5 DENDRONES CARBOSILANO FUNCIONALlZADOS CON ÁCIDOS GRASOS: FORMACiÓN DE MICELAS y USOS SECTOR DE LA TÉCNICA La presente invención se refiere a la formación de dendrones de estructura carbosilano que presentan en su periferia preferiblemente grupos aniónicos o catiónicos y en el punto focal ácidos grasos o derivados de estos. También se presentan dendrímeros formados por dos unidades diferentes (tipo Janus), que constan de un fragmento derivado de los 10 dendrones anteriores y otro derivado de dendrones que presentan en su periferia ácidos grasos o derivados de estos. La presente invención también se refiere a la formación de micelas a partir de los compuestos anteriores. Además, la invención comprende los usos de dichos compuestos en biomedicina. 15 ESTADO DE LA TÉCNICA A pesar del avance de la medicina en la búsqueda de soluciones para la mejora de la salud humana, una importante barrera sigue obstaculizando el pleno desarrollo y evaluación de estas soluciones, como es el transporte y la liberación de los nuevos fármacos en las 20 condiciones adecuadas para su óptimo aprovechamiento. En particular, este problema se pone de manifiesto principalmente en el caso de fármacos de baja solubilidad, de péptidos y de ácidos nucleicos, y en enfermedades como el cáncer. La baja solubilidad de algunos fármacos conlleva la necesidad de utilizar concentraciones 25 demasiado elevadas para su acción, con el consiguiente aumento de los efectos adversos. Además, la selectividad observada en algunos fármacos en el tratamiento de distintos cánceres entre células sanas y tumorales deja de tener sentido si el fármaco no es capaz de alcanzar las zonas afectadas en las concentraciones adecuadas. Otro inconveniente de muchos fármacos es su bajo peso molecular, que disminuye notablemente su tiempo de 30 circulación. Por otra parte, la utilización de ácidos nucleicos requiere evitar su fácil degradación en el torrente sanguíneo. Para intentar superar estas dificultades se han desarrollado diferentes sistemas capaces de facilitar el transporte de los derivados comentados anteriormente, 35 favoreciendo su solubilidad, aumentando su estabilidad e incluso actuando como 2
transportadores hacia las zonas de interés. La gran mayoría de estos sistemas presentan un tamaño nanoscópico, y entre ellos se encuentran las moléculas dendríticas y las micelas. La conjugación con estos sistemas se realiza bien por unión covalente, bien por interacciones electrostáticas, consiguiendo en cualquier caso modificar su presentación en 5 medio biológico para reducir sus inconvenientes. Las micelas consisten en una ordenación supramolecular de compuestos que presentan una parte hidrofóbica y otra hidrofílica claramente delimitadas. La exposición de estos sistemas en medio acuoso, por ejemplo, daría lugar a estas micelas que presentarían los 10 grupos hidrofílicos hacia la parte externa de la micela. Esta ordenación se produce a partir de una determinada concentración, denominada concentración micelar crítica (CMC). Como consecuencia de esta construcción, las micelas son capaces de actuar como transportadores de fármacos hidrofóbicos por internalización de estos en la estructura interna de ellas, mientras que su parte hidrosoluble permite su vehiculización precisamente 15 en el torrente sanguíneo (M. Talelli, M. Barz, et al. Nano Today 2015, 10, 93). En este sentido se han estudiado diferentes tipos de micelas con fármacos principalmente anticancerígenos (E. Pérez-Herrero, A. Fernández-Medarde Eur. J. Pharm. Biopharm. 2015, 93, 52). 20 Esta capacidad de encapsulación también ha sido empleada para el transporte de péptidos y ácidos nucleicos (O Akagi, M Oba, et al. Gene Therapy, 2007, 14, 1029). Para ello, se han empleado en algunos casos compuestos que presentan cargas positivas que interaccionan con ellos junto con unidades hidrofílicas que facilitarían el encapsulamiento del ácido nucleico en el interior micelar. 25 Las moléculas dendríticas, dendrímeros y dendrones, son moléculas hiperramificadas de construcción arborescente, de tamaño y estructura tridimensional bien definidos y que poseen unas propiedades químicas uniformes debidas en parte a su baja polidispersidad como consecuencia de su síntesis controlada (G. R. Newkome, C. O Shreiner. Polymer 30 2008, 49, 1; J. M. J. Fréchet, O. A. Tomalia. Dendrimers and Other Dendritic Polymers VCH, Weinheim 2002). Los dendrímeros presentan una topología molecular esférica, principalmente en generaciones mayores, mientras que la topología de los dendrones es de cono o cuña. En ambos casos, se encuentra una superficie que contiene los grupos activos de estas moléculas. Además, en el caso de los dendrones, éstos presentan una 3
posición adicional denominada punto focal, que puede servir para introducir una nueva función activa o como anclaje a otros sistemas. Los dendrímeros y dendrones por sí mismos pueden tener actividad biológica, actuando 5 así por ejemplo como agentes antibacterianos, antivirales o antipriónicos. También pueden actuar como agentes de transporte de ácidos nucleicos o fármacos. Esta actividad depende principalmente de las funciones periféricas, y parece estar relacionada con la multivalencia que presentan los dendrímeros, que permite la presencia de un número elevado de funcionalidades sobre una misma molécula, y su tamaño nanoscópico. Las moléculas 10 dendríticas descritas en la bibliografía y potencialmente útiles como agentes antivirales presentan en su periferia algunas de los siguientes funciones: carbohidratos, péptidos y aniones (J. M. J. Fréchet, D. A. Tomalia. Dendrimers and Other Dendritie Polymers VCH, Weinheim 2002). 15 Por otra parte, las moléculas dendríticas con grupos catiónicos se emplean como transportadores de ácidos nucleicos en terapias frente al VIH, cáncer, etc, a través de la formación de nanoconjugados denominados dendriplexes (S. Svenson, D. A. Tomalia. Adv. Drug. Deliv. Rev. 2005, 2106); o bien tienen propiedades antimicrobianas (Ana M. Carmona-Ribeiro, Letícia Dias de Melo-Carrasco. Int. J. Mol. Sei. 2013, 14,9906). 20 En lo que respecta al transporte de fármacos, la naturaleza de este último (catiónico o aniónico) determina en cierto modo el tipo de dendrímero a emplear cuando se busca una interacción electrostática. Sin embargo, si se realiza una unión covalente del fármaco la presencia de grupos adicionales catiónicos o aniónicos servirán para favorecer la 25 solubilidad del fármaco o generar sinergias con la actividad propia de los grupos iónicos de la molécula dendrítica. Otro aspecto a tener en cuenta en la formación de moléculas dendríticas es su estructura interna. Se han descrito diferentes esqueletos dendríticos, entre los que se encuentra el 30 esqueleto carbosilano, caracterizado por la presencia de enlaces C-C y Si-C, muy estables y de baja polaridad. Con este tipo de esqueleto, se han preparado moléculas dendríticas carbosilano de naturaleza tanto catiónica como aniónica (W02011/101520 A2). Las primeras han mostrado su capacidad para interaccionar con oligonucleótidos o 35 pequeños ARN de interferencia y transportarlos hasta el interior de las células, por lo que 4
se pueden considerar como vectores no virales para la transfección de material nucleico al interior de varios tipos de líneas celulares en procesos de terapia génica (N. Weber, P. Ortega, et al. J. Control. Released. 2008, 132, 55). Estos sistemas son capaces incluso de superar la barrera hematoencefálica (M. J. Serramía, S. Álvarez, et al. J. Control. Released. 5 2015, 200, 60). También, dendrímeros y dendrones carbosilano catiónicos presentan actividad antimicrobiana tanto frente a bacterias Gram positivas como frente a bacterias Gram negativas (E. Fuentes, J. Sánchez-Nieves, et al. RSC Adv., 2016, 6, 7022). Además, moléculas dendríticas carbosilano catiónicas no generaron resistencias en las bacterias tratadas con ellos y mantienen su actividad frente a bacterias resistentes. 10 15 En cuanto a sistemas carbosilano aniónicos, la presencia en estos de grupos carboxilato, sulfonato y sulfato, les han conferido una actividad antiviral frente al VIH. La importancia de su capacidad antiviral se debe a que evita la infección de células epiteliales y también reduce la infección en células ya infectadas. El procedimiento sintético de sistemas carbosilano utiliza diversas aproximaciones. Para obtener sistemas catiónicos se han empleado reacciones de hidrosililación de alilaminas (ej. C3HsNH2, C3HsNMe2) con dendrímeros y dendrones con enlaces terminales Si-H y posterior cuaternización, por ejemplo con HCI y Mel (P. Ortega, B. M. Cobaleda, et al. Org. 20 Biomo/. Chem. 2011, 9, 5238). También se han empleado reacciones de alcoholisis de dendrímeros con enlaces Si-CI, aunque en este caso se obtienen dendrímeros inestables en presencia de agua (J. F. Bermejo, Paula Ortega, et al. Chem. Eur. J. 2007, 13,483). Finalmente, más recientemente se ha documentado la adición tiol-eno de tioles que 25 soportan grupos amonio, que permiten obtener dendrímeros y dendrones catiónicos de manera más sencilla (E. Fuentes-Paniagua, J. M. Hernández-Ros, et al. Rsc Adv. 2014, 4, 1256). Por otra parte, para obtener dendrímeros carbosilano aniónicos se han realizado adiciones 30 tipo Michael de acrilato de metilo o vinil sulfonato sobre sistemas con funciones terminales -NH2 (B. Rasines, J. Sánchez-Nieves, et al. Dalton Trans. 2012, 41,12733). También para este tipo de sistemas, la adición tiol-eno de tioles que soportan grupos ésteres o sulfonato permite de manera más sencilla llegar a las moléculas dendríticas con grupos aniónicos o sus precursores (M. Galán, E. Fuentes-Paniagua, et al. Organometallics, 2014,33,3977). 35 5
DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN La presente invención proporciona compuestos formados por dendrones de estructura carbosilano que están funcionalizados en su periferia con grupos aniónicos (como 5 carboxilato, sulfonato o sulfato), que dotan al sistema de una carga neta negativa, o catiónicos (como amonio), que dotan al conjunto de una carga neta positiva. Estos dendrones presentan un punto focal que contiene una función hidrofóbica, principalmente un derivado de ácido graso. El ácido graso se encuentra enlazado al dendrón preferentemente a través de un enlace éster, sin descartar otro tipo de uniones, o incluso 10 por medio de interacciones electrostáticas. La cuña dendrítica o dendrón se refiere a una macromolécula muy ramificada con forma de cono y que está definida por: 15 1. un punto focal; 20 2. las unidades, ramas o ramificaciones de crecimiento, que parten de dicho punto focal; y 3. la capa externa, superficie o periferia de dichas ramificaciones que incorpora grupos funcionales. El esqueleto y la estructura de estos dendrones carbosilanos con diferentes puntos focales y funciones periféricas aniónicas y catiónicas han sido descritas previamente (ES 2365685 82). 25 El término ácido graso se refiere a los compuestos conocidos de esta manera convencional: ácidos alifáticos que se encuentran en grasas y aceites naturales. Generalmente están formados por cadenas que contienen de 2 a 24 átomos de carbono, preferentemente en el rango de 6 a 18 átomos de carbono. La cadena alifática puede ser lineal o ramificada y presenta un grupo ácido como carboxílico, sulfonato, fosfato, fosfonato 30 o similares, aunque es preferentemente carboxílico. Como ejemplos se pueden considerar: cáprico, láurico, palmítico, esteárico, oleico, linoleico y similares. Los ácidos grasos pueden ser de origen natural o sintético, pueden presentar insaturaciones o ser saturados y opcionalmente, presentar isómeros posicionales o geométricos. Muchos ácidos grasos están disponibles comercialmente, o pueden ser obtenidos de fuentes naturales o por 35 procedimientos sintéticos conocidos por expertos en la materia. 6
El procedimiento de obtención de dendrones carbosilano con derivados de ácidos grasos en el punto focal puede realizarse de diferentes maneras, algunas de las cuales se describen a continuación. 5 Una realización preferida comprende la reacción del ácido graso con un dendrón que presenta un halógeno, u otro grupo que cumpla la misma función, en el punto focal en presencia de una base; o bien el mismo tipo de reacción pero empleando una sal del ácido graso. Otra realización preferida comprende la reacción del ácido graso con un dendrón que presenta un grupo hidroxilo o un grupo amino en el punto focal en presencia de agentes 10 acoplantes. Estos procedimientos se pueden realizar en diversos disolventes como tetrahidrofurano, acetonitrilo, dimetilformamida, diclorometano u otros, o mezclas de ellos, calentando o a temperatura ambiente. Respecto a los agentes acoplantes para la formación del enlace éster, entre un grupo ácido y un alcohol, o del enlace amida, entre un grupo ácido y una amina, son conocidos por cualquier experto en la materia. 15 Los procesos de síntesis pueden realizarse a partir de las cuñas con los grupos superficiales finales ya presentes (aniónicas o catiónicas). También pueden llevarse a cabo en precursores o intermedios de los compuestos finales, de manera que después de introducir el ácido graso o su derivado en el punto focal del dendrón se funcional iza la 20 periferia de éste, siguiendo los procedimientos utilizados para preparar los dendrones funcionalizados descritos previamente, u otros similares que lleven a los mismos productos finales (ES 2365685 82). Por tanto, un primer aspecto de la presente invención se refiere a un dendrón o cuña 25 dendrítica (a partir de ahora compuesto de la invención) que comprende: Una macro molécula muy ramificada que está definida por una capa externa, superficie o periferia que incorpora grupos funcionales, por un punto focal y por las unidades, ramas o ramificaciones de crecimiento, estructura interna, que parten de dicho punto focal y que 30 sirven de soporte a la periferia dendrítica. Además, a través del punto focal se enlaza a los ácidos grasos. 35 a) La capa externa del dendrón consiste, total o parcialmente, en unidades iguales o diferentes del grupo de fórmula (1): 7
5 10 15 -Si-fR2) I P (R)) 3-p (1) donde: a Rl es un grupo alquilo (Cl-C4). preferiblemente Rl es un grupo metilo; a p es un número entero y varía entre 1 y 3. preferiblemente p es 2; y a R2 es el siguiente grupo -(CH2kS-(CH2)y-R3; a x representa un número entero que varía de 2 a 5; preferiblemente x es 2 ó 3; a y representa un número entero que varía de 1 a 10; preferiblemente y varía entre 1 y 5; a R3 es un grupo -OH. -S03H. -OS03H. -COOR' o -NR .. R· ... donde R'. R" Y R .... representan de manera independiente un grupo alquilo (C1-C4) o un hidrógeno; o cualquiera de sus sales. a Cuando R3 es -NR .. R· ... preferiblemente R" y R· ... representan de manera independiente un grupo alquilo (Cl-C4) o hidrógeno. más preferiblemente un grupo alquilo (Cl-C2) o hidrógeno. aún más preferiblemente R3 es un grupo -N(CH3)2 o un grupo -NH2. Aún más preferiblemente x es 2 y aún más preferiblemente y es 2. En una realización más preferida. cuando R3 es -NR .. R· ... R2 es el grupo -(CH2)2-S-(CH2)2-N(CH3)2 o -(CH2)2-S-(CH2)2-NH2. 20 El compuesto de la presente invención además puede ser catiónico. formando grupos amonio (por ejemplo -NH3 + o -NMe/). es decir. cuando R3 es un grupo amino. o aniónico. formando los grupos carboxilato. sulfato o sulfonato. para el resto de grupos R3 descritos anteriormente. 25 Cuando R3 es un grupo -C02R·. o cualquiera de sus sales. preferiblemente R' es H o CH3. más preferiblemente x es 2 o 3. y aún más preferiblemente y es 1 o 2. 30 Cuando R3 es un grupo -S03H o -OS03H. o cualquiera de sus sales. preferiblemente x es 2 o 3. y más preferiblemente y es 2 o 3. El término "alquilo" se refiere en la presente invención a cadenas alifáticas. lineales o ramificadas. que tienen de 1 a 4 átomos de carbono. por ejemplo. metilo. etilo. n-propilo. i-8
propilo, n-butilo, tert-butilo o sec-butilo, preferiblemente tiene de 1 a 2 átomos de carbono, más preferiblemente el grupo alquilo es un metilo. Por lo tanto, la presente invención no solo incluye los compuestos por sí mismos, sino 5 cualquiera de sus sales, por ejemplo, sales de metal alcalino ó metal alcalinotérreo, por ejemplo se pueden seleccionar entre sales de sodio, potasio ó calcio. Preferiblemente las sales son de sodio o sales de halógenos, que se pueden seleccionar entre sales de cloruro, bromuro, ioduro; o triflato. Preferiblemente las sales son de ioduro y cloruro. 10 b) El punto focal se puede seleccionar del grupo de fórmula (11): 15 20 25 30 -(CH2)z-y -C(O)-R5 (11) donde: o z es un número entero que varía de 1 a 10, preferiblemente z varía de 1 a 5 y más preferiblemente z es 3 o 4; o y es un átomo o grupo de átomos que hace de unión entre la cuña dendrítica y el ácido graso o su derivado, preferiblemente Y = O, NH, S; o R5 es la cadena sustituyente del ácido graso (R5C02H) o su derivado, preferiblemente R5 = -(CH2)aMe, a es un número entero que varía de O a 30. o La cadena (CH2)z está unida a un átomo de silicio que corresponde a la periferia de la cuña (grupo (1)) o a la estructura interna de la cuña (grupo (111 )). c) La estructura interna del dendrón está constituida por unidades del tipo: Sif-R6 ) I p (R1 ) 3-p (111) donde: o el átomo de Si está unido a la cadena del punto focal (grupo 11); y o R6 = -(CH2)b-, b representa un número entero que varía de 1 a 10; preferiblemente b es 2 ó 3. o La cadena R6 = (CH2)b puede estar unida a otra unidad 111 o al átomo de Si del grupo periférico (grupo 1). 9
5 La presencia de unidades de tipo 111 entre el grupo periférico (1) y el grupo focal (11) corresponde con las generaciones dendríticas. De manera que si no existe ninguna unidad tipo (111) sería la generación 1, si existe una unidad tipo (111) sería la generación 2 y así sucesivamente. Otro aspecto de la presente invención se refiere al procedimiento de obtención de los compuestos de la invención. En una realización preferida del procedimiento de invención la síntesis comprende una 10 reacción de un dendrón precursor que presentan un enlace C-X en el punto focal (X = halógeno) con el ácido graso en presencia preferentemente de base. La periferia del dendrón puede contener los grupos funcionales definitivos o sus precursores. En este último caso se realiza la funcionalización a posteriori como ya ha sido descrito (W020111 01520; ES 2365685 B2). Como disolvente de reacción pueden emplearse entre 15 otros: acetona, dimetilformamida, tetrahidrofurano, acetonitrilo u otros que cumplan esta función o mezclas de estos disolventes o con otros. Como base pueden ser utilizadas NaOH, KOH, K2C03; NElJ u otras que cumplan esta misma función. La síntesis de estos dendrones puede representarse, de manera general, por el esquema 1, dendrón ya funcionalizado, o por el esquema 2, dendrón sin funcional izar. 20 En otra realización preferida, la síntesis de estos compuestos puede realizarse por acoplamiento entre el ácido graso y un dendrón que presente un punto focal con un grupo -OH, -NH2 u otro similar. La periferia del dendrón puede contener los grupos funcionales definitivos o sus precursores. En este último caso se realiza la funcionalización a posteriori 25 como ya ha sido descrito (W020111 01520; ES 2365685 B2). Como disolvente de reacción pueden emplearse entre otros: acetona, dimetilformamida, tetrahidrofurano, acetonitrilo, diclorometano u otros que cumplan esta función o mezclas de estos disolventes o con otros. Como agentes acoplantes se pueden emplear carbodiimidas, u otros que cumplan esta función, en presencia de base como dimetilaminopiridina u otras. La síntesis de estos 30 dendrones puede representarse, de manera general, por el esquema 3, dendrón ya funcional izado, o por el esquema 4, dendrón sin funcionalizar. x x S~R3)o XGnCx(F)o 10
5 XGnCx(F)o + R5C02H --'----_o R5C02-GnCx(F)o R5C02GnCx(F)o Esquema 1. Síntesis de dendrones carbosilano con ácido graso en el punto focal prefuncionalizados (X = CI, Br, 1, entre otros). i) Base. XGnVo i) Ó + R5C02H ---'--XGnAo R5C02-GnVo Ó R5C02-GnAo ii) Esquema 2. Síntesis de dendrones carbosilano con ácido graso en el punto focal y posterior funcionalización (X = CI, Br, 1, entre otros). i) Base; ii) HS(CH2)yR3. Donde: 10 o Los dendrones con ácidos grasos en el punto focal se definen como 15 20 R5C02GnCx(F)o, donde: o n indica el número de la generación G. o Cx, indica la longitud de la cadena carbonada entre el átomo de Si y S. Por ejemplo, cuando partimos del compuesto XGnVo (V=vinilo), Cx es C2, o cuando partimos de XGnAo (A=alilo), Cx es C3 y así sucesivamente. o Los compuestos XGnVo y XGnAo de los siguientes ejemplos están descritos en: J. Sánchez-Nieves, P. Ortega, M. A. Muñoz-Fernandez, R. Gómez, F. J. de la Mata. Tetrahedron 2010, 66, 9203; A. W. van der Made, P.w. N. M van Leeuwen. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1992,1400; E. Fuentes-Paniagua, C. E. Peña-González, M. Galán, R. Gómez, F. J. de la Mata, J. Sánchez-Nieves. Organometallics 2013, 1789. o F, indica la naturaleza de los grupos funcionales situados en la periferia del dendrón (R3 = C02-, S03-, OS03-, S03H, OS03H, C02Me, C02H, OH, NH3+, NMe2W, NMe3+, NH2, NMe2) y "o" el número de estos grupos funcionales, que va a depender del 25 número de generaciones. o R5C02 indica el tipo de ácido graso empleado para la síntesis. Por otro lado, la obtención de compuestos catiónicos con grupos amonio terminales, por ejemplo NMe3+, se puede producir mediante una reacción de cuaternización del 30 correspondiente grupo amino utilizando un derivado RX, sulfatos de dialquilo (Cl-C5), triflato de metilo, o cualquiera de sus combinaciones como agente cuaternizante (donde R se selecciona de entre hidrógeno, alquilo (Cl-C24), alcohol (Cl-C24) o un arilo, 11
preferiblemente bencilo; y X es un halógeno, preferiblemente CI, Br o 1), como por ejemplo yoduro de metilo (Mel), HCI, cloruro de metilo, bromuro de metilo, cloruro de etilo, bromuro de etilo, cloruro de propilo, cloruro de hexilo, cloruro de dodecilo, cloruro de bencilo, bromuro de bencilo, bromuro de etanol, ioduro de etanol (HO-CH2CH2-I) o cualquiera de 5 sus combinaciones. También, en el caso de compuestos funcional izados con grupos amonio del tipo NR2·HCI, se neutralizan con medio básico y posteriormente se pueden cuaternizar con otros agentes alquilantes como los descritos anteriormente. En otra realización preferida, la síntesis de estos compuestos puede realizarse por 10 acoplamiento entre el ácido graso y un dendrón que presente un punto focal con un grupo -OH, -NH2 u otro similar y en la periferia del dendrón los grupos funcionales definitivos. Como condiciones de reacción pueden emplearse las descritas en esta invención para compuestos similares, sin descartar otros disolventes o agentes acoplantes. La síntesis de estos dendrones puede representarse, de manera general, por el esquema 3. 15 20 R5C02GnCx(F)o Esquema 3. Síntesis de dendrones carbosilano con ácido graso en el punto focal prefuncionalizados (X = OH, NH2, entre otros). i) Base, carbodiimida. i) R5C02-GnVo ii) --~--~. Ó --~--XGnVo Ó + R5C02H XGnAo R5C02-GnAo Esquema 4. Síntesis de dendrones carbosilano con ácido graso en el punto focal y posterior funcionalización (X = OH, NH2, entre otros). i) Base, carbodiimida; ii) HS(CH2)yR3. Donde los dendrones con ácidos grasos en el punto focal R5C02GnCx(F)o se definen como 25 lo expuesto anteriormente para los esquemas 1 y 2. La presente invención incluye también la preparación de dendrímeros tipo Janus. Estos dendrímeros se caracterizan por estar formados por dos unidades dendríticas que presentan alguna característica estructural distinta. En este caso, los dendrímeros tipo 30 Janus están formados por dos tipos de dendrones carbosilano, uno funcionalizado con grupos catiónicos o aniónicos, como los descritos anteriormente en esta invención, y otro funcionalizado en la periferia con ácidos grasos o derivados de estos. Las generaciones 12
r5 de cada dendrón pueden ser iguales o diferentes. La capa externa de este segundo dendrón consiste, total o parcialmente, en unidades iguales o diferentes del grupo de fórmula (IV): -Si--(-R7) I P (Rl) 3-p (IV) donde: o R1 es un grupo alquilo (C1-C4), preferiblemente R1 es un grupo metilo; o p es un número entero y varía entre 1 y 3, preferiblemente p es 2; y o R7 es el siguiente grupo -(CH2)x-S-(CH2)y-Y-C(O)R5; 10 o x representa un número entero que varía de 2 a 5; preferiblemente x es 2 ó 3; o y representa un número entero que varía de 1 a 10; preferiblemente y varía entre 1 y 5; o YC(O)R5 representa un ácido graso o su derivado, tal y como se ha definido anteriormente para R5 e Y. 15 o La unión entre las dos unidades del dendrímero tipo Janus se puede seleccionar 20 del grupo -{CH2)c-R8_(CH2)C', donde: o c y c' son un número entero que varía de 1 a 10, preferiblemente varían de 1 a 5 y más preferiblemente son 3 o 4; además c y c' pueden ser o no iguales entre sí; o R8 es cualquier tipo de unión, preferentemente del tipo -OR90-; donde R9 es cualquier grupo hidrocarbonado, preferiblemente R9 es un grupo aromático del tipo La preparación de los dendrímeros tipo Janus de la invención se puede realizar por acoplamiento de cada una de las cuñas al grupo R8. El orden de acoplamiento de las cuñas 25 es indistinto. La reacción se puede llevar a cabo en disolventes como acetona, DMF, THF u otros o mezclas de ellos, en presencia de una base, como por ejemplo K2C03, Na2CO, CSC03, NaHC03 sin descartar otras, preferiblemente calentando. También la preparación de los dendrímeros Janus puede llevarse a cabo introduciendo una cuña con las funciones ácido graso en la periferia y otra con grupos olefina. De nuevo el orden de introducción de 30 las cuñas es indistinto. A partir del dendrímero Janus que contiene funciones olefina la obtención de los compuestos de la invención se produce a través de una reacción tiol-eno con un derivado tiol que contiene el grupo aniónico o catiónico, o un precursor de ellos, tal como se ha descrito en los apartados anteriores de este invención (esquema 5). Los 13
5 disolventes y condiciones empleadas para la preparación de cualquiera de estos sistemas son conocidos por cualquier experto en la materia y similares a las condiciones descritas para los dendrones de la invención. S~OH I~ S' Br~ ''------S~OH + 1. TEA/O' /1h I ~S o ~o)l..(CHv,.Me 2. rt. 24h Br~Si '-----S"'v0--y(CH2),.Me Acetona 90'C 24h o BrG,C3(C02(CH2),.CH3h Esquema 5. Ejemplo de preparación de un dendrímero tipo Janus con dendrones de primera generación aniónicos y ácido palmítico. Otro aspecto de la invención recoge la capacidad de los compuestos descritos para formar 10 micelas. Estas micelas se pueden formar a partir de los dendrones de la invención en las concentraciones adecuadas, por combinación de dendrones de naturaleza carbosilano (W02011101520; ES 2365685 82) con ácidos grasos o a partir de las dendrímeros tipo Janus de la invención. El medio principal para la formación de estos sistemas sería acuoso, pero pueden utilizarse otros disolventes y mezclas de ellos. También se pueden formar las 15 micelas en disoluciones que contienen sales solubles en estos medios o tensioactivos. En una realización preferida, la formación de micelas se realiza por disolución en agua de los compuestos de la invención en concentraciones a partir de una denominada concentración micelar crítica (eMe), que indica precisamente la agregación de los 20 compuestos para dar lugar a micelas. Este proceso puede determinarse por diferentes técnicas, como por ejemplo medidas de conductividad, sin descartar otras. La eMe de 14
estos sistemas puede variar en función de la generación dendrítica, longitud del punto focal, el tipo de grupo periférico del dendrón, entre otros factores. En otra realización preferida, la formación de micelas se realiza por disolución en una 5 disolución acuosa de sales, preferentemente NaCI pero sin descartar otras. Este tipo de disoluciones presentan mayor fuerza iónica y favorecen la agregación micelar, es decir, el valor de la CMC disminuye al aumentar la concentración de sal añadida (al aumentar la fuerza iónica). Este proceso puede determinarse por diferentes técnicas, como por ejemplo medidas de tensión superficial, sin descartar otras. La CMC de estos sistemas puede variar 10 en función de la generación dendrítica, longitud del punto focal y el tipo de grupo periférico del dendrón, entre otros factores. La presente invención se refiere también a los usos en biomedicina de los compuestos de la invención y las micelas formadas por ellos. Entre ellos destacan la utilización de los 15 derivados catiónicos como agentes de transporte no virales para la transfección o internalización de material nucleico en el interior de diferentes líneas celulares en procesos de terapia génica, el uso de estos compuestos catiónicos o aniónicos como agentes terapéuticos "per se", por ejemplo como agentes antibacterianos, antivirales o antipriónicos, o también su utilización como transportadores de fármacos. 20 En otra realización preferida los sistemas de la invención, dendrímeros, dendrones y micelas, principalmente los catiónicos, se utilizan como agentes antimicrobianos. Por tanto, pueden utilizarse para la prevención y/o el tratamiento de infecciones bacterianas. 25 También los sistemas de la invención, dendrímeros, dendrones y micelas, principalmente los aniónicos, presentan actividad antiviral. Debido a ello, pueden utilizarse para la prevención y/o el tratamiento de enfermedades de origen vírico, como SIDA, Herpes, Gripe u otras. 30 Teniendo en cuenta la actividad biocida de los sistemas de la invención, dendrímeros, dendrones y micelas, otro aspecto de la presente invención se refiere al uso de ellos como agentes biocidas para aplicaciones no terapéuticas, como por ejemplo, pero sin limitarse a ellas, impedir la aparición de microorganismos en superficies o tratamiento de aguas. 35 Otro aspecto de la presente invención se refiere al uso de los sistemas de la invención, 15
dendrímeros, dendrones y micelas, tanto catiónicos como aniónicos, para la elaboración de un medicamento. Más preferiblemente, el medicamento se utiliza para la prevención y/o el tratamiento de enfermedades causadas por microorganismos, como por ejemplo virus, bacterias, protozoos u hongos. Más preferiblemente la prevención y/o el tratamiento son 5 para enfermedades causadas por el VIH o infecciones bacterianas. Otro aspecto de la presente invención se refiere a una composición farmacéutica que comprende al menos un dendrímero, dendrón o micela según se ha descrito anteriormente y un vehículo farmacéuticamente aceptable. Además, esta composición farmacéutica 10 puede comprender otro principio activo, preferiblemente un antibiótico, antiviral o antiinflamatorio. El antibiótico puede ser del grupo de los betalactámicos, como por ejemplo la penicilina, u otros no betalactámicos como eritromicina. El antiinflamatorio puede ser por ejemplo ibuprofeno y el antiviral AZT, pero sin descartar otros que cumplan funciones similares. 15 Los "vehículos farmacéuticamente aceptables" que pueden ser utilizados en dichas composiciones son los vehículos conocidos por un experto en la materia. Como ejemplos de preparaciones farmacéuticas se incluye cualquier composición sólida (comprimidos, píldoras, cápsulas, gránulos, etc.) o líquida (geles, soluciones, suspensiones o emulsiones) 20 para administración oral, nasal, tópica o parenteral. Para los dendrones o micelas aniónicos preferiblemente la administración será tópica y aún más preferiblemente en forma de gel. En el caso de los dendrones o micelas catiónicos, preferiblemente la administración será vía oral, parenteral (inyectable), o tópica. 25 En otro aspecto, la presente invención se refiere a un método de tratamiento o prevención de enfermedades causadas por microorganismos, como por ejemplo virus, bacterias, protozoos u hongos en un mamífero, preferiblemente un humano, que comprende la administración de una cantidad terapéuticamente efectiva de una composición que comprende al menos un compuesto dendrítico o micela de la invención. Preferiblemente, 30 la administración de la composición se puede realizar por vía oral, nasal, tópica o parenteral. Para los sistemas aniónicos preferiblemente la administración será tópica yaún más preferiblemente en forma de gel. En el caso de los catiónicos, preferiblemente la administración será vía oral, parenteral (inyectable) o tópica. 16
En el sentido utilizado en esta descripción, el término "cantidad terapéuticamente efectiva" se refiere a la cantidad de la composición calculada para producir el efecto deseado y, en general, vendrá determinada, entre otras causas, por las características propias de la composición, la edad, estado y antecedentes del paciente, la severidad de la enfermedad, 5 y de la vía y frecuencia de administración. Otro aspecto de la presente invención se refiere al uso de los dendrones o micelas catiónicos de la invención como vector no viral. Preferiblemente, el vector se utiliza para la transfección o internalización de material nucleico en procesos de terapia génica, es decir, 10 los compuestos de la invención pueden actuar como agentes de transfección en terapia génica. Por "material nucleico" se refiere en la presente invención a un material, aislado y/o purificado, que comprende una secuencia nucleotídica y se puede seleccionar entre 15 oligonucleótidos, ARNip o AON. 20 Otro aspecto de la presente invención se refiere al uso del vector no viral de la invención, para la elaboración de un medicamento. Más preferiblemente, para la elaboración de un medicamento para el tratamiento mediante terapia génica de la infección por VIH o cáncer. También es posible el uso de los sistemas de la invención, dendrones y micelas, como vehículos de transporte de moléculas, preferiblemente moléculas con actividad farmacológica (principios activos), y más preferiblemente moléculas aniónicas o catiónicas, dependiendo si el compuesto es catiónico o aniónico respectivamente. El principio activo 25 puede ser un antibiótico, un antiinflamatorio o un antiviral, entre ellos por ejemplo y sin limitarse a un antibiótico del grupo de los betalactámicos, como puede ser la penicilina, a un antiinflamatorio como puede ser ibuprofeno o un antiviral como puede ser AZT. Las características de las micelas hacen que puedan actuar también como transportadores 30 de fármacos no solubles en medio acuoso. A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" 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 35 desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los 17
5 10 20 30 siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS Figura 1. Dendrón y espectro de 1H-RMN (CDCb) de R5C02G1A2 (R5 = Me(CH2)4). Figura 2. Dendrones de primera a tercera generación catiónicos con ácido palmítico en el punto focal R5C02GnC2(NMe3+)m (R5 = Me(CH2)14; n = 1, m = 2; n = 2, m = 4, n = 3, m = 8). Figura 3. Dendrones de primera a tercera generación catiónicos con ácido hexanoico en el punto focal R5C02GnC2(NMe3+)m (R5 = Me(CH2)4; n = 1, m = 2; n = 2, m = 4, n = 3, m = 8). Figura 5. Dendrones de primera a tercera generación aniónicos con funciones carboxilato en la periferia y con ácido palmítico en el punto focal R5C02GnC3(C02-)m (R5 = Me(CH2)14; n = 1 m = 2· n = 2 m = 4 n = 3 m = 8) t I t I I • Figura 6. Dendrones de primera a tercera generación aniónicos con funciones sulfonato en la periferia y con ácido palmítico en el punto focal R5C02GnC3(S03-)m (R5 = Me(CH2)14; n = 1 m = 2· n = 2 m = 4 n = 3 m = 8) , t I I I • Figura 8. Determinación de concentración micelar crítica (CMC) de dendrones aniónicos R5C02GnC3(S03-)m (R5 = Me(CH2)14; n = 1, m = 2; n = 2, m = 4, n = 3, m = 8) por conducitividad. Figura 9. Determinación de concentración micelar crítica (CMC) de dendrones catiónicos R5C02GnC2(NMe3 +)2 (R5 = Me(CH2)14; n = 1, m = 2; n = 2, m = 4, n = 3, m = 8) por conducitividad. 35 Figura 10. Determinación de concentración micelar crítica (CMC) de dendrones aniónicos 18
R5C02GnC3(S03-)m (R5 = Me(CH2)4; n = 1, m = 2; n = 2, m = 4, n = 3, m = 8) por tensión superficial. Figura 11. Estudio de la variación de la absorbancia máxima de hidrocloruro de procaína 5 variando la concentración de dendrón en disolución acuosa. Figura 12. Toxicidad de los dendrones polianiónicos por ensayo MTT en la línea celular TZM.bl. Se realizó un ensayo MTT 48 h post-tratamiento con las distintas concentraciones de los sistemas aniónicos. Se determinó como límite de toxicidad un 80 % de viabilidad 10 celular. Los datos mostrados representan la media de cinco experimentos realizados por triplicado cada uno. Abreviaciones: NT= Control no tratado, DMSO= Dimetil sulfóxido. Figura 13. Inhibición de la infección viral por los dendrones polianiónicos testados. Las células fueron tratadas, en cada caso, con las concentraciones máximas no tóxicas 15 mencionadas en la figura anterior. El porcentaje de infección para cada virus se determinó 48 post-infección cuantificando la actividad de la luciferasa. Los datos representan la media ± desviación estándar de tres experimentos independientes realizados por triplicado. **: p<0.001, ***: p<0.0001 vs. control de infección. 20 Figura 14. Curvas dosis-respuesta obtenidas para los dendrones BDCG048 y BDCG054. Curva de inhibición en (A) aislado viral R5 VIH-1NLAD8, y (B) aislado viral X4 VIH-1NL4.3. Las células se pre-trataron con concentraciones crecientes de 0,01 a 1 O¡.¡M de dendrón durante 1 hora. Posteriormente se infectaron con 20 ng VIH-1/106, para ambos aislados virales, durante 3 horas. Se cuantificó el porcentaje de infección tras 48 horas. Los datos 25 representan la media de tres experimentos realizados por triplicado cada uno. Figura 15. Efecto de la adición de los dendrones BDCG048 y BDCG054 en el ciclo viral del VIH-1. Se infectó las células TZM.bl con 20 ng R5 VIH-1NLADa/106 TZM.bl. Posteriormente, se trataron las células con los dendrones a distintos tiempos post-30 infección. Finalmente, se cuantificó la infección a las 48 horas siguiendo el procedimiento previamente descrito. Se utilizó T-20 (enfurvitide, 20¡.¡M), TFV (tenofovir, 1¡.¡M), RAL (raltegravir, 1¡.¡M), BDCG048 (1 O¡.¡M) Y BDCG054 (1 O¡.¡M). Los datos se representan como la media de tres experimentos. 19
EJEMPLOS Las estructuras de algunos dendrones y sus espectros de RMN se encuentran recogidos en las figuras 1-7. A continuación se describe la síntesis de algunos de los compuestos de 5 la invención (esquema 6) que son representativos del resto de sistemas que se recogen en la invención. o Br~)m [~o~)m [~OH + w W W=15 n-' f1l'"2 <'} W&5n-' m-2(4) Wo-15 nz2 rn-4 (2) Wa5 n-2 mz.4 (5) ..... '50-3_(3) W-Sn-3~(8) 1 iI o (i) [~O s~NMe2HCI) m w Wa15 n-' m-2 W> IN-=$ n"'1 m-2 (10) W-15n-2",... } ""5ns2rn-.4~'1) W'-15 0-3 rl'P'-8 (9) Wz5 n"'3 m-8 12) :1 O O (i) [~O S~NMe2) Iv [~O s~NMe31) w m w 'W-15n-' m-2~'3~ V'JIo:S n:1 fTP2(t6) W-15 n-1 nP2 (19) VP5n-, m=2~ !Na15n=2m:a.4 14 w-s n-2 mz4 (17) VoJa15 n-2 rn=4 (20) VP5 n-2 rn=4 (23 W=15 n=3 ~8 (15) w-5 n-31ll'<8 (18) \ll.k15 n-3 m=8 (21) 'i'P5 n-3 ",",8 (24) 10 Esquema 6. Síntesis de dendrones catiónicos. (i) Acetona, K2C03, Éter Corona 18-C-6, 24h; (ii) THF/MeOH, HS(CH2)2NMe2HCI, DMPA, hv, 4h; (iii) NaOH; (iv) Mel 24h. Ejemplo 1.-Dendrones funcional izados con grupos vinilo. 15 Síntesis de RC02G1~ (R = Me(CH2)14) (figura 1). Método A) Se mezclan en una ampolla BrG1A2 (1.0 g, 4.29 mmol), K2C03 (1.18 g, 8.58 mmol), éter corona 18-C-6 (0.11 g, 0.42 mmol) yacido palmítico (1.10 g, 4.29 mmol) y se disuelven en acetona (50 mi) a 90°C, bajo atmosfera de Argón con agitación continua 20 durante 24h. Luego de este tiempo la acetona es evaporada del crudo de reacción y los productos se extraen utilizando una mezcla de EhO y H20 saturada con NaCI. La fase orgánica se seca sobre MgS04 durante 15 minutos y luego en presencia de Si02 durante 10 minutos más. La solución se filtra utilizando celite y los residuos de reacción se evaporan al vacío para obtener los dendrones modificados con ácidos grasos en el punto focal como 25 aceites naranjas con altos rendimientos (1.5 g, 86%). 20 m
RMN (CDCh): 1H RMN 6 0.09 (s, 3H, SiMe), 0.60 (t, 2H, OCH2CH2CH2CH2Si), 0.81 (t, 3H, CH3{CH2)14C02), 1.21 (s, 24H, CH3(CH2)I~CH2)2C02), 1.36 (m, 2H, OCH2CH2CH2CH2Si), 1.58 (m, 4H, OCH2CH2CH2CH2Si, CH3(CH2)12CH2CH2C02), 2.22 (t, 2H, CH3(CH2)12CH2CH2C02), 4.00 (t, 2H, OCH2CH2CH2CH2Si), 5.66 (m, 2H, SiCHCH2), 5.97 5 (m, 4H, SiCHCH2). RMN-13C (CDCh) 6 -5.5 (SiMe), 13.4 (OCH2CH2CH2CHzSi), 14.0 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02), 20.0 (OCH2CH2CH2CH2Si), 22.6 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02), 24.9 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02), 29.0-29.6 (CH3CH2CH2 (CH2)IOCH2CH2C02), 31.8 (CH3CH2CH2(CH2)10CH2CH2C02), 32.2 (OCH2CH2CH2CH2Si), 34.2 (CH3CH2CH2 (CH2)1OCH2CH2C02), 63.7 (OCH2CH2CH2CH2Si), 10 132.8 (SiCHCH2), 136.5 (SiCHCH2), 173.7 (CH3CH2CH2 (CH2)1OCH2CH2C02). MS: [M+Hj+= 409.35 uma. Anal. Calculado para C2sH4802Si (408.78 g/mol) %: C, 73.46, H, 11.84. Exp. %: C, 72.95, H, 11.37. Método B) Un dendrón de tipo HO(CH2)zOG1A2 (1.00 g, 4.12 mmol) se hace reaccionar 15 con ácido palmítico (0.95 g, 3.71 mmol) en CH2CI2 (50 mi) en presencia de una carbodiimida (DCC, 4.12 mmol) y una base (DIPEA, 4.12 mmol) durante 24h a temperatura ambiente. Transcurrido este tiempo se evaporan los volátiles y se purifica el compuesto RC02(CH2hOG1~ mediante columna en sílice (0.98 g, 65%). 20 Ejemplo 2.-Dendrones funcionalizados con grupos catiónicos o sus precursores. Método A) El dendrón con grupos vinilo en la periferia RC02G1CN2 (R = Me(CH2)14) (1.0 25 g, 2.44 mmol), se junta con 2-(dimetilamino)etanotiol hidroclorado (0.76 g, 5.38 mmol) y 5 mol % de DMPA (0.07 g, 0.26 mmol), en una solución de THF/MeOH (75:25) (5 mi). La mezcla de reacción se desoxigena e irradia durante 2 horas bajo luz ultravioleta. Luego de este tiempo se le adiciona otra porción de DMPA correspondiente al 5 % mol, y la mezcla de reacción es irradiada nuevamente durante dos horas más con luz UV. El avance y la 30 finalización de la misma fueron monitoreados por 1H RMN. Los disolventes se evaporan y el producto de reacción se disuelve en agua destilada y se purifica por ultrafiltración con membranas de celulosa con un tamaño de poro entre 500-1000 Da. El compuesto obtenido se neutraliza con una disolución de NaOH 1 M Y se extrae con éter dietílico (3 x 20 mi). La fase orgánica se seca utilizando sulfato de magnesio anhidro durante 1 h, filtrada y 21
removida bajo vacío para obtener el compuesto deseado como un aceite amarillo con buenos rendimientos (1.34 g, 99%). RMN (COCb): 1H RMN 6 -0.09 (s, 3H, SiMe), 0.43 (t, 2H, OCH2CH2CH2CH2Si), 0.84 (m, 5 7H, CHJ{CH2)14C02, SiCH2CH2S), 1.25 (s, 24H, CH3(CH2)12(CH2hC02), 1.30 (m, 2H, OCH2CH2CH2CH2Si), 1.58 (m, 4H, OCH2CH2CH2CH2Si, CH3(CH2)12CH2CH2C02), 2.24 (s, 14H, SCH2CH2NMe2, CH3(CH2)12CH2CH2C02), 2.48 (m, 4H, SCH2CH2NMe2), 2.57 (m, 4H, SCH2CH2NMe2), 2.62 (m, 4H, SiCH2CH2S), 4.00 (t, 2H, OCH2CH2CH2CH2Si). RMN-13C (COCb) 6 -5.6 (SiMe), 12.9 (OCH2CH2CH2CH2Si), 13.9 (SiCH2CH2S), 14.2 10 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02), 20.0 (OCH2CH2CH2CH2Si), 22.4 (CH3CH2), 23.3 (SCH2CH2NMe2), 24.7 (CH3CH2), 29.4-28.9 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02), 29.4 (SiCH2CH~), 31.6 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02), 33.0 (OCH2CH2CH2CH2Si), 34.2 (CH3CH2CH2 (CH2)10CH2CH2C02), 45.0 (SCH2CH2NMe2), 58.9 (SCH2CH2NMe2), 63.7 (OCH2CH2CH2CH2Si), 173.7 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02). Anal. Cale. para 15 C33H7oN202S2Si (619.14 g/mol) %: C, 64.02, H, 11.40, S, 10.36. Exp. %: C, 62.15, H, 10.70, S,8.90. Método B) Un dendrón de tipo HO(CH2)20G1 C2(NMe2h (0.50 g, 1.11 mmol) se hace reaccionar con ácido palmítico (0.33 g, 1.13 mmol) en CH2Cb (25 mi) en presencia de una 20 carbodiimida (OCC, 1.13 mmol) y base (OIPEA, 1.13 mmol) durante 24h a temperatura ambiente. Transcurrido este tiempo se evaporan los volátiles y se purifica el compuesto RC02(CH2hOG1C2(NMe2h mediante columna en sílice (44%). 25 A una disolución del compuesto neutro RC02G1C2(NMe2h (R = Me(CH2)14) (1.34 g, 2.16 mmol) fue adicionado Mel en exceso (0.54 mi, 8.64 mmol). La solución resultante se mantuvo durante 12 h con agitación constante a temperatura ambiente para luego ser evaporada a presión reducida obteniendo así el compuesto cuaternizado como un sólido 30 blanco con alto rendimiento (1.84,95%). RMN (020): 1H RMN 60.04 (s, 3H, SiMe), 0.60 (m, 2H, OCH2CH2CH2CH2Si), 0.84 (m, 7H, CH3(CH2)14C02, SiCH2CH2S), 1.22 (s, 24H, CH3(CH2)12(CH2)2C02), 1.30 (m, 2H, OCH2CH2CH2CH2Si), 1.67 (m, 4H, OCH2CH2CH2CH2Si, CH3(CH2)12CH2CH2C02), 2.24 (m, 2H, CH3(CH2)12CH2CH2C02), 2.62 (m, 4H, SiCH2CH2S), 2.86 (m, 4H, SCH2CH2NMe3+), 3.12 (m, 18, NMe3+), 3,58 (m, 35 4H,CH2CH2NMe3+), 3.85 (m, 2H, OCH2CH2CH2CH2Si). RMN-13C (020) 6 -5.7 (SiMe), 22
12.9 (OCH2CH2CH2CH2Si), 13.9 (SiCH2CH2S), 14.2 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02), 20.0 (OCH2CH2CH2CH2Si), 22.4 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02), 23.3 (SCH2CH2NMe3+), 24.7 (CH3CH2CH2( CH2)1OCH2CH2C02), 29.4-28.9 (CH3CH2CH2( CH2)1OCH2CH2C02), 29.4 (SiCH2CH2S), 31.6 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02), 33.0 (OCH2CH2CH2CH2Si), 34.2 5 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02), 53.6 (SCH2CH2NMe3+), 63.7 (OCH2CH2CH2CH2Si), 65.1 (SCH2CH2NMe3+), 173.7 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02). Anal. Calc. para C3sH76hN202S2Si (903.03 g/mol) %: C, 46.55, H, 8.48, S, 7.10. Exp. %: C, 46.03, H, 8.29, S,5.90. 10 Ejemplo 3.-Dendrones funcionalizados con grupos aniónicos o sus precursores. 15 W=15 .=1 m=2 (1) W=15 .=2 m=4 (2) W=15 .=3 m=8 (3) W=15 .=1 m=2 (4) W=15 .=2 m=4 (5) W=15 .=3 m=8 (6) W=5 .=1 m=2 (7) W=5 .=2 m=4 (8) W=5 .=3 m=8 (9) W=5.=1 m=2 (10) W=5 .=2 m=4 (11) W=5 .=3 m=8 (12) Esquema 7. Síntesis de dendrones aniónicos. (i) Acetona, K2C03, Éter corona 18-C-6, 24h; (ii) THF/MeOH, HS(CH2hS03Na, DMPA, hv, 4h. Método A) En una ampolla bajo atmosfera inerte se mezclan BrG1A2 (0.50 g, 1.91 mmol), K2C03 (0.52 g, 3.83 mmol), éter corona 18-C-6 (0.05 g, 0.19 mmol) y ácido palmítico (0.49, 20 0.19 mmol) y se disuelven en acetona (50 mi) a 90°C, bajo atmosfera de Argón con agitación continua durante 24h. Luego de este tiempo la acetona es evaporada y los productos se extraen utilizando una mezcla Et20 y H20 saturada con NaCI. La fase orgánica es secada sobre MgS04 y luego en presencia de Si02 durante 10 minutos más. La solución se filtra utilizando celite y los residuos de reacción se evaporaron a vacío. El 25 compuesto que se obtiene (0.50 g, 1.14 mmol) se disuelve en una mezcla THF/MeOH (75:25) y se junta con una solución de 3-mercapto-1-propanosulfonato de sodio (0.45 g, 2.51 mmol) en 5 mi de agua preparada previamente. Sobre esta mezcla final se adiciona en 4 porciones, una cada hora, el fotoiniciador DMPA (0.06 g, 0.25 mmol). La mezcla se 23
desoxigena cada vez que se realiza este proceso y se irradia con luz UV (365 nm). El tiempo total de reacción es de 4 horas. Los disolventes se evaporan y el producto de reacción se disuelve en agua destilada y se purifica por ultrafiltración con membranas de celulosa de tamaño de poro entre 500-1000 Da. Finalmente el agua se elimina y el 5 producto se obtiene como un sólido blanco con alto rendimiento (0.82 g, 91). RMN (020): 1H RMN ~ -0.13 (m, 3H, SiMe), 0.53 (m, 6H, OCH2CH2CH2CH2Si, SiCH2CH2CH2S), 0.75 (m, 3H, CH3(CH2)14C02), 1.15 (m, 26H, CH3(CH2) 12(CH2)2C02, OCH2CH2CH2CH2Si), 1.47 (m, 8H, CH3(CH2)12CH2CH2C02, OCH2CH2CH2CH2Si, 10 SiCH2CH2CH2S ), 1.89 (m, 4H, SCH2CH2CH2S03, ), 2.14 (m, 2H, CH3(CH2)12CH2CH2C02), 2.44 (m, 4H, SiCH2CH2CH2S), 2.52 (m, 4H, SCH2CH2CH2S03), 2.85 (m, 4H, SCH2CH2CH2S03), 3.92 (m, 2H, OCH2CH2CH2CH2Si). RMN-13C (020) ~ -5.35 (SiMe), 12.8 (SiCH2CH2CH2S), 13.2 (OCH2CH2CH2CH2Si), 13.92 (CH3 (CH2)12CH2CH2C02), 20.1 (OCH2CH2CH2CH2Si), 23.9 (SiCH2CH2CH2S), 24.5 (SCH2CH2CH2S03), 24.9 15 (CH3(CH2)1OCH2CH2C02), 29.3-29-9 (CH3(CH2)12CH2CH2C02), 30.29 (SCH2CH2CH2S03), 32.3 (OCH2CH2CH2CH2Si), 34.1 (CH3(CH2)12CH2CH2C02), 35.2 (SiCH2CH2CH2S), 50.1 (SCH2CH2CH2S03), 63.9 (OCH2CH2CH2CH2Si), 173.3 (CH3CH2CH2(CH2)10CH2CH2C02). Anal. Cale. para C33H66Na20sS4Si (793.20 g/mol) %: C, 49.97, H, 8.39, S, 3.54. Exp. %: C, 49.15, H, 7.95, S, 2.35. 20 Método B) Un dendrón de tipo HO(CH2)20G1 C3(S03Na)2 (0.250 g, 0.44 mmol) se hace reaccionar con ácido palmítico (0.256 g, 0.88 mmol) en OMF (15 mi) en presencia de una carbodiimida (EOCI, 0.88 mmol) y base (OMAP, 0.88 mmol) durante 24h a 60° C. Transcurrido este tiempo se evaporan los volátiles y se purifica el compuesto 25 RC02(CH2hOG1C3(S03Na)2 mediante diálisis (21 %). Se disuelven 500 mg de RC02G1A2 (1,14 mmol) en 2 mL de THF. Sobre esta disolución 30 se adicionan 0,20 mL de ácido 3-mercaptopropiónico (2,28 mmol) y 58,4 mg de OMPA (0,228 mmol). Finalmente, la disolución se mantiene, en agitación, 4 horas bajo luz ultravioleta. RMN-1H (C0300): 0,04 (s, 3H, (CH2hSi(CH3)), 0,70 (m, 6H, (CH2hSi(CH3)), 0,94 (t, 3H, CH3(CH2)14C02), 1,34 (s, 26H, CH3(CH2)12(CH2)2C02 + C02(CH2)2CH2), 1,65 (m, 8H, SiCH2CH2CH2S + C02CH2CH2 + CH2CH2C02), 2,35 (t, 2H, CH2CH2C02), 2,61 (m, 24
5 8H, SiCH2CH2CH2S + SCH2CH2C02H), 2,78 (t, 4H, SCH2CH2C02H), 4,12 (t, 2H, C02CH2(CH2)JSi). Se disuelven 500 mg de RC02G1C2(C02Hh (0,77 mmol) en 2 mL de THF. Sobre esta disolución se adiciona otra disolución de 129,4 mg de NaHC03 (1,54 mmol) en agua. Finalmente, la disolución se mantiene en agitación durante 30 minutos. RMN-1H (020): 0,08 (s, 3H, (CH2)3Si(CH3», 0,55 (m, 6H, (CH2)3Si(CH3», 0,82 (t, 3H, CHJ(CH2)14C02), 1,13 10 (s, 26H, CH3(CH2)12(CH2)2C02 + C02(CH2)2CH2), 1,46 (m, 8H, SiCH2CH2CH2S + C02CH2CH2 + CH2CH2C02), 2,17 (t, 2H, CH2CH2C02), 2,42 (t, 4H, SiCH2CH2CH2S), 2,49 (t, 4H, SCH2CH2C02Na), 2,64 (t, 4H, SCH2CH2C02Na), 3,94 (t, 2H, C02CH2(CH2)3Si). Ejemplo 4.-Dendrímeros tipo Janus funcionalizados con dendrones sulfonato v 15 ácido palmítico. BrG1C3(OH)2. En una ampolla bajo atmósfera inerte se disuelve BrG1A2 (1.0 g, 3.83 mmol) utilizando una mezcla THF/MeOH(75:25, 20 mi) junto con una disolución de 2-mercaptoetanol (0.08 g, 0.95 mmol) en 0.5 mi de THF preparada previamente. El 20 fotoiniciador 2,2 dimetoxi-2-fenilacetofenona, OMPA (0.05 g, 0.19 mmol), se adiciona sobre la disolución del dendrón. La mezcla se desoxigena y se irradia con luz UV (365 nm) durante 1 hora. Pasado este tiempo se adiciona nuevamente fotoiniciador y tiol en las mismas cantidades iniciales. Este proceso se repite cada hora hasta completar un tiempo total de reacción de 4 horas. Los disolvente se evaporan y el producto obtenido se purifica 25 hacienda lavados con agua y hexano (3 x 15) para obtener BrG1C3(OHh como un aceite amarillo (1.4 g, 88%). RMN(COCb): 1H-RMN 6 -0.07 (s, 3H, SiMe), 0.45 (t, 2H, BrCH2CH2CH2CH2Si), 0.56 (t, 3H, SiCH2(CH2hS), 1.37 (m, 2H, BrCH2CH2CH2CH2Si), 1.51 (m, 4H, SiCH2CH2CH2S), 1.80 (m, 4H, BrCH2CH2CH2CH2Si), 2.47 (t, 4H, SiCH2CH2CH2S), 2.65(t, 4H, SCH2CH20H), 3.36 (t, 2H, BrCH2CH2CH2CH2Si), 3.65 (t, 4H, SCH2CH20H). 30 RMN-13C (COCb) 6 -5.58 (SiMe), 12.5 (BrCH2CH2CH2CH2Si), 13.10 (SiCH2(CH2hS), 22.14 (BrCH2CH2CH2CH2Si), 24.27 (SiCH2CH2CH2S), 33.51 (BrCH2CH2CH2CH2Si), 34.96 (SCH2CH20H), 35.30 (SiCH2CH2CH2S), 36.04 (BrCH2CH2CH2CH2Si), 60.33 (SCH2CH20H). MS: [M+Hr= 218.22. Anal. Calculado para C1sH33Br02S2Si (417.54 g/mol) %: C, 43.15, H, 7.97. Exp. %: C, 45.20, H, 7.35. 35 25
I~S~OH S· Br~I~S~OH BrG1C3(C02(CH2)14CH3)2. En un schlenk, el compuesto BrG1C3(OHh (0.10 g, 0.23 mmol)y trietilamina (0.08 g, 0.72 mmol) se disuelven en CH2CI2 (50 mi) y se agita la disolución O°C bajo atmosfera inerte durante 1 hora. Transcurrido este tiempo se adiciona Cloruro de 5 Palmitoilo (0.14 g, 0.52 mmol) sobre esta disolución manteniendo la reacción con agitación constante a temperatura ambiente por 24 horas. El disolvente se evapora a vacío y el producto se extrae utilizando Et20 y una disolución de agua saturada con NaCI. La fase orgánica se seca sobre MgS04Y se filtra a través de Celite. El producto obtenido se purifica utilizando una columna cromatografía de exclusión de tamaño (Bio-Beds S-X1) usando 10 THF como eluyente, obteniendo así BrG1C3(C02(CH2)14CH3h como un aceite amarillo (0.19 g, 89%). RMN (CDCb): 1HRMN ~ -0.07 (m, 3H, SiMe), 0.49 (t, 2H, BrCH2CH2CH2CH2Si) 0.56(m, 4H, SiCH2(CH2)2S), 0.82 (m, 6H, CHJ(CH2)14C02), 1.19 (s, 50H, CH3(CH2) 12(CH2)2C02, BrCH2CH2CH2CH2Si), 1.47 (m, 6H, CH3(CH2)12CH2CH2C02, SiCH2CH2CH2S ), 1.80 (t, 2H, BrCH2CH2CH2CH2Si), 2.25 (m, 4H, CH3(CH2)12CH2CH2C02), 15 2.51 (m, 4H, SiCH2CH2CH2S), 2.67 (m, 4H, SCH2CH2C02), 3.36 (m, 2H, BrCH2CH2CH2CH2Si), 4.15 (t, 4H, SCH2CH2C02). RMN-13C (CDCb) ~ -5.14 (SiMe), 12.8 (SiCH2CH2CH2S), 13.2 (BrCH2CH2CH2CH2Si), 14.0 (CHJ(CH2)12CH2CH2C02), 20.1 (BrCH2CH2CH2CH2Si), 23.9 (SiCH2CH2CH2S), 24.9 (CH3(CH2)1OCH2CH2C02), 29.3-29-9 (CH3(CH2)12CH2CH2C02), 30.8 (SCH2CH2C02), 31.9 (BrCH2CH2CH2CH2Si), 33.44 20 (BrCH2CH2CH2CH2Si), 34.2 (CH3(CH2)12CH2CH2C02), 36.2 (SiCH2CH2CH2S), 63.2 (SCH2CH2COO), 173.5 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02). Anal. Calc. para C47H93Br04S2Si (894.35 g/mol) %: C, 63.12, H, 10.48, S, 7.17. Exp. %: C, 65.15, H, 9.95, S, 6.35. o ~o/l-(CH2)14Me I~S B~Si r ~s~Of((CH2)14Me O 25 HOCsH40G1A2. En una ampolla bajo atmosfera inerte se añade BrG1A2 (1.0 g, 3.83 mmol), 1 ,4-(OH)2C6H4 (4.21 g, 38.3 mmol), K2C03 (1.05 g, 7.66 mmol), éter corona 18-C-6 (0.10 g, 0.38 mmol) y acetona (50 mL). La mezcla se agita a 90°C durante 24 horas. El disolvente se evapora y el crudo de reacción se extrae con CH2CI2 y una disolución saturada de NH4CI en agua (50 mL). La fase orgánica se seca sobre MgS04 y a continuación con Si02 durante 30 10 minutos. La disolución se filtra a través de Celite y el disolvente se evapora. El producto 26
obtenido se purifica utilizando una columna cromatográfica de exclusión de tamaños (Bio-Beds S-X1) con THF como eluyente obteniéndose así HOC6H40Gl~ como un aceite marrón con buen rendimiento (0.9 g, 82%). RMN(CDCiJ): 1HRMNO-0.022 (s, 3 H, Si Me), 0.57 (t, 2 H, CH2Si), 1.43 (m, 2 H, CH2CH2Si), 1.51 (d, 4H, SiCH2CH) 1.75 (m, 2 H, 5 OCH2CH2), 3.87 (t, 2 H, O CH2) , 4.83 (m, 4 H, SiCH2CHCH2), 5.74 (m, 2 H, SiCHCH2), 6.75 (m, 4 H, C6H402 ); RMN-13C (CDCiJ): 5.9 (SiMe), 12.6 (OCH2CH2CH2CH2Si), 20.05 (OCH2CH2CH2CH2Si), 21.1 (SiCH~CH2)2S) 32.9 (OCH2CH2CH2CH2Si), 68.2 (OCH2), 115.6 and 115.9 (C6H402; CH), 113.2 (SiCH2CHCH2), 134.6 (SiCH2CHCH2), 149.3 and 152.9 (C6H402; CO). Anal. Cale. Para C17H2602Si (290,47 g/mol) %: C, 70.29, H, 9.02. Exp. %: C, 10 70.15, H, 9.95. ~I /Si~O--O-OH A2G10C6H40G1C3(C02(CH2)14CH3)2. Siguiendo el procedimiento descrito para el compuesto anterior, el compuesto ~Gl0C6H40G1C3(C02(CH2)14CH3)2 fue obtenido desde 15 BrG1C3(C02(CH2)14CH3)2 (1.0 g, 3.44 mmol), HOC6H40G1A2 (3.08 g, 3.44 mmol), K2C03 (1.00 g, 6.89 mmol) y éter corona 18-C-6(0.10 g, 0.34 mmol) como un aceite amarillo con buen rendimiento (3.5 g, 92%). RMN (CDCiJ): 1HRMN O -0.08 (m, 6H, SiMe), 0.59 (m, 8H, OCH2CH2CH2CH2Si, SiCH~CH2)2S), 0.87 (m, 6H, CH3(CH2)14C02), 1.24 (s, 52H, CH3(CH2h~CH2hC02, OCH2CH2CH2CH2Si), 1.54 (d, 4H, SiCH2CHCH2) 1.58 (m, 8H, 20 CH3(CH2),2CH2CH2C02, SiCH2CH2CH2S ), 1.75 (m, 4H, OCH2CH2CH2CH2Si, CH3(CH2)lOCH2CH2C02), 2.29 (t, 4H, CH3(CH2)12CH2CH2C02), 2.54 (t, 4H, SiCH2CH2CH2S), 2.70 (t, 4H, SCH2CH2C02), 3.80 (m, 4H, OCH2CH2CH2CH2Si), 4.20 (t, 4H, SCH2CH2C02), 4.83 (m, 4 H, SiCH2CHCH2), 5.74(m, 2 H, SiCHCH2), 6.80 (m, 4 H, C6H402 ). RMN-13C (CDCiJ) O -5.14 (SiMe), 12.8 (SiCH2CH2CH2S), 13.2 (OCH2CH2CH2CH2Si), 14.0 25 (CHJ(CH2)12CH2CH2C02), 20.1 (OCH2CH2CH2CH2Si), 23.9 (SiCH2CH2CH2S), 24.9 (CH3(CH2)lOCH2CH2C02), 29.3-29-9 (CH3(CH2)12CH2CH2C02), 30.8 (SCH2CH2C02), 31.9 (OCH2CH2CH2CH2Si), 33.44 OCH2CH2CH2CH2Si), 34.2 (CH3(CH2)12CH2CH2C02), 36.2 (SiCH2CH2CH~), 63.2 (SCH2CH2COO), 173.5 (CH3CH2CH2(CH2)10CH2CH2C02), 115.3 (C6H402; CH), 113.2 (SiCH2CHCH2), 134.6 (SiCH2CHCH2), 152.9 (C6H402; CO). Anal. 30 Calculado para C64H11806S2Si2 (1103,19 g/mol) %: C, 69.63, H, 10.77, S, 5.81. Exp. %: C, 68.15, H, 10.90, S, 4.30. 27
o ...A-~ I s~o (CH2h4Me ~Si~0-o-' O~Si~ ,f" -~S"vO-y(CH2)14Me O (S03)2C3G10CsH40G1C3(C02(CH2)14CH3)2. El compuesto anterior (0.30 g, 0.27 mmol), se disuelve en una mezcla THF/MeOH(75:25) y se adiciona a una solución de 3-mercapto-1-propanosulfonato de sodio (0.10 g, 0.6 mmol) preparada previamente en 5 mi de agua. 5 Sobre esta mezcla final se adiciona en 4 porciones, una cada hora, el fotoiniciador OMPA (0.002 g, 0.007 mmol). La mezcla se desoxigenada y seirradia cono luz UV cada vez. El tiempo total de reacción fue de 4 horas. Los disolventesse evaporan y el producto de reacción se disuelve en agua destilada y se purifica por ultrafiltración con membranas de celulosa con un tamaño de poro entre 500-1000 Da. Finalmente el agua se elimina a vacío 10 Y se obtiene (S03)2C3G10CsH40G1C3(C02(CH2)14CH3)2 como un sólido blanco (0.32 g, 82%). RMN (020): 1HRMN ~ -0.13 (m, 6H, SiMe), 0.53 (m, 12H, OCH2CH2CH2CH2Si, SiCH2CH2CH2S), 0.75 (m, 6H, CHJ(CH2)14C02), 1.15 (m, 52H, CH3(CH2)12(CH2)2C02, OCH2CH2CH2CH2Si), 1.47 (m, 12H, CH3(CH2)12CH2CH2C02, SiCH2CH2CH2S ), 1.70 (m, 15 CH3(CH2)12CH2CH2C02), 2.44 (m, 8H, SiCH2CH2CH2S), 2.52 (m, 8H, SCH2CH2CH2S03, SCH2CH2C02), 2.85 (m, 4H, SCH2CH2CH2S03), 3.92 (m, 4H, OCH2CH2CH2CH2Si), 4.30 (t, 4H, SCH2CH2C02), 6.80 (m, 4 H, C6H402). RMN-13c (020) ~ -5.35 (SiMe), 12.8 (SiCH2CH2CH2S), 13.2 (OCH2CH2CH2CH2Si), 13.92 (CHJ(CH2)12CH2CH2C02), 20.1 (OCH2CH2CH2CH2Si), 23.9 (SiCH2CH2CH2S), 24.5 (SCH2CH2CH2S03), 24.9 20 (CH3(CH2)1OCH2CH2C02), 29.3-29-9 (CH3(CH2)¡2CH2CH2C02), 30.29 (SCH2CH2CH2S03), 32.3 (OCH2CH2CH2CH2Si), 34.1 (CH3(CH2)12CH2CH2C02), 35.2 (SiCH2CH2CH2S), 50.1 (SCH2CH2CH2S03), 63.9 (OCH2CH2CH2CH2Si), 173.3 (CH3CH2CH2(CH2)1OCH2CH2C02). Anal. Calculado para C70H132Na2012S6Si2 (1460,33g/mol) %: C, 57.57, H, 9.11, S, 13.17. Exp. %: C, 57.45, H, 9.65, S, 12.35. 25 28
Ejemplo 5.-Formación de micelas a partir de los compuestos de la invención y determinación de la concentración micelar crítica. Para que una micela se forme debe existir un apropiado balance hidrofílico-lipofílico dentro 5 del compuesto a analizar. En los compuestos de la invención, el efecto hidrofóbico es consecuencia del esqueleto dendrítico y del ácido graso, mientras que la parte hidrofílica se debe a la cadena externa de tipo S-(CH2)y-R3 comentada anteriormente. La formación de micelas a partir de los dendrones de la invención se determina mediante el estudio de la concentración micelar crítica (CMC). Para el estudio de dicha concentración existen 10 diferentes métodos, entre los que se encuentran la conductividad, la tensión superficial o la fluorescencia. Las medidas de conductividad se realizaron dentro de un rango de concentraciones entre 1x10-3 y 1x10-7M en un disolvente como agua, pero sin descartar otros. La adición de 15 dendrones iónicos causa un incremento en el número de cargas transportadas y por ende un aumento en la conductividad. Cuando se supera la barrera de la CMC la difusión de carga es mucho más lenta con respecto a la situación inicial puesto que las micelas son de mayor tamaño que los manó meros y por tanto el aumento de la conductividad es menos significativo (Tabla 1, Figuras 8 y 9). Las medidas de conductividad también determinan el 20 grado de ionización, observándose que los sistemas aniónicos tienen un mayor grado de ionización que los sistemas catiónicos. Tabla 1. CMC y grado de ionización de micelas obtenido por conductividad para los compuestos RC02GnC2(NMe3+)m (R = Me(CH2)14, Me(CH2)4; n = 1, m = 2; n = 2, m = 4, n 25 = 3, m = 8) Y RC02G1 C3(S03-)2 (R = Me(CH2)14, Me(CH2)4; n = 1, m = 2; n = 2, m = 4, n = 3, m = 8). CMC (mM) Ionización R Gn S03-NMe/ S03-NMe3+ Me(CH2)4 G, -----------Me(CH2)4 G2 ---0,32 0.58 0,73 Me(CH2)4 G3 0,10 0,12 0.24 0,33 Me(CH2)14 G1 0,24 0,12 0,69 0,37 Me(CH2)'4 G2 0,14 0,11 0,78 0,20 Me(CH2)14 G3 0,14 0,19 0,79 0,49 29
La tensión superficial es otra técnica comúnmente utilizada para determinar la CMC. La manera de realizar los estudios de medidas de tensión superficial es análoga a la determinación de conductividad. El aumento de la concentración de los compuestos de la invención conlleva la disminución de la tensión superficial de la disolución respecto al valor 5 del disolvente puro (Figura 10). La repulsión entre cargas en la cabeza de los compuestos de la invención afecta directamente a la CMC, y por tanto la adición de electrolitos en disoluciones acuosas disminuye dicha repulsión, que favorece la formación de micelas. El tamaño de los contraiones y la concentración del electrolito son fundamentales para regular la formación micelar. 10 Caracterización de micelas. Se pueden emplear diferentes técnicas para este proceso en las micelas formadas a partir de los compuestos de la invención, como por ejemplo dispersión de luz (DLS) y potencial 15 l, pero sin descartar otros. 20 Mediante el estudio de DLS se obtiene el radio hidrodinámico, que en las micelas de la invención mostró ser independiente de la concentración por encima de la CMC. A medida que se aumenta la generación del dendrón, el radio hidrodinámico disminuye. El potencial l muestra que una vez formada la micela a partir de los compuestos de la invención el valor es aproximadamente -61 mV (sistemas aniónicos), indicando de esta manera la formación de sistemas estables. 25 ESTUDIO DE LA INTERACCiÓN DE MICELAS CON FÁRMACOS La utilización de los sistemas micelares como medios de transporte de fármacos y ácidos nucleicos, entre otras moléculas de interés, toma cada día más fuerza en el campo de la biomedicina. Como ejemplo de fármaco se ha utilizado el hidrocloruro de procaína (HCP, 30 figura 11), conocido anestésico local. Debido al carácter catiónico de este fármaco se han empleado las micelas obtenidas a partir de los compuestos aniónicos de la invención. Para calcular un coeficiente de partición y establecer la capacidad de encapsulación se utilizan medidas de absorbancia. La 35 concentración de HCP se mantiene constante y se varía la concentración de los 30
compuestos de la invención. Por debajo de la CMC, la absorbancia producida por efecto del fármaco no tiene cambios significativos. Cuando se supera dicha concentración, se observa un aumento paulatino de 5 la absorbancia sumado a un desplazamiento de la misma hacia mayores longitudes de onda, comportamiento característico de sustancias que cambian rápidamente la polaridad del entorno desde un medio polar a uno menos polar (interior de la micela). El coeficiente de partición calculado permite concluir que estas micelas tienen una mayor capacidad de encapsular el fármaco que otros surfactantes iónicos como SDS o CTAB (R. Hosseinzadeh, 10M. Gheshlagi, et al. Cent. Eur. J. Chem 2009, 7, 90). Este estudio revela la capacidad de las micelas formadas por dendrones carbosilano y ácidos grasos en el punto focal para transportar fármacos. La localización del fármaco, interacción electrostática en el exterior, internalización entre unidades de la micela, o 15 encapsulamiento por parte de la micela, depende del tipo de fármaco y del medio: acuoso salino o no salino o medio orgánico. Por ejemplo, en el caso de la procaína en medio acuoso no salino con micelas formadas por dendrones de tipo RC02GnC3(SOf)m (R = Me(CH2)14), esta se localiza en la superficie micelar interaccionando electrostáticamente con las cargas de los dendrones. 20 ACTIVIDAD BIOLÓGICA DE SISTEMAS CATIÓNICOS FRENTE A BACTERIAS Se ha estudiado la capacidad antibacteriana de los sistemas catiónicos frente a bacterias de tipo Gram+ (ej. S. aureus) y Gram-(ej. E. eoll). La principal diferencia entre estas 25 bacterias radica en la constitución de la membrana bacteriana. Sin embargo, no se descarta su actividad frente a otras bacterias y otros microorganismos como amebas y otros parásitos. 30 35 MATERIALES Y MÉTODOS Dendrones. Como ejemplo se presentan los datos correspondientes a los compuestos RC02GnC2(NMe3+)m (R = Me(CH2)n; n = 4, 14). 31
Valoración de la capacidad antibacteriana de los compuestos. La concentración mínima inhibitoria (CMI) de los compuestos se determina en microplacas de 96 pocillos, utilizando el método estándar ISO 20776-1. El ensayo se realiza por 5 sextuplicado para cada concentración analizada. Para los ensayos se utilizaron las bacterias Escherichia coli (CECT 515, Gram negativa) y Staphylococcus aureus (CECT, 240 Gram positiva). Ambas cepas fueron obtenidas de la "Colección Española de Cultivos Tipo" (CECT). Se prepara una disolución madre disolviendo 0,01024 g del compuesto en estudio en 10 mi de agua destilada (1024 ppm). Después de eso, se añade agua destilada 10 estéril hasta obtener las concentraciones deseadas. En cada pocillo de las microplacas se añaden 100 ~L de la solución con la concentración deseada y se completa con 100 ~L de caldo MuellerHinton (Scharlau, ref. 02-136) doble concentrado de lo que se indica para su preparación. Finalmente se añaden 5 ~L de una solución de bacteria de 2 x 107 UFC/mL. Las microplacas se incuban a 37°C durante 24 h utilizando un lector de microplacas 15 ELX808iu (Bio-Tek Instruments). La concentración mínima bactericida (CMB) es la concentración más pequeña del compuesto que no permite el crecimiento bacteriano. Esta CMB se calcula inoculando 5~1 de cada uno de los pocillos de la microplaca utilizada para el cálculo de CMI, en una placa 20 de Petri con agar Mueller-Hinton (ref. 02-136, Scharlau). Tras 48 h de incubación a 37°C, se analiza la presencia de colonias. Resultados. 25 La capacidad antibacteriana (Tabla 2) de los compuestos de la invención estudiados depende de la generación, longitud de la cadena del ácido graso y tipo de bacteria. Los mejores resultados se obtienen para la generación dos y para cadenas como la del ácido hexanoico en el punto focal. 32
5 Tabla 2. Actividad antibacteriana de los compuestos RC02GnC2(NMe3+)m (R = Me(CH2)14, Me(CH2)4; n = 1, m = 2; n = 2, m = 4, n = 3, m = 8). S. Aureus E. Col; Compuesto CMI CMB CMI CMB Me(CH2)14C02G1(NMe3+)2 16 16 32 64 Me( CH2)14C02G2(NMe3 +)4 8 16 32 32 Me( CH2)14C02G3(N Me3 +)8 8 8 8 16 Me(CH2)4C02G1(NMe3+)2 16 16 16 32 Me( CH2)4C02G2(NMe3 +)4 0,5 1 1 1 Me( CH2)4C02G3(N Me3 +)8 4 4 8 8 ACTIVIDAD BIOLÓGICA DE LOS SISTEMAS ANIÓNICOS COMO AGENTES ANTIVIRALES FRENTE AL VIH. Se han estudiado los sistemas aniónicos cuyos grupos funcionales interaccionan con la 10 proteína gp120 del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 (VIH-1), el receptor celular CD4 y/o los correceptores CCR5 o CXCR4, actuando en las primeras etapas del ciclo viral inhibiendo la infección por el VIH, así como en virus herpes tipo 2 (VHS-2), ya que también parecen unirse en las etapas tempranas del ciclo viral. El estudiar estos dos virus se debe a que ambos producen enfermedades infecciosas por transmisión sexual y a que la 15 probabilidad para infectarse con VIH de personas infectadas por VHS-2 es tres veces mayor que las que no están infectadas por este virus. MATERIALES Y MÉTODOS 20 Dendrones. Se realizó un cribado de seis dendrones carbosilano polianiónicos, RC02GnC3(SOf)m (R = Me(CH2k n = 1, m = 2, denominado a continuación como BDCG044; n = 2, m = 4, 33
5 denominado a continuación como BOCG046; n = 3, m = 8, denominado a continuación como BOCG048; R = Me(CH2)14, n = 1, m = 2, denominado a continuación como BOCG050; n = 2, m = 4, denominado a continuación como BOCG052; n = 3, m = 8, denominado a continuación como BOCG054). Reactivos. Como control negativo y control de muerte celular, para los ensayos de toxicidad celular, se empleó dimetilsulfóxido (OMSO, Sigma-Aldrich). Como control de inhibición de la 10 replicación viral se empleó el antirretroviral T-20 (Genetech, San Francisco, Ca, EE.UU.), un inhibidor de la fusión del VIH-1 a las células diana debido a su unión a la glicoproteína gp41 del virus. Tenofovir (TFV, Gilead Sciences, Foster City, CA, USA) como inhibidor de la transcriptasa y raltegravir (RAL, Merck Sharp & Oohme Corp, Whitehouse Station, NJ, USA) como inhibidor de la retrotransciptasa. Se utilizó agua libre de nucleasas (Promega) 15 para obtener las diluciones de trabajo de los compuestos a partir del stock y el PBS (Lonza, MO, USA) para hacer los lavados de las placas en los diferentes experimentos. Células. 20 TZM.bl (ATCC® PTA-5659™), línea celular procedente de una línea HeLa generada a partir de la línea JC53-bl, que expresa los marcadores C04, CCR5 y CXCR4, Y los genes de la luciferasa y ¡3-galactosidasa bajo el control del promotor de VIH-1. Se obtuvieron a través del NIH AIOS Research and Reference Reagent Programo Se cultivaron en medio de cultivo OMEM (Life technology, Madrid, España) suplementado al 5% con SFB inactivado por 25 calor, 2 mM de L-glutamina y el cóctel de antibióticos mencionado anteriormente a 37°C en una atmósfera de 5% de C02. Aislados virales. Los aislados virales R5 trópico VIH-1NLAD8 y X4 trópico VIH-1NL4.3, son aislados de 30 laboratorio procedentes del NIH AIOS Research and Reference Reagent Program, Oivision of AIOS, NIAIO. La infectividad de los aislados virales del VIH-1 se cuantificó en la línea celular TZM.bl. Se cultivaron 2x1 04 de células TZM-bl con medio de cultivo completo en placas de 96 pocillos y se añadieron los aislados del VIH-1 a distintas concentraciones durante 3 horas, tras este 35 tiempo se lavaron las células dos veces con PBS estéril y se dejaron en medio de cultivo. 34
Tras 48 horas post-infección se determinó el porcentaje de infección mediante la medida de luminiscencia (Luciferase Assay System, Promega) utilizando un lector de placas (Multilector de placas Synergy 4, Biotek Instrument). 5 Ensayo de toxicidad por reducción de sales de tetrazolio o MIT. Esta técnica es un ensayo colorimétrico basado en la capacidad selectiva de las células vivas para reducir el bromuro de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenil tetrazolio en cristales insolubles de formazán. Este método permite determinar el efecto letal de los compuestos 10 en estudio, en este caso los dendrones polianiónicos carbosilano, sobre el metabolismo celular, ya que los daños celulares se traducen en una disminución de la actividad mitocondrial de la célula pudiéndose medir la citotoxicidad de dichas moléculas. Este ensayo se llevó a cabo de acuerdo a las instrucciones del fabricante (MTT, Sigma-Aldrich, St Louis, EE.UU.). Brevemente, tras el tiempo de incubación de las distintas poblaciones 15 celulares en placa de 96 pocillos de fondo plano (15x103 células TZM.bl/pocillo) con las diferentes concentraciones seleccionadas de las nanopartículas, se retiró el sobrenadante que contiene la nanopartícula y se sustituyó por 200IJL de Opti-MEM® (medio sin suero ni rojo fenol) y 20 IJL de MTT (Azul de Tiazolil, 5 mg/mL, concentración final en pocillo de 0,5 mg MTT/mL) por pocillo. Tras 2 horas de incubación en condiciones de cultivo, se procedió 20 a la centrifugación de la placa a 1500 r.p.m. 10 min y a la posterior retirada del sobrenadante con el exceso de MTT que no reaccionó. Los cristales de formazán se disolvieron en 200 IJL de DMSO. La placa se agitó a 700 r.p.m. para asegurar la correcta disolución de dichos cristales y la concentración de formazán se determinó por espectrofotometría utilizando un lector de placas (Multilector de placas Synergy 4, Biotek 25 Instrument) a una longitud de onda de 570 nm (referencia de 690 nm). El espectrofotómetro se calibró a O utilizando Opti-MEM® sin células. La viabilidad celular relativa (%) respecto del control (células sin tratar) se calculó en base a la fórmula: [A] test / [A] control x 100. Se utilizó DMSO al 20% y se empleó como control positivo de toxicidad. Cada experimento se realizó por triplicado. 30 Ensayo de inhibición de sistemas aniónicos: cuantificación del VIH-1. Se determinó la capacidad de inhibición de la infección por el VIH-1 de los sistemas aniónicos en TZM.bl. Para ello, se pre-trataron las distintas poblaciones celulares con las 35 diferentes concentraciones de los compuestos de interés máximas no tóxicas en placa de 35
96 pocillos de fondo plano (15x103 células TZM.bl/pocillo) durante 1 hora en condiciones de cultivo. Posteriormente se infectaron las células con 20 ng VIH/106 TZM.bl de los aislados virales R5 trópico VIH-1NLAD8 y X4 trópico VIH-1NL4.3, durante 3 horas. A continuación, se retiró el sobrenadante que contiene el exceso de dendrones y virus, y se 5 realizaron dos lavados con 200 IJL de PBS, a continuación se reemplazó con 200 IJL de medio nuevo manteniéndose los cultivos durante 48 h. Tras este tiempo post-infección, se procedió a la retirada del sobrenadante, seguido de un lavado con 2001J1 de PBS, para proceder a lisar las células mediante la adición de 501J1 de buffer de lisis (Promega) por pocillo durante 30 min a 4°C. Posteriormente, se centrifugaron las células a 1500 r.p.m. 10 durante 5 min para precipitar los restos celulares, y se recogieron 20 IJI del lisado celular. 15 Dicho volumen se transfirió a una placa de lectura y se añadieron 60 IJI/pocillo de sustrato de luciferasa (Luciferase Assay System, Promega) para determinar el porcentaje de infección mediante la medida de luminiscencia utilizando un lector de placas (Multilector de placas Synergy 4, Biotek Instrument). Cada experimento se llevó a cabo por triplicado. Ensayo de curvas de inhibición y cálculo de leso Se determinaron las curvas de inhibición de la infección por el VIH-1 de los sistemas aniónicos en la línea celular TZM.bl (Figura 14). Se trataron las células con diferentes 20 concentraciones no tóxicas de los compuestos de interés (0,001-10 IJM en TZM.bl) en placas de 96 pocillos de fondo plano (15x1 03 células/pocillo). Se incubaron las células con los tratamientos durante 1 hora en condiciones de cultivo y seguidamente se infectaron las células con 20 ng VIH-1/106 TZM.bl, con ambos aislados virales R5 y X4 durante 3 horas, en condiciones de cultivo. Se retiró el sobrenadante que contiene el exceso de dendrones 25 y virus, y se realizaron lavados consecutivos con 200 IJL de PBS y, finalmente, se reemplazó con 200IJL de medio nuevo manteniéndose los cultivos durante 48 horas. Tras este tiempo, para cuantificar la infección por el VIH-1 se realizó el mismo procedimiento detallado anteriormente. Cada experimento se llevó a cabo por triplicado. Posteriormente, para calcular los valores de IC5o, se utilizó el software informático CalcuSyn (Biosoft, 30 Cambridge, UK). Ensayo de tiempo de adición Con el fin de determinar en qué punto del ciclo viral del VIH-1 están actuando los 35 dendrones, se realizaron ensayos de tiempo de adición en la línea celular TZM.bl (Figura 36
15). Se plaquearon 15x103 TZM.bl/pocillo en placas de 96 pocillos. Se dejaron incubar 24 horas en condiciones de cultivo para que las células se adhiriesen a la placa. Posteriormente, se infectaron las células TZM.bl con el aislado viral R5 VIH-1NLAD8 (20 ng VIH/106 TZM.bl). Se trataron las células con los dendrones con la concentración máxima 5 no tóxica, así como las drogas utilizadas como controles, a distintos tiempos post-infección (O, 1, 2-7 h). Se dejaron incubar 48 h en condiciones de cultivo, y posteriormente se cuantificó la infección tal y como se ha descrito anteriormente. Se utilizaron como controles T-20, Tenofovir (TFV) y Raltegravir (RAL). Cada experimento se llevó a cabo por triplicado. 10 Resultados. En la línea celular TZM.bl (Figura 12) se estudiaron concentraciones de los sistemas aniónicos en un rango de 0,1 a 50 J.lM. Se obtuvieron las concentraciones máximas no tóxicas para utilizar en los ensayos posteriores. Dichas concentraciones fueron: BDCG044: 15 1 J.lM; BDCG046: 1 J.lM; BDCG048: 10J.lM; BDCG050: 0,1 J.lM; BDCG052: 0,1 J.lM; BDCG054: 10 J.lM. Los compuestos BDCG044, BDCG046, BDCG050 y BDCG052 no presentan actividad antiviral frente a ambos aislados virales de VIH, por lo que se descartaron estos 20 compuestos (Figura 13). El compuesto BDCG048 consigue inhibir un 98,5% la infección en ambos aislados virales de VIH, mientras que el compuesto BDCG054 inhibe la infección por el aislado viral R5 VIH-1NLADSen un 99,1 %, y el aislado viral X4 VIH-1NL4.3en más de un 99,9. Teniendo en cuenta estos resultados, realizamos los ensayos posteriores utilizando los compuestos con una potente actividad antiviral: BDCG048 y BDCG054. 25 Las curvas de inhibición obtenidas (Figura 14) muestran en todos los casos un comportamiento dosis-dependiente, ya que a medida que aumenta la concentración de dendrón se observa mayor inhibición viral. En el aislado viral R5 VIH-1NLAD8Se observa que a una concentración de ambos dendrones de 5 J.lM, se alcanza una inhibición de más de 30 un 90% (Figura 14A)). En el aislado viral X4 VIH-1NL4.3, se alcanzan tasas de inhibición de un 100% a partir de 1 J.lM en ambos dendrones, por lo que los dendrones son más eficaces frente al aislado viral X4 VIH-1NL4.3que frente al R5 VIH-1NLAD8. En la tabla 3 se muestran los valores de ICso obtenidos: 37
Tabla 3. Valores de IC50 para los dendrones BDCG048 y BDCG054 en ambos aislados virales de VIH-1. R5-H IV -1 NLAD8 X4-HIV-1 NL4.3 IC50 (IJM) BDCG048 0,1046 0,0351 IC50 (IJM) BDCG054 0,0534 0,0073 En los datos que se muestran en la Figura 15, se observa que los dendrones BDCG048 y 5 BDCG054 son capaces de inhibir la infección del VIH-1 a tiempos cortos post-infección (0-1 h) Y a medida que pasa el tiempo disminuye esta capacidad de inhibición viral, por lo que se puede afirmar que los dendrones están actuando en las etapas tempranas de la infección. 38