de aminoácido reticulable y
R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido hidrófobo. Dichos
grupos cadena lateral de aminoácido hidrófilos o reticulables,
incluyen tirosina, serina, cisteína, treonina, ácido aspártico
(también conocido como aspartato, cuando está cargado), ácido
glutámico (también conocido como glutamato, cuando está cargado),
asparagina, histidina, lisina, arginina y glutamina. Dichos grupos
cadena lateral de aminoácido hidrófobos incluyen una cadena lateral
de tirosina protegida adecuadamente, una cadena lateral de serina
protegida adecuadamente, una cadena lateral de treonina protegida
adecuadamente, fenilalanina, alanina, valina, leucina, triptofan,
prolina, bencil y alquil glutamatos, o bencil y alquil aspartatos o
sus mezclas. Dichos grupos cadena lateral de aminoácido iónicos
incluyen una cadena lateral de lisina, una cadena lateral de
arginina o una cadena lateral de arginina o lisina protegida
adecuadamente, una cadena lateral de ácido aspártico, una cadena
lateral de ácido glutámico, o una cadena lateral de ácido glutámico
o ácido aspártico protegida adecuadamente, histidina o una cadena
lateral de histidina protegida adecuadamente. Una persona con
conocimientos ordinarios en la materia reconocerá que la protección
de una cadena lateral de aminoácido polar o hidrófilo puede
convertir ese aminoácido en no polar. Por ejemplo, un grupo
hidroxilo tirosina protegido adecuadamente puede convertir esa
tirosina en no polar e hidrófoba en virtud de la protección del
grupo hidroxilo. Los grupos protectores adecuados para los grupos
funcionales hidroxilo, amino y tiol y carboxilato de R^{x} y
R^{y} se describen en la presente memoria.
En otras realizaciones, el grupo R^{y} de la
fórmula II comprende una mezcla de grupos cadena lateral de
aminoácido hidrófobos e hidrófilos de manera el bloque
poli(aminoácido) global que comprende R^{y} es hidrófobo.
Dichas mezclas de grupos cadena lateral de aminoácido incluyen
fenilalanina/tirosina, fenalanina/serina, leucina/tirosina y
similares. Según otra realización, R^{y} es un grupo cadena
lateral de aminoácido hidrófobo seleccionado de entre fenilalanina,
alanina o leucina, y una o más de entre tirosina, serina o
treonina.
Tal como se ha definido anteriormente, R^{x}
es un grupo cadena lateral de aminoácido natural o no natural capaz
de formar reticulaciones. Se apreciará que una variedad de grupos
funcionales de cadena lateral de aminoácido son capaces de tales
reticulaciones, incluyendo, pero no limitándose a, grupos
carboxilato, hidroxilo, tiol y amino. Ejemplos de fracciones
R^{x} que tienen grupos funcionales capaces de formar
reticulaciones incluyen una cadena lateral de ácido glutámico,
-CH_{2}C(O)CH, una cadena lateral de ácido
aspártico, -CH_{2}CH_{2}C(O)OH, una cadena
lateral de cisteína, -CH_{2}SH, una cadena lateral de serina,
-CH_{2}OH, una cadena lateral que contiene aldehído,
-CH_{2}C(O)H, una cadena lateral de lisina,
-(CH_{2})_{4}NH_{2}, una cadena lateral de arginina,
-(CH_{2})_{3}NHC(=NH)NH_{2}, una cadena lateral
de histidina,
-CH_{2}-imidazol-4-il.
En otras realizaciones, R^{x} comprende una
mezcla de grupos cadena lateral de aminoácido hidrófilos. Dichas
mezclas de grupos cadena lateral de aminoácido incluyen los que
tienen una funcionalidad ácido carboxílico, una funcionalidad
hidroxilo, una funcionalidad tiol y/o una funcionalidad amina. Se
apreciará que cuando R^{x} comprende una mezcla de
funcionalidades cadena lateral de aminoácido hidrófilo, entonces
pueden ocurrir múltiples reticulaciones. Por ejemplo, cuando
R^{x} comprende una cadena lateral que contiene ácido carboxílico
(por ejemplo, ácido aspártico o ácido glutámico) y una cadena
lateral que contiene tiol (por ejemplo cisteína), entonces el
bloque aminoácido puede tener tanto reticulación con zinc como
reticulación con cisteína (ditiol). Este tipo de bloque reticulado
mixto es ventajoso para el suministro de fármacos terapéuticos al
citosol de células enfermas. Cuando R^{x} comprende una cadena
lateral que contiene amina (por ejemplo, lisina o arginina) y una
cadena lateral que contiene tiol (por ejemplo, cisteína), entonces
el bloque aminoácido puede tener tanto reticulación con imina (por
ejemplo, base Schiff) como reticulación con cisteína (ditiol). La
funcionalidad ácido carboxílico reticulada con zinc y éster y la
funcionalidad amina reticulada con imina (por ejemplo, base Schiff)
son reversibles en orgánulos ácidos (es decir, endosomas, lisosoma)
mientras que los disulfuros son reducidos en el citosol por el
glutatión u otros agentes reductores resultando en la liberación del
fármaco exclusivamente en el citoplasma.
Tal como se ha definido de manera general
anteriormente, el grupo R^{2a} de la fórmula II es una amina
mono-protegida, una amina
di-protegida, -NHR^{4},
-N(R^{4})_{2}, -NHC(O)R^{4},
-NR^{4}C(O)R^{4}, -NHC(O)NHR^{4},
-NHC(O)N(R^{4})_{2},
-NR^{4}C(O)NHR^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NHC(O)OR^{4}, -NR^{4}C(O)OR^{4}, -NHSO_{2}R^{4}, o -NR^{4}SO_{2}R^{4}, en los que cada R^{4} es grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable, o dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno son tomados conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
-NR^{4}C(O)NHR^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NHC(O)OR^{4}, -NR^{4}C(O)OR^{4}, -NHSO_{2}R^{4}, o -NR^{4}SO_{2}R^{4}, en los que cada R^{4} es grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable, o dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno son tomados conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula II es -NHR^{4} o -N(R^{4})_{2}, en
los que cada R^{4} es un grupo alifático opcionalmente
sustituido. Un grupo R^{4} ejemplar es
5-norbornen-2-il-metil.
Según todavía otro aspecto de la presente invención, el grupo
R^{2a} de la fórmula II es -NHR^{4}, en el que R^{4} es un
grupo alifático C_{1-6} sustituido por N_{3}.
Los ejemplos incluyen -CH_{2}N_{3}. En algunas realizaciones,
R^{4} es un grupo alquilo C_{1-6} opcionalmente
sustituido. Los ejemplos incluyen metil, etil, propil, butil,
pentil, hexil,
2-(tetrahidropiran-2-iloxi)etil,
piridin-2-ildisulfanilmetil,
metildisulfanilmetil,
(4-acetilenilfenil)metil,
3-(metoxicarbonil)-prop-2-inil,
metoxicarbonilmetil,
2-(N-metil-N-(4-acetilenilfenil)carbonilamino)-etil,
2-ftalimidoetil, 4-bromobencil,
4-clorobencil, 4-fluorobencil,
4-yodobencil, 4-propargiloxibencil,
2-nitrobencil,
4-(bis-4-acetilenilbencil)aminometil-bencil,
4-propargiloxi-bencil,
4-dipropargilamino-bencil,
4-(2-propargiloxi-etildisulfanil)bencil,
2-propargiloxi-etil,
2-propargildisulfanil-etil,
4-propargiloxibutil,
2-(N-metil-N-propargilamino)etil
y 2-(2-dipropargilaminoetoxi)-etil.
En otras realizaciones, R^{4} es un grupo alquenilo
C_{2-6} opcionalmente sustituido. Los ejemplos
incluyen vinilo, alilo, crotilo, 2-propenil y
but-3-enil. Cuando el grupo R^{4}
es un grupo alifático sustituido, los sustituyentes adecuados en
R^{4} incluyen N_{3}, CN y halógeno. En ciertas realizaciones,
R^{4} es -CH_{2}CN, -CH_{2}CH_{2}CN,
-CH_{2}CH(OCH_{3})_{2},
4-(bisbenciloximetil)fenilmetil y similares.
Según otro aspecto de la presente invención, el
grupo R^{2a} de la fórmula II es -NHR^{4}, en el que R^{4} es
un grupo alquinilo C_{2-6} opcionalmente
sustituido. Los ejemplos incluyen -CC=CH, -CH_{2}C\equivCH,
-CH_{2}C\equivCCH_{3} y -CH_{2}CH_{2}C\equivCH.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula II es -NHR^{4}, en el que R^{4} es un anillo arilo de
5-8 miembros opcionalmente sustituido. En ciertas
realizaciones, R^{4} es fenilo opcionalmente sustituido o piridilo
opcionalmente sustituido. Los ejemplos incluyen fenil,
4-t-butoxicarbonilaminofenil,
4-azidometilfenil,
4-propargiloxifenil, 2-piridil,
3-piridil y 4-piridil. En ciertas
realizaciones, R^{2a} es
4-t-butoxicarbonilaminofenilamino,
4-azidometilfenamino o
4-propargiloxifenilamino.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula II es -NHR^{4}, en el que R^{4} es un anillo fenilo
opcionalmente sustituido. Los sustituyentes adecuados en el anillo
fenilo R^{4} incluyen halógeno;
-(CH_{2})_{0-4}R^{0};
-(CH_{2})_{0-4}OR^{0};
-(CH_{2})_{0-4}
CH(OR^{0})_{2}; -(CH_{2})_{0-4}SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}Ph, que puede ser sustituido por R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}O(CH_{2})_{0-1}Ph que puede ser sustituido por R^{0}; -CH=CHPh, que puede ser sustituido por R^{0}; -NO_{2}; -CN; -N_{3}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})_{2}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})C(S)NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4} N(R^{0})C(O)OR^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})NR^{0})C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)R^{0}; -C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OSiR^{0}_{3}; -(CH_{2})_{0-4}OC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)NR^{0}_{2}; -C(S)NR^{0}_{2}; -(-CH_{2})_{0-4}OC(O)NR^{0}_{2}; -C(O)N(OR^{0})R^{0}; -C(O)C(O)R^{0}; -C(O)CH_{2}C(O)R^{0}; -C(NOR^{0})R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SSR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}OR^{0};
-(CH_{2})_{0-4}OS(O)_{2}R^{0}; -S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4} S(O)R^{0}; -N(R^{0})S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -N(R^{0})S(O)_{2}R^{0}; -N(OR^{0})R^{0}; -C(NH)NR^{0}_{2}; -P(O)_{2}R^{0}; -P(O)R^{0}_{2}; -OP(O)R^{0}_{2}; SiR^{0}_{3}; en los que cada ocurrencia independiente de R^{0} es tal como se ha definido en la presente memoria anteriormente. En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la fórmula II es -NHR^{4}, en el que R^{4} es fenilo sustituido por uno o más grupos alifáticos C_{1-6} opcionalmente sustituidos. En todavía otras realizaciones, R^{4} es fenilo sustituido por vinilo, alilo, acetilenilo, -CH_{2}N_{3}, -CH_{2}CH_{2}N_{3}, -CH_{2}C\equivCCH_{3} o -CH_{2}C\equivCH.
CH(OR^{0})_{2}; -(CH_{2})_{0-4}SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}Ph, que puede ser sustituido por R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}O(CH_{2})_{0-1}Ph que puede ser sustituido por R^{0}; -CH=CHPh, que puede ser sustituido por R^{0}; -NO_{2}; -CN; -N_{3}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})_{2}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})C(S)NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4} N(R^{0})C(O)OR^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})NR^{0})C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)R^{0}; -C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OSiR^{0}_{3}; -(CH_{2})_{0-4}OC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)NR^{0}_{2}; -C(S)NR^{0}_{2}; -(-CH_{2})_{0-4}OC(O)NR^{0}_{2}; -C(O)N(OR^{0})R^{0}; -C(O)C(O)R^{0}; -C(O)CH_{2}C(O)R^{0}; -C(NOR^{0})R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SSR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}OR^{0};
-(CH_{2})_{0-4}OS(O)_{2}R^{0}; -S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4} S(O)R^{0}; -N(R^{0})S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -N(R^{0})S(O)_{2}R^{0}; -N(OR^{0})R^{0}; -C(NH)NR^{0}_{2}; -P(O)_{2}R^{0}; -P(O)R^{0}_{2}; -OP(O)R^{0}_{2}; SiR^{0}_{3}; en los que cada ocurrencia independiente de R^{0} es tal como se ha definido en la presente memoria anteriormente. En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la fórmula II es -NHR^{4}, en el que R^{4} es fenilo sustituido por uno o más grupos alifáticos C_{1-6} opcionalmente sustituidos. En todavía otras realizaciones, R^{4} es fenilo sustituido por vinilo, alilo, acetilenilo, -CH_{2}N_{3}, -CH_{2}CH_{2}N_{3}, -CH_{2}C\equivCCH_{3} o -CH_{2}C\equivCH.
\newpage
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula II es -NHR^{4}, en el que R^{4} es fenilo sustituido
por N_{3}, N(R^{0})_{2}, CO_{2}R^{0} o
C(O)R^{0}, en los que cada R^{0} es
independientemente tal como se ha definido en la presente memoria
anteriormente.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula II es -N(R^{4})_{2}, en el que cada
R^{4} es un grupo, independiente y opcionalmente sustituido,
seleccionado de entre alifático, fenilo, naftilo, un anillo arilo
de 5-6 miembros que tiene 1-4
heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno,
oxígeno o azufre, o un anillo arilo bicíclico de
8-10 miembros que tiene 1-5
heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno,
oxígeno o azufre, o una fracción detectable.
En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la
fórmula II es -N(R^{4})_{2}, en el que los dos
grupos R^{4} se toman conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno
para formar un anillo opcionalmente sustituido de
4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o
arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre. Según otra
realización, los dos grupos R^{4} se toman conjuntamente para
formar un anillo saturado o parcialmente insaturado de
5-6 miembros que tiene un átomo de nitrógeno, en el
que dicho anillo es sustituido por uno o más grupos oxo. Dichos
grupos R^{2a} incluyen, pero no se limitan a, ftalimida, maleimida
y succinimida.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula II es un grupo amino mono-protegido o
di-protegido. En ciertas realizaciones, R^{2a} es
una amina mono-protegida. En ciertas realizaciones,
R^{2a} es una amina mono-protegida seleccionada
de entre aralquilaminas, carbamatos, alil aminas o amidas. Las
fracciones amino mono-protegidas ejemplares
incluyen t-butiloxicarbonilamino,
etiloxicarbonilamino, metiloxicarbonilamino,
tricloroetiloxi-carbonilamino, aliloxicarbonilamino,
benciloxocarbonilamino, alilamino, bencilamino,
fluorenilmetilcarbonil, formamido, acetamido, cloroacetamido,
dicloroacetamido, tricloroacetamido, fenilacetamido,
trifluoroacetamido, benzamido y
t-butildifenilsililamino. En otras realizaciones,
R^{2a} es una amina di-protegida. Las fracciones
amino di-protegidas incluyen
di-bencilamino, di-alilamino,
ftalimida, maleimido, succinimido, pirrolo,
2,2,5,5-tetrametil-[1,2,5]azadisilolidino y
azido. En ciertas realizaciones, la fracción R^{2a} es ftalimido.
En otras realizaciones, la fracción R^{2a} es
mono-bencilamino o di-bencilamino o
mono-alilamino o di-alilamino.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula II comprende un grupo adecuado para la química
"Click". Una persona con conocimientos ordinarios en la materia
reconocerá que ciertos grupos R^{2a} de la presente invención son
adecuados para la química "Click".
Los compuestos de fórmula II que tienen grupos
R^{2a} que comprenden grupos adecuados para la química
"Click" son útiles para conjugar dichos compuestos a sistemas
biológicos, tales como proteínas, virus y células, por nombrar solo
unos pocos. Después de la conjugación a una biomolécula, fármaco,
célula, sustrato o similar, la otra funcionalidad grupo terminal,
correspondiente a la fracción R^{1} de la fórmula II, puede usarse
para fijar grupos de direccionamiento para el suministro específico
de célula incluyendo, pero sin limitarse a, tintes fluorescentes,
fijación covalente a superficies e incorporación en higrogeles. De
esta manera, otra realización de la presente invención proporciona
un método para conjugar grupos R^{2a} de un compuesto de fórmula
II a una macromolécula mediante química "Click". Todavía otra
realización de la presente invención proporciona una macromolécula
conjugada a un compuesto de fórmula II mediante el grupo
R^{2a}.
Según una realización, el grupo R^{2a} de la
fórmula II es un grupo que contiene azida. Según otra realización,
el grupo R^{2a} de la fórmula II es un grupo que contiene
alquino.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula II tiene una fracción alquino terminal. En otras
realizaciones, el grupo R^{2a} de la fórmula II es una fracción
que contiene alquino que tiene un grupo aceptor de electrones. Por
consiguiente, en dichas realizaciones, el grupo R^{2a} de la
fórmula II es
en la que E es un grupo aceptor de
electrones e y es 0-6. Dichos grupos aceptores de
electrones son conocidos por las personas con conocimientos
ordinarios en la materia. En ciertas realizaciones, E es un éster.
En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la fórmula II
es
en la que E es un grupo aceptor de
electrones, tal como un grupo -C(O)O- e y es
0-6.
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Los compuestos ejemplares de la presente
invención se exponen en las Tablas 1 a 4, a continuación. La Tablas
1 expone los compuestos ejemplares de la fórmula:
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en la que cada w es
25-1000, cada x es 1-50, cada y es
1-50, cada z es 1-100, p es la suma
de y más z y cada enlace a puntos representa el punto de fijación al
resto de la
molécula.
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\newpage
La Tabla 2 expone los compuestos ejemplares de
la fórmula:
en la que cada x es
100-500, cada y es 4-20, cada z es
5-50 y cada enlace a puntos representa el punto de
fijación al resto de la
molécula.
\newpage
La Tabla 3 expone compuestos ejemplares de la
fórmula:
en la que cada v es
100-500, cada w es 4-20, x es
4-20, cada y es 5-50, cada z es
5-50, p es la suma de y más z y cada enlace a puntos
representa el punto de fijación al resto de la
molécula.
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\vskip1.000000\baselineskip
La Tabla 4 expone los compuestos ejemplares de
la fórmula:
en la que cada w es
25-1000, cada x es 1-50, y es
1-50, cada z es 1-100 y cada enlace
a puntos representa el punto de fijación al resto de la
molécula.
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\vskip1.000000\baselineskip
Además de los avances en la tecnología de
micelas poliméricas, se han dedicado considerables esfuerzos al
desarrollo de materiales poliméricos con respuesta a estímulos que
pueden responder a cambios de pH del entorno. Véase Chatterjee, J.;
Haik, Y.; Chen, C. J. J. App. Polym. Sci. 2004, 91,
3337-3341; Du, J. Z.; Armes, S. P. J. Am. Chem.
Soc. 2005, 127, 12800-12801; y Twaites, B. R.; de
las Heras Alarcon, C.; Cunliffe, D.; Lavigne, M.; Pennadam, S.;
Smith, J. R.; Gorecki, D. C.; Alexander, C. J. Control. Release
2004, 97, 551-566. Esto es importante para fármacos
basados en ácidos nucleicos y proteína sensible, donde el escape de
los compartimentos intracelulares ácidos (es decir, endosoma y
lisosoma) y la liberación citoplasmática son necesarios para
conseguir un valor terapéutico. Véase Murthy, N.; Campbell, J.;
Fausto, N.; Hoffman, A. S.; Stayton, P. S. J. Control. Release
2003, 89, 365-374; EI-Sayed, M. E.
H.; Hoffman, A. S.; Stayton, P. S. J. Control. Release 2005, 104,
417-427; and Liu, Y.; Wenning, L.; Lynch, M.;
Reineke, T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7422-7423.
Los sistemas de suministro sensibles a ácido que pueden escapar
exitosamente del endosoma y pueden transportar fármacos
quimioterapéuticos de molécula pequeña al interior del citoplasma
son también de interés, ya que estos portadores pueden circunvalar
muchos mecanismos celulares responsables de la resistencia múltiple
a fármacos. En algunos de estos casos, los polímeros son diseñados
para responder al gradiente de pH considerable entre la sangre (pH
7,4) y el endosoma tardío-temprano (pH \sim
5,0-6,0).
Hay un interés adicional en el desarrollo de
agentes terapéuticos de direccionamiento, específicos de cáncer,
sensibles al pH. Por ejemplo, las células de crecimiento rápido en
los tumores sólidos tienen tasas glicolíticas elevadas y una
producción de ácido láctico incrementada en comparación con las
células sanas. Estos factores, junto con el pobre drenaje linfático
presente en el tejido canceroso resulta en un exceso de ácido
láctico y un leve gradiente de pH entre la sangre y el microentorno
del tumor sólido (pH 6,5-7,0). Véase Kalllinowski,
F.; Schlenger, K. H.; Runkel, S.; Kloes, M.; Stohrer, M.; Okunieff,
P.; Vaupel, P. Cancer Res.1989, 49, 3759-3764.
Aunque el diseño de los materiales que pueden responder a dichas
pequeñas variaciones de pH supone claramente un desafío, este
mecanismo, acoplado con el efecto EPR, representa un método efectivo
para limitar la liberación de fármaco a los tumores sólidos.
En ciertas realizaciones, los copolímeros en
bloque anfifílicos y las micelas poliméricas que responden a célula
de la presente invención están diseñados para combinar los conceptos
de micelas poliméricas reticuladas y direccionamiento de fármaco
sensible a pH para construir nanovectores "inteligentes" que
son infinitamente estables a la dilución en el flujo sanguíneo pero
que están químicamente programados para liberar su carga
terapéutica en respuesta a cambios de pH que se dan comúnmente en
los tumores sólidos y las células cancerosas. Al utilizar
nanovectores que responden a cáncer en conjunción con potentes
agentes quimioterapéuticos, se abordan problemas clínicos
permanentes, tales como la estabilidad micelar
post-inyección y el suministro direccionado de
agentes terapéuticos a células cancerosas. A diferencia de los
ejemplos previos de reticulación de micelas (es decir, reticulación
con núcleo y corteza), el enfoque multi-bloque de la
presente invención permite la reticulación efectiva de segmentos de
polímero situados en el interfaz de los bloques poliméricos
hidrófobo e hidrófilo, tal como se muestra en la Figura 1. Este
enfoque es ventajoso porque se preparan micelas estables sin
sacrificar la eficiencia de carga o sin alterar la molécula del
fármaco durante la reticulación a núcleo.
A diferencia de las micelas reticuladas a
corteza, la reticulación de las micelas copolímero multibloque según
la presente realización se realiza sin grandes volúmenes de
dilución porque no ocurre el acoplamiento
micela-micela. Dicha reticulación mejorará el
tiempo de circulación post-administración llevando a
un direccionamiento del fármaco pasivo más eficiente mediante el
efecto EPR y el direccionamiento activo mejorado usando grupos de
direccionamiento específicos de cáncer. Además, una reticulación que
responde a estímulos puede ofrecer otro mecanismo de
direccionamiento para aislar la liberación del fármaco de
quimioterapia exclusivamente en el interior del tejido tumoral y el
citoplasma de células cancerosas.
Las reacciones de reticulación diseñadas para el
suministro de fármacos cumplen preferentemente un cierto conjunto
de requerimientos para que se consideren seguros y útiles para
aplicaciones in vivo. Por ejemplo, en otras realizaciones,
la reacción de reticulación utilizaría reactivos no citotóxicos,
sería insensible al agua, no alteraría el fármaco a suministrar y
en el caso de terapia anticáncer, sería reversible a los niveles de
pH que se encuentran comúnmente en un tejido tumoral (pH \sim 6,8)
o en orgánulos ácidos en células cancerosas (pH \sim
5,0-6,0).
En ciertas realizaciones, las micelas de la
presente invención comprenden un polímero multibloque reticulado de
fórmula III:
en la
que:
- \quad
- n es 10-2500;
- \quad
- m es 5-50;
- \quad
- m' es 5-500;
- \quad
- L es una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente, en la que 0-6 unidades metileno de L son remplazadas independientemente por -M-, -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-, -OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que:
- \quad
- -M- es un metal bivalente adecuado;
- \quad
- -Cy es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre;
- \quad
- R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, hidrófobo o iónico;
- \quad
- R^{1} es -Z(CH_{2}CH_{2}Y)_{p}(CH_{2})_{t}R^{3}, en el que:
- \quad
- Z es -O-, -S-, -C\equivC- o -CH_{2}-;
- \quad
- cada Y es independientemente -O- o -S-;
- \quad
- p es 0-10;
- \quad
- t es 0-10; y
- \quad
- R^{3} es -N_{3}, -CN, una amina mono-protegida, una amina di-protegida, un aldehído protegido, un hidroxilo protegido, un ácido carboxílico protegido, un tiol protegido, un éter corona de 9-30 miembros, o un grupo opcionalmente sustituido seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable;
- \quad
- Q es un enlace de valencia o una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente, en la que 0-6 unidades metileno de Q son remplazadas independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-, -OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que:
- \quad
- -Cy es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre;
- \quad
- R^{2a} es una amina mono-protegida, una amina di-protegida, -N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)R^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)OR^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}; y
- \quad
- cada R^{4} es un grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre hidrógeno, alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno, azufre, o una fracción detectable, o;
- \quad
- dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno se toman conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
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Según otra realización, la presente invención
proporciona compuestos de fórmula III, tal como se ha descrito
anteriormente, en los que dichos compuestos tienen un índice de
polidispersidad ("PDI") de aproximadamente 1,0 a
aproximadamente 1,2. Según otra realización, la presente invención
proporciona compuestos de fórmula III, tal como se ha descrito
anteriormente, en los que dicho compuesto tiene un índice de
polidispersidad ("PDI") de aproximadamente 1,03 a
aproximadamente 1,15. Según todavía otra realización, la presente
invención proporciona compuestos de fórmula I, tal como se ha
descrito anteriormente, en los que dicho compuesto tiene un índice
de polidispersidad ("PDI") de aproximadamente 1,10 a
aproximadamente 1,20. Según otras realizaciones, la presente
invención proporciona compuestos de fórmula III que tienen un PDI
inferior a aproximadamente 1,10.
Tal como se ha definido anteriormente de manera
general, el grupo n de la fórmula III es 10-2500. En
ciertas realizaciones, la presente invención proporciona compuestos
de fórmula III, tal como se ha descrito anteriormente, en los que n
es aproximadamente 225. En otras realizaciones, n es de
aproximadamente 10 a aproximadamente 40. En otras realizaciones, n
es de aproximadamente 40 a aproximadamente 60. En todavía otras
realizaciones, n es de aproximadamente 90 a aproximadamente 150. En
todavía otras realizaciones, n es de aproximadamente 200 a
aproximadamente 250. En otras realizaciones, n es de aproximadamente
300 a aproximadamente 375. En otras realizaciones, n es de
aproximadamente 400 a aproximadamente 500. En todavía otras
realizaciones, n es de aproximadamente 650 a aproximadamente
750.
El grupo m' de la fórmula III es de 5 a 500. En
ciertas realizaciones, el grupo m' de la fórmula III es de
aproximadamente 10 a aproximadamente 250. En otras realizaciones, m'
es de aproximadamente 10 a aproximadamente 50. Según todavía otra
realización, m' es de aproximadamente 20 a aproximadamente 40. Según
todavía otra realización, m' es de aproximadamente 50 a
aproximadamente 75. Según otras realizaciones, m y m' son
independientemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 100. El
parámetro m es 5-50. En otras realizaciones, m es
5-10. En otras realizaciones, m es
10-20. En otras realizaciones, m es
10-20. En ciertas realizaciones, m y m' suman de
aproximadamente 30 a aproximadamente 60.
Tal como se ha definido anteriormente de manera
general, el grupo L de la fórmula III es una cadena alquileno
C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o
insaturada, bivalente, en la que 0-6 unidades
metileno de L son remplazadas independientemente por -M-, Cy , -O-,
NH-, -S-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, NHC(O)-,
C(O)NH-, OC(O)NH- o
-NHC(O)O-, en los que -M- es un metal bivalente
adecuado; -Cy es un anillo de 5-8 miembros,
opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente
insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos
seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o
azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente
sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo
bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre. Se
apreciará que el grupo L de la fórmula III representa grupos cadena
lateral de aminoácido reticulados. En ciertas realizaciones, los
grupos cadena lateral de aminoácido reticulados corresponden a la
fracción R^{x} de los compuestos de las fórmulas I y II, tal como
se ha descrito anteriormente en la presente memoria. En ciertas
realizaciones, el grupo L de la fórmula III representa un grupo
cadena lateral de aminoácido reticulada con metal, un grupo cadena
lateral de aminoácido reticulado con hidrazona, un grupo cadena
lateral de aminoácido reticulado con éster, un grupo cadena lateral
reticulado con amida, un grupo cadena lateral reticulado con imina
(por ejemplo, base Schiff) o un grupo cadena lateral reticulado con
disulfuro.
En ciertas realizaciones, el grupo L de la
fórmula III comprende -M-. En otras realizaciones, -M- es zinc,
calcio, hierro o aluminio. En todavía otras realizaciones, -M- es
estroncio, manganeso, paladio, plata, oro, cadmio, cromo, indio o
plomo.
En otras realizaciones, el grupo L de la fórmula
III es una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o
ramificada, saturada o insaturada, bivalente, en la que 2 unidades
metileno de L se remplazan independientemente por -C(O)-,
-C(O)NH-, -NHC(O)-, -S-, -C(O)O-,
-OC(O)-, -C(O)NHN-, -=NNHC(O)-, -=N-,
-N=-, -M-OC(O)- o
-C(O)O-M-. Según otra realización, el
grupo L de la fórmula III es una cadena alquileno
C_{1-6}, lineal o ramificada, saturada o
insaturada, bivalente, en la que 2 unidades metileno de L se
remplazan por -C(O)- o -C(O)NH-. En otras
realizaciones, el grupo L de la fórmula III es una cadena alquileno
C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o
insaturada, bivalente que tiene al menos 2 unidades de
insaturación. Según todavía otra realización, el grupo L de la
fórmula III es una cadena alquileno C_{1-12},
lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente en la que dos
unidades metileno de L son remplazadas por -NH-. Según todavía otra
realización, el grupo L de la fórmula III es una cadena alquileno
C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o
insaturada, bivalente en la que dos unidades metileno de L son
remplazadas por -C(O)NHN.
En ciertas realizaciones, la fracción -M- del
grupo L de la fórmula III es zinc. En otras realizaciones, L forma
una fracción reticulante zinc-dicarboxilato. En
ciertas realizaciones, la reticulación utiliza un acoplamiento
mediado por zinc de los ácidos carboxílicos, una reacción altamente
selectiva y sensible a pH que es realizada en agua. Esta reacción,
que se usa ampliamente en aplicaciones de pastillas para la tos,
implica la asociación de iones de zinc con ácidos carboxílicos a un
pH básico. Véase Bakar, N. K. A.; Taylor, D. M.; Williams, D. R.
Chem. Spec. Bioavail. 1999, 11, 95-101; y Eby, G. A.
J. Antimicrob. Chemo. 1997, 40, 483-493. Estos
enlaces zinc-carboxilato se disocian fácilmente en
presencia de ácido.
Esquema
1
El esquema 1 anterior ilustra la reacción de un
ión de zinc acuoso (por ejemplo, cloruro de zinc) con dos
equivalentes de un ácido carboxílico apropiado para formar el
dicarboxilato de zinc. Esta reacción ocurre rápida e
irreversiblemente en un entorno de pH ligeramente básico, pero tras
una acidificación, es reversible en un intervalo adaptable de pH de
4,0 a 6,8 para reformar ZnX_{2}, en el que X es la base del
conjugado. Una persona con conocimientos ordinarios en la materia
reconocerá que una variedad de cadenas laterales de aminoácido
natural y no natural tienen una fracción ácido carboxílico que puede
ser reticulada mediante zinc u otro metal adecuado.
En ciertas realizaciones, L representa cadenas
laterales de ácido aspártico reticuladas con zinc. Sin deseos de
limitarse a la teoría, se cree que las reticulaciones de aspartato
de zinc son estables en el compartimiento sanguíneo (pH 7,4),
permitiendo una acumulación efectiva de micelas cargadas con fármaco
en tumores sólidos mediante mecanismos de direccionamiento pasivos
y activos. En presencia de concentraciones de ácido láctico que se
encuentran comúnmente en tumores sólidos o en orgánulos ácidos de
células cancerosas, se produce una degradación rápida de las
reticulaciones de metal llevando a la disociación micelar y a la
liberación del fármaco en el sitio del tumor. Estudios cualitativos
preliminares han mostrado que los segmentos de aspartato de zinc
reticulados son reversibles en presencia de
hidroácidos-\alpha.
La elección de zinc como metal reticulante es
ventajosa para una reticulación micelar efectiva. Los productos
secundarios cloruro de zinc y lactato de zinc son reconocidos
generalmente como no tóxicos, y no se anticipan otros asuntos de
seguridad. El cloruro de zinc de calidad farmacéutica se usa
comúnmente en enjuagues bucales y como estabilizador de clorofila
en vegetales, mientras que el lactato de zinc se usa como aditivo en
preparaciones de fármacos y pastas de dientes. La reacción es
reversible dentro de un intervalo de pH adaptable, es selectiva
hacia los ácidos carboxílicos y no debería alterar los agentes
quimioterapéuticos encapsulados. Aunque se ha elegido el zinc como
metal ejemplar para la reticulación de micelas, debería notarse que
muchos otros metales experimentan acoplamiento sensible a ácido con
ácidos carboxílicos. Estos metales incluyen calcio, hierro y
aluminio, por nombrar sólo unos pocos. Uno o más de estos metales
pueden ser sustituidos por zinc.
El objetivo final de la reticulación mediada por
metal es garantizar la estabilidad micelar cuando se diluya en la
sangre (pH 7,4) seguido por la disolución rápida y la liberación de
fármaco en respuesta a un cambio de pH finito, tal como los
encontrados en las células cancerosas. Informes previos sugieren un
pH de disociación variable y adaptable para los enlaces zinc-ácido
(de aproximadamente 2,0 a 7,0) dependiendo del ácido carboxílico
usado y el número de enlaces formados. Véase Cannan, R. K.; Kibrick,
A. J. Am. Chem. Soc. 1938, 60, 2314-2320. Sin
querer limitarse a la teoría, se cree que la concentración de
cloruro de zinc y el número unidades de repetición de ácido
aspártico, u otro aminoácido que contiene ácido carboxílico, en el
bloque de reticulación controlará finalmente el valor de pH al que
ocurrirá el desensamblaje micelar completo. La versatilidad
sintética del diseño del copolímero en bloque es ventajosa ya que
se adaptan una o más variables para conseguir la deseada
reversibilidad por pH. Ajustando simplemente la estoiquiometría de
cloruro de zinc/polímero, la reticulación reversible por pH es
adaptada con precisión en el intervalo de pH de interés. Por
ejemplo, concentraciones de zinc más altas producen más
reticulaciones con zinc, lo que requiere mayores concentraciones
ácidas (es decir, pH inferior) para la disociación. Los ajustes en
la estoiquiometría zinc/polímero producirán la deseada
reversibilidad por pH, sin embargo otras variables, tales como el
incremento de la longitud del bloque poli(ácido aspártico) (es
decir, 15-25 unidades de repetición) ajustan
adicionalmente la reacción de reticulación reversible, si es
necesario.
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En otras realizaciones, L comprende una mezcla
de grupos cadena lateral de aminoácido hidrófilos reticulados.
Dichas mezclas de grupos cadena lateral de aminoácido incluyen los
que tiene una funcionalidad ácido carboxílico, una funcionalidad
hidroxilo, una funcionalidad tiol y/o una funcionalidad amina. Se
apreciará que cuando L comprende una mezcla de funcionalidades
cadena lateral de aminoácido hidrófilas, entonces pueden ocurrir
múltiples reticulaciones. Por ejemplo, cuando L comprende una
cadena lateral que contiene ácido carboxílico (por ejemplo, ácido
aspártico o ácido glutámico) y un cadena lateral que contiene tiol
(por ejemplo, cisteína), entonces el bloque aminoácido puede tener
tanto reticulación con zinc como reticulación con cisteína (ditiol).
Este tipo de bloque reticulado mixto es ventajoso para el
suministro de fármacos terapéuticos al citosol de células enfermas
porque debe haber presente un segundo estímulo para permitir la
liberación del fármaco. Por ejemplo, las micelas que poseen tanto
reticulación ácido carboxílico-zinc como
reticulación cisteína ditiol requerirían entrar en un entorno ácido
(por ejemplo, un tumor) y entrar en un entorno con una alta
concentración de glutatión (por ejemplo, en el citoplasma celular).
Cuando L comprende una cadena lateral que contiene amina (por
ejemplo, lisina o arginina) y una cadena lateral que contiene tiol
(por ejemplo, cisteína), entonces el bloque aminoácido puede tener
tanto reticulación con amina (por ejemplo, base Schiff) como
reticulación con cisteína (ditiol). La funcionalidad ácido
carboxílico reticulado con zinc y éster y la funcionalidad amina
reticulada con imina (por ejemplo, base Schiff) son reversibles en
orgánulos ácidos (es decir, endosomas, lisosoma) mientras que los
disulfuros son reducidos en el citosol por el glutatión u otros
agentes reductores, resultando en la liberación exclusivamente en el
cistoplasma.
En las Figuras 2 a 10 se representan reacciones
de reticulación ejemplares y los grupos L resultantes.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula III es -N_{3}.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula III es -CN.
En todavía otras realizaciones, la fracción
R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula III es una amina
mono-protegida o una amina
di-protegida.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula III es un grupo alifático
opcionalmente sustituido. Ejemplos incluyen
t-butil,
5-norborneno-2-il,
octano-5-il, acetilenil,
trimetilsililacetilenil, triisopropilsililacetilenil y
t-butildimetilsililacetilenil. En algunas
realizaciones, dicha fracción R^{3} es un grupo alquilo
opcionalmente sustituido. En otras realizaciones, dicha fracción
R^{3} es un grupo alquenilo o alquinilo opcionalmente sustituido.
Cuando dicha fracción R^{3} es un grupo alifático sustituido, los
sustituyentes adecuados en R^{3} incluyen CN, N_{3},
trimetilsilil, triisopropilsilil,
t-butildimetilsilil, N-metil
propiolamido,
N-metil-4-acetilenilanilino,
N-metil-4-acetilenilbenzoamido,
bis-(4-etinil-bencil)-amino,
dipropargilamino,
di-hex-5-inil-amino,
di-pent-4-inil-amino,
dibut-3-inil-amino,
propargiloxi, hex-5-iniloxi,
pent-4-iniloxi,
di-but-3-iniloxi,
N-metil-propargilamino,
N-metil-hex-5-inil-amino,
N-metil-pent-4-inil-amino,
N-metil-but-3-inil-amino,
2-hex-5-inildisulfanil,
2-pent-4-inildisulfanil,
2-but-3-inildisulfanil
y 2-propargildisulfanil. En ciertas realizaciones,
el grupo R^{1} es
2-(N-metil-N-(etinilcarbonil)amino)etoxi,
4-etinilbenciloxi o
2-(4-etinilfenoxi)etoxi.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula III es un grupo arilo opcionalmente
sustituido. Ejemplos incluyen fenilo opcionalmente sustituido y
piridilo opcionalmente sustituido. Cuando dicha fracción R^{3} es
un grupo arilo sustituido, los sustituyentes adecuados en R^{3}
incluyen CN, N_{3}, NO_{2}, -CH_{3}, -CH_{2}N_{3},
-CH=CH_{2}, -C\equivCH, Br, I, F,
bis-(4-etinilbencil)-amino,
dipropargilamino,
di-hex-5-inil-amino,
di-pent-4-inil-amino,
di-but-3-inil-amino,
propargiloxi, hex-5-iniloxi,
pent-4-iniloxi,
di-but-3-iniloxi,
2-hex-5-iniloxi-etildisulfanil,
2-pent-4-iniloxi-etildisulfanil,
2-but-3-iniloxi-etildisulfanil,
2-propargiloxi-etildisulfanil,
bis-benciloxi-metil,
[1,3]dioxolan-2-il y
[1,3]dioxan-2-il.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} es
un grupo arilo sustituido con un grupo amino protegido
adecuadamente. Según otro aspecto, la fracción R^{3} es fenilo
sustituido con un grupo amino protegido adecuadamente.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula III es un grupo hidroxilo protegido. En
ciertas realizaciones, el hidroxilo protegido de la fracción R^{3}
es un éster, carbonato, sulfonato, alil éter, éter, silil éter,
alquil éter, arilalquil éter o alcoxialquil éter. En ciertas
realizaciones, el éster es un formato, acetato, proprionato,
pentanoato, crotonato o benzoato. Los ésteres ejemplares incluyen
formato, benzoil formato, cloroacetato, trifluoroacetato,
metoxiacetato, trifenilmetoxiacetato,
p-clorofenoxiacetato,
3-fenilpropionato, 4-oxopentanoato,
4,4-(etileneditio) pentanoato, pivaloato (trimetilacetato),
crotonato, 4-metoxi-crotonato,
benzoato, p-bencilbenzoato,
2,4,6-trimetilbenzoato. Los carbonatos ejemplares
incluyen 9-fluorenilmetil, etil,
2,2,2-tricloroetil, 2-(trimetilsilil)etil,
2-(fenilsulfonil)etil, vinil, alil y
p-nitrobencil carbonato. Ejemplos de silil éteres
adecuados incluyen trimetilsilil, trietilsilil,
t-butildimetilsilil,
t-butildifenilsilil, triisopropilsilil éter y otros
trialquilsilil éteres. Los alquil éteres ejemplares incluyen metil,
bencil, p-metoxibencil,
3,4-dimetoxibencil, tritil, t-butil
y alil éter, o sus derivados. Los alcoxialquil éteres ejemplares
incluyen acetales, tales como metoximetil, metiltiometil,
(2-metoxietoxi)metil, benciloximetil,
beta-(trimetilsilil)etoximetil y
tetrahidropiran-2-il éter. Los
arilalquil éteres ejemplares incluyen bencil,
p-metoxibencil (MPM),
3,4-dimetoxibencil, O-nitrobencil,
p-nitrobencil, p-halobencil,
2,6-diclorobencil, p-cianobencil, 2-
y 4-picolil éteres.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula III es un grupo amino
mono-protegido o di-protegido. En
ciertas realizaciones, R^{3} es una amina
mono-protegida. En ciertas realizaciones, R^{3}
es una amina mono-protegida seleccionada de entre
aralquilaminas, carbamatos, alil aminas o amidas. Las fracciones
amino mono-protegidas ejemplares incluyen
t-butiloxicarbonilamino, etiloxicarbonilamino,
metiloxicarbonilamino,
tricloroetiloxi-carbonilamino, aliloxicarbonilamino,
benciloxocarbonilamino, alilamino, bencilamino,
fluorenilmetilcarbonil, formamido, acetamido, cloroacetamido,
dicloroacetamido, tricloroacetamido, fenilacetamido,
trifluoroacetamido, benzamido y
t-butildifenilsililamino. En otras realizaciones,
R^{3} es una amina di-protegida. Las aminas
di-protegidas ejemplares incluyen
di-bencilamina, di-alilamina,
ftalimida, maleimida, succinimida, pirrola,
2,2,5,5-tetrametil-[1,2,5]azadisilolidina y
azida. En ciertas realizaciones, la fracción R^{3} es ftalimido.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} es
mono-bencilamino o di-bencilamino o
mono-alilamino o di-alilamino. En
ciertas realizaciones, el grupo R^{1} es
2-dibencilaminoetoxi.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula I es un grupo aldehído protegido. En
ciertas realizaciones, la fracción aldehído protegido de R^{3} es
un acetal acíclico, un acetal cíclico, una hidrazona o una imina.
Los grupos R^{3} ejemplares incluyen dimetil acetal, dietil
acetal, diisopropil acetal, dibencil acetal,
bis(2-nitrobencil) acetal,
1,3-dioxano, 1,3-dioxolano y
semicarbazona. En ciertas realizaciones, R^{3} es un acetal
acíclico o un acetal cíclico. En otras realizaciones, R^{3} es un
dibencil acetal.
En todavía otras realizaciones, la fracción
R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula III es un grupo ácido
carboxílico protegido. En ciertas realizaciones, la fracción ácido
carboxílico protegida de R^{3} es un éster opcionalmente
sustituido seleccionado de entre arilo o alifático
C_{1-6}, o un silil éster, un éster activado, una
amida o una hidrazida. Ejemplos de dichos grupos ésteres incluyen
metil, etil, propil, isopropil, butil, isobutil, bencil y fenil
éster. En otras realizaciones, la fracción ácido carboxílico
protegida de R^{3} es una oxazolina o un orto éster. Ejemplos de
dichas fracciones ácido carboxílico protegidas incluyen
oxazolin-2-il y
2-metoxi-[1,3]dioxin-2-il.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{1} es
oxazolin-2-ilmetoxi o
2-oxazolin-2-il-1-propoxi.
Según otras realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula III es un grupo tiol protegido. En
ciertas realizaciones, el tiol protegido de R^{3} es un disulfuro,
tioéter, silil tioéter, tioéster, tiocarbonato o un tiocarbamato.
Ejemplos de dichos tioles protegidos incluyen triisopropilsilil
tioéter, t-butildimetilsilil tioéter,
t-butil tioéter, bencil tioéter,
p-metilbencil tioéter, trifenilmetil tioéter y
p-metoxifenildifenilmetil tioéter. En otras
realizaciones, R^{3} es un tioéter opcionalmente sustituido
seleccionado de entre alquil, bencil o trifenilmetil, o
tricloroetoxicarbonil tioéster. En ciertas realizaciones, R^{3} es
-S-S-piridin-2-il,
-S-SBn, -S-SCH_{3} o
-S-S(p-etinilbencil). En
otras realizaciones, R^{3} es
-S-S-piridin-2-il.
En todavía otras realizaciones, el grupo R^{1} es
2-trifenilmetilsulfanil-etoxi.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula III es un éter corona. Los ejemplos
de dichos éteres corona incluyen
12-corona-4,
15-corona-5 y
18-corona-6.
En todavía otras realizaciones, la fracción
R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula III es una fracción
detectable. Según un aspecto de la invención, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula III es una fracción fluorescente.
Dichas fracciones fluorescentes son bien conocidas en la técnica e
incluyen cumarinas, quinolonas, benzoisoquinolonas, hostasol y
tintes Rodamina, por nombrar sólo uno pocos. Las fracciones
fluorescentes ejemplares del grupo R^{3} de R^{1} incluyen
antracen-9-il,
piren-4-il,
9-H-carbazol-9-il,
el carboxilato de rodamina B y el carboxilato de cumarina 343.
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula III es un grupo adecuado para la
química "Click". Las reacciones "Click" tienden a implicar
reactivos de alta energía ("spring loaded") con coordenadas de
reacción bien definidas, dando lugar a eventos de formación de
enlaces selectivos de gran alcance. Los ejemplos incluyen la
captura nucleofílica de electrófilos de anillo tenso (epóxido,
azidirinas, iones aziridinio, iones episulfonio), ciertas formas de
reactividad carbonilo (aldehídos e hidracinas o hidroxilaminas, por
ejemplo), y varios tipos de reacciones de cicloadición. La
cicloadición 1,3-dipolar de
azida-alquino es una de tales reacciones. La
química "Click" es conocida en la técnica y una persona con
conocimientos ordinarios en la materia reconocerá que ciertas
fracciones R^{3} de la presente invención son adecuadas para la
química "Click".
En ciertas realizaciones, la fracción R^{3}
del grupo R^{1} de la fórmula III es un grupo adecuado para
química "Click". Las reacciones "Click" tienden a implicar
reactivos de alta energía ("spring loaded") con coordenadas de
reacción bien definidas, dando lugar a eventos de formación de
enlaces selectivos de gran alcance. Ejemplos incluyen la captura
nucleofílica de electrófilos de anillo tenso (epóxido, azidirinas,
iones aziridinio, iones episulfonio), ciertas formas de reactividad
carbonilo (aldehídos e hidracinas o hidroxilaminas, por ejemplo), y
varios tipos de reacciones de cicloadición. La cicloadición
1,3-dipolar de azida-alquino es una
de tales reacciones. La química "Click" es conocida en la
técnica y una persona con conocimientos ordinarios en la materia
reconocerá que ciertas fracciones R^{3} de la presente invención
son adecuadas para la química "Click".
Los compuestos de fórmula III que tienen
fracciones R^{3} adecuadas para la química "Click" son útiles
para conjugar dichos compuestos a macromoléculas o sistemas
biológicos, tales como proteínas, virus y células, por nombrar solo
unos pocos. Se conoce que la reacción "Click" avanza rápida y
selectivamente bajo condiciones fisiológicas. Por el contrario, la
mayoría de las reacciones de conjugación se realizan usando la
funcionalidad amina principal en proteínas (por ejemplo, grupo
terminal de proteína o lisina). Debido a que la mayoría de las
proteínas contienen una multitud de lisinas y argininas, dicha
conjugación ocurre de manera incontrolable en múltiples sitios en
la proteína. Esto es particularmente problemático cuando las lisinas
o las argininas están situadas alrededor del sitio activo de una
enzima u otra biomolécula. De esta manera, otra realización de la
presente invención proporciona un método para conjugar grupos
R^{1} de un compuesto de fórmula III a una macromolécula mediante
química "Click". Todavía otra realización de la
presente invención proporciona una macromolécula conjugada a un compuesto de fórmula III mediante el grupo R^{1}.
presente invención proporciona una macromolécula conjugada a un compuesto de fórmula III mediante el grupo R^{1}.
Según una realización, la fracción R^{3} del
grupo R^{1} de la fórmula III es un grupo que contiene azida.
Según otra realización, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de la
fórmula III es un grupo que contiene alquino. En ciertas
realizaciones, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula
III es un grupo tiene una fracción alquino terminal. En otras
realizaciones, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula
III es una fracción alquino que tiene un grupo aceptor de
electrones. Por consiguiente, en dichas realizaciones, la fracción
R^{3} del grupo R^{1} de la fórmula III es
en la que E es un grupo aceptor de
electrones e y es 0-6. Dichos grupos aceptores de
electrones son conocidos por las personas con conocimientos
ordinarios en la materia. En ciertas realizaciones, E es un éster.
En otras realizaciones, la fracción R^{3} del grupo R^{1} de la
fórmula III
es
en la que E es un grupo aceptor de
electrones, tal como un grupo -C(O)O- e y es
0-6.
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como se ha definido de manera general
anteriormente, Q es un enlace de valencia o una cadena alquileno
C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o
insaturada, bivalente, en la que 0-6 unidades
metileno de Q son remplazadas independientemente por -Cy-, -O-,
-NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-,
-SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-,
-C(O)NH-, -OC(O)NH- o
-NHC(O)O-, en los que -Cy- es un anillo de
5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente,
saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-4 heteroátomos seleccionados independientemente
de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de
8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente,
saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene
0-5 heteroátomos seleccionados independientemente
de entre nitrógeno, oxígeno o azufre. En ciertas realizaciones, Q es
un enlace de valencia. En otras realizaciones, Q es una cadena
alquileno C_{1-12} saturada bivalente, en la que
0-6 unidades metileno de Q son remplazadas
independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-,
-C(O)O- o -C(O)-, en los que -Cy- es un anillo
de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido,
bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-4 heteroátomos seleccionados independientemente
de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de
8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente,
saturado, parcialmente insaturado
o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
En ciertas realizaciones, Q es -Cy- (es decir,
una cadena alquileno C_{1} en la que la unidad metileno es
remplazada por -Cy-), en la que -Cy- es un anillo de
5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente,
saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de
entre nitrógeno, oxígeno o azufre. Según un aspecto de la presente
invención, -Cy- es un grupo arilo bivalente opcionalmente
sustituido. Según otro aspecto de la presente invención, -Cy- es un
grupo fenilo bivalente opcionalmente sustituido. En otras
realizaciones, -Cy- es un anillo carbocíclico saturado bivalente de
5-8 miembros opcionalmente sustituido. En todavía
otras realizaciones, -Cy- es un anillo heterocíclico saturado
bivalente de 5-8 miembros opcionalmente sustituido
que tiene 1-2 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre. Los grupos
-Cy- ejemplares incluyen anillos bivalentes seleccionados de entre
fenilo, piridilo, pirimidinilo, ciclohexilo, ciclopentilo o
ciclopropilo.
En ciertas realizaciones, R^{y} es un grupo
cadena lateral de aminoácido hidrófobo. Dichos grupos cadena
lateral de aminoácido hidrófobos incluyen una cadena lateral de
tirosina protegida adecuadamente, una cadena lateral de serina
protegida adecuadamente, una cadena lateral de treonina protegida
adecuadamente, fenilalanina, alanina, valina, leucina, triptofan,
prolina, bencil y alquil glutamatos, o bencil y alquil aspartatos o
sus mezclas. Dichos grupos cadena lateral de aminoácido iónicos
incluyen una cadena lateral de lisina, una cadena lateral de
arginina o una cadena lateral de arginina o lisina protegida
adecuadamente, una cadena lateral de ácido aspártico, una cadena
lateral de ácido glutámico, o una cadena lateral de ácido glutámico
o ácido aspártico protegida adecuadamente. Una persona con
conocimientos ordinarios en la materia reconocerá que la protección
de una cadena lateral de aminoácido polar o hidrófilo puede
convertir ese aminoácido en no polar. Por ejemplo, un grupo
hidroxilo tirosina protegido adecuadamente puede convertir esa
tirosina en no polar e hidrófoba en virtud de la protección del
grupo hidroxilo. Los grupos protectores adecuados para los grupos
funcionales hidroxilo, amino y tiol y carboxilato de R^{y} se
describen en la presente memoria.
En otras realizaciones, R^{y} comprende una
mezcla de grupos cadena lateral de aminoácido hidrófobos e
hidrófilos, de manera que el bloque poli(aminoácido) global
que comprende R^{y} es hidrófobo. Dichas mezclas de grupos cadena
lateral de aminoácido incluyen fenilalanina/tirosina,
fenalanina/serina, leucina/tirosina y similares. Según otra
realización, R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido
hidrófobo seleccionado de entre fenilalanina, alanina o leucina, y
una o más de entre tirosina, serina o treonina.
Tal como se ha definido de manera general
anteriormente, el grupo R^{2a} de la fórmula III es una amino
mono-protegida, una amina
di-protegida, -NHR^{4},
-N(R^{4})_{2}, -NHC(O)R^{4},
-NR^{4}C(O)R^{4}, -NHC(O)NHR^{4},
-NHC(O)N(R^{4})_{2},
-NR^{4}C(O)NHR^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NHC(O)OR^{4}, -NR^{4}C(O)OR^{4}, -NHSO_{2}R^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}, en los que cada R^{4} es grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable, o dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno son tomados conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
-NR^{4}C(O)NHR^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NHC(O)OR^{4}, -NR^{4}C(O)OR^{4}, -NHSO_{2}R^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}, en los que cada R^{4} es grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable, o dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno son tomados conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula III es -NHR^{4} o -N(R^{4})_{2}, en
los que cada R^{4} es un grupo alifático opcionalmente
sustituido. Un grupo R^{4} ejemplar es
5-norbornen-2-il-metil.
Según todavía otro aspecto de la presente invención, el grupo
R^{2a} de la fórmula III es -NHR^{4}, en el que R^{4} es un
grupo alifático C_{1-6} sustituido por N_{3}.
Los ejemplos incluyen -CH_{2}N_{3}. En algunas realizaciones,
R^{4} es un grupo alquilo C_{1-6} opcionalmente
sustituido. Los ejemplos incluyen metil, etil, propil, butil,
pentil, hexil,
2-(tetrahidropiran-2-iloxi)etil,
piridin-2-ildisulfanilmetil,
metildisulfanilmetil,
(4-acetilenilfenil)metil,
3-(metoxicarbonil)-prop-2-inil,
metoxicarbonilmetil,
2-(N-metil-N-(4-acetilenilfenil)carbonilamino)-etil,
2-ftalimidoetil, 4-bromobencil,
4-clorobencil, 4-fluorobencil,
4-yodobencil,
4-propar-giloxibencil,
2-nitrobencil,
4-(bis-4-acetilenilbencil)aminometil-bencil,
4-propargiloxi-bencil,
4-dipropargilamino-bencil,
4-(2-propargiloxi-etildisulfanil)bencil,
2-propargiloxi-etil,
2-propargildisulfanil-etil,
4-propargiloxibutil,
2-(N-metil-N-propargilamino)etil
y 2-(2-dipropargilaminoetoxi)-etil.
En otras realizaciones, R^{4} es un grupo alquenilo
C_{2-6} opcionalmente sustituido. Los ejemplos
incluyen vinil, alil, crotil, 2-propenil y
but-3-enil. Cuando el grupo R^{4}
es un grupo alifático sustituido, los sustituyentes adecuados en
R^{4} incluyen N_{3}, CN y halógeno. En ciertas realizaciones,
R^{4} es -CH_{2}CN, -CH_{2}CH_{2}CN,
-CH_{2}CH(OCH_{3})_{2},
4-(bisbenciloximetil)fenilmetil y similares.
Según otro aspecto de la presente invención, el
grupo R^{2a} de la fórmula III es -NHR^{4}, en el que R^{4} es
un grupo alquinilo C_{2-6} opcionalmente
sustituido. Los ejemplos incluyen -CC=CH, -CH_{2}C\equivCH,
-CH_{2}C\equivCCH_{3} y -CH_{2}CH_{2}C\equivCH.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula III es -NHR^{4}, en el que R^{4} es un anillo arilo
de 5-8 miembros opcionalmente sustituido. En ciertas
realizaciones, R^{4} es fenilo opcionalmente sustituido o
piridilo opcionalmente sustituido. Los ejemplos incluyen fenil,
4-t-butoxicarbonilaminofenil,
4-azidometilfenil,
4-propargiloxifenil, 2-piridil,
3-piridil y 4-piridil. En ciertas
realizaciones, R^{2a} es
4-t-butoxicarbonilaminofenilamino,
4-azidometilfenamino o
4-propargiloxifenilamino.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula III es -NHR^{4}, en el que R^{4} es un anillo fenilo
opcionalmente sustituido. Los sustituyentes adecuados en el anillo
fenilo R^{4} incluyen halógeno;
-(CH_{2})_{0-4}R^{0};
-(CH_{2})_{0-4}OR^{0};
-(CH_{2})_{0-4}CH(OR^{0})_{2};
-(CH_{2})_{0-4}SR^{0};
-(CH_{2})_{0-4}Ph, que puede ser
sustituido por R^{0};
-(CH_{2})_{0-4}O(CH_{2})_{0-1}Ph
que puede ser sustituido por R^{0}; -CH=CHPh, que puede ser
sustituido por R^{0}; -NO_{2}; -CN; -N_{3};
-(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})_{2};
-(CH_{2})_{0-4}
N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})C(S)NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4} N(R^{0})C(O)OR^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)R^{0}; -C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OSiR^{0}_{3}; -(CH_{2})_{0-4}OC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)NR^{0}_{2}; -C(S)NR^{0}_{2}; -(-CH_{2})_{0-4}OC(O)NR^{0}_{2}; -C(O)N(OR^{0})R^{0}; -C(O)C(O)R^{0}; -C(O)CH_{2}C(O)R^{0}; -C(NOR^{0})R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SSR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}R^{0};
-(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}OS(O)_{2}R^{0}; -S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)R^{0}; -N(R^{0})S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -N(R^{0})S(O)_{2}R^{0}; -N(OR^{0})R^{0}; -C(NH)NR^{0}_{2}; -P(O)_{2}R^{0}; -P(O)R^{0}_{2}; -OP(O)R^{0}_{2}; SiR^{0}_{3}; en los que cada ocurrencia independiente de R^{0} es tal como se ha definido en la presente memoria anteriormente. En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la fórmula III es -NHR^{4}, en el que R^{4} es fenilo sustituido con uno o más grupos alifáticos C_{1-6} opcionalmente sustituidos. En todavía otras realizaciones, R^{4} es fenilo sustituido con vinilo, alilo, acetilenilo, -CH_{2}N_{3}, -CH_{2}CH_{2}N_{3}, -CH_{2}C\equivCCH_{3} o -CH_{2}C\equivCH.
N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})C(S)NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4} N(R^{0})C(O)OR^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)R^{0}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)NR^{0}_{2}; -N(R^{0})N(R^{0})C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)R^{0}; -C(S)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)SR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)OSiR^{0}_{3}; -(CH_{2})_{0-4}OC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SC(O)R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}C(O)NR^{0}_{2}; -C(S)NR^{0}_{2}; -(-CH_{2})_{0-4}OC(O)NR^{0}_{2}; -C(O)N(OR^{0})R^{0}; -C(O)C(O)R^{0}; -C(O)CH_{2}C(O)R^{0}; -C(NOR^{0})R^{0}; -(CH_{2})_{0-4}SSR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}R^{0};
-(CH_{2})_{0-4}S(O)_{2}OR^{0}; -(CH_{2})_{0-4}OS(O)_{2}R^{0}; -S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -(CH_{2})_{0-4}S(O)R^{0}; -N(R^{0})S(O)_{2}NR^{0}_{2}; -N(R^{0})S(O)_{2}R^{0}; -N(OR^{0})R^{0}; -C(NH)NR^{0}_{2}; -P(O)_{2}R^{0}; -P(O)R^{0}_{2}; -OP(O)R^{0}_{2}; SiR^{0}_{3}; en los que cada ocurrencia independiente de R^{0} es tal como se ha definido en la presente memoria anteriormente. En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la fórmula III es -NHR^{4}, en el que R^{4} es fenilo sustituido con uno o más grupos alifáticos C_{1-6} opcionalmente sustituidos. En todavía otras realizaciones, R^{4} es fenilo sustituido con vinilo, alilo, acetilenilo, -CH_{2}N_{3}, -CH_{2}CH_{2}N_{3}, -CH_{2}C\equivCCH_{3} o -CH_{2}C\equivCH.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula III es NHR^{4}, en el que R^{4} es fenilo sustituido
por N_{3}, N(R^{0})_{2}, CO_{2}R^{0} o
C(O)R^{0}, en los que cada R^{0} es
independientemente tal como se ha definido en la presente memoria
anteriormente.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula III es -N(R^{4})_{2}, en el que cada
R^{4} es un grupo, independiente y opcionalmente sustituido,
seleccionado de entre alifático, fenilo, naftilo, un anillo arilo de
5-6 miembros que tiene 1-4
heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno,
oxígeno o azufre, o un anillo arilo bicíclico de
8-10 miembros que tiene 1-5
heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno,
oxígeno o azufre, o una fracción detectable.
En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la
fórmula III es -N(R^{4})_{2}, en el que los dos
grupos R^{4} se toman conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno
para formar un anillo opcionalmente sustituido de
4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o
arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre. Según otra
realización, los dos grupos R^{4} se toman conjuntamente para
formar un anillo saturado o parcialmente insaturado de
5-6 miembros que tiene un átomo de nitrógeno, en el
que dicho anillo es sustituido por uno o dos grupos oxo. Dichos
grupos R^{2a} incluyen, pero no se limitan a, ftalimida, maleimida
y succinimida.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula III es un grupo amino mono-protegido o
di-protegido. En ciertas realizaciones, R^{2a} es
una amina mono-protegida. En ciertas realizaciones,
R^{2a} es una amina mono-protegida seleccionada
de entre aralquilaminas, carbamatos, alil anilinas o amidas. Las
fracciones amino mono-protegidas ejemplares
incluyen t-butiloxicarbonilamino,
etiloxicarbonilamino, metiloxicarbonilamino,
tricloroetiloxi-carbonilamino, aliloxicarbonilamino,
benciloxocarbonilamino, alilamino, bencilamino,
fluorenilmetilcarbonil, formamido, acetamido, cloroacetamido,
dicloroacetamido, tricloroacetamido, fenilacetamido,
trifluoroacetamido, benzamido y
t-butildifenilsililamino. En otras realizaciones,
R^{2a} es una amina di-protegida. Las fracciones
amino di-protegidas ejemplares incluyen
di-bencilamino, di-alilamino,
ftalimida, maleimido, succinimido, pirrolo,
2,2,5,5-tetrametil-[1,2,5]azadisilolidino y
azido. En ciertas realizaciones, la fracción R^{2a} es ftalimido.
En otras realizaciones, la fracción R^{2a} es
mono-bencilamino o di-bencilamino o
mono-alilamino o di-alilamino.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula III comprende un grupo adecuado para la química
"Click". Una persona con conocimientos ordinarios en la materia
reconocerá que ciertos grupos R^{2a} de la presente invención son
adecuados para la química "Click".
Los compuestos de fórmula III que tienen grupos
R^{2a} que comprenden grupos adecuados para la química
"Click" son útiles para conjugar dichos compuestos a sistemas
biológicos, tales como proteínas, virus y células, por nombrar solo
unos pocos. Después de la conjugación a una biomolécula, fármaco,
célula, sustrato o similar, la otra funcionalidad grupo terminal,
correspondiente a la fracción R^{1} de la fórmula III, puede
usarse para fijar grupo de direccionamiento para el suministro
específico de célula incluyendo, pero sin limitarse a, tintes
fluorescentes, fijación covalente a superficies e incorporación en
higrogeles. De esta manera, otra realización de la presente
invención proporciona un método para conjugar grupos R^{2a} de un
compuesto de fórmula III a una macromolécula mediante química
"Click". Todavía otra realización de la presente invención
proporciona una macromolécula conjugada a un compuesto de fórmula
III mediante el grupo R^{2a}.
Según una realización, el grupo R^{2a} de la
fórmula III es un grupo que contiene azida. Según otra realización,
el grupo R^{2a} de la fórmula III es un grupo que contiene
alquino.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
la fórmula III tiene una fracción alquino terminal. En otras
realizaciones, el grupo R^{2a} de la fórmula III es una fracción
que contiene alquino que tiene un grupo aceptor de electrones. Por
consiguiente, en dichas realizaciones, el grupo R^{2a} de la
fórmula III es
en la que E es un grupo aceptor de
electrones e y es 0-6. Dichos grupos aceptores de
electrones son conocidos por las personas con conocimientos
ordinarios en la materia. En ciertas realizaciones, E es un éster.
En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la fórmula III
es
en la que E es un grupo aceptor de
electrones, tal como un grupo -C(O)O- e y es
0-6.
Los grupos R^{1} ejemplares de cualquiera de
las fórmulas I, II y III se exponen en la Tabla 5, a
continuación.
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\vskip1.000000\baselineskip
\global\parskip1.000000\baselineskip
Una persona con conocimientos en la materia
reconocerá que ciertos grupos R^{1} representados en la Tabla 5
son grupos protegidos, por ejemplo, amina protegida, hidroxilo
protegido, tiol protegido, ácido carboxílico protegido o grupos
alquileno protegidos. Cada uno de estos grupos protegidos es
desprotegido fácilmente (véase, por ejemplo, Green). Por
consiguiente, también se contemplan los grupos desprotegidos
correspondientes a los grupos protegidos expuestos en la Tabla 5.
Según otra realización, el grupo R^{1} de cualquiera de las
fórmulas I, II y III es seleccionado de entre un grupo desprotegido
de la Tabla 5.
\newpage
Grupos R^{1} ejemplares adicionales de
cualquiera de las fórmulas I, II y III se exponen en la Tabla 5a, a
continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En ciertas realizaciones, el grupo R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III es seleccionado de entre
cualquiera de los grupos R^{1} representados en la Tabla 5,
anteriormente. En otras realizaciones, el grupo R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III es un grupo k o l. En todavía
otras realizaciones, el grupo R^{1} de cualquiera de las fórmulas
I, II y III es n, o, cc, dd, ee, ff, hh, h, ii, jj, ll o uu. En
todavía otras realizaciones, el grupo R^{1} de cualquiera de las
fórmulas I, II y III es h, aa, yy, zz o aaa.
Según otro aspecto de la presente invención, el
grupo R^{1} de cualquiera de las fórmulas I, II y III es q, r, s,
t, www, xxx o yyy.
En otras realizaciones, el grupo R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III es seleccionado de entre
cualquiera de los grupos R^{1} representados en las Tablas
1-4, anteriormente.
Los grupos R^{2a} ejemplares de cualquiera de
las fórmulas I, II y III se exponen en la Tabla 6, a
continuación.
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\vskip1.000000\baselineskip
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III es seleccionado de entre
cualquiera de los grupos R^{2a} representados en la Tabla 6,
anteriormente. En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III es un grupo v, viii, xvi,
xix, xxii, xxx, xxxi, xxxii, xxxiii, xxxiv, xxxv, xxxvi, xxxvii o
xlii. En todavía otra realización, el grupo R^{2a} de cualquiera
de las fórmulas I, II y III es xv, xviii, xx, xxi, xxxviii o xxxix.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{2a} de cualquiera de las
fórmulas I, II y III es xxxiv.
Según otra realización, el grupo R^{2a} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III es seleccionado de entre
cualquiera de los grupos R^{2a} representados en las Tablas
1-4, anteriormente.
Una persona con conocimientos ordinarios en la
materia reconocerá que ciertos grupos R^{2a} representados en la
Tabla 6 son grupos protegidos, por ejemplo, amina protegida,
hidroxilo protegido, tiol protegido, ácido carboxílico protegido o
grupos alquino protegidos. Cada uno de estos grupos protegidos es
desprotegido fácilmente (véase, por ejemplo, Green). Por
consiguiente, se contemplan también los grupos desprotegidos
correspondientes a los grupos protegidos representados en la Tabla
6. Según otra realización, el grupo R^{2a} de cualquiera de las
fórmulas I, II y III es seleccionado de entre un grupo desprotegido
de la Tabla 6.
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Tal como se ha descrito anteriormente de manera
general, en ciertas realizaciones, la presente invención proporciona
una micela cargada con fármaco, que comprende un copolímero
multibloque que comprende un bloque polimérico hidrófilo, un
poli(bloque aminoácido) reticulado y un poli(bloque
aminoácido), caracterizada porque dicha micela tiene un núcleo
interior cargado con fármaco, un núcleo exterior reticulado y una
corteza hidrófila. Tal como se describe en la presente memoria, las
micelas de la presente invención pueden ser cargadas con cualquier
agente terapéutico hidrófobo o iónico.
Según otra realización, la presente invención
proporciona una micela cargada con fármaco, que comprende un
copolímero multibloque de fórmula I:
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\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
- \quad
- n es 10-2500;
- \quad
- m es 5-50;
- \quad
- m' es 5-500;
- \quad
- R^{x} es un grupo cadena lateral de aminoácido natural o no natural con capacidad de reticulación;
- \quad
- R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, hidrófobo o iónico;
- \quad
- R^{1} es -Z(CH_{2}CH_{2}Y)_{p}(CH_{2})_{t}R^{3}, en el que:
- \quad
- Z es -O-, -S-, -C\equivC- o -CH_{2}-;
- \quad
- cada Y es independientemente -O- o -S-;
- \quad
- p es 0-10;
- \quad
- t es 0-10; y
- \quad
- R^{3} es -N_{3}, -CN, una amina mono-protegida, una amina di-protegida, un aldehído protegido, un hidroxilo protegido, un ácido carboxílico protegido, un tiol protegido, un éter corona de 9-30 miembros, o un grupo opcionalmente sustituido seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable;
- \quad
- Q es una unión de valencia o una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente, en la que 0-6 unidades metileno de Q son remplazadas independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-, -OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que:
- \quad
- -Cy es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre;
- \quad
- R^{2a} es una amina mono-protegida, una amina di-protegida, -N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)R^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)OR^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}; y
- \quad
- cada R^{4} es un grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre hidrógeno, alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno, azufre, o una fracción detectable, o:
- \quad
- dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno se toman conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
\vskip1.000000\baselineskip
Las realizaciones con respecto a cada uno de lo
grupos R^{1}, R^{2a}, Q, R^{x}, R^{y}, n, m y m' de la
fórmula I, son tal como se describe en las diversas clases y
subclases, tanto individualmente como en combinación, en la presente
memoria.
En ciertas realizaciones, R^{x} de la fórmula
II es un grupo cadena lateral de aminoácido reticulable y R^{y}
es un grupo cadena lateral de aminoácido hidrófobo. Dichos grupos
cadena lateral de aminoácido hidrófilos, o reticulables, incluyen
tirosina, serina, cisteína, treonina, ácido aspártico (también
conocido como aspartato, cuando está cargado), ácido glutámico
(también conocido como glutamato, cuando está cargado), asparagina y
glutamina. Dichos grupos cadena lateral de aminoácido hidrófobos
incluyen una cadena lateral de tirosina protegida adecuadamente,
una cadena lateral de serina protegida adecuadamente, una cadena
lateral de treonina protegida adecuadamente, fenilalanina, alanina,
valina, leucina, triptofan, prolina, bencil y alquil glutamatos, o
bencil y alquil aspartatos o sus mezclas. Dichos grupos cadena
lateral de aminoácido iónicos incluyen una cadena lateral de
lisina, una cadena lateral de arginina o una cadena lateral de
arginina o lisina protegida adecuadamente, una cadena lateral de
ácido aspártico, una cadena lateral de ácido glutámico, o una cadena
lateral de ácido glutámico o ácido aspártico protegida
adecuadamente. Una persona con conocimientos ordinarios en la
materia reconocerá que la protección de una cadena lateral de
aminoácido polar o hidrófilo puede convertir ese aminoácido en no
polar. Por ejemplo, un grupo hidroxilo tirosina protegido
adecuadamente puede convertir esa tirosina en no polar e hidrófoba
en virtud de la protección del grupo hidroxilo. Los grupos
protectores adecuados para los grupos funcionales hidroxilo, amino y
tiol y carboxilato de R^{x} y R^{y} se describen en la presente
memoria.
En otras realizaciones, R^{y} comprende una
mezcla de grupos cadena lateral de aminoácido hidrófobos e
hidrófilos, de manera que el bloque poli(aminoácido) global
que comprende R^{y} es hidrófobo. Dichas mezclas de grupos cadena
lateral de aminoácido incluyen fenilalanina/tirosina,
fenalanina/serina, leucina/tirosina y similares. Según otra
realización, R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido
hidrófobo seleccionado de entre fenilalanina, alanina o leucina, y
una o más de entre tirosina, serina o treonina.
Tal como se ha definido anteriormente, R^{x}
es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural,
capaz de formar reticulaciones. Se apreciará que una variedad de
grupos funcionales de cadena lateral de aminoácido son capaces de
tales reticulaciones, incluyendo, pero no limitándose a, grupos
carboxilato, hidroxilo, tiol y amino. Ejemplos de fracciones
R^{x} que tienen grupos funcionales capaces de formar
reticulaciones incluyen una cadena lateral de ácido glutámico,
-CH_{2}C(O)CH, una cadena lateral de ácido
aspártico, -CH_{2}CH_{2}C(O)OH, una cadena
lateral de cisteína, -CH_{2}SH, una cadena lateral de serina,
-CH_{2}OH, una cadena lateral que contiene aldehído,
-CH_{2}C(O)H, una cadena lateral de lisina,
-(CH_{2})_{4}NH_{2}, una cadena lateral de arginina,
-(CH_{2})_{3}NHC(=NH)NH_{2}, una cadena lateral
de histidina,
-CH_{2}-imidazol-4-il.
Tal como se ha definido de manera general
anteriormente, el grupo R^{2a} de la fórmula I es una amina
mono-protegida, una amina
di-protegida, -NHR^{4},
-N(R^{4})_{2}, -NHC(O)R^{4},
-NR^{4}C(O)R^{4}, -NHC(O)NHR^{4},
-NHC(O)N(R^{4})_{2},
-NR^{4}C(O)NHR^{4},
-NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2},
-NHC(O)OR^{4}, -NR^{4}C(O)OR^{4},
-NHSO_{2}R^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}, en los que cada
R^{4} es grupo, independiente y opcionalmente sustituido,
seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8
miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene
0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de
entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de
8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o
arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos
seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o
azufre, o una fracción detectable, o dos R^{4} en el mismo átomo
de nitrógeno son tomados conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno
para formar un anillo opcionalmente sustituido de
4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o
arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
Una persona con conocimientos ordinarios en la
materia reconocerá que la fracción R^{2a} puede interactuar con
el fármaco encapsulado. En ciertas realizaciones, la fracción
R^{2a} es hidrófoba cuando el fármaco encapsulado es hidrófobo.
Dichos grupos R^{2a} hidrófobos incluyen alcanos lineales y
ramificados. En otras realizaciones, la fracción R^{2a} es iónica
cuando el fármaco encapsulado es iónico. Dichos grupos R^{2a}
iónicos incluyen alquil aminas cuando el fármaco encapsulado es un
agente terapéutico catiónico (es decir, agentes terapéuticos de ADN
y ARN, agentes terapéuticos de proteína y oligopéptido). Otros
grupos R^{2a} iónicos incluyen ácidos fosfónicos, sulfónicos y
alquil carboxílicos cuando el fármaco encapsulado es un agente
terapéutico aniónico (es decir, agente terapéutico con proteína y
oligopéptidos).
La acomodación de agentes terapéuticos
estructuralmente diversos en el interior de una micela de la
presente invención se realiza ajustando el bloque
poli(aminoácido), es decir, el bloque que comprende R^{y}.
Por ejemplo, cuando R^{y} es una cadena lateral de aminoácido,
natural o no natural, hidrófoba, las micelas de la presente
invención son útiles para encapsular agentes terapéuticos
hidrófobos.
En ciertas realizaciones, las micelas de la
presente invención se cargan con un fármaco hidrófobo. Según dichas
realizaciones, R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido,
natural o no natural, hidrófobo. Dichos grupos cadena lateral de
aminoácido hidrófobos incluyen una cadena lateral de tirosina
protegida adecuadamente, una cadena lateral de serina protegida
adecuadamente, una cadena lateral de treonina protegida
adecuadamente, fenilalanina, alanina, valina, leucina, triptofan,
prolina, bencil y alquil glutamatos o bencil y alquil aspartatos, o
mezclas de los mismos. Una persona con conocimientos ordinarios en
la materia reconocerá que la protección de una cadena lateral de
aminoácido hidrófila o polar puede convertir ese aminoácido en no
polar. Por ejemplo, un grupo hidroxilo tirosina protegido
adecuadamente puede convertir esa tirosina en no polar e hidrófoba
en virtud de la protección del grupo hidroxilo. Los grupos
protectores adecuados para los grupos funcionales hidroxilo, amino y
tiol y carboxilato de R^{y} se describen en la presente
memoria.
En otras realizaciones, el grupo R^{y} de la
fórmula I comprende una mezcla de grupos cadena lateral de
aminoácido hidrófobos e hidrófilos, de manera que el bloque
poli(aminoácido) global que comprende R^{y} es hidrófobo.
Dichas mezclas de grupos cadena lateral de aminoácido incluyen
fenilalanina/tirosina, fenalalanina/serina, leucina/tirosina y
similares. Según otra realización, R^{y} es un grupo cadena
lateral de aminoácido hidrófobo seleccionado de entre fenilalanina,
alanina o leucina, y una o más de entre tirosina, serina o
treonina.
Los fármacos hidrófobos de molécula pequeña
adecuados para ser cargados en las micelas de la presente invención
son bien conocidos en la técnica. En ciertas realizaciones, la
presente invención proporciona una micela cargada con fármaco, tal
como se describe en la presente memoria, en la que el fármaco es un
fármaco hidrófobo seleccionado de entre los descritos en la presente
memoria, mas adelante.
En otras realizaciones, cuando el grupo R^{y}
de la fórmula I es una cadena lateral de aminoácido, natural o no
natural, iónica, las micelas de la presente invención son útiles
para encapsular agentes terapéuticos iónicos, o cargados. Las
fracciones R^{y} iónicas ejemplares incluyen polilisina,
poliarginina, ácido poli aspártico, polihistidina y ácido
poliglutámico.
Los agentes terapéuticos iónicos, o cargados,
incluyen plásmidos de ADN, ARN corto de interferencia (siARNs),
micro ARNs (miARNs), ARN horquillado corto (shARNs), ARNs
antisentido y otros agentes terapéuticos basados en ARN. Otros
agentes terapéuticos iónicos, o cargados, incluyen oligopéptidos,
péptidos, anticuerpos monoclonales, citoquinas y otros agentes
terapéuticos proteínicos.
\newpage
En otras realizaciones, la presente invención
proporciona una micela cargada con fármaco que comprende un
copolímero multibloque de fórmula II:
en la
que:
- \quad
- n es 10-2500;
- \quad
- m es 5-50;
- \quad
- m' es 5-500;
- \quad
- R^{x} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, con capacidad de reticulación;
- \quad
- R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, hidrófobo o iónico;
- \quad
- R^{1} es -Z(CH_{2}CH_{2}Y)_{p}(CH_{2})_{t}R^{3}, en el que:
- \quad
- Z es -O-, -S-, -C\equivC- o -CH_{2}-;
- \quad
- cada Y es independientemente -O- o -S-;
- \quad
- p es 0-10;
- \quad
- t es 0-10; y
- \quad
- R^{3} es -N_{3}, -CN, una amina mono-protegida, una amina di-protegida, un aldehído protegido, un hidroxilo protegido, un ácido carboxílico protegido, un tiol protegido, un éter corona de 9-30 miembros, o un grupo opcionalmente sustituido seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo o bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable;
- \quad
- Q es un enlace de valencia o una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente, en la que 0-6 unidades metileno de Q son remplazadas independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-, -OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que:
- \quad
- -Cy es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre;
- \quad
- R^{2a} es una amina mono-protegida, una amina di-protegida, -N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)R^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)OR^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}; y
- \quad
- cada R^{4} es un grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre hidrógeno, alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno, azufre, o una fracción detectable, o:
- \quad
- dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno se toman conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
\vskip1.000000\baselineskip
Las realizaciones con respecto a cada uno de los
grupos R^{1}, R^{2a}, Q, R^{x}, R^{y}, n, m y m' de la
fórmula II, se describen en varias clases y subclases, tanto
independientemente como en combinación, en la presente memoria.
En ciertas realizaciones, R^{x} es un grupo
cadena lateral de aminoácido reticulado y R^{y} es un grupo
cadena lateral de aminoácido hidrófobo. Dichos grupos cadena lateral
de aminoácido hidrófilo, o reticulable, incluyen tirosina, serina,
cisteína, treonina, ácido aspártico (también conocido como
aspartato, cuando está cargado), ácido glutámico (también conocido
como glutamato, cuando está cargado), asparagina y glutamina.
Dichos grupos cadena lateral de aminoácido hidrófobo incluyen una
cadena lateral de tirosina protegida adecuadamente, una cadena
lateral de serina protegida adecuadamente, una cadena lateral de
treonina protegida adecuadamente, fenilalanina, alanina, valina,
leucina, triptofan, prolina, bencil y alquil glutamatos, o bencil y
alquil aspartatos o sus mezclas. Dichos grupos cadena lateral de
aminoácido iónico incluyen una cadena lateral de lisina, una cadena
lateral de arginina o una cadena lateral de arginina o lisina
protegida adecuadamente, una cadena lateral de ácido aspártico, una
cadena lateral de ácido glutámico, o una cadena lateral de ácido
glutámico o ácido aspártico protegida adecuadamente. Una persona con
conocimientos ordinarios en la materia reconocerá que la protección
de una cadena lateral de aminoácido polar o hidrófilo puede
convertir ese aminoácido en no polar. Por ejemplo, un grupo
hidroxilo tirosina protegido adecuadamente puede convertir esa
tirosina en no polar e hidrófoba en virtud de la protección del
grupo hidroxilo. Los grupos protectores adecuados para los grupos
funcionales hidroxilo, amino y tiol y carboxilato de R^{x} y
R^{y} se describen en la presente memoria.
En otras realizaciones, R^{y} comprende una
mezcla de grupos cadena lateral de aminoácidos hidrófobos e
hidrófilos de manera que el bloque poli(aminoácido) global
que comprende R^{y} es hidrófobo. Dichas mezclas de grupos cadena
lateral de aminoácidos incluyen fenilalanina/tirosina,
fenalanina/serina, leucina/tirosina y similares. Según otra
realización, R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido
hidrófobo, seleccionado de entre fenilalanina, alanina o leucina, y
una o más de entre tirosina, serina o treonina.
Tal como se ha definido anteriormente, R^{x}
es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural,
reticulado. Se apreciará que una variedad de grupos funcionales de
cadena lateral de aminoácido son capaces de tales reticulaciones,
incluyendo, pero no limitándose a, grupos carboxilato, hidroxilo,
tiol y amino. Ejemplos de fracciones R^{x} que tienen grupos
funcionales capaces de formar reticulaciones incluyen una cadena
lateral de ácido glutámico, -CH_{2}C(O)CH, una
cadena lateral de ácido aspártico,
-CH_{2}CH_{2}C(O)OH, una cadena lateral de
cisteína, -CH_{2}SH, una cadena lateral de serina, -CH_{2}OH,
una cadena lateral que contiene aldehído,
-CH_{2}C(O)H, una cadena lateral de lisina,
-(CH_{2})_{4}NH_{2}, una cadena lateral de arginina,
-(CH_{2})_{3}NHC(=NH)NH_{2}, una cadena lateral
de histidina,
-CH_{2}-imidazol-4-il.
En todavía otras realizaciones, la presente
invención proporciona una micela cargada con fármaco, que comprende
un copolímero multibloque de fórmula III:
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
- \quad
- n es 10-2500;
- \quad
- m es 5-50;
- \quad
- m' es 5-500;
- \quad
- L es una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente, en la que 0-6 unidades metileno de L son remplazadas independientemente por -M-, -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-, -OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que:
- \quad
- -M- es un metal bivalente adecuado;
- \quad
- -Cy es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre;
- \quad
- R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, hidrófobo o iónico;
- \quad
- R^{1} es -Z(CH_{2}CH_{2}Y)_{p}(CH_{2})_{t}R^{3}, en el que:
- \quad
- Z es -O-, -S-, -C\equivC- o -CH_{2}-;
- \quad
- cada Y es independientemente -O- o -S-;
- \quad
- p es 0-10;
- \quad
- t es 0-10; y
- \quad
- R^{3} es -N_{3}, -CN, una amina mono-protegida, una amina di-protegida, un aldehído protegido, un hidroxilo protegido, un ácido carboxílico protegido, un tiol protegido, un éter corona de 9-30 miembros, o un grupo opcionalmente sustituido seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable;
- \quad
- Q es un enlace de valencia o una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente en la que 0-6 unidades metileno de Q son remplazadas independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-, -OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que:
- \quad
- -Cy es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre;
- \quad
- R^{2a} es una amina mono-protegida, una amina di-protegida, -N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)R^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)OR^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}; y
- \quad
- cada R^{4} es un grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre hidrógeno, alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno, azufre, o una fracción detectable, o:
- \quad
- dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno se toman conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
\vskip1.000000\baselineskip
Las realizaciones con respecto a cada uno de los
grupos R^{1}, R^{2a}, L, Q, R^{y}, n, m y m' de la fórmula
III, se describen en varias clases y subclases, tanto
independientemente como en combinación, en la presente memoria.
En ciertas realizaciones, R^{y} es un grupo
cadena lateral de aminoácido hidrófobo. Dichos grupos cadena
lateral de aminoácido hidrófobo incluyen una cadena lateral de
tirosina protegida adecuadamente, una cadena lateral de serina
protegida adecuadamente, una cadena lateral de treonina protegida
adecuadamente, fenilalanina, alanina, valina, leucina, triptofan,
prolina, bencil y alquil glutamatos, o bencil y alquil aspartatos o
sus mezclas. Dichos grupos cadena lateral de aminoácido iónico
incluyen una cadena lateral de lisina, una cadena lateral de
arginina o una cadena lateral de arginina o lisina protegida
adecuadamente, una cadena lateral de ácido aspártico, una cadena
lateral de ácido glutámico, o una cadena lateral de ácido glutámico
o ácido aspártico protegida adecuadamente. Una persona con
conocimientos ordinarios en la materia reconocerá que la protección
de una cadena lateral de aminoácido polar o hidrófilo puede
convertir ese aminoácido en no polar. Por ejemplo, un grupo
hidroxilo tirosina protegido adecuadamente puede convertir esa
tirosina en no polar e hidrófoba en virtud de la protección del
grupo hidroxilo. Los grupos protectores adecuados para los grupos
funcionales hidroxilo, amino y tiol y carboxilato de R^{y} se
describen en la presente
memoria.
memoria.
En otras realizaciones, R^{y} comprende una
mezcla de grupos cadena lateral de aminoácido hidrófobos e
hidrófilos, de manera que el bloque poli(aminoácido) global
que comprende R^{y} es hidrófobo. Dichas mezclas de grupos cadena
lateral de aminoácido incluyen fenilalanina/tirosina,
fenalanina/serina, leucina/tirosina y similares. Según otra
realización, R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido
hidrófobo seleccionado de entre fenilalanina, alanina o leucina, y
una o más de entre tirosina, serina o treonina.
En ciertas realizaciones, las micelas de la
presente invención se cargan con un fármaco hidrófobo. Según dichas
realizaciones, el grupo R^{y} de la fórmula III es un grupo cadena
lateral de aminoácido hidrófobo, natural o no natural. Dichos
grupos cadena lateral de aminoácido hidrófobo incluyen una cadena
lateral de tirosina protegida adecuadamente, una cadena lateral de
serina protegida adecuadamente, una cadena lateral de treonina
protegida adecuadamente, fenilalanina, alanina, valina, leucina,
triptofan, prolina, bencil y alquil glutamatos o bencil y alquil
aspartatos, o mezclas de los mismos. Una persona con conocimientos
ordinarios en la materia reconocerá que la protección de una cadena
lateral de aminoácido hidrófilo o polar puede convertir ese
aminoácido en no polar. Por ejemplo, un grupo hidroxilo tirosina
protegido adecuadamente puede convertir esa tirosina en no polar e
hidrófoba en virtud de la protección del grupo hidroxilo. Los grupos
protectores adecuados para los grupos funcionales hidroxilo, amino y
tiol, y carboxilato de R^{y} se describen en la presente
memoria.
En ciertas realizaciones, el grupo R^{y} de la
fórmula III comprende una mezcla de grupos cadena lateral de
aminoácido hidrófobos e hidrófilos, de manera que el bloque
poli(aminoácido) global que comprende R^{y} es hidrófobo.
En otras realizaciones, R^{y} comprende una mezcla de fenilalanina
y tirosina. A modo de ejemplo, este copolímero particular se usa
para encapsular uno o más de entre DOX, CPT y paclitaxel en el
núcleo interior de fenilalanina/tirosina hidrófobo. Aunque solo
ligeramente solubles en agua, estos fármacos poseen funcionalidades
polares (por ejemplo, amina, alcohol y fenoles), que hacen que la
incorporación de tirosina, un aminoácido polar, sea ventajosa para
una encapsulación efectiva. Utilizando esta particular composición
de núcleo, se consiguen cargas de DOX, CPT y paclitaxel
relativamente altas. En ciertas realizaciones, la presente invención
proporciona una micela que comprende un compuesto de fórmula III
caracterizada porque DOX, CPT y paclitaxel se encapsulan en el
núcleo interior fenilalanina/tirosina hidrófobo y el núcleo exterior
del poli(ácido aspártico) es reticulado con zinc. En ciertas
realizaciones, m y m' suman de aproximadamente 30 a aproximadamente
60. En todavía otras realizaciones, m' son 10-50
unidades de repetición. En ciertas realizaciones, la relación
fenilalanina/tirosina de m' es 4:1. En otras realizaciones, la
relación fenilalanina/tirosina de m' es de 9:1. En todavía otras
realizaciones, la relación fenilalanina/tirosina de m' es de 3:1. En
otras realizaciones, R^{y} comprende 4-8 unidades
de repetición de tirosina y 20-32 fenilalaninas. En
todavía otras realizaciones, R^{y} comprende 2-40
tirosinas y 10-100 unidades de repetición de
fenilalanina.
Los fármacos hidrófobos de molécula pequeña
adecuados para ser cargados en las micelas de la presente invención
son bien conocidos en la técnica. En ciertas realizaciones, la
presente invención proporciona una micela cargada con fármaco, tal
como se describe en la presente memoria, en la que el fármaco es un
fármaco hidrófobo seleccionado de entre analgésicos, agentes
antiinflamatorios, antihelmínticos, agentes antiarrítmicos, agentes
antibacterianos, agentes antivirales, anticogulantes,
antidepresivos, antidiabéticos, antiepilépticos, agentes
antifúngicos, agentes antigota, agentes antihipertensivos,
antimalaria, agentes antimigraña, agentes antimuscarínicos, agentes
antineoplásticos, agentes de mejora de la disfunción eréctil,
inmunosupresores, agentes antiprotozoos, agentes antitiroideos,
agentes ansiolíticos, sedativos, hipnóticos, neurolépticos,
bloqueadores-\beta, agentes inotrópicos
cardíacos, corticosteroides, diuréticos, agentes antiparkinsonianos,
agentes gastrointestinales, antagonistas de receptor de histamina,
queratolíticos, agentes reguladores de lípidos, agentes
antianginales, inhibidores de Cox-2, inhibidores de
leucotriena, macrólidos, relajantes musculares, agentes
nutricionales, analgésicos opioides, inhibidores de proteasa,
hormonas sexuales, estimulantes, relajantes musculares, agentes
antiosteoporosis, agentes antiobesidad, mejoradores cognitivos,
agentes anti-incontinencia urinaria, agentes
antihipertrofia prostática benigna, ácidos grasos esenciales,
ácidos grasos no esenciales y sus mezclas.
En otras realizaciones, el fármaco hidrófobo es
seleccionado de entre uno o más del grupo que comprende analgésicos,
agentes anti-bacterianos, agentes antivirales,
agentes antiinflamatorios, antidepresivos, antidiabéticos,
antiepilépticos, agentes antihipertensivos, agentes antimigraña,
inmunosupresores, agentes ansiolíticos, sedativos, hipnóticos,
neurolépticos, bloqueadores-\beta, agentes
gastrointestinales, agentes reguladores de lípidos, agentes
antianginales, inhibidores de Cox-2, inhibidores de
leucotriena, macrólidos, relajantes musculares, analgésicos
opioides, inhibidores de proteasa, hormonas sexuales, mejoradores
cognitivos, agentes anti-incontinencia urinaria y su
mezclas.
Según un aspecto, la presente invención
proporciona una micela, tal como se describe en la presente memoria,
cargada con un fármaco hidrófobo seleccionado de entre uno o más de
entre el grupo que comprende acetretina, albendazola, albuterol,
aminoglutetimida, amiodarona, amlodipina, anfetamina, anfotericina
B, atorvastatina, atovacuona, azitromicina, baclofen,
beclometasona, benezepril, benzonatato, betametasona, bicalutamida,
budesonida, bupropion, busulfán, butenafina, calcifediol,
calcipotrieno, calcitriol, camptotecina, candesartan, capsaicina,
carbamezepina, carotenos, celecoxib, cerivastatina, cetirizina,
clorfeniramina, colecalciferol, cilostazol, cimetidina, cinarizina,
ciprofloxacin, cisaprida, claritromicina, clemastina, clomifeno,
clomipramina, clopidogrel, codeína, coenzima Q10, ciclobenzaprina,
ciclosporina, danazol, dantroleno, dexclorfeniramina, diclofenaco,
dicumarol, digoxina, deshidroepiandrosterona, dihidroergotamina,
dihidrotaquisterol, diritromicina, donezepil, efavirenz,
eprosartan, ergocalciferol, ergotamina, fuentes de ácidos grasos
esenciales, etodolaco, etoposida, famotidina, fenofibrato,
fentanilo, fexofenadina, finasterida, fluconazol, flurbiprofeno,
fluvastatina, fosfenitoína, frovatriptan, furazolidona,
gabapentina, gemfibrozil, glibenclamida, glipizida, gliburida,
glimepirida, griseofulvina, halofantrina, ibuprofeno, irbesartan,
irinotecan, dinitrato de isosorburo, isotretinoína, itraconazola,
ivermectina, cetoconazol, cetorolac, lamotrigina, lansoprazol,
leflunomida, lisinopril, loperamida, loratadina, lovastatina,
L-triroxina, luteína, licopeno, medroxiprogesterona,
mifepristona, mefloquina, acetato de megestrol, metadona,
metoxsaleno, metronidazol, miconazol, midazolam, miglitol,
minoxidil, mitoxantrona, montelukast, nabumetona, nalbufina,
naratriptán, nelfinavir, nifedipina, nilsolidipina, nilutamida,
nitrofurantoína, nizatidina, omeprazol, oprevelkin, oestradiol,
oxaprozina, paclitaxel, paracalcitol, paroxetina, pentazocina,
pioglitazona, pizofetin, pravastatina, prednisolona, probucol,
progesterona, pseudoefedrina, piridostigmina, rabeprazol,
raloxifeno, rofecoxib, repaglinida, rifabutina, rifapentina,
rimexolona, ritanovir, rizatriptán, rosiglitazona, saquinavir,
sertralina, sibutramina, citrato de sildenafil, simvastatina,
sirolimus, espironolactona, sumatriptán, tacrina, tacrolimus,
tamoxifeno, tamsulosina, targretina, tazaroteno, telmisartan,
teniposido, terbinafina, terazosina, tetrahidrocannabinol,
tiagabina, ticlopidina, tirofibrano, tizanidina, topiramato,
topotecán, toremifeno, tramadol, tretinoína, troglitazona,
trovafloxacina, ubidecarenona, valsartán, venlafaxina, verteporfina,
vigabatrina, vitamina A, vitamina D, vitamina E, vitamina K,
zafirlukast, zileuton, zolmitriptán, zolpidem, zopiclona, las sales
farmacéuticamente aceptables, isómeros y derivados de los mismos y
sus mezclas.
Según otra realización, la presente invención
proporciona una micela, tal como se describe en la presente
memoria, cargada con un fármaco hidrófobo antiproliferativo o
quimioterapéutico. Una persona con conocimientos ordinarios en la
materia apreciará que muchos agentes anticáncer son hidrófobos. En
ciertas realizaciones, el fármaco hidrófobo antiproliferativo o
quimioterapéutico es seleccionado de entre uno cualquiera o más del
grupo que comprende taxano (por ejemplo, paclitaxel), vincristina,
adriamicina, alcaloides de la vinca (por ejemplo, vinblastina),
antraciclinas (por ejemplo, doxorubicina), epipodofilotoxinas (por
ejemplo, etopósido), cisplatino, metotrexato, actinomicina D,
actinomicina D, dolastatina 10, colchicina, emetina, trimetrexato,
metoprina, ciclosporina, daunorubicina, tenipósido, anfotericina,
agentes alquilantes (por ejemplo, clorambucil),
5-fluorouracilo, camptotecina, cisplatino y
metronidazol, entre otros.
En ciertas realizaciones, la presente invención
proporciona una micela, tal como se describe en la presente
memoria, cargada con un agente antiproliferativo o quimioterapéutico
seleccionado de entre uno cualquiera o más del grupo que comprende
Abarelix, aldesleukina, Aldesleukina, Alemtuzumab, Alitretinoína,
Alopurinol, Altretamina, Amifostina, Anastrozol, Trióxido de
Arsénico, Asparaginasa, Azacitidina, BCG Live, Bevacuzimab,
Avastina, Fluorouracilo, Bexaroteno, Bleomicina, Bortezomib,
Busulfano, Calusterona, Capecitabina, Camptotecina, Carboplatino,
Carmustina, Celecoxib, Cetuximab, Clorambucilo, Cisplatino,
Cladribina, Clofarabina, Ciclofosfamida, Citarabina, Dactinomicina,
Darbepoetina alfa, Daunorubicina, Denileukina, Dexrazoxano,
Docetaxel, Doxorubicina (neutral), hidrocloruro de Doxorubicina,
Propionato de Dromostanolona, Epirubicina, Epoetina alfa, Erlotinib,
Estramustina, Fosfato de Etopósido, Etopósido, Exemestano,
Filgrastim, Floxuridina Fludarabina, Fulvestrant, Gefitinib,
Gemcitabina, Gemtuzumab, Acetato de Goserelina, Acetato de
Histrelina, Hidroxiurea, Ibritumomab, Idarubicina, Ifosfamida,
Mesilato de Imatinib, Interferón Alfa-2a, Interferón
Alfa-2b, Irinotecán, Lenalidomida, Letrozol,
Leucovorina, Acetato de Leuprolida, Levamisol, Lomustina, Acetato de
Megestrol, Melfalán, Mercaptopurina, 6-MP, Mesna,
Metotrexato, Metoxsaleno, Mitomicina C, Mitotano, Mitoxantrona,
Nandrolona, Nelarabina, Nofetumomab, Oprelvekina, Oxaliplatino,
Paclitaxel, Palifermina, Pamidronato, Pegademasa, Pegaspargasa,
Pegfilgrastim, Disodio Pemetrexed, Pentostatina, Pipobromán,
Plicamicina, Porfímero de Sodio, Procarbazina, Quinacrina,
Rasburicasa, Rituximab, Sargramostim, Sorafenib, Estreptozocina,
Maleato de Sunitinib, Talco, Tamoxifeno, Temozolomida, Tenipósido,
VM-26, Testolactona, Tioguanina,
6-TG, Tiotepa, Topotecán, Toremifeno, Tositumomab,
Trastuzumab, Tretinoína, ATRA, Mostaza de Uracilo, Valrubicina,
Vinblastina, Vincristina, Vinorelbina, Zoledronato o ácido
Zoledrónico.
Según otra realización, la presente invención
proporciona una micela, tal como se describe en la presente
memoria, cargada con un tratamiento para la enfermedad de Alzheimer,
tal como Aricept® o Excelon®, un tratamiento contra la enfermedad
de Parkinson, tal como L-DOPA/carbidopa, entacapona,
ropinirola, pramipexol, bromocriptina, pergolida, trihexifenidil o
amantadina; un agente para el tratamiento de la Esclerosis Múltiple
(MS), tal como interferón beta (por ejemplo, Abonex® y Rebif®),
Copaxona® o mitoxantrona; un tratamiento para el asma, tal como un
esteroide, albuterol o Singulair®; un agente para tratar la
esquizofrenia, tal como zyprexa, risperdal, seroquel o haloperidol;
un agente antiinflamatorio, tal como corticosteroides, bloqueadores
TNF, IL-1 RA, azatioprina, ciclofosfamida o
sulfasalacina; un agente inmunomodulador e inmunodepresivo, tal como
ciclosporina, tacrolimús, rapamicina, micofenolato de mofetilo,
interferones, corticoesteroides, ciclofosfamida, azatioprina o
sulfasalazina; un factor neurotrófico, tal como inhibidores de
acetilcolinesterasa, inhibidores MAO, interferones,
anticonvulsivos, bloqueadores de canales iónicos, riluzol o agentes
antiParkinsonianos; un agente para tratar la enfermedad
cardiovascular, tal como bloqueadores beta, inhibidores ACE,
diuréticos, nitratos, bloqueadores de canales de calcio, o
estatinas; un agente para tratar la enfermedad hepática, tal como
corticoesteroides, colestiramina, interferón, o agentes
antivirales; un agente para tratar trastornos sanguíneos, tal como
corticoesteroides, agentes antileucemia, o factores de crecimiento;
y un agente para tratar trastornos inmunodeficientes, tal como
globulina gamma.
En otras realizaciones, cuando el grupo R^{y}
de la fórmula III es una cadena lateral de aminoácido iónico,
natural o no natural, las micelas de la presente invención son
útiles para encapsular agentes terapéuticos iónicos, o cargados.
Las fracciones R^{y} iónicas ejemplares incluyen polilisina,
poliarginina, ácido poliaspártico, polihistidina y ácido
poliglutámico.
Los agentes terapéuticos iónicos, o cargados,
ejemplares incluyen plásmidos de ADN, ARNs cortos de interferencia
(siARNs), micro ARNs (miARNs), ARNs cortos horquillados (shARNs),
ARNs antisentido y otros agentes terapéuticos basados en ARN. Otros
agentes terapéuticos iónicos, o cargados, incluyen oligopéptidos,
péptidos, anticuerpos monoclonales, citoquinas y otros agentes
terapéuticos proteínicos.
El direccionamiento del suministro de potentes
agentes citotóxicos especialmente a células cancerosas usando
nanovectores con respuesta tendría un claro impacto en la salud de
muchos miles de personas que dependen de agentes terapéuticos de
molécula pequeña tradicionales para el tratamiento del cáncer. En
ciertas realizaciones, la presente invención proporciona formas
encapsuladas en micelas de los fármacos de quimioterapia comunes,
doxorubicina (adriamicina), un inhibidor de topoisomerasa II,
camptotecina (CPT), un inhibidor de topoisomerasa I o paclitaxel
(Taxol), un inhibidor de ensamblaje microtubular. Estos fármacos son
agentes quimioterapéuticos efectivos pero presentan problemas
clínicos que son abordados efectivamente mediante el suministro
específico de cáncer. Por ejemplo, la naturaleza citotóxica de
estos fármacos afecta a los tumores y a los tejidos sanos por
igual, resultando en una multitud de efectos secundarios, tales como
dermatitis, pérdida de cabello y náusea. Los efectos secundarios de
la DOX, tal como cardiotoxicidad aguda y supresión de la médula ósea
son particularmente problemáticos. La doxorubicina, la camptotecina
y el paclitaxel neutrales son poco solubles en agua (es decir,
hidrófobos), convirtiéndolos en candidatos para el suministro
micelar. La camptotecina, que posee un anillo lactona
hidrolíticamente degradable, tiene una vida media corta en solución
acuosa, especialmente a pH elevado. Sin querer limitarse a una
teoría particular, se cree que la encapsulación en el núcleo micelar
hidrófobo incrementará considerablemente la vida media del fármaco.
Una multitud de sistemas de suministro de fármacos han sido
empleados para reducir los problemas indicados anteriormente
asociados con doxorubicina, camptotecina y paclitaxel, con grados de
éxito variables.
\vskip1.000000\baselineskip
Además de en su morfología
núcleo-corteza, las micelas poliméricas pueden ser
modificadas para permitir el direccionamiento a célula pasivo y
activo para maximizar los beneficios de los agentes terapéuticos
actuales y futuros. Debido a que las micelas cargadas con fármaco
típicamente poseen diámetros mayores de 20 nm, estas exhiben un
tiempo de circulación dramáticamente incrementado en comparación con
los fármacos por sí solos debido al aclaramiento renal minimizado.
Esta característica única de los nanovectores y los fármacos
poliméricos lleva a la acumulación selectiva en el tejido enfermo,
especialmente tejido canceroso debido al efecto de permeación y
retención mejoradas ("EPR"). El efecto EPR es una consecuencia
de la naturaleza desordenada de la vasculatura tumoral, que resulta
en una permeabilidad incrementada de los agentes terapéuticos y una
retención de fármacos incrementada en el sitio del tumor. Además
del direccionamiento pasivo de células mediante el efecto EPR, las
micelas se diseñan para el direccionamiento de manera activa a
células tumorales mediante la fijación química de grupos de
direccionamiento a la periferia de la micela. La incorporación de
dichos grupos se consigue frecuentemente mediante la
funcionalización de grupo terminal del bloque hidrófilo usando
técnicas de conjugación química. Al igual que las partículas
víricas, las micelas funcionalizadas con grupos de direccionamiento
utilizan interacciones receptor-ligando para
controlar la distribución espacial de las micelas después de la
administración, mejorando adicionalmente el suministro específico de
célula de los agentes terapéuticos. En la terapia anticáncer, los
grupos de direccionamiento se diseñan para interactuar con los
receptores que se expresan en exceso en el tejido canceroso en
relación al tejido normal, tales como ácido fólico, oligopéptidos,
azúcares y anticuerpos monoclonales. Véase Pan, D.; Turner, J. L.;
Wooley, K. L. Chem. Commun. 2003, 2400-2401;
Gabizon, A.; Shmeeda, H.; Horowitz, A.T.; Zalipsky, S. Adv: Drug
Deliv. Rev. 2004, 56, 1177-1202; Reynolds, P. N.;
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S. D.; Marasco, W. A. Adv. Drug Del. Rev. 1998, 31,
153-170.
Los compuestos de cualquiera de las fórmulas I,
II y III que tienen fracciones R^{3} adecuadas para la química
"Click" son útiles para conjugar dichos compuestos a
macromoléculas o sistemas biológicos, tales como proteínas, virus y
células, por nombrar solo unos pocos. Se conoce que la reacción
"Click" avanza rápida y selectivamente bajo condiciones
fisiológicas. Por el contrario, la mayoría de las reacciones de
conjugación se realizan usando la funcionalidad amina principal en
proteínas (por ejemplo, grupo terminal de proteína o lisina). Debido
a que la mayoría de las proteínas contienen una multitud de lisinas
y argininas, dicha conjugación ocurre de manera incontrolable en
múltiples sitios en la proteína. Esto es particularmente
problemático cuando las lisinas o las argininas están situadas
alrededor del sitio activo de una enzima u otra biomolécula. De esta
manera, otra realización de la presente invención proporciona un
método para conjugar grupos R^{1} de un compuesto de cualquiera
de las fórmulas I, II y III a una macromolécula mediante química
"Click". Todavía otra realización de la presente invención
proporciona una macromolécula conjugada a un compuesto de cualquiera
de las fórmulas I, II y III mediante el grupo R^{1}.
Después de incorporar las partes bloque
poli(aminoácido) en el interior del copolímero multibloque de
la presente invención, resultando en un copolímero multibloque de
la forma W-X-X', la otra
funcionalidad grupo terminal, correspondiente a la fracción R^{1}
de cualquiera de las fórmulas I, II y III, puede ser usada para
fijar los grupos de direccionamiento para el suministro específico
de célula incluyendo, pero sin limitarse a, monosacáridos,
oligosacáridos, vitaminas u otras biomoléculas pequeñas. Dichos
grupos de direccionamiento incluyen, pero no se limitan a,
anticuerpos monoclonales y policlonales (por ejemplo, anticuerpo
IgG, IgA, IgM, IgD e igE), azúcares (por ejemplo manosa,
manosa-6-fosfato, galactosa),
proteínas (por ejemplo, transferrina), oligopéptidos (por ejemplo,
oligopéptidos que contienen RGD cíclico y acíclico) y vitaminas (por
ejemplo, folato). Como alternativa, la fracción R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III está unido a una biomolécula,
fármaco, célula u otro sustrato adecuado.
En otras realizaciones, la fracción R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III se une a biomoléculas que
promueven la entrada celular y/o el escape endosomal. Dichas
biomoléculas incluyen, pero no se limitan a, oligopéptidos que
contienen dominios de transducción de proteínas, tales como la
secuencia péptida TAT del VIH (GRKKRRQRRR) u oligoarginina
(RRRRRRRRR). Los oligopéptidos que experimentan cambios
conformacionales en entornos de pH variable, tales como
oligohistidina (HHHHH), promueven también la entrada celular y el
escape endosomal.
En otras realizaciones, la fracción R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III se une a fracciones
detectables, tales como tintes fluorescentes o etiquetas para
tomografía de emisión de positrones, incluyendo moléculas que
contienen radioisótopos (por ejemplo, ^{18}F) o ligandos con
metales radioactivos unidos (por ejemplo, ^{62}Cu). En otras
realizaciones, la fracción R^{1} de cualquiera de las fórmulas I,
II y III se une a agentes de contraste para la toma de imágenes por
resonancia magnética, tales como partículas de gadolinio, quelatos
de gadolinio u óxido de hierro (por ejemplo, Fe_{3}O_{4} y
Fe_{2}O_{3}). En otras realizaciones, la fracción R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III se une a una nanopartícula
semiconductora, tal como seleniuro de cadmio, sulfuro de cadmio o
telururo de cadmio, o se une a otras nanopartículas metálicas,
tales como oro coloidal. En otras realizaciones, la fracción R^{1}
de cualquiera de las fórmulas I, II y III se une a superficies
naturales o sintéticas, células, virus, tintes, fármacos, agentes
quelantes o se usa para la incorporación en hidrogeles u otros
soportes tisulares.
En una realización, la fracción R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III es un acetileno o un derivado
de acetileno que es capaz de experimentar reacciones de
cicloadición [3+2] con biomoléculas y moléculas portadoras de azida
complementaria. En otra realización, la fracción R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III es una azida o un derivado
de azida que es capaz de experimentar reacciones de cicloadición
[3+2] con biomoléculas y moléculas portadoras de alquino
complementario (es decir, química "Click").
La química "Click" se ha convertido en un
método de bioconjugación popular debido a su alta reactividad y
alta selectividad, incluso en medios biológicos. Véase Kolb, H.C.;
Finn, M.G.; Sharpless, K.B. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40,
2004-2021; and Wang, Q.; Chan, T. R.; Hilgraf, R.;
Fokin, V. V.; Sharpless, K. B.; Finn, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2003,
125, 3192-3193. Además, las técnicas recombinantes
disponibles en la actualidad permiten la introducción de
aminoácidos no canónicos portadores de alquino y azidas en
proteínas, células, virus, bacterias y otras entidades biológicas
que consisten en proteínas o presentan proteínas. Véase Link, A.
J.; Vink, M. K. S.; Tirrell, D. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126,
10598-10602; Deiters, A.; Cropp, T. A.; Mukherji,
M.; Chin, J. W.; Anderson, C.; Schultz, P. G. J. Am. Chem. Soc.
2003, 125, 11782-11783.
En otra realización, la reacción de cicloadición
[3+2] de novectores portadores de acetileno o azida y biomoléculas
portadoras de acetileno o azida complementaria es catalizada con
metales de transición. Las moléculas que contienen cobre y que
catalizan la reacción "Click" incluyen, pero no se limitan a,
bromuro de cobre (CuBr), cloruro de cobre (CuCl), sulfato de cobre
(CuSO_{4}), yoduro de cobre (CuI),
[Cu(MeCN)_{4}](OTf), y
[Cu(MeCN)_{4}](PF_{6}). Pueden usarse ligandos de
unión a metal orgánicos e inorgánicos en conjunción con
catalizadores metálicos e incluyen, sin limitarse a, ascorbato de
sodio, ligandos tris(triazolil)amina,
tris(carboxietil)fosfina (TCEP) y ligandos
batofenantrolina sulfonada.
En otra realización, la fracción R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III es una hidracina o un
derivado de hidracina que es capaz de reaccionar con biomoléculas
que contienen aldehídos o cetonas para formar uniones hidrazona. En
otra realización, la fracción R^{1} de cualquiera de las fórmulas
I, II y III es un aldehído o derivado de cetona que es capaz de
reaccionar con biomoléculas que contienen una hidracina o un
derivado de hidracina para formar uniones hidrazona.
En otra realización, la fracción R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III es un derivado de
hidroxilamina que es capaz de reaccionar con biomoléculas que
contienen aldehídos o cetonas. En otra realización, la fracción
R^{1} de cualquiera de las fórmulas I, II y III es un aldehído o
cetona que es capaz de reaccionar con biomoléculas que contiene una
hidroxilamina o un derivado de hidroxilamina.
En todavía otra realización, la fracción R^{1}
de cualquiera de las fórmulas I, II y III es un aldehído o derivado
de cetona que es capaz de reaccionar con biomoléculas que contienen
aminas primarias o secundarias para formar uniones imina. En otra
realización, la fracción R^{1} de cualquiera de las fórmulas I, II
y III es una amina primaria o secundaria que es capaz de reaccionar
con biomoléculas que contienen un aldehído o funcionalidad cetona
para formar uniones imina. Se apreciará que las uniones imina pueden
ser convertidas adicionalmente en uniones aminas estables mediante
tratamiento con un agente reductor adecuado (por ejemplo, hidruro de
litio aluminio, borohidruro de sodio, cianoborohidrudo de sodio,
etc.).
En todavía otra realización, la fracción R^{1}
de cualquiera de las fórmulas I, II y III es una amina (primaria o
secundaria) o un alcohol que es capaz de reaccionar con biomoléculas
que contienen ésteres activados (por ejemplo,
4-nitrofenol éster,
N-hidroxisuccinimida, pentafluorofenil éster,
orto-piridiltioéster), para formar uniones éster o
amida. En todavía otras realizaciones, la fracción R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III es un éster activado que es
capaz de reaccionar con biomoléculas que poseen amina (primaria o
secundaria) o alcoholes para formar uniones éster o amida.
En todavía otras realizaciones, la fracción
R^{1} de cualquiera de las fórmulas I, II y III es una amina o
alcohol que se une a biomoléculas con funcionalidad ácido
carboxílico usando un agente de acoplamiento adecuado. En todavía
otras realizaciones, la fracción R^{1} de cualquiera de las
fórmulas I, II y III es una funcionalidad ácido carboxílico que se
une a biomoléculas que contienen funcionalidad alcohol o amina
usando un agente de acoplamiento adecuado. Dichos agentes de
acoplamiento incluyen, pero no se limitan a, carboiimidas (por
ejemplo
1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)-carbodiimida
(EDC), diisopropil carbodiimida (DIC), diciclohexil carbodiimida
(DCC), derivados de fosfonio o aminio (por ejemplo, PyBOP, PyAOP,
TBTU, HATU, HBTU) o una combinación de
1-hidroxibenzotriazola (HBOt) y un derivado de
fosfonio o aminio.
En otra realización, la fracción R^{1} de
cualquiera de las fórmulas I, II y III es un electrófilo, tal como
maleimida, un derivado de maleimida, o un derivado de
bromoacetamida, que es capaz de reaccionar con biomoléculas que
contienen tioles o aminas. En otra realización, la fracción R^{1}
de cualquiera de las fórmulas I, II y III es un nucleófilo, tal
como una amina o tiol, que es capaz de reaccionar con biomoléculas
que contienen funcionalidad electrofílica, tales como maleimida, un
derivado de maleimida o un derivado de bromoacetamida.
En todavía otras realizaciones, la fracción
R^{1} de cualquiera de las fórmulas I, II y III es una fracción
disulfuro de orto-piridilo que experimenta
intercambio de disulfuros con biomoléculas que contienen
funcionalidad tiol. En todavía otras realizaciones, la fracción
R^{1} de cualquiera de las fórmulas I, II y III es un tiol o un
derivado de tiol que experimenta intercambio de disulfuros con
biomoléculas que contienen funcionalidad disulfuro de
orto-piridilo. Se apreciará que dichas reacciones de
intercambio resultan en una unión disulfuro que es reversible en
presencia de un agente reductor adecuado (por ejemplo, glutatión,
ditiotreitol (DTT), etc.).
En ciertas realizaciones, las micelas de la
presente invención son micelas mixtas que comprenden uno o más
compuestos de fórmula I, II y III. Se apreciará que las micelas
mixtas que tienen diferentes grupos R^{1}, tal como se describe
en la presente memoria, pueden ser conjugadas a múltiples compuestos
diferentes y/o macromoléculas. Por ejemplo, una micela mixta de la
presente invención puede tener un grupo R^{1} adecuado para la
química "Click" y otro grupo R^{1} adecuado para la fijación
covalente mediante una variedad de reacciones de acoplamiento.
Dicha micela mixta puede ser conjugada a diferentes compuestos y/o
macromoléculas mediante estos grupos R^{1} diferentes. Dichas
reacciones de conjugación son bien conocidas para una persona con
conocimientos ordinarios en la materia e incluyen las descritas en
la presente memoria.
\vskip1.000000\baselineskip
Los copolímeros multibloque de la presente
invención se preparan mediante métodos conocidos para una persona
con conocimientos ordinarios en la materia y los descritos en
detalle en la solicitud de patente de Estados Unidos con número de
serie 11/325.020, presentada el 4 de Enero de 2006, la totalidad de
la cual es incorporada a la presente memoria por referencia.
Generalmente, dichos copolímeros multibloque se preparan
polimerizando secuencialmente uno o más monómeros aminoácidos
cíclicos en un polímero hidrófilo que tiene una sal amina terminal,
en la que dicha polimerización es iniciada mediante dicha sal amina.
En ciertas realizaciones, dicha polimerización ocurre mediante una
polimerización por apertura de anillo de los monómeros aminoácidos
cíclicos. En otras realizaciones, el monómero aminoácido cíclico es
un aminoácido NCA, lactamo o imida.
\vskip1.000000\baselineskip
Esquema
2
\vskip1.000000\baselineskip
El Esquema 2 anterior representa un método
general para preparar los polímeros multilbloque de la presente
invención. Un macroiniciador de fórmula A es tratado con un primer
aminoácido NCA para formar un compuesto de fórmula B que tiene un
primer bloque aminoácido. El segundo aminoácido NCA se añade al
polímero vivo de fórmula B para formar un compuesto de fórmula I',
que tiene dos bloques aminoácidos diferentes. Cada uno de los
grupos R^{1}, A, n, Q, R^{x}, R^{y}, m y m' representados en
el Esquema 2 son tal como se definen y describen en clases y
subclases, independientemente o en combinación, en la presente
memoria.
Una etapa en la preparación de un compuesto de
fórmula I comprende terminar el extremo vivo de la cadena polimérica
del compuesto de la fórmula I' con un terminador de polimerización
adecuado para obtener un compuesto de fórmula I. Una persona con
conocimientos ordinarios en la materia reconocerá que el terminador
de polimerización proporciona el grupo R^{2a} de la fórmula I.
Por consiguiente, las realizaciones dirigidas al grupo R^{2a} de
la fórmula I, tal como se ha expuesto anteriormente en esta
memoria, van dirigidas también al propio terminador de
polimerización adecuado, y de manera similar, las realizaciones
dirigidas al terminador de polimerización adecuado, tal como se ha
expuesto anteriormente y en la presente memoria, van dirigidas
también al grupo R^{2a} de la fórmula I.
Tal como se ha descrito anteriormente, los
compuestos de la fórmula I se preparan a partir de los compuestos
de la fórmula I' mediante un tratamiento con un agente terminador
adecuado. Una persona con conocimientos ordinarios en la materia
reconocerá que los compuestos de la fórmula I se preparan fácilmente
también directamente a partir de los compuestos de la fórmula I'.
En dichos casos, y en ciertas realizaciones, el compuesto de la
fórmula I' es tratado con una base para formar el compuesto base
libre previamente a, o al mismo tiempo que el tratamiento con el
agente terminador adecuado. Por ejemplo, se contempla que un
compuesto de la fórmula I' sea tratado con una base y un agente
terminador adecuado en la misma reacción para formar una base libre
de ese compuesto. En dichos casos, se contempla también que la base
pueda servir también como medio de reacción.
Una persona con conocimientos ordinarios en la
materia reconocerá que el método anterior para preparar un
compuesto de fórmula I puede ser realizado como una síntesis
"one-pot" de los compuestos de fórmula I, que
utiliza el extremo vivo de la cadena polimérica para incorporar el
grupo R^{2} de la fórmula I. Como alternativa, los compuestos de
fórmula I pueden prepararse también en una manera multietapa. Por
ejemplo, el extremo vivo de la cadena polimérica de un compuesto de
fórmula I' puede ser neutralizado para obtener un grupo amino que a
continuación puede ser derivado adicionalmente, según métodos
conocidos, para obtener un compuesto de fórmula I.
Una persona con conocimientos ordinarios en la
materia reconocerá que una variedad de agentes terminadores de
polimerización son adecuados para la presente invención. Dichos
agentes terminadores de polimerización incluyen cualquier grupo que
contiene R^{2a}, capaz de reaccionar con el extremo vivo de la
cadena polimérica de un compuesto de fórmula I', o el grupo amino
base libre de la fórmula I', para obtener un compuesto de fórmula
I. De esta manera, los agentes de terminación de polimerización
incluyen anhídridos y otros agentes acilantes, y grupos que
contienen un grupo saliente adecuado LG que es sometido a
desplazamiento nucleofílico.
Como alternativa, los compuestos de la fórmula
I' pueden ser acoplados a grupos que contienen ácido carboxílico
para formar una amida con los mismos. De esta manera, se contempla
que el grupo amina de la fórmula I' o la base libre del mismo,
puede acoplarse con una fracción ácido carboxílico para obtener
compuestos de fórmula I, en los que R^{2a} es
-NHC(O)R^{4}. Dichas reacciones de acoplamiento son
bien conocidas en la técnica. En ciertas realizaciones, el
acoplamiento se consigue con un reactivo de acoplamiento adecuado.
Dichos reactivos son bien conocidos en la técnica e incluyen, por
ejemplo, DCC y EDC, entre otros. En otras realizaciones, la
fracción ácido carboxílico es activada para el uso en la reacción de
acoplamiento. Dicha activación incluye la formación de un haluro de
acilo, el uso de un reactivo Mukaiyama y similares. Estos métodos, y
otros, son bien conocidos por las personas con conocimientos
ordinarios en la materia, por ejemplo, véase "Advanced Organic
Chemistry," Jerry March, 5ª Ed., pp. 351-357,
John Wiley and Sons, N.Y.
Un "grupo saliente adecuado sometido a
desplazamiento nucleofílico" es un grupo químico que es
desplazado fácilmente por una fracción química entrante deseada.
Los grupos salientes adecuados son bien conocidos en la técnica,
por ejemplo, véase March. Dichos grupos salientes incluyen, pero no
se limitan a, halógeno, alcoxi, sulfoniloxi, alquilsulfoniloxi
opcionalmente sustituido, alquenilsulfoniloxi opcionalmente
sustituido, arilsulfoniloxi opcionalmente sustituido y fracciones
diazonio. Ejemplos de grupos salientes adecuados incluyen cloro,
yodo, bromo, flúor, metanosulfoniloxi (mesiloxi), tosiloxi,
trifliloxi, nitro-fenilsulfoniloxi (nosiloxi) y
bromo-fenilsulfoniloxi (brosiloxi).
Según una realización alternativa, el grupo
saliente adecuado puede ser generado in situ en el interior
del medio de reacción. Por ejemplo, un grupo saliente puede ser
generado in situ a partir de un precursor de ese compuesto,
en el que dicho precursor contiene un grupo remplazado fácilmente
por dicho grupo saliente in situ.
Como alternativa, cuando el grupo R^{2a} de la
fórmula I es una amina mono-protegida o
di-protegida, el grupo o los grupos protectores son
retirados y ese grupo funcional puede ser derivado o protegido con
un grupo protector diferente. Se apreciará que la retirada de
cualquier grupo protector del grupo R^{2a} de la fórmula I es
realizada mediante métodos adecuados para ese grupo protector.
Dichos métodos se describen en detalle en Green.
En otras realizaciones, el grupo R^{2a} de la
fórmula I es incorporado mediante la derivación del grupo amino de
la fórmula I', o su base libre, mediante acoplamiento anhidro,
opcionalmente en presencia de base, como sea apropiado. Una persona
con conocimientos ordinarios en la técnica reconocerá que los
agentes terminadores de polimerización anhidros contienen una
azida, un aldehído, un hidroxilo, un alquino y otros grupos, o sus
formas protegidas, pueden ser usados para incorporar dicha azida,
dicho aldehído, dicho hidroxilo protegido, dicho alquino y otros
grupos en el grupo R^{2a} de los compuestos de la fórmula I. Se
apreciará también que dichos agentes terminadores de polimerización
anhidros son también adecuados para terminar el extremo vivo de la
cadena polimérica de un compuesto de fórmula I', o base libre del
mismo. Dichos agentes terminadores de polimerización anhidros
incluyen, pero no se limitan a, los expuestos en la Tabla 7, a
continuación.
En otras realizaciones, la fracción R^{4} del
grupo R^{2a} de la fórmula III es incorporado mediante derivación
del grupo amino de la fórmula I', o su base libre, mediante reacción
con un agente terminador de polimerización que tiene un grupo
saliente adecuado. Se apreciará también que dichos agentes
terminadores de polimerización son también adecuados para terminar
el extremo vivo de la cadena polimérica de un compuesto de la
fórmula I', o base libre del mismo. Ejemplos de estos agentes
terminadores de polimerización incluyen, pero no se limitan a, los
expuestos en la Tabla 8, a continuación.
en los que cada L es un grupo
saliente adecuado, tal como se ha definido anteriormente y en clases
y subclases, tal como se ha descrito anteriormente y en la presente
memoria.
\newpage
En ciertas realizaciones, el bloque polímero
hidrófilo es poli(etilen glicol) (PEG) que tiene un sal amina
terminal ("macroiniciador PEG"). Este macroiniciador PEG
inicia la polimerización de las NCAs para proporcionar los
copolímeros multibloque de la presente invención. Dichos polímeros
que tienen una sal amina terminal pueden prepararse a partir de
polímeros sintéticos que tienen una amina terminal. Dichos polímeros
sintéticos que tienen un grupo amina terminal son conocidos en la
técnica e incluyen aminas-PEG. Las
aminas-PEG pueden obtenerse mediante la
desprotección de una amina-PEG protegida
adecuadamente. La preparación de dichas aminas-PEG
protegidas adecuadamente, y los métodos para desprotegerlas, se
describen en detalle en la solicitud de patente de Estados Unidos
con numero de serie 11/256.735, presentada el 24 de Octubre de 2005,
la totalidad de la cual se incorpora a la presente memoria mediante
la referencia.
Tal como se describe en la solicitud de patente
de Estados Unidos con número de serie 11/256.735, las
aminas-PEG protegidas adecuadamente pueden formarse
terminando el extremo vivo de la cadena polimérica de un PEG con un
agente terminador que contiene una amina protegida adecuadamente. A
continuación, la amina protegida adecuadamente puede ser
desprotegida para generar un PEG que es terminado con una amina
libre que puede ser convertida subsiguientemente en el
macroiniciador sal amina-PEG correspondiente. En
ciertas realizaciones, el macroiniciador sal
amina-PEG de la presente invención se prepara
directamente a partir de la amina-PEG protegida
adecuadamente, desprotegiendo dicha amina protegida con un ácido.
Por consiguiente, en otras realizaciones, el agente terminador tiene
un grupo amino protegido adecuadamente, en el que el grupo protector
es lábil al ácido.
Como alternativa, los polímeros sintéticos
adecuados, que tienen una sal amina terminal, pueden prepararse a
partir de polímeros sintéticos que contienen grupos funcionales
terminales que pueden ser convertidos en sales amina mediante rutas
sintéticas conocidas. En ciertas realizaciones, la conversión de los
grupos funcionales terminales en sales amina se realiza en una
única etapa sintética. En otras realizaciones, la conversión de los
grupos funcionales terminales en sales amina se consigue mediante
una secuencia multietapa. Las transformaciones de los grupos
funcionales que proporcionan aminas, sales amina o aminas protegidas
son bien conocidas en la técnica e incluyen las descritas en
Larock, R.C., "Comprehensive Organic Transformations," John
Wiley & Sons, New York, 1999.
Esquema
3
El Esquema 3 anterior muestra un método ejemplar
para preparar los PEG bifuncionales usados para preparar los
copolímeros multibloque de la presente invención. En la etapa (a),
el iniciador de polimerización es tratado con una base adecuada
para formar D. Una variedad de bases son adecuadas para la reacción
en la etapa (a). Dichas bases incluyen, pero no se limitan a,
naftaleniuro de potasio, difenilmetil potasio, trifenilmetil
potasio e hidruro de potasio. En la etapa (b), el anión resultante
es tratado con óxido de etileno para formar el polímero E. El
polímero E puede ser transformado en la etapa (d) en un compuesto de
fórmula A directamente, terminando el extremo de cadena de polímero
libre de E con un terminador de polimerización adecuado para obtener
un compuesto de fórmula A. Como alternativa, el polímero A puede
ser neutralizado en la etapa (c) para formar el compuesto hidroxilo
F. A continuación, el compuesto F es derivado para obtener un
compuesto de fórmula A mediante métodos conocidos en la técnica,
incluyendo los descritos en la presente memoria. Cada uno de los
grupos R^{1}, A, n y Q representados en el Esquema 3 son tal como
se ha definido y descrito en clases y subclases, individualmente y
en combinación, en la presente memoria.
Aunque ciertas realizaciones ejemplares se
representan y describen anteriormente y en la presente memoria, se
apreciará que los compuestos de la invención pueden prepararse según
los métodos descritos anteriormente de manera general usando
materiales de inicio apropiados mediante métodos generalmente
disponibles para una persona con conocimientos ordinarios en la
materia. Las realizaciones adicionales se ejemplifican, en más
detalle, en la presente memoria.
Los métodos de preparación de micelas son
conocidos para una persona con conocimientos ordinarios en la
materia. Las micelas pueden prepararse mediante una serie de
métodos de disolución diferentes. En el método de disolución
directa, el copolímero en bloque es añadido directamente a un medio
acuoso, con o sin calentamiento, y las micelas se forman
espontáneamente en la disolución. El método de diálisis se usa
frecuentemente cuando las micelas se forman a partir de copolímeros
poco solubles en agua. El copolímero es disuelto en un solvente
orgánico miscible en agua, tal como N-metil
pirolidinona, dimetilformamida, dimetilsulfóxido, tetrahidrofurano
o dimetilacetamida, y esta solución es dializada a continuación
contra agua u otro medio acuoso. Durante la diálisis, se induce la
formación de micelas y el solvente orgánico es retirado. Como
alternativa, el copolímero en bloque puede ser disuelto en un
solvente orgánico miscible en agua, tal como N-metil
pirolidinona, dimetilformamida, dimetilsulfóxido, tetrahidrofurano
o dimetilacetamida y es añadido, gota a gota, a agua u otro medio
acuoso. A continuación, las micelas pueden ser aisladas mediante
filtración o liofilización.
En una realización, las micelas cargadas con
fármaco que poseen funcionalidad ácido carboxílico en el núcleo
exterior son reticuladas mediante la adición de cloruro de zinc a la
solución micelar junto con una pequeña cantidad de bicarbonato de
sodio para neutralizar cualquier producto secundario de ácido
hidroclórico. En este entorno de pH básico, la reacción de cloruro
de zinc con el bloque reticulador poli(ácido aspártico) debería ser
rápida e irreversible.
En otra realización, las micelas cargadas con
fármaco que poseen funcionalidad amina en el núcleo exterior son
reticuladas mediante la adición de una molécula, bifuncional o
multifuncional, que contiene aldehído, que forma reticulaciones
imina reversibles por pH. En otra realización, las micelas cargadas
con fármaco que poseen funcionalidad aldehído en el núcleo exterior
son reticuladas mediante la adición de una molécula, bifuncional o
multifuncional, que contiene amina, que forma reticulaciones imina
reversibles por pH.
En otra realización, las micelas cargadas con
fármaco que poseen funcionalidad amina o alcohol en el núcleo
exterior son reticuladas mediante la adición de moléculas que
contienen ácido carboxílico, bifuncional o multifuncional, y un
agente de acoplamiento para formar reticulaciones éster o amida. En
todavía otra realización, las micelas cargadas con fármaco que
poseen funcionalidad ácido carboxílico en el núcleo exterior son
reticuladas mediante la adición de moléculas que contienen alcohol
o amina, bifuncional o multifuncional, y un agente de acoplamiento
para formar reticulaciones éster o amida. Dichos agentes de
acoplamiento incluyen, pero no se limitan a, carboiimidas (por
ejemplo,
1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)-carbodiimida
(EDC), diisopropil carbodiimida (DIC), diciclohexil carbodiimida
(DCC)), derivados de fosfonio o aminio (por ejemplo, PyBOP, PyAOP,
TBTU, HATU, HBTU), o una combinación de
1-hidroxibenzotriazola (HBOt) y un derivado de
fosfonio o aminio.
En otra realización, las micelas cargadas con
fármaco que poseen funcionalidad cetona o aldehído en el núcleo
exterior son reticuladas mediante la adición de una molécula que
contiene hidracida o hidracina, bifuncional o multifuncional, para
formar reticulaciones hidrazona reversibles por pH. En todavía otras
realizaciones, las micelas cargadas con fármaco que poseen
funcionalidad hidracida o hidracina en el núcleo exterior son
reticuladas mediante la adición de una molécula que contiene cetona
o aldehído, bifuncional o multifuncional, para formar reticulaciones
hidrazona reversibles por pH.
En otra realización, las micelas cargadas con
fármaco que poseen funcionalidad tiol en el núcleo exterior son
reticuladas mediante la adición de un agente oxidante (por ejemplo,
óxidos metálicos, halógenos, oxígeno, peróxidos, ozono,
peroxiácidos, etc.) para formar reticulaciones disulfuro. Se
apreciará que las reticulaciones disulfuro son reversibles en
presencia de un agente reductor adecuado (por ejemplo, glutatión,
ditiotreitol (DTT), etc.).
En todavía otra realización, las micelas
cargadas con fármaco que poseen tanto funcionalidad ácido
carboxílico como tiol en el núcleo exterior pueden ser reticuladas
de manera dual mediante la adición de un agente oxidante (por
ejemplo, óxidos metálicos, halógenos, oxígeno, peróxidos, ozono,
peroxiácidos, etc.) para formar reticulaciones disulfuro, seguido
por la adición de cloruro de zinc a la solución micelar junto con
una pequeña cantidad de bicarbonato sódico para neutralizar
cualquier producto secundario de ácido hidroclórico. Se apreciará
que dicha micela reticulada de manera dual es reversible solo en
presencia de ácido y un agente reductor (por ejemplo, glutatión,
ditiotreitol (DTT), etc.).
Según otro aspecto, la presente invención
proporciona un método de preparación de una micela, que comprende un
copolímero multibloque que comprende un bloque polimérico hidrófilo,
un poli(bloque aminoácido) reticulado y un bloque
poli(aminoácido), caracterizado porque dicha micela tiene un
núcleo interior, un núcleo exterior reticulado y una corteza
hidrófila, en el que dicho método comprende las etapas de:
\newpage
(a) proporcionar un copolímero multibloque de
fórmula I:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que
- \quad
- n es 10-2500;
- \quad
- m es 5-50;
- \quad
- m' es 5-500;
- \quad
- R^{x} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, con capacidad de reticulación;
- \quad
- R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, hidrófobo o iónico;
- \quad
- R^{1} es -Z(CH_{2}CH_{2}Y)_{p}(CH_{2})_{t}R^{3}, en el que:
- \quad
- Z es -O-, -S-, -C\equivC- o -CH_{2}-;
- \quad
- cada Y es independientemente -O- o -S-;
- \quad
- p es 0-10;
- \quad
- t es 0-10; y
- \quad
- R^{3} es -N_{3}, -CN, una amina mono-protegida, una amina di-protegida, un aldehído protegido, un hidroxilo protegido, un ácido carboxílico protegido, un tiol protegido, un éter corona de 9-30 miembros, o un grupo opcionalmente sustituido seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable;
- \quad
- Q es un enlace de valencia o una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente, en la que 0-6 unidades metileno de Q son remplazadas independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-, -OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que:
- \quad
- -Cy es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre;
- \quad
- R^{2a} es una amina mono-protegida, una amina di-protegida, -N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)R^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)OR^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}; y
- \quad
- cada R^{4} es un grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre hidrógeno, alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno, azufre, o una fracción detectable, o:
- \quad
- dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno se toman conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
(b) combinar dicho compuesto de fórmula I con
una gente terapéutico; y
(c) tratar la micela resultante con un reactivo
reticulante para reticular R^{x}.
\vskip1.000000\baselineskip
En una realización, los fármacos son cargados en
el núcleo interior de la micela añadiendo una alícuota de una
solución de copolímero en agua al fármaco a incorporar. Por ejemplo,
se prepara una solución de almacén del fármaco en un solvente
orgánico polar y se deja evaporar, y a continuación se añade la
solución copolímero/agua. En otra realización, el fármaco es
incorporado usando una técnica de emulsión de aceite en agua. En
este caso, el fármaco es disuelto en un solvente orgánico y es
añadido gota a gota a la solución micelar en agua, y el fármaco es
incorporado a la micela durante la evaporación del solvente. En otra
realización, el fármaco es disuelto con el copolímero en un
solvente orgánico polar común y es dializado contra agua u otro
medio acuoso. Véase Allen, C.; Maysinger, D.; Eisenberg A. Colloid
Surface B 1999, 16, 3-27.
En todavía otra realización, la carga y la
reticulación de las micelas rellenas con fármaco se realizan
disolviendo doxorubicina, camptotecina o paclitaxel neutral y el
copolímero en bloque en un solvente polar, tal como acetona o
etanol, seguido por una adición lenta de agua o solución tampón.
Debido a la solubilidad limitada de DOX y CPT en agua, el fármaco es
forzado al interior de la micela, encapsulando efectivamente el
fármaco.
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como se ha descrito en la presente memoria,
las micelas de la presente invención pueden encapsular una gran
variedad de agentes terapéuticos útiles para tratar una gran
variedad de enfermedades. En ciertas realizaciones, la presente
invención proporciona una micela cargada con fármaco, tal como se ha
descrito en la presente memoria, en la que dicha micela es útil
para tratar el trastorno que se conoce que dicho fármaco trata.
Según una realización, la presente invención proporciona un método
para tratar uno o más trastornos seleccionados de entre dolor,
inflamación, arritmia, artritis (reumatoide osteoartritis),
aterosclerosis, restenosis, infección bacteriana, infección vírica,
depresión, diabetes, epilepsia, infección fúngica, gota,
hipertensión, malaria, migraña, cáncer u otros trastornos
proliferativos, disfunción eréctil, un trastorno de tiroides,
trastornos neurológicos y enfermedades relacionadas con hormonas,
enfermedad de Parkinson, enfermedad de Huntington, enfermedad de
Alzheimer, un trastorno gastrointestinal, alergia, un trastorno
autoinmune, tal como asma o psoriasis, osteoporosis, obesidad y
comorbilidades, un trastorno cognitivo, apoplejía, demencia asociada
al SIDA, esclerosis lateral amiotrófica (ALS, enfermedad de Lou
Gehrig), esclerosis múltiple (MS), esquizofrenia, ansiedad,
trastorno bipolar, tauopatía, lesión de la médula espinal o nervio
periférico, infarto de miocardio, hipertrofia de los
cardiomiocitos, glaucoma, un trastorno por déficit de atención (ADD
o ADHD), un trastorno del sueño, repercusión/isquemia, un trastorno
angiogénico o incontinencia urinaria, que comprende la
administración a un paciente de una micela que comprende un
copolímero multibloque que comprende un bloque polimérico hidrófilo,
un poli(bloque aminoácido) reticulado y un
poli(bloque aminoácido), caracterizada porque dicha micela
tiene un núcleo interior cargado con fármaco, un núcleo exterior
reticulado y una corteza hidrófila, en la que dicha micela encapsula
un agente terapéutico adecuado para tratar dicho trastorno.
En otras realizaciones, la presente invención
proporciona un método para tratar uno o más trastornos seleccionados
de entre enfermedad autoinmune, una enfermedad inflamatoria, un
trastorno metabólico, un trastorno psiquiátrico, diabetes, un
trastorno angiogénico, tauopatía, un trastorno neurológico o
neurodegenerativo, una lesión de la médula espinal, glaucoma,
calvicie o una enfermedad cardiovascular, que comprende la
administración a un paciente de una micela que comprende un
copolímero multibloque que comprende un bloque polimérico hidrófilo,
un poli(bloque aminoácido) reticulado y un
poli(bloque aminoácido), caracterizada porque dicha micela
tiene un núcleo interior cargado con fármaco, un núcleo exterior
reticulado y una corteza hidrófila, en la que dicha micela encapsula
un agente terapéutico para tratar dicho trastorno.
En ciertas realizaciones, las micelas cargadas
con fármaco de la presente invención son útiles para tratar el
cáncer. Por consiguiente, otro aspecto de la presente invención
proporciona un método para tratar el cáncer en un paciente que
comprende la administración a un paciente de una micela que
comprende un copolímero multibloque que comprende un bloque
polimérico hidrófilo, un poli(bloque aminoácido) reticulado y
un poli(bloque aminoácido), caracterizada porque dicha
micela tiene un núcleo interior cargado con fármaco, un núcleo
exterior reticulado y una corteza hidrófila, en la que dicha micela
encapsula un agente quimioterapéutico. Según otra realización, la
presente invención se refiere a un método para tratar un cáncer
seleccionado de entre cáncer de mama, cáncer de ovario, cáncer
cervical, cáncer de próstata, cáncer de testículo, cáncer de tracto
genitourinario, cáncer de esófago, cáncer de laringe, gliblastoma,
neuroblastoma, cáncer de estómago, cáncer de piel, queratoacantoma,
cáncer de pulmón, carcinoma epidermoide, carcinoma de células
grandes, carcinoma de células pequeñas, adenocarcinoma de pulmón,
cáncer de hueso, cáncer de colon, adenoma, cáncer de páncreas,
adenocarcinoma, cáncer de tiroides, carcinoma folicular, carcinoma
no diferenciado, carcinoma papilar, seminoma, melanoma, sarcoma,
carcinoma de vejiga, carcinoma de hígado y cáncer de las vías
biliares, carcinoma de riñón, trastornos mieloides, trastornos
linfoides, trastorno de Hodgkin, cáncer de células pilosas, cáncer
de cavidad bucal y cáncer de laringe (oral), cáncer de labios,
cáncer de lengua, cáncer de boca, cáncer de faringe, cáncer de
intestino delgado, cáncer de colon-recto, cáncer de
intestino grueso, cáncer de recto, cáncer cerebral y cáncer del
sistema nervioso central y leucemia, que comprende la
administración de una micela según la presente invención en la que
dicha micela encapsula un agente quimioterapéutico adecuado para
tratar dicho cáncer.
La glicoproteína P (Pgp, denominada también
proteína de resistencia múltiple a fármacos) se encuentra en la
membrana plasmática de los eucariotas superiores, donde es
responsable de la exportación, impulsada por hidrólisis de ATP, de
moléculas hidrófobas. En animales, la Pgp juega un papel importante
en la excreción y la protección de toxinas del entorno; cuando está
expresada en la membrana plásmida de células cancerosas, puede
llevar a un fallo de la quimioterapia, previniendo que los fármacos
quimioterapéuticos hidrófobos alcancen sus dianas en el interior de
las células. De hecho, se conoce que la Pgp transporta fármacos
quimioterapéuticos hidrófobos fuera de las células tumorales. Según
otro aspecto, la presente invención proporciona un método para
suministrar un fármaco quimioterapéutico hidrófobo a una célula
cancerosa mientras previene, o disminuye, la excreción Pgp de ese
fármaco quimioterapéutico, que comprende la administración de una
micela cargada con fármaco, que comprende un polímero multibloque
de la presente invención cargado con un fármaco quimioterapéutico
hidrófobo. Dichos fármacos quimioterapéuticos hidrófobos son bien
conocidos en la técnica e incluyen los descritos en la presente
memoria.
\vskip1.000000\baselineskip
Según otra realización, la invención proporciona
una composición que comprende una micela de la presente invención o
un derivado farmacéuticamente aceptable de la misma y un portador,
adyuvante o vehículo farmacéuticamente aceptable. En ciertas
realizaciones, la composición de la presente invención es formulada
para la administración a un paciente que necesita dicha
composición. En otras realizaciones, la composición de la presente
invención es formulada para la administración oral a un
paciente.
El término "paciente", tal como se usa en
la presente memoria, se refiere a un animal, preferentemente a un
mamífero, y más preferentemente a un ser humano.
La expresión "portador, adyuvante o vehículo
farmacéuticamente aceptable" se refiere a un portador, adyuvante
o vehículo que no destruye la actividad farmacológica del compuesto
con el que es formulado. Los portadores, adyuvantes o vehículos
farmacéuticamente aceptables que pueden usarse en las composiciones
de la presente invención incluyen, pero no se limitan a,
intercambiadores de iones, alúmina, estearato de alúmina, lecitina,
proteína séricas, tales como albúmina sérica humana, sustancias
tampón, tales como fosfatos, glicina, ácido sórbico, sorbato de
potasio, mezclas parciales con glicéridos de ácidos grasos vegetales
saturados, agua, sales o electrolitos, tales como sulfato de
protamina, fosfato de hidrógeno disodio, fosfato de potasio
hidrógeno, cloruro de sodio, sales de zinc, sílice coloidal,
trisilicato de magnesio, polivinil pirrolidona, sustancias basadas
en celulosa, polietilenglicol, sodio carboximetilcelulosa,
poliacrilatos, ceras, polímeros bloque
polietileno-polioxipropileno, polietilenglicol y
grasa de lana.
Las sales farmacéuticamente aceptables de los
compuestos de la presente invención incluyen los derivados de bases
y ácidos orgánicos e inorgánicos farmacéuticamente aceptables.
Ejemplos de sales ácidas adecuadas incluyen acetato, adipato,
alginato, aspartato, benzoato, bencenosulfonato, bisulfato,
butirato, citrato, canforato, canforsulfonato,
ciclopentanopropionato, digluconato, dodecilsulfato, etanosulfonato,
formato, fumarato, glucoheptanoato, glicerofosfato, glicolato,
hemisulfato, heptanoato, hexanoato, hidrocloruro, hidrobromuro,
hidroyoduro, 2-hidroxietanosulfonato, lactato,
maleato, malonato, metanosulfonato,
2-naftalenosulfonato, nicotinato, nitrato, oxalato,
palmoato, pectinato, persulfato, 3-fenilpropionato,
fosfato, picrato, pivalato, propionato, salicilato, succinato,
sulfato, tartrato, tiocianato, tosilato y undecanoato. Otros
ácidos, tales como ácido oxálico, aunque no son propiamente
farmacéuticamente aceptables, pueden ser empleados en la preparación
de las sales útiles como intermedios en la obtención de los
compuestos de la invención y sus sales de adición ácida
farmacéuticamente aceptables.
Las sales derivadas de las bases adecuadas
incluyen metales alcalinos (por ejemplo, sodio y potasio), metales
alcalinotérreos (por ejemplo, magnesio), sales de N+(alquil
C_{1-4}) y amonio. La presente invención prevé
también la cuaternización de cualquier grupo que contenga nitrógeno
básico de los compuestos descritos en la presente memoria. Pueden
obtenerse productos dispersables o solubles en aceite o agua
mediante dicha cuaternización.
Las composiciones de la presente invención
pueden ser administradas oralmente, parenteralmente, mediante spray
de inhalación, tópicamente, rectalmente, nasalmente, bucalmente,
vaginalmente o mediante un depósito implantado. El término
"parenteral", tal como se usa en la presente memoria, incluye
técnicas subcutáneas, intravenosas, intramusculares,
intra-articulares, intra-sinoviales,
intraesternales, intratecales, intrahepáticas, intralesionales y
técnicas de infusión o inyección intracraneal. Preferentemente, las
composiciones se administran oralmente, intraperitonealmente o
intravenosamente. Las formas inyectables estériles de las
composiciones de la presente invención pueden ser suspensiones
oleaginosas o acuosas. Estas suspensiones pueden formularse según
las técnicas conocidas en la técnica usando agentes humectantes o
dispersantes y agentes de suspensión adecuados. La preparación
inyectable estéril puede ser también una suspensión o una solución
inyectable estéril en un solvente o diluyente parenteralmente
aceptable no tóxico, por ejemplo, tal como una solución en
1-3-butanodiol. Entre los vehículos
y solventes aceptables que pueden emplearse están el agua, solución
de Ringer y un solución de cloruro de sodio isotónica. Además, los
aceites fijos estériles se emplean convencionalmente como solvente o
medio de suspensión.
Con este propósito, puede emplearse cualquier
aceite fijo blando incluyendo monoglicéridos o diglicéridos
sintéticos. Los ácidos grasos, tales como ácido oléico y sus
derivados glicéridos, son útiles en la preparación de inyectables,
como lo son los aceites naturales farmacéuticamente aceptables,
tales como el aceite de oliva y aceite de ricino, especialmente en
sus versiones polioxietiladas. Estas suspensiones o soluciones
oleosas pueden contener también un dispersante o diluyente alcohol
de cadena larga, tal como caboximetil celulosa o agentes
dispersantes similares que se usan comúnmente en la formulación de
formas de dosificación farmacéuticamente aceptables, incluyendo
emulsiones y suspensiones. Otros surfactantes usados comúnmente,
tales como Tweens, Spans y otros agentes emulsificantes o
mejoradores de biodisponibilidad que se usan comúnmente en la
preparación de formas de dosificación líquidas, sólidas
farmacéuticamente aceptables u otras formas de dosificación, pueden
ser usados también para los propósitos de formulación.
Las composiciones farmacéuticamente aceptables
de la presente invención pueden ser administradas oralmente en
cualquier forma de dosificación oralmente aceptable que incluyen,
pero no se limitan a, cápsulas, tabletas, soluciones o suspensiones
acuosas. En el caso de tabletas para el uso oral, los portadores
comúnmente usados incluyen lactosa y almidón de maíz. Típicamente,
se añaden también agentes lubricantes, tales como esterato de
magnesio. Para la administración oral en forma de cápsula, los
diluyentes útiles incluyen lactosa y almidón de maíz seco. Cuando
se requieren suspensiones acuosas para el uso oral, el ingrediente
activo se combina con agentes emulsificantes y de suspensión. Si se
desea, pueden añadirse también ciertos agentes edulcorantes,
saborizantes o colorantes. En ciertas realizaciones, las
composiciones farmacéuticamente aceptables de la presente invención
son recubiertas
entéricamente.
entéricamente.
Como alternativa, las composiciones
farmacéuticamente aceptables de la presente invención pueden ser
administradas en forma de supositorios para administración rectal.
Estos pueden prepararse mezclando el agente con un excipiente no
irritante adecuado, que es sólido a temperatura ambiente pero
líquido a temperatura rectal y que, por lo tanto, se fundirá en el
recto para liberar el fármaco. Dichos materiales incluyen manteca de
coco, cera de abeja y polietilenglicoles.
Las composiciones farmacéuticamente aceptables
de la presente invención pueden ser administradas también
tópicamente, especialmente cuando la diana del tratamiento incluye
zonas y órganos fácilmente accesibles mediante aplicación tópica,
incluyendo enfermedades oculares, de la piel o del tracto intestinal
inferior. Las formulaciones tópicas adecuadas se preparan fácilmente
para cada una de estas zonas y órganos.
La aplicación tópica para el tracto intestinal
inferior puede ser realizada en una formulación para supositorio
rectal (véase texto anterior) o en una formulación para enema
adecuada. Pueden usarse también parches transdérmicos tópicos.
Para las aplicaciones tópicas, las composiciones
farmacéuticamente aceptables pueden formularse en un ungüento
adecuado que contiene el componente activo suspendido o disuelto en
uno o más portadores. Los portadores para la administración tópica
de los compuestos de la presente invención incluyen, pero no se
limitan a, aceite mineral, vaselina líquida, vaselina blanca,
propilenglicol, polioxietileno, compuesto de polioxipropileno, cera
emulsificante y agua. Como alternativa, las composiciones
farmacéuticamente aceptables pueden ser formuladas en una crema o
loción adecuada que contiene los componentes activos suspendidos o
disueltos en uno o más portadores farmacéuticamente aceptables. Los
portadores adecuados incluyen, pero no se limitan a, aceite mineral,
monoestearato de sorbitán, polisorbato 60, ésteres cetil cera,
alcohol cetearil, 2-octildodecanol, bencil alcohol y
agua.
Para el uso oftálmico, las composiciones
farmacéuticamente aceptables pueden formularse como suspensiones
micronizadas en salina estéril isotónica con pH ajustado, o
preferentemente, como soluciones en salina estéril isotónica con pH
ajustado, con o sin un conservante, tal como cloruro de benzalconio.
Como alternativa, para usos oftámicos, las composiciones
farmacéuticamente aceptables pueden formularse en un ungüento, tal
como vaselina.
Las composiciones farmacéuticamente aceptables
de la presente invención pueden ser administradas también mediante
inhalación o aerosol nasal. Dichas composiciones se preparan según
las técnicas bien conocidas en la técnica de la formulación
farmacéutica y pueden prepararse como soluciones en salina,
empleando bencil alcohol u otros conservantes, promotores de
absorción adecuados para mejorar la biodisponibilidad,
fluorocarbonos y/u otros agentes dispersantes o solubilizantes
convencionales.
En ciertas realizaciones, las composiciones
farmacéuticamente aceptables de la presente invención son formuladas
para la administración oral.
La cantidad de los compuestos de la presente
invención que puede ser combinada con los materiales portadores
para producir una composición en una forma de dosificación
individual variará dependiendo del huésped tratado y el modo de
administración particular. Preferentemente, las composiciones
deberían ser formuladas de manera que pueda administrarse una dosis
de entre 0,01-100 mg/kg de peso corporal/día del
fármaco a un paciente que recibe estas composiciones.
Se apreciará que la presente invención contempla
las dosis empleadas típicamente para el fármaco encapsulado. En
ciertas realizaciones, se administra una micela cargada con fármaco
de la presente invención a un paciente, en la que la dosis del
fármaco es equivalente a la cantidad administrada típicamente para
ese fármaco. En otras realizaciones, se administra una micela
cargada con fármaco de la presente invención a un paciente, en la
que la dosis del fármaco es inferior a la cantidad administrada
típicamente para ese fármaco.
También debería entenderse que una dosis y un
régimen de tratamiento específicos para cualquier paciente
particular dependerán de una variedad de factores, incluyendo la
actividad del compuesto específico empleado, la edad, el peso
corporal, la salud general, el sexo, la dieta, el tiempo de
administración, la tasa de excreción, la combinación de fármacos y
el juicio del médico responsable del tratamiento y la severidad de
la enfermedad particular tratada. La cantidad de un compuesto de la
presente invención en la composición dependerá también del compuesto
particular en la composición.
\newpage
Con el fin de que la invención descrita en la
presente memoria pueda comprenderse más completamente, se exponen
los ejemplos siguientes. Se entenderá que estos ejemplos tienen
solamente propósitos ilustrativos y no deben considerarse en
absoluto como limitativos de la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como se ha descrito anteriormente de manera
general, los copolímeros multibloque de la presente invención se
preparan usando los PEGs heterobifuncionales descritos en la
presente memoria y en la solicitud de patente de Estados Unidos con
número de serie 11/256.735, presentada el 24 de Octubre de 2005, la
totalidad de la cual se incorpora a la presente memoria mediante
referencia. La preparación de los polímeros multibloque según la
presente invención se consigue mediante métodos conocidos en la
técnica, incluyendo los descritos en detalle en la solicitud de
patente de Estados Unidos con número de serie 11/325.020 presentada
el 4 de Enero de 2006, la totalidad de la cual se incorpora a la
presente memoria mediante referencia.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Dibencilamino-poli(etilenglicol)-t-butildifenilsililpropeno:
A una solución agitada de dibencilaminoetanol (482 mg, 2 mmol) en
THF anhidro (200 mL) se añadió una solución de naftaleniuro de
potasio en THF (0,2 M, 10 mL, 2 mmol). La solución resultante fue
enfriada a 0ºC, a continuación es introdujo óxido de etileno (20 g,
454 mmol) a la solución alcóxida usando técnicas Schlenk. Una vez
terminada la adición del óxido de etileno, el matraz fue rellenado
con Argón, fue sellado y agitado a 40ºC. Después de 24 h, se añadió
bromuro de t-butildifenilsililpropargil (3,54 g, 10
mmol) a la reacción usando técnicas Schlenk. La solución fue agitada
durante 12 horas adicionales a 40ºC, se dejo enfriar y se retiró el
solvente. El líquido viscoso resultante fue purificado mediante
extracción en fase sólida (el líquido fue cargado en un gel de
sílice de 400 mL el cual fue aclarado con MeOH en CHCl_{3} al 3%
(1 L) seguido por MeOH en CHCl_{3} al 10% (1 L) que contenía el
producto polimérico), a continuación fue precipitado en dietil éter
frío para proporcionar un polvo blanco (14,4 g, rendimiento 72%).
^{1}H NMR (400 MHz, DMSOd_{6}, \delta) 7,8-7,2
(m, Ar-H), 4,39 (s,
CH_{2}-alquino), 3,7-3,3
(br-m, -O=CH_{2}-CH_{2}-) 1,03
(s, t-butil). Mn -9800 mediante ^{1}H NMR.
\vskip1.000000\baselineskip
Amino-poli(etilen
glicol)-t-butildifenilsililpropeno:
A un matraz de fondo redondo de 100 mL se añadió hidróxido de
paladio al 10% en carbono (0,2 g) y metanol (200 mL). Se añadió
dibencilamino-poli(etilenglicol)-t-butildifenilsililpropeno
(2 g) y formato de amonio (2 g) y la reacción se calentó con
reflujo. Después de 6 horas, se añadió carbonato de potasio (4 g) y
la solución fue agitada durante 3 horas adicionales con reflujo. La
solución fue diluida con cloroformo (200 mL), se dejó enfriar, a
continuación se filtró sobre alúmina básica. El solvente fue
evaporado y el producto polimérico fue precipitado en dietil éter
frío y fue recuperado como un polvo blanco después de una
filtración (1,2 g, rendimiento 60%). ^{1}H NMR (400 MHz,
DMSOd_{6}, \delta) 7,6-7,3 (m,
Ar-H), 4,19 (s, CH_{2}-alquino),
3,7-3,3 (br-m,
-O-CH_{2}-CH_{2}-O-),
0,96 (s, t-butil).
\vskip1.000000\baselineskip
Cloruro de
amonio-poli(etilenglicol)-t-butildifenilsililpropeno:
A un matraz de fondo redondo de 50 mL con barra de agitación se
añadió
amino-poli(etilenglicol)-t-butildifenilsilipropeno
(1,2 g, 0,1 mmol) y THF (5 mL). La solución fue agitada a
temperatura ambiente hasta que había presente una solución
homogénea. A continuación, se añadió 4 M HCl en dioxano (5 mL) y la
solución fue agitada durante 1 hora. El polímero fue precipitado en
éter frío para proporcionar un polvo blanco. (1 g, rendimiento 83%).
^{1}H NMR (400 MHz, DMSO-d_{6}, \delta) 7,85
(br-s, -NH_{3}Cl, 7,58 (m, Ar-H),
7:45 (m, Ar-H), 7,41 (m, Ar-H), 4,17
(s, CH_{2}-alquino), 3,7-3,3
(br-m,
-O-CH_{2}-CH_{2}-), 0,97 (s,
t-butil).
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
TBDPS-propin-poli(etilenglicol)-b-poli(t-butil
ácido
aspártico)-b-[poli(fenilalanina)-co-poli(t-butil
tirosina)]: A un recipiente de reacción de 100 mL equipado con
barra de agitación de vidrio y válvula de teflón se añadió cloruro
de
amonio-poli(etilenglicol)-t-butildifenilsililpropeno
(0,6 g, 0,05 mmol) y t-butil ácido aspártico NCA
(0,11 g, 0,5 mmol). El matraz fue evacuado durante 1 h y a
continuación fue rellenado con Ar. Se añadió NMP anhidro (7 mL)
mediante jeringa y a continuación el matraz fue sellado bajo una
atmósfera de Ar y fue agitado a 80ºC. Después de 48 h, fenilalanina
NCA (0,32 g, 1,2 mmol) y t-butil tirosina (0,08 g,
0,3 mmol) fueron secados bajo vacío, fueron disueltos en NMP
anhidro (4 mL), y fueron añadidos a la solución de reacción usando
técnicas Shlenk. La solución resultante fue agitada a 80ºC durante
48 h adicionales. A continuación, la polimerización se dejó enfriar
y el producto fue precipitado en éter frío, proporcionando un polvo
blanco (0,7 g, 65%). ^{1}H NMR (400 MHz,
DMSO-d_{6}, \delta) 9,10, 8,04, 7,56, 7,41,
7,14, 6,95, 6,60, 4,51, 3,7-3,2, 2,92, 2,70, 1,37,
1,31, 0,97. Mn \sim 14.500 mediante ^{1}NMR.
\vskip1.000000\baselineskip
TBDPS-propin-poli(etilenglicol)-b-poli(ácido
aspártico)-b-[poli(fenilalanina)-co-poli(tirosina)]:
A un matraz de fondo redondo de 50 mL con barra de agitación se
añadió
TBDPS-propin-poli(etilenglicol)-b-poli(t-butil
ácido
aspártico)-b-[poli(fenilalanina)-co-poli(t-butil
tirosina)] (0,5 g) y ácido fórmico (10 mL). La solución fue agitada
a 50ºC durante 12 h y a continuación el solvente fue evaporado. El
residuo fue disuelto en metanol y el solvente fue evaporado de
nuevo. El residuo fue disuelto de nuevo en metanol y a continuación
fue precipitado en éter frío, proporcionando un polvo blanco (0,4
g, rendimiento 80%). ^{1}H NMR (400 MHz,
DMSO-d_{6}, \delta) 9,17, 8,14, 8,05, 7,56,
7,41, 7,21, 7,15, 6,96, 6,60, 4,51, 3,7-3,2, 2,93,
2,71, 0,97.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Dibencilamino-polietilenglicol-alcohol:
A una solución agitada de dibencilaminoetanol (242 mg, 1 mmol) en
THF anhidro (100 mL) se añadió una solución de naftaleniuro de
potasio en THF (0,2 M, 1 mL, 1 mmol). La solución resultante fue
agitada durante 5 minutos y a continuación fue enfriada a 0ºC. Se
introdujo óxido de etileno (10 g, 227 mmol) a la solución alcóxida
usando técnicas Schlenk. Una vez completada la adición del óxido de
etileno, el matraz fue rellenado con Argón, fue sellado y agitado a
40ºC durante 24 h. La reacción fue neutralizada con agua (1 mL),
seguido de la retirada del solvente bajo presión reducida. El
líquido viscoso resultante fue purificado mediante extracción en
fase sólida (el líquido fue cargado en 200 mL de gel de sílice que
fue aclarado con meOH 3% en CHCl_{3} (1 L) seguido de MeOH 10% en
CHCl_{3} (1 L) que contenía el producto polimérico) y a
continuación fue precipitado en dietil éter frío para proporcionar
un polvo blanco (6,8 g, rendimiento 68%). ^{1}H NMR (400 MHz,
DMSO-d_{6}, \delta) 7,4-7,2 (m,
Ar-H), 4,63 (t, CH_{2}OH), 3,7-3,3
(br-m,
-O-CH_{2}-CH_{2}-), GPC (DMF,
PEG estándares) Mn=7.300; PDI=1,03.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
BOC-amino-poli(etilenglicol)-alcohol:
A un matraz de fondo redondo de 250 mL se añadió hidróxido de
paladio al 10% en carbono (1 g) y metanol (100 mL). Se añadieron
dibencilaminopoli(etilenglicol)-acohol (5 g)
y formato de amonio (5 g) y la reacción se calentó a reflujo.
Después de 6 horas, se añadió carbonato de potasio (10 g) y la
solución fue agitada durante 3 horas adicionales con reflujo. La
solución fue diluida con cloroformo (300 mL), se dejó enfriar, y a
continuación se filtró sobre alúmina básica. El solvente fue
evaporado y el polímero fue redisuelto en metanol (100 mL). Se
añadieron BOC anhidro (3 g) y DMAP (1 g) y la solución se agitó a
temperatura ambiente durante 12 h. El solvente fue retirado y el
residuo fue purificado mediante extracción en fase sólida (el
líquido fue cargado en 200 mL de gel de sílice que fue aclarado con
MeOH 3% en CHCl_{3} (1 L) seguido de MeOH 10% en CHCl_{3} (1 L)
que contenía el producto polimérico) y a continuación se precipitó
en dietil éter frío para proporcionar un polvo blanco (4,2 g,
rendimiento 84%). ^{1}H NMR (400 MHz,
DMSO-d_{6}, \delta) 6,82 (br-s,
CH_{2}-NHCO-), 4,63 (t, CH_{2}OH),
3,7-3,3 (br-m,
-O-CH_{2}-CH_{2}-O-),
1,40 (s, -C-(CH_{3})_{3}).
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BOC-amino-poli(etilenglicol)-aril-propin:
A un matraz de fondo redondo de 50 mL con barra de agitación se
añadió propargil fenol (0,37 g, 2,5 mmol), trifenilfosfina (0,53 g,
2 mmol),
BOC-amino-poli(etilenglicol)-alcohol
(3,6 g, 0,5 mmol) y THF (10 mL). La reacción fue agitada a
temperatura ambiente hasta que había una solución homogénea
presente y a continuación se añadió DIAD (0,3 g, 1,5 mmol) y la
reacción se agitó a temperatura ambiente durante 16 horas. A
continuación el solvente fue retirado bajo presión reducida y el
líquido viscoso resultante fue purificado mediante extracción en
fase sólida (el líquido fue cargado en 200 mL de gel de sílice que
fue aclarado con MeOH 3% en CHCl_{3} (1 L) seguido de MeOH 10% en
CHCl_{3} (1 L) que contenía el producto polimérico). El producto
puro fue obtenido como un polvo blanco después de la precipitación
en éter frío (2,8 g, rendimiento 77%). ^{1}H NMR (400 MHz,
DMSO-d_{6}, \delta) 6,92 (m,
Ar-H), 4,68 (s,
O-CH_{2}-alquino), 4,04 (s,
Ar-O-CH_{2}),
3,7-3,3 (br-m,
-O-CH_{2}-CH_{2}-), 2,55 (t,
alquino-H), 1,42 (s,
-C-(CH_{3})_{3}).
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Cloruro de
propin-aril-poli(etilenglicol)-amonio:
A un matraz de fondo redondo de 50 mL con barra de agitación se
añadió
BOC-amino-poli(etilenglicol)-aril-propin
(2 g, 0,1 mmol) y THF (5 mL). La solución fue agitada a temperatura
ambiente hasta que había una solución homogénea presente. A
continuación se añadió 4 M HCl en dixoano (5 mL) y la solución fue
agitada durante 2 horas. El polímero fue precipitado en éter frío
para proporcionar un polvo blanco (1,7 g, rendimiento 85%). ^{1}H
NMR (400 MHz, DMSO-d_{6}, \delta) 7,76
(br-s, -NH_{3}Cl), 6,90 (s, Ar-H),
4,71 (s, O-CH_{2}-alquino), 4,02
(s, Ar-O-CH_{2}),
3,7-3,3 (br-m,
-O-CH_{2}-CH_{2}-).
Propin-aril-poli(etilenglicol)-b-poli(t-butil
ácido
aspártico)-b-[poli(fenilalanina)-co-poli(t-butil
tirosina): A un recipiente de reacción de 100 mL equipado con
barra de agitación de vidrio y válvula de teflón se añadió cloruro
de
propin-aril-poli(etilenglicol)-amonio
(1,46 g, 0,2 mmol) y t-butil ácido aspártico NCA
(0,43 g, 2 mmol). El matraz fue evacuado durante 1 h y a
continuación fue rellenado con Ar. Se añadió NMP anhidro (20 mL)
mediante jeringa y a continuación el matraz fue sellado bajo una
atmósfera de Ar y fue agitado a 80ºC. Después de 48 h, fenilalanina
NCA (1,26 g, 4,8 mmol) y t-butil tirosina (0,3 g,
1,2 mmol) fueron secados bajo vacío, disueltos en NMP anhidro (15
mL), y añadidos a la solución de reacción usando técnicas Schlenk.
La solución resultante fue agitada a 80ºC durante 48 horas
adicionales. A continuación, la polimerización se dejó enfriar y el
producto fue precipitado en éter frío, proporcionando un polvo
blanco (1,6 , 54%). ^{1}H NMR (400 MHz,
DMSO-d_{6}, \delta) 8,16, 8,08, 7,95, 7,21,
7,16, 6,91, 6,67, 4,70, 4,52, 4,02, 3,7-3,2, 3,04,
2,69, 2,19, 1,91, 1,37, Mn \sim 11.600 mediante ^{1}H NMR.
Propin-aril-poli(etilenglicol)-b-poli(ácido
aspártico)-b-[poli(fenilalanina)-co-poli(tirosina)]:
A un matraz de fondo redondo de 50 mL con barra de agitación se
añadió
propin-aril-poli(etilenglicol)-b-poli(t-butil
ácido
aspártico)-b-[poli(fenilalanina)-co-poli(t-butil,
tirosina)] (1 g) y ácido fórmico (19 mL). La solución fue agitada a
50ºC durante 12 h, a continuación el solvente fue evaporado. El
residuo fue disuelto en metanol y el solvente fue evaporado de
nuevo. El residuo fue disuelto de nuevo en metanol y a continuación
fue precipitado en éter frío, proporcionando un polvo blanco.
^{1}H NMR (400 MHz, DMSO-d_{6}, \delta) 8,13,
8,07, 7,21, 7,18, 7,15, 7,00, 6,87, 6,60, 4,71, 4,52, 4,02,
3,7-3,2, 2,94, 2,74.
Cálculos CMC: Los valores CMC de las
micelas preparadas a partir de polímeros multibloque fueron
determinados usando el método descrito por Eisnberg. (Astafieva,
I.; Zhong, X.F.; Eisenberg, A. "Critical Micellization Phenomena
in Block Copolymer Polyelectrolyte Solutions" Macromolecules
1993, 26, 7339-7352.). Para realizar estos
experimentos, una concentración constante de pireno (5 x 10^{-7}
M) fue equilibrada con concentraciones variables de copolímero en
bloque (5 x 10^{-4} M a 1 x 10^{-8} M) en agua a 50ºC durante 2
horas, a continuación se agitó durante la noche. El examen del
espectro de excitación fluorescente de cada muestra (excitada a 390
nm) reveló si el pireno estaba encapsulado en la micela copolímero
dibloque (\lambda_{max}=338 nm) o estaba libre en la solución
acuosa (\lambda_{max}=333 nm). Trazando la relación de las
intensidades entre 338 nm y 333 nm (I_{338}/I_{333}) vs el
logaritmo de la concentración copolímero en bloque permite la
interpretación gráfica del valor CMC. En estos experimentos, los
valores I_{338}/I_{333} de 1,3-1,5 representan
pireno encapsulado en micelas copolímero en bloque y los valores
I_{338}/I_{333} de 0,5-0,6 corresponden a pireno
libre en solución (no hay micelas presentes). Los datos CMC
experimentales para
propin-aril-poli(etilenglicol)-b-poli(ácido
aspártico)-b-[(poli(fenilalanina)-co-poli(tirosina)]
(mostrados más adelante) proporcionaron un valor CMC de 5 x
10^{-6} M. Véase la Figura 11.
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Preparación de micelas reticuladas con zinc
con pireno encapsulado: Las micelas reticuladas encapsuladas con
pireno fueron preparadas agitando pireno y
propin-aril-poli(etilenglicol)-b-poli(ácido
aspártico)-b-[poli(fenilalanina)-co-poli(tirosina)]
en una solución acuosa de cloruro de zinc a 50ºC durante dos horas
y a continuación 16 horas adicionales a temperatura ambiente (2,5 x
10^{-4} M, 0,5 M ZnCl_{2}, 5 x 10^{-7} M pireno). Se añadieron
2 mL de 0,5 M NaHCO_{3}, elevando el pH a 8,2 desde 3,1, y la
solución resultante se dejó en agitación durante 2 horas
adicionales. La solución fue diluida para proporcionar muestras con
concentraciones poliméricas de 1 x 10^{-4}, 5 x 10^{-5}, 1 x
10^{-5}, 5 x 10^{-6} M. El examen del espectro de excitación
fluorescente de cada muestra (excitada a 390 nm) reveló si el
pireno estaba encapsulado en la micela copolímero dibloque
(\lambda_{max}=338 nm) o estaba libre en la solución acuosa
(\lambda_{max}=333 nm). Trazando la relación de las intensidades
entre 338 nm y 33 nm (I_{338}/I_{333}) vs el logaritmo de la
concentración copolímero en bloque permite la interpretación
gráfica del valor CMC. En estos experimentos, los valores
I_{338}/I_{333} de 1,3-1,5 representan pireno
encapsulado en micelas copolímero en bloque y los valores I338/I333
de 0,5-0,6 corresponden a pireno libre en solución
(no hay micelas presentes). Se realizó un experimento de control en
ausencia de cloruro de zinc para mostrar el efecto de la dilución
sobre las micelas no reticuladas. La comparación entre las micelas
reticuladas con zinc y los experimentos de control no reticulados se
muestra en la Figura 12.
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Inversión de la reticulación con zinc
mediante el ajuste de pH: Las micelas cargadas con pireno fueron
desreticuladas con la adición de ácido. Para estos experimentos, se
añadió ácido láctico (100 \muL) a cada una de las muestras de
micelas reticuladas y se grabó el espectro de excitación de
florescencia del pireno. El pH de las muestras fue reducido a pH
3,1 después de la adición de ácido láctico (desde 8,2 para las
micelas reticuladas). El gráfico de las micelas cargadas con
pireno, antes y después de la adición de ácido láctico, se muestra
en la Figura 13.
Carga del fármaco y reticulación:
Experimentalmente, la carga y la reticulación de micelas llenas de
fármaco se realiza disolviendo doxorubicina neutral y el copolímero
en bloque en un solvente polar, tal como etanol, seguido de adición
lenta de agua o solución tampón. Debido a la limitada solubilidad de
DOX y CPT en agua, el fármaco es forzado al interior del núcleo de
la micela, encapsulando efectivamente el fármaco. La reticulación
se consigue mediante la adición de cloruro de zinc a la solución
micelar junto con una pequeña cantidad de bicarbonato de sodio para
neutralizar cualquier producto secundario de ácido hidroclórico. En
este entorno de pH básico, la reacción del cloruro de zinc con el
bloque poli(ácido aspártico) reticulante es rápida e irreversible.
Los nanovectores reticulados son aislados usando membranas de
ultrafiltración (membranas Amicon Ultracel YM-30) y
son liofilizadas subsiguientemente antes del almacenamiento y/o la
caracterización. El fármaco no encapsulado es retirado mediante el
procedimiento de ultrafiltración, y se cuantifica la carga de
fármaco disolviendo cantidades conocidas del polvo con micelas
cargadas con fármaco en DMF y cuantificando la concentración de
fármaco mediante espectroscopia UV-Vis, en base a
unos coeficientes de extinción determinados previamente
(\varepsilon para DOX y CPT neutrales) (absorbencia de DOX a 485
nm, absorbencia de CPT a 370 nm).
Las micelas poliméricas cargadas con fármaco son
caracterizadas, antes y después de la adición de cloruro de zinc,
para confirmar la efectividad de la reticulación y para cuantificar
el pH al que ocurre la disociación micelar. La espectroscopia de
fluorescencia es un método apropiado para determinar la liberación
de fármaco de las micelas poliméricas reticuladas en respuesta a
cambios ambientales, ya que la fluorescencia de DOX y CPT
encapsuladas en micelas es negligible debido a la
auto-neutralización en el núcleo de la micela pero
son altamente fluorescentes en su forma libre. Después de la
reticulación reversible, se realizaron experimentos de
fluorescencia cualitativos para confirmar la estabilidad y la
reticulación efectiva de las micelas cargadas con fármaco. Por
ejemplo, las micelas reticuladas son tratadas con dodecil sulfato de
sodio (SDS), un surfactante común que se conoce que altera las
micelas no reticuladas. Después del tratamiento con SDS, las micelas
llenadas con fármaco, tanto las reticuladas como las no
reticuladas, son examinadas usando espectroscopia de fluorescencia
para detectar la presencia de DOX liberada (excitación a 485 nm,
emisión a 590 nm) o CPT liberada (excitación a 370 nm, emisión a
432 nm). En el caso de las micelas no reticuladas, se ha observado
fluorescencia debida a DOX y CPT en agua debido a la disociación
micelar inducida por SDS.
En otro conjunto de experimentos, las muestras
de cada una de las micelas poliméricas reticuladas, micelas
poliméricas no reticuladas, y doxorubicina libre son incubadas
separadamente a 37ºC en Medio Eagle Modificado por Dulbecco (DMEM)
suplementado con suero fetal bovino (FBS) al 10% durante 24 horas.
Este medio de crecimiento celular usado comúnmente se usa para
simular el entorno iónico y de pH que se puede encontrar en
condiciones fisiológicas. Las concentraciones de DOX y CPT en las
tres muestras se ajustan a un valor equivalente (por ejemplo, 100
\mug/mL) y son examinadas para la estabilidad de dilución usando
espectroscopia de fluorescencia. En estos experimentos, las tres
muestras son diluidas a concentraciones inferiores a CMC de las
micelas poliméricas (determinadas usando experimentos de
fluorescencia de pireno descritos más adelante). La fluorescencia
debería observarse para las muestras de DOX libre y DOX liberada de
las micelas no reticuladas, disociadas. Si la reticulación mediada
por metal es exitosa, no debería observarse fluorescencia
proveniente de las micelas reticuladas, indicando una estabilidad
micelar mejorada y una liberación de fármaco limitada.
Se realizaron experimentos cuantitativos de
titulación ácida en micelas reticuladas cargadas con fármaco para
determinar los valores de pH precisos o el intervalo de pH en el que
ocurre la reticulación micelar reversible. Estos experimentos de
titulación son realizados midiendo la fluorescencia (indicada en
unidades de fluorescencia relativa) a valores de pH en el intervalo
de \sim 7,4 (DMEM con suero) a 4,0. El pH de la solución de
micelas reticuladas cargadas con DOX es ajustado mediante la
adición incremental de ácido láctico o ácido hidroclórico (HCl) y
se mide directamente en una célula fluorescente agitada usando un
pequeña sonda de pH (micro electrodo pH Lazar
Ultra-M). Las curvas de titulación se construyen
trazando la fluorescencia versus el pH de la solución, y el pH en
el que ocurre la reticulación reversible se determina mediante
extrapolación, de manera similar a los experimentos CMC de pireno
realizados en el apartado D. Se requiere la utilización de volúmenes
de dilución que están por debajo de los valores CMC, ya que se
requieren una liberación de fármaco y una disociación micelar
rápidas, tal como se determinan mediante un incremento en el
rendimiento, para cuantificar la reversibilidad por pH. Los
experimentos de titulación se repiten con micelas reticuladas
preparadas con varias relaciones cloruro de zinc/copolímero en
bloque con el propósito final de determinar qué formulaciones
micelares experimentan disociación rápida a pH de 6,8 (microentorno
de tumor sólido) y pH 5,0-5,5 (compartimientos
endosomales). Se realizarán también experimentos de fluorescencia
que analizan el cambio en rendimiento del fármaco libre versus pH
(experimento de control), para minimizar la posibilidad de un
resultado falso positivo. Experimentos idénticos, usando
camptotecina encapsulada y CPT libre, se repiten para formulaciones
exitosas para determinar si la liberación y la disociación sensible
a pH varía con los diferentes fármacos encapsulados. Se anticipa
que la reticulación reversible es independiente del fármaco
utilizado, permitiendo el uso de un gran rango de fármacos
hidrófobos. Se entiende que los agentes terapéuticos que contienen
ácido carboxílico pueden requerir consideraciones adicionales
cuando se usan en conjunción con una reticulación mediada por
zinc.
Además de los experimentos de fluorescencia, se
realiza un análisis de dispersión de luz de micelas poliméricas
para determinar tanto el tamaño como la morfología de la micela, que
son importantes para futuros estudios farmacocinéticos y de
biodistribución. Las micelas poliméricas son analizadas mediante
experimentos de dispersión de luz dinámica y estática a 37ºC en
soluciones de tampón de fosfato para determinar el tamaño de micela
medio (por ejemplo, radio hidrodinámico (Rh)) y la distribución de
tamaño de micela antes y después de cargar el fármaco. La tasa de
radio de giro (Rg), obtenida mediante dispersión de luz estática, a
Rh ofrece información importante acerca de la morfología de la
partícula (es decir, micela esférica, micela de tipo gusano,
vesícula, etc.) antes y después de las reacciones de
reticulación.
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Los ensayos in vitro de micelas de
copolímero en bloque y nanovectores cargados con fármaco proporciona
retroalimentación directa en relación a la captación celular de
nanovectores y la toxicidad potencial de los copolímeros en bloque,
los reactivos de reticulación y los productos secundarios de la
reacción de reticulación reversible. Utilizando la fluorescencia
inherente de la doxorubicina y de la camptotecina, así como otros
tintes comunes, se supervisa la captación celular y el tráfico de
nanovectores, llenados con fármaco o llenados con tinte, en líneas
celulares, tales como MCF-7 (cáncer de mama),
MCF-7 resistente a DOX (cáncer de mama), HeLa
(cáncer cervical), HepG2 (cáncer de hígado) y de ovario de hámster
chino (control) usando microscopía confocal de barrido láser.
Además, se realizan estudios de viabilidad celular comparando las
formas de CPT y DOX encapsuladas en micelas con los fármacos libres
en las cinco líneas celulares indicadas anteriormente.
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La microscopía de fluorescencia es un método
usado frecuentemente para investigar las interacciones y el destino
intracelular de portadores de fármacos nanoparticulados, tales como
liposomas y micelas, dentro de las células diana. Para valorar la
captación y el tráfico celular de nanovectores con respuesta a
cáncer, se preparan micelas con tintes encapsulados que emiten
fluorescencia en el interior de la micela (Oregon Green o Cy5) y se
supervisan mediante CLSM. Se incorporan pequeñas cantidades de Cy5
debido a su alto rendimiento y su tendencia a
auto-neutralizarse a altas concentraciones en el
núcleo de la micela. Las micelas cargadas con tinte son valoradas
en líneas celulares de MCF-7 (ATCC,
HTB-22^{TM}), MCF-7 resistente a
DOX (preparado según el protocolo de la literatura), HeLa (ATCC,
CCL-2^{TM}), HepG2 (ATCC,
HB-8065^{TM}) y de ovario de hámster chino (ATCC,
CCL-61^{TM}) para ensayar la tasa de fondo de
captación de micelas reticuladas mediante pinocitosis. Si no se
indica lo contrario, las células HeLa, HepG2 y de ovario de hámster
chino son cultivadas en DMEM suplementado con suero fetal bovino al
10% (FBS). Las células de MCF-7 y
MCF-7 resistente a DOX son cultivadas en medio
Roswell Park Memorial Institute (RPMI) con FBS inactivado por calor
al 10%. Para los estudios confocales, las células son incubadas en
presencia tanto de micelas reticuladas no cargadas (para establecer
cualquier fluosforecencia de fondo) como de micelas reticuladas
llenadas con tinte (tinte -1 \mug/mL) directamente en
cubreobjetos a una confluencia del 60-70%, son
incubadas con nanovectores fluorescentes durante 0,5, 1 ó 4 horas,
y son montadas en portaobjetos de vidrio usando un medio de montaje
libre de fluoróforo. En el caso de las células
MCF-7 y MCF-7 resistentes a DOX, las
células son lavadas tres veces con PBS a pH 7,4 y a continuación
son fijadas a los cubreobjetos con una solución de formaldehído al
1% en PBS durante 10 minutos, previamente al montaje en los
portaobjetos de vidrio. Debido a que tanto DOX como CPT requieren
entrada celular y suministro citoplasmático para ser de valor
terapéutico, estos estudios básicos de captación en una variedad de
cultivos celulares son una referencia importante para determinar su
utilidad clínica potencial. En general, las micelas con diámetros
de 100 nm o menos son captadas por las células, aunque
indiscriminadamente, mediante pinocitosis. Sin embargo, estudios
recientes han mostrado que las nanopartículas cargadas con fármaco
experimentan también una exocitosis rápida si no se consigue el
escape endosomal, y este fenómeno resulta finalmente en la eficacia
reducida del fármaco encapsulado. A pesar de este fenómeno, estos
mismos estudios sugieren que los nanovectores diana, que
experimentan captación mediante endocitosis mediado por receptor
(RME), y son más aptos para evitar la exocitosis y pueden entrar en
la célula a través de una ruta intracelular diferente.^{78}
Se realizan estudios preliminares que implican
nanovectores dirigidos a célula para comparar la captación micelar
mediante pinocitosis y RME. Para realizarlo, micelas funcionalizadas
con acetileno son conjugadas con folato que contiene azida o un
oligopéptido GRGDS que contiene azida mediante química "Click",
tal como se muestra en la Figura 14. En relación con el tejido y
las células normales, el receptor folato es sobre expresado en
muchos tumores epiteliales malignos, tales como cáncer de ovario,
colorectal y de mama, y ha sido identificado como un marcador
tumoral. Se ha demostrado que los oligopéptidos que contienen RGD se
unen a integrinas \alpha_{v}\beta_{3}, que son sobre
expresados en endotelio que prolifera activamente alrededor del
tejido canceroso. Ambos grupos diana han sido usados extensivamente
en sistemas de suministro de fármacos y han demostrado que
promueven la captación celular por las células cancerosas. La
distribución y la captación celular de micelas llenadas con tinte,
dirigidas a célula, son valoradas en las cinco líneas celulares
descritas anteriormente. Estudios previos que implican micelas
poliméricas conjugadas con folato sugieren que la endocitosis
mediada por receptor es un método más eficiente de entrada celular
en comparación con la pinocitosis simple. Las formulaciones
micelares que consiguen los niveles más altos de entrada celular,
tal como se determina mediante fluorescencia intracelular, son
considerados los más prometedores. Usando el enfoque de conjugación
"Click", se fijan un rango de fracciones dirigidas a célula con
funcionalidad azida, haciendo este enfoque ventajoso para evaluar
rápidamente múltiples grupos diana en múltiples líneas celulares
diferentes.
Los experimentos de captación celular usando
nanovectores reticulados llenados con tinte, o conjugados con
tinte, se complementan con otros estudios confocales que implican
micelas llenadas con doxorubicina y camptotecina, que proporcionan
una señal que indica tanto la captación como la liberación. Tal como
se ha indicado anteriormente, DOX y CPT son inherentemente
fluorescentes, pero su rendimiento se reduce considerablemente en el
núcleo micelar debido a la auto-neutralización.
Utilizando esa característica, se realizan análisis de distribución
de fármacos de micelas cargadas con DOX y CPT en las cinco líneas
celulares descritas anteriormente, usando microscopía confocal.
Cada línea celular es incubada durante 2 a 4 horas sin DOx ni CPT
(control), DOX o CPT libre (1 \muM) y micelas cargadas con
fármaco (concentraciones de micelas no reticuladas y reticuladas con
zinc ajustadas para conseguir 1 \muM de DOX y CPT). El núcleo de
las células es tintado con Hoechst 33342 (Molecular Probes) y el
medio de cultivo es remplazado con solución tampón de fosfato
previamente a la microscopía confocal. DOX y CPT son inhibidores de
topoisomerasa y requieren del acceso al núcleo para conseguir
efectos terapéuticos. Si las micelas cargadas con fármaco son
captadas por las células y pueden escapar de los compartimientos
endosomales, entonces debería observarse fluorescencia desde DOX y
CPT tanto en el citoplasma como en el núcleo de la célula. Las
formulaciones micelares exitosas resultarán en altas concentraciones
de los fármacos liberados en el núcleo celular. Se resaltan los
experimentos que implican micelas dirigidas a folato y micelas no
dirigidas en células MCF-7 resistentes a DOX. Las
células cancerosas resistentes a fármaco tienen proteínas sobre
expresadas que minimizan la entrada de los agentes
quimioterapéuticos (por ejemplo, expresión de
P-glicoproteína (Pgp)) o mecanismos para secuestrar
fármacos ligeramente básicos en orgánulos ácidos (por ejemplo,
endosoma de reciclaje, liosoma, y red
trans-Golgi).
Los nanovectores cargados con fármaco,
particularmente las micelas dirigidas a folato, son captadas por las
células MCF-7 resistentes a DOX y se convierten en
virtualmente invisibles para las células cancerosas, ofreciendo un
enfoque potencialmente efectivo para superar la resistencia múltiple
a fármacos. Los estudios que usan micelas cargadas con fármaco
pueden responden también preguntas relacionadas con la liberación
dependiente del tiempo de las micelas reticuladas con zinc. Por
ejemplo, en comparación con DOX y CPT libres, la liberación de
fármaco de la formulación micelar reticulada puede mantenerse
durante un periodo de tiempo mucho más largo. Estudios publicados
previamente sobre micelas no reticuladas cargadas con DOX sugieren
que se consiguen efectos terapéuticos similares con menos dosis y
concentraciones inferiores de DOX micelar.
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Aunque los reactivos y los componentes del
copolímero en bloque usados en estos estudios son reconocidos
generalmente como seguros, se realizan experimentos para determinar
sus límites de concentración citotóxica, si existen, en las cinco
líneas celulares: MCF-7, CF-7
resistente a DOX, HeLa, HepG2 y de ovario de hámster chino. Los
ensayos de viabilidad celular son realizados usando un ensayo basado
en ATP, altamente sensible (Celltiter-Glo^{TM},
Promega) que usa la reacción de la luciferasa para medir el número
de células viables en un cultivo. El reactivo se prepara
mezclándolo con un tampón apropiado y a continuación es añadido
directamente a placas multi-pocillos que contienen
las células a ensayar. Después de mezclar durante dos minutos, se
deja que las placas se equilibren a temperatura ambiente durante 10
minutos y a continuación se mide la luminiscencia usando un
luminómetro equipado con un lector de placas. Se seleccionó este
método particular porque es homogéneo con solo unas pocas etapas de
manipulación de placas, los datos son recolectados en los minutos
siguientes a la adición del reactivo
Celltiter-Glo^{TM}, y es más sensible que los
ensayos colorométricos y fluorométricos tradicionales (por ejemplo,
MTT, alamarBlue, Calcein-AM). Además de la respuesta
luminiscente debido a apoptosis o necrosis, deben considerarse
otras variables que pueden cambiar la relación número de células a
luminiscencia, usando este ensayo particular. Estos incluyen el uso
de placas multi-pocillos adecuadas para mediciones
de luminiscencia, variaciones de ATP debidas a la densidad celular,
y un mezclado adecuado para garantizar la lisis y la extracción de
ATP de las células. Antes de realizar las mediciones de
citotoxicidad, cada línea celular es sembrada a diez densidades
diferentes en el intervalo de 0 a 50.000 células por pocillo, y la
viabilidad celular es ensayada usando el ensayo de viabilidad
celular descrito anteriormente. Debido a que existe una relación
lineal entre la luminiscencia (unidades de luminiscencia relativa)
y el número de células en un cultivo, los problemas potenciales del
ensayo deberían ser evidentes con grandes desviaciones respecto a la
relación lineal estándar. También, una curva estándar de ATP,
preparada usando placas multi-pocillo con
concentraciones variables de ATP en medio de crecimiento y grabando
la luminiscencia después de la adición del reactivo
Celltiter-Blo^{TM}, es útil también para la
identificación de errores de procedimiento en el ensayo. En general,
se usa un ensayo de viabilidad celular MTT sal de tetrazolio, que
mide la función de la mitocondria, en vez del ensayo basado en
ATP.
Para establecer la citotoxicidad de los
nanovectores y de los reactivos reticulantes, estudios de viabilidad
comparando varias concentraciones de micelas copolímero en bloque
(sin DOX o CPT) usando las cinco líneas celulares descritas
anteriormente son realizados por triplicado usando el ensayo basado
en ATP, indicado anteriormente. Específicamente, cada una de las
cinco líneas celulares es cultivada a un confluencia del 80% y es
sembrada a 7.000 células por pocillo e incubada durante 1 día a
37ºC en una atmósfera humidificada con CO_{2} al 5%. Después de
la incubación, el medio de cultivo en remplazado con volumen igual
de medio que contiene 0 (control), 5, 10, 20 ó 40 \mug/mL de
concentración del copolímero multibloque. Debería notarse que todas
estas concentraciones están por encima de la concentración micelar
crítica (aproximadamente 3 \mug/mL), y por lo tanto, la mayoría
del copolímero en bloque está presente en forma micelar. Las micelas
reticuladas con zinc (sin DOX o CPT) serán valoradas también en
cada una de las líneas celulares a concentraciones similares, tal
como se ha descrito anteriormente. Los ensayos se realizan en los
días 1, 3 y 5, sin cambio de medio durante el periodo de 5 días, y
la viabilidad celular se expresa como porcentaje en relación a las
muestras cultivadas sin el copolímero en bloque (control).
Una vez demostrada la biocompatibilidad de las
micelas copolímero multibloque reticuladas con zinc y no
reticuladas, se realizaron estudios detallados para la viabilidad
celular comparando DOX y CPT libre versus sus análogos micelares
reticulados y no reticulados. Células MCF-7,
MCF-7 resistente a DOX, HeLa, HepG2 y de ovario de
hámster chino fueron colocadas en placas de 96 pocillos (7.000
células/pocillo) y fueron incubadas en medio apropiado durante 1
día. Se añaden DOX y CPT libres al medio en concentraciones de 0,
0,001, 0,01, 0,1, 1 y 10 \muM, y las células son incubadas
durante 1, 3 y 5 días, sin cambio de medio. Los ensayos de
viabilidad celular se realizan por triplicado usando el reactivo
Celltiter-Glo^{TM}, según el protocolo descrito
anteriormente, y los datos son promediados y representados en una
gráfica contra la concentración de fármaco, como una curva sigmoide
de mejor ajuste usando un algoritmo de ajuste de curvas no lineal.
Los valores IC_{50} se indican como la concentración de fármaco
que resulta en una viabilidad celular del 50%. Estos experimentos se
repiten con micelas no reticuladas, micelas reticuladas y folato
(en células MCF-7) o en micelas reticuladas
conjugadas con RGD (en células HepG2). La cantidad de copolímero en
bloque es ajustada, en base a los valores de carga de fármaco
micelar calculados, para conseguir concentraciones de fármaco
comparables de 0, 0,001, 0,01, 0,1, 1 y 10 \muM. Los valores
IC_{50} se calculan para cada conjunto de muestras para determinar
qué formulación es más eficiente matando células cancerosas. La
viabilidad celular es supervisada durante un periodo de cinco días
para garantizar que se obtienen puntos de datos adecuados para
valorar apropiadamente todas las formulaciones micelares. Por
ejemplo, después de 24 horas, la DOX libre podría demostrar
citotoxicidad mejorada cuando se compara con una formulación
micelar reticulada, pero a lo largo de periodos de tiempo más largos
(es decir, 5 días), la formulación micelar puede demostrar ser más
efectiva debido a una liberación lenta del núcleo micelar.
Se realizan estudios de hemólisis comparando
varias concentraciones de doxorubicina y camptotecina neutral
versus micelas cargadas con fármaco, tanto reticuladas como no
reticuladas, usando células rojas sanguíneas (RBC) aisladas de
sangre humana entera. Se preparan soluciones de almacén que
contienen RBC aisladas en PBS (108 RBC por 200 \muL) a valores de
pH de 5,8, 6,6, 7,4 y varias concentraciones de los fármacos, las
micelas poliméricas y las micelas cargadas con fármaco son
incubadas a 37ºC durante 1 hora en cada una de las tres soluciones
RBC de almacén. Tras la incubación, cada solución RBC es sometida a
centrifugación, y la liberación de hemoglobina se determina
espectrofotométricamente a 541 nm. La actividad hemolítica de cada
muestra a valores de pH variables es expresada como un porcentaje
de la liberación de hemoglobina en relación a una solución Triton
X-100 al 1% v/v (control positivo), que se asume que
proporciona una hemólisis cercana al 100%. La DOX y la CPT libres
se valoran a concentraciones de 0 (control negativo), 50, 100, 200 y
40 \mug/mL a cada uno de los tres valores de pH. Las micelas de
copolímero multibloque cargadas con fármaco, tanto las reticuladas
con zinc como las no reticuladas, son ensayadas a pH 5,8, 6,6 y 7,4
y son comparadas con la actividad hemolítica del fármaco libre. Las
concentraciones poliméricas totales son ajustadas, dependiendo de la
carga de fármaco micelar conocida, para conseguir concentraciones
de DOX y CPT comparables de 0, 50, 100, 200 y 400 \mug/mL. Se
anticipa que la actividad hemolítica del fármaco encapsulado en
micela se reduce dramáticamente cuando se compara con el fármaco
libre. Estudios de hemólisis previos de
PEG-b-poli(caprolactona)
(CPL) cargada con DOX no mostraron actividad hemolítica de DOX en
forma micelar hasta 225 \mug/mL comparada con una hemólisis
considerable (>10%) observada para la DOX libre en
concentraciones similares.
Aunque se han descrito una serie de
realizaciones de la presente invención, es obvio que los ejemplos
básicos de la presente memoria pueden ser alterados para
proporcionar otras realizaciones que utilicen los compuestos y los
métodos de la presente invención. Por lo tanto, se apreciará que el
alcance de la presente invención viene definido por las
reivindicaciones adjuntas en vez de por las realizaciones
específicas representadas en la presente memoria a modo de
ejemplo.
Claims (26)
1. Micela que comprende un polímero multibloque
que comprende un bloque polimérico hidrófilo, un poli(bloque
aminoácido) reticulado, y un poli(bloque aminoácido) no
reticulado, caracterizada porque dicha micela tiene un núcleo
interior no reticulado, un núcleo exterior reticulado y una corteza
hidrófila.
2. Micela según la reivindicación 1, en la que
el copolímero multibloque tiene la fórmula II:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
- \quad
- n es 10-2500;
- \quad
- m es 5-50;
- \quad
- m' es 5-500;
- \quad
- R^{x} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, reticulado;
- \quad
- R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, hidrófobo o iónico;
- \quad
- R^{1} es -Z(CH_{2}CH_{2}Y)_{p}(CH_{2})_{t}R^{3}, en el que:
- \quad
- Z es -O-, -S-, -C\equivC- o -CH_{2}-;
- \quad
- cada Y es independientemente -O- o -S-;
- \quad
- p es 0-10;
- \quad
- t es 0-10; y
- \quad
- R^{3} es -N_{3}, -CN, una amina mono-protegida, una amina di-protegida, un aldehído protegido, un hidroxilo protegido, un ácido carboxílico protegido, un tiol protegido, un éter corona de 9-30 miembros, o un grupo opcionalmente sustituido seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente saturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable;
- \quad
- Q es un enlace de valencia o una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente en la que 0-6 unidades metileno de Q son remplazadas independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-, -OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que:
- \quad
- -Cy es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre;
- \quad
- R^{2a} es una amina mono-protegida, una amina di-protegida, -N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)R^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)OR^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}; y
\newpage
- \quad
- cada R^{4} es un grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre hidrógeno, alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno, azufre, o una fracción detectable, o:
- \quad
- dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno se toman conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Micela según la reivindicación 2, en la que
R^{3} es un grupo alifático opcionalmente sustituido,
preferentemente en la que R^{3} es un grupo alifático sustituido
por uno más de entre CN, N_{3}, trimetilsilil, triisopropilsilil,
t-butildimetilsilil, N-metil
propiolamido,
N-metil-4-acetilenilanilino,
N-metil-4-acetilenilbenzoamido,
bis-(4-etinil-bencil)-amino,
dipropargilamino,
di-hex-5-inil-amino,
di-pent-4-inil-amino,
di-but-3-inil-amino,
propargiloxi, hex-5-iniloxi,
pent-4-iniloxi,
di-but-3-iniloxi,
N-metil-propargilamino,
N-metil-hex-5-inil-amino,
N-metil-pent-4-inil-amino,
N-metil-but-3-inil-amino,
2-hex-5-inildisulfanil,
2-pent-4-inildisulfanil,
2-but-3-inildisulfanil
o 2-propargildisulfanil.
4. Micela según la reivindicación 2, en la que
R^{3} es un grupo arilo opcionalmente sustituido, en la que
preferentemente R^{3} es fenilo o piridilo sustituido por uno o
más de entre CN, N_{3}, NO_{2}, -CH_{3}, -CH_{2}N_{3},
-CH=CH_{2}, -C\equivCH, Br, I, F,
bis-(4-etinil-bencil)-amino,
dipropargilamino,
di-hex-5-inil-amino,
di-pent-4-inil-amino,
di-but-3-inil-amino,
propargiloxi, hex-5-iniloxi,
pent-4-iniloxi,
di-but-3-iniloxi,
2-hex-5-iniloxi-etildisulfanil,
2-pent-4-iniloxi-etildisulfanil,
2-but-3-iniloxi-etildisulfanil,
2-propargiloxi-etildisulfanil,
bis-benciloxi-metil,
[1,3]dioxolan-2-il o
[1,3]dioxan-2-il.
5. Micela según la reivindicación 2, en la que
R^{3} es un grupo adecuado para la química "Click".
6. Micela según la reivindicación 2, en la que Q
es un enlace de valencia.
7. Micela según la reivindicación 2, en la que Q
es una cadena alquileno C_{1-12} saturada
bivalente, en la que 0-6 unidades metileno de Q son
remplazadas independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-,
-OC(O)-, -C(O)O- o -C(O)-, en los que
-Cy- es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente
sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que
tiene 0-4 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo
de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido,
bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que
tiene 0-5 heteroátomos seleccionados
independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
8. Micela según la reivindicación 2, en la que
R^{x} es un grupo cadena lateral de aminoácido, naturales o no
natural, seleccionado de entre una cadena lateral de ácido
glutámico, una cadena lateral de ácido aspártico, una cadena lateral
de cisteína, una cadena lateral de serina, una cadena lateral que
contiene aldehído, una cadena lateral de lisina, una cadena lateral
de arginina o una cadena lateral de histidina.
9. Micela según la reivindicación 2, en la que
R^{y} es una cadena lateral de aminoácido hidrófobo seleccionada
de entre una cadena lateral de tirosina protegida adecuadamente, una
cadena lateral de serina protegida adecuadamente, una cadena lateral
de treonina protegida adecuadamente, una cadena lateral de
fenilalanina, una cadena lateral de alanina, una cadena lateral de
valina, una cadena lateral de leucina, una cadena lateral de
triptofan, una cadena lateral de prolina o una mezcla de las mismas,
o
en la que R^{y} es un grupo cadena lateral de
aminoácido iónico seleccionado de entre una cadena lateral de
lisina, una cadena lateral de arginina, o una cadena lateral de
lisina o arginina protegida adecuadamente, una cadena lateral de
ácido aspártico, una cadena lateral de ácido glutámico o una cadena
lateral de ácido aspártico o ácido glutámico protegida
adecuadamente,
o en la que R^{y} comprende una mezcla de
grupos cadena lateral de aminoácido hidrófobo e hidrófilo, de manera
que el bloque poli(aminoácido) global que comprende R^{y}
es hidrófobo.
10. Micela según la reivindicación 2, en la que
R^{2a} es -NHR^{4} o -N(R^{4})_{2}, en los que
cada R^{4} es un grupo alifático opcionalmente sustituido,
preferentemente en la que R^{2a} es -NHR^{4} o
-N(R^{4})_{2}, en los que cada R^{4} es
independientemente metil, etil, propil, butil, pentil, hexil,
2-(tetrahidropiran-2-iloxi)etil,
piridin-2-ildisulfanilmetil,
metildisulfanilmetil,
(4-acetilenilfenil)metil,
3-(metoxicarbonil)-prop-2-inil,
metoxicarbonilmetil,
2-(N-metil-N-(4-acetilenilfenil)carbonilamino)-etil,
2-ftalimidoetil, 4-bromobencil,
4-clorobencil, 4-fluorobencil,
4-yodobencil, 4-propargiloxibencil,
2-nitrobencil,
4-(bis-4-acetilenilbencil)aminometil-bencil,
4-propargiloxi-bencil,
4-dipropargilamino-bencil,
4-(2-propargiloxi-etildisulfanil)bencil,
2-propargiloxi-etil,
2-propargildisulfanil-etil,
4-propargiloxi-butil,
2-(N-metil-N-propargilamino)etil,
2-(2-dipropargilaminoetoxi)-etil,
vinil, alil, crotil, 2-propenil,
but-3-enil, -CH_{2}CN,
-CH_{2}CH_{2}CN, -CH_{2}CH(OCH_{3})_{2},
4-(bisbenciloximetil)fenilmetil, -CC\equivCH,
-CH_{2}C\equivCH, -CH_{2}C\equivCCH_{3} o
-CH_{2}CH_{2}C\equivCH.
\newpage
11. Micela según la reivindicación 1, en la que
dicho copolímero multibloque es seleccionado de entre los compuestos
siguientes de la fórmula:
en la que cada w es
25-1000, cada x es 1-50, cada y es
1-50, cada z es 1-100, p es la suma
de y más z, y cada enlace a puntos representa el punto de fijación
al resto de la
molécula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
12. Micela según la reivindicación 1, en la que
dicho copolímero multibloque es seleccionado de entre los compuestos
siguientes de la fórmula:
en la que cada x es
100-500, cada y es 4-20, cada z es
5-50, y cada enlace a puntos representa un punto de
fijación al resto de la
molécula:
\vskip1.000000\baselineskip
13. Micela según la reivindicación 1, en la que
dicho copolímero multibloque es seleccionado de entre los compuestos
siguientes de fórmula:
en la que cada v es
100-500, cada w es 4-20, x es
4-20, cada y es 5-50, cada z es
5-50, p es la suma de y más z y cada enlace a puntos
representa el punto de fijación al resto de la
molécula:
\vskip1.000000\baselineskip
14. Micela según la reivindicación 1, en la que
dicho copolímero multibloque es seleccionado de entre los compuestos
siguientes de fórmula:
en la que cada w es
25-1000, cada x es 1-50, y es
1-50, cada z es 1-100 y cada enlace
a puntos representa el punto de fijación al resto de la
molécula:
\vskip1.000000\baselineskip
15. Copolímero multibloque reticulado de fórmula
III:
en la
que:
- \quad
- n es 10-2500;
- \quad
- m es 5-50;
- \quad
- m' es 5-500;
- \quad
- L es una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente, en la que 0-6 unidades metileno de L son remplazadas independientemente por -M-, -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-, -OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que:
- \quad
- -M- es un metal bivalente adecuado;
- \quad
- -Cy es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre;
- \quad
- R^{y} es un grupo cadena lateral de aminoácido, natural o no natural, hidrófobo o iónico;
- \quad
- R^{1} es -Z(CH_{2}CH_{2}Y)_{p}(CH_{2})_{t}R^{3}, en el que:
- \quad
- Z es -O-, -S-, -C\equivC- o -CH_{2}-;
- \quad
- cada Y es independientemente -O- o -S-;
- \quad
- p es 0-10;
- \quad
- t es 0-10; y
- \quad
- R^{3} es -N_{3}, -CN, una amina mono-protegida, una amina di-protegida, un aldehído protegido, un hidroxilo protegido, un ácido carboxílico protegido, un tiol protegido, un éter corona de 9-30 miembros, o un grupo opcionalmente sustituido seleccionado de entre alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o una fracción detectable;
- \quad
- Q es un enlace de valencia o una cadena alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada o insaturada, bivalente, en la que 0-6 unidades metileno de Q son remplazadas independientemente por -Cy-, -O-, -NH-, -S-, -OC(O)-, -C(O)O-, -C(O)-, -SO-, -SO_{2}-, -NHSO_{2}-, -SO_{2}NH-, -NHC(O)-, -C(O)NH-, -OC(O)NH- o -NHC(O)O-, en los que:
- \quad
- -Cy es un anillo de 5-8 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, o un anillo de 8-10 miembros, opcionalmente sustituido, bivalente, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre;
- \quad
- R^{2a} es una amina mono-protegida, una amina di-protegida, -N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)R^{4}, -NR^{4}C(O)N(R^{4})_{2}, -NR^{4}C(O)OR^{4} o -NR^{4}SO_{2}R^{4}; y
- \quad
- cada R^{4} es un grupo, independiente y opcionalmente sustituido, seleccionado de entre hidrógeno, alifático, un anillo de 5-8 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 0-4 heteroátomos seleccionados de entre nitrógeno, oxígeno o azufre, un anillo de 8-10 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo bicíclico que tiene 0-5 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno, azufre, o una fracción detectable, o;
- \quad
- dos R^{4} en el mismo átomo de nitrógeno se toman conjuntamente con dicho átomo de nitrógeno para formar un anillo opcionalmente sustituido de 4-7 miembros, saturado, parcialmente insaturado o arilo que tiene 1-4 heteroátomos seleccionados independientemente de entre nitrógeno, oxígeno o azufre.
\vskip1.000000\baselineskip
16. Copolímero según la reivindicación 15, en el
que L es grupo cadena lateral de aminoácido reticulado con metal, un
grupo cadena lateral de aminoácido reticulado con hidrazona, un
grupo cadena lateral de aminoácido reticulado con éster, un grupo
cadena lateral reticulado con amida, un grupo cadena lateral
reticulado con imina o un grupo cadena lateral reticulado con
disulfuro, preferentemente en el que L es una cadena lateral
alquileno C_{1-12}, lineal o ramificada, saturada
o insaturada, bivalente, en la que 2 unidades metileno de L son
remplazadas independientemente por -C(O)-,
-C(O)NH-, -NHC(O)-, -S-, -C(O)O-,
-OC(O)-, -C(O)NHN-, -=NNHC (O)-, -=N-, -N=-,
-M-OC(O)- o
-C(O)O-M-.
17. Copolímero según la reivindicación 15, en el
que R^{2a} es seleccionado de entre:
18. Micela cargada con fármaco que comprende un
copolímero multibloque que comprende un bloque polimérico hidrófilo,
un poli(bloque aminoácido) reticulado y un poli(bloque
aminoácido) no reticulado, caracterizada porque dicha micela
tiene un núcleo interior no reticulado cargado con fármaco, un
núcleo exterior reticulado y una corteza hidrófila.
19. Micela cargada con fármaco según la
reivindicación 18, en la que el copolímero multibloque tiene la
fórmula III, según se reivindica en la reivindicación 15 o en la
reivindicación 16.
20. Micela cargada con fármaco según la
reivindicación 18, en la que dicha micela es una micela mixta.
21. Micela cargada con fármaco según la
reivindicación 19, en la que R^{1} se conjuga a un grupo
seleccionado de entre etiquetas principales, tintes, proteínas,
oligopéptidos, anticuerpos, monosacáridos, oligosacáridos, vitaminas
u otras biomoléculas pequeñas.
22. Micela cargada con fármaco según la
reivindicación 19, en la que la micela encapsula un fármaco
hidrófobo.
23. Micela cargada con fármaco según la
reivindicación 19, en la que el fármaco hidrófobo se selecciona de
entre analgésicos, agentes antiinflamatorios, antihelmínticos,
agentes antiarrítmicos, agentes antibacterianos, agentes
antivirales, anticogulantes, antidepresivos, antidiabéticos,
antiepilépticos, agentes antifúngicos, agentes antigota, agentes
antihipertensivos, antimalaria, agentes antimigraña, agentes
antimuscarínicos, agentes antineoplásticos, agentes de mejora de la
disfunción eréctil, inmunosupresores, agentes antiprotozoos, agentes
antitiroideos, agentes ansiolíticos, sedativos, hipnóticos,
neurolépticos, bloqueadores-\beta, agentes
inotrópicos cardíacos, corticosteroides, diuréticos, agentes
antiparkinsonianos, agentes gastrointestinales, antagonistas de
receptor de histamina, queratolíticos, agentes reguladores de
lípidos, agentes antianginales, inhibidores de
Cox-2, inhibidores de leucotriena, macrólidos,
relajantes musculares, agentes nutricionales, analgésicos opioides,
inhibidores de proteasa, hormonas sexuales, estimulantes, relajantes
musculares, agentes antiosteoporosis, agentes antiobesidad,
mejoradores cognitivos, agentes anti-incontinencia
urinaria, agentes antihipertrofia prostática benigna, ácidos grasos
esenciales, ácidos grasos no esenciales y sus mezclas o en la que el
fármaco hidrófobo es seleccionado de entre acetretina, albendazola,
albuterol, aminoglutetimida, amiodarona, amlodipina, anfetamina,
anfotericina B, atorvastatina, atovacuona, azitromicina, baclofen,
beclometasona, benezepril, benzonatato, betametasona, bicalutamida,
budesonida, bupropion, busulfán, butenafina, calcifediol,
calcipotrieno, calcitriol, camptotecina, candesartan, capsaicina,
carbamezepina, carotenos, celecoxib, cerivastatina, cetirizina,
clorfeniramina, colecalciferol, cilostazol, cimetidina, cinarizina,
ciprofloxacin, cisaprida, claritromicina, clemastina, clomifeno,
clomipramina, clopidogrel, codeína, coenzima Q10, ciclobenzaprina,
ciclosporina, danazol, dantroleno, dexclorfeniramina, diclofenaco,
dicumarol, digoxina, deshidroepiandrosterona, dihidroergotamina,
dihidrotaquisterol, diritromicina, donezepil, efavirenz, eprosartan,
ergocalciferol, ergotamina, fuentes de ácidos grasos esenciales,
etodolaco, etoposida, famotidina, fenofibrato, fentanilo,
fexofenadina, finasterida, fluconazol, flurbiprofeno, fluvastatina,
fosfenitoína, frovatriptan, furazolidona, gabapentina, gemfibrozil,
glibenclamida, glipizida, gliburida, glimepirida, griseofulvina,
halofantrina, ibuprofeno, irbesartan, irinotecan, dinitrato de
isosorburo, isotretinoína, itraconazola, ivermectina, cetoconazol,
cetorolac, lamotrigina, lansoprazol, leflunomida, lisinopril,
loperamida, loratadina, lovastatina, L-triroxina,
luteína, licopeno, medroxiprogesterona, mifepristona, mefloquina,
acetato de megestrol, metadona, metoxsaleno, metronidazol,
miconazol, midazolam, miglitol, minoxidil, mitoxantrona,
montelukast, nabumetona, nalbufina, naratriptán, nelfinavir,
nifedipina, nilsolidipina, nilutamida, nitrofurantoína, nizatidina,
omeprazol, oprevelkin, oestradiol, oxaprozina, paclitaxel,
paracalcitol, paroxetina, pentazocina, pioglitazona, pizofetin,
pravastatina, prednisolona, probucol, progesterona, pseudoefedrina,
piridostigmina, rabeprazol, raloxifeno, rofecoxib, repaglinida,
rifabutina, rifapentina, rimexolona, ritanovir, rizatriptán,
rosiglitazona, saquinavir, sertralina, sibutramina, citrato de
sildenafil, simvastatina, sirolimus, espironolactona, sumatriptán,
tacrina, tacrolimus, tamoxifeno, tamsulosina, targretina,
tazaroteno, telmisartan, teniposido, terbinafina, terazosina,
tetrahidrocannabinol, tiagabina, ticlopidina, tirofibrano,
tizanidina, topiramato, topotecán, toremifeno, tramadol, tretinoína,
troglitazona, trovafloxacina, ubidecarenona, valsartán, venlafaxina,
verteporfina, vigabatrina, vitamina A, vitamina D, vitamina E,
vitamina K, zafirlukast, zileuton, zolmitriptán, zolpidem,
zopiclona, las sales farmacéuticamente aceptables, isómeros y
derivados de los mismos y sus mezclas.
24. Micela cargada con fármaco según la
reivindicación 19, en la que el fármaco hidrófobo es un fármaco
quimioterapéutico o antiproliferativo, preferentemente en la que el
fármaco quimioterapéutico o antiproliferativo es seleccionado de
entre Abarelix, aldesleukina, Aldesleukina, Alemtuzumab,
Alitretinoína, Alopurinol, Altretamina, Amifostina, Anastrozol,
Trióxido de Arsénico, Asparaginasa, Azacitidina, BCG Live,
Bevacuzimab, Avastina, Fluorouracilo, Bexaroteno, Bleomicina,
Bortezomib, Busulfano, Calusterona, Capecitabina, Camptotecina,
Carboplatino, Carmustina, Celecoxib, Cetuximab, Clorambucilo,
Cisplatino, Cladribina, Clofarabina, Ciclofosfamida, Citarabina,
Dactinomicina, Darbepoetina alfa, Daunorubicina, Denileukina,
Dexrazoxano, Docetaxel, Doxorubicina (neutral), hidrocloruro de
Doxorubicina, Propionato de Dromostanolona, Epirubicina, Epoetina
alfa, Erlotinib, Estramustina, Fosfato de Etopósido, Etopósido,
Exemestano, Filgrastim, Floxuridina Fludarabina, Fulvestrant,
Gefitinib, Gemcitabina, Gemtuzumab, Acetato de Goserelina, Acetato
de Histrelina, Hidroxiurea, Ibritumomab, Idarubicina, Ifosfamida,
Mesilato de Imatinib, Interferón Alfa-2a, Interferón
Alfa-2b, Irinotecán, Lenalidomida, Letrozol,
Leucovorina, Acetato de Leuprolida, Levamisol, Lomustina, Acetato de
Megestrol, Melfalán, Mercaptopurina, 6-MP, Mesna,
Metotrexato, Metoxsaleno, Mitomicina C, Mitotano, Mitoxantrona,
Nandrolona, Nelarabina, Nofetumomab, Oprelvekina, Oxaliplatino,
Paclitaxel, Palifermina, Pamidronato, Pegademasa, Pegaspargasa,
Pegfilgrastim, Disodio Pemetrexed, Pentostatina, Pipobromán,
Plicamicina, Porfímero de Sodio, Procarbazina, Quinacrina,
Rasburicasa, Rituximab, Sargramostim, Sorafenib, Estreptozocina,
Maleato de Sunitinib, Talco, Tamoxifeno, Temozolomida, Tenipósido,
VM-26, Testolactona, Tioguanina,
6-TG, Tiotepa, Topotecán, Toremifeno, Tositumomab,
Trastuzumab, Tretinoína, ATRA, Mostaza de Uracilo, Valrubicina,
Vinblastina, Vincristina, Vinorelbina, Zoledronato o ácido
Zoledrónico.
25. Micela cargada con fármaco según la
reivindicación 19, en la que la micela encapsula un fármaco iónico o
en la que la micela encapsula un plásmido de ADN, un ARN corto de
interferencia (siARN), un micro ARN (miARN), un ARN horquillado
corto (shARN), un ARN antisentido u otro agente terapéutico basado
en ARN, un oligopéptido, un péptido, un anticuerpo monoclonal, una
citoquina u otro agente terapéutico proteínico.
26. Micela cargada con fármaco según la
reivindicación 24, para su uso en el tratamiento de un cáncer en un
paciente.
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