ES2344826B1 - Compuestos neuroprotectores. - Google Patents
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Abstract
Compuestos neuroprotectores.
Se describe el empleo de derivados de
(1S,3R,7S,8S,
8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-
tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-II]etil-1-naftalenil
propanoato, opcionalmente mono- o di-metilados en el carbono en posición alfa del ácido propanoico, de fórmula (I), donde R es CH_{3}CH_{2}CO-, (CH_{3})_{2}CHCO- o (CH_{3})_{3}
CCO-, sus formas hidroxiácidas y las sales farmacéuticamente aceptables de dichos hidroxiácidos, como compuestos neuroprotectores potencialmente útiles para la prevención y/o el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas o de enfermedades asociadas con una oxidación indeseada o de procesos patológicos asociados a la edad.
8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-
tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-II]etil-1-naftalenil
propanoato, opcionalmente mono- o di-metilados en el carbono en posición alfa del ácido propanoico, de fórmula (I), donde R es CH_{3}CH_{2}CO-, (CH_{3})_{2}CHCO- o (CH_{3})_{3}
CCO-, sus formas hidroxiácidas y las sales farmacéuticamente aceptables de dichos hidroxiácidos, como compuestos neuroprotectores potencialmente útiles para la prevención y/o el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas o de enfermedades asociadas con una oxidación indeseada o de procesos patológicos asociados a la edad.
Description
Compuestos neuroprotectores.
La presente invención se relaciona con la
utilización de unos derivados de
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato, opcionalmente mono- o di-metilados en el
carbono en posición alfa del ácido propanoico, como compuestos
neuroprotectores potencialmente útiles para la prevención y/o el
tratamiento de enfermedades neurodegenerativas o de enfermedades
asociadas con una oxidación indeseada o de procesos patológicos
asociados a la edad.
\vskip1.000000\baselineskip
La gran incidencia de las enfermedades
neurodegenerativas y de las enfermedades asociadas al envejecimiento
es un problema de primer orden en todo el mundo. Por ello es
necesaria la búsqueda de compuestos neuroprotectores que eviten o
palien dichas enfermedades. De todas ellas, la enfermedad de
Alzheimer (EA) es la más prevalente, estimándose que en el año 2040,
81 millones de personas sufrirán esa enfermedad (Blennow et
al., Lancet 2006; 368: 387-403). Sólo en España
se estima que más de medio millón de personas sufren actualmente EA.
Los costes asociados a esta enfermedad son proporcionalmente altos,
y se calcula que el coste total derivado del cuidado de los enfermos
de Alzheimer es de 81.000 y 22.000 millones de
\euroen Estados Unidos y en el Reino Unido, respectivamente. Actualmente no existen fármacos eficientes que prevengan o impidan esta enfermedad, con lo que la búsqueda y validación de nuevos compuestos neuroprotectores que eviten el daño neuronal es una necesidad.
En la actualidad, se están siguiendo diferentes
estrategias para la obtención de nuevos compuestos, una vez que se
ha visto que los actuales fármacos ofrecen pocos beneficios a los
pacientes, retrasando temporalmente (en el mejor de los casos un
año), algunos síntomas de la dolencia, pero no evitando su
evolución. Las opciones terapéuticas actuales se basan en la
inhibición de la acetilcolinesterasa con fármacos como el
donepezilo, la galantamina o la rivastigmina, o en la capacidad de
la memantina en antagonizar un receptor de glutamato, el NMDA (ácido
N-metil-D-aspártico).
Debido al poco éxito de estos fármacos se han
abierto nuevas líneas de investigación, y, entre ellas, destaca en
los últimos tiempos la investigación de los inhibidores de la enzima
3-hidroxi-3-metilglutaril-coenzima
A (HMG-CoA) reductasa (más conocidos como estatinas)
como agentes terapéuticos. Estos compuestos se utilizan
habitualmente para disminuir los altos niveles de colesterol
asociados a las lipoproteínas de baja densidad (LDL). Recientemente
se han descrito nuevas propiedades de las estatinas, especialmente a
nivel de daño cerebral causado por trauma o en demencias,
proponiéndose nuevas actividades antioxidantes y antiinflamatorias
(Pahan, Cell Mol Life Sci. 2006;
63[10]:1165-78), y se ha demostrado que
ciertas estatinas (e.g., simvastatina) intensifican la capacidad de
memoria y aprendizaje en ratones (Ling et al., Ann Neurol.
2006; 60[6]:729-39) o protegen de las crisis
convulsivas asociadas a fenómenos epilépticos (Lee et al.,
Neurosci Lett. 2008; 440: 260-4). Además, las
estatinas también han demostrado su eficacia en ensayos clínicos en
fase II que sugieren resultados positivos frente al tratamiento del
vasoespasmo cerebral (Fandino et al., Neurocirugía. 2007; 18:
16-27), así como frente a la muerte neuronal
inducida por daño isquémico en la retina (Honjo et al., Arch.
Ophthalmol. 2002; 120: 1707-13). No obstante,
actualmente se encuentra en discusión si los efectos
neuroprotectores de las diferentes estatinas comerciales (e.g.,
atorvastatina, lovastatina, simvastatina, etc.) son debidos a un
efecto directo sobre el metabolismo lipídico, o si por el contrario
es consecuencia de rutas alternativas.
\vskip1.000000\baselineskip
Aunque existe literatura sobre el potencial
efecto neuroprotector de las estatinas, los autores de esta
invención han encontrado que unos derivados de monacolina J no
comerciales, en concreto unos derivados de
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato, opcionalmente mono- o di-metilados en el
carbono en posición alfa del ácido propanoico, son agentes
neuroprotectores, independientemente de su actividad sobre el
metabolismo lipídico.
La actividad neuroprotectora de dichos
compuestos se ha puesto de manifiesto frente a diferentes agresiones
que causan la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y la
muerte neuronal por estrés oxidativo independientemente de su
actividad sobre el metabolismo lipídico (Ejemplo 1), así como frente
a agresiones que provocan la muerte neuronal causada por estrés de
retículo endoplásmico (Ejemplo 2), la muerte neuronal causada por
apoptosis (Ejemplo 3), y la muerte por apoptosis en el encéfalo del
embrión de pez cebra (Ejemplo 4).
Dichos ejemplos ponen de manifiesto el potencial
empleo de dichos compuestos en la prevención y/o tratamiento de la
muerte neuronal asociada a enfermedades neurodegenerativas (e.g.,
Alzheimer, Parkinson, esclerosis múltiple, esclerosis lateral
amiotrófica, status epilepticus, Huntington, etc.) o de
enfermedades asociadas con una oxidación indeseada o de procesos
patológicos asociados a la edad.
\newpage
Por tanto, la presente invención se relaciona
con el empleo de unos derivados de
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato, opcionalmente mono- o di-metilados en el
carbono en posición alfa del ácido propanoico, como agentes
neuroprotectores, en particular, neuroprotectores frente a (i)
enfermedades neurodegenerativas crónicas (e.g., Alzheimer,
Parkinson, esclerosis múltiple, esclerosis lateral amiotrófica,
status epilepticus, Huntington, etc.), más concretamente,
neuroprotectores frente a procesos de apoptosis, estrés oxidativo o
estrés de retículo endoplásmico asociados a dichas enfermedades
neurodegenerativas crónicas, o frente a (ii) enfermedades asociadas
con una oxidación indeseada, o frente a (iii) procesos patológicos
asociados a la edad.
Los resultados obtenidos en la presente
invención pueden ser extrapolados con fines profilácticos o
terapéuticos para su aplicación sobre la población de riesgo.
Por tanto, en un aspecto, la invención se
relaciona con el empleo de un derivado de
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato, opcionalmente mono- o di-metilado en el
carbono en posición alfa del ácido propanoico, en la elaboración de
una composición farmacéutica para la prevención y/o el tratamiento
de enfermedades neurodegenerativas, o de enfermedades asociadas con
una oxidación indeseada o de procesos patológicos asociados a la
edad. En una realización particular, dicha composición farmacéutica
comprende uno de dichos compuestos mientras que, en otra realización
particular, dicha composición farmacéutica comprende dos o más de
dichos compuestos.
En otro aspecto, la invención se relaciona con
un derivado de
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato, opcionalmente mono- o di-metilado en el
carbono en posición alfa del ácido propanoico, para la prevención
y/o el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, o de
enfermedades asociadas con una oxidación indeseada o de procesos
patológicos asociados a la edad.
En otro aspecto, la invención se relaciona con
un método para la prevención y/o tratamiento de las enfermedades
neurodegenerativas, o de enfermedades asociadas con una oxidación
indeseada, o de procesos patológicos asociados a la edad en un
sujeto con necesidad de tratamiento, que comprende la administración
a dicho sujeto de una cantidad terapéuticamente eficiente de uno o
más de estos compuestos.
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 1 es un diagrama de barras que
representa la inhibición por parte del
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato (NST0003), del porcentaje de especies reactivas de
oxígeno (ROS) inducidas por estrés oxidativo con xantina/xantina
oxidasa (XXO) y normalizada por el porcentaje de lactato
deshidrogenasa (LDH) intracelular como medida de viabilidad celular,
en comparación con ácido ascórbico (AA) como antioxidante
específico. Adicionalmente, en el eje secundario (rombos) se muestra
la viabilidad celular respecto a las células control (FOLD LDH).
La expresión * p<0,05,
t-Student en las figuras indica que según el test de
t-Student los valores marcados con * son
estadísticamente significativos.
La Figura 2 es una gráfica de dispersión XY que
representa la disminución por parte del
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2,2-dimetilpropanoato (NST0005) del porcentaje de
muerte neuronal inducida por estrés oxidativo con xantina/xantina
oxidasa (XXO).
La Figura 3 es una representación sigmoide que
representa la inhibición de la enzima HMG-CoA
reductasa de los diferentes derivados de
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato (NSY0003, NST0004 y NST0005) en comparación con
atorvastatina, un inhibidor específico de la enzima
HMG-CoA reductasa.
La Figura 4 es una gráfica de dispersión XY que
representa la disminución por parte del
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-
dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2,2-dimetilpropionato (NST0005) del porcentaje de
muerte neuronal inducida por estrés de retículo endoplásmico con
tunicamicina (Tm).
La Figura 5 es una gráfica de dispersión XY que
representa la disminución por parte del
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2-metil-
propanoato (NST0004) del porcentaje de muerte neuronal inducida por apoptosis con camptotecina (Campt).
propanoato (NST0004) del porcentaje de muerte neuronal inducida por apoptosis con camptotecina (Campt).
La Figura 6 es un diagrama de barras que
representa la inhibición por parte del
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2,2-dimetilpropanoato (NST0005) de la apoptosis
inducida con camptotecina (Campt) y determinada por citometría de
flujo, en comparación con el inhibidor específico de caspasas
Z-VAD-fmk.
La Figura 7 es un diagrama de barras que
representa la inhibición por parte del
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato (NST0003),
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2-metilpropanoato (NST0004) y
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1)2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2,2-dimetilpropanoato (NST0005) de la apoptosis
inducida con terbutil-hidroperóxido (TBH) en el
encéfalo del embrión de pez cebra.
\vskip1.000000\baselineskip
Para facilitar la comprensión de la invención
objeto de esta solicitud de patente, a continuación se expone el
significado de algunos términos y expresiones utilizados en el
contexto de la invención.
El término "neuroprotector", tal como aquí
se utiliza, se refiere a la atenuación o desaparición de los efectos
de la degeneración o muerte neuronal mediante cualquier mecanismo
conocido o por conocer, por ejemplo, necrosis, apoptosis, autofagia,
daño oxidativo, daño de retículo endoplásmico, deposición de
subproductos, pérdida de la arquitectura celular, etc., o a la
disminución o desaparición de sus efectos secundarios.
El término "enfermedad neurodegenerativa",
tal como aquí se utiliza, incluye enfermedades que resultan de la
degeneración o deterioro del tejido nervioso, en particular de las
neuronas, que conduce, a lo largo del tiempo, a una disfunción o a
una incapacidad; el término degeneración incluye pérdida de la
viabilidad celular, pérdida de la función celular y/o pérdida del
número de células (neuronas u otras). Ejemplos ilustrativos, no
limitativos, de enfermedades neurodegenerativas incluyen enfermedad
de Alzheimer, enfermedad de Huntington, enfermedad de Parkinson,
esclerosis lateral amiotrófica (ELA), esclerosis múltiple, etc. En
una realización particular, dicha enfermedad neurodegenerativa es
una enfermedad relacionada con la muerte neuronal causada por una
sustancia que, por ejemplo, causa estrés oxidativo o estrés de
retículo endoplásmico o apoptosis o muerte neuronal en general.
El término "enfermedad asociada con una
oxidación indeseada", tal como aquí se utiliza, se refiere a una
enfermedad causada por una oxidación indeseada (e.g., excesiva) o en
el que dicha oxidación indeseada es un síntoma. Dicha oxidación
indeseada puede ser la consecuencia del daño causado por radicales
libres a proteínas, DNA y/o lípidos independientemente del radical
libre específico implicado o de la diana. La oxidación indeseada
implica una generación excesiva de radicales libres que puede causar
una disfunción en células, tejidos u órganos y puede constituir, por
tanto, un mecanismo potencial de una enfermedad. En una realización
particular, dicha oxidación indeseada puede ser causada por la edad
(envejecimiento) o por un proceso neurodegenerativo y puede provocar
por sí sola o en combinación con otros factores el comienzo de
diversas enfermedades. En una realización concreta, dicha oxidación
indeseada se relaciona con el daño oxidativo causado por una
sustancia que causa estrés oxidativo.
El término "proceso patológico asociado a la
edad", tal como aquí se utiliza, se refiere a cualquier evento o
combinación de eventos relacionado/s con el envejecimiento que
produzca/n pérdida de viabilidad celular del tejido nervioso o
sensibilización celular del tejido nervioso, pérdida de la función
celular y/o pérdida del número de células (neuronas u otras),
incluyendo disfunción metabólica de las células, procesos de estrés,
infecciones por patógenos, alteraciones genéticas, susceptibilidad
genética, trauma, isquemia, epilepsia, etc.
El término "sujeto", tal como aquí se
utiliza, se refiere a un miembro de una especie de mamífero, e
incluye, pero no se limita a, animales domésticos, primates y
humanos; preferentemente, el sujeto es un ser humano, masculino o
femenino, de cualquier edad o raza. En una realización particular,
dicho sujeto es un mamífero que padece, o es susceptible de padecer,
procesos patológicos asociados a la edad, tal como envejecimiento, o
una enfermedad neurodegenerativa, tal como una enfermedad
neurodegenerativa crónica.
El término "farmacéuticamente aceptable",
tal como aquí se utiliza, se refiere a que el compuesto es tolerable
fisiológicamente y no produce, en general, una reacción alérgica o
una reacción desfavorable similar, tal como un trastorno gástrico,
mareo o similares, cuando se administra a un sujeto;
preferiblemente, dicho término "farmacéuticamente aceptable"
significa aprobado por una agencia reguladora de un gobierno o
recogido en la farmacopea estadounidense o en otra farmacopea
reconocida generalmente para uso en animales (e.g., farmacopea
europea, etc.).
El término "sal farmacéuticamente
aceptable", tal como aquí se utiliza, incluye "sales metálicas
farmacéuticamente aceptables" así como "sales de amina
farmacéuticamente aceptables". El término "sal metálica
farmacéuticamente aceptable" contempla sales formadas con iones
de sodio, potasio, calcio, magnesio, aluminio, hierro o zinc. El
término "sal de amina farmacéuticamente aceptable" contempla
sales con amoniaco y bases nitrogenadas orgánicas suficientemente
fuertes para formar sales con ácidos carboxílicos. Dichas sales
farmacéuticamente aceptables pueden ser obtenidas por métodos
convencionales conocidos por los expertos en la materia.
El término "estatina", tal como aquí se
utiliza, se refiere a un inhibidor de la enzima
3-hidroxi-3-metilglutaril-coenzima
A (HMG-CoA) reductasa, enzima que cataliza el paso
limitante de la biosíntesis del colesterol, e incluye cualquier
estatina tanto natural como sintética o semisintética.
\vskip1.000000\baselineskip
En un aspecto, la invención se relaciona con el
empleo de un derivado de
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato, opcionalmente mono- o di-metilado en el
carbono en posición alfa del ácido propanoico, de fórmula (I)
\vskip1.000000\baselineskip
en la que R es CH_{3}CH_{2}CO-,
(CH_{3})_{2}CHCO- o
(CH_{3})_{3}CCO-,
sus formas hidroxiácidas y las sales
farmacéuticamente aceptables de dichos hidroxiácidos,
en la elaboración de una composición
farmacéutica para la prevención y/o el tratamiento de:
- a)
- enfermedades neurodegenerativas, o
- b)
- enfermedades asociadas con una oxidación indeseada, o
- c)
- procesos patológicos asociados a la edad.
\vskip1.000000\baselineskip
En una realización particular, dicho compuesto
de fórmula (I) es el compuesto
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato [compuesto de fórmula (I) en el que R es
CH_{3}CH_{2}CO-, también identificado en ocasiones en esta
descripción como NST0003], su forma hidroxiácida o una sal
farmacéuticamente aceptable de dicho hidroxiácido.
En otra realización particular, dicho compuesto
de fórmula (I) es el compuesto
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2-metil-propanoato
[compuesto de fórmula (I) en el que R es (CH_{3})_{2}CHCO-, también identificado en ocasiones en esta descripción como NST0004], su forma hidroxiácida o una sal farmacéuticamente aceptable de dicho hidroxiácido.
[compuesto de fórmula (I) en el que R es (CH_{3})_{2}CHCO-, también identificado en ocasiones en esta descripción como NST0004], su forma hidroxiácida o una sal farmacéuticamente aceptable de dicho hidroxiácido.
En otra realización particular, dicho compuesto
de fórmula (I) es el compuesto
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2,2-dimetil-propanoato [compuesto de
fórmula (I) en el que R es (CH_{3})_{3}CCO-, también
identificado en ocasiones en esta descripción como NST0005], su
forma hidroxiácida o una sal farmacéuticamente aceptable de dicho
hidroxiácido.
La invención contempla tanto el uso de uno de
dichos compuestos de fórmula (I), su forma hidroxiácida o una sal
farmacéuticamente aceptable de dicho hidroxiácido, como de una
mezcla de dos o más compuestos de fórmula (I), sus formas
hidroxiácidas o sales farmacéuticamente aceptables de los mismos.
Así, en una realización particular, dicho compuesto de fórmula (I)
se selecciona del grupo formado por:
- -
- (1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil propanoato,
- -
- (1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil 2-metilpropanoato,
- -
- (1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil 2,2-dimetilpropanoato,
- -
- sus formas hidroxiácidas y las sales farmacéuticamente aceptables de dichos hidroxiácidos, y
- -
- sus mezclas.
\vskip1.000000\baselineskip
Los compuestos de fórmula (I) son compuestos
conocidos y pueden ser obtenidos por métodos convencionales de
semisíntesis, tal como se describe en la patente norteamericana US
4866090, o bien mediante biotransformación, mediante un
procedimiento que comprende la producción de monacolina J por
fermentación a partir de un microorganismo productor de monacolina J
y la acilación posterior del grupo hidroxilo presente en la posición
C8 de la monacolina J mediante la adición al medio de fermentación
de un agente acilante apropiado para obtener el compuesto de fórmula
(I) deseado, tal como un ácido de fórmula general
(II)R^{1}COOH
donde R^{1} es CH_{3}CH_{2}-,
(CH_{3})_{2}CH- o
(CH_{3})_{3}C-,
o un derivado del mismo seleccionado entre un
halogenuro, un éster, una amida, un anhídrido o una sal de dicho
ácido carboxílico de fórmula (II). Ejemplos ilustrativos de
compuestos de fórmula (II) incluyen los ácidos propanoico,
2-metilpropanoico, y
2,2-dimetilpropanoico.
\vskip1.000000\baselineskip
Numerosos ensayos realizados por los inventores
han puesto de manifiesto el efecto neuroprotector de los compuestos
de fórmula (I) frente a la acción de una sustancia causante de
estrés oxidativo, así como su efecto neuroprotector frente a la
acción de una sustancia causante de estrés de retículo endoplásmico,
y su efecto neuroprotector frente a la acción de una sustancia
causante de apoptosis en neuronas humanas colinérgicas.
\global\parskip0.900000\baselineskip
El efecto neuroprotector frente a la acción de
una sustancia causante de estrés oxidativo, tal como xantina/xantina
oxidasa (XXO) se describe en el Ejemplo 1. En dicho ejemplo se
observa que el compuesto
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-ii]etil-1
-naftalenil propanoato (NST0003), a modo ilustrativo, es capaz de
inhibir significativamente la producción de especies reactivas de
oxígeno (ROS) sin afectar a la viabilidad celular, lo que demuestra
un efecto neuroprotector de los compuestos de fórmula (I). Como
control de inhibición de la producción de ROS se utiliza un conocido
antioxidante natural, el ácido ascórbico (AA).
Con el objetivo de definir mejor el efecto
neuroprotector de los compuestos de fórmula (I), los inventores
analizaron con más detalle el proceso neurodegenerativo mediante el
análisis de la muerte neuronal causada por un estrés oxidativo,
utilizando XXO como sustancia causante de dicho estrés oxidativo que
desencadena la muerte celular. Los resultados obtenidos (Figura 2)
ilustran que el tratamiento con el compuesto
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2,2-dimetilpropanoato (NST0005), a modo ilustrativo,
reduce cuantitativamente y de forma significativa la muerte neuronal
causada por estrés oxidativo, lo que pone de manifiesto la capacidad
neuroprotectora de dichos compuestos de fórmula (I). Esta acción
neuroprotectora es independiente de la capacidad inhibidora de la
enzima HMG-CoA reductasa (actividad estatina) tal
como muestra la Figura 3, en donde puede apreciarse que la actividad
inhibitoria de la enzima HMG-CoA reductasa de los
compuestos de fórmula (I) está muy lejos de la actividad inhibitoria
de dicha enzima HMG-CoA reductasa de una estatina
conocida, la atorvastatina; efectivamente, en dicha Figura 3 puede
apreciarse que el compuesto NST0003 inhibe 170 veces menos la enzima
HMG-CoA reductasa que la atorvastatina, el compuesto
NST0004 inhibe 100 veces menos dicha enzima que la atorvastatina, y
el compuesto NST0005 inhibe 4 veces menos la enzima
HMG-CoA reductasa que la atorvastatina.
El efecto neuroprotector frente a la acción de
una sustancia causante de estrés de retículo endoplásmico
(tunicamicina) se describe en el Ejemplo 2. En dicho ejemplo se
observa que el compuesto
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2,2-dimetilpropanoato (NST0005), a modo ilustrativo,
es capaz de reducir cuantitativamente y de forma significativa la
muerte neuronal causada por estrés de retículo endoplásmico, lo que
pone de manifiesto la capacidad neuroprotectora de dichos compuestos
de fórmula (I).
El efecto neuroprotector frente a la acción de
una sustancia causante de apoptosis (camptotecina) se describe en el
Ejemplo 3. En dicho ejemplo se observa que el compuesto
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2-metilpropanoato (NST0004), a modo ilustrativo, es
capaz de reducir cuantitativamente y de forma significativa la
muerte neuronal causada por apoptosis, lo que pone de manifiesto la
capacidad neuroprotectora de dichos compuestos de fórmula (I).
Asimismo, con el objetivo de definir mejor el efecto neuroprotector
de dichos compuestos de fórmula (I), los inventores analizaron con
más detalle el proceso neurodegenerativo mediante el análisis por
citometría de flujo de la muerte neuronal causada por apoptosis y su
inhibición por dichos compuestos de fórmula (I), en comparación con
un inhibidor específico de la muerte neuronal por apoptosis, el
Z-VAD-fmk. En dicho Ejemplo 3 se
observa que el compuesto
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2,2-dimetilpropanoato (NST0005), a modo ilustrativo,
es capaz de inhibir cuantitativamente y de forma significativa la
muerte neuronal causada por apoptosis.
Para su administración en la prevención y/o
tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas, o de
enfermedades asociadas con una oxidación indeseada, o de procesos
patológicos asociados a la edad, el compuesto de fórmula (I) (sus
formas hidroxiácidas y sus sales farmacéuticamente aceptables) se
formulará en una composición farmacéutica, en una cantidad
terapéuticamente efectiva, junto con uno o más vehículos o
excipientes farmacéuticamente aceptables.
La composición farmacéutica proporcionada por
esta invención puede contener uno o más compuestos de fórmula (I), o
una forma hidroxiácido del mismo o una sal farmacéuticamente
aceptable de dicho hidroxiácido junto con uno o más vehículos o
excipientes farmacéuticamente aceptables. En una realización
particular, dicha composición farmacéutica comprende un único
compuesto de fórmula (I), o una forma hidroxiácido del mismo o una
sal farmacéuticamente aceptable de dicho hidroxiácido. En otra
realización particular, dicha composición farmacéutica comprende dos
o más compuestos de fórmula (I), sus formas hidroxiácidas o sus
sales farmacéuticamente aceptables de dichos hidroxiácidos. Dicha
composición farmacéutica es útil para el tratamiento de las
enfermedades neurodegenerativas, o de las enfermedades asociadas con
una oxidación indeseada, o de los procesos patológicos asociados a
la edad.
Las composiciones farmacéuticas que contienen un
compuesto de fórmula (I), o una forma hidroxiácido del mismo o una
sal farmacéuticamente aceptable de dicho hidroxiácido, pueden
formularse en cualquier forma farmacéutica de administración
adecuada para su administración por la vía de administración
elegida, e.g., oral, parenteral (subcutánea, intramuscular,
intravenosa, intraperitoneal, etc.), tópica, rectal, etc. A modo
ilustrativo, no limitativo, las composiciones farmacéuticas
proporcionadas por esta invención pueden formularse en una forma
farmacéutica sólida de administración por vía oral (e.g., gránulos,
comprimidos, cápsulas, etc.), en una forma farmacéutica líquida de
administración por vía oral (e.g., soluciones, suspensiones,
emulsiones, etc.), en una forma farmacéutica para su administración
por vía parenteral (e.g., soluciones, suspensiones, emulsiones,
etc.). Para ello, en cada caso, se elegirán los vehículos y
excipientes farmacéuticamente aceptables apropiados para la forma
farmacéutica de administración y vía de administración elegida, por
ejemplo, aglutinantes, diluyentes, desintegrantes, lubrificantes,
humectantes, etc., para la formulación de formas farmacéuticas de
administración sólidas, y tampones, tensioactivos, etc., para la
formulación de formas farmacéuticas de administración líquidas.
Dichos vehículos y excipientes deben ser farmacéuticamente
aceptables y farmacológicamente tolerables y han de poder ser
combinados con otros componentes de la formulación sin ejercer
ningún efecto adverso sobre el sujeto tratado. Información sobre
dichos vehículos y excipientes, así como sobre dichas formas
farmacéuticas de administración de dicho principio activo puede
encontrarse en tratados de farmacia galénica. Una revisión de las
distintas formas farmacéuticas de administración de fármacos, en
general, y de sus procedimientos de preparación puede encontrarse en
el libro "Tratado de Farmacia Galénica", de C. Faulí i Trillo,
1ª Edición, 1993, Luzán 5, S.A. de Ediciones.
La composición farmacéutica proporcionada por
esta invención comprende, al menos, un compuesto de fórmula (I), o
una forma hidroxiácido del mismo o una sal farmacéuticamente
aceptable de dicho hidroxiácido, en una cantidad terapéuticamente
eficiente. En el sentido utilizado en esta descripción, la expresión
"cantidad terapéuticamente eficiente" se refiere a la cantidad
de compuesto calculada para producir el efecto deseado. La dosis de
compuesto de fórmula (I), o una forma hidroxiácido del mismo o una
sal farmacéuticamente aceptable de dicho hidroxiácido, a administrar
a un sujeto puede variar dentro de un amplio intervalo dependiendo
de numerosos factores, entre los que se incluyen las características
del compuesto utilizado, e.g., su actividad y vida media biológica,
la concentración del compuesto en la composición farmacéutica, la
situación clínica del sujeto, la severidad de la patología, la forma
farmacéutica de administración elegida, etc. La composición
farmacéutica proporcionada por esta invención se puede administrar
una o más veces al día con fines preventivos o terapéuticos o,
alternativamente, se pueden seguir otras pautas de administración,
no necesariamente diaria sino también de forma puntual, semanal,
etc.
La composición farmacéutica proporcionada por
esta invención, si se desea, puede usarse junto con otros fármacos,
por ejemplo, fármacos útiles en el tratamiento de enfermedades
neurodegenerativas, o enfermedades asociadas con una oxidación
indeseada, o de procesos patológicos asociados a la edad, con el fin
de aumentar la eficiencia de la composición farmacéutica
proporcionada por esta invención, generándose de este modo una
terapia de combinación. Dichos fármacos adicionales pueden formar
parte de la misma composición farmacéutica o, alternativamente,
pueden facilitarse como una composición farmacéutica separada para
su administración al mismo tiempo (administración simultánea) que la
composición farmacéutica proporcionada por esta invención o en
momentos diferentes (administración secuencial) respecto a la
administración de la composición farmacéutica proporcionada por esta
invención. Ejemplos ilustrativos, no limitativos, de dichos fármacos
útiles en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, o
enfermedades asociadas con una oxidación indeseada, o de procesos
patológicos asociados a la edad, incluyen inhibidores de la
acetilcolinesterasa (e.g., donepezilo, galantamina, rivastigmina,
etc.), antagonistas del receptor de glutamato NMDA (e.g., memantina,
etc.), antioxidantes (e.g. vitaminas, tocoferoles, carotenoides,
polifenoles, etc.), extractos naturales (e.g. curcumina, extracto de
Ginkgo biloba, melatonina, extracto de Bacopa
monniera, etc.) etc.
En otro aspecto, la invención se relaciona con
un compuesto de fórmula (I), o una forma hidroxiácido del mismo o
una sal farmacéuticamente aceptable de dicho hidroxiácido, para el
tratamiento y/o prevención de enfermedades neurodegenerativas, o de
enfermedades asociadas con una oxidación indeseada, o de procesos
patológicos asociados a la edad. Las características del compuesto
de fórmula (I), sus formas hidroxiácido y las sales
farmacéuticamente aceptables de dicho hidroxiácido, así como las de
dichas enfermedades ya han sido mencionadas previamente.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En otro aspecto, la invención se relaciona con
un método para la prevención y/o tratamiento de enfermedades
neurodegenerativas, o de enfermedades asociadas con una oxidación
indeseada, o de procesos patológicos asociados a la edad que
comprende administrar a un sujeto en necesidad de tratamiento una
cantidad terapéuticamente eficiente de un compuesto de fórmula (I),
sus formas hidroxiácido o las sales farmacéuticamente aceptables de
dicho hidroxiácido, o de una composición farmacéutica proporcionada
por esta invención que comprende un compuesto de fórmula (I), una
forma hidroxiácido del mismo o una sal farmacéuticamente aceptable
de dicho hidroxiácido; las características del compuesto de fórmula
(I), sus formas hidroxiácido y las sales farmacéuticamente
aceptables de dicho hidroxiácido, así como las de dichas
enfermedades y composiciones farmacéuticas que comprenden un
compuesto de fórmula (I) ya han sido mencionadas previamente.
Los siguientes Ejemplos sirven para ilustrar la
invención y no deben ser considerados en sentido limitativo de la
misma.
Los compuestos identificados como NST0003,
NST0004 y NST0005 en dichos Ejemplos se han preparado siguiendo la
metodología descrita en Hoffman, et al. (J. Med.
Chem., 1986, 29, 849-852).
\vskip1.000000\baselineskip
El ensayo fue realizado sobre células en cultivo
de neuroblastoma humano SK-N-MC
procedentes de American Type Culture Collection (ATCC)
(HTB-10), en todos los casos se siguieron estrictas
normas de esterilidad y la manipulación se llevó a cabo en cabinas
de seguridad biológica clase II que siguen la norma europea EN
12469. Las células fueron mantenidas en medio de cultivo "Minimun
Essential Médium Eagle" (MEM) suplementado con piruvato sódico 1
mM, L-glutamina 2 mM, aminoácidos no esenciales 0,1
mM, gentamicina 0,05 mg/ml y suero fetal bovino 10%.
Se evaluó la inhibición del compuesto NST0003
[(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,
4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil propanoato] sobre la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) en las células SK-N-MC. Estas células, en pase no superior a 15, fueron sembradas sobre placas de 96 pocillos tratadas para células adherentes con una concentración celular de 5x10^{4} células/pocillo; para cada condición del ensayo se sembraron 3 pocillos de la placa.
4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil propanoato] sobre la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) en las células SK-N-MC. Estas células, en pase no superior a 15, fueron sembradas sobre placas de 96 pocillos tratadas para células adherentes con una concentración celular de 5x10^{4} células/pocillo; para cada condición del ensayo se sembraron 3 pocillos de la placa.
Tras 24 h de incubación de las células a 37ºC y
5% CO_{2} se procedió a los tratamientos celulares con 100 \mul
de volumen total para las condiciones siguientes (i), control (medio
de cultivo); (ii), xantina/xantina oxidasa (XXO) [10 \muM -100
mU/mL], usado para producir estrés oxidativo celular; (iii), XXO [10
\muM -100 mU/mL] y ácido ascórbico (AA) [100 \muM], como control
positivo de la inhibición de la producción de ROS; y (iv), XXO [10
\muM -100 mU/mL] y NST0003 a diferentes concentraciones [4, 10, 20
y 40 \mug/mL].
Las células fueron incubadas (a 37ºC y 5%
CO_{2}) con estos tratamientos durante 3 h, pasadas las cuales se
lavaron con buffer HKRB (HEPES 20 mM, NaCl 103 mM, KCl 4,77 mM,
CaCl_{2} 0,5 mM, MgCl_{2} 1,2 mM, KH_{2}PO_{4} 1,2 mM,
NaHCO_{3} 25 mM, glucosa 15 mM; a pH 7,3) tras lo que se añadió la
sonda 2',7'-diclorodihidrofluoresceína diacetato
(H_{2}DCFDA) a 30 \muM diluida en tampón HKRB y se incubó
durante 2 horas más en las mismas condiciones. La lectura de la
placa se realizó en un fluorímetro a las condiciones de 485 nm de
excitación y 538 nm de emisión.
Para corregir (normalizar) los resultados se
utilizó la medida de lactato deshidrogenase (LDH) intracelular de
cada una de las condiciones. Para realizar esta medida las células
fueron lisadas por congelación en 100 \mul de MEM, realizando
previamente un lavado con MEM. Para la perfecta lisis celular, la
placa, congelada a -20ºC, fue mantenida a esa temperatura al menos
durante 4 h. Tras la descongelación a temperatura ambiente se
recogió el medio y las células lisadas y se pasaron a una placa de
96 pocillos con fondo V que fue centrifugada durante 10 minutos a
300xg. Al sobrenadante se le hizo el ensayo de LDH mediante "LDH
Cytotoxicity Detection Kit" (Roche) siguiendo las
especificaciones del fabricante.
De esta forma se calculó la viabilidad celular
de cada condición referida al control y este valor sirvió para
corregir los datos de la producción de ROS. En la Figura 1 se
muestra el porcentaje de ROS corregido referido a la producción por
XXO de cada una de las concentraciones ensayadas de NST0003. Se
observó inhibición a 10 y 20 \mug/ml de NST0003, siendo la máxima
del 33% a 10 \mug/ml, lo que demuestra un efecto antioxidativo
funcional en las células. El AA, como antioxidante conocido, inhibe
la producción de ROS en un 80% en las condiciones ensayadas.
Basándose en estos resultados, que ¡lustran la
disminución de la producción de ROS por un compuesto de fórmula (I)
[NST0003], los inventores procedieron a estudiar si dichos
compuestos de fórmula (I) provocaban una disminución de la muerte
neuronal causada por estrés oxidativo, y por tanto, un efecto
neuroprotector.
\vskip1.000000\baselineskip
Para realizar este ensayo, se analizó la
inhibición producida por el compuesto NST0005
[(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-
[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2,2-dimetil-propanoato] de la muerte
celular causada por el tratamiento con xantina/xantina oxidasa (XXO)
que, como ya se ha mencionado, origina daño oxidativo (produce
radicales libres como peróxido de hidrógeno, anión superóxido,
radical hidroxilo) lo que desencadena muerte celular. Estas células
[SK-N-MC], en pase no superior a 15,
fueron sembradas sobre placas de 96 pocillos tratadas para células
adherentes con una concentración celular de 5x10^{4}
células/pocillo; para cada condición del ensayo se sembraron 3
pocillos de la placa.
Tras 24 h de incubación de las células a 37ºC y
5% CO_{2} se procedió a los tratamientos celulares con 100 \mul
de volumen total para las condiciones siguientes (i), control (medio
de cultivo); (ii), xantina/xantina oxidasa (XXO) [10 \muM - 60
mU/mL]; y (iii), XXO [10 \muM - 60 mU/mL] y NST0005 a diferentes
concentraciones [4, 10, 20 y 40 \mug/mL].
Las células fueron incubadas (a 37ºC y 5%
CO_{2}) con estos tratamientos durante 22 h, pasadas las cuales se
añadió el reactivo WST-1 (Roche). El Test
WST-1 se basa en la medida de la actividad
metabólica. El daño celular produce la pérdida de la habilidad de
las células de obtener la energía necesaria para mantener sus
funciones metabólicas y el crecimiento celular, por lo que las
células que están metabólicamente activas (vivas) reducen la sal de
tetrazolium a formazán mediante el sistema
succinato-tetrazolium reductasa (de la cadena
respiratoria mitocondrial). El formazán formado puede ser detectado
colorimétricamente, ya que absorbe a 440 nm. A las 2 horas de la
adición del reactivo se realizó la lectura en un lector de placas a
440 nm.
Los resultados obtenidos se expresan, tal como
aparece en la Figura 2, como la reducción del porcentaje de muerte
celular para cada tratamiento referido a la muerte producida por la
XXO. Se observó protección a 4, 10 y 20 \mug/ml de NST0005, siendo
la máxima del 50% a 10 \mug/ml, por lo que el compuesto NST0005
muestra un efecto protector de la muerte de células humanas de
origen neuronal (SK-N-MC) causada
por estrés oxidativo.
Basándose en estos resultados los inventores
decidieron estudiar si la capacidad neuroprotectora es dependiente
de la actividad propia de las estatinas (es decir, inhibición de la
enzima HMG-CoA reductasa). Para ello, se estudió el
grado de inhibición de la enzima HMG-CoA reductasa
por los distintos derivados de
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-
[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato, opcionalmente mono- o di-metilados en el
carbono en posición alfa del ácido propanoico (NST0003, NST0004 y
NST0005). El efecto de estos compuestos se comparó con el de una
estatina conocida, la atorvastatina, para la que ya está descrito un
potente efecto inhibitorio sobre la enzima HMG-CoA
reductasa.
Durante la reacción, la HMG-CoA
reductasa utiliza NADPH como agente reductor y como sustrato
3-hidroxi-3-metilglutaril
coenzima A (HMG-CoA). Como producto de reacción se
obtiene el ácido mevalónico, que sirve como sustrato a la reacción
siguiente para continuar la síntesis de colesterol. La reacción
enzimática objeto de estudio se esquematiza de la siguiente
forma:
HMG-CoA + 2NADPH +
2H^{+} \longrightarrow Ácido Mevalónico + 2NADP^{+} +
CoASH
Este ensayo in vitro está basado en la
medida espectrofotométrica del descenso de absorbancia a 340 nm, que
representa la oxidación del NADPH por la subunidad catalítica de la
HMG-CoA reductasa en presencia del sustrato
HMG-CoA reductasa. El ensayo se llevó a cabo en
placa de 96 pocillos, con un volumen de reacción total de 200
\mul. El tampón de reacción (KH_{2}PO_{4} 50 mM, KCl 1 M,
albúmina de suero bovino (BSA) 2 mg/ml y DTT 5 mM, a pH=7,3) se
preparó en el momento de llevar a cabo la reacción y se mantuvo a
37ºC. En los ensayos se incluyeron: (i), blanco (sin enzima) que
informa de la estabilidad de NADPH durante la reacción; (ii),
control (sin compuesto problema); y (iii), compuestos problema:
Atorvastatina, NST0003, NST0004 y NST0005 a diversas concentraciones
[0,01; 0,02; 0,04; 0,1; 0,2; 0,4; 1; 2; 4; 10; 20; 40 y 100
\mug/mL] y disueltos en dimetilsulfóxido (DMSO).
Se llevaron a cabo cuatro ensayos
independientes. Los compuestos problema fueron añadidos al tampón de
reacción en la placa y se estandarizó la concentración de DMSO por
reacción a 10 \mul, habiéndose demostrado previamente la no
interferencia del mismo durante la reacción. Las concentraciones de
los reactivos implicados en la mezcla de reacción fueron las
siguientes HMG-CoA 0,2 mM, HMG-CoA
reductasa 3 \muU/reacción y NADPH: 0,2 mM. Tras una breve
agitación, la lectura de la placa se realizó en un espectrofotómetro
a las condiciones de 340 nm, 37ºC, detectando el descenso de
absorbancia a 340 nm respecto al tiempo. Se calculó el porcentaje de
actividad enzimática HMG-CoA reductasa respecto al
control. Con los datos obtenidos se calculó la IC_{50} mediante el
método Trimmed Spearman-Karber (Versión 1.5).
Los resultados obtenidos confirman, como aparece
en la Figura 3, el efecto inhibitorio sobre la
HMG-CoA reductasa por parte de la atorvastatina
(IC_{50} = 0,09\pm0,01 \mug/ml), mientras que los compuestos
NST0003, NST0004 y NST0005 presentaron actividades inhibitorias
alejadas de la estatina conocida: IC_{50} (NST0003)=
15,30\pm5,05 \mug/ml, IC_{50} (NST0004)= 9,05\pm4,40
\mug/ml, y IC_{50} (NST0005) = 0,35\pm0,07 \mug/ml, lo que
indica una potencia de inhibición de HMG-CoA
reductasa de 170, 100 y 4 veces menor, respectivamente, que la de la
atorvastatina.
\vskip1.000000\baselineskip
Basándose en los resultados previamente
obtenidos los inventores decidieron estudiar si los derivados de
(1S,3R,
7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil propanoato, opcionalmente mono- o di-metilados en el carbono en posición alfa del ácido propanoico (NST0003, NST0004 y NST0005) eran capaces de proteger frente a la muerte celular causada por estrés de retículo
endoplásmico.
7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil propanoato, opcionalmente mono- o di-metilados en el carbono en posición alfa del ácido propanoico (NST0003, NST0004 y NST0005) eran capaces de proteger frente a la muerte celular causada por estrés de retículo
endoplásmico.
Para ello se realizó un ensayo sobre células en
cultivo de neuroblastoma humano
SK-N-MC procedentes de la ATCC
(HTB-10); en todos los casos se siguieron estrictas
normas de esterilidad y la manipulación se llevó a cabo en cabinas
de seguridad biológica clase II que siguen la norma europea EN
12469. Las células fueron mantenidas en medio de cultivo MEM
suplementado con piruvato sódico 1 mM, L-glutamina 2
mM, aminoácidos no esenciales 0,1 mM, gentamicina 0,05 mg/ml y suero
fetal bovino 10%.
Se analizó la inhibición producida por el
compuesto
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2,2-dimetilpropanoato (NST0005) de la muerte celular
causada por el tratamiento con tunicamicina (Tm), que origina estrés
de retículo endoplásmico por la inhibición de la
N-glicosilación de las proteínas, lo que desencadena
muerte celular. Estas células, en pase no superior a 15, fueron
sembradas sobre placas de 96 pocillos tratadas para células
adherentes con una concentración celular de 5x10^{4}
células/pocillo; para cada condición del ensayo se sembraron 3
pocillos de la placa.
Tras 24 h de incubación de las células a 37ºC y
5% CO_{2} se procedió a los tratamientos celulares con 100 \mul
de volumen total para las condiciones siguientes: (i), control
(medio de cultivo); (ii), tunicamicina [20 \mug/mL] (SIGMA), que
produce la muerte del 50 % de las células; y (iii), tunicamicina [20
\mug/mL] y NST0005 a diferentes concentraciones [4, 10, 20, 20 y
100 \mug/mL].
Las células fueron incubadas (a 37ºC y 5%
CO_{2}) con estos tratamientos durante 22 h, pasadas las cuales se
añadió el reactivo WST-1 (Roche). El Test
WST-1, tal como se ha mencionado previamente, se
basa en la medida de la actividad metabólica; las las células
metabólicamente activas (vivas) reducen la sal de tetrazolium a
formazán mediante el sistema succinato-tetrazolium
reductasa (de la cadena respiratoria mitocondrial) y el formazán
formado puede ser detectado colorimétricamente, ya que absorbe a 440
nm. A las 2 horas de añadido el reactivo se realizó la lectura en un
lector de placas a 440 nm.
Los resultados obtenidos se expresan, como
aparece en la Figura 4, como la reducción del porcentaje de muerte
celular para cada tratamiento referido a la muerte producida por la
Tunicamicina (Tm). Se observó protección a 4, 10, 20 y 40 \mug/ml
de NST0005, siendo la máxima del 38% a 20 \mug/ml, por lo que el
compuesto NST0005 muestra un efecto protector de la muerte de
células humanas de origen neuronal causado por estrés de retículo
endoplásmico.
\vskip1.000000\baselineskip
Basándose en los resultados previamente
obtenidos los inventores decidieron estudiar si los derivados de
(1S,3R,
7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a- hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil propanoato, opcionalmente mono- o di-metilados en el carbono en posición alfa del ácido propanoico (NST0003, NST0004 y NST0005) eran capaces de proteger frente a la muerte celular causada por apoptosis.
7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a- hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil propanoato, opcionalmente mono- o di-metilados en el carbono en posición alfa del ácido propanoico (NST0003, NST0004 y NST0005) eran capaces de proteger frente a la muerte celular causada por apoptosis.
\vskip1.000000\baselineskip
Para ello, se realizó un ensayo sobre células en
cultivo de neuroblastoma humano
SK-N-MC procedentes de la ATCC
(HTB-10); en todos los casos se siguieron estrictas
normas de esterilidad y la manipulación se llevó a cabo en cabinas
de seguridad biológica clase II que siguen la norma europea EN
12469. Las células fueron mantenidas en medio de cultivo MEM
suplementado con piruvato sódico 1 mM, L-glutamina 2
mM, aminoácidos no esenciales 0,1 mM, gentamicina 0,05 mg/ml y suero
fetal bovino 10%.
Se analizó la inhibición producida por el
compuesto
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2-metilpropanoato (NST0004) de la muerte celular
causada por el tratamiento con camptotecina (Campt) que inhibe la
enzima topoisomerasa I impidiendo la duplicación del DNA, lo que
desencadena muerte celular apoptótica. Estas células, en pase no
superior a 15, fueron sembradas sobre placas de 96 pocillos tratadas
para células adherentes con una concentración celular de 5x10^{4}
células pocillo; para cada condición del ensayo se sembraron 3
pocillos de la placa.
\newpage
Tras 24 h de incubación de las células a 37ºC y
5% CO_{2} se procedió a los tratamientos celulares con 100 \mul
de volumen total para las condiciones siguientes: (i), control
(medio de cultivo); (ii), camptotecina [20 nM] (SIGMA), que produce
la muerte del 50% de las células; y (iii) camptotecina [20 nM] y
NST0004 a diferentes concentraciones [4, 10, 20, 40 y 100
\mug/mL].
Las células fueron incubadas (a 37ºC y 5%
CO_{2}) con estos tratamientos durante 22 h, pasadas las cuales se
añadió el reactivo WST-1 (Roche). El Test
WST-1 se basa en la medida de la actividad
metabólica. Las células que estén metabólicamente activas (vivas)
reducen la sal de tetrazolium a formazán mediante el sistema
succinato-tetrazolium reductasa (de la cadena
respiratoria mitocondrial) y el formazán formado puede ser detectado
colorimétricamente, ya que absorbe a 440 nm. A las 2 horas de
añadido el reactivo se realizó la lectura en un lector de placas a
440 nm.
Los resultados obtenidos se expresan, como
aparece en la Figura 5, como la reducción del porcentaje de muerte
celular para cada tratamiento referido a la muerte producida por la
Camptotecina (Campt). Se observó protección a 4, 10 y 40 \mug/ml
de NST0004, siendo la máxima del 43% a 10 \mug/ml, por lo que el
compuesto NST0004 muestra un efecto protector de la muerte de
células humanas de origen neuronal causada por apoptosis.
Basándose en estos resultados los inventores
decidieron estudiar si los compuestos NST0003, NST0004 y NST0005
eran capaces de proteger frente a la muerte celular causada por
apoptosis medida por citometría de flujo.
\vskip1.000000\baselineskip
Para ello, se analizó la inhibición producida
por el compuesto NST0005 de la apoptosis causada por el tratamiento
con camptotecina (Campt). Las células
SK-N-MC, en pase no superior a 15,
fueron sembradas sobre placas de 6 pocillos tratadas para células
adherentes con una concentración celular de 8x10^{5}
células/pocillo; para cada condición del ensayo se sembraron 2
pocillos de la placa.
Tras 24 h de incubación de las células a 37ºC y
5% CO_{2} se procedió a los tratamientos celulares con 2 mL de
volumen total para las condiciones siguientes: (i), control (medio
de cultivo); (ii), camptotecina [50 \muM]; (iii) camptotecina [50
\muM] y Z-VAD-fmk [50 \muM]
(Alexis), como control positivo de inhibición; y (iv), camptotecina
50 \muM con NST0005 a diferentes concentraciones [4, 10, 40 y 100
\mug/mL].
Las células fueron incubadas (a 37ºC y 5%
CO_{2}) con estos tratamientos durante 6 h, pasadas las cuales se
recogieron junto con su medio de cultivo y se centrifugaron a 300xg
durante 5 minutos. Se eliminó el medio, se realizó un lavado con
tampón fosfato salino (PBS) y se fijaron durante 2 minutos con 500
\mul de etanol al 70% a -20ºC. Una vez fijadas se centrifugaron a
400xg durante 5 minutos, se lavaron con PBS y se les añadió yoduro
de propidio a 0,05 mg/ml, diluido en tampón de ciclo (Citrato sódico
0,1%, Nonidet P-40 0,3% y RNAsa 0,02 mg/ml) y se
incubaron durante 1 hora a 37ºC. Pasado este tiempo se analizaron
por citometría de flujo, comparando la fluorescencia del yoduro de
propidio frente a la cantidad de DNA. El porcentaje de apoptosis se
midió sobre la región sub-G1 de cada una de las
condiciones.
Los resultados obtenidos se expresan, como
aparece en la Figura 6, como el porcentaje de la inhibición de la
apoptosis de cada tratamiento referido a la apoptosis producida por
camptotecina. Se observó una protección máxima del 17% a una
concentración de 4 \mug/ml de NST0005, por lo que este compuesto
muestra un efecto protector de la apoptosis en células humanas de
origen neuronal. El Z-VAD-fmk,
inhibidor específico de caspasas, inhibe en un 30% la apoptosis
producida.
\vskip1.000000\baselineskip
Basándose en los resultados previamente
obtenidos los inventores decidieron estudiar si los derivados de
(1S,3R,7S,
8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato, opcionalmente mono- o di-metilados en el carbono en posición alfa del ácido propanoico (NST0003, NST0004 y NST0005) eran capaces de proteger frente a la muerte celular causada por apoptosis en un modelo animal, el pez cebra.
8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato, opcionalmente mono- o di-metilados en el carbono en posición alfa del ácido propanoico (NST0003, NST0004 y NST0005) eran capaces de proteger frente a la muerte celular causada por apoptosis en un modelo animal, el pez cebra.
Para ello, se realizó un ensayo sobre larvas de
pez cebra (96 horas post-fertilización). Los huevos
fertilizados se obtuvieron por parto natural de peces cebra adultos
(cepa AB) en el laboratorio de los inventores, llevado a cabo acorde
con lo descrito en The Zebrafish Book [Westerfield, M. (1995)
The Zebrafish Book. A Guide for the Laboratory Use of Zebrafish
(Danio rerio). 3th ed., University of Oregon Press, Eugene].
Los huevos fueron recogidos en la 1ª hora posterior al desove,
lavados y depositados en una placa petri limpia con agua (medio) de
embriones (NaCl 4,9 mM, KCl 0,17 mM, CaCl\cdot2H_{2}O 0,33 mM,
MgSO_{4}\cdot7H_{2}O 0,33 mM, pH 7,2) preparada siguiendo las
directrices descritas en el libro Zebrafish. Practical
aproach [Nüsslein-Volhard, C and Dahm, R (2002)
Zebrafish. Practical approach. Oxford: Oxford University Press].
\newpage
Se analizó la inhibición producida por los
compuestos NST0003, NST0004 y NST0005 sobre la muerte celular
producida por el compuesto terbutil-hidroperóxido
(TBH), el cual es un compuesto pro-oxidante que
induce neurotoxicidad específica en larvas de pez cebra mediante el
mecanismo de apoptosis.
Las larvas (a 96 horas
post-fertilización [hpf]) fueron sembradas en placas
de 96 pocillos (3 larvas/pocillo), realizando un triplicado (3
pocillos) para condición experimental, obteniendo así un triplicado
intra-ensayo. Las larvas fueron tratadas en un
volumen total de medio de embriones de 100 \mul por pocillo para
las siguientes condiciones: (i) control (medio de embriones); (ii),
TBH [0,45 mM], la cual corresponde con la máxima dosis tolerada
(MTD), que induce neurotoxicidad en las larvas pero no mortalidad; y
(iii) TBH [0,45 mM] y NST0003, NST0004 y NST0005, todos ellos a la
concentración de 1 \mug/ml.
Las larvas fueron incubadas con los tratamientos
durante 24 h; pasado este tiempo, fueron procesadas mediante la
tinción con naranja de acridina (AO)
[3,6-bis(dimetilamino)acridinio
hidrocloruro \cdot cloruro de zinc, doble sal
(Sigma-Aldrich)] para determinar el porcentaje de
apoptosis inducido por el neurotóxico. En el animal completo, AO se
acumula en gránulos acídicos que se forman principalmente en células
que están sufriendo apoptosis. Se ha demostrado que esta la tinción
con AO es capaz de discernir entre células que presentan apoptosis
frente a células necróticas (no las tiñe) en embriones vivos de
Drosophila y además, es una técnica comúnmente usada para
identificar células apoptóticas en el pez cebra entero.
Así, las larvas control y las tratadas fueron
sumergidas en 1 \mug/ml de AO en agua de embriones a 28,5ºC
durante 60 minutos. Pasado este tiempo, el AO fue retirado mediante
lavados con agua de embriones, haciendo un total de 5 lavados, 10
minutos cada uno. El AO es un compuesto fluorescente que puede ser
fácilmente medido y cuantificado con un fluorímetro. Por lo tanto,
las larvas fueron anestesiadas con tricaína (éster etílico del ácido
3-aminobenzoico) y homogeneizadas para su posterior
lectura en un lector de placas de fluorescencia (excitación: 488 nm;
emisión: 530 nm).
Los resultados obtenidos se expresan, como
aparece en la Figura 7, como el porcentaje de apoptosis para cada
tratamiento referido a la muerte producida por el TBH. Se observó
neuroprotección con los 3 compuestos testados a la concentración de
1 \mug/ml: el compuesto NST0003 redujo en un 50,7% \pm 17,1 la
apoptosis inducida por la neurotoxina, siendo esta protección
estadísticamente significativa (p<0,05); el compuesto NST0004
también fue capaz de disminuir la apoptosis que produjo el TBH,
disminuyendo en un 45,3 \pm 18,9% la apoptosis producida por el
compuesto inductor de daño (TBH), siendo también esta reducción
significativa; y el compuesto NST0005 también redujo en un
porcentaje alto la apoptosis, produciendo una inhibición del 34,3
\pm 17,3% la apoptosis inducida por el TBH, aunque a pesar de la
alta inhibición, ésta no fue estadísticamente significativa.
Claims (6)
1. Empleo de un compuesto de fórmula (I)
en el que R es CH_{3}CH_{2}CO-,
(CH_{3})_{2}CHCO- o
(CH_{3})_{3}CCO-,
sus formas hidroxiácidas y las sales
farmacéuticamente aceptables de dichos hidroxiácidos,
en la elaboración de una composición
farmacéutica para la prevención y/o el tratamiento de:
- a)
- enfermedades neurodegenerativas, o
- b)
- enfermedades asociadas con una oxidación indeseada, o
- c)
- procesos patológicos asociados a la edad.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Empleo según la reivindicación 1, en el que
dicho compuesto de fórmula (I) es
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
propanoato, su forma hidroxiácida o una sal farmacéuticamente
aceptable de dicho hidroxiácido.
3. Empleo según la reivindicación 1, en el que
dicho compuesto de fórmula (I) es
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2-metilpropanoato, su forma hidroxiácida o una sal
farmacéuticamente aceptable de dicho hidroxiácido.
4. Empleo según la reivindicación 1, en el que
dicho compuesto de fórmula (I) es
(1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil
2,2-dimetilpropanoato, su forma hidroxiácida o una
sal farmacéuticamente aceptable de dicho hidroxiácido.
5. Empleo según la reivindicación 1, en el que
dicho compuesto de fórmula (I) se selecciona del grupo formado
por:
- -
- (1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil propanoato,
- -
- (1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-[2-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-2-il]etil-1-naftalenil 2-metilpropanoato,
- -
- (1S,3R,7S,8S,8aR)-1,2,3,7,8,8a-hexahidro-3,7-dimetil-8-p-[(2R,4R)-tetrahidro-4-hidroxi-6-oxo-2H-piran-il]etil-naftalenil 2,2-dimetilpropanoato,
- -
- sus formas hidroxiácidas y las sales farmacéuticamente aceptables de dichos hidroxiácidos, y
- -
- sus mezclas.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Un compuesto de fórmula (I)
en el que R es CH_{3}CH_{2}CO-,
(CH_{3})_{2}CHCO- o
(CH_{3})_{3}CCO-,
sus formas hidroxiácidas y las sales
farmacéuticamente aceptables de dichos hidroxiácidos,
para la prevención y/o el tratamiento de:
- a)
- enfermedades neurodegenerativas, o
- b)
- enfermedades asociadas con una oxidación indeseada, o
- c)
- procesos patológicos asociados a la edad.
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