ES2399142T3 - Inhibidores marcados con 11C de glucógeno sintasa quinasa-3 - Google Patents

Abstract

Un compuesto de fórmula (I),**Fórmula** o una sal o solvato del mismo, en el que dicho compuesto está marcado con 11C, y en el que R1 >= un alquilo o unarilo, y R2 >= alquilo o un arilo.

Description

Inhibidores marcados con 11C de glucógeno sintasa quinasa-3

Campo de la invención

La presente invención se refiere a nuevos compuestos inhibidores marcados con 11C para GSK-3 sobre-expresada. La presente invención proporciona nuevos compuestos inhibidores de 11C para GSK-3 sobre-expresada que son adecuados para uso como un agente para la obtención de imágenes in vivo. Igualmente, se proporciona un producto farmacéutico que comprende el compuesto y un kit para la preparación del producto farmacéutico.

Antecedentes de la invención

El progresivo envejecimiento de la población mundial acarrea la consecuencia indeseable del incremento de la incidencia de demencia senil. La Enfermedad de Alzheimer (“AD”) es una forma de demencia senil. La AD es un grupo heterogéneo de demencias que comparten síntomas clínicos comunes, que implican progresivos deterioros cognitivos. Esta forma de demencia senil se caracteriza por dos tipos de depósitos patológicos en áreas específicas del cerebro, denominadas placas seniles y nudos neurofibrilares (“NFTs”).

Las placas seniles contienen depósitos extracelulares de proteína beta-amiloide (“AW“) asociada con procesos nerviosos degenerativos conocidos como neuritis distrófica. Los depósitos iniciales son no fibrilares (una placa difusa), pero son progresivamente transformados en fibrillas, dando lugar a la aparición de las placas amiloides características. Los NFTs forman células neuronales internas que mueren durante el curso de la enfermedad y consisten esencialmente en filamentos helicoidales pareados (“PHFs”) anormales. Sin embargo, se han encontrado grandes números de placas seniles en algunos individuos cognitivamente normales, lo que sugiere que para la demencia se requiere no solamente su presencia, sino también la coexistencia de NFTs. Por otra parte, unos grandes números de NFTs en el cortex cerebral y el hipocampo están en íntima correlación con el grado de demencia en la AD. Por ello, la acumulación de lesiones neurofibrilares puede representar un vía final que conduce a la muerte de células neuronales y la neurodegeneración. Dorronsoro y otros, vol.12, págs. 1527-1536, (2002).

Además, actualmente, los investigadores están intentando diseñar nuevos fármacos útiles en el tratamiento de placas seniles y NFTs que están formados por PHFs cuyo componente principal es tau. Los PHF consisten en tau hiperfosforilado y contienen una pequeña cantidad de ubiquitina. Tau es una de las proteínas asociadas al microtúbulo y está específicamente localizada en las neuronas. La proteína tau es esencial para la estabilidad del citoesqueleto neuronal, pero en PHF, está anormalmente fosforilada. Dorronsoro y otros, vol.12, págs. 1527-1536, (2002).

La glucógeno sintasa quinasa 3 beta (“GSK-3W) está implicada en las modificaciones de tau que conducen a PHF. Es importante señalar que la inhibición de la GSK-3W está aceptada como una estrategia prometedora para el tratamiento de la AD y otras enfermedades neurodegenerativas.

La GSK-3 es un regulador clave de la glucógeno sintasa, uno de los moduladores principales del metabolismo del glucógeno y, por tanto, de los niveles de glucosa. La GSK-3 es una seronina/treonina quinasa para la cual se han identificado dos isoformas, GSK-3a y GSK-3W. Estas dos isoformas comparten un 97% de semejanza de secuencias dentro de sus dominios catalíticos quinasa pero difieren significativamente una de otra fuera de esta región, poseyendo la GSK-3a una cola rica en glicina N-terminal extendida. Las dos isoformas están codificadas por dos ARNm diferentes que están expresados de manera variable en diferentes tejidos. De acuerdo con ello, la GSK-3W está altamente expresada en los pulmones, riñones, y el cerebro en tanto que la GSK-3a está altamente expresada en los pulmones, ovarios, riñones, y testículos. Además, se ha encontrado que la sobre-expresión de GSK-3W en el cerebro de ratones adultos produce neurodegeneración que muestra muchas de las características de la AD, incluyendo la hiperfosforilación tau. Realmente, se ha relacionado a una GSK-3 sobre-expresada con todas las anormalidades primarias asociadas con la AD. El término sobre-expresada en la presente invención significa sobremanifestar los efectos de la GSK-3. Imahori y otros, vol. 121, págs. 179-188. El Documento WO 2006/003414 proporciona un procedimiento in vitro para la diagnosis de enfermedades que tienen una sobre-expresión de GSK-3.

El número de inhibidores de GSK-3 como candidatos terapéuticos en desarrollo es aún limitado. Los inhibidores de GSK-3 de pequeña molécula que son útiles en el tratamiento de enfermedades en las cuales existe una sobreexpresión de GSK-3, están divulgados en los Documentos WO 01/81345, WO 2005/061516 y EE.UU. 2004/0006095.

Lo cual, a su vez, nos conduce a la presente invención. La presente invención presenta inhibidores marcados con11C de GSK-3 en la que estos inhibidores marcados pueden investigarse mediante una técnica de obtención de imágenes médicas tal como Tomografía por Emisión de Positrones (“PET”), MRI, CT, ultrasonidos, obtención de imágenes por rayos X, u obtención de imágenes ópticas.

Antes de seguir adelante, es importante caracterizar adicionalmente la relación entre PET y 11C. Un grupo de procedimientos de Tomografía por Emisión de Positrones (“PET”) de diagnóstico usa compuestos marcados radioactivos, en los que los átomos radioactivos son emisores de positrones. Algunos ejemplos de elementos que emiten positrones incluyen núclidos de carbón, nitrógeno, o flúor. Estos elementos tienen la estructura principal de casi todos los compuestos activos biológicos. Con el fin de ser capaces de usar estos elementos, los isótopos estables han sido reemplazados con un isótopo radioactivo. Los compuestos marcados radioactivos, denominados trazadores, son transportados, acumulados y convertidos exactamente de la misma manera que para los compuestos no radioactivos. El procedimiento PET tiene posibilidades para detectar disfunción a un nivel celular en los órganos o tejidos

5 investigados. El procedimiento es muy sensible y únicamente requiere cantidades nanomolares de trazadores radioactivos producidos. Estos trazadores radioactivos tienen una vida media dentro del intervalo de 2 a 110 minutos (por ejemplo, 11C, t1/2 = 20,4 minutos, 18F, t1/2 = 110 minutos). Acta Upsaliensis, Upsala, ISBN 91-554-5452-6, (2002). Debido a la radioactividad, a las cortas vidas medias y a las cantidades submicromolares de las substancias marcadas, se requieren procedimientos de síntesis extraordinarios para la producción de estos trazadores.

10 Algunos péptidos tales como una proteína de unión de GSK-3 resistente al calor y un inhibidor de péptido sintético han sido recientemente informados como inhibidores de GSK-3. Otros inhibidores de GSK-3 informados incluyen purina y compuestos derivados de pirimidina, azoles, derivados de maleimida, e inhibidores de no competitivos de ATP se encuentran en desarrollo o han sido descubiertos. De acuerdo con ello, la presente invención introduce nuevos inhibidores análogos marcados con 11C de GSK-3 que pueden por consiguiente ser investigados mediante técni

15 cas de obtención de imágenes médicas.

La exposición o cita de una referencia en la presente invención no debería considerarse como una admisión de que dicha referencia es la técnica anterior a la presente invención.

Sumario de la invención

A la vista de las necesidades de la técnica anterior, la presente invención proporciona nuevos compuestos inhibido

20 res marcados con 11C para GSK-3 sobre-expresada. La presente invención proporciona igualmente nuevos compuestos inhibidores de 11C para GSK-3 sobre-expresada que son adecuados para uso en un agente para la obtención de imágenes in vivo. Igualmente, se proporciona un producto farmacéutico que comprende el compuesto.

Los compuestos inhibidores marcados con [11C] de la presente invención se obtuvieron a través de síntesis de Good Manufacturing Practice (“GMP”). La GMP es parte de la Quality Assurance que asegura que los productos son pro

25 ducidos y controlados constantemente de acuerdo con los estándares de calidad aprobados para su uso al que se destinan y tal como se requiere por la Marketing Authorization.

Una realización de la presente invención abarca un compuesto de fórmula (I),

o una sal o solvato del mismo, en el que dicho compuesto está marcado con 11C, y en el que R1 = un alquilo o un 30 arilo, y R2 = alquilo o un arilo.

Otra realización abarca un compuesto de fórmula (II), o una sal o solvato del mismo, en el que dicho compuesto está marcado con 11C, y en el que R1 = F, Cl, Br, I, o un alquilo (n = 1-5), alcóxido (n = 1-5) y R2 = alquilo o un arilo.

Descripción detallada de la invención

La glucógeno quinasa sintasa-3 (“GSK-3”) ha emergido recientemente en el campo de la química médica como uno

5 de los objetivos terapéuticos más atractivos para el desarrollo de inhibidores selectivos como promesas de nuevos fármacos para numerosas patologías serias, incluyendo la Enfermedad de Alzheimer (“AD”), apoplejía, trastornos bipolares, procesos inflamatorios crónicos, cáncer y diabetes Tipo II.

La GSK-3 es una enzima con un rango diverso de acciones en las vías de identificación intercelulares. Juega un papel crucial en diversas enfermedades humanas y, en consecuencia, tiene gran potencial para intervención tera

10 péutica. En los últimos cinco años se ha incrementado el conocimiento del papel de los inhibidores de la GSK-3 en muchos procesos celulares diferentes.

Un cierto número de diversas moléculas tipo fármaco (moléculas pequeñas capaces de atravesar barreras biológicas tal como la barrera hematoencefálica y el tracto gastrointestinal) han emergido. Sin embargo, los agentes para uso clínico deben ser capaces de identificar específicamente el proceso enzimático apropiado. La inhibición de pro15 teína quinasa no específica por inhibidores dirigidos al sitio de ATP podrían tener efectos difusos no deseables. Este es el caso en la mayoría de los inhibidores de la GSK-3 descubiertos hasta la fecha. Todos muestran actividad sobre otras muchas quinasas, disminuyendo, de esta forma, sus posibilidades de desarrollo como fármaco. Es importante indicar aquí que la ATP es un nucleótido obtenido de la adenosina, C10H16N5O13P3, que contiene enlaces fosfato de alta energía y se usa para transportar energía a las células para procesos bioquímicos, incluyendo contracción de

20 músculos y metabolismo enzimático.

Después de la obtención de los compuestos inhibidores marcados con 11C, usando un sistema automatizado denominado FastLab o Tracerlab, se usa cromatografía líquida de alta eficacia (”HPLC”) para verificar la estructura de los análogos. Se usó una herramienta adicional para verificar la estructura de los análogos, en la que se realizó un estudio de cálculo para examinar las propiedades físicas y las imágenes 3D de diversos análogos. El estudio del 25 cálculo se realizó usando una herramienta para la obtención de modelos de diseño molecular asistido por ordenador también conocida como CAChe. CAChe permite dibujar y modelar moléculas así como realizar cálculos sobre una molécula para descubrir las propiedades moleculares y los valores de energía. Los cálculos se realizaron mediante aplicaciones por ordenador, los cuales aplican ecuaciones procedentes a partir de mecánicas clásicas y mecánicas cuánticas a una molécula. Por ejemplo, los nuevos compuestos reivindicados de las fórmulas (I), y (II), se diseñaron

30 usando CAChe.

Una realización de la presente invención representa un compuesto de fórmula (I),

o una sal o solvato del mismo, en el que dicho compuesto está marcado con 11C, y en el que R1 = un alquilo o un arilo, y R2 = alquilo o un arilo.

35 Otra realización aún muestra un compuesto de fórmula (II), o una sal o solvato del mismo, en el que dicho compuesto está marcado con 11C, y en el que R1 = F, Cl, Br, I, o un alquilo (n = 1-5), alcóxido (n = 1-5) y R2 = alquilo o un arilo.

Una realización adicional de la presente invención comprende una composición radio-farmacéutica del compuesto de fórmula (I), conjuntamente con un vehículo biocompatible en una forma adecuada para administración a mamíferos.

Otra realización aún comprende una composición radio-farmacéutica que comprende el compuesto de fórmula (II) conjuntamente con un vehículo biocompatible para administración a mamíferos.

Una realización adicional aún abarca la composición radio-farmacéutica que comprende un compuesto de fórmula (I) para uso en un procedimiento para la diagnosis u obtención de imágenes in vivo de una GSK-3 sobre-expresada en un sujeto, que comprende la administración de una composición radio-farmacéutica que comprende un compuesto de fórmula (I).

Otra realización adicional todavía abarca la composición radio-farmacéutica que comprende un compuesto de fórmula (I) para uso en un procedimiento de monitorización del efecto del tratamiento de un cuerpo humano o animal con un fármaco para combatir una GSK-3 sobre-expresada, en el que dicho procedimiento comprende la administración a dicho cuerpo de la composición radio-farmacéutica del compuesto de fórmula (I), y la detección de la fijación de dicho compuesto radio-farmacéutico.

Otra realización adicional todavía implica la composición radio-farmacéutica que comprende un compuesto de fórmula (II) para uso en un procedimiento para la diagnosis u obtención de imágenes in vivo de una GSK-3 sobreexpresada en un sujeto, que comprende la administración de una composición radio-farmacéutica que comprende un compuesto de fórmula (II).

Otra realización abarca la composición radio-farmacéutica que comprende un compuesto de fórmula (II) para uso en un procedimiento de monitorización del efecto del tratamiento de un cuerpo humano o animal con un fármaco para combatir una CSK-3 sobre-expresada, en el que dicho procedimiento comprende la administración a dicho cuerpo de la composición radio-farmacéutica del compuesto de fórmula (II), y la detección de la fijación de dicho compuesto radio-farmacéutico.

El “vehículo biocompatible” descrito en la presente invención es un fluido, especialmente un líquido, en el cual el compuesto está suspendido o disuelto, de manera tal que la composición es fisiológicamente tolerable, es decir, puede ser administrada al cuerpo del mamífero sin toxicidad o incomodidad indebida. El medio vehículo biocompatible es de manera adecuada un vehículo líquido inyectable tal como agua estéril, exenta de pirógenos para inyección; una solución acuosa tal como solución salina (la cual puede de manera ventajosa equilibrarse de manera tal que el producto final para inyección sea o bien isotónica o bien no hipotónica); una solución acuosa de una o más substancias para ajuste de la tonicidad (por ejemplo, sales de cationes de plasma con contraiones biocompatibles), azúcares (por ejemplo, glucosa, o sacarosa), alcoholes de azúcares (por ejemplo, sorbitol o manitol), glicoles (por ejemplo, glicerol), u otros materiales polioles no iónicos (por ejemplo, polietilenoglicoles, propilenoglicoles, y similares). El medio vehículo biocompatible puede comprender igualmente disolventes orgánicos biocompatibles tal como etanol. Dichos disolventes orgánicos son útiles para solubilizar compuestos o formulaciones más lipófilos. De preferencia, el medio vehículo biocompatible es agua exenta de pirógenos para inyección, solución salina isotónica o una solución de etanol acuosa. El pH del medio vehículo biocompatible para inyección intravenosa está de manera adecuada dentro del intervalo de 4,0 a 10,5.

Además, las composiciones radio-farmacéuticas se suministran de manera adecuada en un envaso que está provisto con un tapón que es adecuado para una punción única o múltiple con una aguja hipodérmica (por ejemplo, un cierre de tapón de membrana rebordeado), mientras se mantiene una integridad estéril. Dichos envases pueden contener dosis individuales o múltiples para pacientes. Los envases de dosis múltiples preferidos comprenden un único vial voluminoso (por ejemplo, de 10 a 30 cm3 de volumen) que contiene múltiples dosis para pacientes, mediante el cual la dosis individuales para pacientes pueden, de esta forma, extraerse dentro de jeringuillas de grado clínico a diversos intervalos de tiempo durante la vida media viable de la preparación para adecuar la situación clínica. Se han diseñado jeringuillas pre-llenas para contener una única dosis humana, o “dosis unitaria” y, por ello, de preferencia son desechables u otras jeringuillas adecuadas para uso clínico. Para composiciones radiofarmacéuticas, la jeringuilla pre-llena puede opcionalmente suministrarse con un recubrimiento de la jeringuilla para proteger al operador de la dosis radioactiva. Dichos recubrimientos de jeringuillas radio-farmacéuticas adecuados son conocidos en la técnica y de preferencia comprenden o bien plomo o bien tungsteno. Los compuestos radiofarmacéuticos pueden administrarse a pacientes para la obtención de imágenes por PET en cantidades suficientes para proporcionar la señal deseada, siendo las dosificaciones de radionúclidos típicas de 0,01 a 100 mCi, de preferencia de 0,1 a 50 mCi, normalmente suficientes para un peso corporal de 70 kg.

Los envases adecuados comprenden un envase sellado que permite el mantenimiento de la integridad estéril y/o la seguridad radioactiva, más opcionalmente un gas de cabecera inerte (por ejemplo, nitrógeno o argón), al tiempo que se permite la adición o extracción de soluciones mediante jeringuilla. Un envase preferido de este tipo es un vial sellado con membrana, en el que el cierre estanco al gas está rebordeado con un sobre-sello (típicamente de aluminio). Dichos envases tienen la ventaja adicional que el cierre puede resistir el vacio si se desea, por ejemplo para cambiar el gas de cabecera o soluciones desgasificadas.

Un procedimiento de diagnóstico o de obtención de imágenes in vivo, por ejemplo PET, se refiere a la obtención de imágenes in vivo de compuestos inhibidores de GSK-3 y, en consecuencia, tiene utilidad en el diagnóstico de condi5 ciones relacionadas con GSK-3 sobre-expresada. Los ejemplos de compuestos inhibidores de GSK-3 sobreexpresada incluyen la AD, y otras enfermedades neurodegenerativas.

Ejemplo 1.- Estudios experimentales

Procedimiento general para la preparación de nuevos compuestos inhibidores de glucógeno sintasa quinasa-3 marcados con 11C

10 Síntesis de nuevos compuestos I y II:

Un vial con cierre (1 ml) conteniendo una solución de tetraquis(trifenilfosfina)-paladio(0) y yoduro de arilo correspondiente en THF seco se fluyó con gas nitrógeno. Se agregó amina y la mezcla de reacción se agitó justamente antes de la inyección dentro del mico-autoclave precargado con 11CO. El micro-autoclave se calentó a 100-150ºC durante 5 minutos. El producto bruto se introdujo en un vial previamente hecho el vacío (3 ml).

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES

   1. Un compuesto de fórmula (I),

   o una sal o solvato del mismo, en el que dicho compuesto está marcado con 11C, y en el que R1 = un alquilo o un arilo, y R2 = alquilo o un arilo.
2. 2. Un compuesto de fórmula (II),

   o una sal o solvato del mismo, en el que dicho compuesto está marcado con 11C, y en el que R1 = F, Cl, Br, I, o un alquilo (n = 1-5), alcóxido (n = 1-5) y R2 = alquilo o un arilo.

   10 3. Una composición radiofarmacéutica que comprende el compuesto tal como se ha definido en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, conjuntamente con un vehículo biocompatible en una forma adecuada para administración a mamíferos.
3. 4. La composición radiofarmacéutica de la reivindicación 3, para uso en un procedimiento para la diagnosis u obten

   ción de imágenes in vivo de una GSK-3 sobre-expresada en un sujeto, que comprende la administración de dicha 15 composición radiofarmacéutica.
4. 5. La composición radiofarmacéutica de la reivindicación 3, para uso en un procedimiento para la monitorización del efecto del tratamiento de un cuerpo humano o animal con un fármaco para combatir una GSK-3 sobre-expresada, comprendiendo dicho procedimiento la administración a dicho cuerpo de dicha composición radiofarmacéutica, y la detección de la fijación de dicha composición radiofarmacéutica.