ES2908411T3 - Profármacos del inhibidor del antígeno de membrana específico de la próstata (PSMA) - Google Patents

Profármacos del inhibidor del antígeno de membrana específico de la próstata (PSMA) Download PDF

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Abstract

Un compuesto de fórmula (I) o fórmula (II): **(Ver fórmula)** en las que: cada R1, R3 y R4 se selecciona de pivaloiloximetilo (POM) e isopropiloxicarboniloximetilo (POC), de modo que tanto R3 como R4 son cada uno pivaloiloximetilo (POM), o que tanto R3 como R4 son cada uno isopropiloxicarboniloximetilo (POC), y cada R2, se selecciona independientemente del grupo que consiste en H, alquilo, Ar, -(CR5R6)n-Ar, -(CR5R6)n-O-C(=O)- R7, -(CR5R6)n-C(=O)-O-R7, -(CR5R6)n-O-C(=O)-O-R7, -(CR5R6)n-OR7, -(CR5R6)n-O-[(CR5R6)n-O]m-R7, -(CR5R6)n-Ar-O- C(=O)-R7, -Ar-C(=O)-O-(CR5R6)n-R7, -(CR5R6)n-NR8R9, y -(CR5R6)n-C(=O)-NR8R9; en los que: n es un número entero de 1 a 20; m es un número entero de 1 a 20; cada R3' y R4' son independientemente H o alquilo; cada R5 y R6 se selecciona independientemente del grupo que consiste en H, alquilo y alquilarilo; cada R7 es independientemente alquilo de cadena lineal o ramificada; Ar es arilo, arilo sustituido, heteroarilo o heteroarilo sustituido; y R8 y R9 son cada uno independientemente H o alquilo; y sales farmacéuticamente aceptables de los mismos.

Description

DESCRIPCIÓN
Profármacos del inhibidor del antígeno de membrana específico de la próstata (PSMA)
Antecedentes
El enfoque de profármaco es una estrategia bien establecida para mejorar las propiedades fisicoquímicas, biofarmacéuticas y farmacocinéticas de moléculas de fármacos potenciales. Aproximadamente el 5-7% de los medicamentos aprobados en todo el mundo son profármacos con ventas anuales en 2013 de 11 , 2 billones de dólares. La mayoría de los profármacos son derivados químicos sencillos de la molécula original. Los profármacos de éster, los profármacos más comunes, constituyen el 49% de todos los profármacos comercializados. Las razones de la popularidad de los profármacos de éster incluyen su síntesis generalmente sencilla, su lipofilicidad y permeabilidad de membrana mejoradas, y la ubicuidad de las esterasas. Un ejemplo de un enfoque para preparar un profármaco de éster es rematar lo(s) resto(s) ácido(s) con ésteres de alquilo o alquiloximetilo lipofílicos (es decir, pivaloiloximetilo (POM) o isopropiloxicarboniloximetilo (POC); p.ej., enalapril, adefovir). Otro enfoque consiste en rematar lo(s) resto(s) ácido(s) con aminoácidos para producir amidas que sean reconocibles por transportadores, como el transportador de péptidos 1 (PEPT1) (p. ej., metionilo de pomaglumetad, valaciclovir).
El PSMA (antígeno de membrana específico de la próstata), también denominado GCPII (glutamato carboxipeptidasa II) y FOLH1, es una metalopeptidasa que cataliza la hidrólisis del aspartato-glutamato N-acetilado (NAAG) a N-acetil aspartato (NAA) y glutamato y escinde los restos de glutamato terminal secuencialmente a partir de poliglutamato de folato (Ristau et al., 2013; Mesters et al., 2006; Slusher et al., 2013). Uno de los inhibidores de PSMA más potentes, selectivos y eficaces es el 2-PMPA (Ki o CI50 = 300 pM). Después de dosis de inyección intraperitoneal (ip) de 50-100 mg/kg, alcanza concentraciones de 30-50 pM en el cerebro y proporciona eficacia en más de 20 modelos animales del sistema nervioso central (CNS) o del sistema nervioso periférico (PNS), incluida la neuropatía diabética, neuropatía periférica, dolor neuropático, dolor general, accidente cerebrovascular, adicción a las drogas, esclerosis lateral amiotrófica (ALS), esclerosis múltiple (MS), esquizofrenia, epilepsia y varios otros asociados con un aumento patológico de la concentración de glutamato que conduce a efectos excito-tóxicos y muerte neuronal. Sin embargo, el 2-PMPA es un compuesto altamente polar con múltiples carboxilatos y un grupo de unión al zinc y tiene una disponibilidad oral insignificante. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, debe dosificarse por vía intravenosa, intraperitoneal o local para lograr los efectos deseados. Este hecho limita su uso potencial como fármaco ya que la mayoría de los trastornos anteriores requieren una dosificación a largo plazo para la que se prefiere fuertemente la vía oral.
Los siguientes documentos pueden ser útiles para comprender los antecedentes de la presente descripción: Sung Hwan Kim et al, "An Efficient Conjugate Addition of Dialkyl Phosphite to Electron-Deficient Olefins: The Use of a Nucleophilic Organocatalyst to Form a Strong Base", Bulletin of the Korean Chemical Society, KR, (20130320), vol.
34, núm. 3, páginas 989 - 992;
Kim, Sung Hwan et al., "An efficient conjugate addition of dialkyl phosphite to electron-deficient olefins: the use of a nucleophilic organocatalyst to form a strong base", CA, Chemical Abstracts Service, Columbus, Ohio, EE.UU., (2013), Número de acceso a la base de datos 2013:551288;
Baker, James R. et al, "Dendrimer-based compositions in disease diagnosis and therapy", CA, Chemical Abstracts Service, Columbus, Ohio, EE.UU., Número de Acceso a la base de datos 2009:53865;
Shi, Xiangyang et al, "Dendrimer based compositions for therapeutic and diagnostic applications", CA, Chemical Abstracts Service, Columbus, Ohio, EE.UU., (2008), número de acceso a la base de datos 2008:71328;
Harsanyi, Kalman et al, "Synthesis of 2-phosphinoxidomethyl- and 2-phosphonomethyl glutaric acid derivatives", CA, Chemical Abstracts Service, Columbus, Ohio, EE.UU., (2005), número de acceso a la base de datos 2005:1263876;
Jackson, Paul F. et al, "Certain phosphinyl derivatives useful as NAALADase inhibitors”, CA, Chemical Abstracts Service, Columbus, Ohio, EE.UU., (1998), número de acceso a la base de datos 1998:28658;
Ginsburg, V. A. et al, "Addition of trialkyl phosphites to acrylic systems", CA, Chemical Abstracts Service, Columbus, Ohio, EE.UU., (1961), número de acceso a la base de datos 19 6 1 :136955;
Oliver, A. J. et al., "Conformational and SAR analysis of NAALADase and PSMA inhibitors", Bioorg. Med. Chem., (20030000), vol. 11, doi:doi:10.1016/S0968-0896(03)00427-9, páginas 4455 - 4461;
Ding, P. et al., "Design and synthesis of a siderophore conjugate as a potent PSMA inhibitor and potential diagnostic agent for prostate cancer", Bioorg. Med. Chem., (20080000), vol. 16, doi:doi:10.1016/j.bmc.2007.11.030, páginas 1648 - 1657/
Wu, L. Y. et al., "The molecular pruning of a phosphoramidate peptidomimetic inhibitor of prostate-specific membrance antigen", Bioorg. Med. Chem., (20070000), vol. 15, doi:doi:10.1016/j.bmc.2007.07.028, páginas 7434 - 7443;
Liu, T. et al., "Pseudoirreversible inhibition of prostate-specific membrane antigen by phosphoramidate peptidomimetics", Biochemistry, (20080000), vol. 47, páginas 12 6 5 8 - 12660; y US 2003/194400 A1.
Compendio
La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas. Los compuestos y métodos que no están cubiertos por las reivindicaciones se divulgan con fines de referencia, para explicar o comprender mejor la descripción que describe los compuestos de fórmula (I) o fórmula (II):
Figure imgf000003_0001
en los que: cada R1, R3 y R4 se selecciona de pivaloiloximetilo (POM) e isopropiloxicarboniloximetilo (POC), de modo que tanto R3 como R4 son cada uno pivaloiloximetilo (POM), o que tanto R3 como R4 son cada uno isopropiloxicarboniloximetilo (POC), y
R2 , se selecciona independientemente del grupo que consiste en H, alquilo, Ar, -( CRsR6)n-Ar, -(CR5R6)n-O-C(=O)-R7, -(CRaR6)n-C(=O)-O-R7, -(CRaR6)n-O-C(=O)-OR7, -(CR5 R6V O R 7 , -(CR5R6)n-O-[(CRaR6)n-O]m-R7, -(CRaR6)n-Ar-O-C(=O)-R7, -Ar-C(=O)-O-(CR5R6)n-R7, -(CR5R6)n-NR8R9, y -(CR5R6)n-C(=O)-NR8R9; en los que:
n es un número entero de 1 a 2 0 ;
m es un número entero de 1 a 2 0 ;
cada R3 ' y R4 ’ son independientemente H o alquilo;
cada R5 y R6 se selecciona independientemente del grupo que consiste en H, alquilo y alquilarilo;
cada R7 es independientemente alquilo de cadena lineal o ramificada;
Ar es arilo, arilo sustituido, heteroarilo o heteroarilo sustituido; y
R8 y R9 son cada uno independientemente H o alquilo; y
sales farmacéuticamente aceptables de los mismos.
Las reivindicaciones dependientes se refieren a realizaciones particulares, como los siguientes compuestos de fórmula (I):
Figure imgf000003_0002
Se describe, pero no se reivindica, un método para tratar una enfermedad o una condición. El método puede comprender administrar a un sujeto que necesita tratamiento del mismo, un compuesto de fórmula (I), un compuesto de fórmula (II), o una composición farmacéutica del mismo, en una cantidad eficaz para tratar la enfermedad o condición.
La enfermedad o condición puede seleccionarse del grupo que consiste en una enfermedad neurodegenerativa, esclerosis múltiple (MS), cáncer, angiogénesis y enfermedad inflamatoria intestinal.
La enfermedad neurodegenerativa puede seleccionarse del grupo que consiste en esclerosis lateral amiotrófica (ALS), enfermedad de Parkinson (PD), enfermedad de Alzheimer (AD), enfermedad de Huntington, demencia con cuerpos de Lewy (DLB), esquizofrenia, dolor, epilepsia, accidente cerebrovascular y lesión cerebral traumática (TBI).
La enfermedad o condición puede resultar en un exceso de actividad de PSMA. Dicho exceso de actividad de PSMA puede inhibirse cuando se administra el compuesto de fórmula (I), el compuesto de fórmula (II) o una composición farmacéutica del mismo.
Breve descripción de las figuras
Habiendo descrito así el objeto de la presente descripción en términos generales, ahora se hará referencia a las figuras adjuntas, que no están necesariamente dibujadas a escala, y en las que:
La Fig. 1 muestra un ejemplo de la síntesis de Tris-POC (JAM0186);
La Fig. 2 muestra bioanálisis in vivo por medio del método 1 (2-PMPA metabolitos) y método 2 (2-PMPA selectivo); La Fig. 3 muestra un paradigma de cribado representativo;
La Fig. 4 muestra una selección de estabilidad metabólica in vitro del compuesto 1 en fracciones subcelulares de hígado y plasma humano y de ratón;
La Fig. 5 muestra una selección de estabilidad metabólica in vitro del compuesto 6 en fracciones subcelulares de hígado y plasma de ratón;
La Fig. 6 muestra estudios farmacocinéticos de punto único en el tiempo in vivo de los compuestos 6 , 7 y 8 en ratones a 30 mg/kg de equivalente de 2-PMPA que muestran una mejora de 30-50 veces en la permeabilidad;
La Fig. 7 muestra estudios farmacocinéticos in vivo de los compuestos JHU 2109, JHU 2110 y JHU 2201 en ratones (método 1), que muestran un aumento de más de 50 veces de profármacos/metabolitos de POM y POC después de la dosificación oral;
La Fig. 8 muestra estudios farmacocinéticos in vivo de los compuestos JHU 2109, JHU 2110 y JHU 2201 (método 2), que indican que los profármacos de éster de POM y POC no liberan 2-PMPA porque el éster metílico es demasiado estable; La Fig. 9A y la Fig. 9B muestran: (Fig. 9A) selecciones de la estabilidad metabólica in vitro de los compuestos JHU 2236 y JHU 2237 en fracciones subcelulares de hígado y plasma de ratón (método 1); (Fig. 9B) estudios farmacocinéticos in vivo de los compuestos JHU 2236, JHU 2237, JHU 2263, JHU 2264 y JHU 2265 (métodos 1 (exposición total al profármaco) y 2 (liberación de 2-PMPA)), lo que indica que el aumento de la longitud de la cadena de éster en los carboxilatos no aumentó la liberación de 2-PMPA y se observó liberación mínima o nula de 2-PMPA con éster etílico y propílico;
La Fig. 10A y la Fig. 10B muestran: (Fig. 10A) un estudio farmacocinético de punto de tiempo único in vivo de Tris-POM (compuesto JAM0168) en ratones, que indica que los ésteres de POM en carboxilato aumentan 2-PMPA aproximadamente 18 veces después de la dosificación oral; y (Fig. 10B) un estudio farmacocinético de punto de tiempo único en vivo de Tris-POM (compuesto JAM0168) en ratones (11,69 mg/kg (equivalente de 2-PMPA); 30 min; N=3); La Fig. 11A y la Fig. 11B muestran una selección de estabilidad metabólica in vitro de Tris-POC (compuesto JAM0186) en: (Fig. 11 A) fracciones subcelulares de hígado y plasma humano y de ratón; y (Fig. 1 1 B) fracciones subcelulares de hígado y plasma humano, de perro y de mono;
La Fig. 12 muestra un estudio farmacocinético de dosis única en ratones que muestra concentraciones plasmáticas de 2-PMPA después de 30 mg/kg por administración oral de Tris-POC (JAM0186; círculos negros) o 2-PMPA (cuadrados rojos) (30 mg/kg (equivalente de 2-PMPA), 30 min, N=3);
La Fig. 13 muestra una selección de estabilidad metabólica in vitro de Tris-POC (JAM0186) en fracciones subcelulares de hígado y plasma humano, de perro y de mono;
La Fig. 14 muestra un estudio farmacocinético de tiempo completo in vivo en una sola dosis de Tris-POC (JAM0186) en perros (10 mg/kg (equivalente de 2-PMPA); N=1) que muestra una Cmax alta;
La Fig. 15 muestra una selección de estabilidad metabólica in vitro de Tris-POC (JAM0186) y Tris-metil-POC en fracciones subcelulares de hígado y plasma humano, de perro y de mono;
La Fig. 16 muestra un marcado aumento de la expresión de PSMA en el epitelio velloso de una muestra ileal de un paciente con CD (Zhang et al., 2012). La localización inmunohistoquímica de PSMA (indicada por flechas) en la mucosa ileal enferma del margen proximal del íleon extirpado de un sujeto con CD ileal (panel derecho) y un sujeto de control sin IBD. La ampliación es 100X. La barra es de 200 mm;
La Fig. 17 muestra una marcada elevación de la actividad enzimática funcional de PSMA en la mucosa intestinal inflamada (enferma) de pacientes con IBD. La actividad de PSMA se midió a partir de muestras de mucosa (n=32) de mucosa enferma (inflamada con enfermedad activa) y normal/no afectada (macroscópicamente normal) de pacientes con IBD o de controles sin IBD (controles sanos o pacientes con diverticulitis). Nota: PSMA también está altamente regulado en el cáncer de colon;
La Fig. 18 muestra que el inhibidor de PSMA (PSMAi) mejora la colitis inducida por DNBS de manera tan eficaz como la sulfasalazina (Sulfs), un fármaco para la IBD que se usa actualmente en la clínica. Los ratones que recibieron DNBS para inducir colitis se trataron simultáneamente con Sulfs o PSMAi (100 mg/kg). La relación peso del colon/peso corporal, que se correlacionó positivamente con la actividad de la enfermedad, se utilizó como medida de la actividad clínica;
La Fig. 19 muestra que PSMAi (2-PMPA) también mejora la actividad de la enfermedad en el modelo murino de colitis inducido por DSS. Ratones C57/B6 (aproximadamente 8 semanas de edad) que fueron inducidos a desarrollar colitis con DSS (2,5%, 7 días en agua potable) fueron tratados simultáneamente con el vehículo o 2-PMPA (100 mg/kg), respectivamente. El índice de actividad de la enfermedad (DAI), que se correlacionó positivamente con la gravedad de la enfermedad, se utilizó como medida de la actividad clínica. * P<0,05;
La Fig. 20 muestra que PSMAi (2-PMPA) suprime eficazmente la actividad de PSMA en la mucosa del colon o cecal del modelo murino de colitis inducido por DSS. La actividad de PSMA se midió usando extracto de mucosa;
La Fig. 21A, la Fig. 21B, la Fig. 21C y la Fig. 21D muestran que el tratamiento con PSMAi (2-PMPA) conduce no solo a la mejora de la enfermedad sino incluso a la retracción del prolapso en ratones knockout para IL-10 (IL-10KO) que desarrollan colitis espontáneamente: (Fig. 21A) mejora del prolapso y la enfermedad macroscópica colónica (inflamación, hipertrofia, inconsistencia de las heces); (Fig. 21B) peso corporal después de 2-PMPA; (Fig. 21C) cambios de peso del colon; y (Fig. 21D) retracción del prolapso después del tratamiento. Se trataron ratones IL-10KO (C57/B6; 3 meses de edad) con 2-PMPA (100 mg/kg) durante 2 semanas.* P<0,05;
La Fig. 22 muestra un diagrama de flujo de un diseño experimental para determinar si el inhibidor de PSMA se dirige directamente a las células epiteliales del colon (CEC); se utilizarán líneas celulares CACO-2 o CEC aisladas de ratones WT e IL-10KO;
La Fig. 23A y la Fig. 23B muestra la expresión de CD103 en DC intestinales humanas: (Fig. 23A) Gráfico de puntos FACS que demuestra la identificación de DC CD103+ colónicas humanas a partir de biopsias y tejido de extirpación quirúrgica obtenido de controles sanos o pacientes con CD/UC activa (áreas inflamadas), mediante selección en células viables de acuerdo con la dispersión frontal y lateral (no se muestra), HLA-DR frente al cóctel de linajes (CD3/CD14/CD16/CD19/CD34) y el histograma CD103 subsiguiente; y (Fig. 23B) gráfico de resumen que representa todos los experimentos (control: n=14; IBD: n=8 ). Se aplicó la prueba T ***p<0,001;
La Fig. 24A, la Fig. 24B, la Fig. 24C y la Fig. 24D muestran la expresión de a4p7 en DC intestinal murina: (Fig. 24A) diagrama de puntos FACS que demuestra la identificación de DC CD103+ colónica murina como CD11 c+MHC Clase II+ después de seleccionar en células vivas CD45+; (Fig. 24B) Diagrama de puntos FACS que demuestra la co­ expresión de a4p7 con CD103 (los marcadores se co-expresaron en todos los experimentos). El histograma se seleccionó en células vivas CD45+ y, posteriormente, en células MHC Clase II+CD11 c+; (Fig. 24C) Histograma FACS que demuestra un ejemplo de expresión de a4p7 en DC colónica murina. El histograma se seleccionó en células vivas CD45+ y, posteriormente, en células MHC Clase II+CD11 c+; y (Fig. 24D) gráfico de resumen que representa todos los experimentos (n=3 para ambos). Se aplicó la prueba T : *p<0,05;
La Fig. 25 muestra los resultados de PK con el compuesto JAM0388 después de dosificar animales a 30 mg/kg de equivalente de 2-PMPA por sonda oral y recolectar muestras de cerebro y plasma a los 30 min y 5 h. Las muestras de cerebro y plasma se cuantificaron para 2-PMPA utilizando nuestro método publicado anteriormente (Rais et al, J Pharm Biomed Anal. enero de 2014; 8 8 : 162-9). JAM0338 demostró una excelente liberación de 2-PMPA en plasma y los niveles fueron cuantificables incluso a las 5 h, mostrando una liberación sostenida de 2-PMPA desde el profármaco. Los niveles cerebrales fueron bajos en ambos puntos de tiempo;
La Fig. 26 es una ilustración esquemática que demuestra que GCPII escinde NAAG en NAA y glutamato en el cerebro;
La Fig. 27 demuestra que la inhibición de GCPII aumenta NAAG en el cerebro en >30 veces medido por microdiálisis;
La Fig. 28A, la Fig. 28B y la Fig. 28C demuestra que 2-PMPA eleva NAAG y mejora la función cognitiva en ratones EAE. La Fig. 28A demuestra que los ratones muestran la misma capacidad cognitiva en los caminos del laberinto de Barnes el día 1. La Fig. 28B muestra que en el día 4), los ratones EAE tratados con vehículo muestran un déficit en el aprendizaje, mientras que los ratones EAE tratados con 2-PMPA tienen una función cognitiva igual a la de los ratones de control sanos. La Fig. 28C demuestra que [NAAG] está elevado en ratones EAE tratados con 2PMPA; y
La Fig. 29 muestra perfiles de concentración en plasma tiempo de 2-PMPA después de inyección i.p. (línea negra) y administración oral (línea roja) a 10 0 mg/kg en ratones.
El expediente de patente o solicitud contiene al menos un dibujo ejecutado originalmente en color (no disponible en la Oficina Europea de Patentes). La Oficina de Patentes y Marcas Registradas de los Estados Unidos proporcionará copias de esta publicación de patente o solicitud de patente con dibujos en color previa solicitud y pago de la tasa necesaria por referencia a los documentos correspondientes US 9.988.407, o US 10.544.176, o US 2020/399298 A1 (Manual de prácticas de examen de patentes 6.24.01).
Descripción detallada
El objeto actualmente descrito se describirá ahora con más detalle en lo sucesivo con referencia a las Figuras adjuntas, en las que se muestran algunas, pero no todas, las realizaciones de las invenciones.
I. Profármacos de 2-PMPA
2-PMPA es un compuesto altamente polar con múltiples carboxilatos y un grupo fosfonato que se une al zinc y tiene una disponibilidad oral insignificante. La forma habitual de resolver este problema es convirtiendo grupos polares en derivados funcionales menos polares. Sin embargo, se intentaron enfoques de profármacos típicos que incluyen ésteres de alquilo sencillos de los ácidos tales como metilo, etilo y propilo y no tuvieron éxito, debido al exceso de estabilidad de estos restos en los carboxilatos. Pivaloiloximetilo (POM) e isopropiloxicarboniloximetilo (POC) en grupos fosfonato demostraron la combinación correcta de labilidad in vitro y proporcionó los niveles más altos de especies derivadas de profármacos cuando se administró por vía oral. Incluso un compuesto con un carboxilato y libre demostró una buena biodisponibilidad. Sin embargo, ninguno de estos compuestos liberó 2-PMPA in vivo en cualquier medida apreciable. El objeto actualmente divulgado muestra que el POM y el POC en el bisfosfonato y el carboxilato alfa eran ideales para mejorar la permeabilidad (aproximadamente 20 veces), así como la liberación del compuesto original tras la dosificación oral.
Las estructuras de las estructuras representativas de los profármacos de 2-PMPA se proporcionan en la Tabla 1. Más particularmente, el objeto descrito actualmente incluye la protección de los grupos funcionales ácidos de 2-PMPA. En algunos experimentos, los grupos de ácido carboxílico de 2-PMPA se protegieron con ésteres de alquilo. Véase, por ejemplo, los compuestos 1, 2, y 3 de la Tabla 1 (no reivindicada). Estos ésteres carboxílicos, sin embargo, inesperadamente eran demasiado estables in vivo para ser profármacos eficaces. Proteger el fosfonato de 2-PMPA con, por ejemplo, bis-POM (compuesto 4 - no reivindicado) o bis-POC (compuesto 5 - no reivindicado) mientras se dejan libres los carboxilatos, sin embargo, no era una solución factible debido a la inestabilidad química de dichos derivados.
Una combinación de ambos enfoques, es decir, proteger los grupos de ácido carboxílico con un éster de alquilo y proteger el fosfonato con POM o POC, por ejemplo, compuestos 6 y 7 (no reivindicado), proporcionó compuestos que mostraron buena permeabilidad. Sin embargo, estos compuestos solo se convirtieron en el correspondiente éster de carboxilato, compuesto 1, que es estable en plasma y no mostró la capacidad de liberar 2-PMPA.
Los compuestos que incluyen POM y POC en el bisfosfonato de 2-PMPA y un éster de alquilo en el a-carboxilato, con un Y-carboxilato libre, por ejemplo, compuestos 8 y 9 (no reivindicados), mostraron una buena disponibilidad oral, pero solo se convirtieron en monoéster 1 0.
Sin embargo, la estabilidad del éster carboxílico sencillo puede superarse introduciendo otro resto POC o POM en el a-carboxilato (compuestos 10 y 11, respectivamente). Dichos compuestos mostraron suficiente estabilidad química, pero mostraron el potencial de liberar 2-PMPA y están sujetos a las reivindicaciones adjuntas. Otros compuestos se describen en la presente memoria con fines de comparación, referencia o explicación, pero no se reivindican (se muestran como *NC).
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El ajuste fino de la tasa de hidrólisis se puede evaluar mediante una combinación de POC y POC sustituido con metilo, como lo ilustran los siguientes compuestos:
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II. Composiciones Farmacéuticas y Administración
En otro aspecto, la presente descripción proporciona una composición farmacéutica que incluye un compuesto reivindicado de fórmula (I), o un compuesto de fórmula (II), en combinación con un excipiente farmacéuticamente aceptable.
En aplicaciones terapéuticas y/o de diagnóstico, los compuestos de la descripción pueden formularse para una variedad de modos de administración, incluida la administración sistémica y tópica o localizada. Las técnicas y formulaciones generalmente se pueden encontrar en Remington: The Science and Practice of Pharmacy (20a ed.) Lippincott, Williams & Wilkins (2000).
Los compuestos según la descripción son eficaces en un amplio rango de dosificación. Por ejemplo, en el tratamiento de seres humanos adultos, las dosis de 0,01 a 1000 mg, de 0,5 a 100 mg, de 1 a 50 mg por día y de 5 a 40 mg por día son ejemplos de dosis que pueden usarse. Una dosificación no limitante es de 10 a 30 mg por día. La dosificación exacta dependerá de la vía de administración, la forma en que se administra el compuesto, el sujeto a tratar, el peso corporal del sujeto a tratar y la preferencia y experiencia del médico responsable.
Las sales farmacéuticamente aceptables son generalmente bien conocidas por los expertos en la técnica y pueden incluir, a modo de ejemplo pero sin limitación, acetato, bencenosulfonato, besilato, benzoato, bicarbonato, bitartrato, bromuro, edetato de calcio, carnsilato, carbonato, citrato edetato, edisilato, estolato, esilato, fumarato, gluceptato, gluconato, glutamato, glicolilarsanilato, hexilresorcinato, hidrabamina, bromhidrato, clorhidrato, hidroxinaftoato, yoduro, isetionato, lactato, lactobionato, malato, maleato, mandelato, mesilato, mucato, napsilato, nitrato, pamoato (embonato), pantotenato, fosfato/difosfato, poligalacturonato, salicilato, estearato, subacetato, succinato, sulfato, tanato, tartrato o teoclato. Otras sales farmacéuticamente aceptables pueden encontrarse, por ejemplo, en Remington: The Science and Practice of Pharmacy (2 0 a ed.) Lippincott, Williams & Wilkins (2000). Las sales farmacéuticamente aceptables incluyen, por ejemplo, acetato, benzoato, bromuro, carbonato, citrato, gluconato, bromhidrato, clorhidrato, maleato, mesilato, napsilato, pamoato (embonato), fosfato, salicilato, succinato, sulfato o tartrato.
Dependiendo de las condiciones específicas que se traten, dichos agentes pueden formularse en formas de dosificación líquidas o sólidas y administrarse sistémica o localmente. Los agentes pueden administrarse, por ejemplo, en una forma de liberación lenta o sostenida como saben los expertos en la técnica. Las técnicas de formulación y administración se pueden encontrar en Remington: The Science and Practice of Pharmacy (2 0 a ed.) Lippincott, Williams & Wilkins (2000). Las vías adecuadas pueden incluir la administración oral, bucal, mediante pulverización por inhalación, sublingual, rectal, transdérmica, vaginal, transmucosa, nasal o intestinal; distribución parenteral, incluidas las inyecciones intramusculares, subcutáneas, intramedulares, así como las inyecciones intratecales, intraventriculares directas, intravenosas, intraarticulares, intraesternales, intrasinoviales, intrahepáticas, intralesionales, intracraneales, intraperitoneales, intranasales o intraoculares u otras modos de distribución.
Para inyección, los agentes de la descripción pueden formularse y diluirse en soluciones acuosas, como tampones fisiológicamente compatibles, como la solución de Hank, la solución de Ringer o el tampón de solución salina fisiológica. Para dicha administración transmucosal, se usan en la formulación penetrantes apropiados para la barrera a permear. Dichos penetrantes son generalmente conocidos en la técnica.
El uso de vehículos inertes farmacéuticamente aceptables para formular los compuestos descritos en la presente memoria para la práctica de la descripción en dosis adecuadas para la administración sistémica está dentro del alcance de la descripción. Con la elección adecuada del vehículo y la práctica de fabricación adecuada, las composiciones de la presente descripción, en particular, las formuladas como soluciones, pueden administrarse por vía parenteral, como por inyección intravenosa. Los compuestos se pueden formular fácilmente usando vehículos farmacéuticamente aceptables bien conocidos en la técnica en dosis adecuadas para la administración oral. Dichos vehículos permiten que los compuestos de la descripción se formulen como comprimidos, píldoras, cápsulas, líquidos, geles, jarabes, lechadas, suspensiones y similares, para la ingestión oral por parte de un sujeto (por ejemplo, un paciente) a tratar.
Para la administración nasal o por inhalación, los agentes de la descripción también se pueden formular mediante métodos conocidos por los expertos en la técnica y pueden incluir, por ejemplo, pero sin limitarse a, ejemplos de sustancias solubilizantes, diluyentes o dispersantes tales como, solución salina, conservantes, como alcohol bencílico, promotores de absorción y fluorocarbonos.
Las composiciones farmacéuticas adecuadas para su uso en la presente descripción incluyen composiciones en las que los ingredientes activos están contenidos en una cantidad eficaz para lograr el propósito previsto. La determinación de las cantidades eficaces está dentro de la capacidad de los expertos en la técnica, especialmente a la luz de la descripción detallada proporcionada en este documento.
Además de los ingredientes activos, estas composiciones farmacéuticas pueden contener vehículos farmacéuticamente aceptables adecuados que comprenden excipientes y auxiliares que facilitan el procesamiento de los compuestos activos en preparaciones que pueden usarse farmacéuticamente. Las preparaciones formuladas para administración oral pueden presentarse en forma de comprimidos, grageas, cápsulas o soluciones.
Las preparaciones farmacéuticas para uso oral se pueden obtener combinando los compuestos activos con excipientes sólidos, opcionalmente moliendo una mezcla resultante y procesando la mezcla de gránulos, después de agregar auxiliares adecuados, si se desea, para obtener comprimidos o núcleos de grageas. Los excipientes adecuados son, en particular, cargas tales como azúcares, incluyendo lactosa, sacarosa, manitol o sorbitol; preparaciones de celulosa, por ejemplo, almidón de maíz, almidón de trigo, almidón de arroz, almidón de patata, gelatina, goma de tragacanto, metilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, carboximetilcelulosa sódica (CMC) y/o polivinilpirrolidona (PVP: povidona). Si se desea, se pueden añadir agentes disgregantes, como la polivinilpirrolidona reticulada, agar o ácido algínico o una de sus sales, como el alginato sódico.
Los núcleos de grageas están provistos de recubrimientos adecuados. Para ello se pueden utilizar soluciones concentradas de azúcar, que opcionalmente pueden contener goma arábiga, talco, polivinilpirrolidona, gel de carbopol, polietilenglicol (PEG) y/o dióxido de titanio, soluciones de laca y disolventes orgánicos o mezclas de disolventes adecuados. Se pueden añadir colorantes o pigmentos a los comprimidos o recubrimientos de grageas para la identificación o para caracterizar diferentes combinaciones de dosis de compuesto activo.
Las preparaciones farmacéuticas que se pueden usar por vía oral incluyen cápsulas de gelatina que se ajustan a presión, así como cápsulas blandas selladas hechas de gelatina y un plastificante, como glicerol o sorbitol. Las cápsulas de ajuste a presión pueden contener los ingredientes activos mezclados con cargas como lactosa, aglutinantes como almidones y/o lubricantes como talco o estearato de magnesio y, opcionalmente, estabilizantes. En las cápsulas blandas, los compuestos activos pueden disolverse o suspenderse en líquidos adecuados, como aceites grasos, parafina líquida o polietilenglicoles (PEG) líquidos. Además, se pueden añadir estabilizadores.
III. Métodos para tratar una enfermedad o trastorno (no reivindicados)
Los compuestos descritos actualmente, que son profármacos biodisponibles por vía oral de 2-PMPA, permiten un paradigma de dosificación clínicamente aceptable para enfermedades o condiciones en las que está implicada una actividad en exceso de PSMA/GCPII. Estas enfermedades o condiciones incluyen, pero no se limitan a, enfermedades neurodegenerativas tales como esclerosis lateral amiotrófica (ALS), enfermedad de Parkinson (PD), enfermedad de Alzheimer (AD), enfermedad de Huntington, demencia con cuerpos de Lewy (DLB), esquizofrenia, dolor, epilepsia, accidente cerebrovascular y lesión cerebral traumática (TBI), así como esclerosis múltiple (MS), cáncer, angiogénesis y enfermedad inflamatoria intestinal. Como se usa en la presente memoria, una "enfermedad neurodegenerativa" es una enfermedad o condición que da como resultado la pérdida progresiva de la estructura y/o función de las neuronas en un sujeto.
Como se usa en el presente documento, los términos "PSMA" o "polipéptido de PSMA" se refieren a un PSMA endógeno o de origen natural y a proteínas que tienen una secuencia de aminoácidos que es la misma que la de un PSMA endógeno o de origen natural (por ejemplo, proteínas recombinantes). En consecuencia, como se define en la presente memoria, el término incluye PSMA maduro, proteínas de PSMA glicosiladas o no glicosiladas, variantes polimórficas o alélicas y otras isoformas de PSMA (p.ej., producidas por corte y empalme alternativo u otros procesos celulares).
Como se usa en la presente memoria, un "inhibidor" de PSMA es una molécula que disminuye o inhibe la actividad de PSMA cuando se administra. El inhibidor puede interactuar directamente con el PSMA o puede interactuar con otra molécula que dé por resultado una disminución de la actividad del PSMA.
El objeto de la presente descripción muestra que hay una marcada elevación o exceso de actividad de PSMA en sujetos con ciertas enfermedades o condiciones. Como se usa en la presente memoria, el término "exceso de actividad de PSMA" significa un aumento de la actividad de PSMA en un sujeto con una enfermedad o condición en comparación con la actividad de PSMA en un sujeto sin una enfermedad o condición similar, como un aumento de aproximadamente el 100%, 200%, 300%, 400%, 500%, 600%, 700%, 800%, 900%, 1000% o más.
El objeto de la presente descripción es útil en métodos para inhibir el exceso de actividad de PSMA que se encuentra en un sujeto con una enfermedad o condición. Como se usa en la presente memoria, el término "inhibir" significa disminuir o disminuir el exceso de actividad de PSMA que se encuentra en un sujeto. El término "inhibir" también puede significar disminuir, suprimir, atenuar, disminuir, detener o estabilizar el desarrollo o progresión de una enfermedad o condición. La inhibición puede ocurrir, p.ej., en al menos un 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 98%, 99% o incluso 100% en comparación con un sujeto de control no tratado o un sujeto sin la enfermedad o el trastorno.
En general, los métodos descritos en la presente dan como resultado una disminución de la gravedad de una enfermedad o condición en un sujeto. El término "disminuir" se entiende como inhibir, suprimir, atenuar, disminuir, detener o estabilizar un síntoma de una enfermedad o condición.
Cuando los grupos sustituyentes o los grupos de enlace se especifican mediante sus fórmulas químicas convencionales, escritas de izquierda a derecha, abarcan igualmente los sustituyentes químicamente idénticos que resultarían de escribir la estructura de derecha a izquierda, p.ej., -CH2O- es equivalente a -OCH2-; -C(=O)O- es equivalente a -OC(=O)-; -OC(=O)NR- es equivalente a -NRC(=O)O-, y similares.
Cuando se usa el término "seleccionado independientemente", los sustituyentes a los que se hace referencia (p.ej., grupos R, como los grupos R1, R2 , y similares, o variables, como "m" y "n"), pueden ser idénticos o diferentes. Por ejemplo, tanto R1 como R2 pueden ser alquilos sustituidos, o R1 puede ser hidrógeno y R2 puede ser un alquilo sustituido y similares.
Los términos "un", "una" o "un(a)", cuando se usan en referencia a un grupo de sustituyentes en la presente memoria, significan al menos uno. Por ejemplo, cuando un compuesto está sustituido con "un" alquilo o arilo, el compuesto está opcionalmente sustituido con al menos un alquilo y/o al menos un arilo. Además, cuando un resto está sustituido con un sustituyente R, el grupo puede denominarse "sustituido con R". Cuando un resto está sustituido con R, el resto está sustituido con al menos un sustituyente R y cada sustituyente R es opcionalmente diferente.
La descripción de los compuestos de la presente descripción está limitada por los principios de enlace químico conocidos por los expertos en la técnica. En consecuencia, cuando un grupo puede sustituirse por uno o más de una serie de sustituyentes, dichas sustituciones se seleccionan para cumplir con los principios de enlace químico y para dar compuestos que no son intrínsecamente inestables y/o que serían conocidos por un experto en la técnica como que probablemente son inestables en condiciones ambientales, tales como acuosas, neutras y varias condiciones fisiológicas conocidas. Por ejemplo, un heterocicloalquilo o heteroarilo se une al resto de la molécula a través de un heteroátomo en el anillo de conformidad con los principios de enlace químico conocidos por los expertos en la técnica, evitando así compuestos intrínsecamente inestables.
El término hidrocarburo, como se usa en la presente memoria, se refiere a cualquier grupo químico que comprende hidrógeno y carbono. El hidrocarburo puede estar sustituido o no sustituido. Como sabrá un experto en esta técnica, todas las valencias deben satisfacerse al realizar cualquier sustitución. El hidrocarburo puede ser insaturado, saturado, ramificado, no ramificado, cíclico, policíclico o heterocíclico. Los hidrocarburos ilustrativos se definen más adelante en la presente memoria e incluyen, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, ciclopropilo, alilo, vinilo, n-butilo, tercbutilo, etinilo, ciclohexilo, metoxi, dietilamino y similares.
"Ramificado" se refiere a un grupo alquilo en el que un grupo alquilo inferior, como metilo, etilo o propilo, está unido a una cadena de alquilo lineal. "Alquilo inferior" se refiere a un grupo alquilo que tiene de 1 a aproximadamente 8 átomos de carbono (es decir, un alquilo C1-8), p.ej., 1,2, 3, 4, 5, 6, 7 u 8 átomos de carbono. "Alquilo superior" se refiere a un grupo alquilo que tiene de aproximadamente 10 a aproximadamente 20 átomos de carbono, p.ej., 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 o 20 átomos de carbono. El término "alquilo" puede referirse en algunos casos, en particular, a alquilos C1-8 de cadena lineal. En otros casos, "alquilo" se refiere, en particular, a alquilos C1-8 de cadena ramificada.
Los grupos alquilo pueden estar opcionalmente sustituidos (un "alquilo sustituido") con uno o más sustituyentes del grupo alquilo, que pueden ser iguales o diferentes.
El término "heteroalquilo", solo o en combinación con otro término, significa, a menos que se indique lo contrario, un grupo hidrocarburo estable de cadena lineal o ramificada, o combinaciones de los mismos, que consiste en al menos un átomo de carbono y al menos un heteroátomo seleccionado del grupo que consiste en O, N, P, Si y S, y en el que los átomos de nitrógeno, fósforo y azufre pueden oxidarse opcionalmente y el heteroátomo de nitrógeno puede cuaternizarse opcionalmente. El(los) heteroátomo(s) O, N, P y S y Si pueden colocarse en cualquier posición interior del grupo heteroalquilo o en la posición en la que el grupo alquilo está unido al resto de la molécula. Los ejemplos incluyen, pero no se limitan a, -CH2-CH2-O-CH3 , -CH2-CH2-NH-CH3 , -CH2-CH2-N(CH3)-CH3, -CH2-S-CH2-CH3 , -CH2-CH25-S(O)-CH3, -CH2-CH2-S(O)2-CH3, -CH=CH-O-CH3, -Si(CH3)3, -CH2-CH=N-OCH3, -CH=CH-N(CH3)-CH3, O-CH3, -O-CH2-CH3. y -CN. Pueden ser consecutivos hasta dos o tres heteroátomos, como por ejemplo -CH2-NH-OCH3 y -CH2-O-Si(CH3)3.
El término "arilo" significa, a menos que se indique lo contrario, un sustituyente de hidrocarburo aromático que puede ser un solo anillo o anillos múltiples (como de 1 a 3 anillos), que están fusionados entre sí o enlazados covalentemente. El término "heteroarilo" se refiere a grupos arilo (o anillos) que contienen de uno a cuatro heteroátomos (en cada anillo separado en el caso de anillos múltiples) seleccionados de N, O y S, en el que los átomos de nitrógeno y azufre están opcionalmente oxidados y el o los átomos de nitrógeno están opcionalmente cuaternizados. Un grupo heteroarilo se puede unir al resto de la molécula a través de un carbono o un heteroátomo. Los ejemplos no limitantes de grupos arilo y heteroarilo incluyen fenilo, 1 -naftilo, 2-naftilo, 4-bifenilo, 1 -pirrolilo, 2-pirrolilo, 3-pirrolilo, 3-pirazolilo, 2-imidazolilo, 4-imidazolilo, pirazinilo, 2-oxazolilo, 4-oxazolilo, 2-fenil-4-oxazolilo, 5-oxazolilo, 3-isoxazolilo, 4-isoxazolilo, 5-isoxazolilo, 2-tiazolilo, 4-tiazolilo, 5-tiazolilo, 2-furilo, 3-furilo, 2-tienilo, 3-tienilo, 2-piridilo, 3-piridilo, 4-piridilo, 2-pirimidilo, 4-pirimidilo, 5-benzotiazolilo, purinilo, 2-bencimidazolilo, 5-indolilo, 1 -isoquinolilo, 5- isoquinolilo, 2-quinoxalinilo, 5-quinoxalinilo, 3-quinolilo y 6-quinolilo.
Los sustituyentes ilustrativos para los grupos arilo y heteroarilo (así como sus derivados divalentes) varían y se seleccionan de, por ejemplo: halógeno, -OR', -NR'R", -SR', -halógeno, -SiR'R"R"', -OC(O)R', -C(O)R', -CO2R', -C(O)NR'R", -OC(O)NR'R", -NR"C(O)R', -NR'-C(O)NR"Rm, -NR"C(O)OR', -NR-C(NR'R” R” ')=NR” ” , -NR-C(NR'R”)=NR” ', -S(O)2 R', -S(O)2NR'R'', -NRSO2 R', -CN y -NO2 , -R', -N3 , -CH(Ph)2 , fluoroalcoxo (C1-C4) y fluoroalquilo (C1-C4), en un número que oscila desde cero hasta el número total de valencias abiertas en el sistema de anillos aromáticos; y donde R', R", Rm y RMM pueden seleccionarse independientemente de hidrógeno, alquilo sustituido o no sustituido, heteroalquilo sustituido o no sustituido, cicloalquilo sustituido o no sustituido, heterocicloalquilo sustituido o no sustituido, arilo sustituido o no sustituido y heteroarilo sustituido o no sustituido. Cuando un compuesto de la descripción incluye más de un grupo R, por ejemplo, cada uno de los grupos R se selecciona independientemente como lo son cada grupo R', R", Rm y R"" cuando está presente más de uno de estos grupos.
Dos de los sustituyentes en átomos adyacentes del anillo arilo o heteroarilo pueden formar opcionalmente un anillo de fórmula -T-C(O)-(CRR')q-U-, en la que T y U son independientemente -NR-, -O-, -CRR'- o un enlace sencillo, y q es un número entero de 0 a 3. Alternativamente, dos de los sustituyentes en átomos adyacentes de arilo o el anillo de heteroarilo se puede reemplazar opcionalmente con un sustituyente de fórmula -A-(CH2)r-B-, en el que A y B son independientemente -CRR'-, -O-, -NR-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, -S(O)2NR'- o un enlace sencillo, y r es un número entero de 1 a 4.
Opcionalmente, uno de los enlaces sencillos del nuevo anillo así formado se puede reemplazar con un doble enlace. Alternativamente, dos de los sustituyentes en los átomos adyacentes del anillo de arilo o heteroarilo pueden reemplazarse opcionalmente con un sustituyente de fórmula -(CRR')s-X'-(C"Rm)d-, donde s y d son independientemente números enteros de 0 a 3, y X' es -O-, -NR'-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, o S(O)2NR'-. Los sustituyentes R, R', R" y R'" pueden seleccionarse independientemente entre hidrógeno, alquilo sustituido o no sustituido, cicloalquilo sustituido o no sustituido, heterocicloalquilo sustituido o no sustituido, arilo sustituido o no sustituido y heteroarilo sustituido o no sustituido.
Los compuestos de la presente descripción pueden existir como sales. La presente descripción incluye dichas sales. Los ejemplos de formas de sal aplicables incluyen clorhidratos, bromhidratos, sulfatos, metanosulfonatos, nitratos, maleatos, acetatos, citratos, fumaratos, tartratos (p.ej., (+)-tartratos, (-)-tartratos o mezclas de los mismos, incluidas mezclas racémicas, succinatos, benzoatos y sales con aminoácidos tales como ácido glutámico. Estas sales pueden prepararse mediante métodos conocidos por los expertos en la técnica. También se incluyen sales de adición de bases tales como sal de sodio, potasio, calcio, amonio, amino orgánico o magnesio, o una sal similar. Cuando los compuestos de la presente descripción contienen funcionalidades relativamente básicas, las sales de adición de ácido se pueden obtener poniendo en contacto la forma neutra de dichos compuestos con una cantidad suficiente del ácido deseado, ya sea puro o en un disolvente inerte adecuado. Los ejemplos de sales de adición de ácido aceptables incluyen los derivados de ácidos inorgánicos como los ácidos clorhídrico, bromhídrico, nítrico, carbónico, monohidrogencarbónico, fosfórico, monohidrogenfosfórico, dihidrogenfosfórico, sulfúrico, monohidrogensulfúrico, yodhídrico o fosforoso y similares, así como las sales derivadas de ácidos orgánicos como acético, propiónico, isobutírico, maleico, malónico, benzoico, succínico, subérico, fumárico, láctico, mandélico, ftálico, bencenosulfónico, p-tolilsulfónico, cítrico, tartárico, metanosulfónico y similares. También se incluyen sales de aminoácidos tales como arginato y similares, y sales de ácidos orgánicos como ácidos glucurónicos o galactunóricos y similares. Ciertos compuestos específicos de la presente descripción contienen funcionalidades tanto básicas como ácidas que permiten que los compuestos se conviertan en sales de adición de bases o de ácidos.
Las formas neutras de los compuestos pueden regenerarse poniendo en contacto la sal con una base o un ácido y aislando el compuesto original de la manera convencional. La forma original del compuesto difiere de las diversas formas de sal en ciertas propiedades físicas, como la solubilidad en solventes polares.
El término "sales farmacéuticamente aceptables" pretende incluir sales de compuestos activos que se preparan con ácidos o bases relativamente no tóxicos, dependiendo de los restos sustituyentes particulares encontrados en los compuestos descritos en la presente memoria. Cuando los compuestos de la presente descripción contienen funcionalidades relativamente ácidas, las sales de adición de bases pueden obtenerse poniendo en contacto la forma neutra de dichos compuestos con una cantidad suficiente de la base deseada, ya sea pura o en un disolvente inerte adecuado. Los ejemplos de sales de adición de base farmacéuticamente aceptables incluyen sal de sodio, potasio, calcio, amonio, amino orgánico o magnesio, o una sal similar. Cuando los compuestos de la presente descripción contienen funcionalidades relativamente básicas, las sales de adición de ácido pueden obtenerse poniendo en contacto la forma neutra de dichos compuestos con una cantidad suficiente del ácido deseado, ya sea puro o en un disolvente inerte adecuado. Los ejemplos de sales de adición de ácido farmacéuticamente aceptables incluyen las derivadas de ácidos inorgánicos como los ácidos clorhídrico, bromhídrico, nítrico, carbónico, monohidrogencarbónico, fosfórico, monohidrogenfosfórico, dihidrogenofosfórico, sulfúrico, monohidrogenosulfúrico, yodhídrico o fosforoso y similares, así como las sales derivadas de ácidos orgánicos relativamente no tóxicos como acético, propiónico, isobutírico, maleico, malónico, benzoico, succínico, subérico, fumárico, láctico, mandélico, ftálico, bencenosulfónico, p-tolilsulfónico, cítrico, tartárico, metanosulfónico y similares. También se incluyen sales de aminoácidos tales como arginato y similares, y sales de ácidos orgánicos como ácidos glucurónicos o galactunóricos y similares {ver, por ejemplo, Berge et al, "Pharmaceutical Salts", Journal of Pharmaceutical Science, 1977, 66, 1-19). Ciertos compuestos específicos de la presente descripción contienen funcionalidades tanto básicas como ácidas que permiten que los compuestos se conviertan en sales de adición de bases o de ácidos.
Además de las formas de sal, la presente descripción proporciona compuestos que están en forma de profármaco. Los profármacos de los compuestos descritos en la presente memoria son aquellos compuestos que experimentan fácilmente cambios químicos en condiciones fisiológicas para proporcionar los compuestos de la presente descripción. Además, los profármacos se pueden convertir en los compuestos de la presente descripción mediante métodos químicos o bioquímicos en un entorno ex vivo. Por ejemplo, los profármacos se pueden convertir lentamente en los compuestos de la presente descripción cuando se colocan en un depósito de parche transdérmico con una enzima o reactivo químico adecuado.
El término "grupo protector" se refiere a restos químicos que bloquean algunos o todos los restos reactivos de un compuesto y evitan que dichos restos participen en reacciones químicas hasta que se elimine el grupo protector, por ejemplo, los restos enumerados y descritos en T. W. Greene, PGM Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 3a ed. John Wiley & Sons (1999). Puede ser ventajoso, cuando se emplean diferentes grupos protectores, que cada grupo protector (diferente) pueda eliminarse por medios diferentes. Los grupos protectores que se escinden en condiciones de reacción totalmente dispares permiten la eliminación diferencial de dichos grupos protectores. Por ejemplo, los grupos protectores se pueden eliminar mediante ácido, base e hidrogenolisis. Los grupos como tritilo, dimetoxitritilo, acetal y terc-butildimetilsililo son lábiles a los ácidos y se pueden usar para proteger restos reactivos carboxi e hidroxi en presencia de grupos amino protegidos con grupos Cbz, que se pueden eliminar mediante hidrogenolisis, y grupos Fmoc, que son lábiles con bases. Los restos reactivos de ácido carboxílico e hidroxi pueden bloquearse con grupos lábiles con bases tales como, sin limitación, metilo, etilo y acetilo en presencia de aminas bloqueadas con grupos lábiles con ácidos como carbamato de terc-butilo o con carbamatos que son estables tanto con ácidos como con bases pero hidrolíticamente removibles.
Los restos reactivos de ácido carboxílico e hidroxi también se pueden bloquear con grupos protectores hidrolíticamente eliminables tales como el grupo bencilo, mientras que los grupos amina capaces de formar puentes de hidrógeno con ácidos se pueden bloquear con grupos lábiles con bases tales como Fmoc. Los restos reactivos de ácido carboxílico pueden bloquearse con grupos protectores que se pueden eliminar oxidativamente tales como 2,4-dimetoxibencilo, mientras que los grupos amino coexistentes pueden bloquearse con carbamatos de sililo lábiles con fluoruro.
Los grupos de bloqueo de alilo son útiles en presencia de grupos protectores de ácidos y bases, ya que los primeros son estables y pueden eliminarse posteriormente mediante catalizadores metálicos o de ácido pi. Por ejemplo, un ácido carboxílico bloqueado con alilo se puede desproteger con una reacción catalizada por paladio (O) en presencia de grupos protectores de carbamato de t-butilo lábil en ácido o de acetato amina lábil en base. Otra forma más de grupo protector es una resina a la que se puede unir un compuesto o intermedio. Mientras el residuo esté unido a la resina, ese grupo funcional está bloqueado y no puede reaccionar. Una vez liberado de la resina, el grupo funcional está disponible para reaccionar.
Los grupos de bloqueo/protección típicos incluyen, pero no se limitan a los siguientes restos:
Figure imgf000013_0001
El sujeto tratado por los métodos descritos en la presente es deseablemente un sujeto humano, aunque debe entenderse que los métodos descritos en la presente memoria son eficaces con respecto a todas las especies de vertebrados, que se pretende incluir en el término "sujeto". En consecuencia, un "sujeto" puede incluir un sujeto humano con fines médicos, como para el tratamiento de una condición o enfermedad existente o el tratamiento profiláctico para prevenir la aparición de una condición o enfermedad, o un sujeto animal con fines médicos, veterinarios, o fines de desarrollo. Sujetos animales adecuados incluyen mamíferos que incluyen, pero no se limitan a, primates, p.ej., humanos, monos, simios y similares; bovinos, p.ej., vacas, bueyes y similares; ovinos, p.ej., ovejas y similares; caprinos, p.ej., cabras y similares; porcinos, p.ej., cerdos, puercos y similares; equinos, p.ej., caballos, burros, cebras y similares; felinos, incluidos gatos salvajes y domésticos; caninos, incluidos perros; lagomorfos, incluidos conejos, liebres y similares; y roedores, incluidos ratones, ratas y similares. Un animal puede ser un animal transgénico. En algunos casos de realización, el sujeto es un ser humano que incluye, pero no se limita a, sujetos fetales, neonatales, infantiles, juveniles y adultos. Además, un "sujeto" puede incluir un paciente aquejado o sospechoso de estar aquejado de una condición o enfermedad. Por lo tanto, los términos "sujeto" y "paciente" se usan indistintamente en la presente memoria.
En general, la "cantidad eficaz" de un agente activo o dispositivo de administración de fármacos se refiere a la cantidad necesaria para provocar la respuesta biológica deseada. Como apreciarán los expertos en esta técnica, la cantidad eficaz de un agente o dispositivo puede variar dependiendo de factores tales como el punto final biológico deseado, el agente que se administrará, la composición de la matriz de encapsulación, el tejido objetivo, y similares.
Siguiendo la convención de la ley de patentes de larga duración, los términos "un", "una" y "el/la" se refieren a "uno o más" cuando se usan en esta solicitud, incluidas las reivindicaciones. Así, por ejemplo, la referencia a "un sujeto" incluye una pluralidad de sujetos, a menos que el contexto indique claramente lo contrario (p.ej., una pluralidad de sujetos), y así sucesivamente.
A lo largo de esta memoria y las reivindicaciones, los términos "comprender", "comprende" y "que comprende" se utilizan en un sentido no exclusivo, excepto cuando el contexto requiera lo contrario. Del mismo modo, el término "incluir" y sus variantes gramaticales pretenden ser no limitativos, de modo que la recitación de elementos en una lista no excluya otros elementos similares que puedan sustituirse o agregarse a los elementos enumerados.
La siguiente descripción se ha incluido para proporcionar orientación a un experto normal en la técnica para poner en práctica el tema descrito en la presente. Las descripciones sintéticas y los ejemplos específicos que siguen solo tienen fines ilustrativos.
Métodos
Estudios de estabilidad in vitro; La solución madre para la mayoría de los profármacos se preparó como una solución 10 mM en DMSO excepto JHU 2107, que se solubilizó en THF (tetrahidrofurano) para llevar a cabo los estudios in vitro.
La estabilidad química de los profármacos se evaluó utilizando fluido gástrico simulado (pH 1,2) y tampón de solución salina equilibrada de Hanks (HBSS) (pH 7,4). Brevemente, los profármacos se enriquecieron (10 pM) en las respectivas soluciones y se incubaron a 37°C durante 1 h. En puntos de tiempo predeterminados (0, 30 y 60 min), se extrajeron alícuotas de 100 pL y se diluyeron con 100 pL de agua. La desaparición del profármaco se monitorizó usando el método desarrollado de cromatografía líquida y espectrometría de masas en tándem (LC/MS/MS) descrito a continuación.
Para la estabilidad metabólica, se usaron microsomas de plasma (ratón, perro, mono y humano) y de hígado (ratón, perro, mono y humano). Para la estabilidad, se agregaron profármacos (10 pM) en cada matriz y se incubaron en un agitador orbital a 37°C. En tiempos predeterminados (0, 30 y 60 min), se retiraron alícuotas de 100 pL de la mezcla por triplicado y la reacción se detuvo mediante la adición de tres veces el volumen de acetonitrilo enfriado con hielo enriquecido con el patrón interno (losartán 5 pM). Las muestras se agitaron con vórtice durante 30 s y se centrifugaron a 12000 g durante 10 min. Se transfirieron 50 pl de sobrenadante diluido con 50 pl de agua a un vial de polipropileno de 250 pl sellado con una tapa de teflón. La desaparición del profármaco se monitorizó a lo largo del tiempo usando un método de cromatografía líquida y espectrometría de masas en tándem (LC/MS/MS) como se describe a continuación.
Para LC/MS/MS, los profármacos se separaron con el sistema Thermo Scientific Accela UPLC acoplado al automuestreador abierto Accela en una columna Agilent C18 (100 x 2,1 mm de d.i.) UPLC. El automuestreador se controló por la temperatura y funcionó a 10°C. La fase móvil utilizada para la separación cromatográfica estaba compuesta por acetonitrilo/agua que contenía ácido fórmico al 0,1% y se procesó a un caudal de 0,5 ml/minuto durante 4,5 minutos usando elución en gradiente. El efluente de la columna se monitorizó utilizando un detector espectrométrico de masas de triple cuadrupolo TSQ Vantage, equipado con una sonda de electropulverización ajustada en el modo de ionización positiva. Las muestras se introdujeron en la fuente de ionización a través de una sonda nebulizada calentada (350°C).
Para la cuantificación del compuesto restante, se midió la desaparición de los profármacos a partir de la relación de las áreas de los picos de analito a IS. El porcentaje restante se calculó de la siguiente manera:
Respuesta promedio * ® 60 min
-- R - e - s -- p - u - e - s -- ta -- p - r - o -- m -- e - d - i - o - @ -- 0 - m -- i - n ---- ,¥100
donde respuesta = [(Área del analito)/ (Área del patrón interno)]
•La respuesta promedio es el promedio de dos muestras en cada punto de tiempo.
Farmacocinética in vivo de profármacos de 2-PMPA en especies de roedores (ratones) y no roedores (perros): Los profármacos se dosificaron por vía oral (30 mg/kg de equivalentes de 2-PMPA) en ratones a un volumen de dosificación de 1 ml/kg. La sangre se obtuvo mediante punción cardíaca y el tejido se diseccionó a los 0 min, 15 min, 30 min, 1 h, 2 h y 4 h después de la dosis (n = 3 por punto de tiempo). Se realizaron estudios de punto de tiempo único a los 30 min (N=3) después de la dosificación. El plasma se recogió de la sangre por centrifugación. Los datos de concentración media-tiempo se usaron para el análisis farmacocinético (PK). El módulo de análisis no compartimental en WinNonlin® (versión 5.3) se utilizó para evaluar los parámetros farmacocinéticos. Concentraciones plasmáticas máximas (Cmáxima) y el tiempo hasta Cmáxima (Tmáximo) fueron los valores observados. El área bajo la curva (AUC) se calculó mediante la regla trapezoidal log-lineal (p.o.) hasta el final de la recolección de la muestra (AUCfinal) y se extrapoló al infinito (AUCü-~) dividiendo la última concentración cuantificable por la constante de velocidad de disposición terminal (ke). La vida media terminal (t1/2) se estimó a partir de la cinética de primer orden: t 1/2 = 0,693/ke. El objetivo era encontrar profármacos que produjeran una biodisponibilidad oral con % de F > 30%.
Para la farmacocinética en perros Beagle, a los animales se les dosificó el profármaco 2-PMPA (10 mg/kg de equivalentes de 2-PMPA) p.o. (por la boca). Las muestras de sangre se recogieron de la vena yugular (~ 1 ml) mediante venopunción directa, se colocaron en tubos de oxalato de potasio con fluoruro de sodio y se mantuvieron en hielo húmedo hasta su procesamiento. Las muestras de sangre se centrifugaron a una temperatura de 4°C, a 3000 x g, durante 5 minutos. Las muestras de sangre se mantuvieron refrigeradas durante todo el procesamiento. El plasma se recogió en tubos y se congeló rápidamente. Las muestras se almacenaron en un congelador equipado para mantenerse de -60 °C a -80 °C hasta su posterior análisis.
Bioanálisis de profármacos de 2-PMPA en plasma y tejido; Las concentraciones de 2-PMPA en muestras de plasma y tejido se determinaron utilizando dos métodos diferentes (FIG. 2). El método 1 mostró la cantidad total del profármaco en la muestra después de la dosificación oral (una medida de la desaparición del profármaco) y el método 2 evaluó la liberación específica de 2-PMPA en plasma y tejidos del profármaco. El cribado in vitro mostró inestabilidad metabólica de casi todos los profármacos probados.
El método 1 implicó el uso de un reactivo de derivación fuerte, n-butanol con HCl 3N, que convirtió el profármaco y sus metabolitos, incluido el 2-PMPA, en un éster butílico de 2-PMPA para obtener las exposiciones totales del profármaco. Brevemente, antes de la extracción, las muestras congeladas se descongelaron en hielo. Para la extracción de plasma, se transfirieron 50 pL de los patrones de calibración o muestras a tubos de microcentrífuga silanizados. La preparación de la muestra involucró una única extracción líquida mediante la adición de 300 pL de metanol como solución de extracción con patrón interno (es decir, 5 pM de 2-PMSA en metanol), seguida de agitación con vórtice durante 30 s y luego centrifugación a 12000 g durante 10 min. Se transfirió el sobrenadante (~ 250 pL) y se evaporó hasta sequedad a 40°C bajo una suave corriente de nitrógeno. El residuo se reconstituyó con 100 pL de agente de derivación, n-butanol con HCl 3N, y las muestras se agitaron con vórtice. Las muestras se calentaron a ~ 60°C en un baño de agua con agitación durante 30 min. Al cabo de 30 min, las muestras derivadas se dejaron enfriar a temperatura ambiente y se secaron de nuevo para eliminar el reactivo de derivación, bajo una suave corriente de nitrógeno. El residuo se reconstituyó en 100 pL de acetonitrilo al 30% en agua en v/v. Las muestras se agitaron con vórtice y se centrifugaron nuevamente. Se transfirieron ~80 pL de sobrenadante a un vial de polipropileno de 250 pL sellado con una tapa de teflón y se inyectó un volumen de 10 pL en el instrumento de cromatografía líquida de ultra rendimiento (UPLC) para el análisis cuantitativo. El análisis cromatográfico se realizó con un sistema de rendimiento ultra alto Accela™ que consiste en una bomba analítica y un automuestreador acoplado con un espectrómetro de masas TSQ Vantage (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham MA). La separación del analito del material potencialmente interferente se logró a temperatura ambiente utilizando la columna Agilent Eclipse Plus (100 x 2,1 mm de d.i.) empaquetada con una fase estacionaria C18 de 1,8 gm. La fase móvil utilizada estuvo compuesta por ácido fórmico al 0,1% en acetonitrilo y ácido fórmico al 0,1% en H2O con elución en gradiente, comenzando con 20% (orgánico) aumentando linealmente hasta 65% hasta 2,5 min, manteniendo al 65% (2,5-3,5 min) y reequilibrando hasta 30% a los 5 min. El tiempo de ejecución total para cada analito fue de 5,0 min. Se monitorizaron las transiciones iónicas [M+H]+ de 2-PMPA derivado a m/z 325,522 > 121,296, 195,345 y la del patrón interno a m/z 339,537 > 191,354, 149,308.
El método 2 fue un método suave para evaluar la liberación específica de 2-PMPA en plasma y tejidos a partir del profármaco. Brevemente, se extrajo 2-PMPA del plasma mediante precipitación de proteínas con metanol 5X que contenía ácido 2-(fosfonometil)succínico (2-PMSA; 1 gM) como patrón interno. Para la extracción de tejido cerebral, las muestras se pesaron en tubos silanizados de 1,7 mL a los que se les añadió 4 veces el volumen de metanol (dilución 1:5). Los tejidos se almacenaron a -20°C durante 1 h y luego se homogeneizaron. La curva de calibración para los tejidos se desarrolló usando como matriz cerebros de ratones no tratados previamente de animales no tratados. Para el nervio ciático, los nervios se pesaron y homogeneizaron en 50 gl de metanol y la curva de calibración se desarrolló utilizando como matriz nervios ciáticos no tratados previamente de animales no tratados. Las muestras se agitaron con vórtice y se centrifugaron. Para la extracción de tejido, se transfirieron 50 gL (cerebro) o 25 gL (nervio ciático) de los patrones de calibración o muestras a tubos de microcentrífuga silanizados. La preparación de la muestra involucró una única extracción líquida mediante la adición de 150 gL de metanol como solución de extracción con patrón interno (es decir, 5 gM de 2-PMSA en metanol). El sobrenadante se secó bajo una corriente suave de nitrógeno a 45°C y el residuo se reconstituyó con 75 gl de acetonitrilo y se agitó con vórtice. Se añadieron 25 gL del agente derivatizante N-terc-butildimetilsilil-N-metiltrifluoro-acetamida (MTBSTFA) a los tubos de microcentrífuga, se agitaron con vórtice y se calentaron a ~ 60°C durante 40 min. Al final de los 40 min, las muestras derivadas ~75 gL se transfirieron a viales de polipropileno de 250 gL y se analizaron mediante LC/MS/MS. El análisis cromatográfico se realizó con un sistema de rendimiento ultra alto Accela™ que consiste en una bomba analítica y un automuestreador acoplado con un espectrómetro de masas TSQ Vantage (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham MA). La separación del analito del material potencialmente interferente se logró a temperatura ambiente utilizando Waters X-terraR, RP18, 3,5 gm y (2,1 x 50 mm). La fase móvil utilizada estuvo compuesta por ácido fórmico al 0,1% en acetonitrilo y ácido fórmico al 0,1% en H2O con elución en gradiente, comenzando con 90% (orgánico) aumentando linealmente hasta 99% hasta 2,5 min, manteniendo al 99% (2,5-4,0 min) y reequilibrando hasta 90% a los 5 min. El tiempo de ejecución total para cada analito fue de 5,0 min. El análisis cromatográfico se realizará en Accela UPLC. Las transiciones iónicas [M+H]+ de 2-PMPA derivado a m/z 683,0 >551,4 y las del patrón interno a m/z 669,0 >537,2 se monitorizaron con un tiempo de ejecución total de 5 min.
Figure imgf000015_0001
Donde,
Respuesta = [(Área del analitoy (Área del patrón interno)]
•La respuesta promedio es el promedio de dos muestras en cada punto de tiempo.
Preparación de compuestos
Procedimientos Generales; Los espectros de 1H RMN se midieron a 400,13. Los espectros de 1H RMN están estandarizados a la señal interna de TMS (5 0,0, CDCh). Los desplazamientos químicos se dan en escala 5, las constantes de acoplamiento J se dan en Hz. Los espectros IR se midieron en CHCh en el espectrómetro FT-IR Bruker Equinox 55. Los espectros de masas CI de baja y alta resolución se midieron utilizando un espectrómetro de masas de tiempo de vuelo de aceleración ortogonal (OA-TOF) (GCT premier, Waters) a un voltaje ionizante de 70 eV, los valores de m/z se dan con sus intensidades relativas (%). Los espectros se registraron en modo positivo y la temperatura de la fuente fue de 150°C. El metano estaba presente como gas reactivo en la fuente de CI. Para una medición exacta, los espectros se calibraron internamente utilizando Heptacosa o 2,4,6-tris(trifluorometil)-1,3,5-triazina (Metri). Los espectros de masas ESI se registraron con un espectrómetro de masas de micromasas ZQ (Waters) equipado con una fuente de iones multimodo ESCi y controlado por el software MassLynx. El THF se destiló recientemente de sodio/benzofenona bajo nitrógeno. La cromatografía ultrarrápida se realizó en gel de sílice 60 (0,040­ 0,063 mm, Fluka). (TT-140113 = compuesto 1 Tabla 1)
Figure imgf000016_0001
Este compuesto se preparó a partir de la literatura conocida. Los espectros de 1H RMN y 13C RMN estaban de acuerdo con los datos publicados.
JAM0106
Figure imgf000016_0002
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0131. Compuesto JAM0105 (6,62 g, 21,62 mmol),
Yoduro de N,N-dimetilmetileniminio (10 g, 54,05 mmoles, 2,5 equiv.) Metanol absoluto (265 ml). La mezcla de reacción se agitó a 65°C h. El disolvente orgánico se evaporó al vacío. El residuo se filtró a través de una almohadilla de gel de sílice (hexano-acetato de etilo 5:1) para proporcionar el producto deseado (5,02 g, 94%) como un aceite. Los espectros de 1H RMN y 13C RMN estaban de acuerdo con los datos publicados.
JAM0113
Figure imgf000016_0003
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0106. Compuesto JAM0105 (6,62 g, 21,62 mmol), N,N-Yoduro de dimetilmetileniminio (10 g, 54,05 mmol, 2,5 equiv.) Etanol absoluto (265 ml). La mezcla de reacción se agitó a 78 °C durante la noche. El disolvente orgánico se evaporó al vacío. El residuo se filtró a través de una almohadilla de gel de sílice (hexano-acetato de etilo 10:1 a 5:1) para proporcionar el producto deseado (5,25 g, 93 %) como un aceite. Los espectros de RMN 1H y RMN 13C estaban de acuerdo con los datos publicados.
JAM0131
Figure imgf000016_0004
Se cargó un matraz Schlenk seco con el compuesto anterior JAM0105 (6,62 g, 21,62 mmoles), yoduro de N,N- dimetilmetileniminio (10 g, 54,05 mmoles, 2,5 equiv.) y luego se lavó con argón. Se añadió al matraz f-BuOH absoluto (265 ml) y la mezcla se agitó a 65°C durante 48 h. El disolvente orgánico se evaporó al vacío. El residuo se filtró a través de una almohadilla de gel de sílice (hexano-acetato de etilo 5:1) para proporcionar el producto deseado (5 g, 80%) como un aceite.
ESI MS: 313 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C17H22O4Na 313,14103; encontrado 313,14106.
JAM0109
Figure imgf000017_0001
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0149. Fosfito de dietilo (2,6 ml, 20,14 mmoles), una solución de trimetilaluminio (2 M en hexanos, 10 ml, 20,14 mmoles, 1,0 equiv.), JAM0106 (5 g, 20,14 mmoles, 1,0 equiv.), diclorometano (70 ml). Filtración a través de una almohadilla de gel de sílice (hexano-acetato de etilo 1:1 a 3:1) Producto (7,3 g, 94%) como un aceite.
ESI MS: 323 (M+Na+). HR ESI MS: calculado para C1/H35NO2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
JAM0114
Figure imgf000017_0002
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0149. Fosfito de dietilo (2,58 ml, 20 mmoles), una solución de trimetilaluminio (2 M en hexanos, 10 ml, 20 mmoles, 1,0 equiv.), JAM0113 (5,25 g, 20 mmoles, 1,0 equiv.), diclorometano (70 ml). Filtración a través de almohadilla de gel de sílice (hexano-acetato de etilo 1:1 a 3:1) Producto (7,5 g, 94%) como un aceite.
ESI MS: 323 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C17H35NO2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
JAM0149
Figure imgf000017_0003
Se disolvió fosfito de dietilo (8,5 ml, 66,1 mmoles, 1 equiv.) en diclorometano absoluto (57 ml) bajo argón y se enfrió a 0°C. Se añadió gota a gota una solución de trimetilaluminio (2 M en hexanos, 33 ml, 66,1 mmoles, 1 equiv.) y la solución se agitó a 0°C durante 30 min. Se añadió una solución del compuesto JAM0131 (19,2 g, 66,1 mmoles, 1 equivalente) en diclorometano (171 ml) y se retiró el baño de refrigeración. A continuación, la mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente durante la noche. La reacción se inactivó con ácido clorhídrico 2 N (40 ml). Luego se extrajo con éter dietílico (3 x 40 ml), las fases orgánicas combinadas se lavaron con agua (40 ml), salmuera (40 ml) y se secaron sobre MgSO4 anhidro. La evaporación de los disolventes proporcionó un aceite, que se filtró a través de una almohadilla de gel de sílice (hexano-acetato de etilo 3:1 a 1:1) para proporcionar el producto deseado (28,3 g, 94%) como un aceite.
ESI MS: 323 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C17H35NO2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
Figure imgf000018_0001
Se cargó un matraz Schlank con acrilato de etilo (15 ml, 0,14 moles) bajo argón, luego se añadió lentamente TDAP (5 ml, 28 mmoles, 20% en moles) y la mezcla de reacción se agitó a 60°C durante 2 h. El producto se destiló en un aparato Kugelrohr (100°C a 0,1 mbar). Los espectros de 1H RMN y 13C RMN estaban de acuerdo con los datos publicados. JAM0115
Figure imgf000018_0002
Se cargó un matraz Schlank con acrilato de etilo (15 ml, 0,12 moles) en argón, luego se añadió lentamente TDAP (4,4 ml, 24 mmoles, 20% en moles) y la mezcla de reacción se agitó a 60°C durante 2 h. El producto se destiló en un aparato Kugelrohr (125°C a 0,1 mbar).
JAM0116
Figure imgf000018_0003
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0149. Fosfito de dietilo (4,5 mL, 35 mmoles), una solución de trimetilaluminio (2 M en hexanos, 17,5 mL, 35 mmoles, 1,0 equiv.), JAM0112 (7,0 g, 35 mmoles, 1,0 equiv.), diclorometano (120 mL). Filtración a través de almohadilla de gel de sílice (hexano-acetato de etilo 1:1 a 3:1) Producto JAM0116 (11 g, 94%) como un aceite.
Los espectros 1H RMN y 13C RMN estaban de acuerdo con los datos publicados.
JAM0117
Figure imgf000018_0004
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0149. Fosfito de dietilo (2,7 mL, 21 mmoles), una solución de trimetilaluminio (2 M en hexanos, 10,5 mL, 21 mmoles, 1,0 equiv.), JAM0115 (4,8 g, 21 mmoles, 1,0 equiv.), diclorometano (70 mL). Filtración a través de almohadilla de gel de sílice (hexano-acetato de etilo 1:1 a 3:1) Producto JAM0117 (7,2 g, 94%) como un aceite. 1H RMN (400 MHz, CDCls): 0,92 (3H, t, J = 7,4), 0,94 (3H, t, J = 7,4), 1,28 - 1,32 (6H, m), 1,59 - 1,70 (4H, m), 1,79 - 1,89 (1H, m), 1,92 - 2,05 (2H, m), 2,19 - 2,40 (3H, m), 2,74 - 2,84 (1H, m), 4,00 - 4,12 (8H, m).
31P RMN (162 MHz, CDCla): 28,55
ESI MS: 389 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C16H31O2NaP 389,16996; encontrado 389,16869.
Figure imgf000019_0001
Se disolvió fosfonato de JAM0149 (25,4 g, 60 mmoles) en diclorometano (100 ml) y se añadió lentamente ácido trifluoroacético (100 ml). La mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente durante la noche. Luego los disolventes se eliminaron al vacío. El residuo se filtró a través de una almohadilla corta de gel de sílice (cloroformometanol 10:1) para proporcionar el producto deseado (19,7 g, 88%) como un aceite.
ESI MS: 395 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C17H35O7NaP 395,12301; encontrado 395,12337.
JAM0153
Figure imgf000019_0002
El matraz seco se cargó con fosfonato de JAM0151 (1,95 g, 5,24 mmoles), NaI (1,57 g, 7,86 mmoles, 2 equiv.), trietilamina (1,1 ml, 7,86 mmoles, 1,5 equiv.). Se añadió DMF seco y la mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente durante 15 min y luego se añadió lentamente pivalato de clorometilo (1,5 ml, 10,47 mmoles, 2 equiv.). La mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente durante la noche. El disolvente se eliminó a presión reducida y el residuo se cromatografió en gel de sílice (acetato de etilo-hexano 40:1) para proporcionar el producto deseado (1,38 g, 54%) como un aceite.
ESI MS: 323 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C i7H35NÜ2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
JAM0162
Figure imgf000020_0001
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0153. Fosfonato de JAM0151 (2,15 g, 5,77 mmoles), NaI (1,73 g, 11,55 mmoles, 2 equiv.), trietilamina (1,21 ml, 8,66 mmoles, 1,5 equiv.), carbonato de clorometilisopropilo (1,55 ml, 11,55 mmoles, 2 equiv.), DMF (30 ml). Cromatografía en gel de sílice (hexano-acetato de etilo 2:1). Producto (1,97 g, 70%) como un aceite.
ESI MS: 323 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C17H35NÜ2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
JAM0182
Figure imgf000020_0002
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0153. Fosfonato de JAM0151 (2 g, 5,37 mmoles), NaI (1,61 g, 10,74 mmoles, 2 equiv.), trietilamina (1,5 ml, 10,74 mmoles, 2 equiv.), carbonato de 1 -cloroetilisopropilo (1,64 ml, 10,74 mmoles, 2 equiv.), DMF (30 ml). Cromatografía sobre gel de sílice (hexano-acetato de etilo 1:1). Producto (1,1 g, 21%) como un aceite.
ESI MS: 323 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C17H35NÜ2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
JAM0179
Figure imgf000020_0003
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0153. Fosfonato de JAM0151 (1,0 g, 2,68 mmoles), NaI (805 mg, 5,37 mmoles, 2 equiv.), trietilamina (750 pL, 5,37 mmoles, 2 equiv.), 2-cloro-N,N-dimetilacetamida (552 pl, 5,37 mmoles, 2 equiv.), DMF (14 ml). Cromatografía en gel de sílice (cloroformo-metanol 20:1). Producto (1 g, 85%) como un aceite.
ESI MS: 323 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C17H35NÜ2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
JAM0154
Figure imgf000020_0004
El compuesto JAM0153 (3,3 g, 6,78 mmoles) se disolvió en diclorometano absoluto (40 ml) bajo argón y se enfrió a 0°C. Se añadió gota a gota bromotrimetilsilano (3,6 ml, 27,13 mmoles, 4 equiv.) y la solución se agitó a 0°C durante la noche. Los compuestos volátiles se eliminaron al vacío y el residuo se diluyó con una mezcla de metanol y tolueno (3 x 30 ml, 1:1) y se evaporó para obtener el producto deseado (2,77 mg, 95%) como un aceite y se usó directamente en la siguiente reacción sin caracterización.
JAM0164
Figure imgf000021_0001
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0154. Fosfonato de JAM0162 (1,6 g, 3,28 mmoles), TMSBr (1,54 mL, 11,68 mmoles, 4 equiv.), DCM (20 mL). Producto (1,39 g, 98 %) obtenido como un aceite. JAM0185
Figure imgf000021_0002
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0154. Fosfonato de JAM0182 (770 mg, 1,53 mmoles), TMSBr (809 gL, 6,13 mmoles, 4 equiv.), Dc M (10 mL). Producto (669 mg, 98%) obtenido como un aceite. JAM0184
Figure imgf000021_0003
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0154. Fosfonato de JAM0179 (1,05 g, 2,30 mmoles), TMSBr (1,21 mL, 9,18 mmoles, 4 equiv.), DCM (13 mL). Producto (904 mg, 98%) obtenido como un aceite.
El matraz Schlank seco se cargó con el compuesto anterior JAM0154 (600 mg, 1,39 mmoles) y se disolvió en dioxano seco (7 ml). Se añadió DBU (0,42 mL, 2,80 mmoles, 2 equiv), pivalato de clorometilo (0,8 mL, 5,58 mmoles, 4 equiv.) y la mezcla de reacción se agitó a 100°C durante 6 h. Los compuestos volátiles se eliminaron al vacío y el residuo se cromatografió en gel de sílice (tolueno-acetona 10:1 para proporcionar el producto deseado impuro (48 mg, 5,2%) como un aceite. El producto se purificó más usando HPLC a escala preparativa (gradiente 10: 50, Rt = 12,5 minutos). ESI MS: 323 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C17H35NO2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
JAM0166
Figure imgf000022_0001
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0167. Fosfonato de JAM0164 (1,14 g, 2,64 mmoles), DBU (0,79 ml, 5,28 mmoles, 2 equiv.), carbonato de clorometilisopropilo (3,5 ml, 26,40 mmoles, 10 equiv.), dioxano (14 ml). Cromatografía en gel de sílice (tolueno-acetona 5:1). Producto (mg, <10%) como un aceite. El producto se purificó adicionalmente mediante HPLC a escala preparativa (gradiente 10:50, Rt = 12,5 minutos).
ESI MS: 323 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C17H35NO2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
JAM0189
Figure imgf000022_0002
El matraz Schlank seco se cargó con el compuesto anterior JAM0185 (574 mg, 1,29 mmoles), K2CO3 (550 mg, 3,98 mmoles, 3,1 equiv.) y se disolvió en DMF seca (12 ml). Se añadió carbonato de 1 -cloroetilisopropilo (2 ml, 12,86 mmoles, 10 equiv.) y la mezcla de reacción se agitó a 60°C durante 6 h. Los compuestos volátiles se eliminaron al vacío y el residuo se cromatografió en gel de sílice (tolueno-acetona 7:1) para proporcionar el producto deseado impuro (88 mg, 10%) como un aceite. El producto se purificó adicionalmente mediante HPLC a escala preparativa (gradiente 10:50, Rt = 12,5 minutos).
ESI MS: 323 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C17H35NO2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
JAM0168
Figure imgf000022_0003
El compuesto anterior JAM0167 (48 mg, 72,9 mmoles) se disolvió en THF seco (3 ml). Se añadió paladio al 10% sobre carbono (5 mg) y la mezcla de reacción se burbujeó con hidrógeno durante 10 min. La mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente durante la noche en atmósfera de hidrógeno. El paladio se filtró a través de algodón y los compuestos volátiles se eliminaron al vacío para proporcionar el producto deseado (40 mg, 98%) como un aceite.
ESI MS: 323 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C i7H35NÜ2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
JAM0186
Figure imgf000023_0001
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0168 (FIG. 1). Fosfonato (1,18 g, 1,77 mmoles), paladio al 10% sobre carbono (100 mg), THF (70 ml). Producto (996 mg, 98%) como un aceite.
ESI MS: 323 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C17H35NÜ2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
JAM0195
Figure imgf000023_0002
El mismo método de preparación que para el compuesto anterior JAM0168. Fosfonato de JAM0189 (1,0 g, 1,42 mmoles), paladio al 10% sobre carbono (100 mg), THF (45 ml). Producto (587 mg, 98%) como un aceite.
ESI MS: 323 (M+Na+).
HR ESI MS: calculado para C17H35NÜ2SNa 340,22807; encontrado 340,22805.
Los ésteres de alquilo sencillos no son profármacos de 2PMPA eficaces
En general, los profármacos fueron examinados mediante una selección de estabilidad metabólica in vitro, y si es positiva, fueron seguidas por un estudio farmacocinético de punto de tiempo único in vivo, y en casos seleccionados, un estudio farmacocinético de tiempo completo in vivo (FIG. 3). En este ejemplo, los cuatro grupos funcionales ácidos en 2-PMPA se taparon sistemáticamente. Los ácidos carboxílicos se enmascararon primero con ésteres de alquilo sencillos (Compuestos 1,2, y 3). Luego se llevó a cabo la estabilidad química y metabólica in vitro de los profármacos, seguido de 60 minutos de incubación en pantallas de estabilidad de plasma para los profármacos. Ésteres carboxílicos sencillos como 1,2 y 3, inesperadamente, resultó ser demasiado estable, probablemente debido a una naturaleza muy hidrofílica del fosfonato que contiene parte de sus moléculas (FIG. 4 muestra la selección de estabilidad para el compuesto 1). Recubrimiento tanto de fosfonatos como de carboxilato alfa crítico para mejorar la permeabilidad
El enmascaramiento del fosfonato mientras se mantienen los carboxilatos libres como en el derivado de bisisopropiloxicarbonilmetilo (bis-POC, 4) y derivado de bis-pivaloiloximetilo (bis POM, 5) posteriores por sí solo no es factible debido a la inestabilidad química de esos derivados. La causa probable es la participación directa del acarboxilato en la hidrólisis del grupo POC o POM. La combinación de ambos enfoques, como se ilustra en el siguiente ejemplo, genera los compuestos 6 y 7 con buena penetrabilidad de compuesto. Sin embargo, estos compuestos solo se convierten en el éster de carboxilato 1 correspondiente que es estable en plasma y no mostró la capacidad de liberar 2-PMPA. Se obtuvieron resultados muy similares con los ésteres de dietilo correspondientes. La estabilidad metabólica in vitro de los profármacos de 2-PMPA 6 y 7 también se llevó a cabo. Se encontró que estos profármacos eran estables a la hidrólisis química e inestables en microsomas en plasma de ratón y hepáticos de ratón (la FIG. 5 muestra la selección de estabilidad para el compuesto 6).
Luego se realizaron estudios farmacocinéticos de punto de tiempo único en los profármacos de 2-PMPA para evaluar la mejora en la permeabilidad del profármaco y la liberación de PMPA. La Fig. 6 muestra las concentraciones de 6, 7 y 8 probadas y su comparación con 2-PMPA después de la administración oral a una dosis equivalente de 30 mg/kg de 2-PMPA. Los compuestos 6 y 7 mostraron una mejora de 25 a 50 veces en la permeabilidad en comparación con 2-PMPA solo. Más importante, 8 con un Y-carboxilato libre también mostró una mejora similar en la permeabilidad. Sin embargo, no se observó liberación de 2-PMPA desde ninguno de estos profármacos y, por lo tanto, se necesitó una mayor optimización. Ya que es el a-carboxilato responsable de la inestabilidad de los compuestos bis-POC y bis-POM 4 y 5, la derivación del Y-carboxilato era innecesaria ya que los profármacos con Y-carboxilato libre 8 y 9 también mostraron una buena disponibilidad oral. Pero incluso en este caso, la bioconversión solo continuó principalmente a monoéster. 10. Este fue también el caso de los ésteres etílicos correspondientes (no mostrados).
Ejemplo 1
Se descubrió que el pivaloiloximetilo (POM) y el iso-propiloxicarboniloximetilo (POC) en alfa carboxilato son críticos para la mejora de la permeabilidad y la liberación de 2PMPA libre
Las selecciones de estabilidad metabólica in vitro de los compuestos JHU 2106 y 2108-2112 en las fracciones subcelulares de plasma e hígado de ratón se muestran en las FIGS. 7-9 y las Tablas 2-7. Se encontró que el compuesto JHU 2106, que comprende ésteres metílicos, era demasiado estable y, por lo tanto, impedía la liberación de 2-PMPA (Figura 7A, Tabla 2). También se encontró que el compuesto JHU 2108 era demasiado estable en algunas de las muestras (FIG. 7B, Tabla 3). Se encontró que el compuesto JHU 2109 se desmoronaba fácilmente incluso en tampón HBSS y, por lo tanto, ni siquiera sería capaz de metabolizarse (FIG. 8A, Tabla 4). Se encontró que los compuestos JHU 2110, 2111 y 2112 eran estables en tampón HBSS y podían liberar 2-PMPA de manera eficiente (FIGS. 8B, 9A-9B; Tablas 5-7). Un estudio farmacocinético de punto de tiempo único in vivo (método 1) de los compuestos JHU 2106­ 2112 en ratones sugirió que los profármacos pOm (JHU 2109) y POC (JHU 2110) eran los más permeables (FIG. 10). Se observó un aumento de más de 50 veces de los profármacos/metabolitos de éster de POM y POC después de la dosificación oral (método 1; FIG. 7). Sin embargo, los profármacos de éster de POM y POC no liberaron 2-PMPA (método 2; FIG. 8). El aumento de la longitud de la cadena de éster en los carboxilatos no aumentó la liberación de 2-PMPA (Figuras 9A-9B, Tablas 8-9). Se observó una liberación mínima o nula de 2-PMPA con los ésteres de etilo y propilo. Se encontró que los compuestos 2236 y 2237, derivados de éster etílico y alquílico, eran demasiado estables y no se observó mucha liberación de 2-PMPA (Tablas 8-9).
Sin embargo, la estabilidad del éster carboxílico sencillo podría superarse introduciendo otro resto isopropiloxicarboniloximetilo o pivaloiloximetilo en el a-carboxilato. Los profármacos Tris-POC (JAM0186) y Tris-POM (JAM0168) demostraron suficiente estabilidad química, especialmente el resto POC, e inestabilidad en las fracciones subcelulares del plasma y el hígado que representan el potencial de liberación de 2-PMPA (FIGS. 10A-10B; esquema para síntesis de Tris-POC mostrada en la figura 1). Sin querer estar ligado a ninguna teoría en particular, se cree que los ésteres dobles en el profármaco Tris-POC permiten una mejor liberación del profármaco a 2-PMPA. Los ésteres de POM en el carboxilato aumentaron el 2-PMPA aproximadamente 18 veces después de la dosificación oral. Los estudios farmacocinéticos in vivo a 30 mg/kg de equivalentes de 2-PMPA en ratones mostraron un aumento de aproximadamente 20 veces en la disponibilidad de 2-PMPA (FIG. 10B). Esta es la primera vez que se alcanzan altas concentraciones micromolares de 2-PMPA en plasma después de la administración oral.
Además, el compuesto 2609, con un grupo metilo adicional, también demostró suficiente estabilidad química e inestabilidad en las fracciones subcelulares del plasma y el hígado (Tabla 10).
En términos de permeabilidad de los ésteres en el a-carboxilato, el éster etílico (compuesto JHU 2236) mostró la mayor permeabilidad, seguido del éster metílico (compuesto JHU 2106) y luego el éster propílico (compuesto JHU 2263). Aun así, los compuestos con ésteres de alquilo sencillos en el carboxilato alfa, aunque mostraron cierta mejora en la permeabilidad, eran demasiado estables para provocar la liberación de 2-PMPA in vivo. Además, tanto los monoésteres como los diésteres mostraron permeabilidades comparables y no se observó mucha diferencia entre los ésteres monoetílicos y monometílicos. A excepción de los ésteres POM y POC en fosfonatos (compuestos JAM0168 y JAM0186), la mayoría de las otras funcionalidades no mostraron una alta permeabilidad in vivo (por ejemplo, compuestos JHU 2235 y 2238). Los ésteres de POM y POC en fosfonato mostraron la mayor permeabilidad y se eligieron como portadores apropiados para el ácido fosfónico y se basaron en ellos las modificaciones estructurales adicionales para la mejora de la permeabilidad y la liberación de 2-PMPA.
Tabla 2. Resultados de estabilidad para JHU 2106 en diferentes matrices.
Tiempo Plasma de S9 de ratón Microsomas plasma microsomas
(min) HBSS ratón de ratón humano humanos
0 100% 100% 100% 100% 100% 100%
30 92% 102% 101% 102% 100% 90%
60 94% 101% 86% 103% 86% 96%
Tabla 3. Resultados de estabilidad para JHU 2108 en diferentes matrices.
Tiempo Plasma de Microsomas
(min) HBSS S9 de ratón ratón de ratón
0 100% 100% 100% 100%
30 99% 2% 106% 99%
60 101% 1% 100% 100%
Tabla 4. Resultados de estabilidad para JHU 2109 en diferentes matrices.
Plasma de Microsomas
Tiempo (min) HBSS S9 de ratónratón de ratón
0 100% 100% 100% 100%
30 46% 0% 1% 2%
60 21% 0% 0% 0%
Tabla 5. Resultados de estabilidad para JHU 2110 en diferentes matrices.
Tiempo Plasma de Microsomas de
(min) HBSS ratón S9 de ratón ratón
0 100% 100% 100% 100%
30 101% 2% 1% 2%
60 93% 0,4% 0,1% 0,1%
Tabla 6. Resultados de estabilidad para JHU 2111 en diferentes matrices.
Tiempo Plasma de Microsomas de
(min) HBSS ratón S9 de ratón ratón
0 100% 100% 100% 100%
30 100% 3% 1% 3%
60 95% 1% 2% 2%
Tabla 7. Resultados de estabilidad para JHU 2112 en diferentes matrices.
Tiempo HBSS Plasma de S9 de Microsomas de
(min) ratón ratón ratón
0 100% 100% 100% 100%
30 93% 2% 0% 2%
60 93% 1% 0,1% 0,1%
Tabla 8. Resultados de estabilidad para JHU 2236 en diferentes matrices.
Tiempo Microsomas Plasma de S9 de ratón microsomas plasma (min) de ratón ratón humanos humano 0 100% 100% 100% 100% 100% 30 99% 99% 103% 88% 81% 60 88% 83% 103% 73% 59% Tabla 9. Resultados de estabilidad para JHU 2237 en diferentes matrices.
Tiempo Microsomas Plasma de microsomas plasma
(min) de ratón S9 de ratón ratón humanos humano
0 100% 0% 100% 100% 100%
30 2% 0% 1% 1% 50%
60 0% 0% 0% 0% 18%
Tabla 10. Resultados de estabilidad para JHU 2608, 2609 y 2610 en diferentes especies
T-. , . , microsomas Microsomas de Plasma de
JHU# Tiempo (min) plasma humano humanos ratón ratón
JHU 0
2608 100% 100% 100% 100%
30 80% 109% 49% 0%
60 61% 76% 22% 0%
JHU 0
2609 100% 100% 100% 100%
30 27% 106% 1% 0%
60 8% 75% 0% 0%
JHU 0
2610 100% 100% 100% 100%
30 92% 98% 86% 3%
60 81% 92% 68% 1%
Ejemplo 2
Profármacos de 2-PMPA con ésteres Tris POC en diferentes especies
Los profármacos de 2-PMPA con los ésteres Tris-POC mostraron una biodisponibilidad oral excelente en roedores y perros (compuesto JHU 2609, Tabla 10; compuesto JAM0186, Figuras 11-14, Tabla 11). El compuesto Tris-POC mejoró las exposiciones después de la dosificación oral en ratones y logró una mejora de más de 20 veces en la permeabilidad frente al 2-PMPA (FIG. 12). Se observó la estabilidad metabólica del compuesto Tris-POC en diferentes especies, siendo la estabilidad del perro la más similar a la estabilidad humana (FIG. 13). En relación con el ratón, la muestra de perro mostró un aumento de 10 veces en la Cmáxima de 2-PMPA, mostrando una alta disponibilidad del compuesto en la especie canina (FIG. 14). La estabilidad metabólica del compuesto Tris-POC podría mejorarse aún más en diferentes especies mediante la adición de un grupo metilo (FIG. 15).
Tabla 11. Resultados de estabilidad para TRIS-POC en diferentes especies
Tiempo microsomas plasma humano Microsomas de Plasma de
(min) humanos ratón ratón
0 100% 100% 100% 100%
30 3% 64% 1% 1%
60 0% 48% 0% 0%
Tiempo microsomas plasma microsomas de Plasma de Microsomas de Plasma de (min) humanos humano perro perro mono mono 0 100% 100% 100% 100% 100% 100% 30 5% 102% 1% 67% 0% 50%
60 0% 77% 0% 28% 0% 11% Inhibición farmacológica de PSMA como terapia para IBD
Una descripción general de la IBD: La IBD, un trastorno inflamatorio del intestino idiopático, crónico y frecuentemente discapacitante, tiene dos subtipos: la enfermedad de Crohn (CD) y la colitis ulcerosa (UC), cada uno de los cuales representa ~50% de los pacientes con IBD (Xavier y Podolsky, 2007; Strober et al., 2007; Sartor, 2006). La IBD es una enfermedad GI generalizada, con una prevalencia de ~ 0,2% en la población occidental. Solo en los Estados Unidos, hay 1,4 millones de pacientes con ID diagnosticados, lo que genera un enorme sufrimiento y costos de atención médica. Cada vez está más claro que la IBD es una enfermedad multifactorial compleja con contribuciones tanto genéticas como ambientales, cuya interacción conduce a la IBD (Xavier y Podolsky, 2007; Strober et al., 2007; Sartor, 2006; Kaser et al., 2010). Desafortunadamente, la etiología de esta desregulación de la mucosa en UC y CD sigue siendo difícil de determinar (Kaser et al., 2010). A pesar de las crecientes opciones terapéuticas disponibles para el manejo de la IBD, aproximadamente 1/3 de los pacientes con IBD no responden a ninguna terapia y no existe una cura para la IBD (Hamilton et al., 2012). Las terapias basadas en el factor de necrosis antitumoral (TNF), como infliximab (IFX), adalimumab y certolizumab pegol, son actualmente las terapias más eficaces para la UC y la CD grave (Hanauer et al., 2002; Kozuch y Hanauer, 2008; Colombel et al., 2007; Schreiber et al., 2007). Sin embargo, un tercio de los pacientes con CD no responde a las terapias anti-TNF y otro tercio pierde la capacidad de respuesta dentro de los seis meses posteriores al inicio de la terapia (Regueiro et al., 2007; Lawrance, 2014). Estos no respondedores tienen respuestas inmunitarias mucosas más agresivas y están indicados tratamientos adicionales (Schmidt et al., 2007). Los pacientes con enfermedad extensa o que están en riesgo de síndrome de intestino corto debido a extirpaciones previas suelen ser malos candidatos quirúrgicos. Actualmente, el único medicamento aprobado para pacientes que han fallado con un agente anti-TNF es natalizumab. Sin embargo, el natalizumab se ha relacionado con varios casos de leucoencefalopatía multifocal progresiva y, a menudo, fatal (PML; Van et al., 2005). Esto enfatiza la importancia de explorar e identificar terapias nuevas y más eficaces en pacientes con IBD.
Datos de validación humana: La expresión de PSMA y la actividad enzimática se elevan selectivamente en muestras de pacientes con IBD (Figuras 16-17). Los análisis de perfiles genéticos e inmunohistológicos (FIG. 16) mostraron que el PSMA está intensamente regulado al alza en la mucosa intestinal de pacientes con enfermedad de Crohn (Zhang et al., 2012). Para determinar aún más la relevancia de PSMA para la IBD, se examinó y comparó la actividad enzimática funcional de PSMA en mucosa normal y enferma de 32 muestras intestinales quirúrgicas de 20 sujetos (FIG. 17), incluidos controles sanos, pacientes con IBD y controles sin IBD (diverticulitis), utilizando los métodos descritos anteriormente. Se encontró un aumento del 300-1000% en la actividad del PSMA en la mucosa intestinal con IBD activa en comparación con el área no afectada de los mismos pacientes o el intestino de controles sanos y sin IBD. Estos datos sugieren una clara asociación positiva entre la activación de PSMA y la IBD.
Eficacia preclínica: La inhibición de PSMA muestra una profunda eficacia en tres modelos animales principales de IBD (FIGS. 18-21). Para investigar si el PSMA puede ser un nuevo objetivo terapéutico adecuado para la intervención clínica contra la IBD, se probó el efecto de los inhibidores del prototipo de PSMA en los tres modelos murinos de IBD más utilizados, incluida la colitis inducida por DNBS, la colitis inducida por DSS y ratones knockout IL-10 (IL-10 KO) (un modelo genético que desarrolla colitis espontánea). En los tres modelos, el tratamiento con inhibidores de PSMA mejoró drásticamente los síntomas. En el modelo de colitis inducida por DNBS (FIG. 18), se encontró que la inhibición de PSMA era similar a la sulfasalazina de control positivo. En el modelo de colitis DSS, la inhibición de PSMA redujo significativamente el índice de actividad de la enfermedad (FIG. 19). Además, el inhibidor de PSMA inhibió potentemente la actividad de PSMA en la mucosa cecal y del colon de los ratones tratados con DSS, lo que indica la participación de la diana (FIG. 20). La eficacia de 2-PMPA en el tratamiento de colitis espontánea en ratones IL-10 KO también fue notable. En primer lugar, el inhibidor de PSMA 2-PMPA redujo significativamente la gravedad de la enfermedad, incluida la enfermedad macroscópica, la hipotrofia colónica y proporcionó una mejor consistencia de las heces (FIGS. 21A-21B). Más interesante aún, se observó una retracción completa del prolapso en 2 de los 20 ratones (10%) tratados con el inhibidor (FIG. 21D), un fenómeno que nunca se había visto en más de 800 ratones IL-10 KO usados. La mejora de estos ratones con retracción del prolapso fue inequívocamente obvia en el sentido de que su peso corporal aumentó drásticamente en comparación con el de los ratones IL-10 KO de control no tratados (FIG.
21C). En conclusión, utilizando tres modelos animales principales de IBD, se ha demostrado la importancia del PSMA como un nuevo objetivo terapéutico para el tratamiento de la IBD.
Se ha identificado un nuevo profármaco disponible por vía oral de 2-PMPA que muestra una mejora de >20 veces en la permeabilidad in vivo de 2-PMPA; El inhibidor de PSMA basado en ácido fosfónico muy potente denominado 2-PMPA (Ki = 300 pM) (Rais et al., 2014) demostró una excelente eficacia después de la administración i.p. a 100 mg/kg tanto en el modelo de DSS como en el de IL 10 knock out. Sin embargo, el 2-PMPA es extremadamente hidrofílico con poca disponibilidad oral (F<1%). Dado el éxito del uso de enfoques de profármacos para aumentar la biodisponibilidad oral de otros fármacos de ácido fosfónico (Hepsera™ y Viread™) (Barditch-Crovo et al., 1997; Cundy et al., 1997; Barditch-Crovo et al., 2001), se empleó una estrategia similar para 2-PMPA. Se ha identificado un profármaco biodisponible por vía oral de 2-PMPA (Tris-POC-2-PMPA) que permite una mejora de ~20 veces en la permeabilidad (FIG. 17). Lo que es más importante, el profármaco proporcionaba concentraciones sostenidas de >10-20 veces de 2-PMPA liberado hasta 4 horas después de la administración oral.
Estudios de respuesta a la dosis/eficacia y farmacocinética de inhibidores de PSMA (2-PMPA y su profármaco oral) en dos modelos murinos de IBD: IL-10 knockout (KO) y colitis inducida por DSS:
La respuesta a la dosis de 2-PMPA (solución salina HEPES como vehículo) con tres dosis, 1, 10 y 100 mg/kg, usando una ruta de administración i.p., se ha completado y se observó que un efecto dependiente de la dosis con 100 mg/kg proporcionó el mayor beneficio. El profármaco 2-PMPA Tris POC también se probó en un experimento preliminar a una dosis alta por medio de ruta oral (100 mg/kg) usando un vehículo de 50% de PEG/agua. Desafortunadamente, el propio vehículo mostró efectos perjudiciales. Se evaluarán varios vehículos aprobados por la FDA, incluidos etanol/tween, propilenglicol y 2-hidroxipropil-beta-ciclodextrina (HP-beta-CD) en cuanto a solubilidad y compatibilidad (Thackaberry, 2013). Una vez que se identifica el vehículo óptimo, se completará una respuesta a la dosis del profármaco oral 2-PMPA Tris POC distribuido a 3, 10 y 30 mg/kg p.o. (equivalente a 2-PMPA). Para evaluar la eficacia, para el modelo DSS de colitis, el profármaco se evaluará por vía oral en tres dosis diferentes mencionadas anteriormente al mismo tiempo (día 1) cuando se administra DSS para inducir la colitis. La duración del tratamiento será de 7 días, como se describe en la FIG. 23. Para el modelo de colitis IL-10 KO, se administrará el profármaco a ratones de 3 meses de edad y la duración del tratamiento será de 2 semanas, como se describe en la FIG. 26.
Para los estudios farmacocinéticos, al final del tratamiento el día 7 (modelo DSS) y el día 14 (modelo IL-10 KO) a las 2 horas posteriores a la dosis, se recogerá sangre y mucosa del colon para el análisis farmacocinético del fármaco. El plasma se generará a partir de sangre mediante centrifugación y todas las muestras se almacenarán a -80°C hasta su posterior análisis. Las concentraciones de inhibidores en plasma y tejido se determinarán mediante LC/MS/MS como se describió anteriormente (Rais et al., 2014).
Determinar los mecanismos celulares y moleculares de la inhibición del PSMA en la IBD, incluidos los efectos sobre las células epiteliales intestinales, las células dendríticas (DC) y los perfiles de citocinas de la mucosa intestinal; La participación de PSMA en la patogenia de la IBD es nueva y se sabe poco. La explicación de esta asociación está más allá del conocimiento actual sobre PSMA. Por lo tanto, es importante comprender cómo el PSMA está involucrado en la IBD a niveles celular y/o molecular.
El sitio principal de expresión de PSMA en el intestino es la mucosa (FIGS. 21 y 22), donde el análisis inmunohistológico muestra que el PSMA se expresa predominantemente en las células epiteliales intestinales (FIG.
21). Por lo tanto, para determinar si los inhibidores de PSMA se dirigen directamente a las células epiteliales intestinales, el primer sitio lógico de acción del fármaco serían las células epiteliales intestinales. La hipótesis es que en el estado de IBD, las células epiteliales intestinales, que son la primera línea de defensa en el intestino para mantener a raya a las bacterias comensales e invasoras, pueden sentir un cambio en las bacterias luminales y responder con un aumento de la expresión de PSMA. Este aumento de la actividad del PSMA promovería entonces la posterior secreción de factores proinflamatorios como las citocinas y desencadenaría una cascada inflamatoria que conduce a la IBD. Para probar esta hipótesis, se utilizarán células epiteliales colónicas (CEC), tanto células Caco-2 (una línea celular epitelial colónica ampliamente utilizada) como CEC aisladas de ratones (WT, control e IL-10KO), como se ilustra esquemáticamente en la FIG. 27. Para células CEC o Caco-2 normales, las condiciones inflamatorias serán inducidas por LPS 10 nm durante el cultivo celular (LPS activará la cascada proinflamatoria a través de TLR4 que se expresan altamente en CEC). Las CEC aisladas de ratones IL-10KO (3 meses de edad) se inflamarán y, por lo tanto, no hay necesidad de inducción con LPS. Los niveles de citocinas en el medio de cultivo (secretado) se analizarán mediante ELISA multiplex (utilizando el sistema BIORAD Bio-Plex 200 con HTF y lavador automático), como se describió anteriormente (Alex et al., 2009; Alex et al., 2010) para 17 diferentes citocinas y quimiocinas, y las de las células se analizarán mediante RT-PCR. Las citocinas/quimiocinas a analizar incluyen IL-1 a, IL-1 p, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12 (p40), IL-13, IL-17, IFN (interferón)-y, TNFa, G-CSF, CCL2 (MCP-1), CCL3 (MIP-1a), CCL4 (MIP-1p), CXCL8 (IL-8) y CXCL10 (IP-10). Se determinará si el tratamiento con LPS activa la expresión génica de PSMA midiendo directamente la actividad de PSMA. Si los inhibidores de PSMA suprimen la expresión y secreción de citocinas proinflamatorias y/o aumentan la expresión y secreción de citocinas antiinflamatorias (como IL-10 y/o IL-22), sugeriría que el aumento de la expresión de PSMA promueve la inflamación en las CEC, y por lo tanto confirma la hipótesis de que los inhibidores de PSMA de hecho se dirigen directamente a las CEC.
Otro objetivo para los inhibidores de PSMA podrían ser las células dendríticas (DC) altamente especializadas. La IBD ha sido considerada como una enfermedad inflamatoria impulsada por células T, por células inmunitarias altamente especializadas llamadas células dendríticas (DC). Las DC determinan si las respuestas de las células T son inmunogénicas (contra patógenos invasores dañinos) o tolerogénicas (contra antígenos inofensivos). En el intestino, las DC intestinales reconocen y responden a las bacterias desde el lumen intestinal y mantienen la homeostasis inmune intestinal al generar respuestas de células T tolerogénicas hacia la microbiota comensal. Esfuerzos anteriores han demostrado recientemente un subconjunto de DC específico, DC CD103+, que se puede identificar con éxito en el colon humano. La proporción de DC CD103+ se redujo en pacientes con IBD activa (FIG. 28). Informes recientes en ratones demuestran que las DC intestinales que expresan el marcador de localización intestinal a4p7 son necesarios para la inducción de células T-reg y células T productoras de IL-10 (Villablanca et al., 2013). Existe una fuerte evidencia de que la expresión de a4p7 en DC colónicas murinas se limita al subconjunto CD103+. Además, las proporciones de DC a4p7+ se reducen en el colon inflamado de ratones IL-10KO (FIG. 29), lo que sugiere que IL-10 puede desempeñar un papel clave en la diferenciación de subconjuntos de DC reguladoras a4p7+ en el intestino. Este subconjunto de DC desempeña un papel crítico en la amortiguación de la respuesta de las células T en condiciones normales y se pierde en la condición inflamatoria en el modelo de colitis tanto humano como murino.
Sin desear limitarse a ninguna teoría en particular, se cree que un inhibidor de PSMA puede regular al alza este subconjunto particular de DC tolerogénicas, reduciendo así la respuesta inflamatoria mediada por células T y mejorando los síntomas de colitis en ratones IL-10 KO como se observó (FIG. 26). Aunque el PSMA normalmente no se expresa en las DC, es posible que se exprese en estas células cuando se encuentran en condiciones inflamatorias, y que la expresión de PSMA puede suprimir la expansión de este subconjunto específico de DC. Alternativamente, también es posible que la regulación al alza de PSMA en las CEC active y libere ciertos factores celulares que inhiben la expansión de las DC colónicas, lo que resulta en la pérdida de estas DC tolerogénicas y conduce a una respuesta de células T híper-reactivas. Para probar esta hipótesis, primero se determinará si el PSMA está regulado al alza en las DC en la condición inflamatoria. El mejor modelo para este propósito son los ratones IL-10KO, ya que esfuerzos previos ya han demostrado la eficacia terapéutica de los inhibidores de PSMA y la pérdida del subconjunto de DC CD103+/a4p7+ tolerogénicas colónicas en ratones IL-10KO. Puede emplearse al menos uno de los dos enfoques siguientes: 1) RT-PCR: las DC pueden aislarse mediante FACS de la mucosa colónica de ratones tanto WT (control) como IL-10KO. La expresión de PSMA se puede analizar mediante RT-PCR; 2) Inmunohistología: los segmentos colónicos de ratones tanto WT (control) como IL-10KO pueden examinarse para determinar la expresión de PSMA en DC utilizando CD103 y a4p7 como marcador para las DC (triple etiquetado).
Para determinar si los inhibidores de PSMA promueven el subconjunto de DC CD103+/a4p7+tolerogénicas, las DC colónicas se pueden aislar de ratones IL-10 KO que se tratan o no (control) con 2-PMPA o su profármaco, y se analizan más para CD103+/a4p7+ por FACS, como se demuestra en las FIGS. 28-29. Si la hipótesis es correcta, se espera que se observe un aumento o recuperación del subconjunto de DC CD103+ /a4p7+ tolerogénicas hacia lo que ocurre en ratones WT (véase la FIG. 29) en el colon de ratones IL-10KO enfermos.
En cuanto al perfil de citocinas en la mucosa colónica, se plantea la hipótesis de que la inhibición de PSMA en general puede suprimir las citocinas/quimiocinas proinflamatorias y/o potenciar las antiinflamatorias en el colon. Para probar esta hipótesis, se puede aislar la mucosa colónica total de ratones con colitis tratados o no (controles), y se puede analizar un conjunto de 17 citocinas/quimiocinas (véase la lista anterior) en el extracto de proteína de la mucosa total mediante ELISA multiplex.
Resumen: Datos genómicos, clínicos y farmacológicos recientes implican a la metaloenzima antígeno de membrana específico de la próstata (PSMA) en la etiología de la enfermedad inflamatoria intestinal (IBD). Los datos ilustran que la inhibición farmacológica de PSMA utilizando inhibidores prototipo mejora los síntomas de la IBD en tres modelos preclínicos. Recientemente se han sintetizado y caracterizado inhibidores disponibles por vía oral. Dados estos sólidos hallazgos, se plantea la hipótesis de que el PSMA activa una cascada de señalización proinflamatoria que provoca o potencia la inflamación intestinal en la IBD, y que la inhibición farmacológica específica será una estrategia novedosa y eficaz para la terapia de la IBD.
Inhibición farmacológica de PSMA como terapia para la MS
Introducción: Aproximadamente el 50% de los 2,3 millones de pacientes con esclerosis múltiple (MS) en todo el mundo experimentan deterioro cognitivo, para el cual no existe un tratamiento aprobado (Dutta y Trapp. Neurology, 2007.
68(22 Suplemento 3): pág. S22-31; Calabrese, et al. Arch Neurol, 2009. 66(9): pág. 1144-50), lo que hace a las terapias en la cognición de la SM una gran necesidad médica no satisfecha. N-acetilaspartilglutamato (NAAG), uno de los neuropéptidos más abundantes en el cerebro de los mamíferos (Neale, et al. J Neurochem, 2000. 75(2): pág. 443-52), se cree que sirve como agonista endógeno del receptor metabotrópico de glutamato 3 (mGluR3) (Olszewski, et al. Schizophr Res, 2012. 136(1-3): pág. 160-1). Los datos clínicos recientes recopilados en pacientes con MS en la Universidad Johns Hopkins revelaron una correlación positiva significativa entre la concentración de NAAG en el hipocampo y el rendimiento de los pacientes en una batería de tareas cognitivas (Rahn, et al. Proc Natl Acad Sci USA, 2012. 109(49): pág. 20101-6). En particular, los pacientes con MS con niveles bajos de NAAG en el hipocampo mostraron deterioro cognitivo, mientras que los pacientes con niveles más altos de NAAG en el hipocampo mostraron una cognición normal. En apoyo, los polimorfismos de mGluR3 se han relacionado recientemente con capacidades cognitivas diferenciales (Jablensky, et al. Genes Brain Behav, 2011. 10(4): pág. 410-7; Egan, et al. Proc Natl Acad Sci USA, 2004. 101(34): pág. 12604-9; 8Harrison, et al. J Psychopharmacol, 2008. 22(3): pág. 308-22; Sartorius, et al. Neuropsychopharmacology, 2008. 33(11): pág. 2626-34).
La metalopeptidasa cerebral glutamato carboxipeptidasa II (GCPII) cataboliza NAAG in vivo. Uno de los más potentes (IC5ü=300 pM) y selectivos inhibidores de GCPII, denominado 2-PMPA, se ha demostrado que aumentan significativamente los niveles de NAAG en el cerebro y mejoran la cognición en modelos preclínicos (Olszewski, et al., Transl Psychiatry, 2012. 2: pág. e145; Yamada, et al. Mol Pain, 2012. 8: pág. 67; Janczura, et al., Eur J Pharmacol, 2013. 701 (1 -3): pág. 27-32; Gurkoff, et al. Brain Res, 2013. 1515: pág. 98-107) incluyendo MS (Rahn, et al. Proc Natl Acad Sci Us a , 2012. 109(49): pág. 20101-6). Hasta donde sabemos, el 2-PMPA es la primera y única estrategia de tratamiento que ha demostrado atenuar el deterioro cognitivo en un modelo preclínico de MS. Sin embargo, el 2-PMPA es un compuesto basado en bisfosfonato polar que es activo solo después de la dosificación sistémica (i.p. o i.v.). Tiene una biodisponibilidad oral insignificante y, por lo tanto, no es adecuado para la dosificación crónica diaria en pacientes. El uso de estrategias de profármacos que han demostrado su eficacia en la mejora de la biodisponibilidad oral de otros compuestos de bisfosfonato que ahora se comercializan y se utilizan ampliamente (ADEFOVIR™ y TENOFOVIR™) (Cundy, et al. J Pharm Sci, 1997. 86(12): pág. 1334-8; Deeks, et al., J Infect Dis, 1997. 176(6): pág.
1517-23; Kearney, et al. Clin Pharmacokinet, 2004. 43(9): pág. 595-612), se pueden sintetizar nuevos profármacos biodisponibles por vía oral de 2-PMPA. El objeto descrito actualmente proporciona uno de dichos profármacos, con un aumento de >100 veces en la biodisponibilidad en perros, lo que demuestra claramente respectivamente la viabilidad del enfoque. Se propone emplear un enfoque iterativo de química médica y metabolismo de fármacos/farmacocinética, para optimizar sistemáticamente nuevos profármacos con el objetivo de desarrollar, en última instancia, una investigación clínica en pacientes con MS.
Los profármacos se evaluarán en un modelo experimental de ratón con encefalomielitis autoinmune (EAE) de esclerosis múltiple. Los ratones serán inmunizados y recibirán diariamente dosificación p.o. de vehículo o profármaco 2-PMPA desde el momento de la inmunización hasta el sacrificio (paradigma de prevención) o se tratará con vehículo o profármaco 2-PMPA (paradigma de tratamiento). El desarrollo y la progresión de los déficits resultantes serán rastreados mediante puntajes de enfermedad EAE, mediciones de peso corporal y pruebas cognitivas. El análisis post mortem de la inhibición de NAAG, 2-PMPA y GCPII del cerebro que confirma el compromiso del objetivo se realizará en conjunto.
NAAG es un agonista de mGluR3 que se inactiva por GCPII: N-acetil aspartil glutamato (NAAG), uno de los neuropéptidos más abundantes en el sistema nervioso central (CNS) de los mamíferos (Neale, et al. J Neurochem, 2000. 75(2): pág. 443-52), es un agonista selectivo del receptor metabotrópico de glutamato 3 (mGluR3) (Olszewski, et al. Schizophr Res, 2012. 136(1-3): pág. 160-1). Al igual que con otros neurotransmisores/moduladores, la concentración de NAAG extracelular está estrictamente regulada. Una metaloenzima de zinc de clase II de 94 kD unida a la membrana denominada glutamato carboxipeptidasa II (GCPII, también llamada NAALADasa o NAAG peptidasa) se degrada en N-acetilaspartato (NAA) y glutamato (Fig. 26).
Disminución de NAAG cerebral asociado con deterioro cognitivo; Los estudios en humanos que abarcan dos décadas informan que las concentraciones de NAAG en el CNS están alteradas en enfermedades neurológicas con deterioro cognitivo comórbido (Jaarsma, et al. J Neurol Sci, 1994. 127(2): pág. 230-3; Rowland, et al., GABA and NAAG in schizophrenia. Schizophr Bull, 2013. 39(5): pág. 1096-104; Tsai, et al., CNS. Brain Res, 1991. 556(1): pág. 151-6), incluida la MS (Rahn, et al. Proc Natl Acad Sci USA, 2012. 109(49): pág. 20101-6). Históricamente, se requerían técnicas inmunohistoquímicas o HPLC/MS post-mortem para la cuantificación de los niveles de NAAG en el cerebro; sin embargo, con el reciente desarrollo de técnicas avanzadas de neuroimagen y una mayor fuerza magnética de MRI (> 3T), ahora es posible obtener imágenes in vivo de NAAG. Los datos clínicos recientes recopilados en el hospital Johns Hopkins demuestran una correlación positiva significativa y selectiva entre la concentración de NAAG en el hipocampo en pacientes con MS y su rendimiento en una batería de tareas cognitivas (Rahn, et al. Proc Natl Acad Sci U S A, 2012. 109(49): pág. 20101-6). Específicamente, los pacientes con MS con deterioro cognitivo tienen niveles bajos de NAAG en el hipocampo, mientras que los pacientes con SM con cognición normal tienen niveles más altos de NAAG en el hipocampo (Fig. 27).
Ningún inhibidor de GCPII clínicamente disponible hasta la fecha; Desafortunadamente, hasta la fecha ningún inhibidor de GCPII tiene un alto potencial de traducción clínica. Eisai, Inc (anteriormente Guilford Pharmaceuticals) desarrolló un inhibidor de GCPII basado en tiol biodisponible por vía oral que completó 2 estudios de Fase 1. Aunque el inhibidor fue bien tolerado en la Fase 1 (REF), las toxicidades inmunológicas posteriores observadas en estudios de primates GLP detuvieron su desarrollo. Es importante destacar que la toxicidad no se debió al mecanismo GCPII, sino más bien al resto tiol en el compuesto. Como clase, los fármacos de tiol tienen el riesgo de inducir reacciones de hipersensibilidad (REF). Dada la gran necesidad médica insatisfecha, se pueden sintetizar inhibidores de GCPII sin tiol de segunda generación desprovistos de este riesgo inmunológico para avanzar en el desarrollo clínico. Más allá de los inhibidores de tiol, los inhibidores de GCPII más potentes, selectivos y eficaces descritos están basados en ácido fosfónico, sin embargo, tienen una biodisponibilidad oral mínima.
2-PMPA aumenta el NAAG cerebral y previene los déficits cognitivos en un modelo de ratón; El metabolito NAAG es degradado por la enzima GCPII. Sin desear limitarse a ninguna teoría en particular, se cree que la administración de ácido 2-fosponometilpentanodioico (2-PMPA), un inhibidor potente y selectivo de GCPII, revertiría el deterioro cognitivo en un modelo animal de MS con aprendizaje conocido y déficits de memoria (Ziehn, et al. EAE. Lab Invest, 2010.
90(5): pág. 774-86). Se inmunizaron ratones (n=10) para EAE, se administraron inyecciones de 2-PMPA diariamente desde el momento de la inducción de la enfermedad y se realizaron pruebas de comportamiento después de que se establecieron los signos físicos crónicos de la enfermedad. Si bien no se observaron diferencias en la gravedad física, la cognición mejoró significativamente en los ratones tratados con el inhibidor de GCPII (EAE+2-PMPA) en comparación con los controles tratados con vehículo (EAE+Vehículo) según lo medido por el laberinto de Barnes (un laberinto de tierra circular análogo al el laberinto de agua de Morris que se usa para animales con discapacidades físicas) y pruebas de condicionamiento del miedo (Rahn, et al. Proc Natl Acad Sci USA, 2012. 109(49): pág. 20101­ 6). Los ratones EAE+Vehículo tenían una mayor delta de eficacia en la ruta del laberinto de Barnes y una delta de latencia total significativamente menor en comparación con Control+Vehículo (P < 0,05), lo que indica un deterioro cognitivo. Por el contrario, la latencia total y la eficacia de la ruta de los ratones EAE+2-PMPA no diferían de los ratones Control+Vehículo. Además, los ratones eAe+2-PMPA habían mejorado significativamente (es decir, más del doble) la eficacia de la ruta y la latencia total en comparación con los ratones EAE+Vehículo (FIG. 28A y FIG. 28B, P < 0,01 y P < 0,05, respectivamente). Las pruebas de condicionamiento del miedo demostraron una diferencia significativa entre la memoria del miedo en ratones EAE+2-PMPA en comparación con ratones EAE+Vehículo (P < 0,05). El análisis post mortem demostró un aumento significativo en el NAAG cerebral en ratones EAE+2-PMPA frente a ratones EAE+Vehículo (Fig. 28C, P < 0,05). En conjunto, estos datos demuestran que la inhibición de GCPII restaura los déficits cognitivos y biológicos resultantes de la EAE.
Realizar estudios de eficacia de profármacos en un modelo de ratón de esclerosis múltiple; Los profármacos de 2PMPA se probarán para eficacia in vivo. Los estudios preclínicos se realizarán utilizando el diseño de investigación en el que la inyección intraperitoneal diaria del inhibidor de GCPII 2-PMPA demostró efectos beneficiosos significativos sobre la función cognitiva (Rahn, et al. Proc Natl Acad Sci USA, 2012. 109(49): pág. 20101-6). Los ratones se inmunizarán contra la EAE crónica como se describió anteriormente (Rahn, et al. Proc Natl Acad Sci USA, 2012.
109(49): pág. 20101-6), y la dosificación oral diaria de profármaco o vehículo comenzará desde el momento de la inmunización y continuará hasta el sacrificio. Se incluirán grupos de control no inmunizados para EAE para determinar si la administración diaria del profármaco 2-PMPA mejora el aprendizaje y la memoria en ratones de control sanos sin EAE. Se incluirá un grupo de control EAE 2-PMPA i.p. para determinar si el tratamiento con profármacos orales es más o menos eficaz frente a las inyecciones intraperitoneales diarias de 2-PMPA. Los animales se dividirán en cinco grupos (n = 15/grupo):
Grupo 1 = Control Vehículo
Grupo 2 = Control Profármaco de 2-PMPA
Grupo 3 = EAE Vehículo
Grupo 4 = EAE Profármaco de 2-PMPA
Grupo 5 = EAE 2-PMPA (i.p.)
Los ratones se monitorizarán diariamente para detectar signos de EAE. Aproximadamente dos semanas después de la aparición de la enfermedad, los ratones se someterán a una prueba de laberinto en cruz elevada, seguida de una prueba de laberinto de Barnes y luego condicionamiento del miedo. Al finalizar las pruebas (aproximadamente el día 50), se sacrificarán los animales y se diseccionarán los cerebros. Los niveles de NAA, NAAG y 2-PMPA se medirán en el hipocampo, el cerebelo y el lóbulo frontal mediante espectrometría de masas. Para medir la biodisponibilidad del profármaco y los efectos de la inhibición de GCPII en el NAAG del cerebro, se sacrificarán cinco animales satélite antes de la prueba de comportamiento (aproximadamente 4 semanas después de la inmunización). Los 10 animales restantes se sacrificarán tras la finalización de todas las pruebas de comportamiento. Las pruebas anteriores se realizarán para profármacos de 2-PMPA.
Resultados previstos; Se cree que el profármaco inhibidor de GCPII es igualmente eficaz para prevenir el deterioro cognitivo en la EAE en comparación con las inyecciones intraperitoneales diarias de 2-PMPA. Se espera que los ratones EAE tratados con el profármaco 2-PMPA se desempeñen tan bien como los ratones de control (es decir, no EAE) en las pruebas de condicionamiento del miedo y el laberinto de Barnes. No se espera que el rendimiento elevado del laberinto en cruz, una medida de la ansiedad, difiera entre las cohortes EAE y Control. Se espera que el tratamiento con profármacos restablezca los niveles de NAAG en el cerebro equivalentes a los observados en los ratones de control (Rahn, et al. Proc Natl Acad Sci U S A, 2012. 109(49): pág. 20101-6). Trabajos previos de nuestro laboratorio y otros han demostrado que la inhibición de GCPII no tiene efecto sobre la función cognitiva en ratones de control. Por lo tanto, no se espera que los Grupos 1 y 2 difieran con respecto a la función cognitiva. Sin embargo, es posible que la biodisponibilidad mejorada del profármaco provoque efectos de potenciación cognitiva en ratones normales.
Resumen; A pesar de que más de 200 000 pacientes con MS padecen algún tipo de deterioro cognitivo solo en los Estados Unidos, no se han desarrollado terapias para tratar los déficits de aprendizaje y memoria asociados con la MS. El fracaso de los ensayos clínicos diseñados para traducir terapias preexistentes para otras enfermedades neurológicas con deterioro cognitivo comórbido, como memantina, rivastigmina y donepezil en la enfermedad de Alzheimer, a tratamientos para el deterioro cognitivo en la MS sugiere que se deben explorar vías de tratamiento alternativas y específicas. Hasta donde sabemos, el presente enfoque es el primero en desarrollar un tratamiento farmacológico que se dirige selectivamente a un déficit biológico establecido en pacientes con MS con deterioro cognitivo (es decir, la reducción de la NAAG cerebral). Por lo tanto, la finalización de los estudios divulgados actualmente podría conducir al primer tratamiento desarrollado específicamente para tratar el deterioro cognitivo en la MS. El NMSS pensó que nuestros datos de eficacia de NAAG/GCPII eran lo suficientemente importantes como para financiar la investigación mecánica (PI: Dr. Adam Kaplin) sobre la acción de 2-PMPA utilizando ratones GCPII y mGluR3 KO y antagonistas de receptores farmacológicos. Si bien está relacionado con el proyecto del Dr. Kaplin, este proyecto independiente es una continuación lógica y centrada en la traducción del trabajo financiado, ya que el 2-PMPA no es una estrategia de tratamiento eficaz a largo plazo en humanos. Los estudios divulgados actualmente son necesarios para desarrollar un compuesto que sea seguro y eficaz para uso humano.
Además de un tratamiento novedoso para el deterioro cognitivo, estos estudios también pueden conducir al desarrollo de un biomarcador humano con aplicaciones clínicas y de tratamiento. Los avances recientes en la espectroscopia de resonancia magnética permiten la cuantificación de los niveles de NAAG del CNS en humanos usando escáneres MRI 3T o 7T. NAAG, por lo tanto, se puede utilizar como un biomarcador de la enfermedad para medir los cambios en los niveles de NAAG en pacientes con MS a lo largo del tiempo, identificar el aproximadamente 1 millón de pacientes que se beneficiarían de nuestra estrategia de tratamiento y monitorizar los efectos de los medicamentos a lo largo del tiempo o que puedan ser susceptibles al deterioro cognitivo.
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Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un compuesto de fórmula (I) o fórmula (II):
Figure imgf000035_0001
en las que: cada R1, R3 y R4 se selecciona de pivaloiloximetilo (POM) e isopropiloxicarboniloximetilo (POC), de modo que tanto R3 como R4 son cada uno pivaloiloximetilo (POM), o que tanto R3 como R4 son cada uno isopropiloxicarboniloximetilo (POC), y
cada R2 , se selecciona independientemente del grupo que consiste en H, alquilo, Ar, -(CR5R6)n-Ar, -(CR5R6)n-O-C(=O)-R7 , -(CR5R6)n-C(=O)-O-R7, -(CR5R6)n-O-C(=O)-O-R7, -(CR5 R6V O R 7 , -(CR5R6)n-O-[(CR5R6)n-O]m-R7, -(CR5R6)n-Ar-O-C(=O)-R7, -Ar-C(=O)-O-(CR5R6)n-R7, -(CR5R6)n-NR8R9, y -(CR5R6)n-C(=O)-NR8R9;
en los que:
n es un número entero de 1 a 20;
m es un número entero de 1 a 20;
cada R3 ' y R4 ’ son independientemente H o alquilo;
cada R5 y R6 se selecciona independientemente del grupo que consiste en H, alquilo y alquilarilo;
cada R7 es independientemente alquilo de cadena lineal o ramificada;
Ar es arilo, arilo sustituido, heteroarilo o heteroarilo sustituido; y
R8 y R9 son cada uno independientemente H o alquilo; y
sales farmacéuticamente aceptables de los mismos.
2. El compuesto según la reivindicación 1, en el que el compuesto de fórmula (I) se selecciona del grupo que consiste en:
Figure imgf000035_0002
3. El compuesto según la reivindicación 1, en el que el compuesto de fórmula (I) es
Figure imgf000036_0001
4. El compuesto según la reivindicación 1, en el que el compuesto de fórmula (I) es
Figure imgf000036_0002
5. El compuesto según la reivindicación 1, en el que el compuesto de fórmula (I) es
Figure imgf000036_0003
6. El compuesto según la siguiente fórmula
Figure imgf000036_0004
7. Una composición farmacéutica que comprende un compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1-6 y un excipiente farmacéuticamente aceptable.
8. Un compuesto o composición según cualquiera de las reivindicaciones 1-7 para el uso en el tratamiento de una enfermedad o una condición.
9. El compuesto o composición para el uso según la reivindicación 8, en el que la enfermedad o condición se selecciona del grupo que consiste en una enfermedad neurodegenerativa, esclerosis múltiple (MS), cáncer, angiogénesis y enfermedad inflamatoria intestinal.
10. El compuesto o composición para su uso según la reivindicación 9, en el que la enfermedad neurodegenerativa se selecciona del grupo que consiste en esclerosis lateral amiotrófica (ALS), enfermedad de Parkinson (PD), enfermedad de Alzheimer (AD), enfermedad de Huntington, demencia con cuerpos de Lewy (DLB), esquizofrenia, dolor, epilepsia, accidente cerebrovascular y lesión cerebral traumática (TBI).
11. El compuesto o composición para el uso según la reivindicación 8, en el que la enfermedad o condición da como resultado un exceso de actividad de PSMA.
12. El compuesto o composición para el uso según la reivindicación 11, en el que el exceso de actividad de PSMA se inhibe cuando se administra el compuesto de fórmula (I), el compuesto de fórmula (II) o una composición farmacéutica del mismo.
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