ES2908999T3 - Inhibidores de catepsina - Google Patents

Abstract

Un compuesto de la fórmula I: **(Ver fórmula)** en la que: R1 es -S(O)2Ra, -C(O)Ra, -H, -X, -CN, -alquilo C1-C6 sustituido o no sustituido, o -cicloalquilo C3-C6 sustituido o no sustituido, , -alcoxi C1-C6, -cicloalcoxi C3-C6, - NHC(O)Ra, -NHC(O)NHRa, -lactama C2-C5, o -ciclourea C1-C4; y R1 se ubica para o meta a la fracción fenileno; en la que R1 es un -alquilo C1-C6 sustituido, 1, 2 o 3 de los átomos de hidrógeno del alquilo y/o la cadena alquilo se puede interrumpir por un enlace de éter (-O-) o un enlace de éster (-C(O)O-); cada dicho sustituyente se selecciona independientemente de -OH, -CN, -NH2, =O, -halo, -CO2H, -haloalquilo C1-C6, -haloalcoxi C1-C6 y- haloalquenilo C2-C6, - ácido alquilcarboxílico C1-C6; en la que R1 es a -cicloalquilo C3-C6 sustituido, 1, 2 o 3 de los átomos de hidrógeno del cicloalquilo se puede sustituir y/o el anillo del cicloalquilo se puede interrumpir por un enlace de éter (-O-) o un enlace de éster (-C(O)O-); cada dicho sustituyente se selecciona independientemente de -OH, -CN, -NH2, =O, -halo, -CO2H, -haloalquilo C1-C6, -haloalcoxi C1- C6 y-haloalquenilo C2-C6, -ácido alquilcarboxílico C1-C6; R2 es -alquilo C1-C4, -haloalquilo C1-C4, o =O; R3 es -alquilo C2-C6, o -haloalquilo C2-C6; R4 y R5 se seleccionan independientemente de -H, -alquilo C1-C3, o -haloalquilo C1-C3, o R4 y R5 junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C3-C6 heterocicloalquilo C3-C6, o ciclohaloalquilo C3-C6; R6 es -H, -Y, -CH3, -CY3, -CHY2, -CH2Y; cada R7 se selecciona independientemente de -H, -X, -CN, -alquilo C1-C4, -haloalquilo C1-C4, o -alcoxi C1-C3; cada R8 se selecciona independientemente de -X, -alquilo C1-C4, o -haloalquilo C1-C4; Ra es -H, -alquilo C1-C6 sustituido o no sustituido, o -NH2, o -NR9R10; cada X se selecciona independientemente de -F, -CI, -Br, o -I; R9 y R10 se seleccionan independientemente de -H, -alquilo C1-C3, o -haloalquilo C1-C3; o R9 y R10 junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C3-C6, heterocicloalquilo C3-C6, o ciclohaloalquilo C3-C6; Y es -F, -CI, -Br, o -I; m es 0, 1, 2, 3, o 4; y n es 0, 1 o 2, o una sal farmacéuticamente aceptable, o estereoisómero del mismo.

Description

DESCRIPCIÓN

Inhibidores de catepsina

Esta invención se refiere a compuestos que son útiles como inhibidores, en particular como inhibidores de Catepsina K (CatK).

Antecedentes

La reabsorción ósea anormal es un factor en una serie de trastornos que afectan a los humanos y a otros vertebrados. Ejemplos de estos trastornos incluyen osteoporosis, osteoporosis inducida por glucocorticoides, enfermedad de Paget, recambio óseo anormalmente aumentado, enfermedad periodontal, pérdida de dientes, fracturas óseas, artritis reumatoide, osteoartritis, osteólisis periprotésica, osteogénesis imperfecta, enfermedad ósea metastásica, hipercalcemia de malignidad, y mieloma múltiple. La osteoporosis es de particular importancia y en su manifestación más frecuente ocurre en mujeres posmenopáusicas. La osteoporosis es una enfermedad esquelética sistémica caracterizada por una masa ósea baja y un deterioro de la microarquitectura del tejido óseo, con el consiguiente aumento de la fragilidad ósea y la susceptibilidad a las fracturas. Las fracturas osteoporóticas son una causa importante de morbilidad y mortalidad en la población anciana. Hasta el 50 % de las mujeres y un tercio de los hombres experimentarán una fractura osteoporótica.

La osteoporosis se caracteriza por la pérdida progresiva de la arquitectura y la mineralización óseas, lo que conduce a la pérdida de la resistencia ósea y a un aumento de la tasa de fracturas. El esqueleto se remodela constantemente mediante un equilibrio entre los osteoblastos que depositan hueso nuevo y los osteoclastos que degradan o reabsorben el hueso. En algunas enfermedades, afecciones y en la edad avanzada, se altera el equilibrio entre la formación y la reabsorción óseas; el hueso se extrae a un ritmo más rápido. Dicho desequilibrio prolongado de la reabsorción sobre la formación conduce a una estructura ósea más débil y un mayor riesgo de fracturas.

La reabsorción ósea la realizan principalmente los osteoclastos, que son células gigantes multinucleares. Los osteoclastos reabsorben el hueso al formar una adhesión celular inicial con el tejido óseo, seguida de la formación de un compartimento extracelular o lagunas. Las lagunas se mantienen a un pH bajo mediante una bomba de protones-ATP. El ambiente acidificado en las lagunas permite la desmineralización inicial del hueso seguida de la degradación de las proteínas óseas o el colágeno por proteasas tales como las cisteína proteasas (Delaisse, J. M. et al., 1980, Biochem J 192:365-368; Delaisse, J. et al., 1984, Biochem Biophys Res Commun:441-447; Delaisse, J. M. et al., 1987, Bone 8:305-313). El colágeno constituye el 95 % de la matriz orgánica del hueso. Por lo tanto, las proteasas implicadas en la degradación del colágeno son un componente esencial del recambio óseo y, como consecuencia, del desarrollo y progresión de la osteoporosis.

Las catepsinas pertenecen a la superfamilia de las papaínas de las cisteína proteasas. Estas proteasas funcionan en la degradación fisiológica normal así como en la degradación patológica del tejido conjuntivo. Las catepsinas desempeñan una función importante en la degradación, recambio y remodelación de proteínas intracelulares. Se han identificado y secuenciado una serie de catepsinas a partir de varias fuentes. Estas catepsinas se encuentran naturalmente en una amplia variedad de tejidos.

La catepsina K (CatK) es una cisteína proteasa que se expresa principalmente en los osteoclastos y es la proteasa más importante en la degradación ósea (V. Turk, V. Stoka, O. Vasiljeva, M. Renko, T. Sun, B. Turk, D. Turk, Biochim. Biophys. Acta, Proteins Proteomics 2012, 1824, 68). Se ha implicado en enfermedades tal como la osteoporosis, artritis reumatoide y metástasis óseas, y su inhibición ha sido de interés durante la última década (D. Bromme, F. Lecaille, Expert Opin. Invest. Drugs 2009, 18, 585).

El inhibidor de CatK de molécula pequeña más prometedor hasta la fecha fue Odanacatib (MK-0822 u ODN; véase J. Y. Gauthier, et al., Bioorg. Med. Chem. Lett. 2008, 18, 923), un inhibidor no lisosomotrópico con una fracción de nitrilo como cabeza de referencia covalente reversible que se une a la Cys25 catalítica. ODN tiene una alta selectividad para CatK frente a otras Catepsinas, y solo se debe tomar una vez por semana debido a su vida media de 66-93 h (S. A. Stoch, et al., Clin. Pharmacol. Ther. 2009, 86, 175). Sin embargo, el desarrollo de ODN terminó después de que los ensayos clínicos de fase III mostraran un mayor riesgo de apoplejía (A. Mullard, Nat. Rev. Drug Discovery 2016, 15, 669). De acuerdo con lo anterior, el ODN adolece de una serie de limitaciones.

Por lo tanto, subsiste una necesidad general de desarrollar tratamientos adicionales para la reabsorción ósea anormal. Por lo tanto, un objeto de la invención es proporcionar compuestos que sean útiles en el tratamiento de la reabsorción ósea anormal. Otro objeto de la invención es proporcionar compuestos que sean útiles como inhibidores de CatK. Un objeto adicional de la invención es proporcionar métodos para el tratamiento de la reabsorción ósea anormal. Otro objeto es proporcionar métodos para el tratamiento de otras enfermedades, tales como metástasis óseas.

El documento WO2003/075836 se refiere a compuestos que son inhibidores de la cisteína proteasa, que incluyen, pero no se limitan a, inhibidores de las catepsinas K, L, S y B. Estos compuestos son útiles para tratar enfermedades en las que está indicada la inhibición de la resorción ósea, tales como la osteoporosis.

Resumen de la invención

La invención proporciona compuestos que son útiles como inhibidores de cisteína proteasas, tales como CatK. En particular, la invención proporciona compuestos que comprenden una fracción alquino que se considera que forma un enlace covalente irreversible con el sitio activo cisteína de CatK

De acuerdo con un aspecto la presente invención proporciona un compuesto de la fórmula I:

R ¹ es -S(O)²R^a , -C(O)R^a, -X, -H, -CN, -alquilo C¹-C⁶ sustituido o no sustituido, -cicloalquilo C³-C⁶ sustituido o no sustituido, -alcoxi C¹-C⁶, -cicloalcoxi C³-C⁶, -NHC(O)R^a, - NHC(O)NHR^a , -lactama C²-C⁵, o -ciclourea C¹-C⁴. En donde R ¹ es un -alquilo C¹-C⁶ sustituido, 1, 2 o 3 de los átomos de hidrógeno del alquilo y/o la cadena alquilo se puede interrumpir por un enlace de éter (-O-) o un enlace de éster (-C(O)O-); cada dicho sustituyente se selecciona independientemente de -OH, -CN, -NH², =O, -halo, -CO²H, -haloalquilo C¹-C⁶, -haloalcoxi C¹-C⁶ y-haloalquenilo C²-C⁶, -ácido alquilcarboxílico C¹-C⁶. En donde R ¹ es a -cicloalquilo C³-C⁶ sustituido, 1, 2 o 3 de los átomos de hidrógeno del cicloalquilo se puede sustituir y/o el anillo del cicloalquilo se puede interrumpir por un enlace de éter (-O-) o un enlace de éster (-C(O)O-); cada dicho sustituyente se selecciona independientemente de -OH, -CN, -NH², =O, -halo, -CO²H, -haloalquilo C¹-C⁶, -haloalcoxi C¹-C ⁶ y-haloalquenilo C²-C⁶, -ácido alquilcarboxílico C¹-C⁶. R ¹ se ubica para o meta a la fracción fenileno. R ² es -alquilo C¹-C⁴, -haloalquilo C¹-C⁴, o =O. R ³ es -alquilo C²-C⁶, o -haloalquilo C²-C⁶. R ⁴ y R ⁵ se seleccionan independientemente de -H, -alquilo C¹-C³, o -haloalquilo C¹-C³; o R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C³-C⁶, heterocicloalquilo C³-C⁶, o ciclohaloalquilo C³-C⁶. R ⁶ es -H, -Y, -CH³, -CY³, -CHY², o -CH²Y. Cada R ⁷ se selecciona independientemente de -H, -X, -CN, -alquilo C¹-C⁴, -haloalquilo C¹-C⁴, o -alcoxi C¹-C³. Cada R ⁸ se selecciona independientemente de -H, -X, -CN, -alquilo C¹-C⁴, -haloalquilo C¹-C⁴, o -alcoxi C¹-C³. R^a es -H, -alquilo C¹-C⁶ sustituido o no sustituido, -NH², o -NR ⁹ R ¹⁰ R ⁹ y R ¹⁰ se seleccionan independientemente de -H, -alquilo C¹-C³, o -haloalquilo C¹-C³; o R ⁹ y R ¹⁰ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C³-C⁶, heterocicloalquilo C³-C⁶, o ciclohaloalquilo C³-C⁶. Cada X se selecciona independientemente de -F, -CI, -Br o -I. Y es -F, -CI, -Br, o -I. m es 0, 1,2, 3, o 4. n es 0, 1 o 2. El compuesto también puede ser una sal, o estereoisómero farmacéuticamente aceptable de un compuesto de la fórmula I.

Otro aspecto de la invención proporciona una formulación, que comprende un compuesto de la invención. La formulación puede ser una formulación farmacéutica. La formulación también puede comprender un portador farmacéuticamente aceptable.

Otro aspecto proporciona un compuesto de la invención o formulación de la invención para uso como un medicamento.

Un aspecto adicional proporciona un compuesto de la invención o formulación de la invención para uso en el tratamiento de una enfermedad seleccionada de osteoporosis, osteoporosis inducida por glucocorticoides, enfermedad de Paget, recambio óseo anormalmente aumentado, enfermedad periodontal, pérdida de dientes, fracturas óseas, artritis reumatoide, osteoartritis, osteólisis periprotésica, osteogénesis imperfecta, enfermedad ósea metastásica, hipercalcemia de malignidad o mieloma múltiple.

Un aspecto proporciona un compuesto o formulación de la invención para uso en el tratamiento de una afección dependiente de catepsina, por ejemplo, una afección que se puede tratar por la administración de un inhibidor de catepsina. La afección dependiente de catepsina puede ser una afección dependiente de catepsina K.

Otro aspecto proporciona un compuesto o formulación de la invención para uso en el tratamiento de una enfermedad seleccionada de osteoporosis, osteoporosis inducida por glucocorticoides, enfermedad de Paget, recambio óseo anormalmente aumentado, enfermedad periodontal, pérdida de dientes, fracturas óseas, artritis reumatoide, osteoartritis, osteólisis periprotésica, osteogénesis imperfecta, enfermedad ósea metastásica, hipercalcemia de malignidad o mieloma múltiple en un paciente en necesidad del mismo al administrar una cantidad efectiva de un compuesto de la invención al paciente. La enfermedad puede ser osteoporosis.

Un aspecto adicional proporciona un método para inhibir la actividad de catepsina in vitro, que comprende administrar un compuesto o formulación de la invención. La administración se puede realizar in vitro, por ejemplo, a un cultivo celular. El método puede ser un método para inhibir la actividad de catepsina K. Un aspecto relacionado proporciona el uso de un compuesto de la invención para inhibir la actividad de catepsina, por ejemplo, para inhibir la actividad de catepsina K.

La invención se describirá ahora adicionalmente con referencia a los siguientes ejemplos y figuras. Estos no pretenden ser limitativos sino solo ejemplares de la invención.

Breve descripción de los dibujos

Las realizaciones de la invención se describen adicionalmente a continuación con referencia a los dibujos acompañantes, en los que:

La Figura 1 es un esquema de reacción que ilustra cómo la fracción alquino terminal de un compuesto de la invención actúa como un electrófilo “inerte” para la adición de tiol-alquino como un inhibidor de la molécula pequeña covalente irreversible de cisteína proteasa CatK.

La Figura 2 es un esquema de reacción para la síntesis de compuestos alquinos de ejemplo de la invención y compuestos de nitrilo de referencia.

La Figura 3 proporciona una descripción general esquemática de un ensayo de dilución de salto. A) Curva de respuesta a la dosis para una dilución de 300 veces de la concentración del inhibidor desde la inhibición total hasta la actividad total. B) Protocolo y concentraciones para incubación y dilución. C) Curvas de progreso para la actividad proteolítica de hCatK con compuestos inhibidores ODN, 4, 5, 6 después de la dilución.

La Figura 4 proporciona mediciones de masa representativas obtenidas a partir de datos de LC/MS del complejo covalente intacto formado en la incubación de CatK humana con un inhibidor durante 6 h a 37 °C. Las masas se determinaron a partir de espectros de masas de ionización por electropulverización desconvolucionados de complejos CatK.

La Figura 5 muestra la inhibición de CatK osteoclástica cuando se cultivan osteoclastos humanos (OC) sobre cortes de hueso cortical con un inhibidor de esta invención.

Descripción detallada de la invención

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones de esta especificación, las palabras “comprenden” y “contienen” y las variaciones de las mismas significan “que incluyen pero no se limitan a”, y no pretenden (y no) excluyen otras fracciones, aditivos, componentes, enteros o etapas. A lo largo de la descripción y las reivindicaciones de esta especificación, el singular abarca el plural a menos que el contexto requiera lo contrario. En particular, cuando se utiliza el artículo indefinido, la especificación se debe entender que contempla tanto la pluralidad como la singularidad, a menos que el contexto requiera lo contrario.

Se debe entender que los rasgos, enteros, características, compuestos, fracciones químicas o grupos descritos junto con un aspecto, realización o ejemplo particular de la invención son aplicables a cualquier otro aspecto, realización o ejemplo descrito en el presente documento a menos que sea incompatible con el mismo. Todas las características divulgadas en esta especificación (que incluyen las reivindicaciones, resumen y dibujos acompañantes), y/o todas las etapas de cualquier método o proceso divulgado de esta manera, se pueden combinar en cualquier combinación, excepto combinaciones en las que al menos algunas de dichas características y/o etapas sean mutuamente excluyentes. La invención no se limita a los detalles de ninguna de las realizaciones anteriores. La invención se extiende a cualquier novedad o cualquier combinación novedosa de las características divulgadas en esta especificación (que incluyen las reivindicaciones, resumen y dibujos acompañantes), o a cualquier novedad o cualquier combinación novedosa de las etapas de cualquier método o proceso divulgado de esta manera.

Se dirige la atención del lector a todos los papeles y documentos que se presentan simultáneamente o antes de esta especificación en relación con esta solicitud y que están abiertos a inspección pública con esta especificación.

En caso de conflicto, prevalecerá la presente especificación, que incluye las definiciones.

Definiciones

Las siguientes explicaciones de términos y métodos se proporcionan para describir mejor la presente divulgación y para guiar a aquellos expertos en la técnica en la práctica de la presente divulgación.

La invención se refiere, entre otras cosas, al tratamiento de una enfermedad. El término “tratamiento” y las terapias abarcadas por esta invención incluyen lo siguiente y combinaciones de los mismos: (1) obstaculizar, por ejemplo, retrasar el inicio y/o la progresión de un evento, estado, trastorno o afección, por ejemplo, detener, reducir o retrasar el desarrollo del evento, estado, trastorno o afección, o una recaída del mismo en caso de tratamiento de mantenimiento o profilaxis secundaria, o de al menos un síntoma clínico o subclínico del mismo; (2) prevenir o retrasar la aparición de síntomas clínicos de un evento, estado, trastorno o afección que se desarrolla en un animal (por ejemplo, humano) que puede estar afectado o predispuesto al estado, trastorno o afección pero que aún no experimenta o muestra o síntomas subclínicos del estado, trastorno o afección; y/o (3) aliviar y/o curar un evento, estado, trastorno o afección (por ejemplo, provocar la regresión del evento, estado, trastorno o afección o al menos uno de sus síntomas clínicos o subclínicos, curar a un paciente o poner un paciente en remisión). El beneficio para un paciente que se va a tratar puede ser estadísticamente significativo o al menos perceptible para el paciente o para el médico. Se entenderá que un medicamento no producirá necesariamente un efecto clínico en cada paciente a quien se le administre; por lo tanto, en cualquier paciente individual o incluso en una población de pacientes en particular, un tratamiento puede fallar o tener éxito solo en parte, y los significados de los términos “tratamiento”, “profilaxis” e “inhibidor” y términos afines se deben entender de acuerdo con lo anterior. Las composiciones y métodos descritos en el presente documento son útiles para la terapia y/o profilaxis de las afecciones mencionadas.

El término “profilaxis” incluye la referencia a terapias de tratamiento con el fin de preservar la salud o inhibir o retrasar el inicio y/o progresión de un evento, estado, trastorno o afección, por ejemplo, con el fin de reducir la posibilidad de que ocurra un evento, estado, trastorno o afección. El resultado de la profilaxis puede ser, por ejemplo, la preservación de la salud o el retraso del inicio y/o progresión de un evento, estado, trastorno o afección. Se recordará que, en cualquier paciente individual o incluso en una población particular de pacientes, un tratamiento puede fallar, y este párrafo se debe entender de acuerdo con lo anterior.

El término “ inhibir” (y “que inhibe”) incluye la referencia a retrasar, detener, reducir la incidencia, reducir el riesgo y/o reducir la gravedad de un evento, estado, trastorno o afección. Por lo tanto, la inhibición de un evento, estado, trastorno o afección puede incluir retrasar o detener el inicio y/o la progresión del mismo y reducir el riesgo de que ocurra. Los productos de la divulgación se pueden utilizar para inhibir una o más proteasas y, por lo tanto, inhibir la osteoporosis y/u otros eventos, trastornos y/o afecciones que se divulgan en el presente documento. Por ejemplo, los compuestos de la invención pueden inhibir CatK.

Un “inhibidor” es una molécula que se une a una enzima y disminuye su actividad. Un “ inhibidor irreversible” es un inhibidor en donde la unión implica una reacción química, por ejemplo, la formación de un enlace covalente entre la molécula y la enzima. Los compuestos de la invención pueden actuar como inhibidores irreversibles de CatK.

Los términos “alquilo” como se utilizan en el presente documento incluyen la referencia a una fracción alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10 átomos de carbono. El término incluye la referencia a, por ejemplo, metilo, etilo, propilo (n-propilo o isopropilo), butilo (n-butilo, sec-butilo o tert-butilo), pentilo, hexilo y similares. En particular, el alquilo puede ser un “ alquilo C¹-C⁴ “, es decir, un alquilo que tiene 1,2, 3 o 4 átomos de carbono; o un “alquilo C¹-C⁶ “, es decir, un alquilo que tiene 1, 2, 3, 4, 5 o 6 átomos de carbono; o un “alquilo C¹-C³ “, es decir, un alquilo que tiene 1, 2 o 3 átomos de carbono. El término “alquilo inferior” incluye la referencia a grupos alquilo que tienen 1,2, 3 ó 4 átomos de carbono.

El término “cicloalquilo”, como se utiliza en el presente documento, incluye la referencia a una fracción alicíclica que tiene 3, 4, 5 ó 6 átomos de carbono. El grupo puede ser un sistema de anillo con puente o policíclico. Más a menudo, los grupos cicloalquilo son monocíclicos. Este término incluye la referencia a grupos como ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo y similares.

El término “heterocicloalquilo” como se utiliza en el presente documento incluye la referencia a una fracción heterocíclica saturada que tiene 3, 4, 5, 6 ó 7 átomos de carbono en el anillo y 1, 2, 3, 4 ó 5 heteroátomos en el anillo seleccionados de nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre. Por ejemplo, un heterocicloalquilo puede comprender 3, 4 o 5 átomos de carbono en el anillo y 1 o 2 heteroátomos en el anillo seleccionados entre nitrógeno y oxígeno. El grupo puede ser un sistema de anillo policíclico, pero más a menudo es monocíclico. Este término incluye la referencia a grupos tales como azetidinilo, pirrolidinilo, tetrahidrofuranilo, piperidinilo, oxiranilo, pirazolidinilo, imidazolilo, indolizidinilo, piperazinilo, tiazolidinilo, morfolinilo, tiomorfolinilo, quinolizidinilo y similares.

Los términos “halo” o “halógeno”, como se utilizan en el presente documento, incluyen referencias a F, Cl, Br o I, por ejemplo, F, Cl o Br. En una clase particular de realizaciones, el halógeno es F o Cl, de los cuales F es más común.

El término “haloalquilo” se refiere a un grupo alquilo en donde uno o más átomos de hidrógeno se sustituyen por un número correspondiente de halógenos. Un ejemplo de grupo haloalquilo es trifluorometilo. Otro ejemplo de grupo haloalquilo es 2-fluoro-2-metilpropilo.

El término “alcoxi”, como se utiliza en el presente documento, incluye la referencia a -O-alquilo, en el que el alquilo es de cadena lineal o ramificada y comprende 1,2, 3, 4, 5 o 6 átomos de carbono. En una clase de realizaciones, el alcoxi tiene 1,2, 3 o 4 átomos de carbono, por ejemplo, 1,2 o 3 átomos de carbono. Este término incluye la referencia a, por ejemplo, metoxi, etoxi, propoxi, isopropoxi, butoxi, tert-butoxi, pentoxi, hexoxi y similares. El término “alcoxi inferior” incluye la referencia a grupos alcoxi que tienen 1,2, 3 ó 4 átomos de carbono.

El término “haloalcoxi”, como se utiliza en el presente documento, se refiere a un grupo alcoxi en donde uno o más átomos de hidrógeno se sustituyen por un número correspondiente de halógenos.

El término “sustituido”, como se utiliza en el presente documento en referencia a una fracción, significa que uno o más, especialmente hasta 5, más especialmente 1, 2 o 3, de los átomos de hidrógeno en dicha fracción se reemplazan independientemente entre sí por el número correspondiente de los sustituyentes descritos. A menos que se especifique lo contrario, los ejemplos de sustituyentes incluyen -OH, -CN, -NH², =O, -halo, -alquilo C¹-C⁶, -alquenilo C²-C⁶, -haloalquilo C¹-C⁶, -haloalcoxi C¹-C⁶ y- haloalquenilo C²-C⁶, -ácido alquilcarboxílico C¹-C⁶ (por ejemplo, -CH³COOH o -COOH). Donde el sustituyente es un -alquilo C¹-C⁶ o -haloalquilo C¹-C⁶, la cadena C¹-C⁶ está opcionalmente interrumpida por un acoplamiento éter (-O-) o un acoplamiento éster (-C(O)O-). Sustituyentes de ejemplo para un alquilo sustituido pueden incluir -OH, -CN, -NH², =O, -halo, -CO²H, -haloalquilo C¹-C⁶, -haloalcoxi C¹-C⁶ y-haloalquenilo C²-C⁶, -ácido alquilcarboxílico C¹-C⁶ (por ejemplo, -CH³COOH o -COOH). Por ejemplo, ejemplos de sustituyentes para un alquilo pueden incluir -OH, -CN, -NH², =O, -halo.

Por supuesto, se entenderá que los sustituyentes están sólo en posiciones en las que son químicamente posibles, pudiendo el experto en la técnica decidir (ya sea experimental o teóricamente) sin esfuerzo inapropiado si es posible una sustitución particular. Por ejemplo, los grupos amino o hidroxi con hidrógeno libre pueden ser inestables si se unen a átomos de carbono con enlaces insaturados (por ejemplo, olefínicos).

Cuando las cuestiones estéricas determinen la ubicación de los sustituyentes en un grupo, puede preferirse el isómero que tenga la energía conformacional más baja.

Cuando un compuesto, fracción, proceso o producto se describe como “opcionalmente” que tiene una característica, la divulgación incluye dicho compuesto, fracción, proceso o producto que tiene esa característica y también dicho compuesto, fracción, proceso o producto que no tiene esa característica. Por tanto, cuando una fracción se describe como “opcionalmente sustituido”, la divulgación comprende la fracción no sustituida y la fracción sustituida.

Cuando dos o más fracciones se describen como seleccionadas “independientemente” o “cada una independientemente” de una lista de átomos o grupos, esto significa que las fracciones pueden ser iguales o diferentes. La identidad de cada fracción es, por lo tanto, independiente de las identidades de una o más otras fracciones.

El término “farmacéuticamente aceptable”, como se utiliza en el presente documento, incluye la referencia a aquellos compuestos, materiales, composiciones y/o formas de dosificación que son, dentro del alcance del buen juicio médico, adecuados para su uso en contacto con los tejidos de seres humanos o animales sin excesiva toxicidad, irritación, respuesta alérgica u otro problema o complicación, acorde con una proporción razonable de beneficio/riesgo. Este término incluye la aceptabilidad tanto para fines humanos como veterinarios.

El término “formulación farmacéutica”, como se utiliza en el presente documento, incluye la referencia a una formulación que comprende al menos un compuesto activo y, opcionalmente, uno o más ingredientes farmacéuticamente aceptables adicionales, por ejemplo, un portador farmacéuticamente aceptable. Cuando una formulación farmacéutica comprende dos o más compuestos activos, o comprende al menos un compuesto activo y uno o más ingredientes farmacéuticamente aceptables adicionales, la formulación farmacéutica también es una composición farmacéutica. A menos que el contexto indique lo contrario, todas las referencias a una “formulación” en el presente documento son referencias a una formulación farmacéutica.

El término “producto” o “producto de la invención”, como se utiliza en el presente documento, incluye la referencia a cualquier producto que contenga un compuesto de la presente invención. En particular, el término producto se refiere a composiciones y formulaciones que contienen un compuesto de la presente invención, tal como, por ejemplo, una composición farmacéutica.

El término “cantidad terapéuticamente eficaz”, como se utiliza en el presente documento, se refiere a una cantidad de un fármaco o agente farmacéutico que, dentro del alcance de un buen juicio farmacológico, se calcula (o proporcionará) una respuesta terapéutica deseada en un mamífero (animal o humano). La respuesta terapéutica puede servir, por ejemplo, para curar, retrasar la progresión o prevenir una enfermedad, trastorno o afección.

El término “profármaco”, como se utiliza en el presente documento, representa compuestos que se transforman en vivo al compuesto original, por ejemplo, por hidrólisis en sangre. Un ejemplo de dicho profármaco es un éster farmacéuticamente aceptable de un ácido carboxílico. Se proporciona una discusión detallada en T. Higuchi and V. Stella, Pro-drugs as Novel Delivery Systems, Vol. 14 de la A.C.S. Symposium Series, Edward B. Roche, ed., Bioreversible Carriers in Drug Design, American Pharmaceutical Association and Pergamon Press, 1987; H Bundgaard, ed, Design of Prodrugs, Elsevier, 1985; y Judkins, et al. Synthetic Communications, 26(23), 4351-4367 (1996); y la química orgánica del diseño de fármacos y la acción de las drogas por Richard B Silverman en particular, páginas 497 a 546.

Compuestos

En un aspecto, la invención proporciona los compuestos de la fórmula I como se describió previamente o una sal farmacéuticamente aceptable, o estereoisómero del mismo. En las realizaciones, uno o más de R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ , R ⁸ , X, Y, m y n son como se describe en los siguientes párrafos:

En una realización, R ¹ es -S(O)²R^a , -C(O)R^a, -X, -H, -CN, -alquilo C¹-C⁶ (por ejemplo, -C¹-C⁴) sustituido o no sustituido, o -cicloalquilo C³-C⁶ (por ejemplo, -C³-C⁴) sustituido o no sustituido, -alcoxi C¹-C⁶ (por ejemplo, -alcoxi C¹-C⁴), -cicloalcoxi C³-C⁶ (por ejemplo, -cicloalquilloxi C³-C⁴), -NHC(O)R^a , -NHC(O)NHR^a , -lactama C²-C⁵ (por ejemplo, -lactama C²-C³), o -ciclourea C¹-C⁴ (-ciclourea C¹-C²). R ¹ puede ser -S(O)²R^a , -C(O)R^a , -X, -alquilo C¹-C⁶ sustituido o no sustituido, o -cicloalquilo C³-C⁶ sustituido o no sustituido. R ¹ puede ser -S(O)²R^a, -C(O)R^a, -X, -H, -CN, -alquilo C¹-C⁶ no sustituido, o -cicloalquilo C³-C⁶ no sustituido. R ¹ puede ser -S(O)²R^a, -C(O)R^a , -X, -alquilo C¹-C⁶ no sustituido, o -cicloalquilo C³-C⁶ no sustituido. R ¹ puede ser -S(O)²R^a, -X, -alquilo C¹-C⁶ no sustituido, o -cicloalquilo C³-C⁶ no sustituido. R ¹ puede ser -S(O)²R^a, -C(O)R^a , -alquilo C¹-C⁶ sustituido o no sustituido, o -cicloalquilo C³-C⁶ sustituido o no sustituido, -alcoxi C¹-C⁶, -cicloalcoxi C³-C⁶, -NHC(O)R^a, - NHC(O)NHR^a , -lactama C²-C⁵. R ¹ puede ser -S(O)²R^a, -C(O)R^a, -NHC(O)R^a, -NHC(O)NHR^a . R ¹ puede ser -S(O)²R^a. R ¹ puede ser -C(O)R^a . R ¹ puede ser -X. R ¹ puede ser -H. R ¹ puede ser -CN. R ¹ puede ser -alquilo C¹-C⁶ sustituido o no sustituido. R ¹ puede ser -alquilo C¹-C⁴ sustituido o no sustituido. R ¹ puede ser o -cicloalquilo C³-C⁶ (por ejemplo, -C³-C⁴) sustituido o no sustituido. R ¹ puede ser -alcoxi C¹-C⁶ (por ejemplo, -alcoxi C¹-C⁴).

R ¹ puede ser -cicloalcoxi C³-C⁶ (por ejemplo, -cicloalquilloxi C³-C⁴). R ¹ puede ser -NHC(O)R^a. R ¹ puede ser -NHC(O)NHR^a .

R ¹ puede ser -lactama C²-C⁵ (por ejemplo, -lactama C²-C³). R ¹ puede ser -ciclourea C¹-C⁴ (-ciclourea C¹-C²).

En donde R ¹ es un alquilo C¹-C⁶ (por ejemplo, -C¹-C⁴) sustituido o no sustituido, 1, 2 o 3 de los átomos de hidrógeno del alquilo se puede sustituir y/o la cadena alquilo se puede interrumpir por un enlace de éter (-O-) o un enlace de éster (-C(O)O-). Cada sustituyente se selecciona independientemente de -OH, -CN, -NH², =O, -halo, -CO²H, -haloalquilo C¹-C⁶, -haloalcoxi C¹-C⁶ y-haloalquenilo C²-C⁶, -ácido alquilcarboxílico C¹-C⁶ (por ejemplo, -CH³COOH o -COOH). En donde R ¹

es un cicloalquilo C³-C⁶ (por ejemplo, -C³-C⁴) sustituido, 1, 2 o 3 de los átomos de hidrógeno del cicloalquilo se puede sustituir y/o el anillo del cicloalquilo se puede interrumpir por un enlace de éter (-O-) o un enlace de éster (-C(O)O-). Cada sustituyente se selecciona independientemente de -OH, -CN, -NH², =O, -halo, -CO²H, -haloalquilo C¹-C⁶, -haloalcoxi C¹-C ⁶ y-haloalquenilo C²-C⁶, -ácido alquilcarboxílico C¹-C⁶ (por ejemplo, -CH³COOH o -COOH).

R ¹ se puede ubicar para a la fracción fenileno. R ¹ se puede ubicar meta a la fracción fenileno.

En una realización, R ² es -alquilo C¹-C⁴, o -haloalquilo C¹-C⁴. R ² puede ser -haloalquilo C¹-C⁴. R ² puede ser -haloalquilo

C¹-C². R ² puede ser -fluoroalquilo C¹-C⁴. R ² puede ser -fluoroalquilo C¹-C². R ² puede ser -haloalquilo C¹ , por ejemplo, -CH²F, -CHF^2- o -CF³. R ² puede ser -CF³. En una realización, R ² es -alquilo C¹-C⁴. R ² puede ser -alquil ser -CH³.

En una realización, R ³ es -haloalquilo C²-C⁶. Por ejemplo, R ³ puede ser un -haloalquilo C³, -haloalquilo C⁴, o -haloalquilo

C⁵. R ³ puede ser un haloalquilo C⁴. R ³ puede ser un -fluoroalquilo C²-C⁶. Por ejemplo, R ³ puede ser un -fluoroalquilo C³, -fluoroalquilo C⁴, o -fluoroalquilo C⁵. R ³ puede ser un fluoroalquilo C⁴. R ³ puede ser -CH²C(CH³)²F.

En una realización, R ⁴ es -H, -alquilo C¹-C², o -haloalquilo C¹-C². R ⁴ puede ser -H, -CH³, o -CH²CH³. R ⁴ puede ser -H o -CH³. R ⁴ puede ser -H. En una realización, R ⁵ es -H, -alquilo C¹-C², o -haloalquilo C¹-C². R ⁵ puede ser -H, -CH³, o -CH²CH³.

R ⁵ puede ser -H o -CH³. R ⁵ puede ser -H. En una realización, R ⁴ es -H y R ⁵ es -CH³. En una realización, R ⁴ es -H y R ⁵ es

-H. En una realización, R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C³-C⁶, heterocicloalquilo C³-C⁶, o ciclohaloalquilo C³-C⁶. R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al que se adhieren pueden formar un cicloalquilo C³-C⁶ o ciclohaloalquilo C³-C⁶. R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al que se adhieren pueden formar un cicloalquilo C³ o C⁴ (por ejemplo, un cicloalquilo C³). R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al que se adhieren pueden formar un heterocicloalquilo C³-C⁶ (por ejemplo, un tetrohidrofuranilo, piperidinilo, o morfolinilo; por ejemplo, un morfolinilo). R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al que se adhieren pueden formar un ciclohaloalquilo C³ o C⁴ (por ejemplo, un ciclohaloalquilo C³).

En una realización, R ⁶ es -H, -CH³, -CY³, -CHY², o -CH²Y. R ⁶ puede ser -H o -CH³. R ⁶ puede ser -H o -Y. R ⁶ H. R ⁶ puede ser -Y. R ⁶ puede ser -CH³. R ⁶ puede ser -CH²Y. R ⁶ puede ser -CHY². R ⁶ puede ser -CY³.

En una realización, cada R ⁷ se selecciona independientemente de -H, -X, -CN, o -alquilo C¹-C⁴. Cada R ⁷ puede ser independientemente seleccionado de -H, -X, o -CN, o -alquilo C¹-C⁴. Cada R ⁷ puede ser independientemente seleccionado de -X, o -alquilo C¹-C⁴. Cada R ⁷ puede ser -X. Cada R ⁷ puede ser el mismo. Cada R ⁷ puede ser diferente.

En una realización, cada R ⁸ se selecciona independientemente de -H, -X, -CN, o -alquilo C¹-C⁴. Cada R ⁸ se selecciona independientemente de -H, -X, o -CN, o -alquilo C¹-C⁴. Cada R ⁸ puede ser independientemente seleccionado de -X, o -alquilo C¹-C⁴. Cada R ⁸ puede ser -X. Cada R ⁸ puede ser el mismo. Cada R ⁸ puede ser diferente. En donde cada R ⁷ es el mismo y cada R ⁸ es el mismo, R ⁷ puede ser el mismo como R ⁸ .

En una realización, R ⁹ es -H, -alquilo C¹-C², o -haloalquilo C¹-C². R ⁹ puede ser -H, -CH³, o -CH²CH³. R ⁹ puede ser -H o -CH³. R ⁹ puede ser -H. En una realización, R ¹⁰ es -H, -alquilo C¹-C², o -haloalquilo C¹-C². R ¹⁰ puede ser -H, -CH³, o -CH²CH³. R ¹⁰ puede ser -H o -CH³. R ¹⁰ puede ser -H. En una realización, R ⁹ es -H y R ¹⁰ es -CH³. En una realización, R ⁹

es -H y R ¹⁰ es -H. En una realización, R ⁹ y R ¹⁰ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo

C³-C⁶, heterocicloalquilo C³-C⁶, o ciclohaloalquilo C³-C⁶. R ⁹ y R ¹⁰ junto con el átomo de carbono al que se adhieren pueden formar un cicloalquilo C³-C⁶ o ciclohaloalquilo C³-C⁶. R ⁹ y R ¹⁰ junto con el átomo de carbono al que se adhieren pueden formar un cicloalquilo C³ o C⁴ (por ejemplo, un cicloalquilo C³). R ⁹ y R ¹⁰ junto con el átomo de carbono al que se adhieren pueden formar un heterocicloalquilo C³-C⁶ (por ejemplo, un tetrohidrofuranilo, piperidinilo, o morfolinilo; por ejemplo, un morfolinilo). R ⁹ y R ¹⁰ junto con el átomo de carbono al que se adhieren pueden formar un ciclohaloalquilo C³ o C⁴ (por ejemplo, un ciclohaloalquilo C³).

En una realización, R^a se selecciona de -H, -alquilo C¹-C⁶ (por ejemplo, -C¹-C⁴) sustituido o no sustituido, o -NH². En una realización, R^a se selecciona de -H, -alquilo C¹-C⁶ (por ejemplo, -C¹-C⁴) sustituido o no sustituido. En una realización, R^a es -H, -CH³, o -CH²CH³. En una realización, R^a es -CH³, o -CH²CH³. R^a puede ser -CH³. R^a puede ser -H. R^a puede ser -NH² o -NR ⁹ R ¹⁰ (por ejemplo, R^a puede ser -NH²).

En una realización, cada X se selecciona independientemente de -F, -CI, -Br. X puede ser - F. X puede ser -Cl. X puede ser -Br. X may ser -I. Cada X puede ser el mismo. Cada X puede ser diferente.

En una realización, cada Y se selecciona independientemente de -F, -CI, -Br. Y puede ser - F. Y puede ser -Cl. Y puede ser -Br. Y may ser -I. Cada Y puede ser el mismo. Cada Y puede ser diferente.

En una realización, m es 0, 1, o 2. m puede ser 0 o 1, por ejemplo, m puede ser 0. En una realización, n es 0, o 1, por ejemplo, n puede ser 0. En una realización, m es 0 o 1 y n es 0. Por ejemplo, m puede ser 1 y n puede ser 0. Por ejemplo, m puede ser 0 y n puede ser 0.

En una realización, R ¹ es -S(O)²R^a y R^a es -alquilo C¹-C⁴. R ² es -alquilo C¹-C⁴, o -haloalquilo C¹-C⁴. R ³ es -alquilo C²-C⁶, o -haloalquilo C²-C⁶. R ⁴ y R ⁵ se seleccionan independientemente de -H, -alquilo C¹-C³, o -haloalquilo C¹-C³; o R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C³-C⁶ o ciclohaloalquilo C³-C⁶. R ⁶ es -H, -X, -CH³, -CX³, -CHX², -CH²X; X es -F, -CI, -Br o -I. Cada uno de m y n son 0.

En una realización, R ¹ es -S(O)²R^a, -C(O)R^a, -X, -H, -CN, -alquilo C¹-C⁶ sustituido o no sustituido, o -cicloalquilo C³-C⁶ sustituido o no sustituido, -alcoxi C¹-C⁶, -cicloalcoxi C³-C⁶, -NHC(O)R^a , -NHC(O)NHR^a , -lactama C²-C⁵, o -ciclourea C¹-C⁴. R ¹ se ubica para o meta a la fracción fenileno. R ² es -alquilo C¹-C⁴, -haloalquilo C¹-C⁴, o =O. R ³ es - alquilo C²-C⁶, o -haloalquilo C²-C⁶. R ⁴ y R ⁵ se seleccionan independientemente de -H, -alquilo C¹-C³, o -haloalquilo C¹-C³; o R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C³-C⁶, heterocicloalquilo C³-C⁶, o ciclohaloalquilo C³-C ⁶ . R ⁶ es -H, -CH³, -CY³, -CHY², o -CH²Y. R ⁷ es -H, -X, -CN, -alquilo C¹-C⁴, -haloalquilo C¹-C⁴, o -alcoxi C¹-C³. R ⁸ es -H, -X, -CN, -alquilo C¹-C⁴, -haloalquilo C¹-C⁴, o -alcoxi C¹-C³. Cada R^a se selecciona independientemente de -H, -alquilo C¹-C ⁶ sustituido o no sustituido, -NH², o -NR ⁹ R ¹⁰ R ⁹ y R ¹⁰ se seleccionan independientemente de -H, -alquilo C¹-C³, o -haloalquilo C¹-C³; o R ⁹ y R ¹⁰ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C³-C⁶, heterocicloalquilo C³-C⁶, o ciclohaloalquilo C³-C⁶. Cada X se selecciona independientemente de -F, - Cl, -Br o -I. Y es -F, -CI, -Br, o -I. m es 0, 1, 2, 3, o 4. n es 0, 1 o 2.

En una realización, R ¹ es -S(O)²R^a , -C(O)R^a , -X, -alquilo C¹-C⁶ sustituido o no sustituido, o -cicloalquilo C³-C⁶ sustituido o no sustituido. R ² es -alquilo C¹-C⁴, - haloalquilo C¹-C⁴, o =O. R ³ es -alquilo C²-C⁶, o -haloalquilo C²-C⁶. R ⁴ y R ⁵ se seleccionan independientemente de -H, -alquilo C¹-C³, o -haloalquilo C¹-C³; o R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C³-C⁶ o ciclohaloalquilo C³-C⁶. R ⁶ es -H, - Y, -CH³, -CY³, -CHY², o -CH²Y. R ⁷ es -X, -alquilo C¹-C⁴, o -haloalquilo C¹-C⁴. R ⁸ es -X, -alquilo C¹-C⁴, o -haloalquilo C¹-C⁴. R^a es -H, -alquilo C¹-C⁶ sustituido o no sustituido, o -NH². Cada X se selecciona independientemente de -F, -CI, -Br o -I. Y es -F, -CI, -Br, o -I. m es 0, 1, 2, 3, o 4. n es 0, 1 o 2.

En una realización, R ¹ es -S(O)²R^a , -C(O)R^a , -X, -alquilo C¹-C⁶ sustituido o no sustituido, o -cicloalquilo C³-C⁶ sustituido o no sustituido. R ² es -alquilo C¹-C⁴, - haloalquilo C¹-C⁴, o =O. R ³ es -alquilo C²-C⁶, o -haloalquilo C²-C⁶. R ⁴ y R ⁵ se seleccionan independientemente de -H, -alquilo C¹-C³, o -haloalquilo C¹-C³; o R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C³-C⁶ o ciclohaloalquilo C³-C⁶. R ⁶ es -H, - CH³, -CY³, -CHY², o -CH²Y. R ⁷ es -X, -alquilo C¹-C⁴, o -haloalquilo C¹-C⁴. R ⁸ es -X, -alquilo C¹-C⁴, o -haloalquilo C¹-C⁴. R^a es -H, -alquilo C¹-C⁶ sustituido o no sustituido, o -NH². Cada X se selecciona independientemente de -F, -Cl, -Br o -I. m es 0, 1, 2, 3, o 4. n es 0, 1 o 2.

En una realización, el compuesto es un compuesto de la fórmula II:

o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo. R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, m y n son como se definen en otra parte de la presente divulgación.

En una realización, el compuesto es un compuesto de la fórmula IIa:

o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo. R1, R2, R3, R4, R5 y R6 son como se definen en otra parte de la presente divulgación.

En una realización, el compuesto es un compuesto de la fórmula IIb:

o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo. R2, R3, R4, R5, R6 y Ra son como se definen en otra parte de la presente divulgación.

En una realización, el compuesto es un compuesto de la fórmula III:

o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo. R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, m y n son como se definen en otra parte de la presente divulgación.

En una realización, el compuesto es un compuesto de la fórmula IIa:

o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo. R1, R2, R3, R4, R5 y R6 son como se definen en otra parte de la presente divulgación.

En una realización, el compuesto es un compuesto de la fórmula IIIb:

o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo. R2, R3, R4, R5, R6 y Ra son como se definen en otra parte de la presente divulgación.

En una realización, el compuesto se selecciona de:

o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo.

En las realizaciones, los compuestos de la invención proporcionan una inhibición irreversible selectiva de CatK.

Usos

Los Compuestos de la invención son inhibidores de cisteína proteasas. Los compuestos de la invención comprenden un alquino que actúa como electrófilo latente. En las realizaciones, la fracción alquino “inerte” (o latente) del compuesto forma un enlace covalente irreversible con el sitio activo de cisteína de una proteasa. La proteasa puede ser una catepsina. Por ejemplo, la proteasa puede ser CatK. La Figura 1 proporciona un esquema de reacción que ilustra cómo la fracción alquino terminal de un compuesto de la invención actúa como un electrófilo “inerte” para la adición de tiol-alquino como un inhibidor de molécula pequeña covalente irreversible de cisteína proteasa CatK.

La inhibición de la catepsina K en los osteoclastos da como resultado una disminución de la actividad de reabsorción ósea de los osteoclastos. Sin embargo, se considera que la actividad de reabsorción ósea se puede recuperar lentamente después de la interrupción del tratamiento como resultado de la expresión de catepsina K de novo. Por ejemplo, con los compuestos de la presente invención, se puede recuperar una actividad significativa de reabsorción ósea después de 9 días. La actividad de resorción ósea significativa puede ser al menos el 60 % de la actividad no inhibida (es decir, la actividad observada en la situación de control negativo).

En los compuestos de la invención, se considera que la fracción alquino actúa como un electrófilo latente, que no muestra una reactividad de tiol indiscriminada. Esto proporciona ventajas en comparación con otros electrófilos irreversibles covalentes incorporados en compuestos, que normalmente muestran una reactividad de tiol indiscriminada. Por ejemplo, los compuestos de la invención deberían tener un riesgo reducido de efectos secundarios significativos (por ejemplo, debilitantes o letales). Los inhibidores irreversibles conocidos se han desarrollado normalmente para tratar el cáncer y se asocian con un mayor riesgo de efectos adversos debido a la unión indiscriminada de tiol. Los presentes compuestos muestran un nivel reducido de unión indiscriminada (por ejemplo, unión indiscriminada mínima o no indiscriminada) y, por lo tanto, se espera que tengan un menor riesgo de efectos adversos.

Los compuestos de la presente invención son inhibidores de catepsinas y, por lo tanto, son útiles para tratar o prevenir enfermedades o afecciones dependientes de catepsinas en mamíferos, preferiblemente humanos. Específicamente, los compuestos de la presente invención son inhibidores de la Catepsina K y, por lo tanto, son útiles para tratar o prevenir enfermedades o afecciones dependientes de la Catepsina K en mamíferos, preferiblemente humanos.

“Enfermedades o afecciones dependientes de catepsinas” se refieren a afecciones patológicas que dependen de la actividad de una o más catepsinas. “Enfermedades o afecciones dependientes de la catepsina K” se refiere a afecciones patológicas que dependen de la actividad de la Catepsina K. Las enfermedades asociadas con las actividades de la Catepsina K incluyen osteoporosis, osteoporosis inducida por glucocorticoides, enfermedad de Paget, aumento anormal del recambio óseo, enfermedad periodontal, pérdida de dientes, fracturas óseas, artritis reumatoide, osteoartritis, osteólisis periprotésica, osteogénesis imperfecta, enfermedad ósea metastásica, hipercalcemia de malignidad, mieloma múltiple. El tumor de células gigantes del hueso representa otra enfermedad que se puede asociar con la actividad de la Catepsina K. En el tratamiento de dichas afecciones con compuestos de la invención, la cantidad terapéutica requerida variará de acuerdo con la enfermedad específica y los expertos en la técnica pueden determinarla fácilmente.

Una realización de la invención es un compuesto o formulación de la invención para uso en un método para inhibir la actividad de la catepsina en un mamífero en necesidad del mismo, que comprende administrar al mamífero una cantidad terapéuticamente eficaz de cualquiera de los compuestos o cualquiera de las composiciones farmacéuticas descritas anteriormente. La actividad de catepsina puede ser actividad de catepsina K.

Otra realización de la invención es un compuesto o formulación de la invención para uso en el tratamiento o prevención de afecciones dependientes de catepsina en un mamífero en necesidad del mismo, que comprende administrar al mamífero una cantidad terapéuticamente efectiva de cualquiera de los compuestos o cualquiera de las composiciones farmacéuticas o formulaciones descritas en el presente documento. La actividad de catepsina puede ser actividad de catepsina K.

Otra realización de la invención es un compuesto o formulación de la invención para uso en un método para inhibir la pérdida ósea en un mamífero en necesidad del mismo, que comprende administrar al mamífero una cantidad terapéuticamente eficaz de cualquiera de los compuestos o cualquiera de las composiciones farmacéuticas o formulaciones descritas en el presente documento. Otra realización de la invención es un método para reducir la pérdida ósea en un mamífero en necesidad del mismo, que comprende administrar al mamífero una cantidad terapéuticamente eficaz de cualquiera de los compuestos o cualquiera de las composiciones o formulaciones farmacéuticas descritas en el presente documento. Se conoce la utilidad de los inhibidores de la catepsina K en la inhibición de la resorción ósea. Véase, por ejemplo, Stroup, G. B., Lark, M. W., Veber, D F., Bhattacharrya, A., Blake, S., Dare, L. C., Erhard, K. F., Hoffman, S. J., James, I. E., Marquis, R. w., Ru, Y., Vasko-Moser, J. A., Smith, B. R., Tomaszek, T. and Gowen, M. Potent and selective inhibition of human cathepsin K leads to inhibition of bone resorption in vivo in a nonhuman primate. J. Bone Miner. Res., 16:1739-1746; 2001; y Votta, B. J., Levy, M. A., Badger, A., Dodds, R. A., James, I. E., Thompson, S., Bossard, M. J., Carr, T., Connor, J. R., Tomaszek, T. A., Szewczuk, L., Drake, F. H., Veber, D., and Gowen, M. Los inhibidores peptídicos de aldehído de la catepsina K inhiben la resorción ósea tanto in vivo como in vitro. J. Bone Miner. Res. 12:1396-1406; 1997.

Otra realización de la invención proporciona un compuesto o formulación de la invención para uso en el tratamiento o la prevención de la osteoporosis en un mamífero en necesidad del mismo, que comprende administrar al mamífero una cantidad terapéuticamente eficaz de cualquiera de los compuestos o cualquiera de las composiciones o formulaciones farmacéuticas descritas en el presente documento. Se conoce la utilidad de los inhibidores de la catepsina K en el tratamiento o prevención de la osteoporosis; véase, por ejemplo, Saftig, P., Hunziker, E., Wehmeyer, O., Jones, S., Boyde, A., Rommerskirch, W., Moritz, J. D., Schu, P., and Vonfigura, K. Impaired osteoclast bone resorption leads to osteoporosis in cathepsin K-deficient mice. Proc. Natl. acad. Sci. USA 95:13453-1 1998.

Otra realización de la invención es un compuesto o formulación de la invención para uso en el tratamiento o la prevención de la afección artrítica reumatoide en un mamífero en necesidad del mismo, que comprende administrar al mamífero una cantidad terapéuticamente eficaz de cualquiera de los compuestos o cualquiera de las composiciones farmacéuticas o formulaciones descritas en el presente documento. Se sabe que la destrucción progresiva del hueso periarticular es una de las principales causas de disfunción e incapacidad articular en pacientes con artritis reumatoide (RA); véase, por ejemplo, Goldring S R, “Pathogenesis of bone erosions in rheumatoid arthritis”. Curr. Opin. Rheumatol. 2002; 14: 406-10. El análisis de tejidos articulares de pacientes con RA ha proporcionado evidencia de que los osteoclastos positivos para catepsina K son los tipos de células que median la reabsorción ósea focal asociada con la lesión sinovial reumatoide (Hou, W-S, Li, W, Keyszer, G, Weber, E, Levy, R, Klein, M J, Gravallese, E M, Goldring, S R, Bromme, D, “Comparision of Cathepsin K and S expression within the Rheumatoid and Osteoarthritic Synovium”, Arthritis Rheumatism 2002; 46: 663­ 74). Además, la pérdida ósea generalizada es una de las principales causas de morbilidad asociada con la RA grave. La frecuencia de fracturas de cadera y columna aumenta sustancialmente en pacientes con RA crónica (Gould A, Sambrook, P, Devlin J et al, “Osteoclastic activation is the principal mechanism leading to secondary osteoporosis in rheumatoid arthritis”. J. Rheumatol. 1998; 25: 1282-9). La utilidad de los inhibidores de la catepsina K en el tratamiento o prevención de la reabsorción en el hueso subarticular y de la pérdida ósea generalizada representa un enfoque racional para la intervención farmacológica en la progresión de la artritis reumatoide.

Otra realización de la invención es un compuesto o formulación de la invención para uso en el tratamiento o prevención de la progresión de la osteoartritis en un mamífero en necesidad del mismo, que comprende administrar al mamífero una cantidad terapéuticamente eficaz de cualquiera de los compuestos o cualquiera de las composiciones farmacéuticas o formulaciones descritas en el presente documento. La osteoartritis (OA) se acompaña de cambios bien definidos en las articulaciones, que incluyen erosión de la superficie del cartílago articular, osificación endocondral periarticular, osteofitosis y esclerosis ósea subcondral y formación de quistes (véase, por ejemplo, Oettmeier R, Abendroth, K, “Osteoarthritis and bone: osteologic types of osteoarthritis of the hip”, Skeletal Radiol. 1989; 18: 165-74). Recientemente, se ha sugerido la contribución potencial de la esclerosis del hueso subcondral al inicio y progresión de la OA. El hueso subcondral rígido como la articulación que responde a la carga impulsiva repetitiva es menos capaz de atenuar y distribuir las fuerzas a través de la articulación, lo que la somete a una mayor tensión mecánica en la superficie del cartílago articular. Esto a su vez acelera el desgaste del cartílago y la fibrilación (Radin, E L and Rose R M, “Role of subchondral bone in the initiation and progression of cartilage damage”, Clin. Orthop. 1986; 213: 34-40). La inhibición de la reabsorción ósea subarticular excesiva por un agente antirresorción tal como un inhibidor de la catepsina K conducirá a la inhibición del recambio óseo subcondral, lo que puede tener un impacto favorable sobre la progresión de la OA. La expresión de la proteína catepsina K también se ha identificado en fibroblastos sinoviales, células similares a macrófagos y condrocitos de muestras sinoviales y de cartílago articular derivadas de pacientes con OA (Hou, W-S, Li, W, Keyszer, G, Weber, E, Levy, R, Klein, MJ, Gravallese, E M, Goldring, SR, Bromme, D, “Comparison of Cathepsin K and S expression within the Rheumatoid and Osteoarthritic Synovium”, Arthritis Rheumatism 2002; 46: 663-74; y Dodd, RA, Connor, JR, Drake, FH, Gowen, M, “Expression of Cathepsin K messenger RNA in giant cells and their precursors in human osteoarthritic synovial tissues”. Artritis Rheumatism 1999; 42: 1588-93; y Konttinen, YT, Mandelin, J, Li, T-F, Salo, J, Lassus, J et al. “Acidic cysteine endoproteinase cathepsin K in the degeneration of the superficial articular hyaline cartilage in osteoarthritis”, Artritis Rheumatism 2002; 46: 953-60). Por lo tanto, estos estudios implicaron la función de la catepsina K en la destrucción del colágeno tipo II en el cartílago articular asociado con la progresión de la osteoartritis. La utilidad de los inhibidores de la catepsina K en el tratamiento o prevención de la osteoartritis como se describe en esta invención comprende dos mecanismos diferentes, uno es sobre la inhibición del recambio óseo subcondral impulsado por osteoclastos, y dos es sobre la inhibición directa de la degeneración del colágeno tipo II en el sinovio y el cartílago de pacientes con OA.

Otra realización de la invención es un compuesto o formulación de la invención para uso en el tratamiento del cáncer en un mamífero en necesidad del mismo, que comprende administrar al mamífero una cantidad terapéuticamente eficaz de cualquiera de los compuestos o cualquiera de las composiciones o formulaciones farmacéuticas descritas en el presente documento. Se sabe que la catepsina K se expresa en el carcinoma de mama humano (Littlewood-Evans A J, Bilbe G, Bowler W B, Farley D, Wlodarski B, Kokubo T, Inaoka T, Sloane J, Evans D B, Gallagher J A, “The osteoclast-associated protease cathepsin K is expressed in human breast carcinoma.” Cancer Res 1997 Dec. 1; 57(23):5386-90).

La divulgación también proporciona el uso de cualquiera de los compuestos descritos anteriormente en la preparación de un medicamento para el tratamiento y/o prevención de la osteoporosis en un mamífero en necesidad del mismo. También se proporciona el uso de cualquiera de los compuestos descritos anteriormente en la preparación de un medicamento para el tratamiento y/o prevención de: pérdida ósea, reabsorción ósea, fracturas óseas, enfermedad ósea metastásica y/o trastornos relacionados con el funcionamiento de la catepsina.

Formulaciones y administración

Los compuestos de la invención se pueden administrar por vía oral, tópica, intravenosa, subcutánea, bucal, rectal, dérmica, nasal, traqueal, bronquial, por cualquier otra ruta parenteral, como un aerosol oral o nasal o por inhalación. Los compuestos se pueden administrar en forma de preparaciones farmacéuticas que comprenden profármaco o compuesto activo ya sea como un compuesto libre o, por ejemplo, una sal de adición de ácido o base orgánica o inorgánica no tóxica farmacéuticamente aceptable, en una forma de dosificación farmacéuticamente aceptable. Dependiendo del trastorno y del paciente que se va a tratar y de la ruta de administración, las composiciones se pueden administrar en dosis variables.

Normalmente, por lo tanto, los compuestos farmacéuticos de la invención se pueden administrar por vía oral, tópica o parenteral (“por vía parenteral”, como se utiliza en el presente documento, se refiere a modos de administración que incluyen inyección e infusión intravenosa, intramuscular, intraperitoneal, intraesternal, subcutánea e intraarticular) a un anfitrión para obtener un efecto inhibidor de la proteasa. En el caso de animales más grandes, tales como humanos, los compuestos se pueden administrar solos o como composiciones en combinación con diluyentes, excipientes o portadores farmacéuticamente aceptables.

Los niveles de dosificación reales de los ingredientes activos en las formulaciones farmacéuticas y las composiciones farmacéuticas de esta invención se pueden variar para obtener una cantidad de compuesto(s) activo(s) que sea eficaz para lograr la respuesta terapéutica deseada para un paciente, composiciones y modo de administración. El nivel de dosificación seleccionado dependerá de la actividad del compuesto particular, la ruta de administración, la gravedad de la afección que se está tratando y la afección y el historial médico previo del paciente que se está tratando. Sin embargo, está dentro de los conocimientos de la técnica comenzar las dosis del compuesto a niveles más bajos que los necesarios para lograr el efecto terapéutico deseado y aumentar gradualmente la dosificación hasta que se logre el efecto deseado.

En el tratamiento, prevención, control, mejora o reducción del riesgo de condiciones que requieren la inhibición de la actividad de CatK, un nivel de dosificación apropiado generalmente puede ser de aproximadamente 0.01 a 500 mg por kg de peso corporal del paciente por día, que se puede administrar en dosis únicas o múltiples. El nivel de dosificación será de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 250 mg/kg por día; más preferiblemente de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 100 mg/kg por día. Para administración oral, las composiciones se pueden proporcionar en forma de comprimidos que contienen de 1.0 a 1000 miligramos del ingrediente activo, particularmente 1.0, 5.0, 10.0, 15.0, 20.0, 25.0, 50.0, 75.0, 100.0, 150.0, 200.0, 250.0, 300.0, 400.0, 500.0, 600.0, 750.0, 800.0, 900.0 y 1000.0 miligramos del principio activo para el ajuste sintomático de la dosificación al paciente que se va a tratar. Los compuestos se pueden administrar en un régimen de 1 a 4 veces al día, por ejemplo, una o dos veces al día. El régimen de dosificación se puede ajustar para proporcionar la respuesta terapéutica óptima.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona de esta manera una formulación o composición farmacéutica que incluye un compuesto de la invención, opcionalmente en mezcla con un adyuvante, diluyente o portador farmacéuticamente aceptable.

Las formulaciones o composiciones farmacéuticas de esta invención para inyección parenteral pueden comprender soluciones, dispersiones, suspensiones o emulsiones acuosas o no acuosas estériles farmacéuticamente aceptables, así como polvos estériles para reconstituir en soluciones o dispersiones inyectables estériles justo antes de uso. Ejemplos de portadores, diluyentes, disolventes o vehículos acuosos y no acuosos adecuados incluyen agua, etanol, polioles (tales como glicerol, propilenglicol, polietilenglicol y similares) y mezclas adecuadas de los mismos, aceites vegetales (tales como aceite de oliva) y ésteres orgánicos inyectables, tales como oleato de etilo. La fluidez adecuada se puede mantener, por ejemplo, mediante el uso de materiales de recubrimiento, tal como la lecitina, mediante el mantenimiento del tamaño de partícula requerido en el caso de las dispersiones y mediante el uso de tensioactivos.

Estas composiciones también pueden contener adyuvantes tales como conservantes, agentes humectantes, agentes emulsionantes y agentes dispersantes. La inhibición de la acción de los microorganismos se puede garantizar mediante la inclusión de varios agentes antibacterianos y antifúngicos, por ejemplo, parabeno, clorobutanol o ácido fenol sórbico. También puede ser deseable incluir agentes isotónicos, tales como azúcares o cloruro de sodio, por ejemplo. La absorción prolongada de la forma farmacéutica inyectable se puede lograr mediante la inclusión de agentes (por ejemplo, monoestearato de aluminio y gelatina) que retarden la absorción.

En algunos casos, para prolongar el efecto del fármaco, es deseable retardar la absorción del fármaco por inyección subcutánea o intramuscular. Esto puede lograrse mediante el uso de una suspensión líquida de material cristalino o amorfo con poca solubilidad en agua. La tasa de absorción del fármaco depende entonces de su tasa de disolución que, a su vez, puede depender del tamaño del cristal y de la forma cristalina. Alternativamente, la absorción retardada de una forma de fármaco administrada por vía parenteral se logra al disolver o suspender el fármaco en un vehículo oleoso.

Las formas de depósito inyectables se pueden elaborar al formar matrices de microcápsulas del fármaco en polímeros biodegradables, por ejemplo, poliláctido-poliglicólido. Dependiendo de la relación de fármaco a polímero y de la naturaleza del polímero particular empleado, se puede controlar la tasa de liberación del fármaco. Ejemplos de otros polímeros biodegradables incluyen poli(ortoésteres) y poli(anhídridos). Las formulaciones inyectables de depósito también se pueden preparar al atrapar el fármaco en liposomas o microemulsiones que sean compatibles con los tejidos corporales. Las formulaciones inyectables se pueden esterilizar, por ejemplo, mediante filtración a través de un filtro de retención de bacterias o al incorporar agentes esterilizantes en forma de composiciones sólidas estériles que se pueden disolver o dispersar en agua estéril u otros medios inyectables estériles justo antes de su uso.

Las formas de dosificación sólidas para administración oral incluyen cápsulas, comprimidos, píldoras, polvos y gránulos. En dichas formas de dosificación sólidas, el compuesto activo normalmente se mezcla con al menos un excipiente o vehículo inerte farmacéuticamente aceptable, tal como citrato de sodio o fosfato de dicalcio y/o uno o más: a) rellenos o extensores, tales como almidones, lactosa, sacarosa, glucosa, manitol y ácido silícico; b) aglutinantes, tales como carboximetilcelulosa, alginatos, gelatina, polivinilpirrolidona, sacarosa y goma arábiga; c) humectantes, tales como glicerol; d) agentes disgregantes, tales como agar-agar, carbonato de calcio, almidón de patata o tapioca, ácido algínico, ciertos silicatos y carbonato de sodio; e) agentes retardantes de la solución, tales como parafina; f) aceleradores de absorción, tales como compuestos de amonio cuaternario; g) agentes humectantes, tales como alcohol cetílico y monoestearato de glicerol; h) absorbentes, tales como caolín y arcilla de bentonita e i) lubricantes, tales como talco, estearato de calcio, estearato de magnesio, polietilenglicoles sólidos, laurilsulfato de sodio y mezclas de los mismos. En el caso de cápsulas, comprimidos y píldoras, la forma de dosificación también puede comprender agentes tamponantes. También se pueden emplear composiciones sólidas de un tipo similar como rellenos en cápsulas de gelatina rellenas blandas y duras utilizando, por ejemplo, excipientes tales como lactosa o azúcar de leche así como polietilenglicol de alto peso molecular.

Las formulaciones orales pueden contener un auxiliar de disolución. Ejemplos de auxiliares de disolución incluyen agentes de superficie activa no iónicos, tales como ésteres de ácidos grasos de sacarosa, ésteres de ácidos grasos de glicerol, ésteres de ácidos grasos de sorbitán (por ejemplo, trioleato de sorbitán), polietilenglicol, aceite de ricino hidrogenado con polioxietileno, ésteres de ácidos grasos de polioxietilen sorbitán, éteres de polioxietileno alquilo, éteres de metoxipolioxietileno alquilo, éteres de polioxietileno alquilfenilo, ésteres de ácidos grasos de polietilenglicol, polioxietilen alquilaminas, tioéteres de polioxietileno alquilo, copolímeros de polioxietileno polioxipropileno, ésteres de ácidos grasos de polioxietileno glicerol, ésteres de ácidos grasos de pentaeritritol, ésteres de ácidos monograsos de propilenglicol, ésteres de ácidos monograsos de polioxietilen propilenglicol, ésteres de ácidos grasos de polioxietileno sorbitol, alquilolamidas de ácidos grasos y óxidos de alquilamina; ácido biliar y sales de los mismos (por ejemplo, ácido quenodesoxicólico, ácido cólico, ácido desoxicólico, ácido deshidrocólico y sales de los mismos, y glicina o conjugado de taurina de los mismos); agentes de superficie activa iónicos, tales como laurilsulfato de sodio, jabones de ácidos grasos, sulfonatos de alquilo, fosfatos de alquilo, fosfatos de éter, sales de ácidos grasos de aminoácidos básicos; jabón de trietanolamina y sales de amonio cuaternario de alquilo; y agentes de superficie activa anfóteros, tales como betaínas y sales de ácidos aminocarboxílicos.

Las formas de dosificación sólidas de comprimidos, grageas, cápsulas, píldoras y gránulos se pueden preparar con recubrimientos y cubiertas tales como recubrimientos entéricos y otros recubrimientos bien conocidos en la técnica de formulación farmacéutica. Opcionalmente pueden contener agentes opacificantes y también pueden ser de una composición tal que liberen el o los principios activos sólo, o preferentemente, en una determinada parte del tracto intestinal, y/o de forma retardada. Ejemplos de composiciones de inclusión incluyen sustancias poliméricas y ceras.

Los principios activos también pueden estar en forma microencapsulada, si es apropiado, con uno o varios de los excipientes mencionados anteriormente.

Los compuestos activos pueden estar en forma finamente dividida, por ejemplo, pueden estar micronizados.

Las formas de dosificación líquidas para administración oral incluyen emulsiones, soluciones, suspensiones, jarabes y elixires farmacéuticamente aceptables. Además de los compuestos activos, las formas de dosificación líquidas pueden contener diluyentes inertes comúnmente utilizados en la técnica tales como agua u otros solventes, agentes solubilizantes y emulsionantes tales como alcohol etílico, alcohol isopropílico, carbonato de etilo, acetato de etilo, alcohol bencílico, benzoato de bencilo, propilenglicol, 1,3-butilenglicol, dimetilformamida, aceites (en particular, aceites de semilla de algodón, cacahuete, maíz, germen, oliva, ricino y sésamo), glicerol, alcohol tetrahidrofurfurílico, polietilenglicoles y ésteres de ácidos grasos de sorbitán y mezclas del mismo. Además de los diluyentes inertes, las composiciones orales también pueden incluir adyuvantes tales como agentes humectantes, agentes emulsionantes y de suspensión, agentes edulcorantes, aromatizantes y perfumantes. Las suspensiones, además de los compuestos activos, pueden contener agentes de suspensión tales como alcoholes isoestearílicos etoxilados, polioxietilen sorbitol y ésteres de sorbitán, celulosa microcristalina, metahidróxido de aluminio, bentonita, agar-agar y traganacanto y mezclas de los mismos.

Las composiciones para administración rectal o vaginal pueden estar en forma de supositorios que se pueden preparar al mezclar los compuestos de esta invención con excipientes o portadores no irritantes adecuados tales como manteca de cacao, polietilenglicol o una cera para supositorios que son sólidos a temperatura ambiente pero líquido a temperatura corporal y por lo tanto se funde en el recto o en la cavidad vaginal y libera el compuesto activo.

Los compuestos de la presente invención también se pueden administrar en forma de liposomas. Como se sabe en la técnica, los liposomas se derivan generalmente de fosfolípidos u otras sustancias lipídicas. Los liposomas sed forman por cristales líquidos hidratados mono o multilamelares que se encuentran dispersos en un medio acuoso. Se puede utilizar cualquier lípido no tóxico, fisiológicamente aceptable y metabolizable capaz de formar liposomas. Las presentes composiciones en forma de liposomas pueden contener, además de un compuesto de la presente invención, estabilizantes, conservantes, excipientes y similares. Los lípidos preferidos son los fosfolípidos y las fosfatidilcolinas (lecitinas), tanto naturales como sintéticas. Los métodos para formar liposomas son conocidos en la técnica, por ejemplo, Prescott, Ed., Methods in Cell Biology, Volume XIV, Academic Press, New York, N.Y. (1976), p33 et seq.

Las formas de dosificación para la administración tópica de un compuesto de esta invención incluyen polvos, aerosoles, cremas, espumas, geles, ungüentos e inhaladores. El compuesto activo se mezcla bajo condiciones estériles con un portador farmacéuticamente aceptable y cualquier conservante, tampón o propulsor necesario que pueda ser requerido. Las formulaciones oftálmicas, los ungüentos para los ojos, los polvos y las soluciones también se contemplan dentro del alcance de esta invención.

En la medida en que no interfieran con la actividad de los compuestos, las formulaciones de acuerdo con la presente materia objeto pueden contener otros agentes activos destinados, en particular, para su uso en el tratamiento de una enfermedad seleccionada de osteoporosis, osteoporosis inducida por glucocorticoides, enfermedad de Paget, aumento anormal de recambio óseo, enfermedad periodontal, pérdida de dientes, fracturas óseas, artritis reumatoide, osteoartritis, osteólisis periprotésica, osteogénesis imperfecta, enfermedad ósea metastásica, hipercalcemia de malignidad o mieloma múltiple. Otros ejemplos de agentes activos incluyen un bisfosfonato orgánico, un modulador del receptor de estrógeno, un modulador beta del receptor de estrógeno, un modulador del receptor de andrógenos, un inhibidor de la ATPasa de protones de osteoclastos, un inhibidor de la HMG-CoA reductasa, un antagonista del receptor de integrina o un agente anabólico de osteoblastos, y las sales farmacéuticamente aceptables de los mismos. Ejemplos de otros agentes activos se divulgan en el documento US 2014/0256743 A1 en [0623] a [06858].

Las formulaciones de acuerdo con la presente materia objeto también pueden contener componentes inactivos. Los componentes inactivos adecuados son bien conocidos en la técnica y se describen en libros de texto estándar, como Goodman and Gillman”s: The Pharmacological Bases of Therapeutics, 8thEd., Gilman et al, Eds. Pergamon Press (1990), y Remington”s Pharmaceutical Sciences, 17th Ed., Mack Publishing Co., Easton, Pa. (1990).

Las formulaciones se pueden utilizar en combinación con una forma de dosificación farmacéutica adicional para mejorar su eficacia en el tratamiento de cualquiera de los trastornos descritos en el presente documento. En este sentido, las presentes formulaciones se pueden administrar como parte de un régimen que incluye adicionalmente cualquier otro producto farmacéutico y/o forma de dosificación farmacéutica conocida en la técnica como eficaz para el tratamiento de cualquiera de estos trastornos.

Ensayos

Se puede evaluar la actividad biológica de los compuestos de la invención utilizando cualquier ensayo adecuado que sea conocido por el experto en la técnica. En los siguientes párrafos se proporcionan ejemplos de ensayos que son útiles para la evaluación de los compuestos de la invención. En los ensayos que se describen a continuación, se apreciará que el compuesto a probar (por ejemplo, un compuesto de la invención) se puede denominar “compuesto” o “inhibidor”.

Ensayo de reactividad de tiol indiscriminada

La reactividad de tiol indiscriminada se puede evaluar mediante la cuantificación de la formación de un aducto de cisteína irreversible, como se describe en R. M. Oballa, J.-F. Truchon, C. I. Bayly, N. Chauret, S. Day, S. Crane, C. Berthelette, Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007, 17, 998. Este protocolo se puede modificar para proporcionar un protocolo adecuado. Si un compuesto forma un aducto con un tiol libre en, por ejemplo, cisteína (CAS 52-90-4), esto demuestra una reactividad de tiol indiscriminada. Si un compuesto no forma un aducto, esto indica que el compuesto no muestra reactividad de tiol indiscriminada, por ejemplo, el compuesto no debería mostrar reactividad a los residuos de cisteína en proteínas no diana.

Un protocolo específico que se puede utilizar es el siguiente: Los inhibidores se disolvieron en DMSO y se diluyeron 100x en tampón acuoso que contenía fosfato 10 mM pH 7.4 y cisteína 10 mM, hasta una concentración final de inhibidor 100 |jM y cisteína 10 mM. La mezcla de reacción se incubó a 37 °C durante 16 h, después de lo cual se inyectó la muestra en el LC-MS. La formación de aductos se cuantificó a partir de la integración máxima de la traza UV de los picos correspondientes al compuesto restante y al aducto formado, y se normalizó al 100 %.

La reactividad de tiol indiscriminada también se puede evaluar mediante la cuantificación de la formación de un aducto irreversible de glutatión (GSH). Un protocolo específico que utiliza GSH es el siguiente. Los inhibidores se disolvieron en DMSO y se diluyeron 100x en PBS y GSH 5 mM (Chemlmpex Int., 00159), hasta una concentración final de inhibidor 100 jM y GSH 5 mM. La mezcla de reacción se incubó a 37 °C durante 16 h, después de lo cual se inyectó la muestra sobre LC-MS. La formación de aductos se cuantificó a partir de la integración máxima de la traza UV de los picos correspondientes al compuesto restante y al aducto formado, y se normalizó al 100 %.

Información general para ensayos de actividad in vitro

Se diluyó catepsina (por ejemplo, catepsina K/L/V/S/B), en particular Catepsina humana purificada, en tampón de reacción recién preparado que consistía en MES 50 mM pH 5.5, EDTA 25 mM y DTT 2.5 mM. Se puede agregar Tween20 al 0.05 % (v/v) al tampón de reacción de la catepsina K.

Los ensayos de actividad se pueden realizar de una manera adecuada. En los experimentos descritos en el presente documento, los ensayos se realizaron normalmente en una Placa de Ensayo de 384 Pocillos de Bajo Volumen Corning 3820 con un volumen de ensayo final de 20 jl. Las placas se sacudieron a 600 rpm durante 1 minuto y se centrifugaron a 1000 rpm durante 1 minuto antes de la incubación. La actividad de la catepsina se cuantificó utilizando sustrato de péptido fluorogénico sintético Z-FR-AMC (Cath K, L, V), Z-RR-AMC (Cath B) o Z-FVR-AMC (Cath S). La intensidad de fluorescencia (A^ex = 350 nm, A^em = 440 nm) se midió cada 2 minutos en unidades arbitrarias (A.U.) sobre un lector de microplacas CLARIOstar (BMG Labtech) y los valores se convirtieron a formación de producto [AMC]. Las curvas de dosisrespuesta se calcularon a partir de la velocidad inicial v ⁱ (pendiente 0-20 min, cinética de estado estacionario), y se ajustaron para obtener valores IC⁵⁰ utilizando el ajuste de curva de mínimos cuadrados no lineales (GraphPad Prism 8, inhibidor frente a respuesta - pendiente variable (cuatro parámetros)) con valores fijos para la parte superior (DMSO) y la parte inferior (E-64). Las mediciones se realizaron por triplicado.

Ensayo de inhibición in vitro de un catepsina

Los inhibidores (200 nl, 100x concentración final en DMSO) se diluyeron en tampón de reacción (10 jl). Se agregó catepsina humana purificada (5 jl, 4x concentración final) y la mezcla de reacción se incubó durante 30 min a temperatura ambiente. Se agregó sustrato fluorogénico (5 j l, 4x concentración final) y se midió la intensidad de fluorescencia cada 2 minutos durante 30-90 minutos.

Este protocolo se puede adaptar para el análisis in vitro de la inhibición de otras enzimas (por ejemplo, una catepsina no humana) al reemplazar la catepsina humana con la enzima de interés y seleccionar un sustrato fluorogénico adecuado de la enzima de interés.

Ensayo de reversibilidad de la inhibición.

La reversibilidad de la inhibición de la proteasa por un inhibidor se puede evaluar en un ensayo de dilución de salto. Un ejemplo de ensayo de dilución de salto se proporciona en R. A. Copeland, A. Basavapathruni, M. Moyer, M. P. Scott, Anal.

Biochem. 2011, 416, 206. En un ensayo de dilución de salto, la proteasa (por ejemplo, CatK) se incuba con inhibidor a alta concentración para permitir la ocupación total del sitio activo y, posteriormente, se diluye, por ejemplo, 300x, en una solución de sustrato fluorogénico que da como resultado una concentración de inhibidor que corresponde a la actividad total de la proteasa. La hidrólisis del sustrato fluorogénico se monitoriza durante un período de tiempo prolongado, por ejemplo, al menos 60 minutos. Para un inhibidor reversible, la actividad de CatK se recupera rápidamente después de la dilución, mientras que la actividad de CatK permanece completamente inhibida para los inhibidores irreversibles. Los resultados del ensayo se pueden comparar con los resultados utilizando un inhibidor irreversible conocido de la proteasa como control. E-64 representa un inhibidor irreversible de pan-catepsina establecido, adecuado para su uso como control positivo con la mayoría de las Catepsinas de cisteína proteasa.

Evaluación cinética de compuestos inhibidores

La cinética de reacción de los compuestos inhibidores covalentes irreversibles se puede evaluar de la siguiente manera. Los inhibidores (200 nl, 100x concentración final en DMSO) se diluyeron en tampón de reacción (10 jl). Se agregó sustrato fluorogénico (5 j l, concentración final 4x) y se inició la reacción mediante la adición de Catepsina (5 jl, concentración final 4x). La intensidad de fluorescencia se midió cada 2 minutos durante 60 minutos y se ajustó a la ecuación I para obtener la kobs. Los valores obtenidos se representaron frente a la concentración de inhibidor y se ajustaron a la ecuación II para obtener parámetros cinéticos kinact (tasa de formación de enlaces covalentes) y Ki.

Ecuación

Ecuación I

LC-MS para complejos de CatK intactos e inhibidores de CatK.

Se incubó catepsina K (3 jM ) en tampón de reacción (20 j l ) con inhibidor (100 jM ) a 37 °C durante 6 horas antes del análisis. Se elaboraron inyecciones de 1 j l de la muestra en un sistema UPLC-MS XEVO-G2XSQTOF#YEA928 con un detector Waters Acquity CM. La separación cromatográfica se llevó a cabo en una Columna de proteína BEH C4 ACQUITY UPLC® sobre un gradiente de elución de 12 minutos de 2 % a 100 % de acetonitrilo en agua (0.1 % de ácido fórmico) a una tasa de flujo de 0.500 ml/min. Durante los primeros 4 minutos, el flujo se desvió hacia los desechos para evitar la contaminación del MS con altas concentraciones de componentes tampón. Después de 4 minutos, el flujo de elución se ionizó con una fuente de ionización ESI y se midió sobre un XEVO-G2XSQTOF. Los resultados se analizaron utilizando MassLynx V4.1. La masa total del complejo se obtuvo por deconvolución de la envolvente del espectro de masas de ionización por electropulverización (isótopos promedio) con la función MaxEnt1.

Ejemplos

Ejemplo 1: Síntesis de compuestos

Se sintetizaron los siguientes compuestos inhibidores:

La síntesis de precursores de odanacatib (ODN) a partir de componentes básicos asequibles ha sido informada por Sarah Dolman et al (S. J. Dolman, F. Gosselin, P. D. O'Shea, I. W. Davies, Tetrahedron 2006, 62, 5092 y este procedimiento fue alterado para obtener ODN-ácido 1 (véase esquema de reacción en la Figura 2).

Las fracciones electrofílicas de los compuestos se incorporaron utilizando condiciones de acoplamiento de péptidos sencillas (véase, por ejemplo, P. D. O'Shea, C.-y. Chen, D. Gauvreau, F. Gosselin, G. Hughes, C. Nadeau, R. P. Volante, The Journal of Organic Chemistry 2009, 74, 1605) como se ilustra en la etapa de reacción final en la Figura 2.

Síntesis de ácido de ODN 1

ácido (4'-bromo-[1,1-bifenilj-4-il)(metil)sulfano 9 (4-(metiltio)fenil)borónico 7 (3.81 gr), 1-bromo-4-yodobenceno 8 (5.83 gr) y carbonato de sodio (6.55 gr) se disolvieron en una mezcla de DME/agua (180 ml, 4:1 v/v). La mezcla se desgasificó con argón durante 5 minutos, luego se agregó dicloruro de bis(trifenilfosfina)paladio(II) (579 mg) y la mezcla se calentó a 100 °C. Después de agitar durante 5 horas, la mezcla de reacción se dejó enfriar a temperatura ambiente. La reacción se apagó con agua y se extrajo con EtOAc (2x). Las capas orgánicas combinadas se lavaron con solución salina (2x), se secaron (Na2SO4) y se concentraron bajo vacío para dar un sólido rojizo como residuo. El material crudo se recubrió sobre sílice y se purificó mediante FCC (5 % de éter de diisopropilo en heptano) para dar el producto 9 como un sólido blanco. Los datos espectrales estaban de acuerdo con los datos publicados (S. J. Dolman, F. Gosselin, P. D. O'Shea, I. W. Davies, Tetrahedron 2006, 62, 5092.)

2,2,2-trifluoro-1-(4'-(metiltio)-[1,1'-bifenilj-4-il)etanona 10 se obtuvo de acuerdo con el procedimiento publicado ((S. J. Dolman, F. Gosselin, P. D. O'Shea, I. W. Davies, Tetrahedron 2006, 62, 5092.)

2,2,2-trifluoro-1-(4'-(metilsulfonil)-[1,1'-bifenil]-4-il)etanona 11 se obtuvo de acuerdo con el procedimiento publicado ((S. J. Dolman, F. Gosselin, P. D. O'Shea, I. W. Davies, Tetrahedron 2006, 62, 5092.)

Ácido (S)-4-fluoro-4-metil-2-(((S)-2,2,2-trifluoro-1-(4'-(metilsulfonil)-[1,1'-bifenil]-4-il)etil)amino)pentanoico 1 se obtuvo de acuerdo con el procedimiento publicado (J. Y. Gauthier, et al., Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007, 17, 4929.) Los datos espectrales estaban de acuerdo con los datos publicados. (J. Y. Gauthier, et al., Bioorg. Med. Chem. Lett. 2008, 18, 923.)

Síntesis de derivados de ODN

Procedimiento General A

Se disolvió ácido de odanacatib 1 (60 mg) en 3 ml de DMAc y se enfrió a 0 °C. Se agregaron amina (1.2 eq.) y HATU (59 mg). La solución resultante se agitó durante 15 min y se agregó DIPEA (68 ml). La reacción se agitó durante 2.5 h. Se agregó lentamente en forma de gotas agua y la lechada se agitó 2.5 h a temperatura ambiente. La mezcla se filtró y el material sólido se lavó con una solución de DMF/agua 1:1.2, agua y 2-propanol. El material se eliminó del filtro mediante adición de THF. El filtrado se concentró y se purificó mediante FCC (sílice, gradiente DCM a 2 % de MeOH en DCM). Los productos se obtuvieron como un sólido blanco.

Procedimiento General B

Se disolvió ácido de odanacatib 1 (21.3 mg) en 700 ml de DMF y se enfrió a 0 °C. Se agregaron HATU (21.8 mg) y trietilamina (6 |jl). A esta solución se agregó amina (1.4 eq.) y adicionalmente se agregó trietilamina (12 |jl) a la mezcla. Después de 2 h se eliminó el enfriamiento con hielo y la mezcla se agitó unas 2 h adicionales. La mezcla de reacción se concentró en vacío, se volvió a disolver en EtOAc y se extrajo con solución de NH4Cl sat. y solución salina. La capa orgánica se secó sobre Na2SO4 y se filtró. El filtrado se concentró en vacío y el residuo se purificó mediante FCC (sílice, gradiente DCM a 2 % de MeOH en DCM), y si es necesario, adicionalmente se purificó utilizando sistema de HPLC preparativo y se liofilizó para obtener productos como un sólido blanco.

(S)-N-(1-cianociclopropil)-4-fluoro-4-metil-2-(((S)-2,2,2-trifluoro-1-(4'-(metilsulfonil)-[1,1'-bifenil]-4-il)etil)amino)pentanamida ODN

De acuerdo con el procedimiento general A, la reacción entre ácido de odanacatib 1 (59.8 mg) y cloruro de hidrógeno de 1-amino-ciclopropanocarbonitrilo (18.5 mg) proporcionó el producto ODN como un sólido blanco RMN 1H (300 MHz, CDCl3) 8 = 8.03 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.77 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.65 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.48 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.42 (s, 1H), 4.17 (q, J = 7.2 Hz, 1H), 3.59 (dd, J = 8.9, 3.3 Hz, 1H), 3.10 (s, 3H), 2.17-1.85 (m, 2H), 1.56- 1.44 (m, 2H), 1.47 (d, J = 21.7 Hz, 3H), 1.44 (d, J = 22.0 Hz, 3H), 1.11 - 0.85 (m, 2H). RMN 13C (75 MHz, CDCl3) 8 = 174.42, 145.69, 140.57, 139.94, 134.53, 129.40, 128.22, 128.20, 126.02 (q, J = 279.3 Hz), 119.56, 96.84 (d, J = 163.8 Hz), 63.44 (q, J = 29.3 Hz), 59.03, 44.75, 43.64 (d, J = 19.9 Hz), 28.37 (d, J = 24.4 Hz), 25.83 (d, J = 24.7 Hz), 20.21, 16.86, 16.48. HRMS (ESI+): calculado para C25H28F4N3O3S [M+H]+ 526.1788, encontrado: 526.1816.

(S)-N-(cianometil)-4-fluoro-4-metil-2-(((S)-2,2,2-trifluoro-1-(4'-(metilsulfonil)-[1,1'-bifenil]-4-il)etil)amino)pentanamida Compuesto Comparativo 2

De acuerdo con el procedimiento general B, la reacción entre ácido de odanacatib 1 (21.8 mg) y aminoacetonitrilo (6.2 mg) proporcionó el producto 2 como un sólido blanco RMN 1H (300 MHz, CDCl3) 8 = 8.01 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.76 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.65 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.50 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.45 (t, J = 6.7 Hz, 1H), 4.24 (q, J = 7.1 Hz, 1H), 4.21 -3.96 (m, 2H), 3.66 (dd, J = 8.8, 3.3 Hz, 1H), 3.10 (s, 3H), 2.21 - 1.89 (m, 2H), 1.47 (d, J = 21.7 Hz, 3H), 1.45 (d, J = 22.0 Hz, 3H). RMN 13C (75 MHz, CDCl3) 8 = 173.80, 145.74, 140.46, 139.70, 134.18, 129.40, 128.21, 128.15, 125.40 (q, J = 282.9 Hz), 115.67, 96.84 (d, J = 163.7 Hz), 63.12 (q, J = 28.7 Hz), 58.45, 44.73, 43.58 (d, J = 19.9 Hz), 28.41 (d, J = 24.2 Hz), 27.33, 25.72 (d, J = 24.7 Hz). HRMS (ESI+): calculado para C23H26F4N3O3S [M+H]+ 500.1631, encontrado: 500.1638.

(S)-N-(1-etinilciclopropil)-4-fluoro-4-metil-2-(((S)-2,2,2-trifluoro-1-(4'-(metilsulfonil)-[1,1'-bifenil]-4-il)etil)amino)pentanamida 3

De acuerdo con el procedimiento general A, la reacción entre ácido de odanacatib 1 (60.7 mg) y ácido clorhídrico de 1-etinilciclopropan- 1-amina 16 (18.3 mg) proporcionó el producto 3 como un sólido blanco RMN 1H (300 MHz, CDCl3) 8 = 8.02 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 7.76 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.62 (d, J = 8.3 Hz, 2H), 7.47 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.32 (s, 1H), 4.14 (q, J = 7.2 Hz, 1H), 3.58 (dd, J = 9.0, 3.2 Hz, 1H), 3.10 (s, 3H), 2.94 (s, 1H), 2.10 (s, 1H), 2.19 - 1.84 (m, 2H), 1.46 (d, J = 21.7 Hz, 6H), 1.43 (d, J = 22.0 Hz, 6H), 1.27- 1.07 (m, 2H), 0.95-0.86 (m, 1H), 0.75-0.66 (m, 1H). RMN 13C(75 MHz, CDCl3) 8 = 173.85, 145.80, 140.20, 139.71, 134.96, 129.34, 128.15, 127.96, 125.50 (q, J = 283.1 Hz), 97.00 (d, J = 163.3 Hz), 84.69, 66.97, 63.04 (q, J =28.8 Hz), 59.15, 44.71, 43.57 (d, J = 19.9 Hz), 27.22 (d, J = 200.7 Hz), 26.90 (d, J = 201.0 Hz), 22.48, 17.72, 17.20. HRMS (ESI+): calculado para C26H29F4N2O3S [M+H]+ 525.1835, encontrado: 525.1824.

(S)-4-fluoro-4-metil-N-(prop-2-in-1-il)-2-(((S)-2,2,2-trifluoro-1-(4’-(metilsulfonil)-[1,1 ’-bifenil]-4-il)etil)amino) pentanamida 4

De acuerdo con el procedimiento general B, la reacción entre ácido de odanacatib 1 (20.6 mg) y propargilamina (10 pl) proporcionó el producto 4 como un sólido blanco RMN 1H (300 MHz, CDCl3) 8 = 8.02 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 7.76 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.63 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.51 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.22 (t, J = 5.5 Hz, 1H), 4.23 (q, J = 7.2 Hz, 1H), 3.94 (qdd, J = 17.6, 5.5, 2.6 Hz, 2H), 3.69 (dd, J = 9.2, 3.1 Hz, 1H), 3.42 (s, 1H), 3.10 (s, 3H), 2.18 (t, J = 2.6 Hz, 1H), 2.14 - 1.89 (m, 2H), 1.48 (d, J = 21.7 Hz, 3H), 1.45 (d, J = 22.0 Hz, 3H). RMN 13C (75 MHz, CDCl3) 8 = 173.80, 145.87, 140.25, 139.68, 134.60, 129.43, 128.17, 128.02, 125.54 (q, J = 283.3 Hz), 97.01 (d, J = 163.5 Hz), 78.91, 71.89, 62.98 (q, J = 28.7 Hz), 58.72, 44.74, 43.73 (d, J = 19.8 Hz), 29.19, 28.55 (d, J = 24.5 Hz), 25.49 (d, J = 24.8 Hz). HRMS (ESI+): calculado para C24H27F4N2O3S [M+H]+ 499.1679, encontrado: 499.1713.

(S)-N-((R/S)-but-3-in-2-il)-4-fluoro-4-metil-2-(((S)-2,2,2-trifluoro-1-(4”-(metilsulfonil)-[1,1”-bifenil]-4-il)etil)amino) pentanamida 5

De acuerdo con el procedimiento general B, la reacción entre ácido de odanacatib 1 (19.9 mg) y clorhidrato de 1-metilprop-2- inilamina (16.5 mg) proporcionó una mezcla inseparable 1:1 de diastereoisómeros (S,S,R)-5 y (S,S,S)-5 como un sólido blanco. Los valores ppm informados son valores promedio. RMN 1H (300 MHz, CDCl3) 8 = 8.02 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.76 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.63 (d, J = 8.3 Hz, 2H), 7.51 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.21 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 4.74 - 4.58 (m, 1H), 4.20 (q, J = 14.5 Hz, 1H), 3.68 (t, J = 7.7 Hz, 1H), 3.60 (s, 1H), 3.10 (s, 3H), 2.20 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 2.16 - 1.86 (m, 2H), 1.47 (dd, J = 22.0, 10.0 Hz, 6H), 1.24 (d, J = 6.9 Hz, 3H). RMN 13C (75 MHz, CDCl3) 8 = 173.04, 145.86, 140.24, 139.69, 134.82, 129.42, 128.09, 125.54 (q, J = 283.6 Hz), 97.06 (d, J = 163.4 Hz), 83.44, 70.75, 63.03 (q, J = 28.6 Hz), 59.03, 44.74, 43.71 (d, J = 19.8 Hz), 36.92, 28.62 (d, J = 24.3 Hz), 25.37 (d, J = 24.7 Hz), 21.95. HRMS (ESI+): calculado para C25H29F4N2O3S [M+H]+ 513.1835, encontrado: 513.1829.

(S)-N-(3-bromoprop-2-in-1-il)-4-fluoro-4-metil-2-(((S)-2,2,2-trifluoro-1-(4'-(metilsulfonil)-[1,1'-bifenil]-4-il)etil)amino)pentanamida 6

De acuerdo con el procedimiento general A, la reacción entre ácido de odanacatib 1 (60.8 mg) y ácido clorhídrico de 3-bromoprop-2-in- 1-amina 19 (26.6 mg) proporcionó el producto 6 como un sólido blanco RMN 1H (300 MHz, CDCl3) 8 = 8.03 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.78 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.65 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.50 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.16 (t, J = 5.3 Hz, 1H), 4.21 (q, J = 7.2 Hz, 1H), 4.13-3.81 (m, 2H), 3.68 (dd, J = 9.2, 3.1 Hz, 1H), 3.11 (s, 3H), 2.20 - 1.88 (m, 3H), 1.49 (d, J = 21.7 Hz, 6H), 1.45 (d, J = 22.0 Hz, 6H). RMN 13C (75 MHz, CDCl3) 8 = 173.11, 145.89, 140.18, 139.66, 134.75, 129.38, 128.18, 128.14, 128.00, 125.60 (q, J = 283.5 Hz), 97.01 (d, J = 163.4 Hz), 75.53, 62.92 (q, J = 28.6 Hz), 58.94, 44.73, 43.80 (d, J = 19.9 Hz), 43.21, 30.00, 28.57 (d, J = 24.4 Hz), 25.51 (d, J = 24.7 Hz). HRMS (ESI+): calculado para C24H26BrF4N2OaS [M+H]+ 577.0784, encontrado: 577.0809 (menor)

Síntesis de alquino 16

(1-(metoxi(metil)carbamoil)ciclopropil)carbamato de tert-butilo 13

Una solución de ácido 1-(Boc-amino)ciclopropanecarboxílico (200 mg) en DCM (2.5 ml) bajo argón se enfrió a -15 °C. Se agregó N,O-Dimetilhidroxilamina (1.02 mmol), seguida por 4-metilmorfolina (113 ml). Después de 5 min, se agregó clorhidrato de 1-(3-metilaminopropil-3-etilcarbodiimida (194.5 mg) y la reacción se dejó alcanzar temperatura ambiente y se agitó toda la noche. Se agregó agua y la solución se extrajo con DCM (3x). Las fases orgánicas combinadas se lavaron con solución salina, se secaron (Na2SO4), y se concentraron en vacío para obtener amida Weinreb pura 13 como un sólido blancuzco. RMN 1H (300 MHz, CDCl3) 85.22 (s, 1H), 3.74 (s, 3H), 3.18 (s, 3H), 1.44 (q, J = 5.2 Hz, 2H), 1.44 (s, 9H), 1.03 (q, J = 4.8 Hz, 2H). RMN 13C (75 MHz, DMSO-d6) 8 = 171.87, 155.31, 78.00, 60.64, 34.00, 28.15, 21.16, 14.69.

(1-formilciclopropil)carbamato de tert-butilo 14

Se disolvió (1-(metoxi(metil)carbamoil)ciclopropil) carbamato de tert/butilo 13 (500 mg) en Et2O anhidro (50 ml) bajo argón y se enfrió a 0°C. Se agregó en forma de gotas Hidruro de Aluminio Litio (3 ml, 1 M en Et2O) y la mezcla de reacción se agitó durante 2 h a esta temperatura. La reacción se apagó mediante adición de HCl 1 N (2.5 ml) y se agitó vigorosamente durante unos pocos minutos. La capa orgánica se extrajo con HCl 1N y solución salina, se secó sobre Na2SO4, se filtró y se concentró para obtener el producto aldehido 14 como un aceite incoloro. Se utilizó crudo en la siguiente etapa.

(1-etinilciclopropil)carbamato de tert/butilo 15

Se disolvió (1-diazo-2-oxopropil)fosfonato de dimetilo (443 ml) en MeCN (25 ml) y se agregó carbonato de potasio (767 mg). La suspensión se agitó a temperatura ambiente durante 10 minutos, luego se agregó el aldehído preparado recientemente 14 (428 mg) en MeOH (9 ml). Se continúo la agitación durante la noche. Los solventes se eliminaron en vacío y el residuo se disolvió en una mezcla 1:1 de Et2O/agua. Las capas se separaron y la capa orgánica se lavó con agua y solución salina, y se secó (Na2SO4). El aceite amarillento se purificó mediante FCC (1:2 EtOAc/heptano) para dar el producto 15 como un sólido blanco pálido. RMN 1H (300 MHz, CDCl3) 8 = 5.00 (s, 1H), 2.13 (s, 1H), 1.46 (s, 9H), 1.23 - 1.16 (m, 2H), 1.12 -1.01 (m, 2H). RMN 13C (75 MHz, CDCl3) 8 = 155.47, 85.80, 80.34, 66.75, 28.49, 23.72, 18.13.

Ácido clorhídrico de 1-etinilciclopropan-1-amina 16

A una solución de (3-bromoprop-2-in-1-il)carbamato de tert-butilo 15 (165 mg) en MeOH (4.5 ml) se agregó HCl 1.25 M en MeOH (1.82 ml). La mezcla de reacción se dejó agitar durante la noche, se eliminaron los volátiles en vacío y el sólido resultante se trituró con Et2O para obtener alquino 16 como un sólido blanco. RMN 1H (300 MHz, DMSO-d6) 88.74 (s, 3H), 3.59 (s, 1H), 1.26 (m, 2H), 1.23 - 1.07 (m, 2H). RMN 13C (75 MHz, DMSO-da) 8 = 81.75, 74.40, 23.86, 13.72.

Síntesis de alquino 19

(3-bromoprop-2-in-1-il)carbamato de tert-butilo 18

Se disolvió prop-2-in-1-ilcarbamato de tert-butilo (583.4 mg) en 19 ml de DMF y se agregó nitrato de plata (64 mg), seguido por la adición de N-bromosuccinimida (735 mg). La mezcla se cubrió con papel de aluminio y se agitó a temperatura ambiente durante 2 h, y se diluyó con EtOAc y se extrajo con agua (2x). Las capas orgánicas combinadas se secaron sobre Na2SO4, se filtraron sobre celita y se concentraron para dar un sólido amarillo. El material crudo se purificó mediante FCC (3:1 a 2:1 EtOAc en hept) para dar bromoalquino 18 como un sólido blancuzco. RMN 1H (300 MHz, CDCh) 8 = 4.69 (s, 1H), 3.94 (d, J= 5.5 Hz, 2H), 1.45 (s, 9H). RMN 13C (75 MHz, CDCla) 8 = 155.31, 80.22, 76.46, 42.75, 31.51, 28.43.

Ácido clorhídrico de 3-bromoprop-2-in-1-amina 19

A (3-bromoprop-2-in-1-il)carbamato de tert-butilo 18 (0.29 mmol) se agregó HCl 4 M en dioxano (8 mmol). La mezcla de reacción se dejó agitar durante 1 h, se eliminaron volátiles en vacío y el sólido resultante se trituró con Et²O para obtener el producto 19 como un sólido blanco. RMN ¹ H (300 MHz, DMSO-d ⁶ ) 8 = 8.58 (s, 3H), 3.75 (s, 2H). RMN ¹³ C (75 MHz, CDCl ³ ) 8 = 73.49, 48.94, 29.24.

Ejemplo 2: Evaluación de la reactividad de tiol indiscriminada

Los compuestos evaluados y los resultados obtenidos en el ensayo de reactividad indiscriminada de tiol con cisteína se resumen en la Tabla 1. Los compuestos Ibrutinib, 4, 5 y 6 también se evaluaron en el ensayo de reactividad de tiol indiscriminada con GSH, donde Ibrutinib formó un 74 % de aducto, cada uno de 4 y 5 formaron 0 % de aducto y 6 formaron 54 % de aducto.

Tabla 1. Reactividad de tiol indiscriminada

El ODN y el compuesto de nitrilo 2 muestran una formación de aductos significativa, al igual que los inhibidores basados en acrilamida Ibrutinib (Gleevac) y Afatinib (Iressa), y un inhibidor de Catepsina irreversible establecido E-64 (Sigma Aldrich, CAS 66701-25-5).

No se detectó la formación de aductos para los inhibidores basados en alquinos 3, 4 y 5. Esto respalda nuestra hipótesis de que, en los compuestos de la invención (en particular, los compuestos de la invención que no comprenden un haluro adherido directamente al alquino), el alquino no es reactivo frente a residuos de cisteína en proteínas no diana.

Ejemplo 3: Inhibición de la catepsina humana - material recombinante

La potencia de los compuestos como inhibidores de CatK se evaluó en un ensayo de inhibición in vitro en CatK humana purificada (Tabla 2). Se incubó catepsina con inhibidor y se inició la hidrólisis del sustrato mediante la adición de sustrato. Los inhibidores basados en alquinos son menos potentes que los ODN basados en nitrilos, pero la selectividad para CatK sobre las Catepsinas humanas estructuralmente relacionadas se conservó para los alquinos 4 y 5, mientras que se pierde toda la selectividad para el bromoalquino 6.

Tabla 2. Valores IC⁵⁰ in vitro (nM) frente a la actividad proteolítica de varias Catepsinas humanas purificadas^

La reversibilidad de la inhibición de hCatK se evaluó en un ensayo de dilución de salto. El inhibidor de pan-Catepsina establecido E-64 se tomó como control para la inhibición irreversible. La hCatK purificada se incubó con inhibidores a alta concentración para permitir la ocupación total del sitio activo y, posteriormente, se diluyó 300 veces en una solución de sustrato fluorogénico, lo que dio como resultado una concentración de inhibidor correspondiente a la actividad total (Figura 3). A partir de los resultados obtenidos se concluyó que el ODN es un inhibidor reversible (rápido), mientras que la inhibición por alquinos 4, 5 y 6 es irreversible

La catepsina K se incubó con ODN, 4, 5 o 6 durante 6 h para permitir la formación completa de enlaces covalentes y enviarlos para medición sin ninguna etapa de digestión, de acuerdo con el método de LC-MS para los complejos de CatK intacta e inhibidores de CatK descritos en la sección de ensayos anterior. Los resultados se muestran en la Figura 4 y se resumen en la Tabla 3. La medición por LC-MS de los complejos de CatK intacta e inhibidores de CatK intactos mostró claramente un aumento en la masa desconvolucionada, que corresponde a la adición del inhibidor a hCatK para los inhibidores 4, 5 y 6, confirmando la formación de un complejo hCatK-inhibidor covalente.

Tabla 3. Evaluación LC-MS de complejos de inhibidores de proteína CatK intacta

La evaluación cinética de los inhibidores covalentes irreversibles se realizó siguiendo la curva de progreso de la inhibición cuando se inicia la hidrólisis del sustrato mediante la adición de la enzima (en lugar de incubar la proteasa con el inhibidor antes de la adición del sustrato). A partir de esta curva, la tasa máxima de formación de enlaces covalentes (kinact) se pudo determinar (Tabla 4). La tasa máxima de formación de enlaces covalentes (kinact) no se correlacionó con la reactividad de tiol indiscriminada del alquino, como kinact para alquino 4 y 5 es más rápido que para el bromoalquino 6, aunque bromoalquino 6 es más electrofílico.

Tabla 4. Evaluación cinética in vitro de inhibidores covalentes (ir)reversibles en hCatK purificada

Ejemplo 4: Inhibición de la resorción ósea en osteoclastos humanos

Las propiedades inhibidoras de CatK de los inhibidores de esta invención se probaron en un entorno biológicamente relevante: la inhibición de la resorción ósea por parte de los osteoclastos (OC). Los OC son las células que degradan la matriz ósea mediante la secreción de ácido y CatK en las lagunas de reabsorción, lo que da como resultado la escisión del colágeno tipo I. La inhibición de CatK osteoclástica se estudió al cultivar los OC sobre cortes de hueso cortical en presencia de inhibidores de esta invención (Figura 5). La Figura 5 muestra la inhibición de CatK en osteoclastos humanos (OC) por inhibidores de esta invención: A) Maduración de OC a partir de monocitos. Los OC predominantemente forman trincheras profundas (rutas), mientras que los OC que carecen de CatK forman pequeños pozos (puntos circulares). B) Se trataron monocitos CD14+ en cortes de hueso con MCSF (día 0) y RANKL (día 3) para estimular la diferenciación en OC maduros. El medio que contenía ya sea un inhibidor o DMSO se refrescaron los días 7, 10, 13 y 16. En el día 21, los OC se lavaron y lisaron, y los cortes de hueso se tiñeron para visualizar la reabsorción ósea. C) Resorción ósea visualizada mediante tinción de pozos de reabsorción con Coomassie Brilliant Blue. Más tinción significa más pozos de resorción, por lo tanto, más actividad de resorción ósea. Normal D) Descripción general esquemática de la activación K de pro-catepsina. E) Actividad y expresión de CatK en lisados de OC. Superior: el escaneo de fluorescencia de CatK unido a la sonda basada en actividad BMV109 muestra CatK activo. Fondo: transferencia Western contra CatK muestra la cantidad total de CatK presente en el lisado. Las bandas más oscuras indican más actividad/expresión de CatK.

La tinción de cortes óseos para determinar la resorción ósea mostró la formación de trincheras profundas en las muestras tratadas con ODN 3 nM, mientras que ODN 15 nM resultó en la formación de pozos poco profundos (Figura 5C), que corresponde a una dosis efectiva de alrededor de 15 nM. El tratamiento con inhibidor 4 inhibió con éxito la resorción ósea a concentraciones de 80 nM, mientras que la inhibición con el inhibidor 5 no fue concluyente; se observaron trincheras y pozos en todas las concentraciones probadas.

Los lisados de OC se trataron con sonda de Catepsina irreversible basada en la actividad BMV109 para evaluar si la inhibición observada de la resorción ósea se podría correlacionar con la actividad de CatK (Figura 5E). Las muestras tratadas con altas concentraciones de 4 y 5 mostraron una inhibición completa de la actividad de CatK, mientras que se observó un fuerte aumento de la actividad de CatK madura en todas las muestras tratadas con ODN, debido al desplazamiento del inhibidor reversible con la sonda irreversible. La transferencia Western para CatK reveló un aumento en los niveles de CatK madura dentro de los OC que se trataron con altas concentraciones de inhibidor, lo que confirma que CatK madura está presente en los OC tratados con inhibidor 4 o 5, pero que se ha inhibido su actividad catalítica.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un compuesto de la fórmula I:

en la que:

R ¹ es -S(O)²R^a, -C(O)R^a , -H, -X, -CN, -alquilo C¹-C⁶ sustituido o no sustituido, o -cicloalquilo C³-C⁶ sustituido o no sustituido,, -alcoxi C¹-C⁶, -cicloalcoxi C³-C⁶, - NHC(O)R^a, -NHC(O)NHR^a , -lactama C²-C⁵, o -ciclourea C¹-C⁴; y R ¹ se ubica para o meta a la fracción fenileno;

en la que R ¹ es un -alquilo C¹-C⁶ sustituido, 1,2 o 3 de los átomos de hidrógeno del alquilo y/o la cadena alquilo se puede interrumpir por un enlace de éter (-O-) o un enlace de éster (-C(O)O-); cada dicho sustituyente se selecciona independientemente de -OH, -CN, -NH², =O, -halo, -CO²H, -haloalquilo C¹-C⁶, -haloalcoxi C¹-C⁶ y- haloalquenilo C²-C⁶, -ácido alquilcarboxílico C¹-C⁶;

en la que R ¹ es a -cicloalquilo C³-C⁶ sustituido, 1, 2 o 3 de los átomos de hidrógeno del cicloalquilo se puede sustituir y/o el anillo del cicloalquilo se puede interrumpir por un enlace de éter (-O-) o un enlace de éster (-C(O)O-); cada dicho sustituyente se selecciona independientemente de -OH, -CN, -NH², =O, -halo, -CO²H, -haloalquilo C¹-C⁶, -haloalcoxi C¹-C ⁶ y-haloalquenilo C²-C⁶, -ácido alquilcarboxílico C¹-C⁶;

R ² es -alquilo C¹-C⁴, -haloalquilo C¹-C⁴, o =O;

R ³ es -alquilo C²-C⁶, o -haloalquilo C²-C⁶;

R ⁴ y R ⁵ se seleccionan independientemente de -H, -alquilo C¹-C³, o -haloalquilo C¹-C³, o R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C³-C⁶ heterocicloalquilo C³-C⁶, o ciclohaloalquilo C³-C⁶;

R ⁶ es -H, -Y, -CH³, -CY³, -CHY², -CH²Y;

cada R ⁷ se selecciona independientemente de -H, -X, -CN, -alquilo C¹-C⁴, -haloalquilo C¹-C⁴, o -alcoxi C¹-C³;

cada R ⁸ se selecciona independientemente de -X, -alquilo C¹-C⁴, o -haloalquilo C¹-C⁴;

R^a es -H, -alquilo C¹-C⁶ sustituido o no sustituido, o -NH², o -NR ⁹ R ¹⁰ ;

cada X se selecciona independientemente de -F, -CI, -Br, o -I;

R ⁹ y R ¹⁰ se seleccionan independientemente de -H, -alquilo C¹-C³, o -haloalquilo C¹-C³; o R ⁹ y R ¹⁰ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C³-C⁶, heterocicloalquilo C³-C⁶, o ciclohaloalquilo C³-C⁶;

Yes -F, -CI, -Br, o-I;

m es 0, 1, 2, 3, o 4; y

n es 0, 1 o 2,

o una sal farmacéuticamente aceptable, o estereoisómero del mismo.

2. El compuesto de la reivindicación 1, en el que R ¹ es -S(O)²R^a o -CH³;

opcionalmente en el que R^a es -alquilo C¹-C⁴.

3. El compuesto de cualquier reivindicación precedente, en el que R ¹ se ubica para a la fracción fenileno.

4. El compuesto de cualquier reivindicación precedente, en el que R ² es -haloalquilo C¹-C⁴, opcionalmente -fluoroalquilo C¹-C⁴; o en el que R ² es -haloalquilo C¹-C², opcionalmente -fluoroalquilo C¹-C², adicional y opcionalmente en el que R ² es -CF ³ .

5. El compuesto de cualquier reivindicación precedente, en el que R ³ es -haloalquilo C²-C⁶, opcionalmente -fluoroalquilo C²-C⁶; o en el que R ³ es -haloalquilo C⁴, opcionalmente -fluoroalquilo C⁴, adicional y opcionalmente en el que R ³ es -CH ² C(CH ³ ) ² F.

6. El compuesto de cualquier reivindicación precedente, en el que R ⁴ es -H, -CH³, o -CH²CH³, opcionalmente en el que R ⁴ es -H o -CH³; y/o en el que R ⁵ es -H, -CH³, o -CH²CH³, opcionalmente en el que R ⁵ es -H o -CH³.

7. El compuesto de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C³-C⁶,

opcionalmente en el que R ⁴ y R ⁵ junto con el átomo de carbono al cual se adhieren forman un cicloalquilo C³.

8. El compuesto de cualquier reivindicación precedente, en el que R ⁶ es -H, -CH³, -CY³, -CHY², o -CH²Y, opcionalmente en el que R ⁶ es -H; y/o

en el que R ⁷ es -X o -alquilo C¹-C⁴; y/o

en el que R ⁸ es -X o -alquilo C¹-C⁴; y/o

en el que n es 0, opcionalmente en el que m es 0.

9. El compuesto de cualquier reivindicación precedente, en el que el compuesto es un compuesto de la fórmula IIIa:

o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo; y/o

en el que el compuesto se selecciona de:

o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo.

10. Una formulación, que comprende el compuesto de cualquier reivindicación precedente y opcionalmente un portador farmacéuticamente aceptable; opcionalmente en el que la formulación comprende adicionalmente otro agente seleccionado de: un bisfosfonato orgánico, un modulador del receptor de estrógeno, un modulador beta del receptor de estrógeno, un modulador del receptor de andrógenos, un inhibidor de ATPasa de protones de osteoclastos, un inhibidor de HMG-CoA reductasa, un antagonista del receptor de integrina, o un agente anabólico de osteoblastos, y las sales farmacéuticamente aceptables y mezclas de los mismos.

11. Un compuesto de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 o una formulación de la reivindicación 10 para uso como un medicamento.

12. Un compuesto de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 o una formulación de 10 para uso en el tratamiento de una enfermedad seleccionada de osteoporosis, osteoporosis inducida por glucocorticoides, enfermedad de Paget, recambio óseo anormalmente aumentado, enfermedad periodontal, pérdida de dientes, fracturas óseas, artritis reumatoide, osteoartritis, osteólisis periprotésica, osteogénesis imperfecta, enfermedad ósea metastásica, hipercalcemia de malignidad o mieloma múltiple.

13. El compuesto o formulación de la reivindicación 12, en el que la enfermedad es osteoporosis.

14. Un compuesto de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 o una formulación de la reivindicación 10 para uso en el tratamiento de una afección dependiente de catepsina.

15. Un método para inhibir la actividad de catepsina in vitro, que comprende administrar un compuesto de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, o administrar una formulación de la reivindicación 10.