ES2387359B1 - Inhibidores de GSK-3 útiles en enfermedades neurodegenerativas, inflamatorias, cáncer, diabetes y en procesos regenerativos - Google Patents
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Abstract
Inhibidores de GSK-3 útiles en enfermedades neurodegenerativas, inflamatorias, cáncer, diabetes y en procesos regenerativos.#La presente invención se refiere a un compuesto de fórmula (I) derivado de maleimida y con capacidad de inhibir la enzima GSK-3 en rangos micro y nanomolar de forma reversible o irreversible. La presente invención también se refiere al uso de estos compuestos para la fabricación de un medicamento para el tratamiento y/o prevención de enfermedades en la que GSK-3 esté implicada, tales como, enfermedades neurodegenerativas, enfermedades inflamatorias, cáncer o diabetes. Estos compuestos también son útiles para promover procesos regenerativos de diversos tejidos.
Description
lnhibidores de GSK-3 útiles en enfermedades neurodegenerativas, inflamatorias, cáncer, diabetes y en procesos regenerativos.
La presente invención se refiere a una serie de compuestos que son derivados de maleimidas y que son capaces de inhibir la enzima GSK-3 en rangos micro y nanomolar de forma reversible o irreversible. Estos compuestos, por tanto, son útiles para la fabricación de un medicamento para el tratamiento y/o prevención de enfermedades en las que GSK-3 esté implicada, tales como, enfermedades neurodegenerativas, enfermedades inflamatorias, cáncer, diabetes, así como promover diversos procesos regenerativos.
La glucógeno sintasa quinasa 3, GSK-3, es una enzima de la familia de las quinasas que cataliza la fosforilación de residuos de serina o treonina en diversos sustratos. Originariamente fue descubierta por su papel en la biosíntesis del glucógeno, al cual debe su nombre [Rylatt, D.B., Aitken, A., Bilham, T., Candan, G.D., Embi, N., Cohen, P. quot;Giycogen Synthase Kinase 3 from rabbit skeletal muscle. Separation from cyclic-AMP-dependent protein kinase and phosphorylase kinasequot;. Eur J Bíochem. 1980 107, 519-527.]. La enzima está implicada en la regulación de varias rutas de señalización celular, entre las que se encuentran las rutas de Wnt, el ciclo de división celular, la respuesta de daño en el ADN, la muerte y supervivencia celular y la diferenciación neuronal entre otras [Van Waue, J., Haefner, B. quot;Giycogen Synthase Kinase-3 as drug target: from wallflower to center of attentionquot;. Drug News Perspect. 2003 16, 557-565]. Estudios recientes demuestran que una sobreexpresión de GSK-3 es suficiente para inducir la muerte neuronal [Hetman, M., Cavanaugh, J.E., Kimelman, D., Xia, Z. quot;Role of glycogen synthase kinase-3beta in neuronal apoptosis induced by trophic withdrawalquot;. J Neurosc. 2000 20, 2567-2574], relacionándose con diversas patologías tales como desórdenes bipolares, enfermedades neurodegenerativas, en especial la enfermedad de Alzheimer, diabetes de tipo 11 y enfermedades inflamatorias crónicas.
Recientemente, algunos grupos han sugerido que la GSK-3 presenta una función importante en señales de proliferación y diferenciación celular por su papel esencial en las vías de señalización de RTK, Wnt y Shh. Las células madre mesemquimales (MSC) tienen la capacidad de diferenciarse en varios tipos celulares, incluidos osteoblastos. La activación de la señalización Wnt mediante la inhibición de GSK-3 provoca la diferenciación de las MSC en osteoblastos y el consiguiente incremento de masa ósea [Gambardella A, Nagaraju CK, O'Shea PJ, Mohanty ST, Kottam L, Pilling J, Sullivan M, Djerbi M, Koopmann W, Croucher PI, Bellantuono 1 quot;Giycogen synthase kinase-3a/13 inhibition promotes in vivo amplification of endogenous mesenchymal progenitors with osteogenic and adipogenic potential and their differentiation to the osteogenic lineagequot;. J Bone Míner Res. 2010 Oct 11]. Asimismo, también se ha demostrado que la inhibición de GSK-3 promueve la proliferación de cardiomiocitos en el corazón de adultos, por lo que inhibir GSK3 podría ser una estrategia para promover la regeneración cardíaca en estados patológicos [Woulfe KC, Gao E, Lal H, Harris D, Fan Q, Vagnozzi R, DeCaul M, Shang X, Patel S, Woodgett JR, Force T, Zhou J. quot;Giycogen synthase kinase-3beta regulates post-myocardial infarction remodeling and stress-induced cardiomyocyte proliferation in vivoquot; Gire Res. 2010 May 28;1 06(1 0):1635-45].
En los últimos años se han sintetizado numerosos inhibidores de GSK-3, que resultan moléculas prometedoras para el tratamiento de enfermedades diversas, como la diabetes, cáncer y enfermedades neurodegenerativas [Martínez, A. quot;Preclinical efficacy on GSK-3 inhibitors: towards a future generation of powerful drugsquot;. Med. Res. Rev. 2008 28, 773-796]. Además, la inhibición de quinasas que inhiben la proteína tau podría ser beneficioso para enfermedades neurodegenerativas [Martínez, A., Castro, A. quot;lnhibition of tau phosphorylation: A new therapeutical strategy for the treatment of Alzheimer's disease and other neurodegenerative disordersquot; Expert Opín. Ther. Pat. 2000 10, 1519-1527]. En concreto en este tipo de enfermedades, estos inhibidores están demostrando su eficacia, y a día de hoy existe un inhibidor de GSK-3 que está en fases clínicas para el tratamiento del Alzheimer, y para la parálisis supranuclear progresiva.
La presente invención presenta una familia de cuatro compuestos, y su modo de obtención, que poseen la capacidad de inhibir la enzima GSK-3 en orden
5 micro y nanomolar. Además algunos de estos compuestos, según un modelo adaptado al laboratorio, son capaces de atravesar la barrera hematoencefálica, característica clave para los compuestos susceptibles de servir como fármacos para enfermedades del sistema nervioso central.
10 En un primer aspecto, la presente invención se refiere a un compuesto de fórmula (1):
o
R1
(1) donde R1 se selecciona entre H o alquilo C1-C10 y R2 se selecciona entre alquilo
C1-C10 o alquenilo C1-C10, opcionalmente sustituidos por halógeno, o sus sales, 15 solvatos o isómeros farmaceuticamente aceptables.
El término quot;alquiloquot; se refiere, en la presente invención, a radicales de cadenas hidrocarbonadas, lineales o ramificadas, que tienen de 1 a 1 O átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 4, y que se unen al resto de la molécula
20 mediante un enlace sencillo, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, i-propilo, n-butilo, terc-butilo, sec-butilo, n-pentilo, n-hexilo, etc. Los grupos alquilo pueden estar opcionalmente sustituidos por uno o más átomos de halógeno, es decir, flúor, cloro, bromo y yodo, preferiblemente bromo.
25 El término quot;alqueniloquot; se refiere a radicales de cadenas hidrocarbonadas lineales o ramificadas, que tienen de 1 a 1 O átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 4 y que contienen uno o más enlaces carbono-carbono dobles, por ejemplo, vinilo, 1-propenilo, alilo, isoprenilo, 2-butenilo, 1 ,3-butadienilo, etc. Los radicales alquenilos pueden estar opcionalmente sustituidos por uno o más átomos de halógeno.
En una realización preferida, R1es H.
En otra realización preferida, R1es alquilo C1-C4y más preferiblemente metilo.
En una realización más preferida, R2 es alquilo C1-C4 y más preferiblemente metilo.
En otra realización más preferida, R2es -CH2Br.
En una realización preferida, el compuesto de fórmula (1) se selecciona de la lista que comprende:
- •
- 3-acetil-4-(1 H-indol-3-il)-1 H-pirrol-2,5-diona
- •
- 3-acetil-4-(1-metil-1 H-indol-3-il)-1 H-pirrol-2,5-diona
- •
- 3-(2-bromoacetil)-4-(1 H-indol-3-il)-1 H-pirrol-2,5-diona
- •
- 3-(2-bromoacetil)-4-(1 H-indol-3-il)-1 H-pirrol-2,5-diona
o de sus sales, solvatos o isómeros farmaceuticamente aceptables.
Los compuestos de la presente invención representados por la fórmula (1) pueden incluir isómeros, dependiendo de la presencia de enlaces múltiples (por ejemplo, Z, E), incluyendo isómeros ópticos o enantiómeros, dependiendo de la presencia de centros quirales. Los isómeros, enantiómeros o diastereoisómeros individuales y las mezclas de los mismos caen dentro del alcance de la presente invención, es decir, el término isómero también se refiere a cualquier mezcla de isómeros, como diastereómeros, racémicos, etc., incluso a sus isómeros ópticamente activos o las mezclas en distintas proporciones de los mismos. Los enantiómeros o diastereoisómeros individuales, así como sus mezclas, pueden separarse mediante técnicas convencionales.
- Los compuestos de la invención pueden estar en forma cristalina como
- compuestos libres o como solvatos. En este sentido, el término quot;solvatoquot;, tal
- como aquí se utiliza, incluye tanto solvatos farmacéuticamente aceptables, es
- decir, solvatos del compuesto de fórmula (1) que pueden ser utilizados en la
- 5
- elaboración de un medicamento, como solvatos farmacéuticamente no
- aceptables, los cuales pueden ser útiles en la preparación de solvatos o sales
- farmacéuticamente aceptables. La naturaleza del solvato farmacéuticamente
- aceptable no es crítica siempre y cuando sea farmacéuticamente aceptable. En
- una realización particular, el solvato es un hidrato. Los solvatos pueden
- 1 O
- obtenerse por métodos convencionales de solvatación conocidos por los
- expertos en la materia.
- Otro aspecto de la invención se refiere al uso de un compuesto de fórmula (1)
- para la fabricación de un medicamento.
- 15
- Otro aspecto de la invención se refiere al uso de un compuesto de fórmula (1)
- para la fabricación de un medicamento para el tratamiento y/o prevención de
- una enfermedad que se selecciona entre enfermedades neurodegenerativas,
- enfermedades inflamatorias, cáncer o diabetes.
- 20
- Preferiblemente, la enfermedad neurodegenerativa se selecciona entre
- enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson, esclerosis lateral
- amiotrófica, isquemia cerebral, parkinsonismos post-encefalítico, distonias,
- síndrome de Tourette's, patologías de movimientos límbicos periódicos,
- 25
- síndrome de piernas inquietas, trastornos de déficit de atención con
- hiperactividad, enfermedad de Hungtinton, parálisis supranuclear progresiva,
- enfermedad de Pick, demencia frontotemporal, enfermedades
- neuromusculares.
- 30
- Preferiblemente, la enfermedad inflamatoria se selecciona entre enfermedad de
- Crohn, colitis ulcerosa, artritis, aterosclerosis, vasculitis, esclerosis múltiple.
Preferiblemente, el cáncer se selecciona entre glioblastoma, leucemia, linfoma, cáncer de pulmón, de mama, de próstata o de colon y en general entre cualquier proceso canceroso o metastásico en el que esté implicada GSK-3.
Preferiblemente, la diabetes se selecciona como diabetes tipo 11 insulina no dependiente.
Otro aspecto de la invención es el uso de un compuesto de fórmula (1) para la fabricación de un medicamento para promover procesos regenerativos. Preferiblemente, los procesos regenerativos se seleccionan entre los que promueven la diferenciación de las células madres del sistema nervioso, del sistema hematopoyético, del sistema óseo, del miocardio.
Para su aplicación en terapia, los compuestos de fórmula (1), sus sales, solvatos o isómeros, se encontrarán, preferentemente, en una forma farmacéuticamente aceptable o sustancialmente pura, es decir, que tiene un nivel de pureza farmacéuticamente aceptable excluyendo los aditivos farmacéuticos normales tales como diluyentes y portadores, y no incluyendo material considerado tóxico a niveles de dosificación normales. Los niveles de pureza para el principio activo son preferiblemente superiores al 50%, más preferiblemente superiores al 70%, y todavía más preferiblemente superiores al 90%. En una realización preferida, son superiores al 95% de compuesto de fórmula (1), o de sus sales, solvatos o isómeros.
Los compuestos de la presente invención de formula (1) pueden ser obtenidos según el procedimiento descrito en el documento [Faul, M.M., Winneroski, L.L., Brussee, J., Krumrich, C.A. quot;A new one step synthesis of maleimides by condensation of glyoxylate esters with acetamidesquot;. Tetrahedron Letters. 1999 40, 11 09-111 2].
En otro aspecto, la presente invención también se refiere a las composiciones farmacéuticas que comprenden al menos un compuesto de la invención, o un isómero, una sal farmacéuticamente aceptable, un derivado o un profármaco del mismo, junto con un transportador o quot;carrierquot; farmacéuticamente aceptable, un excipiente o un vehículo, para la administración a un paciente.
En una realización preferida, la composición farmacéutica comprende además otro principio activo.
Los adyuvantes y vehículos farmacéuticamente aceptables que pueden ser utilizados en dichas composiciones son los adyuvantes y vehículos conocidos por los técnicos en la materia y utilizados habitualmente en la elaboración de composiciones terapéuticas.
Otro aspecto de la invención se refiere a un compuesto de fórmula (1) para su uso como medicamento y particularmente, como medicamento para tratar y/o prevenir enfermedades neurodegenerativas, enfermedades inflamatorias, cáncer o diabetes o para promover procesos regenerativos.
Otro aspecto de la invención es un método de tratamiento de una enfermedad neurodegenerativa, una enfermedad inflamatoria, cáncer o diabetes, así como un método de promover la regeneración celular, que comprende la administración a un paciente de una cantidad terapéuticamente efectiva de un compuesto de fórmula (1) o de una composición farmacéutica que lo comprende,
En el sentido utilizado en esta descripción, la expresión quot;cantidad terapéuticamente efectivaquot; se refiere a la cantidad del agente o compuesto capaz de desarrollar la acción terapéutica determinada por sus propiedades farmacológicas, calculada para producir el efecto deseado y, en general, vendrá determinada, entre otras causas, por las características propias de los compuestos, incluyendo la edad, estado del paciente, la severidad de la alteración o trastorno, y de la ruta y frecuencia de administración.
Los compuestos descritos en la presente invención, sus sales, profármacos y/o solvatos así como las composiciones farmacéuticas que los contienen pueden ser utilizados junto con otros fármacos, o principios activos, adicionales para proporcionar una terapia de combinación. Dichos fármacos adicionales pueden formar parte de la misma composición farmacéutica o, alternativamente, pueden ser proporcionados en forma de una composición separada para su administración simultánea o no a la de la composición farmacéutica que comprende un compuesto de fórmula (1), o una sal, profármaco o solvato del mismo.
En otra realización particular, dicha composición terapéutica se prepara en forma de una forma sólida o suspensión acuosa, en un diluyente farmacéuticamente aceptable. La composición terapéutica proporcionada por esta invención puede ser administrada por cualquier vía de administración apropiada, para lo cual dicha composición se formulará en la forma farmacéutica adecuada a la vía de administración elegida. En una realización particular, la administración de la composición terapéutica proporcionada por esta invención se efectúa por vía oral, tópica, rectal o parenteral (incluyendo subcutánea, intraperitoneal, intradérmica, intramuscular, intravenosa, etc.).
En una realización preferida de la presente invención, las composiciones farmacéuticas son adecuadas para la administración oral, en forma sólida o líquida. Las posibles formas para la administración oral son tabletas, cápsulas, siropes o soluciones y pueden contener excipientes convencionales conocidos en el ámbito farmacéutico, como agentes agregantes (p.e. sirope, acacia, gelatina, sorbitol, tragacanto o polivinil pirrolidona), rellenos (p.e. lactosa, azúcar, almidón de maíz, fosfato de calcio, sorbitol o glicina), disgregantes (p.e. almidón, polivinil pirrolidona o celulosa microcristalina) o un surfactante farmacéuticamente aceptable como el lauril sulfato de sodio.
Las composiciones para administración oral pueden ser preparadas por métodos los convencionales de Farmacia Galénica, como mezcla y dispersión. Las tabletas se pueden recubrir siguiendo métodos conocidos en la industria farmacéutica.
Las composiciones farmacéuticas se pueden adaptar para la administración parenteral, como soluciones estériles, suspensiones, o liofilizados de los productos de la invención, empleando la dosis adecuada. Se pueden emplear excipientes adecuados, como agentes tamponadores del pH o surfactantes.
Las formulaciones anteriormente mencionadas pueden ser preparadas usando métodos convencionales, como los descritos en las Farmacopeas de diferentes países y en otros textos de referencia.
La administración de los compuestos o composiciones de la presente invención puede ser realizada mediante cualquier método adecuado, como la infusión intravenosa y las vías oral, intraperitoneal o intravenosa. La administración oral es la preferida por la conveniencia de los pacientes y por el carácter crónico de las enfermedades a tratar.
La cantidad administrada de un compuesto de la presente invención dependerá de la relativa eficacia del compuesto elegido, la severidad de la enfermedad a tratar y el peso del paciente. Sin embargo, los compuestos de esta invención serán administrados una o más veces al día, por ejemplo 1, 2, 3 ó 4 veces diarias, con una dosis total entre O, 1 y 1000 mg/Kg/día. Es importante tener en cuenta que puede ser necesario introducir variaciones en la dosis, dependiendo de la edad y de la condición del paciente, así como modificaciones en la vía de administración.
Los compuestos y composiciones de la presente invención pueden ser empleados junto con otros medicamentos en terapias combinadas. Los otros fármacos pueden formar parte de la misma composición o de otra composición diferente, para su administración al mismo tiempo o en tiempos diferentes.
El uso de los compuestos de la invención es compatible con su uso en protocolos en que los compuestos de la fórmula (1), o sus mezclas se usan por sí mismos o en combinaciones con otros tratamientos o cualquier procedimiento médico.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra quot;comprendequot; y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y
5 en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.
Figura 1. Muestra la correlación linear entre permeabilidad descrita y experimental de 1O compuestos comerciales empleando la metodología PAMPA-Barrera hematoencefálica.
A continuación se ilustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que ponen de manifiesto la especificidad y efectividad de los compuestos de la invención.
o o
tBuOK
~NH+
THF
AcOH reflujo
R1 R1
Comp.1 R1=H Comp. 3 R1=H Comp. 2 R1=Me Comp.4 R1=Me
3-acetil-4-(1 H-indol-3-il)-1 H-pirrolin-2,5-diona (Compuesto 1): Sobre una mezcla de acetoacetamida (1 equiv, 3,69 mmol, 372 mg) y tBuOK (disolución 1M en THF) (3,5 equiv, 12,9 m mol, 12,9 mi) disueltos en THF (20 mi) a -60 ºC
25 se añade 3-indolglioxilato de metilo (1 equiv, 3,69 mmol, 750 mg). La mezcla se agita hasta alcanzar temperatura ambiente y se añaden 11 ,5 mi de ácido clorhídrico concentrado, 30 mi de agua y 30 mi de diclorometano. A continuación, se separa la fase orgánica y se lava con una disolución saturada de NaHC03 (2 x 30 mi). Se seca con MgS04 y se evapora el disolvente a presión reducida. El sólido se purifica por recristalización en acetato de etilo/ pentano obteniendose un sólido naranja, 0,65 g, rendimiento: 74%. 1H NMR (300 MHz, DMSO-d5): ó 12,29 (sa, 1 H), 11,17 (sa, 1 H), 8,24 (s, 1H), 7,50 (d, J = 7,01 Hz , 1 H), 7,27-7,17 (m, 1H), 7,13 (s, 2H), 2,50-2,46 (s, 3H). 13C NMR (75 MHz, DMSO-d5): ó 195,49, 171,74, 139,80, 137,50, 135,53, 125,57, 124,94, 123,51, 122,67, 121 ,70, 113,36, 106,05, 31 ,72, HPLC/MS: Pureza gt;99%, t.r.=3,76 min, columna Sunfire C18, 3,5 J.1rT1 (50 X 4,6 mm) empleando como fase móvil acetonitrilo (0,08% ácido fórmico) y agua MiliQ (0, 1% ácido fórmico) y un gradiente de acetonitrilo (1 0% a 1 00%) durante 1 O min con un flujo de 0,25 ml/min (m/z 255,237, 165). P.f.= 225-226 ºC. Análisis Elemental (C14H10N20 3) Calculado: C 66, 14%; H 3,96%; N 11 ,02%. Hallado: C 65,89%; H 4, 12%; N 10,74%.
3-aceti 1-4-(1-meti 1-indol-3-i1)-1 H-pi rrol i n-2,5-d ion a (Compuesto 2): Sobre una mezcla de acetoacetamida (1 equiv, 3,69 mmol, 372 mg) y tBuOK (disolución 1M en THF) (3,5 equiv, 12,9 mmol, 12,9 mi) disueltos en THF (20 mi) a -60 ºC se añade (1-metilindolil)-3-glioxilato de metilo (1 equiv, 3,69 mmol, 3,69 mmol, 800 mg). La mezcla se agita hasta alcanzar temperatura ambiente y se añaden 11 ,5 mi de ácido clorhídrico concentrado, 30 mi de agua y 30 mi de diclorometano. A continuación se separa la fase orgánica y se lava con una disolución saturada de NaHC03 (2 x 30 mi). Se seca con MgS04 y se evapora el disolvente a presión reducida. El sólido se purifica por recristalización en acetato de etilo/ pentano obteniendose un sólido rojo, 0,55 g, rendimiento: 56%. 1H NMR (300 M Hz, DMSO-d6): ó 11,19 (s, 1H), 8,27 (s, 1H), 7,58 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 7,35 -7,06 (m, 3H), 3,92 (s, 3H), 2,51 (s, 3H). 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6): ó 194,66, 170,97, 138,56, 138,14, 137,38, 125,28, 123,82, 122,84, 122,14, 121 ,31, 111 ,08, 104,36, 33,30, 30,95. HPLC/MS: Pureza= 95%, t.r.=4,06 min, columna Sunfire C18, 3,5 J.lm (50 X 4,6 mm) empleando como fase móvil acetonitrilo (0,08% ácido fórmico) y agua MiliQ (0, 1% ácido fórmico) y un gradiente de acetonitrilo (1 0% a 1 00%) durante 1 O min con un flujo de 0,25 ml/min (m/z 269, 251, 180). P.f.= 224-225 ºC. Análisis Elemental (C1 5 H12N20 3) Calculado: C 66,60%; H 5,22%; N 10,36%. Hallado: C 66,89%; H 5,01 %; N 10,37%.
3-(2-bromoacetil)-4-(1 H-indol-3-il)-1 H-pirrolin-2,5-diona (compuesto 3). El compuesto 1 (1 equiv, 2 m mol, 51 O mg) se disuelve en ácido acético, y en condiciones de reflujo se añade el bromo (1 ,05 equiv, 2,1 mmol, O, 11 mi) disuelto en ácido acético. La mezcla se mantiene a reflujo durante 3 horas. Tras dejar enfriar la mezcla se añade agua y acetato de etilo y la fase orgánica se extrae y se lava con varias porciones de una disolución saturada de NaHC03. El disolvente se evapora a presión reducida y el sólido se purifica por recristalización en MeOH/H20 obteniendose un sólido negro, 0,25 g, rendimiento: 39%. 1H NMR (300 MHz, DMSO-d5): ó 12,54 (s, 1H), 11,34 (s, 1H), 8,39 (m, 1H), 7,54 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 7,32 -6,98 (m, 3H), 4,75 (s, 2H). 13C NMR (126 M Hz, acetona-d6): o 186,0, 169,6, 169,4, 142,1, 135,9, 135,7, 124,7, 122,8, 121 ,0, 112,1, 1 06,4, 35,0, HPLC/ MS: Pureza =95%, t.r.=4,35 min, columna Sunfire C18, 3,5 J.lm (50 X 4,6 mm) empleando como fase móvil acetonitrilo (0,08% ácido fórmico) y agua MiliQ (0, 1% ácido fórmico) y un gradiente de acetonitrilo (1 0% a 1 00%) durante 1 O min con un flujo de 0,25 ml/min (m/z 335, 333, 253, 182). P.f.= 261-262 ºC. Análisis Elemental (C14HgBrN203) Calculado: C 50,47%; H 2,72%; N 8,41 %; Br 23,99%. Hallado: C 50,68%; H 2,87%; N 8,61 %; Br 23,62.
3-(2-bromoaceti 1)-4-(1-meti 1-1 H-i ndol-3-i 1)-1 H-pi rrol i n-2,5-d ion e (compuesto 4). El compuesto 2 (1 equiv, 2,25 mmol, 603 mg) se disuelve en ácido acético, y en condiciones de reflujo se añade el bromo (1 ,05 equiv, 2,36 m mol, O, 115 mi) disuelto en ácido acético. La mezcla se mantiene a reflujo durante 3 horas. Tras dejar enfriar la mezcla se añade agua y acetato de etilo y la fase orgánica se extrae y se lava con varias porciones de una disolución saturada de NaHC03. El disolvente se evapora a presión reducida y el sólido se purifica por cromatografía en columna en gel de sílice utilizando como eluyente CH2CI2/MeOH (80:1) obteniendose un sólido morado, O, 12 g, rendimiento: 15%.
1H NMR (300 MHz, CDCb): ó 8,46 (s, 1H), 7,38 (m, 4H), 5,31 (s, 1H), 4,64 (s, 2H), 3,94 (s, 3H). 13C NMR (126 MHz, acetone-d6): o 185,80, 169,78, 169,55, 141 ,80, 139,52, 137,66, 125,37, 122,94, 122,88, 121 ,34, 119,28, 110,46, 105,53, 35,02, 32,71, P.f.= 252-253 ºC. HPLC 1 MS: Pureza= 99%, t.r.=4,47 min, columna Sunfire C18, 3,5 J.1rT1 (50 X 4,6 mm) empleando como fase móvil acetonitrilo (0,08% ácido fórmico) y agua MiliQ (0, 1% ácido fórmico) y un gradiente de acetonitrilo (1 0% a 1 00%) durante 1 O min con un flujo de 0,25 ml/min (m/z 347, 267, 196). Análisis Elemental (C1 5 H11 BrN20 3) Calculado: C 51 ,90%; H 3, 19%; N 8,07%; Br 23,02%. Hallado: C 52,03%; H 3,08%; N 7,77%; Br 22,67%.
Los ensayos de inhibición enzimática se realizaron utilizando la metodología del método luminométrico de kinasa-glo®. La enzima humana recombinante GSK3 (nº catálogo 14-306) se adquirió de Upstate (Dundee, UK). El polipéptido prefosforilado se sintetizó por American Peptide lnc (Sunnyvale, CA). El kit de quinasa luminiscente (nº catálogo V6711) se obtuvo de Promega. El ATP y otros reactivos se compraron en Sigma-Aidrich (St. Louis, MO)
Los ensayos fueron realizados en buffer utilizando placas de 96 pocillos. 1 0~1 del compuesto a ensayar (disuelto en dimetilsulfóxido a una concentración de 1 mM, y a su vez disuelto en buffer hasta la concentración necesaria para el experimento) y 1 0~1 (20ng) de la enzima se añaden a cada pocillo seguidos de 20~1 de buffer que contiene 25~M del sustrato y 1 ~M de ATP. La concentración final de DMSO en el experimento no excedió el 1%. Tras una incubación de media hora a 30ºC se para la reacción enzimática con 40~1 del reactivo de kinasa-glo®. La luminiscencia se mide tras diez minutos usando un POLARstar Optima multimode reader. La actividad es proporcional a la diferencia entre el ATP total y el consumido. Las actividades de inhibición se calcularon en función de la actividad máxima, medida en ausencia de inhibidor.
Tabla 1. Concentración inhibitoria 50 de los compuestos.
- Compuesto
- ClsoGSK-3J3
- 1
- 4,47 ±0,35 11M
- 2
- 0,89 ±0,19 11M
- 3
- 0,047 ±0,007 11M
- 4
- 0,005 ±0,001 11M
5 Los cuatro compuestos evaluados muestran una inhibición enzimática muy potente, con valores de Clso que varían del rango de bajo micromolar a bajo nanomolar, siendo más potentes los inhibidores irreversibles (3 y 4) que los reversibles (1 y 2). El paso de inhibidor reversible (1 y 2) a irreversible (3 y 4) supone un aumento de la inhibición de GSK-3 en un orden de magnitud,
10 respectivamente.
Penetración sistema nervioso central (SNC): Experimento Un vitro) determinación de permeabilidad empleando membranas artificiales paralelas (PAMPA) de la penetración en la barrera hematoencefálica.
15 La predicción de la permeabilidad de diversos compuestos sobre el sistema nervioso central (SNC), fue determinada empleando la metodología de membranas artificiales paralelas (PAMPA) [Di, L., Kerns, E. H., Fan, K., McConnell, O. J., Carter, G. T. quot;High throughput artificial membrane permeability assay for blood-brain barrierquot; Eur. J. Med. Chem., 2003, 38, 223-232].
20 Compuestos comerciales, tampón fosfato a pH 7,4 (PBS), etanol y dodecano fueron obtenidos de las casas comerciales Sigma, Acros organics, Merck, Aldrich y Fluka. El lípido de cerebro porcino (referencia catálogo 141101) fue adquirido en Avanti Polar Lipids. Tanto la placa donadora de 96 pocillos (Multiscreen® IP Sterile Plate membrana PDVF, tamaño de poro 0,45 ¡..tM,
25 referencia catálogo MAIPS451 O) como la placa de 96 pocillos aceptara (Multiscreen®, referencia catálogo MAMCS961 O) fueron adquiridas en Millipore. Con el fin de filtrar las muestras se emplearon los filtros de membrana PDVF (30 mm de diámetro, tamaño del poro 0,45 1-1m) de la casa comercial Symta. El equipo empleado para realizar las medidas de absorbancia de ultravioleta en placas de 96 pocillos fue un Thermoscientific Multiskan spectrum.
Diez compuestos fueron seleccionados con el fin de validar el experimento. Se tomaron distintas cantidades de los mismos [(3-5 mg de Cafeína, Enoxacino, Hidrocortisona, Desipramina, Ofloxacino, Piroxicam, Testosterona), (12 mg de Promazina) y 25 mg de Verapamilo y Atenolol] los cuales fueron disueltos en EtOH (1 000 ¡..tL). Se tomaron 100 microlitros de estas disoluciones y se añadieron 1400 ¡..tL de EtOH y 3500 1-JL de tampón fosfato PBS (pH 7,4) buffer, con el fin de alcanzar una concentración final de EtOH del 30% en la disolución. Se filtraron las disoluciones. 180 1-JL de una disolución de PBS/EtOH (70/30) fue añadida a cada pocillo de la placa aceptara de 96 pocillos. La placa donadora fue impregnada con 4 ¡..tL de una disolución del lípido de cerebro porcino disuelto en dodecano (20 mg mr\ Una vez transcurridos 5 minutos, 180 1-JL de disolución de cada compuesto fue añadido sobre esta placa. De los compuestos a evaluar su penetración en el sistema nervioso central, se tomaron entre 1-2 mg y fueron disueltos en 1500 ¡..tL de EtOH y 3500 ¡..tL de tampón fosfato PBS (pH 7,4) buffer, se filtraron y se añadieron a la placa donadora de 96 pocillos. A continuación la placa donadora se puso sobre la aceptara formando una especie de quot;sandwichquot; y se dejaron incubando durante 2h a 25 oc. Los compuestos irán pasando de la placa donadora a través del lípido de cerebro porcino a la placa aceptara. Transcurridas las 2h, se retira cuidadosamente la placa donadora. La concentración y absorbancia tanto de los compuestos comerciales como los derivados sintetizados que se evaluaron en las placas aceptaras y donadoras fueron determinadas empleando un lector de absorbancia de UV. Cada muestra fue analizada de 3 a 5 longitudes de onda, en 3 pocillos y en 2 experimentos independientes como mínimo. Los resultados son la media de las medidas [desviación estandard (SO)] de los distintos experimentos realizados. 1O compuestos comerciales (comentados previamente) cuya penetración en el sistema nervioso central es conocida, fueron utilizados en cada experimento con el fin de validar el método.
Tabla 2. Permeabilidad (Pe 1o-6 cm s-) en el experimento PAMPA-Barrera hematoencefálica para 11 compuestos comerciales (empleados para la validación del experimento) y distintos derivados sintetizados con su correspondiente predicción de penetración en el sistema nervioso central (SNC)).
Atenolol 0,8 0,2 ± 0,1 Cafeína 1,3 0,9 ± 0,2 Desipramina 12 12,4 ± 1 ,O Enoxacino 0,9 0,3 ± 0,2 Hidrocortisona 1,9 0,6 ± 0,4 Ofloxacino 0,8 0,7 ± 0,7 Piroxicam 2,5 0,4 ± 0,4 Promazina 8,8 11,5 ± 0,9 Testosterona 17 15,7±1,2 Verapamilo 16 15,6 ± 1,2 Comp. 1 1,5 ± 0,5 SNC + 1SNC-Comp. 2 6,4 ± 1,5 SNC+ Comp. 3 1,1 ± 0,3 SNC-Comp. 4 3,9 ± 1,O SNC+
PBS:EtOH (70:30) empleado como disolvente. a Datos estimados y presentados en el artículo Eur. J. Med. Chem., 2003, 38, 223-232. b Media de datos± desviación estándar, de al menos 2 experimentos independientes.
Estos datos sugieren que los compuestos 2 y 4 pueden resultar más útiles en patológias mediadas por GSK-3 que afecten al sitema nervisoso central y que posean la berrera hematoencefalica intacta. Mientras que los compuestos 1 y 3, al no pasar en principio la barrera hematoencefálica pueden ser de más
15 utilidad en enfermedades mediadas por GSK-3 de sistema periférico.
Claims (13)
- 1. Compuesto de fórmula (1):o(1)5 donde R1 R2se selecciona entre H, alquilo C1-C10 o alquenilo C1-C10 y se selecciona entre alquilo C1-C10 o alquenilo C1-C10 opcionalmente sustituidos por halógeno,o sus sales, solvatos o isómeros farmaceuticamente aceptables.
-
- 2.
- Compuesto según la reivindicación 1 donde R1 es H.
-
- 3.
- Compuesto según la reivindicación 1 donde R1es alquilo C1-C4.
- 15 4. Compuesto según la reivindicación 3 donde R1es metilo.
- 5. Compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 donde R2 es alquilo C1-C4.
- 20 6. Compuesto según la reivindicación 5 donde R2es metilo.
- 7. Compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 donde R2 es -CH2Br.
- 25 8. Compuesto de fórmula (1) que se selecciona de la lista que comprende:
- •
- 3-acetil-4-(1 H-indol-3-il)-1 H-pirrol-2,5-diona
- •
- 3-acetil-4-(1-metil-1 H-indol-3-il)-1 H-pirrol-2,5-diona
- •
- 3-(2-bromoacetil)-4-(1 H-indol-3-il)-1 H-pirrol-2,5-diona
- •
- 3-(2-bromoacetil)-4-(1 H-indol-3-il)-1 H-pirrol-2,5-diona
o sus sales, solvatos o isómeros farmaceuticamente aceptables. - 9. Uso de un compuesto de fórmula (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de un medicamento.1O. Uso de un compuesto de fórmula (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de un medicamento para el tratamiento y/o prevención de una enfermedad que se selecciona entre enfermedades neurodegenerativas, enfermedades inflamatorias, cáncer, diabetes y procesos regenerativos.
-
- 11.
- Uso según la reivindicación 1 O donde la enfermedad neurodegenerativa se selecciona entre enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson, esclerosis lateral amiotrófica, isquemia cerebral, parkinsonismos post-encefalítico, distonias, síndrome de Tourette's, patologías de movimientos límbicos periódicos, síndrome de piernas inquietas, trastornos de déficit de atención con hiperactividad, enfermedad de Hungtinton, paralisis supranuclear progresiva, enfermedad de Pick, demencia frontotemporal, enfermedades neuromusculares.
-
- 12.
- Uso según la reivindicación 1 O donde la enfermedad inflamatoria se selecciona entre enfermedad de Crohn, colitis ulcerosa, artritis reumatoide, aterosclerosis, vasculitis o esclerosis múltiple.
-
- 13.
- Uso según la reivindicación 1 O donde el cáncer se selecciona entre glioblastoma, leucemias, linfomas, cáncer de pulmón, de mama, de próstata
o de colon. -
- 14.
- Uso según la reivindicación 1 O donde la diabetes se selecciona como diabetes tipo 11, insulina no dependiente.
-
- 15.
- Uso de un compuesto de fórmula (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de un medicamento para promover procesos regenerativos.
5 16. Uso según la reivindicación 15 donde en el proceso regenerativo está implicada la diferenciación de las células madres del sistema nervioso, del sistema hematopoyético, del sistema óseo o del miocardio. - 17. Composición farmacéutica que comprende un compuesto de fórmula (1)10 según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y un vehículo o adyuvante farmaceuticamente aceptable.
- 18. Composición según la reivindicación 17 que además comprende otro principio activo.
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