ES2346317T3 - Derivados de indol para el tratamiento de enfermedades relacionadas con el proceso de corte y empalme. - Google Patents
Derivados de indol para el tratamiento de enfermedades relacionadas con el proceso de corte y empalme. Download PDFInfo
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Abstract
Derivado de indol que corresponde a la fórmula I siguiente **(Ver fórmula)** en la que: R1 representa: - un átomo de halógeno o un grupo -C=N-CH o -O-C(=O)(CH3) o -C ≡ N, o - un grupo -N-R6R7, en el que R6 y R7 representan independientemente entre sí: - un átomo de hidrógeno, - un ciclo en C6, saturado o insaturado, que comprende eventualmente un átomo de nitrógeno, y eventualmente sustituido con uno o varios grupos alquilo en C1 a C3, o - un grupo alquilo de C1 a C13 lineal o ramificado y/o insaturado, en el que uno o varios átomos de carbono pueden ser sustituidos con un átomo de nitrógeno, siendo dicho grupo alquilo eventualmente sustituido con uno o varios grupos -OH y/o =O y/o con un grupo tal como: **(Ver fórmula)** siendo dicho grupo eventualmente sustituido con un grupo alquilo en C1 a C3 eventualmente sustituido a su vez con un grupo amina, - un grupo -NH-R8 en el que R8 representa un grupo alquilo -N-R9R10 en el que el grupo alquilo representa un grupo de C1 a C13 lineal o ramificado, eventualmente insaturado y/o sustituido con uno o varios grupos alquilo en C1 a C3 y/o grupos hidroxilo, R9 y R10 representan cada uno independientemente entre sí un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo en C1 a C4 eventualmente sustituido con uno o varios grupos hidroxilo y/o oxo, R2 representa un átomo de hidrógeno, un grupo metilo o un grupo -NH-(CH2)3-N(CH3)2, R3 representa un átomo de hidrógeno, un átomo de halógeno o un grupo metilo, amina o metoximetilo o -NH-R8 tal como se ha definido anteriormente, R4 representa un grupo alquilo en C1-C6, un grupo hidroxilo o un grupo metoxi eventualmente sustituido con un grupo fenilo, R11 y R12 representan independientemente entre sí, un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo en C1-C3, R13 representa un átomo de hidrógeno o un grupo metilo, y las sales farmacéuticamente aceptables de dichos compuestos, y/o sus mezclas.
Description
Derivados de indol para el tratamiento de
enfermedades relacionadas con el proceso de corte y empalme.
La presente invención se refiere a nuevos
compuestos derivados de indol y a su utilización para la preparación
de un medicamento útil para tratar enfermedades relacionadas con el
proceso de corte y empalme.
Algunos compuestos derivados de indol tales como
los derivados de elipticina y de azaelipticina ya son conocidos
como moléculas intercalantes para corregir el mal funcionamiento de
la expresión genética, a nivel de la replicación. Se describen más
específicamente para el tratamiento de enfermedades tales como el
cáncer, la leucemia y el SIDA (FR 2 627 493, FR 2 645 861, FR 2 436
786).
El proceso de corte y empalme intracelular
consiste en eliminar los intrones de los ARN
pre-mensajeros de manera que produzcan un ARN
mensajero maduro explotable por la maquinaria de traducción de la
célula (Sharp, P.A. (1994). Split gènes and RNA splicing. Cell 77.
805-815). En el caso de cortes y empalmes
alternativos, un mismo precursor puede ser el origen de ARN
mensajeros que codifican para unas proteínas que tienen unas
funciones distintas (Black, D.L Mechanisms of Alternative
Pre-Messenger RNA Splicing. Annu. Rev. Biochem.
2003. 72, 291-336). La selección precisa de los
sitios de corte y empalme 5' y 3' es por lo tanto un mecanismo
generador de diversidad y puede conducir a una regulación de la
expresión de los genes en función del tipo de tejido o durante el
desarrollo de un organismo. Entre los factores implicados en esta
selección, se encuentra una familia de proteínas denominadas SR
(Serine Arginine Rich protéine) caracterizadas por la presencia de
uno o dos dominio(s) de unión al ARN de tipo RRM (RNA
Recognation Motif) y un dominio rico en residuos de arginina y de
serina denominado dominio RS (Argenine Serine) (Manley, J.L. y
Tacke, R. (1996). SR proteins and splicing control. Genes Dev. 10,
1569-1579). Al fijarse sobre unas secuencias
exónicas o intrónicas, cortas, del pre-mRNA,
denominadas ESE (Exonic Splicing Enhancer) o ISE (Intronic Splicing
Enhancer), las proteínas SR son capaces de activar, de manera
dependiente de la dosis, unos sitios de corte y empalme suboptimales
y permitir la inclusión de exones (Graveley, B.R. Sorting out the
complexity of SR protein functions. RNA. 2000. 6,
1197-1211). La actividad de una proteína SR en el
corte y empalme alternativo es específica en la medida en la que la
desactivación del gen correspondiente es letal (Wang, H.Y. et
al., SC35 plays a role in T cell development and alternative
splicing of CD45. Mol. Cell 2001. 7, 31-342).
La secuenciación del genoma humano y el análisis
de los bancos de EST (Expressed Sequence Tag) han mostrado que 35 a
65% de los genes se expresan en forma de variantes de corte y
empalme alternativo (Ewing, B. y Green, P. Analysis of expressed
sequence tags indicates 35.000 human genes. Nat. Genet. 2000. 25,
232-234). Este mecanismo es por lo tanto una diana
privilegiada de alteraciones que pueden afectar a los factores
implicados en la regulación del corte y empalme y de mutaciones que
afectan a las secuencias necesarias para esta regulación. En la
actualidad, se estima que aproximadamente el 50% de las mutaciones
puntuales responsables de enfermedades genéticas inducen un corte y
empalme aberrante. Estas mutaciones pueden interferir con el corte y
empalme desactivando o creando unos sitios de corte y empalme, pero
también modificando o generando unos elementos reguladores de tipo
"Splicing Enhancer" o "Splicing Silencer" en un gen
particular (Cartegni, L. et al., Listening to silence and
understanding nonsense: exonic mutations that affect splicing. Nat.
Rev. Genet. 2002. 3, 285-298).
Las estrategias desarrolladas actualmente para
corregir estos fallos de corte y empalme se basan en la utilización
de diferentes tipos de moléculas.
El documento de de TAZI J et al. (DNA
topoisomerase I: customs office rat the border between DNA and RNA
worlds?, Journal of Molecular Medecine (Berlin, Alemania) 1997
Nov-Dic, vol. 75, nº 11-12) describe
que algunos derivados inhiben la ADN topoisomerasa I, la cual es
una quinasa específica que fosforila los factores de corte y
empalme SR.
El documento de PODDEVIN B et al. (Dual
topoisomerase I and II inhibition by intoplicine
(RP-60475), a new antitumor agent in early clinical
trials, Molecular Pharmacology, Baltimore, MD, US, vol. 44. nº 4)
describe que la intoplicina es una molécula que inhibe al mismo
tiempo la topoisomerasa I y la topoisomerasa II, demostrando así
que este compuesto puede ser activo contra los tumores.
El documento de Pilch B et al. (Specific
inhibition of serine- and arginine-rich splicing
factors phosphorylation, splicéosome assembly, and splicing by the
antitumor drug NB-506, Cancer Research, 15 sep.
2001, US, vol. 61, nº 18) describe que unos medicamentos de tipo
indolocarbazol inhiben la topoisomerasa I y pueden por lo tanto ser
considerados como unos medicamentos
anti-cancerígenos.
Una estrategia que prevé el desarrollo de nuevas
moléculas que permiten corregir o eliminar los cortes y empalmes
anormales se basa, por ejemplo, en la sobreexpresión de proteínas
que interfieren con este tipo de corte y empalme
(Nissim-Rafinia, M. et al., Cellular and
viral splicing factors can modify the splicing pattern of CFTR
transcrits canying splicing mutations. Hum. Mol. Genet. 2000. 9,
1771-1778; Hofmann, Y. et al.,
Htra2-beta 1 stimulates an exonic splicing enhancer
and can restore full-length SMN expression to
survival motor neuron 2 (SMN2). Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000.
97, 9618-9623).
Otra estrategia se basa en la utilización de
oligonucleótidos antisentido (Sazani, P. et al., Systemically
delivered antisense oligomers upregulate gene expression in mouse
tissues. Nat. Biotechnol. 2002. 20, 1228-1233;
Sazani, P. y Kole, R. Modulation of alternative splicing by
antisense oligonucleotides. Prog. Mol. Subcell. Biol. 2003. 31,
217-239) o de PNA (Peptidic Nucleic Acid) (Cartegni,
L. et al., Correction of disease-associated
exon skipping by synthetic exon-specific activators.
Nat. Struct. Biol. 2003. 10, 120-125) que permiten
respectivamente inhibir o activar un acontecimiento de corte y
empalme.
Otra estrategia se basa asimismo en la
identificación de compuestos que influyen en la eficacia de corte y
empalme del pre-ARNm de interés (Andreassi, C. et
al. Aclarubicin treatment restores SMN levels to cells derived
from type I spinal muscular atrophy patients. Hum. Mol. Genet. 2001,
10, 2841-2849).
Por último, se ha descrito una estrategia basada
en la utilización del corte y empalme en trans para sustituir unos
exones mutados (Liu, X. et al., Partial correction of
endogenous DeltaF508 CFTR in human cystic fibrosis airway epithelia
by spliceosome-mediated RNA
trans-splicing. Nat. Biotechnol. 2002. 20,
47-52).
Uno de los inconvenientes de las estrategias
desarrolladas y citadas anteriormente para corregir o eliminar los
cortes y empalmes anormales es su coste de producción. En efecto, el
coste de producción de los oligonucleótidos antisentido que deben
ser modificados para mejorar su estabilidad o también el de las
moléculas de tipo PNA es elevado.
Otro inconveniente de las estrategias
desarrolladas y citadas anteriormente es que requieren la
utilización de vectores de expresión, como por ejemplo para la
estrategia basada en la utilización del corte y empalme en
trans.
Los inventores se han fijado como objetivo
encontrar una nueva estrategia y en particular mediante la
utilización de moléculas que tienen la capacidad de inhibir los
procesos de corte y empalme de los ARN
pre-mensajeros, y que no adolezca de los
inconvenientes de las moléculas de la técnica anterior.
Así, la presente invención se refiere a unos
derivados de indol que corresponden a la fórmula I siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
R1 representa:
- \bullet
- un átomo de halógeno o un grupo -C=N-CH o -O-C(=O)(CH_{3}) o -C = N, o
- \bullet
- un grupo -N-R6R7,
- en el que R6 y R7 representan independientemente entre sí:
- \bullet
- un átomo de hidrógeno,
- \bullet
- un ciclo en C6, saturado o insaturado, que comprende eventualmente un átomo de nitrógeno, y eventualmente sustituido con uno o varios grupos alquilo en C1 a C3, o
- \bullet
- un grupo alquilo de C1 a C13 lineal o ramificado y/o insaturado, en el que uno o varios átomos de carbono pueden ser sustituidos con un átomo de nitrógeno, siendo dicho grupo alquilo eventualmente sustituido con uno o varios grupos -OH y/o =O y/o con un grupo tal como:
\vskip1.000000\baselineskip
- siendo dicho grupo eventualmente sustituido con un grupo alquilo en C1 a C3 eventualmente sustituido a su vez con un grupo amina,
- \bullet
- un grupo -NH-R8
- en el que R8 representa un grupo alquilo -N-R9R10
- en el que el grupo alquilo representa un grupo de C1 a C13 lineal o ramificado eventualmente insaturado y/o sustituido con uno o varios grupos alquilo en C1 a C3 y/o grupos hidroxilo,
- R9 y R10 representan cada uno independientemente entre sí un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo en C1 a C4 eventualmente sustituido con uno o varios grupos hidroxilo y/o oxo,
- R2 representa un átomo de hidrógeno, un grupo metilo o un grupo -NH-(CH_{2})_{3}-N(CH_{3})_{2},
- R3 representa un átomo de hidrógeno, un átomo de halógeno o un grupo metilo, amina o metoximetilo o -NH-R8 tal como se ha definido anteriormente,
- R4 representa un grupo hidroxilo o alquilo en C1-C6 o un grupo metoxi eventualmente sustituido con un grupo fenilo,
- R11 y R12 representan independientemente entre sí, un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo en C1-C3,
- R13 representa un átomo de hidrógeno o un grupo metilo, y las sales farmacéuticamente aceptables de dichos compuestos, y/o sus mezclas.
\vskip1.000000\baselineskip
Mediante la expresión "enfermedades
relacionadas con el corte y empalme de los ARN
pre-mensajeros en la célula" se entienden todas
las enfermedades relacionadas con el proceso de corte y empalme, es
decir, las enfermedades cuya causa es una alteración del proceso de
corte y empalme y las enfermedades cuya aparición necesita que el
proceso de corte y empalme de las células esté activado. En
particular, se entienden las enfermedades genéticas que resultan de
la alteración de los procesos de corte y empalme como, por ejemplo,
el síndrome de Frasier, la demencia fronto-temporal
relacionada con el cromosoma 17 (una forma de Parkinson), el
síndrome de Leigh (un tipo de encepalopatía), la mucoviscidosis
atípica, ciertas neuropatologías incluyendo en particular el
Alzheimer relacionado con una mutación de la proteína Tau, la
amiotrofia que afecta al gen SMN (Survival of Motor Neuron), la
depresión relacionada con un desajuste del corte y empalme de la
serotonina, y ciertos cánceres en los que el proceso global del
corte y empalme está afectado (en particular el cáncer de mama, del
colon y algunos linfomas).
Se entienden asimismo las enfermedades de origen
viral o que se deben a la intrusión de virus en el organismo humano
o animal, denominadas enfermedades virales, y para las cuales unas
secuencias ESE están identificadas para el corte y empalme. En
particular, se puede citar el SIDA para el cual las secuencias ESE
están identificadas en el corte y empalme de ciertos ARN
pre-mensajeros de genes clave implicados en la
replicación del virus responsable del SIDA.
Mediante la expresión "átomo de halógeno",
se entiende el grupo F, Cl, Br y I, y más particularmente el Cl.
Mediante la expresión "anhidro base" se
entiende un compuesto que resulta de la neutralización
ácido-básica interna (con pérdida de agua) de los
hidróxidos iminio que contienen un sitio ácido conjugado con la
función iminio (véase IUPAC). En el caso de la presente invención,
en el anhidro base, el hidróxido está sustituido por el amino.
La primera ventaja relacionada con la
utilización de derivados de indol tales como derivados de
benzo-indol o de pirido-indol según
la invención para tratar unas enfermedades relacionadas con el
proceso de corte y empalme es de orden financiero. En efecto, el
coste de producción de estas moléculas es muy inferior al de los
oligonucleótidos antisentido o también al de las moléculas híbridas
de tipo PNA.
La segunda ventaja de los derivados de indol
según la invención consiste en su facilidad de administración y en
el hecho de que esta estrategia de tratamiento no requiere la
utilización de vectores de expresión.
La penetración de las moléculas según la
invención en el interior de las células y su direccionamiento hacia
unos tejidos particulares se pueden llevar a cabo o bien utilizando
unos polímeros (Uekama, K. et al., Cyclodextrins in drug
carrier systems. Crit. Rev. Ther. Drug Carrier. Syst. 1987. 3,
1-40), o bien unos vectores tales como péptidos o
lípidos (Prochientz, A. Getting hydrophilic compounds into cells:
lessons from homeopeptides. Curr. Opin. Neurobiol. 1996. 6,
629-634 y Vives, E. et al., A truncated
HIV-1 Tat protein basic domain rapidly translocates
through the plasma membrane and accumulates in the cell nucleus. J.
Biol. Chem. 1997. 272, 16010-16017), o también unas
partículas tales como las nanopartículas y los liposomas (Douglas,
S.J. et al., Nanoparticles in drug delivery. Crit. Rev.
Ther. Drug Carrier, Syst, 1987. 3, 233-261 y
Gregoriadis, G. et al., Liposomes in drug delivery.
Clinical, diagnostic and ophthalmic potential. Drugs 1993. 45,
15-28).
En otro modo de realización preferido, en la
fórmula I,
R1 representa un átomo de halógeno, un grupo
amina, -N-R_{6}R_{7} o
-NH-R_{8},
R2 representa un átomo de hidrógeno o un grupo
metilo,
R3 representa un átomo de hidrógeno o un grupo
NH-R8,
R4 representa un grupo metilo,
R11 representa un átomo de hidrógeno o un grupo
metilo, y
R6, R7, R8, R9, R10, R12 y R13 son tal como se
han definido anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
El compuesto preferido es:
- \bullet
- la 10-cloro-2,6-dimetil-2H-pirido[3',4':4,5]pirrolo[2,3-g]isoquinolina,
- \bullet
- la N,N-dietil-N'-(6-metil-5H-pirido[3',4':4,5]pirrolo[2,3-g]isoquinolin-10-il)-étan-1,2-diamina,
- \bullet
- la N'-(5,6-dimetil-5H-pirido[3'4':4,5]pirrolo[2,3-g]isoquinolin-10-il)-N,N-dimetil-propan-1,3-diamina,
Otro objeto de la invención son los compuestos
tal como se han descrito anteriormente como medicamento.
Los compuestos según la invención tienen la
capacidad de inhibir los procesos de corte y empalme de los ARN
pre-mensajeros que son o bien constitutivos, o bien,
de manera más específica, dependientes de secuencias reguladoras
denominadas ESE (Exonic Splicing Enhancer), ISE (Intronic Splicing
Enhancer), ESS (Exonic Splicing Silencer) y ISS (Intronic Splicing
Silencer).
Los procesos de corte y empalme son o bien
constitutivos y/o dependientes de secuencias reguladoras ESE. Otro
objeto de la invención son los compuestos tal como se han descrito
anteriormente para tratar las enfermedades relacionadas con el
proceso de corte y empalme de los ARN pre-mensajeros
en la célula, en particular las enfermedades genéticas que resultan
de la alteración de los procesos de corte y empalme, en particular
el síndrome de Frasier, la demencia fronto-temporal
relacionada con el cromosoma 17 (una forma de Parkinson), el
síndrome de Leigh (un tipo de encepalopatía), la mucoviscidosis
atípica, ciertas neuropatologías incluyendo en particular el
Alzheimer relacionado con una mutación de la proteína Tau, la
amiotrofia que afecta al gen SMN (Survival of Motor Neuron), la
depresión relacionada con un desajuste del corte y empalme de la
serotonina, las enfermedades de origen viral y para las cuales unas
secuencia ESE están identificadas para el corte y empalme.
De manera preferida, la enfermedad viral es el
SIDA.
En un modo de realización según la invención,
dicho medicamento comprende asimismo un excipiente que permite
formular los compuestos según la fórmula I y dicho medicamento se
presenta en forma sólida o líquida para ser preparado y
administrado por vía intravenosa.
Los compuestos según la invención se
administrarán preferentemente por vía intravenosa a una
concentración de 80-100 mg/m^{2} (véase Paoletti
C. et al., Antitumor activity, pharmacology, and toxicity of
ellipticine, ellipticinium, and 9-hydroxy
derivatives: preliminary clinical trials of
2-methyl-9-hydroxy
ellipticinium (NSC 264-137) in recent results in
Cancer Research, vol 74, p. 108-123, 1980, G. Mathé
y F.M. Muggia, Ed. (Springer-Verlag Pbl). La
concentración será seleccionada por el experto en la materia según
el órgano o tejido a tratar, el estado de avance de la enfermedad,
y el modo de determinación utilizado.
Figura 1: análisis de los productos de corte y
empalme del ARN pre-mensajero Minx obtenidos in
vitro en presencia de diferentes compuestos. Se indica la
estructura de los diferentes productos de corte y empalme. El trazo
representa el intrón o bien en forma lineal, o en lazo (*). Los
rectángulos representan los dos exones del Minx.
Figura 2: análisis de los productos de corte y
empalme del ARN pre-mensajero M3S1 obtenidos in
vitro en presencia de diferentes compuestos. Se indica la
estructura de los diferentes productos de corte y empalme. Los
rectángulos son los exones. La parte negra del rectángulo representa
la ESE. El trazo representa el intrón o bien en forma lineal, o en
lazo (*).
Figura 3: análisis de la formación de los
complejos de corte y empalme en el ARN pre-mensajero
M3S1 en presencia de diferentes compuestos.
- (A)
- Estructura de dos tipos de transcritos producidos por corte y empalme del exón 7-intrón 7-exón 8 del gen que codifica para la sub-unidad E1\alpha de la piruvato deshidrogenasa mutada.
- (B)
- Análisis de los productos de corte y empalme del ARN pre-mensajero M3S1-PDH obtenidos in vitro en presencia de diferentes compuestos. Se indica la estructura de los diferentes productos de corte y empalme. El trazo representa los intrones, y los rectángulos representan los tres exones.
- (A)
- Estructura del transgén y los dos tipos de transcritos producidos por corte y empalme alternativo. Las flechas indican la posición de los cebadores utilizados para la PCR.
- (B)
- Análisis en gel de agarosa al 2% de los productos de PCR. M indica los marcadores ADN que corresponden a unos múltiplos de 100 pares de bases (pistas 1 y 6). Las PCR se efectúan en unos ARN procedentes de células no tratadas (pistas 2 y 3), tratadas mediante 1 \muM del compuesto C_{27} (pista 4) o mediante 1 \muM del compuesto C_{14} (pista 5).
Figura 6: Análisis de los productos de
amplificación mediante RT-PCR de los ARNm virales
procedentes de células U1 estimuladas por el PMA (pista 1,
3-27) en ausencia (pista 1) o en presencia (pistas
3-27) de los diferentes compuestos. La pista 2
representa los productos de amplificación a partir de células no
estimuladas por el PMA. La nomenclatura de RT-PCR
está de acuerdo con Purcell D.F. y Martin M.A. (1993, Alternative
splicing of human immunodeficiency virus type 1 mRNA modulates
viral protein expression, replication, and infectivity. J Virol.
67:6365-78).
\vskip1.000000\baselineskip
Los compuestos presentados en las tablas 1 y 2
siguientes han sido ensayados en unos intervalos de concentración
de 1 \muM, 10 \muM y 100 \muM, y se seleccionan en un primer
tiempo sobre la base de su capacidad de inhibir, in vitro,
el corte y empalme de dos tipos de pre-ARNm
modelos.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La tabla 1 representa el compuesto según la
invención y la tabla 2 los compuestos ensayados que tienen una
estructura química diferente de los compuestos según la
invención.
El primer tipo de pre-mensajero
corresponde al Minx derivado de un transcrito de adenovirus y cuyo
corte y empalme es constitutivo (Zillmann, M. et al. (1988),
Gel electrophoretic isolation of splicing complexes containing U1
small nuclear ribonucleoprotein particles. Mol. Cell Biol. 8,
814-821). Este pre-mensajero se
obtiene en forma radioactiva mediante transcripción in vitro
según un protocolo suministrado por la compañía Promega utilizando
1 \mug de plásmido linealizado, 20 unidades de la polimerasa SP6 y
5 \mu; [\alpha-32P] UTP en un volumen de
reacción de 25 \mul.
Se utilizan 50 fmoles de este transcrito para
unas reacciones de corte y empalme estándar que contienen en 20
\mul: 10 mM de trietanolamina pH 7,9; 50 mM de KCl, 0,1 mM de
EDTA; 10% de glicerol; 0,5 mM de DTT; 20 mM de creatina fosfato;
2,5 mM de ATP; 2,5 mM de MgCl_{2} y 6% de polivinilalcohol. Se
dejan incubar las reacciones durante 1 h a 30ºC.
Para ensayar el efecto del compuesto según la
invención, se añade 1 \mul de la dilución adecuada del compuesto
al principio de la reacción en forma de una disolución soluble en
DMSO al 10%.
Los ARN producidos durante la reacción de corte
y empalme se extraen, se analizan sobre gel desnaturalizante de
poliacrilamida al 7% y después se revelan mediante autorradiografía.
Un ejemplo de la inhibición del corte y empalme del transcrito Minx
obtenido con 10 \muM del compuesto C_{2} (pista 4) se presenta
en la figura 1.
El segundo tipo de pre-mensajero
M3S1 se deriva del gen de la beta-globina humana
(Labourier, E. et al. (1999), Antagonism between RSF1 and SR
proteins for both splice-site recognition in vitro
and Drosophila development. Genes Dev. 13, 740-753)
y su corte y empalme es estrictamente dependiente de una secuencia
auxiliar ESE reconocida de manera específica por la proteína SR
ASF/SF2. Las condiciones de transcripción, de corte y empalme y de
análisis de los productos de este pre-mensajero son
idénticas a las utilizadas para el pre-mensajero
Minx.
Un ejemplo de la inhibición del corte y empalme
de M3S1 obtenido con 10 \muM de los compuestos C_{2}, C_{3} y
C_{14} (pistas 4, 5 y 12) se presenta en la figura 12.
La actividad de los productos ha sido ensayada
asimismo en unas reacciones de formación de complejos de corte y
empalme in vitro (figura 3) tal como se ha descrito en Pilch
B. et al. (Specific inhibition of serine- and
arginine-rich splicing factors phosphorylation,
spliceosome assembly, and splicing by the antitumor drug
NB-506. Cancer Res. 2001. 61,
6876-6884).
Las reacciones de corte y empalme del transcrito
M3S1 en presencia de los diferentes compuestos según la invención
realizadas en las mismas condiciones que las descritas para la
figura 1 se detienen después de 30 minutos de incubación mediante
la adición de heparina y de glicerol a una concentración final de 1
mg/ml y 15%, respectivamente. Los complejos de corte y empalme se
separan sobre un gel de acrilamida al 5% no desnaturalizante y se
revelan mediante autorradiografía.
La figura 3 muestra un ejemplo de inhibición de
la formación de los complejos de corte y empalme A y B en
detrimento de la aparición de complejos abortivos para los
compuestos C_{2}, C_{3} y C_{14} (pistas 3, 4 y 9),
utilizados a una concentración de 50 \muM.
El compuesto representado en la tabla 1 es capaz
de inhibir la formación de los complejos de corte y empalme del
transcrito M3S1 a una concentración comprendida entre 10 \muM y 50
\muM.
\vskip1.000000\baselineskip
Con el fin de ensayar la eficacia de los
derivados de indol ex vivo, se han establecido unas líneas
celulares HeLa de fibroblastos que expresan de manera estable un
transgén que corresponde a la GFP cuya secuencia ha sido
interrumpida por una secuencia ESE flanqueada por dos intrones
idénticos del gen de la beta-globina humana
descrito en el ejemplo 1 (véase la figura 5A).
Para detectar los ARN mensajeros procedentes del
corte y empalme de este gen, se ha utilizado la técnica de
RT-PCR con unos cebadores en la secuencia GFP a
ambos lados de la ESE, y se han analizado los productos de PCR
sobre gel de agarosa.
En prácticamente todas las líneas establecidas,
un único fragmento de 250 pares de bases (pb) se amplifica por PCR
(figura 5A, pistas 2 y 3) y corresponde a un ARN mensajero que ha
incluido la ESE entre las dos secuencias-GFP.
El resultado indica que la ESE tiene un efecto
dominante y el ARN mensajero producido después del corte y empalme
contiene las dos partes de la GFP interrumpidas por la ESE (figura
5A, GFP-ESE-GFP).
A la inversa, el tratamiento de las células por
unos derivados de indol C_{28} (pista 4) y C_{14} (pista 5)
hace aparecer un fragmento de 194 pb, en detrimento del fragmento
250 pb, que ya no contiene más secuencias ESE entre las secuencias
GFP, demostrando así que ciertos derivados de indol según la
invención pueden suprimir el efecto de las ESE en las células.
Algunos compuestos representados en la tabla 2
han sido ensayados a una concentración por lo menos igual a 1
\muM y han resultado ineficaces en este ensayo a esta
concentración puesto que no han inducido un cambio en el perfil de
corte y empalme del transgén GFP-ESE.
Sin embargo, se puede señalar que la ESE del
transgén GFP-ESE utilizado en los experimentos
descritos anteriormente es específica de la proteína SR SF2/ASF y
es muy probable que el compuesto según la invención representado en
la tabla 1 sea capaz de influir en el corte y empalme controlado por
otros tipos de ESE específicos de las demás proteínas SR (SC35,
9G8, SRp55, SRp40 o SRp75).
\vskip1.000000\baselineskip
Con el fin de demostrar la selectividad de la
acción de los compuestos según la invención sobre las secuencias
ESE, se ha decidido utilizar otro sustrato modelo que comprende dos
intrones y cuyo corte y empalme depende de dos secuencias ESE
diferentes. En este sustrato, las secuencias que corresponden al
exón 7-intrón 7-exón 8 del gen que
codifica para la sub-unidad E1\alpha de la
piruvato deshidrogenasa (PDH E1\alpha) son insertados corriente
abajo de la secuencia de M3S1 (M3S1-PDH, véase la
figura 4A). El intrón 7 de este transcrito contiene una mutación
puntual que crea un sitio de alta afinidad para la fijación de la
proteína SR hSC35. Esta mutación que está en el origen de la
extinción de la expresión de PDH E1\alpha en un paciente que
padece el síndrome de Leigh (una encefalopatía del niño) provoca la
aparición de un sitio críptico 46 nucleótidos corriente abajo del
sitio 5' de corte y empalme auténtico (figura 4A). Este sustrato,
susceptible de dar lugar a dos productos, incluyendo o no los 46
nucleótidos del intrón 7 de la PDH, es ideal para determinar la
especificidad de los compuestos frente a secuencias ESE diferentes
presentes en el seno del mismo transcrito. El compuesto C_{2} que
inhibe M3S1 anula completamente el corte y empalme de
M3S1-PDH (figura 4B, comparación pistas 1 y 2). Una
inhibición de M3S1-PDH se observa asimismo con el
compuesto C_{8} (figura 4B, pista 5), lo cual indica que se
necesita la secuencia ESE contenida en M3S1 para iniciar el primer
acontecimiento de corte y empalme que sirve para eliminar el intrón
1. A la inversa, el compuesto C_{4}, inactivo en M3S1, no tiene
ningún efecto (figura 4B, pista 3). Sin embargo, el cribado de
otros compuestos que no alteran el corte y empalme de M3S1 ha
revelado de manera sorprendente que el compuesto C_{7} bloquea la
formación de las especies de ARN procedentes del corte y empalme
PDH que incluyen los 46 nucleótidos del intrón 7, pero no tiene
ningún efecto sobre las derivadas de un corte y empalme normal PDH
(figura 4B, pista 4). El compuesto C_{7} es por lo tanto un
excelente inhibidor del corte y empalme aberrante que depende de la
ESE hSC35 pero no del corte y empalme auténtico. Este compuesto
puede por lo tanto estar previsto para tratar al enfermo que padece
esta encefalopatía.
\vskip1.000000\baselineskip
El virus del SIDA, como prácticamente todos los
retrovirus, recurre al corte y empalme alternativo para expresar
unos genes esenciales para su replicación. En efecto, la versión del
virus que se integra en el genoma de las células humanas está
transcrita en forma de un precursor único que, mediante corte y
empalme alternativo, genera 40 ARN mensajeros diferentes que
codifican para unas proteínas virales esenciales para su replicación
(Furtado et al., 1991. Analysis of alternatively spliced
human immunodeficiency virus type-1 mRNA species,
one of which encodes a novel tat-env fusion protein.
Virology, 185: 258-270; Purcell y Martin, 1993.
Alternative splicing of human immunodeficiency virus type 1 mRNA
modulates viral protein expression, replication, and infectivity.
J. Virol., 67: 6365-78). Estos acontecimientos de
corte y empalme están controlados por varias secuencias reguladoras
de tipo ESE, algunas de las cuales están localizadas corriente abajo
de los sitios de corte y empalme responsables de la expresión de
las proteínas claves de la replicación viral tal como tat, rev,
vpu, env y nef (Caputi et al., 2004. A bidirectional SF2/ASF-
and SRp40-dependent splicing enhancer regulates
human immunodeficiency virus type 1 rev, env, vpu, and nef gene
expression. J. Virol. 78: 6517-26; Pongoski et
al., 2002. Positive and negative modulation of human
immunodeficiency virus type 1 Rev function by cis and trans
regulators of viral RNA splicing. J. Virol,
76: 5108-20).
76: 5108-20).
Puesto que unos compuestos inhiben la
utilización de sitios de corte y empalme dependientes de secuencias
ESE, se ha ensayado su eficacia para bloquear la replicación viral.
Para ello, se ha utilizado la línea linfocitaria humana U1,
infectada crónicamente por el VIH (Folks et al., 1988.
Characterization of a promonocyte clone chronically infected with
HIV and inducible by
13-phorbol-12-myristate
acetate. J. Immunol., 140: 1117-1122), y que
produce unas cantidades importantes de virus tras la estimulación
por el PMA (Phorbol Myristate Acetate). Esta línea celular
constituye por ello, un excelente modelo para imitar la transición
entre la fase de latencia y la fase de producción viral observada
en pacientes infectados por el VIH.
Los resultados de este experimento se presentan
en la figura 6 en la que las células U1 (5 x 10^{5}) han sido
tratadas mediante 50 nM de PMA en ausencia (figura 6, pista 1) o en
presencia de 2,5 \muM de los compuestos C_{47}, C_{97},
C_{58}, C_{57}, C_{92}, C_{91}, C_{90}, C_{83},
C_{73}, C_{34}, C_{51}, C_{45}, C_{13}, C_{10},
C_{44}, C_{6}, C_{7}, C_{41}, C_{50}, C_{32}, C_{2},
C_{1}, C_{29}, C_{35} y C_{99} (figura 6, pistas
3-27, respectivamente). Después de 24 h de
tratamiento, los transcritos del virus han sido amplificados
mediante RT-PCR utilizando unos cebadores
específicos del VIH, BSS y SJ4.7A (Jacquenet et al., 2001, A
second exon splicing silencer within human immunodeficiency virus
type 1 tat exon 2 represses splicing of Tat mRNA and binds protein
hnRNP H. J. Biol. Chem. 276: 40464-75) y un
trazador radioactivo (\alpha-32P) CTP. Los
productos de amplificación se analizan sobre gel desnaturalizante
de poliacrilamida al 7% y después se revelan mediante
autorradiografía. Entre los 29 compuestos ensayados, los compuestos
C_{47}, C_{97}, C_{57}, C_{92}, C_{91}, C_{83},
C_{51}, C_{13}, C_{10}, C_{44}, C_{41}, C_{50},
C_{32}, C_{2}, C_{1}, C_{29}, C_{35} y C_{99} (pistas 3,
4, 6-8, 10, 13, 15-17,
20-27, respectivamente) han resultado ser excelentes
inhibidores de la multiplicación del VIH debido a que no se ha
detectado ninguna amplificación del virus en las células tratadas
por estos compuestos.
\vskip1.000000\baselineskip
A la disolución enfriada a -10ºC de
10-cloro-6-metil-5H-pirido[3',4':4,5]pirrolo[2,3-g]isoquinolina
(400 mg; producto conocido, ya publicado) en
N,N-dimetilacetamida (20 ml) se añade NaH al 50% (90
mg). La mezcla se agita durante 30 minutos y después se introduce
CH_{3}I (0,11 ml) y la mezcla se agita todavía a -10ºC durante
2,5 h. Se añaden agua y CH_{2}Cl_{2} y la fase orgánica se
separa, se seca (MgSO_{4}) y se evapora hasta sequedad). El
residuo obtenido se cromatografía sobre columna de sílice eluyendo
sucesivamente mediante CH_{2}Cl_{2}-EtOH
(9-1: v/v) y después mediante
EtOH-NEt_{3} (95-5: v/v) para dar
respectivamente la
10-cloro-5,6-dimetil-5H-pirido[3',4':4,5]pirrolo[2,3-g]isoquinolina
(66 mg, 16% de rendimiento) y la
10-cloro-2,6-dimetil-2H-pirido[3',4':4,5]pirrolo[2,3-g]isoquinolina
esperada (138 mg, 32% de rendimiento) en forma de microcristales
amarillos (punto de fusión > 260ºC). RMN en concordancia.
\vskip1.000000\baselineskip
La mezcla de
1-cloro-9-metoxi-5-metil-6H-pirido[4,3-b]carbazol
(1,0 g; producto conocido, ya publicado) y de
4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina
(1,0 g) se calienta a 150ºC durante 21 h. El exceso de amina se
elimina mediante evaporación a presión reducida. Se añade agua al
residuo obtenido para formar un sólido. Este último se filtra, se
lava con agua, y después se recristaliza con xileno para dar la
9-metoxi-5-metil-6H-pirido[4,3-b]carbazol-1-il)-(2,2,6,6-tetrametil-piperidin-4-il)-amina
esperada (1,0 g, 71% de rendimiento) en forma de microcristales
amarillos (punto de fusión: 223-5ºC). RMN en
concordancia.
\vskip1.000000\baselineskip
Una disolución de 100 mg de anhídrido succínico
(1 mM) y de 376 mg (1 mM) de
N-etil-N'-(9-metoxi-5,11-dimetil-6H-pirido[4,3-b]carbazol-1-il)-propano-1,3-diamina
en 100 ml de tolueno seco se lleva a reflujo durante 5 h. El
precipitado obtenido después del enfriamiento se escurre y se
recristaliza con acetona. Se obtienen 270 mg (54,6%) del producto
deseado en forma de sólido F \sim 150º. Análisis centesimal para
C_{27}H_{32}N_{4}O_{4} + H_{2}O; Calc.: C, 65,57; H, 6,93;
N, 11,33; Enc.: C, 65,18; H, 6,88; N, 10,95. RMN y SM en
concordancia.
\vskip1.000000\baselineskip
Una disolución de 75 mg de anhídrido succínico
(0,75 mM) y de 250 mg (0,75 mM) de
N-etil-N'-(6-metil-5H-pirido[3',4':4,5]pirrolo[2,3-g]isoquinoleina-10-il)propano-1,3-diamina
en 80 ml de tolueno seco se lleva a reflujo durante 4 h. El
precipitado obtenido después del enfriamiento se escurre y se
recristaliza con acetona. Se obtienen 240 mg (65,6%) en forma de
sólido F \sim 150º. Análisis centesimal para
C_{24}H_{27}N_{5}O_{3} + 3H_{2}O; Calc.: C, 59,12; H,
6,82; N, 14,37; Enc.: C, 59,14; H, 6,88; N, 14,17. RMN y SM en
concordancia.
\vskip1.000000\baselineskip
Una suspensión de 1,5 g de
2-(-6-metoxi-1-metil-9H-carbazol-2-il)-etilamina
en 15 ml de formiato de etilo se lleva a reflujo durante 20 h. La
disolución obtenida se concentra al vacío y la pasta obtenida se
recoge en diclorometano. Después de la evaporación completa a
presión reducida, el sólido obtenido se tritura y después se lava
con pentano para dar 1,6 g (98%) del derivado intermedio
N-formilado.
Los 1,6 g de este intermedio se disuelven en 120
ml de tolueno seco y el conjunto se lleva a reflujo en un matraz de
tres bocas equipado con un Dean Stark. Se añaden gota a gota en 10
minutos 12 ml de POCl_{3}, y el reflujo se mantiene durante 24 h.
Después del enfriamiento y de la evaporación del tolueno y del
POCl_{3}, a presión reducida, el sólido se recoge en 500 ml de
HCl 2N en ebullición. Un ligero insoluble se filtra y, de la
disolución enfriada, se escurre el clorhidrato. Éste se recoge en
NH_{4}OH 2 N (hasta pH 12). El precipitado amarillo escurrido
después del secado da 1,4 g (92%) del producto deseado. RMN en
concordancia.
\vskip1.000000\baselineskip
La mezcla de
11-cloro-8-metil-3-metoxi-7H-benzo[e]pirido[4,3-b]indol
(210 mg; producto conocido, ya publicado) y de espermina (1,0 g) se
calienta a 170ºC durante 18 h. El exceso de amina se elimina
mediante evaporación a presión reducida y el residuo obtenido se
recoge en CH_{2}Cl_{2} y después se lava con agua. La fase
orgánica se seca (MgSO_{4}) y se evapora hasta sequedad. La base
libre obtenida se disuelve después en etanol absoluto hirviendo (15
ml) y después se vierte en una disolución que contiene ácido maleico
(410 mg) y etanol (10 ml). El precipitado obtenido se filtra a
20ºC, se lava con etanol y se seca al abrigo de la humedad para dar
270 mg (39% de rendimiento) de sal tetramaleato del producto
esperado. Análisis centesimal para C_{43}H_{54}N_{6}O_{17}
+ 2H_{2}O; Calc.: C, 53,64; H, 6,03; N, 8,73; Enc.: C, 53,83; H,
6,01; N, 8,79. RMN en concordancia.
\vskip1.000000\baselineskip
La mezcla de
11-cloro-8-metil-3-metoxi-7H-benzo[e]pirido[4,3-b]indol
(360 mg; producto conocido, ya publicado) y
hexano-1,6-diamina (5 ml) se
calienta a 170ºC durante 18 h. El exceso de amina se elimina
mediante evaporación a presión reducida, y el residuo obtenido se
recoge en CH_{2}Cl_{2} y después se lava con agua. La fase
orgánica se seca (MgSO_{4}) y se evapora hasta sequedad. La base
libre obtenida se disuelve a continuación en etanol absoluto
hirviendo (15 ml) y después se vierte en una disolución que contiene
ácido maleico (658 mg) y etanol (10 ml). El precipitado obtenido se
filtra a 20ºC, se lava con etanol y se seca al abrigo de la humedad
para dar 700 mg (89% de rendimiento) de sal bimaleato del producto
esperado. Análisis centesimal para C_{31}H_{36}N_{4}O_{9} +
2H_{2}O; Calc.: C, 57,76; H, 6,21; N, 8,69; Enc.: C, 58,22; H,
9,91; N, 8,47. RMN en concordancia.
\vskip1.000000\baselineskip
La mezcla de
7-cloro-10-metil-3-metoxi-11H-benzo[g]pirido[4,3-b]indol
(335 mg; producto conocido, ya publicado) y
N-(3-aminopropil)-1,3-propandiamina
(8 ml) se calienta a 170ºC durante 18 h. El exceso de amina se
elimina mediante evaporación a presión reducida, y el residuo
obtenido se recoge en CH_{2}Cl_{2} y después se lava con agua.
La fase orgánica se seca (MgSO_{4}) y se evapora hasta sequedad.
La base libre obtenida se disuelve a continuación en etanol
absoluto hirviendo (15 ml) y después se vierte en una disolución que
contiene ácido maleico (620 mg) y etanol (10 ml). El precipitado
obtenido se filtra a 20ºC, se lava con etanol y se seca al abrigo
de la humedad para dar 460 mg (53% de rendimiento) de sal trimaleato
del producto esperado. Análisis centesimal para
C_{35}H_{41}N_{5}O_{13} + H_{2}O; Calc.: C, 55,48; H,
5,68; N, 9,25; Enc.: C, 55,01; H, 5,68; N, 9,14. RMN en
concordancia.
\vskip1.000000\baselineskip
La mezcla de
11-cloro-8-metil-3-metoxi-7H-benzo[e]pirido[4,3-b]indol
(290 mg; producto conocido, ya publicado) y
N-(3-aminopropil)-1,3-propandiamina
(5 ml) se calienta a 170ºC durante 30 h. El exceso de amina se
elimina mediante evaporación a presión reducida, y el residuo
obtenido se recoge en CH_{2}Cl_{2} y después se lava con agua.
La fase orgánica se seca (MgSO_{4}) y se evapora hasta sequedad.
La base libre obtenida se disuelve a continuación en etanol
absoluto hirviendo (15 ml) y después se vierte en una disolución que
contiene ácido maleico (620 mg) y etanol (10 ml). El precipitado
obtenido se filtra a 20ºC, se lava con etanol y se seca al abrigo
de la humedad para dar 360 mg (48% de rendimiento) de sal trimaleato
del producto esperado. Análisis centesimal para
C_{35}H_{41}N_{5}O_{13} + 1,5 H_{2}O; Calc.: C, 54,83; H,
5,74; N, 9,14; Enc.: C, 54,98; H, 5,91; N, 8,76. RMN en
concordancia.
Claims (7)
1. Derivado de indol que corresponde a la
fórmula I siguiente
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
R1 representa:
- \bullet
- un átomo de halógeno o un grupo -C=N-CH o -O-C(=O)(CH_{3}) o -C \equiv N, o
- \bullet
- un grupo -N-R6R7,
- en el que R6 y R7 representan independientemente entre sí:
- \bullet
- un átomo de hidrógeno,
- \bullet
- un ciclo en C6, saturado o insaturado, que comprende eventualmente un átomo de nitrógeno, y eventualmente sustituido con uno o varios grupos alquilo en C1 a C3, o
- \bullet
- un grupo alquilo de C1 a C13 lineal o ramificado y/o insaturado, en el que uno o varios átomos de carbono pueden ser sustituidos con un átomo de nitrógeno, siendo dicho grupo alquilo eventualmente sustituido con uno o varios grupos -OH y/o =O y/o con un grupo tal como:
- siendo dicho grupo eventualmente sustituido con un grupo alquilo en C1 a C3 eventualmente sustituido a su vez con un grupo amina,
- \bullet
- un grupo -NH-R8
- en el que R8 representa un grupo alquilo -N-R9R10
- en el que el grupo alquilo representa un grupo de C1 a C13 lineal o ramificado, eventualmente insaturado y/o sustituido con uno o varios grupos alquilo en C1 a C3 y/o grupos hidroxilo,
- R9 y R10 representan cada uno independientemente entre sí un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo en C1 a C4 eventualmente sustituido con uno o varios grupos hidroxilo y/o oxo,
- R2 representa un átomo de hidrógeno, un grupo metilo o un grupo -NH-(CH_{2})_{3}-N(CH_{3})_{2},
- R3 representa un átomo de hidrógeno, un átomo de halógeno o un grupo metilo, amina o metoximetilo o -NH-R8 tal como se ha definido anteriormente,
- R4 representa un grupo alquilo en C1-C6, un grupo hidroxilo o un grupo metoxi eventualmente sustituido con un grupo fenilo,
- R11 y R12 representan independientemente entre sí, un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo en C1-C3,
- R13 representa un átomo de hidrógeno o un grupo metilo, y
- las sales farmacéuticamente aceptables de dichos compuestos, y/o sus mezclas.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Derivados de indol según la reivindicación 1,
de fórmula I, en la que:
- R1 representa un átomo de halógeno, un grupo amina, -N-R_{6}R_{7} o -NH-R_{8},
- R2 representa un átomo de hidrógeno o un grupo metilo,
- R3 representa un átomo de hidrógeno o un grupo NH-R8,
- R4 representa un grupo metilo,
- R11 representa un átomo de hidrógeno o un grupo metilo, y
- R6, R7, R8, R9, R10, R12 y R13 son tal como los definidos en la reivindicación 1.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Derivados según la reivindicación 1, en los
que el compuesto I es el compuesto
10-cloro-2,6-dimetil-2H-pirido[3',4':4,5]pirrolo[2,3-g]isoquinolina:
4. Derivados según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, para su utilización como medicamento.
5. Derivados según la reivindicación 4,
caracterizados porque el medicamento está destinado a tratar
las enfermedades relacionadas con el proceso de corte y empalme de
los ARN pre-mensajeros en la célula,
- (a)
- en particular las enfermedades genéticas que resultan de la alteración de los procesos de corte y empalme, en particular el síndrome de Frasier, la demencia fronto-temporal relacionada con el cromosoma 17 (una forma de Parkinson), el síndrome de Leigh (un tipo de encepalopatía), la mucoviscidosis atípica, las neuropatologías incluyendo en particular el Alzheimer relacionado con una mutación de la proteína Tau, la amiotrofia que afecta al gen SMN (Survival of Motor Neuron), la depresión relacionada con un desajuste del corte y empalme de la serotonina,
- (b)
- las enfermedades de origen viral y para las cuales unas secuencias ESE están identificadas par el corte y empalme, tales como el SIDA.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Derivados según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizados porque dicho medicamento comprende asimismo un
excipiente que permite formular los compuestos según la fórmula
I.
7. Derivados según una de las reivindicaciones 4
a 6, caracterizados porque dicho medicamento se presenta en
forma sólida o líquida para ser preparado y administrado por vía
intravenosa.
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