ES2953522T3 - Compuestos de succinato novedosos con permeabilidad celular - Google Patents

Compuestos de succinato novedosos con permeabilidad celular Download PDF

Info

Publication number
ES2953522T3
ES2953522T3 ES18175718T ES18175718T ES2953522T3 ES 2953522 T3 ES2953522 T3 ES 2953522T3 ES 18175718 T ES18175718 T ES 18175718T ES 18175718 T ES18175718 T ES 18175718T ES 2953522 T3 ES2953522 T3 ES 2953522T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
butyl
acyl
deficiency
propyl
alkyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18175718T
Other languages
English (en)
Inventor
Eskil Elmér
Magnus Joakim Hansson
Karl Henrik Johannes Ehinger
Steven Moss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Abliva AB
Original Assignee
Abliva AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=58804197&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2953522(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Abliva AB filed Critical Abliva AB
Application granted granted Critical
Publication of ES2953522T3 publication Critical patent/ES2953522T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D309/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings
    • C07D309/16—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D309/28—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D309/30—Oxygen atoms, e.g. delta-lactones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C327/00—Thiocarboxylic acids
    • C07C327/20—Esters of monothiocarboxylic acids
    • C07C327/32—Esters of monothiocarboxylic acids having sulfur atoms of esterified thiocarboxyl groups bound to carbon atoms of hydrocarbon radicals substituted by carboxyl groups
    • C07C327/34—Esters of monothiocarboxylic acids having sulfur atoms of esterified thiocarboxyl groups bound to carbon atoms of hydrocarbon radicals substituted by carboxyl groups with amino groups bound to the same hydrocarbon radicals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/21—Esters, e.g. nitroglycerine, selenocyanates
    • A61K31/265—Esters, e.g. nitroglycerine, selenocyanates of carbonic, thiocarbonic, or thiocarboxylic acids, e.g. thioacetic acid, xanthogenic acid, trithiocarbonic acid
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/46—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing sulfur
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/13—Amines
    • A61K31/155—Amidines (), e.g. guanidine (H2N—C(=NH)—NH2), isourea (N=C(OH)—NH2), isothiourea (—N=C(SH)—NH2)
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/16—Amides, e.g. hydroxamic acids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/185—Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/21—Esters, e.g. nitroglycerine, selenocyanates
    • A61K31/215—Esters, e.g. nitroglycerine, selenocyanates of carboxylic acids
    • A61K31/22—Esters, e.g. nitroglycerine, selenocyanates of carboxylic acids of acyclic acids, e.g. pravastatin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K45/00—Medicinal preparations containing active ingredients not provided for in groups A61K31/00 - A61K41/00
    • A61K45/06—Mixtures of active ingredients without chemical characterisation, e.g. antiphlogistics and cardiaca
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/49—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing heterocyclic compounds
    • A61K8/4906—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing heterocyclic compounds with one nitrogen as the only hetero atom
    • A61K8/4926—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing heterocyclic compounds with one nitrogen as the only hetero atom having six membered rings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/49—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing heterocyclic compounds
    • A61K8/4973—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing heterocyclic compounds with oxygen as the only hetero atom
    • A61K8/498—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing heterocyclic compounds with oxygen as the only hetero atom having 6-membered rings or their condensed derivatives, e.g. coumarin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P11/00—Drugs for disorders of the respiratory system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P21/00—Drugs for disorders of the muscular or neuromuscular system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00—Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00—Preparations for care of the skin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C327/00—Thiocarboxylic acids
    • C07C327/20—Esters of monothiocarboxylic acids
    • C07C327/28—Esters of monothiocarboxylic acids having sulfur atoms of esterified thiocarboxyl groups bound to carbon atoms of hydrocarbon radicals substituted by singly-bound oxygen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C327/00—Thiocarboxylic acids
    • C07C327/20—Esters of monothiocarboxylic acids
    • C07C327/30—Esters of monothiocarboxylic acids having sulfur atoms of esterified thiocarboxyl groups bound to carbon atoms of hydrocarbon radicals substituted by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C327/00—Thiocarboxylic acids
    • C07C327/20—Esters of monothiocarboxylic acids
    • C07C327/32—Esters of monothiocarboxylic acids having sulfur atoms of esterified thiocarboxyl groups bound to carbon atoms of hydrocarbon radicals substituted by carboxyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D211/00—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings
    • C07D211/04—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D211/68—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D211/72—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms, with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D211/74—Oxygen atoms
    • C07D211/76—Oxygen atoms attached in position 2 or 6
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D281/00—Heterocyclic compounds containing rings of more than six members having one nitrogen atom and one sulfur atom as the only ring hetero atoms
    • C07D281/18—Eight-membered rings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/10—General cosmetic use
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14—The ring being saturated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Nitrogen- Or Sulfur-Containing Heterocyclic Ring Compounds With Rings Of Six Or More Members (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

La presente invención proporciona nuevos succinatos permeables a las células y precursores de succinato permeables a las células destinados a aumentar la producción de ATP en las mitocondrias. La mayor parte del ATP producido y utilizado en la célula eucariota se origina a partir de la fosforilación oxidativa mitocondrial, un proceso al que el ciclo de Krebs proporciona electrones de alta energía. No todos los intermediarios del ciclo de Kreb son fácilmente permeables a la membrana celular, siendo uno de ellos el succinato. Se prevé que la provisión de nuevos succinatos permeables a las células permita el paso a través de la membrana celular y, por tanto, los succinatos permeables a las células puedan usarse para mejorar la producción de ATP mitocondrial. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Compuestos de succinato novedosos con permeabilidad celular
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de la medicina, la química orgánica, las composiciones cosméticas y las composiciones farmacéuticas para el tratamiento médico. En particular, la presente invención se refiere al campo de los trastornos mitocondriales.
Antecedentes de la invención
Las mitocondrias son orgánulos en las células eucariotas. Generan la mayor parte del suministro de trifosfato de adenosina (ATP) de la célula, que se usa como fuente de energía. Por tanto, las mitocondrias son indispensables para la producción de energía, para la supervivencia de células eucariotas y para la función celular correcta. Además de suministrar energía, las mitocondrias están implicadas en varios de otros procesos tales como señalización celular, diferenciación celular, muerte celular así como el control del ciclo celular y crecimiento celular. En particular, las mitocondrias son reguladores cruciales de la apoptosis celular, y también desempeñan un papel importante en múltiples formas de muerte celular no apoptótica tal como necrosis.
En los últimos años, se han publicado muchos artículos que describen las contribuciones mitocondriales a una variedad de enfermedades. Algunas enfermedades pueden estar provocadas por mutaciones o deleciones en el genoma mitocondrial o nuclear, mientras que otras pueden estar provocadas por una afectación primaria o secundaria del sistema respiratorio mitocondrial u otros mecanismos relacionados con la disfunción mitocondrial. En la actualidad, no se dispone de ningún tratamiento que pueda curar las enfermedades mitocondriales.
En vista de la importancia reconocida del mantenimiento o el restablecimiento de una función mitocondrial normal o de la potenciación de la producción de energía (ATP) de la célula, existe la necesidad de desarrollar compuestos que tengan las siguientes propiedades: permeabilidad celular del compuesto original, la capacidad de liberar succinato intracelular o un precursor de succinato, baja toxicidad del compuesto original y de los productos liberados, y propiedades fisicoquímicas coherentes con la administración a un paciente.
Se han preparado compuestos de succinato como profármacos de otros agentes activos, por ejemplo, el documento WO 2002/28345 describe éster bis(2,2-dimetilpropioniloximetílico) del ácido succínico, éster dibutiriloximetílico del ácido succínico y éster bis-(1-butiriloxietílico) del ácido succínico. Estos compuestos se preparan como agentes para administrar formaldehído, y tienen como objetivo diferentes usos médicos para los compuestos actuales.
El documento WO9747584 describe una gama de succinatos de poliol.
Figure imgf000002_0001
En el ejemplo dado en este respecto, Y es un H o grupo alquilo. Cada compuesto de succinato contiene múltiples restos succinato unidos por un grupo de estructura C(Y)-C(Q), y cada ácido de éster se une, por tanto, directamente a un resto que contiene al menos dos átomos de carbono en forma de un grupo etilo O-C-C. Cada compuesto dado a conocer contiene más de un resto succinato, y el resto succinato no está protegido por un resto de tipo O-C-X en el que X es un heteroátomo.
Se conocen en la técnica diversos compuestos de éster de succinato. Se muestra que succinato de dietilo, succinato de monometilo y succinato de dimetilo son inactivos en los ensayos ejemplificados a continuación, y se encuentran fuera del alcance de la invención.
Además, el documento US 5.871.755 se refiere a derivados de deshidroalanina de succinamidas para su uso como agentes contra el estrés oxidativo y para fines cosméticos.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona succinatos novedosos con permeabilidad celular y precursores de succinato con permeabilidad celular que tienen como objetivo aumentar la producción de ATP en las mitocondrias. La parte principal del ATP producido y utilizado en la célula eucariota se origina a partir de la fosforilación oxidativa mitocondrial, un proceso al que el ciclo de Krebs proporciona electrones de alta energía. No todos los productos intermedios del ciclo de Krebs presentan una permeabilidad fácil a través de la membrana celular, siendo uno de ellos succinato. La provisión de los succinatos novedosos con permeabilidad celular se prevé para permitir el paso por la membrana celular y, por tanto, los succinatos con permeabilidad celular pueden usarse para potenciar la producción de ATP mitocondrial.
Además, la presente invención también proporciona succinatos con permeabilidad celular o equivalentes a los succinatos que, además de presentar permeabilidad celular y liberar succinato en el citosol, también pueden potencialmente proporcionar energía adicional al organismo mediante los productos hidrolíticos que resultan de la hidrólisis o bien química o bien enzimática de los derivados de succinato.
La presente divulgación también proporciona métodos para preparar compuestos de la invención que tienen propiedades mejoradas para su uso en medicina y/o en cosméticos. Particularmente, los compuestos de la invención son útiles en la prevención o el tratamiento de los trastornos relacionados con las mitocondrias, en el mantenimiento de la función mitocondrial normal, la potenciación de la función mitocondrial, es decir, producir más ATP que normalmente, o en el restablecimiento de defectos en el sistema respiratorio mitocondrial.
En un primer aspecto, la presente invención proporciona un compuesto de fórmula (I)
Figure imgf000003_0001
o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, en el que el enlace discontinuo entre A y B indica un enlace opcional para formar una estructura cerrada de anillo, y en el que
Z se selecciona de -CH2-CH2- o >CH(CH3),
A se selecciona de -SR, -OR y NHR, y R es
Figure imgf000003_0002
B se selecciona de -O-R', -NHR'', -SR''' u -OH; y R' se selecciona de las fórmulas (II) a (IX) a continuación:
Figure imgf000003_0003
R', R'' y R''' son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de las fórmulas (IV-VIII) a continuación:
Figure imgf000004_0001
R1 y R3 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, O-acilo, O-alquilo, N-acilo, N-alquilo, X-acilo, CH2X-alquilo, CH2X-acilo, F, CH2COOH, CH2CO2-alquilo,
X se selecciona de O, NH, NR6, S,
R2 se selecciona de Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, C(O)CH3, C(O)CH2C(O)CH3, C(O)CH2CH(OH)CH3,
p es un número entero y es 1 ó 2
R6 se selecciona de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, acilo, propionilo, benzolo, o la fórmula (II), o la fórmula (VIII)
X5 se selecciona de -H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, -COOH, -C(=O)XR6, CONR1R3 o es la fórmula
H
N -N
,,'n
V 'N X o o v O
'R 1
^ H 1
X7 se selecciona de R1, -NR1R3,
R9 se selecciona de H, Me, Et u O2CCH2CH2COXR8
R10 se selecciona de O-acilo, NH-alquilo, NH-acilo u O2CCH2CH2COX6R8
X6 se selecciona de O, NR8, NR6R8, en los que R6 y R8 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, alquilo, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, acilo, propionilo, benzolo, o la fórmula (II), o la fórmula (VIII),
R11 y R12 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, propionilo, benzolo, -CH2X-alquilo, -CH2X-acilo, en los que X es O, NR6 o S,
Rc y Rd son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de CH2X-alquilo, CH2X-acilo, en los que X = O, NRa o S,
R13, R14 y R15 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, -COOH, O-acilo, O-alquilo, N-acilo, N-alquilo, X-acilo, CH2X-alquilo;
los sustituyentes en R13 y R14 o R13 y R15 pueden unirse en puente para formar un sistema cíclico,
Rf, Rg y Rh son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de X-acilo, -CH2X-alquilo, -CH2X-acilo y R9,
alquilo se selecciona de Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo,
acilo se selecciona de formilo, acetilo, propionilo, isopropionilo, butirilo, terc-butirilo, pentanαlo, benzαlo, acilo y/o alquilo pueden estar opcionalmente sustituidos, y
cuando está presente el enlace discontinuo entre A y B, el compuesto según la fórmula (I) es
Figure imgf000005_0001
en la que X4 se selecciona de -COOH, -C(=O)XR6,
Figure imgf000005_0002
para su uso
i) en la prevención o el tratamiento de trastornos relacionados con las mitocondrias seleccionados de enfermedad de Alpers (poliodistrofia infantil progresiva; esclerosis lateral amiotrófica (ELA); autismo; síndrome de Barth (miocardiopatía infantil mortal); defectos de oxidación beta; deficiencia del metabolismo bioenergético; deficiencia de carnitina-acilo-carnitina; deficiencia de carnitina; síndromes de deficiencia de creatina (síndromes de deficiencia de creatina cerebral (CCDS) que incluyen: deficiencia de guanidinoacetato metiltransferasa (deficiencia de GAMT), deficiencia de L-arginina:glicina amidinotransferasa (deficiencia de AGAT) y deficiencia del transportador de creatina relacionada con SLC6A8 (deficiencia de SLC6A8); deficiencia de coenzima Q10, deficiencia del complejo I (NADH deshidrogenasa (deficiencia de NADH-CoQ reductasa); deficiencia del complejo II (deficiencia de succinato deshidrogenasa); deficiencia del complejo III (deficiencia de ubiquinonacitocromo c oxidorreductasa); deficiencia del complejo IV/deficiencia de COX (deficiencia de citocromo c oxidasa provocada por un defecto en el complejo IV de la cadena respiratoria); deficiencia del complejo V (deficiencia de ATP sintasa); deficiencia de COX; CPEo (síndrome de oftalmoplejía externa crónica progresiva); deficiencia de CPT I; deficiencia de CPT II; ataxia de Friedreich (FRDA o FA); aciduria glutárica tipo II; KSS (síndrome de Kearns-Sayre); acidosis láctica; LCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena larga); LCHAD; enfermedad o síndrome de Leigh (encefalomielopatía necrotizante subaguda); LHON (neuropatía óptica hereditaria de Leber); enfermedad de Luft; MCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena media); MELAS (encefalomiopatía mitocondrial, acidosis láctica y episodios similares a ictus); MERRF (epilepsia mioclónica y enfermedad de las fibras rojas rasgadas); MIRAS (síndrome de ataxia recesiva mitocondrial); citopatía mitocondrial; agotamiento del ADN mitocondrial; encefalopatía mitocondrial que incluye: encefalomiopatía y encefalomielopatía; miopatía mitocondrial; MNGIE (trastorno mioneurogastrointestinal y encefalopatía); NARP (neuropatía, ataxia y retinosis pigmentaria); trastornos neurodegenerativos asociados con la enfermedad de Parkinson, de Alzheimer o de Huntington; síndrome de Pearson; deficiencia de piruvato carboxilasa; deficiencia de piruvato deshidrogenasa; mutaciones de P0LG; deficiencias de la cadena respiratoria; SCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena corta); SCHAD y VLCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena muy larga), o
ii) en el tratamiento de cáncer, hipoxia, isquemia, ictus, infarto de miocardio, angina aguda, lesión renal aguda, oclusión coronaria o fibrilación auricular.
En un segundo aspecto, la presente invención proporciona un compuesto de fórmula (I) para su uso como medicamento.
En una realización, la fórmula I es
Figure imgf000005_0003
(IA ,
En otra realización p es 1.
En un tercer aspecto, la presente invención proporciona una composición farmacéutica para uso médico, que comprende un compuesto tal como se define en el primer aspecto, y un excipiente farmacéuticamente aceptable.
Descripción de la invención
Un compuesto según la invención viene dado por la fórmula (I)
Figure imgf000006_0001
o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, en el que el enlace discontinuo entre A y B indica un enlace opcional para formar una estructura cerrada de anillo, y en el que
Z se selecciona de -CH2-CH2- o >CH(CH3),
A se selecciona de -SR, -OR y NHR, y R es
Figure imgf000006_0002
B se selecciona de -O-R', -NHR'', -SR''' u -OH; y R' se selecciona de las fórmulas (II) a (IX) a continuación:
Figure imgf000006_0003
R', R'' y R''' son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de las fórmulas a continuación:
Figure imgf000006_0004
R1 y R3 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, O-acilo, O-alquilo, N-acilo, N-alquilo, X-acilo, CH2X-alquilo, CH2X-acilo, F, CH2COOH, CH2CO2-alquilo,
X se selecciona de O, NH, NR6, S,
R2 se selecciona de Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, C(O)CH3, C(0)CH2C(O)CH3, C(O)CH2CH(OH)CH3,
p es un número entero y es 1 ó 2
R6 se selecciona de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, acilo, propionilo, benzolo, o la fórmula (II), o la fórmula (VIII)
X5 se selecciona de -H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, -COOH, -C(=O)XR6, CONR1R3 o es la fórmula
Figure imgf000007_0001
X7 se selecciona de R1, -NR1R3 ,
R9 se selecciona de H, Me, Et u O2CCH2CH2COXR8
R10 se selecciona de O-acilo, NH-alquilo, NH-acilo u O2CCH2CH2COX6R8
X6 se selecciona de O, NR8, NR6R8, en los que R6 y R8 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, alquilo, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, acilo, propionilo, benzolo, o la fórmula (II), o la fórmula (VIII),
R11 y R12 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, propionilo, benzolo, -CH2X-alquilo, -CH2X-acilo, en los que X es O, NR6 o S,
Rc y Rd son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de CH2X-alquilo, CH2X-acilo, en los que X = O, NRa o S,
R13, R14 y R15 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, -COOH, O-acilo, O-alquilo, N-acilo, N-alquilo, X-acilo, CH2X-alquilo;
los sustituyentes en R13 y R14 o R13 y R15 pueden unirse en puente para formar un sistema cíclico,
Rf, Rg y Rh son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de X-acilo, -CH2X-alquilo, -CH2X-acilo y R9,
alquilo se selecciona de Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo,
acilo se selecciona de formilo, acetilo, propionilo, isopropionilo, butirilo, terc-butirilo, pentanαlo, benzαlo, succinilo,
acilo y/o alquilo pueden estar opcionalmente sustituidos, y
cuando está presente el enlace discontinuo entre A y B, el compuesto según la fórmula (I) es
Figure imgf000007_0002
en la que X4 se selecciona de -COOH, -C(=O)XR6,
Figure imgf000008_0001
para su uso
i) en la prevención o el tratamiento de trastornos relacionados con las mitocondrias seleccionados de enfermedad de Alpers (poliodistrofia infantil progresiva; esclerosis lateral amiotrófica (ELA); autismo; síndrome de Barth (miocardiopatía infantil mortal); defectos de oxidación beta; deficiencia del metabolismo bioenergético; deficiencia de carnitina-acilo-carnitina; deficiencia de carnitina; síndromes de deficiencia de creatina (síndromes de deficiencia de creatina cerebral (CCDS) que incluyen: deficiencia de guanidinoacetato metiltransferasa (deficiencia de GAMT), deficiencia de L-arginina:glicina amidinotransferasa (deficiencia de AGAT) y deficiencia del transportador de creatina relacionada con SLC6A8 (deficiencia de SLC6A8); deficiencia de coenzima Q10, deficiencia del complejo I (NADH deshidrogenasa (deficiencia de NADH-CoQ reductasa); deficiencia del complejo II (deficiencia de succinato deshidrogenasa); deficiencia del complejo III (deficiencia de ubiquinonacitocromo c oxidorreductasa); deficiencia del complejo IV/deficiencia de COX (deficiencia de citocromo c oxidasa provocada por un defecto en el complejo IV de la cadena respiratoria); deficiencia del complejo V (deficiencia de ATP sintasa); deficiencia de COX; CPEo (síndrome de oftalmoplejía externa crónica progresiva); deficiencia de CPT I; deficiencia de CPT II; ataxia de Friedreich (FRDA o FA); aciduria glutárica tipo II; KSS (síndrome de Kearns-Sayre); acidosis láctica; LCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena larga); LCHAD; enfermedad o síndrome de Leigh (encefalomielopatía necrotizante subaguda); LHON (neuropatía óptica hereditaria de Leber); enfermedad de Luft; MCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena media); MELAS (encefalomiopatía mitocondrial, acidosis láctica y episodios similares a ictus); MERRF (epilepsia mioclónica y enfermedad de las fibras rojas rasgadas); MIRAS (síndrome de ataxia recesiva mitocondrial); citopatía mitocondrial; agotamiento del ADN mitocondrial; encefalopatía mitocondrial que incluye: encefalomiopatía y encefalomielopatía; miopatía mitocondrial; MNGIE (trastorno mioneurogastrointestinal y encefalopatía); NARP (neuropatía, ataxia y retinosis pigmentaria); trastornos neurodegenerativos asociados con la enfermedad de Parkinson, de Alzheimer o de Huntington; síndrome de Pearson; deficiencia de piruvato carboxilasa; deficiencia de piruvato deshidrogenasa; mutaciones de POLG; deficiencias de la cadena respiratoria; SCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena corta); SCHAD y VLCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena muy larga), o
ii) en el tratamiento de cáncer, hipoxia, isquemia, ictus, infarto de miocardio, angina aguda, lesión renal aguda, oclusión coronaria o fibrilación auricular.
Otro compuesto según la invención viene dado por la fórmula I
Figure imgf000008_0002
o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, en el que el enlace discontinuo entre A y B indica un enlace opcional para formar una estructura cerrada de anillo, y en el que
Z se selecciona de -CH2-CH2- o >CH(CH3),
A se selecciona de -SR, -OR y NHR, y R es
Figure imgf000008_0003
B se selecciona de -O-R', -NHR'', -SR''' u -OH; y R' se selecciona de las fórmulas (II) a (IX) a continuación:
Figure imgf000009_0001
R', R'' y R''' son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de las fórmulas a continuación:
Figure imgf000009_0003
R1 y R3 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, O-acilo, O-alquilo, N-acilo, N-alquilo, X-acilo, CH2X-alquilo, CH2X-acilo, F, CH2COOH, CH2CO2-alquilo,
X se selecciona de O, NH, NR6, S,
R2 se selecciona de Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, C(O)CH3, C(O)CH2C(O)CH3, C(O)CH2CH(OH)CH3,
p es un número entero y es 1 ó 2
R6 se selecciona de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, acilo, propionilo, benzαlo, o la fórmula (II), o la fórmula (VIII)
X5 se selecciona de -H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, -COOH, -C(=O)XR6, CONR1R3 o es la fórmula
Figure imgf000009_0002
X7 se selecciona de R1, -NR1R3 ,
R9 se selecciona de H, Me, Et u O2CCH2CH2COXR8
R10 se selecciona de O-acilo, NH-alquilo, NH-acilo u O2CCH2CH2COX6R8
X6 se selecciona de O, NR8, NR6R8, en los que R6 y R8 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, alquilo, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, acilo, propionilo, benzαlo, o la fórmula (II), o la fórmula (VIII),
R11 y R12 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, propionilo, benzolo, -CH2X-alquilo, -CH2X-acilo, en los que X es O, NR6 o S,
Rc y Rd son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de CH2X-alquilo, CH2X-acilo, en los que X = O, NRa o S,
R13, R14 y R15 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, -COOH, O-acilo, O-alquilo, N-acilo, N-alquilo, X-acilo, CH2X-alquilo;
los sustituyentes en R13 y R14 o R13 y R15 pueden unirse en puente para formar un sistema cíclico,
Rf, Rg y Rh son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de X-acilo, -CH2X-alquilo, -CH2X-acilo y R9 ,
alquilo se selecciona de Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo,
acilo se selecciona de formilo, acetilo, propionilo, isopropionilo, butirilo, terc-butirilo, pentanolo, benzolo, acilo y/o alquilo pueden estar opcionalmente sustituidos, y
cuando está presente el enlace discontinuo entre A y B, el compuesto según la fórmula (I) es
Figure imgf000010_0001
en la que X4 se selecciona de -COOH, -C(=O)XR6,
Figure imgf000010_0002
para su uso como medicamento.
Los compuestos de fórmula (I) (y cualquier sal farmacéuticamente aceptable de los mismos) para uso médico tal como se describieron anteriormente, se denominan a continuación en el presente documento “compuesto de la invención” o “compuestos de la invención”.
Los compuestos de la invención de particular interés son aquellos compuestos en los que Z es -CH2CH2-.
Los compuestos de la invención de particular interés son aquellos compuestos en los que Z es -CH2CH2- y A es -SR.
Los compuestos de la invención de particular interés son aquellos compuestos en los que Z es -CH2CH2-, A es SR y B es OH o B es SR'''.
Los compuestos de la invención de particular interés son aquellos compuestos en los que Z es -CH2CH2-, A es SR, B es OH o B es SR''', en los que R''' es
Figure imgf000010_0003
Los compuestos de la invención de particular interés son aquellos compuestos en los que Z es -CH2CH2- y A es SR y B es OH.
Los compuestos de la invención de particular interés son aquellos compuestos en los que Z es -CH2CH2-, A es SR, B es OH o B es SR, en los que R es
Figure imgf000011_0001
Los compuestos de la invención de particular interés son aquellos compuestos en los que Z es -CH2CH2-, A es NR, B es OH y R es
Figure imgf000011_0002
y X es S.
Preferiblemente, y con respecto a la fórmula (II), al menos uno de R1 y R3 es -H, tal que la fórmula II es:
Figure imgf000011_0003
Preferiblemente, y con respecto a la fórmula (VII), p=1 y X5 es -H de modo que la fórmula (VII) es
Figure imgf000011_0004
Preferiblemente, y con respecto a la fórmula (VII), p=1 y X5 es COXR6 de modo que la fórmula (VII) es
Figure imgf000011_0005
Preferiblemente, y con respecto a la fórmula (VII), p=1 y X5 es CONR1R3 de modo que la fórmula (VII) es
Figure imgf000011_0006
Un compuesto según la fórmula (I) puede ser
Figure imgf000011_0007
en la que X4 se selecciona de -COOH, -C(=O)XR6,
Figure imgf000012_0001
En particular, un compuesto según la invención viene dado por la fórmula (IA)
O O
„X,A„
(IA)
o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, en el que
Z es -CH2-CH2-,
A se selecciona de -SR, -OR y NHR, y R es
Figure imgf000012_0002
B se selecciona de -O-R’, -NHR’’, -SR’’’ u -OH; y
R’, R’’ y R’’’ son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de una de las fórmulas a continuación:
Figure imgf000012_0003
Ri y R3 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, 0-Me, 0-Et, 0-propilo,
X se selecciona de O, NH, S,
p es un número entero y es 1,
R6 se selecciona de H, Me, Et,
X5 se selecciona de -H, Me, Et, -COOH, -C(=O)XR6, CONR1R3
X7 se selecciona de R1, -NR1R3 ,
R13, R14 y R15 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, -COOH, O-acilo, O-alquilo, N-acilo, N-alquilo, X-acilo, CH2X-alquilo, en el que alquilo y acilo son tal como se definieron anteriormente en el presente documento,
para su uso como medicamento o en enfermedades mencionadas anteriormente.
Un compuesto de interés particular viene dado por la fórmula (IA)
o o
J E X B (IA)
o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, en el que
Z es -CH2-CH2-,
A se selecciona de -SR, -OR y NHR, y R es
B se selecciona
Figure imgf000013_0001
R', R'' y R''' son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de una de las fórmulas a continuación:
Figure imgf000013_0002
R1 y R3 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, 0-Me, 0-Et, 0-propilo,
X se selecciona de O, NH, S,
p es un número entero y es 1,
R6 se selecciona de H, Me, Et,
X5 se selecciona de -H, Me, Et, -COOH, -C(=O)XR6, CONR1R3
X7 se selecciona de R1, -NR1R3 ,
R13, R14 y R15 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, -COOH.
El siguiente compuesto se conoce a partir de Moore et al. J. Biol. Chem., 1982, 257, págs. 10882-10892
Figure imgf000013_0003
Compuestos específicos según la invención son
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000015_0001
El experto reconocerá que los compuestos de la invención pueden prepararse, de manera conocida, en una variedad de modos. Las rutas a continuación son meramente ilustrativas de algunos métodos que pueden emplearse para la síntesis de compuestos de fórmula (I).
Pueden elaborarse compuestos de la invención partiendo de ácido succínico, un ácido succínico monoprotegido, un ácido metilmalónico monoactivado, un ácido metilmalónico monoprotegido o un ácido metilmalónico monoactivado.
Los grupos protectores incluyen, pero no se limitan a, bencilo y terc-butilo. Se detallan otros grupos protectores para carbonilos y su eliminación en “Greene's Protective Groups in Organic Synthesis” (Wuts and Greene, Wiley, 2006). Los grupos protectores pueden eliminarse mediante métodos que conoce un experto en la técnica, incluyendo hidrogenación en presencia de un catalizador heterogéneo para ésteres bencílicos y tratamiento con ácidos orgánicos o minerales, preferiblemente ácido trifluoroacético o HCl diluido, para ésteres terc-butílicos. Los grupos activantes incluyen, pero no se limitan a, anhídridos mixtos y cloruros de acilo. Por tanto, cuando los compuestos de fórmula (I) son simétricos, entonces se selecciona un material de partida simétrico. Se selecciona o bien un ácido dicarboxílico simétrico o bien un ácido carboxílico diactivado. Preferiblemente, el compuesto seleccionado es ácido succínico o cloruro de succinilo.
Cuando el compuesto de fórmula (I) es asimétrico, entonces el material de partida seleccionado es asimétrico. Eso incluye “ácido protegido con ácido”, “ácido activado con ácido” y “ácido activado con ácido protegido”. Preferiblemente, esto incluye éster monobencílico del ácido succínico, éster mono-terc-butílico del ácido succínico, ácido 4-cloro-4-oxobutírico.
Alternativamente, para un compuesto de fórmula (I) asimétrico, se selecciona un material de partida simétrico, preferiblemente ácido succínico, y se emplea menos material de partida de derivatización. Los siguientes métodos generales no son exhaustivos y resultará evidente para un experto en la técnica que pueden usarse otros métodos para generar compuestos de la invención. Los métodos pueden usarse juntos o por separado. Pueden elaborarse compuestos de fórmula (I) que contienen la fórmula (II) haciendo reaccionar un ácido carboxílico con un haluro de alquilo adecuado (fórmula (X)). Por ejemplo
Figure imgf000016_0001
fórmula X
en la que Hal representa un halógeno (por ejemplo, F, Cl, Br o I) y R1, R2 y R3 son tal como se definen en la fórmula (II). La reacción puede llevarse a cabo convenientemente en un disolvente tal como diclorometano, acetona, acetonitrilo o N,N-dimetilformamida con una base adecuada tal como trietilamina, diisopropiletilamina o carbonato de cesio a una temperatura, por ejemplo, en el intervalo de desde -10 °C hasta 80 °C, particularmente a temperatura ambiente. La reacción puede realizarse con aditivos opcionales tales como yoduro de sodio o haluros de tetraalquilamonio (por ejemplo, yoduro de tetrabutilamonio).
Los compuestos de fórmula X o bien están disponibles comercialmente o bien pueden prepararse convenientemente mediante métodos de la bibliografía tales como los expuestos en Journal of the American Chemical Society, 43, 6607; 1921 o Journal of medicinal chemistry (1992), 35(4), 687-94.
Pueden producirse compuestos de fórmula (I) que contienen la fórmula (VII) haciendo reaccionar un ácido carboxílico activado con un compuesto de fórmula XIV, opcionalmente en presencia de una especie activante.
Figure imgf000016_0002
en la que X5 y R1 son tal como se definen en la fórmula (VII) y X7 es Hal (Cl, F, Br) o anhídrido mixto. Preferiblemente X7 = Cl. La reacción puede llevarse a cabo convenientemente en un disolvente tal como diclorometano, acetona, THF, acetonitrilo o N,N-dimetilformamida, con una base adecuada tal como trietilamina, diisopropiletilamina o carbonato de cesio a una temperatura, por ejemplo, en el intervalo de desde -10 °C hasta 80 °C, particularmente a temperatura ambiente.
Pueden producirse compuestos de fórmula (I) que contienen la fórmula (VIII) haciendo reaccionar un ácido carboxílico activado con un compuesto de fórmula XIV, opcionalmente en presencia de una especie activante
Figure imgf000017_0001
en la que Hal representa un halógeno (por ejemplo, F, Cl, Br o I) y R11, R12 y Rc y Rd son tal como se definen en la fórmula (VIII). La reacción puede llevarse a cabo convenientemente en un disolvente tal como diclorometano, acetona, acetonitrilo o N,N-dimetilformamida con una base adecuada tal como trietilamina, diisopropiletilamina o carbonato de cesio a una temperatura, por ejemplo, en el intervalo de desde -10 °C hasta 80 °C, particularmente a 80 °C. La reacción puede realizarse con aditivos opcionales tales como yoduro de sodio o haluros de tetraalquilamonio (por ejemplo, yoduro de tetrabutilamonio).
Los compuestos de fórmula X o bien están disponibles comercialmente o bien pueden prepararse convenientemente mediante métodos de la bibliografía mediante los cuales se hace reaccionar una amina con un cloruro de acilo.
Pueden elaborarse compuestos de fórmula (I) que contienen la fórmula (IX) combinando los métodos descritos anteriormente y mediante otros métodos que conoce un experto en la técnica.
Uso general de los compuestos de la invención
Pueden usarse los compuestos descritos en el presente documento en medicina o en cosméticos, o en la fabricación de una composición para tal uso. El medicamento puede usarse en cualquier situación en la que se desee una producción de energía (ATP) potenciada o restablecida, tal como en el tratamiento de enfermedades metabólicas, o en el tratamiento de enfermedades o afecciones de disfunción mitocondrial, el tratamiento o la supresión de trastornos mitocondriales. Los compuestos pueden usarse en la estimulación de la producción de energía mitocondrial y en el restablecimiento de disfunción mitocondrial inducida por fármacos tal como, por ejemplo, pérdida auditiva neurosensitiva o acúfenos (efecto secundario de determinados antibióticos debido a toxicidad mitocondrial) o acidosis láctica.
Los compuestos pueden usarse
i) en la prevención o el tratamiento de trastornos relacionados con las mitocondrias seleccionados de enfermedad de Alpers (poliodistrofia infantil progresiva; esclerosis lateral amiotrófica (ELA); autismo; síndrome de Barth (miocardiopatía infantil mortal); defectos de oxidación beta; deficiencia del metabolismo bioenergético; deficiencia de carnitina-acilo-carnitina; deficiencia de carnitina; síndromes de deficiencia de creatina (síndromes de deficiencia de creatina cerebral (CCDS) que incluyen: deficiencia de guanidinoacetato metiltransferasa (deficiencia de GAMT), deficiencia de L-arginina:glicina amidinotransferasa (deficiencia de AGAT) y deficiencia del transportador de creatina relacionada con SLC6A8 (deficiencia de SLC6A8); deficiencia de coenzima Q10, deficiencia del complejo I (NADH deshidrogenasa (deficiencia de NADH-CoQ reductasa); deficiencia del complejo II (deficiencia de succinato deshidrogenasa); deficiencia del complejo III (deficiencia de ubiquinonacitocromo c oxidorreductasa); deficiencia del complejo IV/deficiencia de COX (deficiencia de citocromo c oxidasa provocada por un defecto en el complejo IV de la cadena respiratoria); deficiencia del complejo V (deficiencia de ATP sintasa); deficiencia de COX; CPEo (síndrome de oftalmoplejía externa crónica progresiva); deficiencia de CPT I; deficiencia de CPT II; ataxia de Friedreich (FRDA o FA); aciduria glutárica tipo II; KSS (síndrome de Kearns-Sayre); acidosis láctica; LCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena larga); LCHAD; enfermedad o síndrome de Leigh (encefalomielopatía necrotizante subaguda); LHON (neuropatía óptica hereditaria de Leber); enfermedad de Luft; MCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena media); MELAS (encefalomiopatía mitocondrial, acidosis láctica y episodios similares a ictus); MERRF (epilepsia mioclónica y enfermedad de las fibras rojas rasgadas); MirAs (síndrome de ataxia recesiva mitocondrial); citopatía mitocondrial; agotamiento del ADN mitocondrial; encefalopatía mitocondrial que incluye: encefalomiopatía y encefalomielopatía; miopatía mitocondrial; MNGIE (trastorno mioneurogastrointestinal y encefalopatía); NARP (neuropatía, ataxia y retinosis pigmentaria); trastornos neurodegenerativos asociados con la enfermedad de Parkinson, de Alzheimer o de Huntington; síndrome de Pearson; deficiencia de piruvato carboxilasa; deficiencia de piruvato deshidrogenasa; mutaciones de POLG; deficiencias de la cadena respiratoria; SCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena corta); SCHAD y VLCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena muy larga),
ii) en el tratamiento de cáncer, hipoxia, isquemia, ictus, infarto de miocardio, angina aguda, lesión renal aguda, oclusión coronaria o fibrilación auricular, o
iii) como medicamento.
Los compuestos pueden usarse en el tratamiento de cáncer, diabetes, inanición aguda, endotoxemia, septicemia, síndrome de respuesta inflamatoria sistémica, síndrome de disfunción multiorgánica y tras hipoxia, isquemia, ictus, infarto de miocardio, angina aguda, lesión renal aguda, oclusión coronaria y fibrilación auricular, o para evitar o contrarrestar lesiones por reperfusión. Además, se prevé que los compuestos de la invención puedan ser beneficiosos en el tratamiento de la esterilidad masculina.
Se prevé que los compuestos de la invención proporcionarán precursores con permeabilidad celular de componentes del ciclo de Krebs y opcionalmente las rutas de glicólisis. Se prevé que tras la entrada en la célula, una hidrólisis enzimática o química liberará succinato o malonato de metilo opcionalmente junto con otros materiales que proporcionan energía, tales como acetato y glucosa.
Los compuestos de la invención pueden usarse para potenciar o restablecer la producción de energía en las mitocondrias. En particular, los compuestos pueden usarse en medicina o en cosméticos. Los compuestos pueden usarse en la prevención o el tratamiento de trastornos o enfermedades que tienen un componente relacionado con disfunción mitocondrial y/o con un componente de deficiencia de energía (ATP).
La potenciación de la producción de energía es relevante, por ejemplo, en sujetos que padecen un defecto, trastorno o enfermedad mitocondrial. Las enfermedades mitocondriales resultan de la disfunción de las mitocondrias, que son compartimentos especializados presentes en todas las células del cuerpo excepto los glóbulos rojos. Cuando disminuye la función mitocondrial, se reduce la energía generada dentro de la célula y seguirá una lesión celular o muerte celular. Si se repite este proceso en todo el cuerpo, se ve gravemente comprometida la vida del sujeto.
Las enfermedades de las mitocondrias aparecen con mayor frecuencia en órganos que requieren mucha energía tales como la retina, la cóclea, el cerebro, el corazón, el hígado, los músculos esqueléticos, el riñón y los sistemas endocrino y respiratorio.
Los síntomas de una enfermedad mitocondrial pueden incluir pérdida de control motor, debilidad y dolor muscular, convulsiones, problemas visuales/auditivos, enfermedades cardiacas, enfermedades hepáticas, trastornos gastrointestinales, dificultades para tragar y más.
Una enfermedad mitocondrial puede ser hereditaria o puede deberse a mutaciones espontáneas, que conducen a funciones alteradas de las proteínas o moléculas de ARN que residen normalmente en las mitocondrias.
Se ha encontrado que muchas enfermedades implican una deficiencia mitocondrial tal como una deficiencia del complejo I, II, III o IV o una deficiencia enzimática como, por ejemplo, deficiencia de piruvato deshidrogenasa. Sin embargo, el panorama es complejo y pueden estar implicados muchos factores en las enfermedades.
Hasta ahora no se dispone de tratamientos curativos. Los únicos tratamientos disponibles son los que pueden aliviar los síntomas y retrasar la evolución de la enfermedad. Por consiguiente, los hallazgos de los presentes inventores y que se describen en el presente documento son muy importantes dado que demuestran el efecto beneficioso de los compuestos de ácido succínico con permeabilidad celular sobre la producción de energía en las mitocondrias.
Además, en comparación con profármacos de succinato conocidos (tales como, por ejemplo, los mencionados en el documento W097/47584), muestran propiedades mejoradas para el tratamiento de estas enfermedades y enfermedades relacionadas, incluyendo mejor permeabilidad celular, semivida plasmática más larga, toxicidad reducida, liberación aumentada de energía a las mitocondrias y formulación mejorada (debido a propiedades mejoradas incluyendo solubilidad aumentada). En algunos casos, los compuestos también están biodisponibles por vía oral, lo que permite una administración más fácil.
Por tanto, las propiedades ventajosas del compuesto de la invención pueden incluir una o más de las siguientes: - Permeabilidad celular aumentada
- Semivida más larga en plasma
- Toxicidad reducida
- Liberación de energía aumentada a las mitocondrias
- Formulación mejorada
- Solubilidad aumentada
- Biodisponibilidad oral aumentada
La presente invención proporciona el compuesto de la invención para su uso como producto farmacéutico, en particular en el tratamiento de deficiencia de energía celular (ATP).
Un compuesto de la invención puede usarse en el tratamiento de alteración del complejo I, o bien disfunción del propio complejo o bien cualquier afección o enfermedad que limita el suministro de NADH al complejo I, por ejemplo, disfunción del ciclo de Krebs, glicólisis, beta-oxidación, metabolismo de piruvato e incluso el transporte de glucosa u otros sustratos relacionados con el complejo I).
La presente invención también proporciona compuestos útiles en el tratamiento de trastornos relacionados con el complejo mitocondrial I tales como, pero sin limitarse a, síndrome de Leigh, neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON), MELAS (encefalomiopatía mitocondrial, acidosis láctica y episodios similares a ictus) y MERRF (epilepsia mioclónica con fibras rojas rasgadas), que comprende administrar a un sujeto que lo necesita una cantidad eficaz del compuesto de la invención.
La presente invención también proporciona el uso del compuesto de la invención para la fabricación de un medicamento para el tratamiento de acidosis láctica inducida por fármacos.
Mitocondrias
Las mitocondrias son orgánulos en las células eucariotas, denominadas popularmente “fuente de energía” de la célula. Una de sus funciones primarias es la fosforilación oxidativa. La molécula trifosfato de adenosina (ATP) actúa como “moneda” de energía o portador de energía en la célula, y las células eucariotas derivan la mayoría de su ATP de procesos bioquímicos llevados a cabo por las mitocondrias. Estos procesos bioquímicos incluyen el ciclo del ácido cítrico (el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, o ciclo de Krebs), que genera dinucleótido de nicotinamida y adenina reducido (NADH) a partir de dinucleótido de nicotinamida y adenina oxidado (NAD+) y dinucleótido de flavina y adenina reducido (FADH2) a partir de dinucleótido de flavina y adenina oxidado (FAD), así como la fosforilación oxidativa, durante la cual se oxidan NADH y FADH2 de nuevo a NAD+ y FAD.
Los electrones liberados por la oxidación de NADH se transportan por una serie de complejos de proteína (complejo I, complejo II, complejo III y complejo IV) conocidos como cadena respiratoria. La oxidación de succinato se produce en el complejo II (complejo succinato deshidrogenasa) y FAD es un grupo prostético en el complejo enzimático succinato deshidrogenasa (complejo II). Los complejos respiratorios están incluidos en la membrana interna de la mitocondria. El complejo IV, al final de la cadena, transfiere los electrones a oxígeno, que se reduce para dar agua. La energía liberada a medida que estos electrones atraviesan los complejos, se usa para generar un gradiente protónico a través de la membrana interna de la mitocondria, que crea un potencial electroquímico a través de la membrana interna. Otro complejo de proteína, el complejo V (que no está asociado directamente con los complejos I, II, III y IV) usa la energía almacenada por el gradiente electroquímico para convertir ADP en ATP.
El ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa están precedidos por glicólisis, en la que se descompone una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato, con la generación neta de dos moléculas de ATP por molécula de glucosa. Las moléculas de piruvato entran entonces en las mitocondrias, donde se oxidan completamente a CO2 y H2O mediante fosforilación oxidativa (el proceso global se conoce como respiración aerobia). La oxidación completa de las dos moléculas de piruvato para dar dióxido de carbono y agua produce aproximadamente al menos 28-29 moléculas de ATP, además de las 2 moléculas de ATP generadas por la transformación de glucosa en dos moléculas de piruvato. Si no está disponible oxígeno, la molécula de piruvato no entra en las mitocondrias, sino que se convierte en su lugar en lactato, en el proceso de respiración anaerobia.
Por tanto, el rendimiento neto global por molécula de glucosa es aproximadamente de al menos 30-31 moléculas de ATP. Se usa ATP para alimentar, directa o indirectamente, casi cualquier otra reacción bioquímica en la célula. Por tanto, las al menos 28 ó 29 moléculas de ATP extra (aproximadamente) con las que contribuye la fosforilación oxidativa durante la respiración aerobia son críticas para el funcionamiento apropiado de la célula. La falta de oxígeno impide la respiración aerobia y dará como resultado la muerte en última instancia de casi todos los organismos aerobios; algunos organismos, tales como las levaduras, pueden sobrevivir usando respiración o bien aerobia o bien anaerobia.
Cuando las células en un organismo se privan temporalmente de oxígeno, se utiliza respiración anaerobia hasta que vuelve a estar disponible oxígeno o la célula muere. El piruvato generado durante la glicólisis se convierte en lactato durante la respiración anaerobia. Se cree que la acumulación de ácido láctico es responsable de la fatiga muscular después de intensos periodos de actividad, cuando no puede suministrarse oxígeno a las células musculares. Cuando vuelve a haber oxígeno, el lactato se convierte de nuevo en piruvato para su uso en la fosforilación oxidativa.
La disfunción mitocondrial contribuye a diversos estados patológicos. Algunas enfermedades mitocondriales se deben a mutaciones o deleciones en el genoma mitocondrial o nuclear. Si una proporción umbral de las mitocondrias en la célula son defectuosas, y si una proporción umbral de tales células dentro de un tejido tienen mitocondrias defectuosas, pueden resultar síntomas de disfunción tisular u orgánica. Prácticamente cualquier tejido puede verse afectado, y pueden estar presentes una gran variedad de síntomas, dependiendo del grado en que estén implicados los diferentes tejidos.
Uso de los compuestos de la invención
Los compuestos de la invención pueden usarse en cualquier situación en la que se desee una producción de energía (ATP) potenciada o restablecida. Ejemplos son, por ejemplo, en todos los estados clínicos en los que existe un beneficio potencial de la producción aumentada de ATP mitocondrial o un restablecimiento de la función mitocondrial, tal como en el restablecimiento de disfunción mitocondrial o acidosis láctica inducidas por fármacos y el tratamiento de cáncer, diabetes, inanición aguda, endotoxemia, septicemia, agudeza auditiva y visual reducida, síndrome de respuesta inflamatoria sistémica y síndrome de disfunción multiorgánica. Los compuestos también pueden ser útiles tras hipoxia, isquemia, ictus, infarto de miocardio, angina aguda, lesión renal aguda, oclusión coronaria, fibrilación auricular y en la prevención o la limitación de lesiones por reperfusión. En particular, los compuestos de la invención pueden usarse en medicina, particularmente en el tratamiento o la prevención de una afección, una enfermedad o un trastorno relacionados con las mitocondrias o en cosméticos. La disfunción de las mitocondrias también se describe en relación con acidosis tubular renal; enfermedades de neuronas motoras; otras enfermedades neurológicas; epilepsia; enfermedades genéticas; enfermedad de Huntington; trastornos del estado de ánimo; esquizofrenia; trastorno bipolar; enfermedades asociadas con la edad; ictus, degeneración macular; diabetes; y cáncer.
Compuestos de la invención para su uso en enfermedades o trastornos relacionados con las mitocondrias
Los compuestos según la invención pueden usarse en la prevención o el tratamiento de una enfermedad relacionada con las mitocondrias seleccionada de las siguientes:
• Enfermedad de Alpers (poliodistrofia infantil progresiva)
• Esclerosis lateral amiotrófica (ELA)
• Autismo
• Síndrome de Barth (miocardiopatía infantil mortal)
• Defectos de la beta-oxidación
• Deficiencia del metabolismo bioenergético
• Deficiencia de carnitina-acil-carnitina
• Deficiencia de carnitina
• Síndromes de deficiencia de creatina (síndromes de deficiencia de creatina cerebral (SDCC) incluyen:
deficiencia de guanidinoacetato metiltransferasa (deficiencia de GAMT), deficiencia de L-arginina:glicina amidinotransferasa (deficiencia de AGAT) y deficiencia del transportador de creatina relacionado con SLC6A8 (deficiencia de SLC6A8).
• Deficiencia de coenzima Q10
• Deficiencia del complejo I (deficiencia de NADH deshidrogenasa (NADH-CoQ reductasa))
• Deficiencia del complejo II (deficiencia de succinato deshidrogenasa)
• Deficiencia del complejo III (deficiencia de ubiquinona-citocromo c oxidorreductasa)
• Deficiencia del complejo IV/deficiencia de C0X (la deficiencia de citocromo c oxidasa está provocada por un defecto en el complejo IV de la cadena respiratoria)
• Deficiencia del complejo V (deficiencia de ATP sintasa)
Deficiencia de COX
CPEO (síndrome de oftalmoplejía externa progresiva crónica)
Deficiencia de CPT I
Deficiencia de CPT II
Ataxia de Friedreich (FRDA o FA)
Aciduria glutárica tipo II
KKS (síndrome de Kearns-Sayre)
Acidosis láctica
LCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena larga)
LCHAD
Enfermedad o síndrome de Leigh (encefalomielopatía necrotizante subaguda)
LHON (neuropatía óptica hereditaria de Leber)
Enfermedad de Luft
MCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena media)
MELAS (encefalomiopatía mitocondrial, acidosis láctica y episodios similares a ictus)
MERRF (epilepsia mioclónica y enfermedad de las fibras rojas rasgadas)
MIRAS (Síndrome de ataxia mitocondrial recesiva)
Citopatía mitocondrial
Agotamiento del ADN mitocondrial
La encefalopatía mitocondrial incluye: encefalomiopatía, encefalomielopatía
Miopatía mitocondrial
MNGIE (trastorno y encefalopatía mioneurogastrointestinal)
NARP (neuropatía, ataxia y retinosis pigmentaria)
Trastornos neurodegenerativos asociados con la enfermedad de Parkinson, de Alzheimer o de Huntington
Síndrome de Pearson
Deficiencia de piruvato carboxilasa
Deficiencia de piruvato deshidrogenasa
Mutaciones de POLG
Deficiencias de la cadena respiratoria
SCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena corta)
SCHAD (deficiencia de L-3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa de cadena corta (SCHAD), también denominada deficiencia de 3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa HADH)
• VLCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena muy larga)
• Diabetes
• Inanición aguda
• Endotoxemia
• Septicemia
• Síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SIRS)
• Insuficiencia multiorgánica
Con referencia a la información de la página web de la United Mitochondrial Disease Foundation (www.umdf.org), algunas de las enfermedades mencionadas anteriormente se comentan con más detalle en lo siguiente:
Deficiencia del complejo I: dentro de la mitocondria hay un grupo de proteínas que portan electrones a lo largo de cuatro reacciones en cadena (complejos I-IV), lo que da como resultado la producción de energía. Esta cadena se conoce como cadena de transporte de electrones. Un quinto grupo (complejo V) genera el ATP. En conjunto, la cadena de transporte de electrones y la ATP sintasa forman la cadena respiratoria y todo el proceso se conoce como fosforilación oxidativa u OXPHOS.
El complejo I, la primera etapa en esta cadena, es el sitio más habitual para anomalías mitocondriales, representando hasta un tercio de las deficiencias de la cadena respiratoria. Presentándose a menudo al nacer o en la segunda infancia, la deficiencia del complejo I es habitualmente un trastorno neurodegenerativo progresivo y es responsable de una variedad de síntomas clínicos, particularmente en órganos y tejidos que requieren altos niveles de energía, tales como cerebro, corazón, hígado y músculos esqueléticos. Varios trastornos mitocondriales específicos se han asociado con deficiencia del complejo I incluyendo: neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON), MELAS, MERRF y síndrome de Leigh (SL). MELAS significa (encefalomiopatía mitocondrial, acidosis láctica y episodios similares a ictus) y MERRF significa epilepsia mioclónica con fibras rojas rasgadas.
LHON se caracteriza por ceguera que se produce en promedio entre los 27 y los 34 años de edad; puede desarrollarse ceguera en ambos ojos simultáneamente, o de manera secuencial (un ojo desarrollará ceguera, seguido del otro ojo dos meses después en promedio). También pueden producirse otros síntomas, tales como anomalías cardiacas y complicaciones neurológicas.
Existen tres formas principales de deficiencia del complejo I:
i) Trastorno multisistémico infantil letal, caracterizado por hipotonía, retraso en el desarrollo, cardiopatía, acidosis láctica e insuficiencia respiratoria.
ii) Miopatía (enfermedad muscular), que comienza en la infancia o en la edad adulta, y que se caracteriza por debilidad o intolerancia al ejercicio.
iii) Encefalomiopatía mitocondrial (enfermedad cerebral y muscular), que comienza en la infancia o en la edad adulta y que implica combinaciones de síntomas variables que pueden incluir: parálisis del músculo ocular, retinopatía pigmentaria (cambios del color de la retina con pérdida de visión), pérdida de audición, neuropatía sensitiva (daño neurológico que implica los órganos de los sentidos), convulsiones, demencia, ataxia (coordinación muscular anómala) y movimientos involuntarios. Esta forma de deficiencia del complejo I puede provocar síndrome de Leigh y MELAs .
La mayoría de los casos de deficiencia del complejo I resultan de la herencia autosómica recesiva (combinación de genes nucleares defectuosos tanto de la madre como del padre). Con menor frecuencia, el trastorno es heredado de la madre o es esporádico y el defecto genético está en el ADN mitocondrial.
Tratamiento: como con todas las enfermedades mitocondriales, actualmente no existe cura para la deficiencia del complejo I. Una variedad de tratamientos, que pueden o no ser eficaces, puede incluir terapias metabólicas tales como: riboflavina, tiamina, biotina, coenzima Q10, carnitina y dieta cetógena. Las terapias para la forma multisistémica infantil han sido infructuosas.
La evolución clínica y el pronóstico para pacientes con deficiencia del complejo I son altamente variables y pueden depender del defecto genético, la edad de aparición, los órganos afectados y otros factores específicos.
Deficiencia del complejo III: los síntomas incluyen cuatro formas principales:
i) Encefalomiopatía infantil letal, acidosis láctica congénita, hipotonía, postura distrófica, convulsiones y coma. Son habituales las fibras rojas rasgadas en el tejido muscular.
ii) Encefalomiopatías de aparición tardía (de la infancia a la edad adulta): diversas combinaciones de debilidad, talla baja, ataxia, demencia, pérdida de audición, neuropatía sensitiva, retinopatía pigmentaria y signos piramidales. Son habituales las fibras rojas rasgadas. Posible acidosis láctica.
iii) Miopatía, con intolerancia al ejercicio que evoluciona a debilidad fija. Son habituales las fibras rojas rasgadas. Posible acidosis láctica.
iv) Miocardiopatía histiocitoide infantil.
Deficiencia del complejo IV/deficiencia de COX: los síntomas incluyen dos formas principales:
1. Encefalomiopatía: habitualmente normal durante los primeros 6 a 12 meses de vida y luego muestra retraso en el desarrollo, ataxia, acidosis láctica, atrofia óptica, oftalmoplejía, nistagmo, distonía, signos piramidales y problemas respiratorios. Frecuentes convulsiones. Puede provocar síndrome de Leigh.
2. Miopatía: Dos variantes principales:
1. Miopatía infantil letal: puede comenzar justo después del nacimiento y estar acompañada de hipotonía, debilidad, acidosis láctica, fibras rojas rasgadas, insuficiencia respiratoria y problemas renales.
2. Miopatía infantil benigna: puede comenzar justo después del nacimiento y estar acompañada de hipotonía, debilidad, acidosis láctica, fibras rojas rasgadas, problemas respiratorios, pero (si el niño sobrevive) va seguido de una mejoría espontánea.
KKS (síndrome de Kearns-Sayre): KKS es una enfermedad mitocondrial multisistémica de lenta evolución, que a menudo comienza con caída de párpados (ptosis). Eventualmente otros músculos oculares resultan implicados, lo que da como resultado la parálisis del movimiento ocular. La degeneración de la retina provoca habitualmente dificultad para ver en entornos con iluminación tenue.
KKS se caracteriza por tres características principales:
• aparición típica antes de los 20 años de edad, aunque puede producirse en la lactancia o la edad adulta • parálisis de músculos oculares específicos (denominada oftalmoplejía externa progresiva crónica, CPEO)
• degeneración de la retina que provoca una acumulación anómala de material pigmentado (coloreado) (retinopatía pigmentaria).
Además, está presente uno o más de los siguientes estados:
• bloqueo de señales eléctricas en el corazón (defectos de conducción cardiaca)
• proteína de líquido cefalorraquídeo elevada
• descoordinación de movimientos (ataxia).
Los pacientes con KKS también pueden tener problemas tales como sordera, demencia, disfunción renal y debilidad muscular. También pueden ser evidentes anomalías endocrinas incluyendo retraso en el crecimiento, talla baja o diabetes.
KKS es un trastorno raro. Está provocado habitualmente por una única deleción (pérdida) grande de material genético dentro del ADN de las mitocondrias (ADNmt), en vez de en el ADN del núcleo celular. Estas deleciones, de las que hay más de 150 especies, normalmente surgen espontáneamente. Con menor frecuencia, la mutación la transmite la madre.
Como con todas las enfermedades mitocondriales, no hay cura para KKS.
Los tratamientos se basan en los tipos de síntomas y órganos implicados, y pueden incluir: coenzima Q10, insulina para diabetes, fármacos cardiacos y un marcapasos que pueden salvar la vida. Puede considerarse una intervención quirúrgica para la caída de párpados pero deben realizarla especialistas en centros de cirugía quirúrgica.
KKS es de lenta evolución y el pronóstico varía dependiendo de la gravedad. La muerte es habitual en la tercera o cuarta década y puede deberse a insuficiencias de aparatos y sistemas.
Enfermedad o síndrome de Leigh (encefalomielopatía necrotizante subaguda): síntomas: convulsiones, hipotonía, fatiga, nistagmo, escasos reflejos, dificultades para comer y tragar, problemas para respirar, escasa función motora, ataxia.
Causas: deficiencia de piruvato deshidrogenasa, deficiencia del complejo I, deficiencia del complejo II, deficiencia del complejo IV/COX, NARP.
La enfermedad de Leigh es un trastorno neurometabólico progresivo con aparición general en la lactancia o infancia, a menudo después de una infección viral, pero también puede producirse en adolescentes y adultos. Se caracteriza en IRM por lesiones necrotizantes (tejido muerto o moribundo) visibles en el cerebro, particularmente en el mesencéfalo y el tallo encefálico.
El niño a menudo parece normal al nacer, pero normalmente comienza a presentar síntomas en el plazo de unos pocos meses a los dos años de edad, aunque el momento puede ser mucho antes o después. Los síntomas iniciales pueden incluir la pérdida de habilidades básicas tales como mamar, control de la cabeza, caminar y hablar. Estos pueden estar acompañados de otros problemas tales como irritabilidad, pérdida de apetito, vómitos y convulsiones. Puede haber periodos de brusco deterioro o restablecimiento temporal de algunas funciones. Eventualmente, el niño también puede tener complicaciones cardiacas, renales, de visión y respiratorias.
Existe más de un defecto que provoca la enfermedad de Leigh. Estos incluyen una deficiencia de piruvato deshidrogenasa (PDHC), y defectos enzimáticos de la cadena respiratoria, los complejos I, II, IV y V. Dependiendo del defecto, el modo de herencia puede ser dominante ligada al cromosoma X (defecto en el cromosoma X y habitualmente se produce enfermedad solamente en hombres), autosómica recesiva (heredada de genes tanto de la madre como del padre) y materna (solamente de la madre). También puede haber casos espontáneos que no se heredan en absoluto.
No existe cura para la enfermedad de Leigh. Los tratamientos implican generalmente variaciones de terapias con vitaminas y complementos, a menudo en una combinación en “cóctel”, y sólo son parcialmente eficaces. Diversos sitios de recursos incluyen el posible uso de: tiamina, coenzima Q10, riboflavina, biotina, creatina, succinato e idebenona. También están probándose fármacos experimentales, tales como dicloroacetato (DCA) en algunas clínicas. En algunos casos, puede prescribirse una dieta especial y debe monitorizarla un dietista con conocimientos en trastornos metabólicos.
El pronóstico para la enfermedad de Leigh es malo. Dependiendo del defecto, los individuos viven normalmente desde unos pocos años hasta mediados de la adolescencia. Los pacientes a los que se les diagnostica un síndrome similar a Leigh o que no presentan síntomas hasta la edad adulta tienden a vivir más tiempo.
MELAS (encefalomiopatía mitocondrial, acidosis láctica y episodios similares a ictus): síntomas: talla baja, convulsiones, episodios similares a ictus con déficits neurológicos enfocados, cefaleas recurrentes, regresión cognitiva, evolución de la enfermedad, fibras rojas rasgadas.
Causa: mutaciones puntuales de ADN mitocondrial: A3243G (la más habitual)
MELAS, miopatía mitocondrial (debilidad muscular), encefalopatía (enfermedad cerebral y del sistema nervioso central), acidosis láctica (acumulación de un producto de la respiración anaerobia) y episodios similares a ictus (parálisis parcial, pérdida de visión parcial u otras anomalías neurológicas).
MELAS es un trastorno neurodegenerativo progresivo con aparición típica entre los 2 y 15 años de edad, aunque puede aparecer en la lactancia o hasta la edad adulta. Los síntomas iniciales pueden incluir episodios similares a ictus, convulsiones, migrañas y vómitos recurrentes.
Habitualmente, el paciente parece normal durante la lactancia, aunque es habitual la talla baja. Son menos habituales los síntomas al principio de la lactancia que pueden incluir retraso en el desarrollo, dificultades de aprendizaje o trastorno por déficit de atención. Intolerancia al ejercicio, debilidad en las extremidades, pérdida de audición y diabetes también pueden preceder a la aparición de los episodios similares a ictus.
Los episodios similares a ictus, a menudo acompañados de convulsiones, son el síntoma distintivo de MELAS y provocan parálisis parcial, pérdida de visión y defectos neurológicos focales. Los efectos acumulativos graduales de estos episodios dan como resultado a menudo combinaciones variables de pérdida de motricidad (habla, movimiento y alimentación), sensibilidad alterada (pérdida de visión y pérdida de sensaciones corporales) y deterioro mental (demencia). Los pacientes con MELAS también pueden padecer síntomas adicionales incluyendo: debilidad muscular, disfunción de nervios periféricos, diabetes, pérdida de audición, problemas cardiacos y renales y anomalías digestivas. Habitualmente se acumula ácido láctico a altos niveles en sangre, líquido cefalorraquídeo, o ambos.
MELAS se hereda de la madre debido a un defecto en el ADN dentro de las mitocondrias. Existen al menos 17 mutaciones diferentes que pueden provocar MELAS. De lejos, la más prevalente es la mutación A3243G, que es responsable de aproximadamente el 80 % de los casos.
No existe cura ni tratamiento específico para MELAS. Aunque los ensayos clínicos no han demostrado su eficacia, los tratamientos generales pueden incluir terapias metabólicas tales como: CoQ10, creatina, filoquinona, y otras vitaminas y complementos. Pueden requerirse fármacos tales como medicamentos para convulsiones e insulina para el tratamiento de síntomas adicionales. Algunos pacientes con disfunción muscular pueden beneficiarse de ejercicio supervisado moderado. En casos seleccionados, otras terapias que pueden prescribirse incluyen dicloroacetato (DCA) y menadiona, aunque estos no se usan de manera rutinaria debido a su potencial de tener efectos secundarios perjudiciales.
El pronóstico para MELAS es malo. Normalmente, la edad de la muerte está entre los 10 y los 35 años, aunque algunos pacientes pueden vivir más tiempo. La muerte puede producirse como resultado de deterioro corporal general debido a demencia progresiva y debilidad muscular, o complicaciones de otros órganos afectados tales como corazón o riñones.
MERRF es un síndrome multisistémico progresivo que comienza habitualmente en la infancia, pero su aparición puede producirse en la edad adulta. La tasa de evolución varía ampliamente. La aparición y extensión de los síntomas pueden diferir entre hermanos afectados.
Las características clásicas de MERRF incluyen:
• Mioclonía (espasmos musculares breves, repentinos y espasmódicos), el síntoma más característico • Convulsiones epilépticas
• Ataxia (falta de coordinación)
• Fibras rojas rasgadas (una anomalía microscópica característica observada en biopsia de músculo de pacientes con MERRF y otros trastornos mitocondriales). Los síntomas adicionales pueden incluir: pérdida de audición, acidosis láctica (nivel elevado de ácido láctico en sangre), talla baja, intolerancia al ejercicio, demencia, defectos cardiacos, anomalías oculares y afectación del habla.
Aunque algunos casos de MERRF son esporádicos, la mayoría de los casos se heredan de la madre debido a una a mutación dentro de las mitocondrias. La mutación de MERRF más habitual es A8344G, que representa más del 80 % de los casos. Se ha notificado que otras cuatro mutaciones de ADN mitocondrial provocan MERRF. Aunque una madre transmitirá su mutación de MERRF a toda su descendencia, algunos nunca presentarán síntomas.
Como con todos los trastornos mitocondriales, no existe cura para MERRF. Las terapias pueden incluir coenzima Q10, L-carnitina y diversas vitaminas, a menudo en una combinación en “cóctel”. El tratamiento de convulsiones requiere habitualmente fármacos anticonvulsivos. También pueden ser necesarios medicamentos para el control de otros síntomas.
El pronóstico para MERRF varía ampliamente dependiendo de la edad de aparición, el tipo y la gravedad de los síntomas, los órganos implicados, y otros factores.
Agotamiento del ADN mitocondrial: los síntomas incluyen tres formas principales:
1. Miopatía congénita: debilidad neonatal, hipotonía que requiere ventilación asistida, posible disfunción renal. Acidosis láctica intensa. Fibras rojas rasgadas prominentes. Habitualmente se produce la muerte debido a insuficiencia respiratoria antes del año de edad.
2. Miopatía infantil: tras el desarrollo temprano normal hasta un año de edad, aparece debilidad y empeora rápidamente, provocando insuficiencia respiratoria y la muerte normalmente en un plazo de unos pocos años. 3. Hepatopatía: hepatomegalia e insuficiencia hepática intratable, miopatía. Acidosis láctica intensa. Es habitual la muerte en el plazo del primer año.
Ataxia de Friedreich
La ataxia de Friedreich (FRDA o FA) es un trastorno neurodegenerativo y cardiodegenerativo autosómico recesivo provocado por niveles disminuidos de la proteína frataxina. La frataxina es importante para el ensamblaje de agrupaciones de hierro-azufre en complejos de la cadena respiratoria mitocondrial. Las estimaciones de la prevalencia de FRDA en los Estados Unidos oscilan entre 1 de cada 22.000-29.000 personas (véase www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/001411.htm) y 1 de cada 50.000 personas. La enfermedad provoca la pérdida progresiva de la coordinación motora voluntaria (ataxia) y complicaciones cardiacas. Los síntomas comienzan normalmente en la infancia, y la enfermedad empeora progresivamente a medida que el paciente se hace mayor; los pacientes eventualmente acaban en una silla de ruedas debido a las discapacidades motoras.
Además de trastornos congénitos que implican mitocondrias defectuosas heredadas, se ha sugerido que la disfunción mitocondrial adquirida contribuye a enfermedades, particularmente a trastornos neurodegenerativos asociados al envejecimiento como las enfermedades de Parkinson, de Alzheimer y de Huntington. La incidencia de mutaciones somáticas en ADN mitocondrial se eleva exponencialmente con la edad; se encuentra una actividad de la cadena respiratoria disminuida de manera universal en personas de edad avanzada. La disfunción mitocondrial también está implicada en excitotoxicidad, lesión neuronal, accidentes cerebrovasculares tales como los asociados con convulsiones, ictus e isquemia.
Composiciones farmacéuticas que comprenden un compuesto de la invención
La presente invención también proporciona una composición farmacéutica que comprende el compuesto de la invención junto con uno o más diluyentes o portadores farmacéuticamente aceptables.
El compuesto de la invención o una formulación del mismo pueden administrarse mediante cualquier método convencional, por ejemplo, pero sin limitación, puede administrarse por vía parenteral, por vía oral, por vía tópica (incluyendo bucal, sublingual o transdérmica), mediante un dispositivo médico (por ejemplo, una endoprótesis), mediante inhalación o mediante inyección (subcutánea o intramuscular). El tratamiento puede consistir en una única dosis o una pluralidad de dosis a lo largo de un periodo de tiempo.
El tratamiento puede ser mediante administración una vez al día, dos veces al día, tres veces al día, cuatro veces al día etc. El tratamiento también puede ser mediante administración continua tal como, por ejemplo, administración intravenosa mediante goteo.
Aunque es posible que el compuesto de la invención se administre solo, es preferible presentarlo como una formulación farmacéutica, junto con uno o más portadores aceptables. El/los portador(es) debe(n) ser “aceptable(s)” en el sentido de ser compatibles con el compuesto de la invención y no perjudiciales para los receptores de los mismos. Se describen ejemplos de portadores adecuados con más detalle a continuación. Las formulaciones pueden presentarse convenientemente en forma de dosificación unitaria y pueden prepararse mediante cualquiera de los métodos bien conocidos en la técnica de la farmacia. Tales métodos incluyen la etapa de poner en asociación el principio activo (compuesto de la invención) con el portador que constituye uno o más componentes auxiliares. En general, las formulaciones se preparan poniendo en asociación de manera uniforme e íntima el principio activo con portadores líquidos o portadores sólidos finamente divididos o ambos, y, entonces, si es necesario, dando forma al producto.
El compuesto de la invención se administrará normalmente por vía intravenosa, por vía oral o por cualquier vía parenteral, en forma de una formulación farmacéutica que comprende el principio activo, opcionalmente en forma de un ácido, o una base, inorgánico u orgánico no tóxico, sal de adición, en una forma de dosificación farmacéuticamente aceptable. Dependiendo del trastorno y paciente que va a tratarse, así como de la vía de administración, las composiciones pueden administrarse a dosis variables.
Las composiciones farmacéuticas deben ser estables en las condiciones de fabricación y almacenamiento; por tanto, preferiblemente deben conservarse frente a la acción contaminante de los microorganismos tales como bacterias y hongos. El portador puede ser un disolvente o medio de dispersión que contiene, por ejemplo, agua, etanol, poliol (por ejemplo, glicerol, propilenglicol y polietilenglicol líquido), aceites vegetales, y mezclas adecuadas de los mismos.
Por ejemplo, el compuesto de la invención también puede administrarse por vía oral, por vía bucal o por vía sublingual en forma de comprimidos, cápsulas, óvulos, elixires, disoluciones o suspensiones, que pueden contener agentes aromatizantes o colorantes, para aplicaciones de liberación inmediata, retardada o controlada. Pueden presentarse formulaciones según la presente invención adecuadas para administración oral como unidades diferenciadas tales como cápsulas, sellos o comprimidos, que contienen cada uno una cantidad predeterminada del principio activo; como polvo o gránulos; como una disolución o una suspensión en un líquido acuoso o un líquido no acuoso; o como una emulsión líquida de aceite en agua o una emulsión líquida de agua en aceite. El principio activo también puede presentarse como bolo, electuario o pasta.
Las disoluciones o suspensiones del compuesto de la invención adecuadas para administración oral también pueden contener excipientes, por ejemplo, N,N-dimetilacetamida, dispersantes, por ejemplo, polisorbato 80, tensioactivos y solubilizantes, por ejemplo, polietilenglicol, Phosal 50 PG (que consiste en fosfatidilcolina, ácidos grasos de soja, etanol, mono/diglicéridos, propilenglicol y palmitato de ascorbilo). Las formulaciones según la presente invención también pueden estar en forma de emulsiones, en las que un compuesto de fórmula (I) puede estar presente en una emulsión acuosa-oleosa. El aceite puede ser cualquier sustancia de tipo oleoso tal como, por ejemplo, aceite de soja o aceite de cártamo, triglicérido de cadena media (TCM-aceite) tal como, por ejemplo, aceite de coco, aceite de palma, etc. o combinaciones de los mismos.
Los comprimidos pueden contener excipientes tales como celulosa microcristalina, lactosa (por ejemplo, lactosa monohidratada o lactosa anhidra), citrato de sodio, carbonato de sodio, fosfato de calcio dibásico y glicina, hidroxitolueno butilado (E321), crospovidona, hipromelosa, disgregantes tales como almidón (preferiblemente almidón de maíz, patata o tapioca), glicolato sódico de almidón, croscarmelosa sódica, y determinados silicatos complejos, y aglutinantes de granulación tales como polivinilpirrolidona, hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), hidroxipropilcelulosa (HPC), macrogol 8000, sacarosa, gelatina y goma arábiga. Adicionalmente, pueden incluirse agentes lubricantes tales como estearato de magnesio, ácido esteárico, behenato de glicerilo y talco.
Puede elaborarse un comprimido mediante compresión o moldeo, opcionalmente con uno o más componentes auxiliares. Los comprimidos sometidos a compresión pueden prepararse mediante compresión en una máquina adecuada, el principio activo en una forma fluida tal como un polvo o gránulos, opcionalmente mezclado con un aglutinante (por ejemplo, povidona, gelatina, hidroxipropilmetilcelulosa), lubricante, diluyente inerte, conservante, disgregante (por ejemplo, glicolato sódico de almidón, povidona reticulada, carboximetilcelulosa sódica reticulada), agente tensioactivo o dispersante. Pueden elaborarse comprimidos moldeados mediante moldeo en una máquina adecuada de una mezcla del compuesto en polvo humedecido con un diluyente líquido inerte. Los comprimidos pueden recubrirse o ranurarse opcionalmente y pueden formularse de modo que proporcionen la liberación retardada o controlada del principio activo en los mismos usando, por ejemplo, hidroxipropilmetilcelulosa en proporciones variables para proporcionar el perfil de liberación deseado.
También pueden emplearse composiciones sólidas de un tipo similar como cargas en cápsulas de gelatina. Los excipientes preferidos a este respecto incluyen lactosa, almidón, una celulosa, lactosa o polietilenglicoles de alto peso molecular. Para suspensiones y/o elixires acuosos, los compuestos de la invención pueden combinarse con diversos agentes edulcorantes o aromatizantes, materia colorante o tintes, con agentes emulsionantes y/o de suspensión y con diluyentes tales como agua, etanol, propilenglicol y glicerina, y combinaciones de los mismos. Las formulaciones adecuadas para administración tópica en la boca incluyen pastillas para chupar que comprenden el principio activo en una base aromatizada, habitualmente sacarosa y goma arábiga o goma tragacanto; pastillas que comprenden el principio activo en una base inerte tales como gelatina y glicerina, o sacarosa y goma arábiga; y colutorios que comprenden el principio activo en un portador líquido adecuado. Pueden formularse composiciones farmacéuticas adaptadas para administración tópica como pomadas, cremas, suspensiones, lociones, polvos, disoluciones, pastas, geles, apósitos impregnados, pulverizaciones, aerosoles o aceites, dispositivos transdérmicos, polvos para espolvoreo, y similares. Estas composiciones pueden prepararse mediante métodos convencionales que contienen el agente activo. Por tanto, también pueden comprender portadores y aditivos convencionales compatibles, tales como conservantes, disolventes para ayudar a la penetración del fármaco, emoliente en cremas o pomadas y etanol o alcohol oleílico para lociones. Tales portadores pueden estar presentes como desde aproximadamente el 1 % hasta aproximadamente el 98 % de la composición. Más habitualmente formarán hasta aproximadamente el 80 % de la composición. Como ilustración únicamente, se prepara una crema o pomada mezclando cantidades suficientes de material hidrófilo y agua, que contiene desde aproximadamente el 5-10 % en peso del compuesto, en cantidades suficientes para producir una crema o pomada que tiene la consistencia deseada.
Las composiciones farmacéuticas adaptadas para administración transdérmica pueden presentarse como parches diferenciados destinados a permanecer en contacto íntimo con la epidermis del receptor durante un periodo prolongado de tiempo. Por ejemplo, el agente activo puede administrarse desde el parche mediante iontoforesis.
Para aplicaciones a tejidos externos, por ejemplo, la boca y la piel, las composiciones se aplican preferiblemente como pomada o crema tópica. Cuando se formula en una pomada, el agente activo puede emplearse con una base de pomada o bien parafínica o bien miscible en agua.
Alternativamente, el agente activo puede formularse en una crema con una base de crema de aceite en agua o una base de crema de agua en aceite.
Para administración parenteral, se preparan formas de dosificación unitarias fluidas utilizando el principio activo y un vehículo estéril, por ejemplo, pero sin limitación agua, alcoholes, polioles, glicerina y aceites vegetales, siendo preferido el agua. El principio activo, dependiendo del vehículo y la concentración usados, puede o bien ser coloidal, o bien suspenderse o bien disolverse en el vehículo. En la preparación de disoluciones, el principio activo puede disolverse en agua para inyección y esterilizarse por filtración antes de introducirse en una ampolla o un vial adecuado y sellarse.
Ventajosamente, agentes tales como anestésicos locales, conservantes y agentes tamponantes pueden disolverse en el vehículo. Para potenciar la estabilidad, la composición puede congelarse después de introducirse en el vial y eliminarse el agua a vacío. Entonces se sella el polvo liofilizado seco en el vial y puede suministrarse un vial de agua para inyección adjunto para reconstituir el líquido antes de su uso.
Las composiciones farmacéuticas de la presente invención adecuadas para uso inyectable incluyen disoluciones o dispersiones acuosas estériles. Además, las composiciones pueden estar en forma de polvos estériles para la preparación extemporánea de tales disoluciones o dispersiones inyectables estériles. En todos los casos, la forma inyectable final debe ser estéril y debe ser fluida efectivamente para una fácil inyectabilidad.
Se preparan suspensiones parenterales sustancialmente de la misma manera que las disoluciones, excepto en que el principio activo se suspende en el vehículo en vez de disolverse y no puede lograrse la esterilización por filtración. El principio activo puede esterilizarse mediante exposición a óxido de etileno antes de la suspensión en el vehículo estéril. Ventajosamente, se incluye un surfactante o agente humectante en la composición para facilitar la distribución uniforme del principio activo.
Debe entenderse que además de los componentes mencionados anteriormente en particular, las formulaciones de esta invención pueden incluir otros agentes convencionales en la técnica teniendo en cuenta el tipo de formulación en cuestión, por ejemplo aquellas adecuadas para administración oral pueden incluir agentes aromatizantes. Un experto en la técnica sabrá cómo elegir una formulación adecuada y cómo prepararla (véase, por ejemplo, Remington's Pharmaceutical Sciences 18 ed. o posterior). Un experto en la técnica también sabrá cómo elegir una dosificación y vía de administración adecuadas.
Un experto en la técnica reconocerá que la cantidad óptima y la separación de las dosificaciones individuales de un compuesto de la invención estarán determinadas por la naturaleza y extensión de la afección que esté tratándose, la forma, vía y sitio de administración, y la edad y el estado del sujeto particular que esté tratándose, y que un médico determinará en última instancia las dosificaciones apropiadas que van a usarse. Esta dosificación puede repetirse tan a menudo como sea apropiado. Si se desarrollan efectos secundarios, pueden alterarse o reducirse la cantidad y/o frecuencia de la dosificación, según la práctica clínica normal.
Todos los valores en % mencionados en el presente documento son % p/p a menos que el contexto requiera lo contrario.
Todos los compuestos de la invención pueden transformarse en una matriz biológica para liberar ácido succínico, succinil coenzima A o formas canónicas de los mismos. Pueden hacerlo tal como sigue a continuación.
Cuando R', R'' o R''' es un compuesto de fórmula (II) el grupo acilo que incluye R2 puede escindirse mediante una enzima adecuada, preferiblemente una esterasa. Esta libera un éster hidroximetílico, un éster aminometílico o un éster tiolmetílico que podrían convertirse de manera espontánea en un grupo carbonilo, imina o tiocarbonilo y un ácido carboxílico libre. A modo de ejemplo en la fórmula (I) en la que A es 0R' siendo R' la (II) y B es H y Z es -CH2CH2-.
Figure imgf000028_0001
Cuando B es -SR''' se libera un grupo tiol. Esto se considera especialmente ventajoso dado que el grupo tiol tiene propiedades reductoras. Muchas enfermedades tienen un componente no deseado de estrés oxidativo, que puede conducir a daño en la estructura celular y la función celular. Por consiguiente, se espera que la liberación de un componente que puede actuar como antioxidante y eliminar radicales libres o reducir las especies reactivas de oxígeno proporcione un beneficio adicional en uso médico o cosmético.
Cuando R', R'' o R''' es un compuesto de fórmula (V) el sustituyente en el grupo R10 puede eliminarse mediante la acción de una enzima adecuada o mediante hidrólisis química in vivo. A modo de ejemplo en la fórmula (I) en la que A es OR' siendo R' la fórmula (V) y B es H y Z es -CH2CH2-, X es O y R8 es H, R9 es Me y R10 es O-acetilo.
Figure imgf000029_0001
Cuando R', R'' o R''' es un compuesto de fórmula (VII) puede eliminarse el grupo mediante la acción de una enzima adecuada o mediante hidrólisis química in vivo para liberar ácido succínico. A modo de ejemplo en la fórmula (I) en la que A es SR siendo R la fórmula (VII) y B es Oh y Z es -CH2CH2-, X5 es CO2H y R1 es Et:
Figure imgf000029_0002
Alternativamente, para compuestos de fórmula VII, la propia entidad puede llevarse directamente al ciclo de Krebs en lugar de succinil-CoA.
Cuando la fórmula (I) es
Figure imgf000029_0003
El compuesto puede hidrolizarse para dar un compuesto según el esquema a continuación y cuando X4 es -COOH.
Figure imgf000029_0004
Otros aspectos de la invención
La presente divulgación también describe una combinación (por ejemplo, para el tratamiento de disfunción mitocondrial) de un compuesto de fórmula (I) o una forma farmacéuticamente aceptable del mismo tal como se definió anteriormente en el presente documento y uno o más agentes seleccionados independientemente de:
• Derivados de quinona, por ejemplo, ubiquinona, idebenona, mitoQ
• Vitaminas, por ejemplo, tocoferoles, tocotrienoles y Trolox (vitamina E), ascorbato (C), tiamina (B1), riboflavina (B2), nicotinamida (B3), menadiona (K3),
• Antioxidantes además de vitaminas, por ejemplo, compuestos de TPP (mitoQ), compuestos de Sk, epicatequina, catequina, ácido lipoico, ácido úrico, melatonina
• Dicloroacetato
• Azul de metileno
• L-arginina
• Péptidos de Szeto-Schiller
• Creatina
• Benzodiazepinas
• Moduladores de PGC-1a
• Dieta cetógena
Otro aspecto de la invención es que cualquiera de los compuestos dados a conocer en el presente documento puede administrarse junto con cualquier otro compuesto tal como, por ejemplo, bicarbonato de sodio (como bolo (por ejemplo, 1 mEq/kg) seguido de una infusión continua) como medicación concomitante a los compuestos dados a conocer en el presente documento.
Acidosis láctica o efectos secundarios inducidos por fármacos debido a alteración relacionada con el complejo I de la fosforilación oxidativa mitocondrial
La presente invención también se refiere a la prevención o el tratamiento de acidosis láctica y de efectos secundarios inducidos por fármacos relacionados con las mitocondrias. En particular, los compuestos según la invención se usan en la prevención o el tratamiento de unos efectos secundarios inducidos por fármacos relacionados con las mitocondrias en o aguas arriba del complejo I, o expresado de otro modo, la invención proporciona según la invención para la prevención o el tratamiento de inhibición directa inducida por fármacos del complejo I o de cualquier efecto inducido por fármacos que limita el suministro de NADH al complejo I (tal como, pero sin limitarse a, efectos sobre el ciclo de Krebs, glicólisis, beta-oxidación, metabolismo de piruvato e incluso fármacos que afectan al transporte o los niveles de glucosa u otros sustratos relacionados con el complejo I). La toxicidad mitocondrial inducida por fármacos puede ser parte del efecto terapéutico deseado (por ejemplo, la toxicidad mitocondrial inducida por fármacos contra el cáncer), pero en la mayoría de casos, la toxicidad mitocondrial inducida por fármacos es un efecto indeseable. La toxicidad mitocondrial puede aumentar notablemente la glicólisis para compensar la pérdida celular de formación de ATP mitocondrial mediante la fosforilación oxidativa. Esto puede dar como resultado niveles plasmáticos aumentados de lactato, que si son excesivos dan como resultado acidosis láctica, que pueden ser mortales. La acidosis láctica tipo A se asocia principalmente con hipoxia tisular, mientras que la acidosis láctica aerobia tipo B se asocia con fármacos, toxina o trastornos sistémicos tales como enfermedades hepáticas, diabetes, cáncer y errores congénitos del metabolismo (por ejemplo, defectos genéticos mitocondriales).
Muchas sustancias farmacológicas conocidas influyen negativamente en la respiración mitocondrial (por ejemplo, antipsicóticos, anestésicos locales y antidiabéticos) y, por consiguiente, existe la necesidad de identificar o desarrollar medios que puedan usarse o bien para sortear o bien para aliviar los efectos mitocondriales negativos inducidos por el uso de una sustancia farmacológica de este tipo.
La presente invención proporciona compuestos para su uso en la prevención o el tratamiento de acidosis láctica y de efectos secundarios inducidos por fármacos relacionados con las mitocondrias. En particular, los profármacos de succinato se usan en la prevención o el tratamiento de efectos secundarios inducidos por fármacos relacionados con las mitocondrias en o aguas arriba del complejo I, o expresado de otro modo, la invención proporciona profármacos de succinato para la prevención o el tratamiento de la inhibición directa inducida por fármacos del complejo I o de cualquier efecto inducido por fármacos que limite el suministro de NADH al complejo I (tal como, pero sin limitarse a, efectos sobre el ciclo de Krebs, glicólisis, beta-oxidación, metabolismo de piruvato e incluso fármacos que afectan al transporte o los niveles de glucosa u otros sustratos relacionados con el complejo I).
Tal como se mencionó anteriormente, a menudo se observan niveles plasmáticos aumentados de lactato en pacientes tratados con fármacos que pueden tener efectos secundarios relacionados con las mitocondrias. La presente invención se basa en resultados experimentales que muestran que la metformina (tratamiento de primera línea para diabetes tipo 2 y que se ha asociado con acidosis láctica como efecto secundario raro) inhibe la función mitocondrial de células de sangre periférica humana en el complejo I de manera dependiente del tiempo y de la dosis a concentraciones relevantes para la intoxicación de metformina. La metformina provoca además un aumento significativo de la producción de lactato por plaquetas intactas a lo largo del tiempo. El uso de los compuestos según la invención redujo significativamente la producción de lactato en plaquetas intactas expuestas a metformina. El succinato aplicado de manera exógena, el propio sustrato, no redujo la producción de lactato inducida por metformina.
En otro estudio, se observó la producción de lactato a lo largo de varias horas en plaquetas inhibidas por rotenona (es decir, un estado en el que está afectada la función del complejo I). El uso de los compuestos según la invención (pero no de succinato) atenuó la producción de lactato inducida por rotenona de plaquetas humanas intactas. Se repitieron experimentos respirométricos en fibroblastos humanos y fibras de músculo cardiaco humanas, y se confirmaron los hallazgos observados en células sanguíneas.
Por consiguiente, la invención proporciona compuestos según la fórmula (I) para su uso en la prevención o el tratamiento de acidosis láctica. Sin embargo, como los resultados notificados en el presente documento se basan en acidosis láctica relacionada con la inhibición directa del complejo I o están asociados con un defecto en o aguas arriba del complejo I, se contempla que los compuestos según la invención son adecuados para su uso en la prevención o el tratamiento de efectos secundarios inducidos por fármacos relacionados con las mitocondrias en o aguas arriba del complejo I. Los compuestos según la invención también contrarrestarán los efectos farmacológicos que alteran el metabolismo aguas arriba del complejo I (inhibición indirecta del complejo I, que abarcará cualquier efecto farmacológico que limite el suministro de NADH al complejo I, por ejemplo, efectos sobre el ciclo de Krebs, glicólisis, beta-oxidación, metabolismo de piruvato e incluso fármacos que afectan a los niveles de glucosa u otros sustratos relacionados con el complejo I).
Los compuestos según la invención se usan en el tratamiento o la prevención de efectos secundarios inducidos por fármacos relacionados con las mitocondrias o para aumentar o restablecer los niveles celulares de energía (ATP), en el tratamiento. Especialmente, se usan en el tratamiento o la prevención de efectos secundarios relacionados con las mitocondrias de complejo I inducidos por fármacos directos o indirectos. En particular, se usan en el tratamiento o la prevención de acidosis láctica, tal como acidosis láctica inducida por una sustancia farmacológica.
También se da a conocer una combinación de un compuesto de fórmula (I) y una sustancia farmacológica que puede inducir un efecto secundario relacionado con las mitocondrias, en particular un efecto secundario que está provocado por la alteración directa o indirecta del complejo I por la sustancia farmacológica. Tal combinación puede usarse como prevención profiláctica de un efecto secundario relacionado con las mitocondrias o, en caso de que aparezca el efecto secundario, en el alivio y/o tratamiento del efecto secundario relacionado con las mitocondrias.
Se contempla que los compuestos descritos a continuación serán eficaces en el tratamiento o la prevención de efectos secundarios inducidos por fármacos, en particular en efectos secundarios relacionados con la inhibición directa o indirecta del complejo I.
Las sustancias farmacológicas que se sabe que dan lugar a defectos, malfuncionamiento o alteración del complejo I y/o que se sabe que tienen acidosis láctica como efecto secundario son:
Analgésicos incluyendo paracetamol, capsaicina
Antianginosos incluyendo amiodarona, perhexilina
Antibióticos incluyendo linezolid, trovafloxacina, gentamicina
Fármacos anticancerosos incluyendo quinonas incluyendo mitomicina C, adriamicina
Fármacos anticonvulsivos incluyendo ácido valproico
Antidiabéticos incluyendo metformina, fenformina, butilbiguanida, troglitazona y rosiglitazona, pioglitazona Agentes contra la hepatitis B incluyendo fialuridina
Antihistamínicos
Agentes antiparkinsonianos incluyendo tolcapona
Antipsicóticos, risperidona,
Agentes contra la esquizofrenia, zotepina, clozapina
Antisépticos, compuestos de amonio cuaternario (CAC)
Agentes contra la tuberculosis incluyendo isoniazida
Fibratos incluyendo clofibrato, ciprofibrato, simvastatina
Hipnóticos incluyendo propofol
Fármacos antirreumáticos modificadores de la enfermedad (FARME) inmunosupresores, leflunomida Anestésicos locales incluyendo bupivacaína, diclofenaco, indometacina y lidocaína
Relajante muscular incluyendo dantroleno
Agentes neurolépticos incluyendo neurolépticos antipsicóticos como clorpromazina, flufenazina y haloperidol INTI (inhibidores nucleosídicos de la transcriptasa inversa) incluyendo efavirenz, tenofovir, emtricitabina, zidovudina, lamivudina, rilpivirina, abacavir, didanosina
AINE incluyendo nimesulfida, ácido mefenámico, sulindaco
Ácidos barbitúricos.
Otras sustancias farmacológicas que se conoce que tienen acidosis láctica como efectos secundarios incluyen beta2-agonistas, epinefrina, teofilina u otros herbicidas. Los alcoholes y la cocaína también pueden dar como resultado acidosis láctica.
Además, se contempla que los compuestos de la invención también pueden ser eficaces en el tratamiento o la prevención de acidosis láctica aunque no estén relacionados con un defecto del complejo I.
Combinación de fármacos y compuestos de la invención
También se da a conocer una combinación de una sustancia farmacológica y un compuesto de la invención para su uso en el tratamiento y/o la prevención de un efecto secundario inducido por fármacos seleccionado de acidosis láctica y un efecto secundario relacionado con un defecto, inhibición o malfuncionamiento del complejo I, en la que
i) la sustancia farmacológica se usa para el tratamiento de una enfermedad para la que está indicada la sustancia farmacológica, y
ii) el compuesto de la invención se usa para la prevención o el alivio de los efectos secundarios inducidos o inducibles por la sustancia farmacológica, en el que los efectos secundarios se seleccionan de acidosis láctica y efectos secundarios relacionados con un defecto, inhibición o malfuncionamiento del complejo I.
Método para el tratamiento/la prevención de efectos secundarios
También se da a conocer un método para tratar un sujeto que padece un efecto secundario inducido por fármacos seleccionado de acidosis láctica y un efecto secundario relacionado con un defecto, inhibición o malfuncionamiento del complejo I, el método comprende administrar una cantidad eficaz de un compuesto de la invención al sujeto, y a un método para prevenir o aliviar un efecto secundario inducido por fármacos seleccionado de acidosis láctica y un efecto secundario relacionado con un defecto, inhibición o malfuncionamiento del complejo I en un sujeto, que padece una enfermedad que se trata con una sustancia farmacológica, que induce potencialmente un efecto secundario seleccionado de acidosis láctica y un efecto secundario relacionado con un defecto, inhibición o malfuncionamiento del complejo I, el método comprende administrar una cantidad eficaz de un compuesto de la invención al sujeto antes, durante o después del tratamiento con dicha sustancia farmacológica.
Metformina
La metformina es un fármaco antidiabético que pertenece a la clase de las biguanidas. Es el tratamiento de primera línea para la diabetes tipo 2, que representa aproximadamente el 90 % de los casos de diabetes en EE.UU. El efecto antidiabético se ha atribuido a la disminución de la producción de glucosa hepática, que aumenta el efecto biológico de insulina a través de una captación aumentada de glucosa en tejidos periféricos y que disminuye la captación de glucosa en el intestino, pero no se han dilucidado completamente los mecanismos de acción exactos. A pesar de sus ventajas con respecto a otros antidiabéticos, se ha relacionado con casos raros de acidosis láctica (AL) como efecto secundario. AL se define como un espacio aniónico aumentado, un nivel de lactato en sangre arterial por encima de 5 mM y un pH ≤ 7,35. Aunque todavía no se ha revelado por completo la patogenia precisa de AL asociada con metformina, se han sugerido una inhibición de la gluconeogénesis y acumulación resultante de precursores gluconeogénicos, tales como alanina, piruvato y lactato. 0tros, sin embargo, proponen que el factor clave es una interferencia del fármaco con la función mitocondrial tanto para el efecto hipoglucemiante, terapéutico primario así como para el desarrollo de AL asociada con metformina. Como consecuencia de la inhibición mitocondrial, la célula se desplazará parcialmente del metabolismo aerobio a anaerobio, promoviendo la glicólisis con niveles de lactato elevados resultantes. La fenformina, otro agente antidiabético de la misma clase farmacológica que la metformina, se ha retirado del mercado en la mayoría de países debido a una alta incidencia de AL (4 casos por cada 10000 años-tratamiento). En comparación, la incidencia de AL para metformina es de aproximadamente una décima parte que para la fenformina y, por tanto, se considera un agente terapéutico bastante seguro. AL asociada con metformina se observa principalmente en pacientes que tienen estados predisponentes adicionales que afectan al sistema cardiovascular, el hígado o los riñones. En estos estados, el aclaramiento del fármaco del cuerpo se ve afectado lo que, si no se detecta a tiempo, da como resultado concentraciones en sangre crecientes de metformina. Dado que se espera que el uso de metformina se eleve debido a la prevalencia creciente de diabetes tipo 2, la investigación sobre toxicidad mitocondrial inducida por metformina y AL se convierte en un asunto actual y urgente. La investigación sobre la toxicidad mitocondrial de metformina notifica resultados incoherentes. Kane et al. (2010) no detectaron la inhibición de la respiración basal y capacidades respiratorias máximas por metformina in vivo en músculo esquelético de ratas y ni lo hicieron en biopsias de músculo de pacientes con diabetes tipo 2 tratados con metformina. En cambio, otros han descrito efectos tóxicos de metformina y fenformina sobre las mitocondrias y su asociación con AL en tejidos animales. Los datos sobre tejido humano son escasos, especialmente ex vivo o in vivo. La mayoría de datos humanos sobre metformina y AL se basan en estudios retrospectivos debido a la dificultad de obtener muestras de tejido humano. Protti et al. (2010), sin embargo, notificaron el consumo disminuido de oxígeno sistémico en pacientes con AL asociada con biguanida y tanto Protti et al. (2012b) como Larsen et al. (2012) describieron disfunción mitocondrial in vitro en respuesta a la exposición a metformina a ≤ 10 mM en músculo esquelético y plaquetas humanos, respectivamente. Protti et al. (2012b) notificaron además la liberación aumentada de lactato en plaquetas humanas en respuesta a la exposición a metformina a 1 mM. Aunque la metformina no se encuentra a esta concentración en condiciones terapéuticas, se ha mostrado que se aproxima a estos niveles en sangre durante una intoxicación y se sabe que se acumula de 7 a 10 veces en el tracto gastrointestinal, riñón, hígado, glándulas salivales, pulmón, bazo y músculo en comparación con plasma.
En el estudio notificado en el presente documento, el objetivo era evaluar la toxicidad mitocondrial de la metformina y la fenformina en células sanguíneas humanas usando respirometría de alta resolución. La fenformina se incluyó para comparar la actividad de los dos fármacos de estructura similar y para estudiar la relación entre toxicidad mitocondrial e incidencia de AL descrita en pacientes humanos. Para investigar la permeabilidad de membrana y la diana específica de la toxicidad de estas biguanidas, se aplicó un modelo para someter a prueba la toxicidad farmacológica usando células sanguíneas tanto intactas como permeabilizadas con adiciones secuenciales de sustratos e inhibidores específicos de complejo respiratorio.
Definiciones
Los artículos “un” y “una” se usan en el presente documento para referirse a uno o más de uno (es decir, al menos uno) de los objetos gramaticales del artículo. A modo de ejemplo “un análogo” significa un análogo o más de un análogo.
Tal como se usan en el presente documento, los términos “succinatos con permeabilidad celular”, “compuesto(s) de la invención”, “derivados de succinato con permeabilidad celular” y “precursores de succinato con permeabilidad celular” se usan de manera intercambiable y se refieren a compuestos de fórmula (I).
Tal como se usa en el presente documento, el término “biodisponibilidad” se refiere al grado en el que o la tasa a la que se absorbe o se pone a disposición un fármaco u otra sustancia en el sitio de actividad biológica después de la administración. Esta propiedad depende de varios factores incluyendo la solubilidad del compuesto, la tasa de absorción en el intestino, la extensión de metabolismo y unión a proteínas, etc. Diversas pruebas para determinar la biodisponibilidad con las que estará familiarizado un experto en la técnica se describen en el presente documento (véanse también Trepanier et al., 1998, Gallant-Haidner et al., 2000).
Tal como se usan en el presente documento, los términos “alteración”, “inhibición”, “defecto” usados en relación con el complejo I de la cadena respiratoria pretenden indicar que una sustancia farmacológica dada tiene un efecto negativo sobre el complejo I o sobre el metabolismo mitocondrial aguas arriba del complejo I, lo que podría abarcar cualquier efecto farmacológico que limite el suministro de NADH al complejo I, por ejemplo, efectos sobre el ciclo de Krebs, glicólisis, beta-oxidación, metabolismo de piruvato e incluso fármacos que afectan al transporte o niveles de glucosa u otros sustratos relacionados con el complejo I. Tal como se describe en el presente documento, un exceso de lactato en un sujeto es a menudo una indicación de un efecto negativo sobre la respiración aerobia incluyendo el complejo I.
Tal como se usa en el presente documento, el término “efecto secundario” usado en relación con la función del complejo I de la cadena respiratoria puede ser un efecto secundario relacionado con acidosis láctica o puede ser un efecto secundario relacionado con toxicidad de órganos farmacológica idiosincrásica, por ejemplo, hepatotoxicidad, neurotoxicidad, cardiotoxicidad, nefrotoxicidad y toxicidad muscular que abarca, pero no se limita a, por ejemplo, oftalmoplejía, miopatía, deterioro auditivo neurosensitivo, convulsiones, ictus, acontecimientos similares a ictus, ataxia, ptosis, deterioro cognitivo, estados de consciencia alterados, dolor neuropático, polineuropatía, problemas gastrointestinales neuropáticos (reflujo gastroesofágico, estreñimiento, pseudoobstrucción intestinal), disfunción tubular proximal renal, defectos de conducción cardiaca (bloqueos cardiacos), miocardiopatía, hipoglucemia, defectos gluconeogénicos, insuficiencia hepática no alcohólica, neuropatía óptica, pérdida de visión, diabetes e insuficiencia pancreática exocrina, fatiga, problemas respiratorios incluyendo disnea intermitente.
Tal como se usa en el presente documento, el término “inducido por fármacos” en relación con el término “efecto secundario” ha de entenderse en un sentido amplio. Por tanto, no incluye únicamente sustancias farmacológicas, sino también otras sustancias que pueden conducir a la presencia no deseada de lactato. Ejemplos son herbicidas, setas venenosas, bayas, etc.
Las sales farmacéuticamente aceptables del compuesto de la invención incluyen sales convencionales formadas a partir de bases o ácidos inorgánicos u orgánicos farmacéuticamente aceptables así como de sales de adición de ácido de amonio cuaternario. Los ejemplos más específicos de sales de ácido adecuadas incluyen ácido clorhídrico, bromhídrico, sulfúrico, fosfórico, nítrico, perclórico, fumárico, acético, propiónico, succínico, glicólico, fórmico, láctico, maleico, tartárico, cítrico, palmoico, malónico, hidroximaleico, fenilacético, glutámico, benzoico, salicílico, fumárico, toluenosulfónico, metanosulfónico, naftaleno-2-sulfónico, bencenosulfónico hidroxinaftoico, yodhídrico, málico, esteroico, tánico y similares. Otros ácidos tales como oxálico, aunque no son farmacéuticamente aceptables en sí mismos, pueden ser útiles en la preparación de sales útiles como productos intermedios en la obtención de los compuestos de la invención y sus sales farmacéuticamente aceptables. Los ejemplos más específicos de sales básicas adecuadas incluyen sales de sodio, litio, potasio, magnesio, aluminio, calcio, zinc, N,N-dibenciletilendiamina, cloroprocaína, colina, dietanolamina, etilendiamina, N-metilglucamina y procaína.
Tal como se usa en el presente documento, el término “alquilo” se refiere a cualquier cadena lineal o ramificada que se compone únicamente de átomos de carbono sp3, totalmente saturada con átomos de hidrógeno tales como, por ejemplo, -CnH2n+1 para alquilos de cadena lineal, en los que n puede estar en el intervalo de 1 y 10 tal como, por ejemplo, metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, iso-butilo, sec-butilo, terc-butilo, n-pentilo, neopentilo, isopentilo, hexilo, isohexilo, heptilo, octilo, nonilo o decilo. El alquilo tal como se usa en el presente documento puede estar sustituido adicionalmente.
Tal como se usa en el presente documento, el término “cicloalquilo” se refiere a una cadena de carbonos con estructura cíclica/de anillo que tiene la fórmula general de -CnH2n-1 en la que n está entre 3-10, tal como, por ejemplo, ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo, cicloheptilo o ciclooctilo, biciclo[3.2.1]octilo, espiro[4,5]decilo, norpinilo, norbonilo, norcaprilo, adamantilo y similares.
Tal como se usa en el presente documento, el término “alqueno” se refiere a una cadena lineal o ramificada que se compone de átomos de carbono e hidrógeno en la que al menos dos átomos de carbono se conectan mediante un doble enlace tal como, por ejemplo, cadena hidrocarbonada insaturada de alquenilo C2-10 que tiene desde dos hasta diez átomos de carbono y al menos un doble enlace. Los grupos alquenilo C2-6 incluyen, pero no se limitan a, vinilo, 1-propenilo, alilo, iso-propenilo, n-butenilo, n-pentenilo, n-hexenilo y similares.
El término “alcoxilo C1-10” en el presente contexto designa un grupo -O-alquilo C1-6 usado solo o en combinación, en el que alquilo C1-10 es tal como se definió anteriormente. Ejemplos de grupos alcoxilo lineales son metoxilo, etoxilo, propoxilo, butoxilo, pentoxilo y hexoxilo. Ejemplos de alcoxilo ramificado son iso-propoxilo, sec-butoxilo, terc-butoxilo, iso-pentoxilo e iso-hexoxilo. Ejemplos de alcoxilo cíclico son ciclopropiloxilo, ciclobutiloxilo, ciclopentiloxilo y ciclohexiloxilo.
El término “heterocicloalquilo C3-7” tal como se usa en el presente documento indica un radical de un heterociclo totalmente saturado como un hidrocarburo cíclico que contiene uno o más heteroátomos seleccionados de nitrógeno, oxígeno y azufre independientemente en el ciclo. Los ejemplos de heterociclos incluyen, pero no se limitan a, pirrolidina (1-pirrolidina, 2-pirrolidina, 3-pirrolidina, 4-pirrolidina, 5-pirrolidina), pirazolidina (1-pirazolidina, 2- pirazolidina, 3-pirazolidina, 4-pirazolidina, 5-pirazolidina), imidazolidina (1-imidazolidina, 2-imidazolidina, 3-imidazolidina, 4-imidazolidina, 5-imidazolidina), tiazolidina (2-tiazolidina, 3-tiazolidina, 4-tiazolidina, 5-tiazolidina), piperidina (1-piperidina, 2-piperidina, 3-piperidina, 4-piperidina, 5-piperidina, 6-piperidina), piperazina (1-piperazina, 2-piperazina, 3-piperazina, 4-piperazina, 5-piperazina, 6-piperazina), morfolina (2-morfolina, 3-morfolina, 4-morfolina, 5-morfolina, 6-morfolina), tiomorfolina (2-tiomorfolina, 3-tiomorfolina, 4-tiomorfolina, 5-tiomorfolina, 6-tiomorfolina), 1,2-oxatiolano (3-(1,2-oxatiolano), 4-(1,2-oxatiolano), 5-(1,2-oxatiolano)), 1,3-dioxolano (2-(1,3-dioxolano), 3-(1,3-dioxolano), 4-(1,3-dioxolano)), tetrahidropirano (2-tetrahidropirano, 3-tetrahidropirano, 4-tetrahidropirano, 5-tetrahidropirano, 6-tetrahidropirano), hexahidropiradizina, (1-(hexahidropiradizina), 2-(hexahidropiradizina), 3-(hexahidropiradizina), 4-(hexahidropiradizina), 5-(hexahidropiradizina), 6-(hexahidropiradizina)).
El término “alquil Ci-10-cicloalquilo C3-10” tal como se usa en el presente documento se refiere a un grupo cicloalquilo tal como se definió anteriormente unido a través de un grupo alquilo tal como se definió anteriormente que tiene el número alquilo indicado de átomos de carbono.
El término “alquil C1-10-heterocicloalquilo C3-7” tal como se usa en el presente documento se refiere a un grupo heterocicloalquilo tal como se definió anteriormente unido a través de un grupo alquilo tal como se definió anteriormente que tiene el número indicado de átomos de carbono.
El término “arilo” tal como se usa en el presente documento pretende incluir sistemas de anillos aromáticos carbocíclicos. Arilo también pretende incluir los derivados parcialmente hidrogenados de los sistemas carbocíclicos enumerados a continuación.
El término “heteroarilo” tal como se usa en el presente documento incluye sistemas de anillos insaturados heterocíclicos que contienen uno o más heteroátomos seleccionados de nitrógeno, oxígeno y azufre, tales como furilo, tienilo, pirrolilo, y también pretende incluir los derivados parcialmente hidrogenados de los sistemas heterocíclicos enumerados a continuación.
Los términos “arilo” y “heteroarilo” tal como se usan en el presente documento se refieren a un arilo, que puede estar opcionalmente no sustituido o mono, di o trisustituido, o un heteroarilo, que puede estar opcionalmente no sustituido o mono, di o trisustituido. Los ejemplos de “arilo” y “heteroarilo” incluyen, pero no se limitan a, fenilo, bifenilo, indenilo, naftilo (1-naftilo, 2-naftilo), N-hidroxitetrazolilo, N-hidroxitriazolilo, N-hidroxiimidazolilo, antracenilo (1-antracenilo, 2-antracenilo, 3-antracenilo), fenantrenilo, fluorenilo, pentalenilo, azulenilo, bifenilenilo, tiofenilo (1 -tienilo, 2-tienilo), furilo (1-furilo, 2-furilo), furanilo, tiofenilo, isoxazolilo, isotiazolilo, 1,2,3-triazolilo, 1,2,4-triazolilo, piranilo, piridazinilo, pirazinilo, 1,2,3-triazinilo, 1,2,4-triazinilo, 1,3,5-triazinilo, 1,2,3-oxadiazolilo, 1,2,4-oxadiazolilo, 1,2,5-oxadiazolilo, 1,3,4-oxadiazolilo, 1,2,3-tiadiazolilo, 1,2,4-tiadiazolilo, 1,2,5-tiadiazolilo, 1,3,4-tiadiazolilo, tetrazolilo, tiadiazinilo, indolilo, isoindolilo, benzofuranilo, benzotiofenilo (tianaftenilo), indolilo, oxadiazolilo, isoxazolilo, quinazolinilo, fluorenilo, xantenilo, isoindanilo, benzhidrilo, acridinilo, bencisoxazolilo, purinilo, quinazolinilo, quinolizinilo, quinolinilo, isoquinolinilo, quinoxalinilo, naftiridinilo, fteridinilo, azepinilo, diazepinilo, pirrolilo (2-pirrolilo), pirazolilo (3-pirazolilo), 5-tiofen-2-il-2H-pirazol-3-ilo, imidazolilo (1 -imidazolilo, 2-imidazolilo, 4-imidazolilo, 5- imidazolilo), triazolilo (1,2,3-triazol-1 -ilo, 1,2,3-triazol-2-ilo, 1,2,3-triazol-4-ilo, 1,2,4-triazol-3-ilo), oxazolilo (2-oxazolilo, 4-oxazolilo, 5-oxazolilo), tiazolilo (2-tiazolilo, 4-tiazolilo, 5-tiazolilo), piridilo (2-piridilo, 3-piridilo, 4-piridilo), pirimidinilo (2-pirimidinilo, 4-pirimidinilo, 5-pirimidinilo, 6-pirimidinilo), pirazinilo, piridazinilo (3-piridazinilo, 4-piridazinilo, 5-piridazinilo), isoquinolilo (1-isoquinolilo, 3-isoquinolilo, 4-isoquinolilo, 5-isoquinolilo, 6-isoquinolilo, 7-isoquinolilo, 8-isoquinolilo), quinolilo (2-quinolilo, 3-quinolilo, 4-quinolilo, 5-quinolilo, 6-quinolilo, 7-quinolilo, 8-quinolilo), benzo[b]furanilo (2-benzo[b]furanilo, 3-benzo[b]furanilo, 4-benzo[b]furanilo, 5-benzo[b]furanilo, 6-benzo[b]furanilo, 7-benzo[b]furanilo), 2,3-dihidro-benzo[b]furanilo (2-(2,3-dihidrobenzo[b]furanilo), 3-(2,3-dihidro-benzo[b]furanilo), 4-(2,3-dihidro-benzo[b]furanilo), 5-(2,3-dihidrobenzo[b]furanilo), 6-(2,3-dihidro-benzo[b]furanilo), 7-(2,3-dihidro-benzo[b]furanilo)), benzo[b]tiofenilo (2-benzo[b]tiofenilo, 3-benzo[b]tiofenilo, 4-benzo[b]tiofenilo, 5-benzo[b]tiofenilo, 6-benzo[b]tiofenilo, 7-benzo[b]tiofenilo)), 2,3-dihidro-benzo[b]tiofenilo (2-(2,3-dihidro-benzo[b]tiofenilo), 3-(2,3-dihidro-benzo[b]tiofenilo), 4-(2,3-dihidro-benzo[b]tiofenilo), 5-(2,3-dihidro-benzo[b]tiofenilo), 6-(2,3-dihidro-benzo[b]tiofenilo), 7-(2,3-dihidrobenzo[b]tiofenilo)), indolilo (1-indolilo, 2-indolilo, 3-indolilo, 4-indolilo, 5-indolilo, 6-indolilo, 7-indolilo), indazolilo (1-indazolilo, 2-indazolilo, 3-indazolilo, 4-indazolilo, 5-indazolilo, 6-indazolilo, 7-indazolilo), bencimidazolilo, (1-bencimidazolilo, 2-bencimidazolilo, 4-bencimidazolilo, 5-bencimidazolilo, 6-bencimidazolilo, 7-bencimidazolilo, 8-bencimidazolilo), benzoxazolilo (1-benzoxazolilo, 2-benzoxazolilo), benzotiazolilo (1-benzotiazolilo, 2-benzotiazolilo, 4-benzotiazolilo, 5-benzotiazolilo, 6-benzotiazolilo, 7-benzotiazolilo), carbazolilo (1-carbazolilo, 2-carbazolilo, 3-carbazolilo, 4-carbazolilo). Ejemplos no limitativos de derivados parcialmente hidrogenados son 1,2,3,4-tetrahidronaftilo, 1,4-dihidronaftilo, pirrolinilo, pirazolinilo, indolinilo, oxazolidinilo, oxazolinilo, oxazepinilo y similares.
Tal como se usa en el presente documento, el término “acilo” se refiere a un grupo carbonilo -C(=O)R en el que el grupo R es cualquiera de los grupos definidos anteriormente. Ejemplos específicos son formilo, acetilo, propionilo, butirilo, pentanolo, hexanolo, heptanolo, octanolo, nonanolo, decanolo, benzolo y similares.
“Opcionalmente sustituido” tal como se aplica a cualquier grupo significa que el grupo mencionado puede estar, si se desea, sustituido con uno o más sustituyentes, que pueden ser iguales o diferentes. “Alquilo opcionalmente sustituido” incluye tanto “alquilo” como “alquilo sustituido”.
Los ejemplos de sustituyentes adecuados para restos “sustituidos” y “opcionalmente sustituidos” incluyen halo (fluoro, cloro, bromo o yodo), alquilo, cicloalquilo C3-6, hidroxilo, alcoxilo C1-6, ciano, amino, nitro, alquilamino C1-6, alquenilamino C2-6, di-alquilamino C1-6, acilamino C1-6, di-acilamino C1-6, arilo C1-6, arilamino C1-6, aroilamino C1-6, bencilamino, arilamido C1-6, carboxilo, alcoxicarbonilo C1-6 o (aril C1-6)(alcoxi C1-10)carbonilo, carbamolo, monocarbamolo C1-6, di-carbamolo C1-6 o cualquiera de los anteriores en el que un propio resto hidrocarbilo está sustituido con halo, ciano, hidroxilo, alcoxilo C1-2, amino, nitro, carbamolo, carboxilo o alcoxicarbonilo C1-2. En grupos que contienen un átomo de oxígeno tal como hidroxilo y alcoxilo, el átomo de oxígeno puede reemplazarse por azufre para producir grupos tales como tio (SH) y tio-alquilo (S-alquilo). Por tanto, los sustituyentes opcionales incluyen grupos tales como S-metilo. En grupos tio-alquilo, el átomo de azufre puede oxidarse adicionalmente para producir un sulfóxido o una sulfona, y por tanto sustituyentes opcionales incluyen, por tanto, grupos tales como S(O)- alquilo y S(O)2-alquilo.
La sustitución puede adoptar la forma de dobles enlaces, y puede incluir heteroátomos. Por tanto, un grupo alquilo con un carbonilo (C=O) en vez de un CH2 puede considerarse un grupo alquilo sustituido.
Por tanto, los grupos sustituidos incluyen, por ejemplo, CFH2, CF2H, CF3 , CH2NH2 , CH2OH, CH2CN, CH2SCH3 , CH2OCH3, OMe, OEt, Me, Et, -OCH2O-, CO2Me, C(O)Me, i-Pr, SCF3 , SO2Me, NMe2 , CONH2 , CONMe2 , etc. En el caso de grupos arilo, las sustituciones pueden ser en forma de anillos de átomos de carbono adyacentes en el anillo de arilo, por ejemplo acetales cíclicos tales como O-CH2-O.
La invención se ilustra en las siguientes figuras:
Figura 1. Figura esquemática del ensayo de evaluación para determinar la potenciación de la función de producción de energía mitocondrial en células con inhibición del complejo I. Protocolo para evaluar los compuestos según la invención. En el ensayo, se reprime la función mitocondrial en células intactas con el inhibidor del complejo respiratorio I, rotenona. Se comparan candidatos a fármaco con sustratos endógenos (sin permeabilidad celular) antes y después de permeabilización de la membrana plasmática para evaluar la potenciación o inhibición bioenergética.
Figura 2. Figura esquemática del ensayo para la potenciación e inhibición de la función de producción de energía mitocondrial en células intactas. Protocolo para evaluar la potencia de compuestos según la invención. En el ensayo, se estimula la actividad mitocondrial mediante el desacoplamiento de las mitocondrias con el protonóforo, FCCP. Se titulan los candidatos a fármaco para obtener el nivel de respiración convergente máxima (derivada del complejo I y el complejo II). Después de la adición de rotenona, se obtiene estimulación dependiente del complejo II. Se añade el inhibidor del complejo III, antimicina para evaluar el consumo de oxígeno no mitocondrial.
Figura 3. Figura esquemática del ensayo para determinar la prevención de acumulación de lactato en células expuestas a un inhibidor del complejo mitocondrial I. Protocolo para evaluar la potencia de compuestos según la invención. En el ensayo, se reprime la función mitocondrial en células intactas con el inhibidor del complejo respiratorio I, rotenona. A medida que las células pasan a glicólisis, se acumula lactato en el medio. Se comparan candidatos a fármaco con sustratos endógenos (sin permeabilidad celular) y una tasa disminuida de acumulación de lactato indica restablecimiento de la producción de ATP mitocondrial.
Figura 4. Figura de acumulación de lactato en un modelo de crisis metabólica aguda en cerdos. Acumulación de lactato en un modelo de crisis metabólica aguda en cerdos. En el modelo animal, se reprime la función mitocondrial mediante infusión del inhibidor del complejo respiratorio I, rotenona. A medida que las células pasan a glicólisis, se acumula lactato en el cuerpo. Se demuestran concentraciones de lactato arteriales medias para animales tratados con rotenona y vehículo a las tasas de infusión indicadas. Se evalúan candidatos a fármaco en animales tratados con rotenona y una tasa disminuida de acumulación de lactato indica restablecimiento de la producción de ATP mitocondrial.
Figura 5. Efecto de metformina sobre la respiración mitocondrial en plaquetas y células mononucleares de sangre periférica (PBMC) humanas permeabilizadas. (a) Trazos representativos de consumo de O2 medido simultáneamente de PBMC permeabilizadas tratadas con metformina (1 mM, trazo negro) o vehículo (H2O, trazo gris) evaluados mediante la aplicación de adiciones secuenciales de sustratos e inhibidores específicos de complejo respiratorio. La fase de estabilización de los trazos, perturbaciones debidas a la reoxigenación de la cámara y la administración del sustrato de complejo IV se han omitido (líneas discontinuas). Los recuadros por debajo de los trazos establecen los complejos respiratorios utilizados para la respiración durante la oxidación de los sustratos dados, el complejo I (CI), el complejo II (CII) o ambos (CI II), así como los estados respiratorios en las partes indicadas del protocolo. Se ilustran las tasas respiratorias en tres combinaciones diferentes de estados respiratorios y sustrato para las PBMC (b) y plaquetas (c) para las concentraciones del control (H2O) y de metformina indicadas: la capacidad de fosforilación oxidativa soportada por los sustratos de complejo I (OXPHOSci), el flujo máximo dependiente del complejo II a través del sistema de transporte de electrones (eTScii) tras titulación del protonóforo, FCCP, y capacidad del complejo IV (CIV). Se representan los valores se representan como la media ± E.E.M. * = P ≤ 0,05, ** = P ≤ 0,01 y *** = P ≤ 0,001 usando ANOVA de un factor con el método de comparaciones múltiples de Holm-Sidak, n = 5. OXPHOS = fosforilación oxidativa. ETS = sistema de transporte de electrones. ROX = concentración de oxígeno residual.
Figura 6. Comparación de dosis-respuesta de la toxicidad presentada por metformina y fenformina sobre la capacidad respiratoria mitocondrial durante la fosforilación oxidativa soportada por sustratos vinculados al complejo I (OXPHOSCI) en plaquetas humanas permeabilizadas. Se presentan las tasas respiratorias como la media ± E.E.M. y se aplicó un ajuste de curvas no lineal convencional para obtener los valores de concentración inhibitoria semimáxima (CI50) para metformina y fenformina. * = P ≤ 0,05, ** = P ≤ 0,01 y *** = P ≤ 0,001 en comparación con el control usando ANOVA de un factor con el método de comparaciones múltiples de Holm-Sidak, n = 5.
Figura 7. Efectos dependientes del tiempo y de la dosis de metformina sobre la respiración mitocondrial en plaquetas humanas intactas. (a) Se monitorizó la respiración rutinaria de plaquetas, es decir, respiración de las células con suministro de su sustrato endógeno y demanda de ATP, durante 60 min de incubación de las concentraciones indicadas de metformina o vehículo (H2O), que estuvo seguido de (b) la capacidad respiratoria máxima inducida mediante titulación del protonóforo, FCCP para determinar el flujo máximo a través del sistema de transporte de electrones (ETS) de las células intactas. Se expresan los datos como la media ± E.E.M., n = 5. * = P ≤ 0,05, ** = P ≤ 0,01 y *** = P ≤ 0,001 usando ANOVA de un factor (b) y ANOVA de dos factores (a) con una prueba a posteriori de Holm-Sidak.
Figura 8. Efecto de metformina y fenformina sobre la producción de lactato y el pH en suspensiones de plaquetas humanas intactas. Se incubaron plaquetas en solución salina tamponada con fosfato que contenía glucosa (10 mM) durante 8 h con cualquiera de metformina (10 mM, 1 mM), fenformina (0,5 mM), el inhibidor del complejo I, rotenona (2 |iM) o vehículo (DMSO, control). (a) Se determinaron los niveles de lactato cada 2 h (n = 5), y (b) se midió el pH cada 4 h (n = 4). Se expresan los datos como la media ± E.E.M. * = P ≤ 0,05, ** = P ≤ 0,01 y *** = P ≤ 0,001 usando ANOVA de dos factores con una prueba a posteriori de Holm-Sidak.
Figura 9. Se trataron trombocitos intactos humanos (200^106/ml) incubados en PBS que contenía glucosa 10 mM. (A) Se trataron células incubadas con metformina 10 mM con o bien succinato o bien NV118 en adiciones consecutivas de 250 |iM cada 30 minutos. Antes de la adición de NV118 a tiempo 0 h, se han incubado las células sólo con metformina o vehículo durante 1 h para establecer niveles de lactato iniciales iguales (datos no mostrados). Se tomaron muestras de las concentraciones de lactato cada 30 minutos. (B) Se calculó la producción de lactato con una regresión de ajuste no lineal y se calcularon los intervalos de confianza del 95 % para las curvas de lactato en el tiempo. Las células incubadas con metformina tuvieron una producción de lactato significativamente mayor que el control, y las adiciones de succinato no cambiaron esto. La producción de lactato disminuyó significativamente cuando se añadió NV118 a las células incubadas con metformina. (C) La producción de lactato inducida por rotenona pudo atenuarse de manera similar mediante adiciones repetidas de NV118.
Figura 10. Se trataron trombocitos intactos humanos (200^106/ml) incubados en PBS que contenía glucosa 10 mM. (A) Se trataron células incubadas con metformina 10 mM con o bien succinato o bien NV189 en adiciones consecutivas de 250 |iM cada 30 minutos. Antes de la adición de NV189 a tiempo 0 h, se han incubado las células sólo con metformina o vehículo durante 1 h para establecer niveles de lactato iniciales iguales (datos no mostrados). Se tomaron muestras de las concentraciones de lactato cada 30 minutos. (B) Se calculó la producción de lactato con una regresión de ajuste no lineal y se calcularon los intervalos de confianza del 95 % para las curvas de lactato en el tiempo. Las células incubadas con metformina tuvieron una producción de lactato significativamente mayor que el control, y las adiciones de succinato no cambiaron esto. La producción de lactato disminuyó significativamente cuando se añadió NV189 a las células incubadas con metformina. (C) La producción de lactato inducida por rotenona pudo atenuarse de manera similar mediante adiciones repetidas de NV189. Cuando también se añadió antimicina, se suprimió el efecto de NV189 sobre el complejo 2 mediante el efecto inhibidor de antimicina sobre el complejo III.
Figura 11. Se trataron trombocitos intactos humanos (200^106/ml) incubados en PBS que contenía glucosa 10 mM. (A) Se trataron células incubadas con metformina 10 mM con o bien succinato o bien NV241 en adiciones consecutivas de 250 |iM cada 30 minutos. Antes de la adición de NV241 a tiempo 0 h, se han incubado las células sólo con metformina o vehículo durante 1 h para establecer niveles de lactato iniciales iguales (datos no mostrados). Se tomaron muestras de las concentraciones de lactato cada 30 minutos. (B) Se calculó la producción de lactato con una regresión de ajuste no lineal y se calcularon los intervalos de confianza del 95 % para las curvas de lactato en el tiempo. Las células incubadas con metformina tuvieron una producción de lactato significativamente mayor que el control, y las adiciones de succinato no cambiaron esto. La producción de lactato disminuyó significativamente cuando se añadió NV241 a las células incubadas con metformina. (C) La producción de lactato inducida por rotenona pudo atenuarse de manera similar mediante adiciones repetidas de NV241.
Figura 12. Trombocitos (200^106/ml) incubados en PBS que contenía 10 mM de glucosa con muestreo de las concentraciones de lactato cada 30 minutos. (A) Durante 3 horas de incubación, se monitorizan las células tratadas o bien con rotenona (2 |iM) o bien con su vehículo para determinar un cambio en la concentración de lactato en medios a lo largo del tiempo. Además, se incubaron células con rotenona junto con NV189 y se monitorizaron células con rotenona, NV189 y el inhibidor del complejo III, antimicina (1 |ig/ml). Antes de la adición de NV189 a tiempo 0 h, se han incubado las células sólo con rotenona o vehículo durante 1 h para establecer niveles de lactato iniciales iguales (datos no mostrados). La rotenona aumenta la producción de lactato de las células, pero esto se devuelve a lo normal (misma pendiente de la curva) mediante coincubación con NV189 (en adiciones consecutivas de 250 |iM cada 30 minutos). Cuando también está presente antimicina, NV189 no puede funcionar a nivel del complejo II, y la producción de lactato aumenta de nuevo hasta el mismo nivel que únicamente con rotenona presente. (B) Puede inducirse una tasa de producción de lactato similar que con rotenona mediante incubación con metformina a una concentración de 10 mM.
Parte experimental
Métodos de biología generales
Un experto en la técnica podrá determinar la farmacocinética y biodisponibilidad del compuesto de la invención usando métodos in vivo e in vitro que conoce un experto en la técnica, incluyendo pero sin limitarse a los descritos a continuación y en Gallant-Haidner et al., 2000 y Trepanier et al., 1998 y referencias en los mismos. La biodisponibilidad de un compuesto está determinada por varios factores, (por ejemplo, solubilidad en agua, permeabilidad de membrana celular, la extensión de la unión a proteínas y metabolismo y estabilidad) cada uno de los cuales puede determinarse mediante pruebas in vitro tal como se describe en los ejemplos en el presente documento, un experto en la técnica apreciará que una mejora en uno o más de estos factores conducirá a una mejora en la biodisponibilidad de un compuesto. Alternativamente, la biodisponibilidad del compuesto de la invención puede medirse usando métodos in vivo tal como se describen con más detalle a continuación, o en los ejemplos en el presente documento.
Para medir la biodisponibilidad in vivo, puede administrarse un compuesto a un animal de prueba (por ejemplo, ratón o rata) tanto por vía intraperitoneal (i.p.) o por vía intravenosa (i.v.) como por vía oral (v.o.) y se extraen muestras de sangre a intervalos regulares para examinar cómo varía la concentración plasmática del fármaco a lo largo del tiempo. La evolución temporal de la concentración plasmática a lo largo del tiempo puede usarse para calcular la biodisponibilidad absoluta del compuesto como porcentaje usando modelos convencionales. Un ejemplo de un protocolo típico se describe a continuación.
Por ejemplo, se les dosifica a ratones o ratas 1 ó 3 mg/kg del compuesto de la invención por vía i.v. o 1, 5 ó 10 mg/kg del compuesto de la invención por v.o. Se extraen muestras de sangre a intervalos de 5 min, 15 min, 1 h, 4 h y 24 h, y se determina la concentración del compuesto de la invención en la muestra mediante CL/EM-EM. La evolución temporal de las concentraciones plasmáticas o en sangre completa puede usarse entonces para derivar parámetros clave tales como el área bajo la curva de concentración plasmática o en sangre-tiempo (AUC, que es directamente proporcional a la cantidad total de fármaco inalterado que alcanza la circulación sistémica), la concentración de fármaco en plasma o sangre máxima (pico), el tiempo en el que se produce la concentración de fármaco en plasma o sangre máxima (tiempo pico), factores adicionales que se usan en la determinación precisa de la biodisponibilidad incluyen: la semivida terminal del compuesto, el aclaramiento corporal total, volumen de distribución en estado estacionario y % de F. Estos parámetros se analizan entonces mediante métodos no compartimentales o compartimentales para proporcionar una biodisponibilidad en porcentaje calculada, para un ejemplo de este tipo de método véanse Gallant-Haidner et al., 2000 y Trepanier et al., 1998, y referencias en los mismos.
Puede someterse a prueba la eficacia del compuesto de la invención usando uno o más de los métodos descritos a continuación:
I. Ensayos para evaluar la potenciación e inhibición de la función de producción de energía mitocondrial en células intactas
Respirometría de alta resolución, A - método general
Se realiza la medición de respiración mitocondrial en un oxígrafo de alta resolución (Oxigraph-2k, Oroboros Instruments, Innsbruck, Austria) a una temperatura constante de 37 °C. Se suspenden plaquetas humanas aisladas, glóbulos blancos, fibroblastos, fibras de músculo cardiaco humanas u otros tipos de célula que contienen mitocondrias vivas en una cámara de vidrio de 2 ml a una concentración suficiente para producir un consumo de oxígeno en el medio de > 10 pmol O2 s-1 ml'1.
Respirometría de alta resolución - B (usada en estudios de lactato)
Se realizaron mediciones respirométricas en tiempo real usando oxígrafos de alta resolución (Oxigraph-2k, Oroboros Instruments, Innsbruck, Austria). Las condiciones experimentales durante las mediciones fueron las siguientes: 37 °C, 2 ml de volumen de cámara activa y 750 rpm de velocidad de agitador. Se mantuvieron las concentraciones de O2 de cámara entre 200-50 |iM con reoxigenación de la cámara durante los experimentos según fue apropiado (Sjovall et al., 2013a). Para el registro de datos, se usaron las versiones 4 y 5 del software DatLab (Oroboros Instruments, Innsbruck, Austria). Los ajustes, calibración al día y correcciones de fondo instrumental se realizaron según las instrucciones del fabricante. Se realizaron mediciones respiratorias o bien en un tampón que contenía EGTA 0,5 mM, MgCh 3 mM, K-lactobionato 60 mM, taurina 20 mM, KH2PO4 10 mM, HEPES 20 mM, sacarosa 110 mM y albúmina sérica bovina 1 g/l (MiR05) o bien en solución salina tamponada con fosfato (PBS) con glucosa (5 mM) y EGTA (5 mM), tal como se indica en las secciones correspondientes. Se corrigieron los valores respiratorios para el factor de solubilidad de oxígeno para ambos medios (0,92) (Pesta y Gnaiger, 2012). Se determinó la producción de lactato de plaquetas humanas intactas en PBS que contenía glucosa 10 mM. Se realizaron todas las mediciones a una concentración de plaquetas de 200x106 células por ml o una concentración de PBMC de 5x106 células por ml.
Evaluación de compuestos
Se utilizan cuatro protocolos de evaluación típicos en células intactas.
(1) Ensayo para la potenciación de la función de producción de energía mitocondrial en células con inhibición del complejo respiratorio I
Se ponen las células en un tampón que contiene sacarosa 110 mM, HEPES 20 mM, taurina 20 mM, K-lactobionato 60 mM, MgCh 3 mM, KH2PO410 mM, EGTA 0,5 mM, BSA 1 g/l, pH 7,1. Después de establecerse la respiración inicial con sustratos endógenos, se inhibe el complejo I con rotenona 2 |iM. Los compuestos disueltos en DMSO se titulan en un intervalo de 10 |iM a 10 mM de concentración final. Posteriormente, se permeabilizan las membranas celulares con digitonina (1 mg/l*106 fosa) para permitir la entrada de sustrato energético liberado de manera extracelular o sustratos energéticos con impermeabilidad celular. Después de una respiración estabilizada, se añade succinato 10 mM como referencia para permitir la respiración aguas abajo del complejo I. Después de la respiración estabilizada, se termina el experimento mediante adición de antimicina a una concentración final de 1 |ig/ml y se mide cualquier consumo de oxígeno no mitocondrial residual. Un aumento de la tasa respiratoria en el protocolo descrito está acoplado estrechamente a la síntesis de ATP mediante fosforilación oxidativa a menos que se desacoplen las células (es decir, fuga de protones sin producción de ATP). Se somete a prueba el desacoplamiento mediante adición del inhibidor de ATP sintasa, oligomicina (1-2 |ig ml-1) en un protocolo 3 en los que la extensión del desacoplamiento corresponde a la tasa respiratoria tras la adición de oligomicina.
(2) Ensayo para la potenciación e inhibición de la función de producción de energía mitocondrial en células intactas
En el segundo protocolo, se usa el mismo tampón tal como se describió anteriormente. Después de establecerse la respiración basal, se añade el desacoplador mitocondrial, FCCP a una concentración de 2 nM para aumentar la demanda metabólica. Los compuestos disueltos en DMSO se titulan en varias etapas desde 10 |iM hasta 10 mM de concentración final para evaluar el intervalo de concentración de la potenciación y/o inhibición de la respiración. Se termina el experimento mediante adición de rotenona 2 |iM para inhibir el complejo I, revelando utilización de sustrato restante aguas abajo de este complejo respiratorio, y 1 |ig/ml del inhibidor del complejo III, antimicina para medir el consumo de oxígeno no mitocondrial.
(3) Ensayo para evaluar el desacoplamiento en células intactas
En el tercer protocolo, se usa el mismo tampón tal como se describió anteriormente. Después de establecerse la respiración basal, se añade 1 mM de compuesto disuelto en DMSO. Posteriormente, se añade el inhibidor de ATP-sintasa, oligomicina. Una reducción de la respiración es una medida de qué cantidad del consumo de oxígeno está acoplado a la síntesis de ATP. Ninguna reducción, o únicamente una ligera, indica que el compuesto induce una fuga de protones a lo largo de la membrana mitocondrial interna. Entonces se titula el desacoplador FCCP para inducir una respiración desacoplada máxima. Entonces se añade rotenona (2 |iM) para inhibir el complejo I, revelando utilización de sustrato restante aguas abajo de este complejo respiratorio. Se termina el experimento mediante adición de 1 |ig/ml del inhibidor del complejo III, antimicina para medir el consumo de oxígeno no mitocondrial.
(4) Ensayo para la potenciación de la función de producción de energía mitocondrial en células con inhibición del complejo respiratorio I en plasma humano
Se incuban células intactas sanguíneas humanas en plasma del mismo donante. Después de establecerse la respiración inicial con sustratos endógenos, se inhibe el complejo I con rotenona 2 |iM. Los compuestos disueltos en DMSO se titulan en un intervalo de 10 |iM a 10 mM de concentración final. Se termina el experimento mediante adición de antimicina a una concentración final 1 |ig/ml y se mide cualquier consumo de oxígeno no mitocondrial residual.
Propiedades del compuesto deseado en ensayos de respiración
El compuesto ideal estimula la respiración en los protocolos descritos en células intactas a baja concentración sin efecto inhibidor sobre o bien la respiración estimulada por succinato después de la permeabilización en el protocolo 1 o bien la respiración endógena en el protocolo 2. El intervalo de concentración entre el efecto estimulador máximo y la inhibición debe ser tan amplio como sea posible. Después de la inhibición de la respiración con toxinas mitocondriales en o aguas abajo del complejo III, debe detenerse la respiración. Remítase a la figura 1 y el listado a continuación.
Propiedades deseadas de los compuestos:
• valor máximo de a alcanzó una baja concentración de fármaco.
• a sustancialmente mayor que a'
• a se aproxima b'
• c se aproxima c'
• d se aproxima d'
Se identifican compuestos impermeables para la membrana celular en el ensayo como:
• a se aproxima a'
El consumo de oxígeno no mitocondrial inducido por el candidato a fármaco se identifica cuando
• d mayor que d'
II. Ensayo para la prevención de acumulación de lactato en células expuestas a un inhibidor del complejo mitocondrial I
Se incuban plaquetas humanas intactas, glóbulos blancos, fibroblastos, u otros tipos de célula que contienen mitocondrias vivas en solución salina tamponada con fosfato que contiene glucosa 10 mM durante 8 h con cualquiera de los fármacos inhibidores del complejo I, metformina (10 mM), fenformina (0,5 mM) o rotenona (2 |iM). La inhibición de la producción de ATP mitocondrial a través de la fosforilación oxidativa mediante estos compuestos aumenta la acumulación de lactato mediante glicólisis. Se determinan los niveles de lactato cada 2 h (o de manera más frecuente, por ejemplo, cada 30 min) usando el medidor de prueba de lactato en sangre Lactate Pro™ 2 (Arkray, Alere AB, Lidingo, Suecia) o tipos similares de mediciones. Se realiza la incubación a 37 °C. Se mide el pH al inicio, después de 4 y después de 8 h (o más frecuentemente) de incubación usando un medidor de pH convencional, por ejemplo, PHM210 (Radiometer, Copenhague, Dinamarca). Se añaden candidatos a fármaco al ensayo desde el inicio o tras 30-60 min a concentraciones dentro del intervalo 10 |iM -5 mM. Se compara la prevención de acumulación de lactato con experimentos paralelos únicamente con vehículo de compuesto, normalmente DMSO. Para evaluar la especificidad del candidato a fármaco, también se somete a prueba en combinación con un inhibidor de la respiración aguas abajo tal como el inhibidor del complejo III, antimicina a 1 |ig/ml, que debe suprimir el efecto del candidato a fármaco y restablecer la producción de lactato. Por tanto, el uso de antimicina también es un control para efectos indebidos de los candidatos a fármaco sobre la capacidad de producción de lactato de las células usadas en el ensayo. (Véanse, por ejemplo, las figuras 9, 10 y 11).
Análisis de datos
Se realizó un análisis estadístico usando software Graph Pad PRISM (software GraphPad versión 6.03, La Jolla, California, EE.UU.). Todos los datos respiratorios, de lactato y pH se expresan como la media ± E.E.M. Se representan gráficamente las razones como datos individuales y medias. Se usó AN0VA de un factor para la comparación unifactorial de tres o más grupos (concentración de fármacos) y se usó AN0VA de modelo mixto de dos factores para la comparación bifactorial (tiempo y concentración de fármacos/tratamiento) de tres o más grupos. Se realizaron pruebas a posteriori para compensar las comparaciones múltiples según Holm-Sidak. Se expresaron las correlaciones como valores de r2 y P. Se aplicó ajuste de curvas no lineal convencional para calcular los valores de concentración inhibitoria semimáxima (CI50). Los resultados se consideraron estadísticamente significativos para P ≤ 0,05.
Propiedades del compuesto deseado en el ensayo de acumulación celular de lactato
(1) El compuesto ideal impide la acumulación de lactato inducida por la inhibición del complejo I, es decir la acumulación de lactato se aproxima a una tasa similar que en las células sin inhibición del complejo I. (2) La prevención de acumulación de lactato se suprime por un inhibidor respiratorio aguas abajo tal como antimicina. III. Ensayo para la prevención de acumulación de lactato e inhibición energética en un modelo de crisis metabólica aguda en cerdos
Los candidatos a fármaco principales se someterán a prueba en un modelo preliminar de eficacia in vivo de crisis metabólica debida a disfunción mitocondrial en el complejo I. El modelo imita graves estados que pueden aparecer en niños con mutaciones genéticas en el complejo mitocondrial I o pacientes tratados y con sobredosis de medicamentos usados clínicamente tales como metformina, que inhibe el complejo I cuando se acumula en células y tejidos.
Se usan cerdos de raza Landrace hembra en el estudio. Se anestesian, se llevan a cirugía en la que se colocan catéteres para las infusiones y actividades de monitorización. Se induce una crisis metabólica mediante infusión del inhibidor del complejo mitocondrial I, rotenona a una tasa de 0,25 mg/kg/h durante 3 h seguido de 0,5 mg/kg/h infundido durante una hora (vehículo que consiste en el 25 % de NMP/ el 4 % de polisorbato 80/ el 71 % de agua). Se miden parámetros cardiovasculares tales como presión sanguínea arterial de manera continua a través de un catéter colocado en la arteria femoral. Se mide el gasto cardiaco (GC) y se registra cada 15 minutos mediante termodilución, y se registra la presión de la arteria pulmonar (AP, sistólica y diastólica), presión venosa central (PVC) y SvO2 cada 15 min y la presión capilar pulmonar (PCP) cada 30 min desde un catéter de Swan-Ganz. Se realiza calorimetría indirecta, por ejemplo, por medio de una opción de equipo Quark RMR ICU (Cosmed, Roma, Italia). Se determinan los electrolitos y la gasometría en sangre tanto arterial como venosa extraída de la arteria femoral y catéteres de Swan-Ganz y se analizan con el uso de un analizador para gasometría ABL725 (Radiometer Medical Aps, Bronshoj, Dinamarca). Los análisis incluyen pH, BE, hemoglobina, HCO3 , pO2 , pCO2 , K+, Na+, glucosa y lactato.
Propiedades del compuesto deseado en un modelo preliminar de eficacia in vivo de crisis metabólica
El compuesto ideal debe reducir la acumulación de lactato y disminución de pH en cerdos con crisis metabólica inducida mediante inhibición del complejo I. La disminución del gasto de energía tras la inhibición del complejo I debe atenuarse. El compuesto no debe inducir ningún efecto negativo manifiesto tal como se mide mediante análisis de sangre y hemodinámicos.
Método de metabolómica
Se extraen glóbulos blancos o plaquetas mediante métodos convencionales y se suspenden en un MiR05, un tampón que contiene sacarosa 110 mM, HEPES 20 mM, taurina 20 mM, K-lactobionato 60 mM, MgCh 3 mM, KH2PO4 10 mM, EGTA 0,5 mM, BSA 1 g/l, con o sin glucosa 5 mM, pH 7,1. Se incuba la muestra con agitación en un oxígrafo de alta resolución (Oxigraph-2k, Oroboros Instruments, Innsbruck, Austria) a una temperatura constante de 37 °C.
Después de 10 minutos, se añade rotenona en DMSO (2 |iM) y se continúa con la incubación. Tras 5 minutos adicionales, se añade el compuesto de prueba en DMSO, opcionalmente con compuesto de prueba adicional después y un periodo de incubación adicional. Durante la incubación, se mide el consumo de O2 en tiempo real. Al final de la incubación, se recogen las células mediante centrifugación y se lavan en disolución de manitol al 5 % y se extraen en metanol. Se añade una disolución acuosa que contiene patrón interno y se trata la disolución resultante mediante centrifugación en un tubo de microcentrífuga adecuado con un filtro.
Se seca a vacío el filtrado resultante antes del análisis mediante CE-MS para cuantificar diversos metabolitos primarios mediante el método de Ooga et al. (2011) y Ohashi et al. (2008).
En particular, se evalúan los niveles de metabolito en el ciclo de TCA y glicólisis para determinar el impacto de los compuestos de la invención.
Ooga et al., Metabolomic anatomy of an animal model revealing homeostatic imbalances in dyslipidaemia, Molecular Biosystems, 2011,7, 1217-1223
Ohashi et al., Molecular Biosystems, 2008, 4, 135-147
Materiales
A menos que se indique lo contrario, todos los reactivos usados en los ejemplos a continuación se obtienen de fuentes comerciales.
Ejemplos
Ejemplo 1
Figure imgf000042_0001
Se disuelven cloruro de succinilo (0,1 mol) y trietilamina (0,4 mol) en DCM y se añade cisteína. Se agita la reacción a temperatura ambiente. Se añade la reacción a ácido clorhídrico diluido acuoso y, entonces se lava con agua y salmuera. Se secan las fases orgánicas sobre sulfato de magnesio y se reducen a vacío. Se purifica el compuesto objetivo mediante cromatografía en gel de sílice.
Ejemplo 2 - Síntesis de S,S-butanobis(tioato) de bis(2-propionamidoetilo) (NV038, 01-038)
Figure imgf000042_0002
,
A una disolución de clorhidrato de cisteamina (5,0 g, 44 mmol) en CH3OH (50 ml) se le añadió Et3N (4,4 g, 44 mmol), seguido de (Boc)2O (10,5 g, 48,4 mmol) y se agitó la mezcla a temperatura ambiente durante 1 h. Se concentró a vacío la mezcla de reacción. Se disolvió el residuo obtenido en CH2Cl2 , se lavó con disolución acuosa de HCl 2 M y salmuera, se secó sobre Na2SO4 , se filtró y se evaporó para dar 2-mercaptoetilcarbamato de terc-butilo como un aceite incoloro que se usó en la siguiente etapa sin purificación adicional.
Figure imgf000042_0003
Se disolvieron 2-mercaptoetilcarbamato de terc-butilo (9,8 g, 55,0 mmol) y Et3N (5,6 g, 55,0 mmol) en CH2Cl2 (100 ml), se enfrió la mezcla hasta 0 °C, se añadió gota a gota cloruro de succinilo (2,1 g, 13,8 mmol), entonces se agitó la mezcla a temperatura ambiente durante 2 h. Se concentró la mezcla de reacción y se purificó el residuo mediante cromatografía en columna (éter de petróleo/EtOAc = de 1/10 a 1/1). Se obtuvo S,S-butanobis(tioato) de bis(2 -(terc-butoxicarbonilamino)etilo) como sólido blanco.
Figure imgf000042_0004
Se agitó una mezcla de S,S-butanobis(tioato) de bis(2-(terc-butoxicarbonilamino)etilo) (2,0 g, 4,58 mmol) y TFA (10 ml) en CH2Cl2 (10 ml) a temperatura ambiente durante 4 horas. Se concentró la mezcla de reacción para dar S,S-butanobis(tioato) de bis(2-aminoetilo) como un aceite amarillo que se usó en la siguiente etapa sin purificación adicional.
Figure imgf000042_0005
Se disolvieron S,S-butanobis(tioato) de bis(2-aminoetilo) (1,1 g, 4,58 mmol) y Et3N (1,4 g, 13,74 mmol) en CH2Cl2 (15 ml), se enfrió la mezcla hasta 0 °C, se añadió gota a gota cloruro de propionilo (0,9 g, 10,07 mmol). Entonces se agitó la mezcla a temperatura ambiente durante 3 horas. Se concentró la mezcla de reacción y se purificó el residuo mediante CCF preparativa (CH2Ch/MeOH=15/1). Se obtuvo S,S-butanobis(tioato) de bis(2-propionamidoetilo) como un sólido blanco.
Ejemplo 3 - Síntesis de ácido (R)-4-(2-carboxi-2-propionamidoetiltio)-4-oxobutanoico (NV-041,01-041)
Figure imgf000043_0001
A una mezcla de L-cisteína (2,00 g, 16,5 mmol) en THF/H2O (8 ml/2 ml) se le añadió NaOAc (2,70 g, 33,0 mmol). Se agitó la mezcla a temperatura ambiente durante 20 min. Se enfrió la reacción hasta 5 °C antes de añadirse gota a gota anhídrido propiónico (2,30 g, 17,6 mmol). Se agitó la mezcla de reacción a temperatura ambiente durante la noche y, entonces se calentó a reflujo durante 4 horas. Se enfrió la mezcla de reacción y se acidificó hasta pH 5 mediante adición de HCl 4 N. Se evaporó la disolución resultante a presión reducida para eliminar THF. Se purificó el residuo mediante HPLC prep. (eluyendo con H2O (TFA al 0,05 %) y CH3CN) para dar 1,00 g de ácido (R)-3-mercapto-2-propionamidopropanoico como un aceite incoloro.
Figure imgf000043_0002
Se calentó una disolución de ácido (R)-3-mercapto-2-propionamidopropanoico (1,00 g, 5,65 mmol), anhídrido succínico (565 mg, 5,65 mmol) y Et3N (572 mg, 5,65 mmol) en 10 ml de THF a reflujo durante la noche. Se concentró la mezcla de reacción y se purificó el residuo mediante HPLC preparativa (eluyendo con H2O (TFA al 0,05 %) y CH3CN) para producir ácido (R)-4-(2-carboxi-2-propionamidoetiltio)-4-oxobutanoico como un aceite incoloro.
Ejemplo 4
Figure imgf000043_0003
Etapa 1
Se añade trietilamina (0,24 mol) a una disolución de N-acetilcisteamina (0,2 mol) en DCM. Se añade gota a gota ácido 4-cloro-4-oxobutanoico (0,1 mol), y se agita la mezcla de reacción a temperatura ambiente. Se añade la mezcla a ácido clorhídrico diluido acuoso y se extrae con acetato de etilo y, entonces se lava con agua y salmuera. Se secan las fases orgánicas sobre sulfato de magnesio y se reducen a vacío.
Etapa 2
Se suspenden el producto de la etapa 3 (0,1 mol), éster 1-bromoetílico del ácido acético (0,1 mol) y carbonato de cesio (0,12 mol) en DMF y se agitan a 60 °C bajo una atmósfera inerte. Se permite que se enfríe la suspensión hasta temperatura ambiente y se añade acetato de etilo y se lava sucesivamente con ácido clorhídrico diluido acuoso y agua. Se secan las fases orgánicas sobre sulfato de magnesio y se reducen a vacío. Se purifica el residuo mediante cromatografía en columna.
Ejemplo 5
Figure imgf000043_0004
Se añade trietilamina (0,24 mol) a una disolución de N-acetilcisteamina (0,2 mol) en DCM. Se añade gota a gota ácido 4-cloro-4-oxobutanoico (0,1 mol), y se agita la mezcla de reacción a temperatura ambiente. Se añade la mezcla a ácido clorhídrico diluido acuoso y se extrae con acetato de etilo y, entonces se lava con agua y salmuera. Se secan las fases orgánicas sobre sulfato de magnesio y se reducen a vacío.
Etapa 2
Se diluyen dimetilamina (0,1 mol) y trietilamina (0,1 mol) en diclorometano, se enfría la disolución hasta 0 °C y se añade 2-cloruro de cloropropionilo (0,1 mol) en DCM y se permite que se caliente la disolución hasta temperatura ambiente y se deja agitar bajo una atmósfera inerte. Se lava la disolución con agua. Se combinan las fases orgánicas y se eliminan los componentes volátiles a vacío. Se purifica el residuo mediante cromatografía en gel de sílice.
Etapa 3
Se suspenden 2-cloro-N,N-dimetil-propionamida (0,1 mol), el producto de la etapa 1 (0,1 mol), carbonato de cesio (0,1 mol) y yoduro de sodio (0,01 mol) en DMF y se agita la suspensión a 80 °C bajo una atmósfera inerte. Se enfría la suspensión hasta temperatura ambiente, se diluye con acetato de etilo y se lava con agua. Se reducen las fases orgánicas a vacío. Se purifica el residuo mediante cromatografía en gel de sílice para dar el compuesto objetivo.
Ejemplo 6 - Síntesis de ácido 4-oxo-4-(2-prop¡onamidoet¡lt¡o)butano¡co (NV114, 01-114)
H C i 1) anhídrido propiónico,
Figure imgf000044_0001
KOH, H20,1h
2) KOH, 50 min
Figure imgf000044_0002
Se añadieron gota a gota anhídrido propiónico (11,7 g, 89,7 mmol) y KOH acuoso (8 M, para mantener un pH=8) a una disolución con agitación de clorhidrato de cisteamina (3,40 g, 30,0 mmol) en 24 ml de agua. Se neutralizó la mezcla mediante adición de HCl 2 N y se agitó durante 1 hora a temperatura ambiente. Se enfrió la disolución con un baño de hielo y se añadió lentamente KOH sólido (6,00 g, 105 mmol). Se agitó la mezcla durante 50 minutos a temperatura ambiente. Después de saturarse con NaCl y neutralizarse con HCl 6 N, se extrajo la mezcla con CH2O2 (4 x 30 ml). Se secaron (Na2SO4) los extractos de CH2O2 combinados y se concentraron a vacío para dar N-(2-mercaptoetil)propionamida como un aceite incoloro, que se usó para la siguiente etapa sin purificación adicional.
Figure imgf000044_0003
Se calentó a reflujo una disolución de N-(2-mercaptoetil)propionamida (2,00 g, 15,0 mmol), anhídrido succínico (1,50 g, 15,0 mmol) y Et3N (1,50 g, 15,0 mmol) en 20 ml de THF durante la noche. Se concentró la mezcla de reacción y se purificó el residuo mediante HPLC preparativa (eluyendo con H2O (TFA al 0,05 %) y CH3CN) para dar ácido 4-oxo-4-(2-propionamidoetiltio)butanoico como un aceite incoloro.
Ejemplo 7 - Síntesis de ácido 4-(2-acetam¡doet¡lt¡o)-4-oxobutano¡co (NV108, 01-108)
O
1) Ac20, KOH, H20, 1h
Figure imgf000044_0004
A n^ / SH
2) KOH, 50 min H
Se añadieron gota a gota anhídrido acético (8,48 ml, 90,0 mmol) y KOH acuoso (8 M, para mantener un pH=8) a una disolución con agitación de clorhidrato de cisteamina (3,40 g, 30,0 mmol) en 24 ml de agua. Entonces se ajustó el pH a 7 con adición de HCl 2 N. Se agitó la mezcla durante 1 hora a temperatura ambiente, y, entonces se enfrió la disolución con un baño de hielo. A la disolución anterior, se le añadió lentamente KOH sólido (6,0 g, 105 mmol), y se agitó la mezcla resultante durante 50 minutos a temperatura ambiente. Después de saturarse con NaCl y neutralizarse con HCl 6 N, se extrajo la mezcla con CH2Cl2 (4 x 30 ml). Se secaron (Na2SO4) los extractos de CH2Cl2 combinados y se concentraron a vacío para dar N-(2-mercaptoetil)acetamida como un aceite incoloro, que se usó para la siguiente etapa sin purificación adicional.
Figure imgf000045_0001
Se calentó a reflujo una disolución de N-(2-mercaptoetil)acetamida (1,50 g, 12,7 mmol), anhídrido succínico (1,3 g, 12,7 mmol) y Et3N (1,3 g, 12,7 mmol) en 20 ml de THF durante la noche. Se concentró la mezcla de reacción y se purificó el residuo mediante HPLC preparativa (eluyendo con H2O (TFA al 0,05 %) y CH3CN) para dar ácido 4-(2-acetamidoetiltio)-4-oxobutanoico como un aceite incoloro.
Ejemplo 8 - Síntesis de ácido (ffl-3-(4-(((ffl-2-carboxi-2-propionamidoetiltio)-4-oxobutanoiltio)-2-propionamidopropanoico (NV099, 01-099)
Figure imgf000045_0002
A una mezcla de N-hidroxisuccinimida (3,00 g, 26,1 mmol) y Et3N (3,20 g, 31,3 mmol) en CH2Cl2 (60 ml) se le añadió gota a gota cloruro de succinilo (2,00 g, 13,0 mmol). Se agitó la mezcla a temperatura ambiente durante 3 horas antes de diluirse con agua (60 ml). Se filtró la suspensión resultante, se lavó con agua y CH2O2. Se recogió la torta y se secó para dar succinato de bis(2,5-dioxopirrolidin-1-ilo) como un sólido gris.
Figure imgf000045_0003
Se agitó una mezcla de N-(2-mercaptoetil)propionamida (400 mg, 2,26 mmol), succinato de bis(2,5-dioxopirrolidin-1-ilo) (353 mg, 1,13 mmol) y t Ea (286 mg, 2,83 mmol) en 3,0 ml de CH3CN a temperatura ambiente durante 2 horas. Se purificó la disolución de reacción transparente mediante HPLC preparativa (eluyendo con H2O (TFA al 0,05 %) y CH3CN) para dar directamente ácido (R)-3-(4-((R)-2-carboxi-2-propionamidoetiltio)-4-oxobutanoiltio)-2-propionamidopropanoico como un aceite incoloro.
Ejemplo 9 - Síntesis de ácido (ffl-4-(1-carboxi-2-(propioniltio)etilamino)-4-oxobutanoico (NV122, 01-122)
Figure imgf000045_0004
A una mezcla de ácido (R)-3-mercapto-2-propionamidopropanoico (1,00 g, 8,25 mmol) y ácido propiónico (1,0 ml) en CHCl3 (10 ml) se le añadió anhídrido propiónico (1,13 g, 8,67 mmol) gota a gota. Se calentó la mezcla de reacción hasta reflujo durante la noche. Se enfrió la mezcla de reacción y se añadió anhídrido succínico (1,00 g, 9,99 mmol). Se sometió la mezcla a reflujo durante la noche antes de concentrarse a presión reducida. Se purificó el residuo mediante HPLC prep. (eluyendo con H20 (TFA al 0,05 %) y CH3CN) para dar ácido (R)-4-(1-carboxi-2-(propioniltio)etilamino)-4-oxobutanoico como un sólido blanquecino.
Ejemplo 10 - Síntesis de ácido 4-(1-acetam¡do-2-met¡lpropan-2-ilt¡o)-4-oxobutano¡co (NV188, 01-188)
Figure imgf000046_0001
A una disolución con agitación de clorhidrato de cisteamina (2,00 g, 14,1 mmol) en 15 ml de agua se le añadió gota a gota anhídrido acético (4,30 g, 42,4 mmol) y KOH acuoso (8 M, para mantener pH=8). Entonces se neutralizó la mezcla añadiendo HCl 2 N y se agitó durante 1 hora a temperatura ambiente. A la disolución enfriada con un baño de hielo se le añadió lentamente KOH sólido (2,80 g, 49,4 mmol) y se agitó la mezcla durante 50 minutos a temperatura ambiente. Después de saturarse con NaCl y neutralizarse con HCl 6 N, se extrajo la mezcla con CH2O2 dos veces. Se secaron (Na2SO4) los extractos de CH2O2 combinados y se concentraron a vacío para dar N-(2-mercapto-2-metilpropil)acetamida como un sólido blanco que se usó para la siguiente etapa sin purificación adicional.
Figure imgf000046_0002
Se calentó a reflujo durante la noche una disolución de N-(2-mercapto-2-metilpropil)acetamida (400 mg, 2,72 mmol), anhídrido succínico (326 mg, 3,26 mmol) y Et3N (330 mg, 3,26 mmol) en 6 ml de THF. Se concentró la mezcla de reacción y se purificó el residuo mediante HPLC preparativa (eluyendo con H2O (TFA al 0,05 %) y CH3CN) para dar ácido 4-(1-acetam¡do-2-met¡lpropan-2-¡lt¡o)-4-oxobutano¡co como un aceite amarillo.
Ejemplo 11 - Síntesis de S.S-butanobisítioato) de bisííR^-ídietilamino^-oxo^-propionamidopropilo) (NV185, 01-185)
Figure imgf000046_0003
A una disolución de ácido (R^-mercapto^-propionamidopropanoico (5,00 g, 28,0 mmol) en DMF (50 ml) se le añadió cloruro de trifenilmetilo (8,70 g, 31,0 mmol) a 0 °C. Se agitó la mezcla a 0 °C durante 30 min y, entonces se calentó hasta temperatura ambiente durante la noche. Se trató la mezcla con agua y se extrajo con EtOAc dos veces. Se lavaron con salmuera las fases orgánicas combinadas, se secaron sobre Na2SO4 y se concentraron a presión reducida. Se purificó el residuo mediante cromatografía en columna de gel de sílice (CH2Ch/MeOH = 80/1-50/1) para dar ácido (R)-2-prop¡onam¡do-3-(tr¡t¡lt¡o)propano¡co como un sólido blanco.
Figure imgf000046_0004
A una disolución con agitación de ácido (R)-2-prop¡onam¡do-3-(tr¡t¡lt¡o)propano¡co (1,7 g, 4,0 mmol) en CH2O2 (50 ml) se le añadió DCC (1,7 g, 8,0 mmol) y HOBT (0,50 g, 4,0 mmol) a temperatura ambiente. Se agitó la mezcla a temperatura ambiente durante 1 h y, entonces se añadió dietilamina (0,80 g, 8,0 mmol). Se agitó la mezcla a temperatura ambiente durante la noche. Se lavó la mezcla con agua, se secó sobre Na2SO4 y se concentró a presión reducida para dar el producto en bruto que se purificó mediante cromatografía en columna de gel de sílice (EtoAc/éter de petróleo = 1/6-1/1) para dar (R)-N,N-dietil-3-mercapto-2-propionamidopropanamida como un aceite amarillo.
Figure imgf000047_0001
A una disolución de (R)-N,N-dietil-3-mercapto-2-propionamidopropanamida (400 mg, 0,800 mmol) en CH2O2 (10 ml) a 0 °C se le añadió TFA (1 ml) e i-Pr3SiH (253 mg, 1,60 mmol). Se calentó la mezcla hasta temperatura ambiente y se agitó durante 2 horas. Se evaporó la disolución a presión reducida. Se purificó el residuo mediante HPLC preparativa (eluyendo con H2O (TfA al 0,5 %) y CH3CN) para dar (R)-N,N-dietil-3-mercapto-2-propionamidopropanamida como un aceite amarillo.
Figure imgf000047_0002
Se agitó una mezcla de (R)-N,N-dietil-3-mercapto-2-propionamidopropanamida (150 mg, 0,600 mmol), Et3N (242 mg, 2,40 mmol) y succinato de bis(2,5-dioxopirrolidin-1-ilo) (94 mg, 0,30 mmol) en CH3CN (100 ml) a temperatura ambiente durante la noche. Se evaporó la mezcla a presión reducida. Se purificó el residuo mediante HPLC preparativa (eluyendo con H2O (TFA al 0,5 %) y CH3CN) para dar S,S-butanobis(tioato) de bis((R)-3-(dietilamino)-3-oxo-2-propionamidopropilo) (rendimiento del 36 %) como un sólido amarillo.
Ejemplo 12 - Síntesis de ácido 4-(2-(2-(dietilamino)-2-oxoetoxi)etiltio)-4-oxobutanoico (NV193, 01-193).
Br
Figure imgf000047_0004
A una disolución de bromuro de 2-bromoacetilo (4,00 g, 20,0 mmol) y DIPEA (2,60 g, 20 mmol) en CH2O2 (50 ml) se le añadió gota a gota dietilamina (1,60 g, 20,0 mmol) a 0 °C. Se agitó la mezcla a 0 °C durante 30 min. Se evaporó la disolución a presión reducida para eliminar CH2Cl2. Se purificó el residuo mediante cromatografía en columna de gel de sílice (EtOAc/éter de petróleo = 1/5-1/2) para dar 2-bromo-N,N-dietilacetamida como un aceite amarillo.
Figure imgf000047_0003
urane a noc e
2-mercaptoetanol
Se calentó a reflujo una disolución de 2-mercaptoetanol (2,50 g, 32,0 mmol), cloruro de trifenilmetilo (10,7 g, 38,4 mmol) en 100 ml de THF durante la noche. Se concentró la mezcla de reacción y se purificó el residuo mediante cromatografía en columna de gel de sílice (EtOAc/éter de petróleo = 1/5-1/1) para dar 2-(2,2,2-trifeniletiltio)etanol como un sólido blanco.
Figure imgf000048_0001
A una disolución de 2-(2,2,2-trifeniletiltio)etanol (3,50 g, 10,9 mmol) en THF (30 ml) se le añadió NaH (0,500 g, 13,0 mmol, al 60 % en aceite) en porciones a 0 °C. Se agitó la mezcla de reacción a 0 °C durante 1 hora. Entonces se añadió gota a gota una disolución de 2-bromo-W,W-dietilacetamida (2,1 g, 10,9 mmol) en THF (5 ml). Se calentó la mezcla resultante hasta temperatura ambiente a lo largo de 2 horas. Se extinguió la mezcla con agua y se extrajo con EtOAc dos veces. Se lavaron con salmuera las fases orgánicas combinadas, se secaron sobre Na2SO4 y se concentraron a presión reducida. Se purificó el residuo mediante cromatografía en columna de gel de sílice (EtOAc/éter de petróleo = 1/51/2) para dar N,N-dietil-2-(2-(tritiltio)etoxi)acetamida como un sólido blanco.
Figure imgf000048_0002
A una disolución de N,N-dietil-2-(2-(tritiltio)etoxi)acetamida (2,70 g, 6,30 mmol) en CH2Q 2 (20 ml) se le añadió TFA (2 ml) e i-Pr3SiH (2,00 g, 12,6 mmol) a 0 °C. Se calentó la mezcla hasta temperatura ambiente y se agitó durante 2 horas. Se evaporó la disolución a presión reducida para eliminar CH2O2. Se purificó el residuo mediante cromatografía en columna de gel de sílice (EtOAc/éter de petróleo = 1/51/1) para dar N, N-dietil-2-(2-mercaptoetoxi)acetamida como un aceite incoloro.
Figure imgf000048_0003
Se agitó a reflujo una disolución de N,N-dietil-2-(2-mercaptoetoxi)acetamida (356 mg, 1,90 mmol), anhídrido succínico (200 mg, 2,10 mmol) y Et3N (300 mg, 2,90 mmol) en 10 ml de THF durante la noche. Se concentró a vacío la mezcla de reacción y se purificó el residuo mediante HPLC preparativa (eluyendo con H2O (TFA al 0,5 %) y CH3CN) para dar ácido 4-(2-(2-(dietilamino)-2-oxoetoxi)etiltio)-4-oxobutanoico como un aceite incoloro.
Ejemplo 13 - Síntesis de 3-(4-((R)-3-metoxi-3-oxo-2-propionamidopropiltio)-4-oxobutanoiltio)-2-propionamidopropanoato de (R)-metilo (NV205, 01-205)
Figure imgf000048_0004
Se agitó una mezcla de ácido (R)-3-(4-((R)-2-carboxi-2-propionamidoetiltio)-4-oxobutanoiltio)-2-propionamidopropanoico (300 mg, 0,69 mmol), CH3I (293 mg, 2,06 mmol) y K2CO3 (475 mg, 3,44 mmol) en 4,0 ml de DMF a temperatura ambiente durante la noche. Se filtró la mezcla de reacción y se purificó el filtrado mediante HPLC preparativa (eluyendo con H2O (TFA al 0,05 %) y CH3CN) para dar directamente 3-(4-((R)-3-metoxi-3-oxo-2-propionamidopropiltio)-4-oxobutanoiltio)-2-propionamidopropanoato de (R)-metilo como un sólido blanquecino.
Ejemplo 14 - Síntesis de NV189
Figure imgf000049_0001
Se agitó una mezcla de N-(2-mercapto-2-metilpropil)acetamida (400 mg, 2,72 mmol), succinato de bis(2,5-dioxopirroMdin-1-ilo) (339 mg, 1,09 mmol) y Et3N (550 mg, 5,44 mmol) en 6 ml de CH3CN a temperatura ambiente durante la noche. Se concentró la mezcla de reacción y se purificó el residuo mediante HPLC preparativa (eluyendo con H2O (TFA al 0,05 %) y CH3CN) para dar NV189 como un sólido blanquecino.
Ejemplo 15- Síntesis de S,S-butanobis(tioato) de bis(2-(2-(dietilamino)-2-oxoetoxi)etilo) (NV195, 01-195)
Figure imgf000049_0002
A una disolución de N,N-dietil-2-(2-mercaptoetoxi)acetamida (438 mg, 2,3 mmol) en CH3CN (10 ml) se le añadió succinato de bis(2,5-dioxopirrolidin-1-ilo) (374 mg, 1,2 mmol) y Et3N (232 mg, 2,3 mmol). Se agitó la mezcla a temperatura ambiente durante la noche. Se concentró a vacío la mezcla de reacción y se purificó el residuo mediante HPLC preparativa (eluyendo con H2O (TFA al 0,5 %) y CH3CN) para dar S,S-butanobis(tioato) de bis(2-(2-(dietilamino)-2-oxoetoxi)etilo) como un aceite incoloro.
Ejemplo 16- Síntesis de NV206
Figure imgf000049_0003
Se agitó una mezcla de ácido (R)-3-(4-((R)-2-carboxi-2-propionamidoetiltio)-4-oxobutanoiltio)-2-propionamidopropanoico (400 mg, 0,916 mmol), CH3 I (156 mg, 1,1 mmol) y K2CO3 (190 mg, 1,37 mmol) en 4 ml de DMF a temperatura ambiente durante 6 horas. Se filtró la mezcla de reacción y se purificó el filtrado mediante HPLC prep. (eluyendo con H2O (TFA al 0,05 %) y CH3CN) para dar directamente NV206 como una goma incolora.
Ejemplo 17
Resultados de los experimentos biológicos
Los compuestos facilitados en la siguiente tabla se sometieron a los ensayos (1)-(4) mencionados bajo el encabezado I. Ensayo para evaluar la potenciación e inhibición de la función de producción de energía mitocondrial en células intactas. En la siguiente tabla, se muestra los resultados que indican que todos los compuestos sometidos a prueba tienen propiedades adecuadas. De manera importante, todos los compuestos muestran un efecto específico sobre la respiración vinculada con CII tal como se observa a partir de los protocolos de examen 1 y 4, así como un efecto convergente, con los sustratos de CI disponibles, tal como se observa en el ensayo 2.
Resultados de los protocolos de examen 1-4
Números de compuesto expuestos en los ejemplos 1-16.
Figure imgf000049_0004
Figure imgf000050_0002
Leyenda: convergente (rutina), el aumento del consumo de oxígeno mitocondrial inducido por el compuesto en las condiciones descritas en el ensayo de examen 3; convergente (FCCP), el aumento del consumo de oxígeno mitocondrial inducido por el compuesto en las condiciones descritas en el ensayo de examen 2 (condiciones desacopladas); convergente (plasma), el aumento del consumo de oxígeno mitocondrial inducido por el compuesto en células con inhibición del complejo I incubadas en plasma humano, tal como se describe en el ensayo de examen 4; CII, el aumento del consumo de oxígeno mitocondrial inducido por el compuesto en células con inhibición del complejo I tal como se describe en el ensayo de examen 1; desacoplamiento, el nivel del consumo de oxígeno después de la adición de oligomicina tal como se describe en el ensayo de examen 3. Se clasifica la respuesta en cada parámetro como o bien , + o bien ++ en orden creciente de potencia. Los paréntesis [()] indican un efecto intermedio, es decir, (+++) está entre + y ++. Toxicidad, la menor concentración durante la titulación de compuesto a la que se observa una disminución del consumo de oxígeno tal como se describe en el ensayo de examen 2.
Ejemplos 18-20
Estudios con metformina
En el estudio con metformina, se usaron los siguientes compuestos (y a los que se hace referencia en las figuras). Los compuestos se describen en el documento WO 2014/053857.
Figure imgf000050_0001
Adquisición y preparación de muestras
Se realizó el estudio con la aprobación de la junta de revisión ética regional de la Universidad de Lund, Suecia (n.° de permiso de la junta de revisión ética 2013/181). Se extrajo sangre venosa de 18 adultos sanos (11 hombres y 7 mujeres) en tubos con K2EDTA (tubo de la marca BD Vacutainer® con EDTA de dipotasio, BD, Plymouth, RU) según el procedimiento clínico convencional después de adquirirse el consentimiento informado por escrito. Para el aislamiento de plaquetas, se centrifugó (centrífuga Multifuge 1 S-R Heraeus, Thermo Fisher Scientifics, Waltham, EE.UU.) la sangre completa a 500 g a temperatura ambiente (TA) durante 10 min. Se recogió plasma rico en plaquetas en tubos Falcon de 15 ml y se centrifugó a 4600 g a Ta durante 8 min. Se resuspendió el sedimento resultante en 1-2 ml del plasma del propio donante. Se aislaron las PBMC usando centrifugación en gradiente de Ficol (Boyum, 1968). Se lavó la sangre que quedaba después del aislamiento de las plaquetas con un volumen igual de solución salina fisiológica y se dispuso en una capa sobre 3 ml de Lymphoprep™. Después de centrifugación a 800 g a TA (temperatura ambiente) durante 30 min, se recogió la capa de PBMC y se lavó con solución salina fisiológica. Tras una centrifugación a 250 g a TA durante 10 min, se resuspendió el sedimento de las PBMC en dos partes de solución salina fisiológica y una parte del plasma del propio donante. Se realizó un recuento celular tanto para las PBMC como para las plaquetas usando un hemocitómetro automatizado (Swelab Alfa, Boule Medical AB, Estocolmo, Suecia).
Propósito del estudio notificado en los ejemplos 18-19
La metformina induce la producción de lactato en células mononucleares de sangre periférica y plaquetas a través de la inhibición del complejo mitocondrial I específico
La metformina es un fármaco antidiabético ampliamente usado asociado con el efecto secundario raro de acidosis láctica, que se ha propuesto que está vinculado con una disfunción mitocondrial inducida por fármacos. Usando respirometría, el propósito del estudio notificado en los ejemplos 1-2 a continuación era evaluar la toxicidad mitocondrial de metformina para células sanguíneas humanas en relación con la de fenformina, un análogo de biguanida retirado en la mayoría de países debido a una alta incidencia de acidosis láctica.
Propósito del estudio notificado en el ejemplo 20
El propósito es investigar la capacidad de profármacos de succinato para aliviar o eludir efectos no deseados de metformina y fenformina.
Ejemplo 18A
Efectos de metformina y fenformina sobre la respiración mitocondrial en plaquetas humanas permeabilizadas
Para investigar el objetivo específico de la toxicidad de biguanida, se aplicó un protocolo usando permeabilización con digitonina de las células sanguíneas y adiciones secuenciales de sustratos e inhibidores específicos de complejo respiratorio en medio MiR05. Después de la estabilización de la respiración de rutina, es decir, respiración de las células con suministro de su sustrato endógeno y demanda de ATP, se añadieron metformina, fenformina o su vehículo (agua doblemente desionizada). Se aplicó un amplio intervalo de concentración de los fármacos; metformina 0,1, 0,5, 1 y 10 mM y fenformina 25, 100 y 500 |iM. Después de incubación con los fármacos durante 10 min a 37 °C, se permeabilizaron las plaquetas con digitonina a una concentración de digitonina óptima determinada previamente (1 |ig, 10-6 plaquetas) para inducir una permeabilización de membrana celular máxima sin perturbación de la función mitocondrial y permitiendo mediciones de capacidades respiratorias máximas (Sjovall et al. (2013a). Para la evaluación de la capacidad de fosforilación oxidativa dependiente del complejo I (oXPHOSci) se añadieron de manera secuencial en primer lugar, los sustratos vinculados con NADH, piruvato y malato (5 mM), luego ADP (1 mM) y, por último, el sustrato del complejo I adicional, glutamato (5 mM). Posteriormente, se administró el sustrato vinculado con FADH2, succinato (10 mM) para determinar la capacidad de OXPHOS dependiente del complejo I y II convergente (OXPHOSci+ii). Se evaluó el estado LEAKi+ii, un estado respiratorio en el que se compensa el consumo de oxígeno para el retroflujo de protones a través de la membrana mitocondrial (Gnaiger, 2008), mediante adición del inhibidor de ATP-sintasa, oligomicina (1 |ig ml-1). Se evaluó la capacidad del sistema de transporte de electrones respiratoria desacoplada máxima soportada mediante la entrada convergente a través del complejo I y II (ETSci+ii) mediante titulación posterior con el protonóforo, carbonilcianuro-p-(trifluorometoxi)fenilhidrazona (FCCP). La adición del inhibidor del complejo I, rotenona (2 |iM) reveló la respiración desacoplada máxima dependiente del complejo II (ETScii). Entonces se administró el inhibidor del complejo III, antimicina (1 |ig ml-1) para revelar el consumo de oxígeno residual (ROX). Finalmente, se añadió el sustrato de complejo IV artificial, diclorhidrato de N,N,N',N'-tetrametil-p-fenilendiamina (TMPD, 0,5 mM) y se administró el inhibidor del complejo IV, azida de sodio (10 mM) para medir la actividad del complejo IV y el fondo químico, respectivamente. Se calculó la actividad del complejo IV restando el valor de azida de sodio del valor de TMPD. Con excepción de la actividad del complejo IV, se midieron todos los estados respiratorios en estado estacionario y se corrigieron para ROX. Se midió la actividad del complejo IV después de la determinación de R0X y no en estado estacionario. Se examinó la integridad de la membrana mitocondrial externa mediante adición de citocromo c (8 |iM) durante OXPHOSci+ii en presencia de vehículo, metformina 100 mM o fenformina 500 |iM.
Ejemplo 18B
Efecto de metformina sobre la respiración mitocondrial en células mononucleares de sangre periférica humanas permeabilizadas y sobre la respiración mitocondrial en plaquetas humanas intactas
Para el análisis de la respiración de PBMC permeabilizadas en respuesta a metformina (0,1, 1 y 10 mM) se usó el mismo protocolo que para plaquetas permeabilizadas, excepto porque se ajustó la concentración de digitonina a 6 |ig 10-6 PBMC (Sjovall et al., 2013b).
Resultados
Se inhibió de manera dependiente de la dosis por metformina la respiración usando sustratos de complejo I tanto en plaquetas como en PBMC humanas permeabilizadas (figura 1). La capacidad OXPHOSci disminuyó con concentraciones crecientes de metformina en comparación con controles con inhibición casi completa a 10 mM (-81,47 %, P ≤ 0,001 en PBMC y -92,04 %, P ≤ 0,001 en plaquetas), lo que da como resultado una CI50 de 0,45 mM para PBMC y 1,2 mM para plaquetas. Las capacidades respiratorias usando sustratos vinculados tanto con complejo I como con complejo II, 0XPH0Sci+ii y ETSci+ii, disminuyeron de manera similar a 0XPH0Sci por metformina tal como se ilustra mediante los trazos representativos del consumo de 02 medido simultáneamente de PBMC permeabilizadas tratadas con vehículo y tratadas con metformina 1 mM (figura 5a). En cambio, la capacidad ETScii y la actividad del complejo IV no cambiaron significativamente en presencia de metformina en comparación con controles en cualquier tipo celular (figuras 5b, c) y tampoco la respiración LEAKi+ii (el estado respiratorio en el que el consumo de oxígeno se compensa para el retroflujo de protones a través de la membrana mitocondrial, tradicionalmente indicado como estado 4 en las mitocondrias aisladas, datos no mostrados). La inhibición mitocondrial del complejo I inducida por metformina no pareció ser reversible tras la retirada extra e intracelular del fármaco mediante lavado y permeabilización de las células, respectivamente. Aunque la intensidad del ataque de inhibición del complejo I se atenuó mediante la retirada (atribuida probablemente a un tiempo de exposición del fármaco más corto) las plaquetas no recuperaron una función mitocondrial de rutina y máxima comparable al control (datos no mostrados). La fenformina inhibió asimismo OXPHOSci (figura 6), OXPHOSci+ii y ETSci+ii pero no ETScii o respiración específica para el complejo IV (datos no mostrados). La fenformina demostró una inhibición 20 veces más potente de OXPHOSci en plaquetas permeabilizadas que la metformina (CI50 de 0,058 mM y 1,2 mM, respectivamente) (figura 2). La metformina y la fenformina no indujeron una respiración aumentada tras la administración de citocromo c y, por tanto, no perturbaron la integridad de la membrana mitocondrial externa.
Después de estabilización de la respiración de rutina en medio MiR05, se añadió o bien vehículo (agua doblemente ionizada) o bien metformina 1, 10 y 100 mM. Se hizo un seguimiento de la respiración de rutina durante 60 min a 37 °C antes de añadirse el inhibidor de ATP-sintasa, oligomicina (1 |ig ml-1) para evaluar la respiración LEAK. Se alcanzó la capacidad del sistema de transporte de electrones respiratoria desacoplada máxima soportada mediante sustratos endógenos (ETS) mediante titulación de FCCP. Se bloqueó de manera secuencial la respiración mediante el inhibidor del complejo I, rotenona (2 |iM), el inhibidor del complejo III, antimicina (1 |ig ml-1) y el inhibidor del complejo IV, azida de sodio (10 mM) para evaluar ROX, para lo que se corrigieron todos los valores de respiración. En un experimento adicional, se incubó sangre completa en tubos con K2EDTA con diferentes concentraciones de metformina (0,1, 0,5 y 1 mM) a lo largo de un periodo de 18 h antes del aislamiento de plaquetas y los análisis de respiración.
Resultados
En plaquetas humanas intactas, la metformina disminuyó la respiración de rutina de manera dependiente de la dosis y del tiempo (figura 7a). Cuando se expusieron o bien a metformina o bien a vehículo, las plaquetas mostraron una disminución continua de la respiración de rutina a lo largo del tiempo. Después de 60 min, se redujo la respiración de rutina en un -14,1 % en el control (P ≤ 0,05), en un -17,27 % a 1 mM (P ≤ 0,01), en un -28,61 % a 10 mM (P ≤ 0,001), y en un -81,78 % a 100 mM de metformina (P ≤ 0,001) en comparación con la primera medición después de la adición. La metformina a 100 mM disminuyó la respiración de rutina significativamente en comparación con el control ya después de 15 min de exposición (-39,77 %, P ≤ 0,01). La respiración desacoplada máxima de las plaquetas (la capacidad de ETS titulada con protonóforo) después de 60 min de incubación, se inhibió significativamente mediante 10 mM (-23,86 %, P ≤ 0,05) y 100 mM (-56,86 %, P ≤ 0,001) de metformina (figura 3b). La respiración LEAK en células intactas no se alteró significativamente mediante incubación con metformina (datos no mostrados). Cuando se incubó sangre completa a concentraciones de metformina de 1 mM a lo largo de 18 h, la respiración de rutina de plaquetas humanas intactas se redujo en un 30,49 % (P ≤ 0,05).
Ejemplo 19
Efecto de metformina y fenformina sobre la producción de lactato y el pH de plaquetas humanas intactas
Se incubaron plaquetas durante 8 h con o bien metformina (1 mM, 10 mM), fenformina (0,5 mM), rotenona (2 |iM), o bien el vehículo para rotenona (DMSO). Se determinaron los niveles de lactato cada 2 h (n = 5) usando el medidor de prueba de lactato en sangre Lactate Pro™ 2 (Arkray, Alere AB, Lidingo, Suecia) (Tanner et al., 2010). Se realizó la incubación a 37 °C a una velocidad de agitador de 750 rpm, y se midió el pH al inicio, después de 4 y después de 8 h de incubación (n = 4) usando un medidor de pH convencional PHM210 (Radiometer, Copenhague, Dinamarca).
Resultados
Producción de lactato aumentada de manera dependiente del tiempo y de la dosis en respuesta a la incubación con metformina y fenformina en plaquetas humanas (figura 8a). En comparación con el control, todas las plaquetas tratadas con metformina (1 y 10 mM), fenformina (0,5 mM) y rotenona (2 |iM) produjeron significativamente más lactato a lo largo de 8 h de tratamiento. A metformina 1 mM, el lactato aumentó desde 0,30 ± 0,1 hasta 3,34 ± 0,2 a lo largo de 8 h y a metformina 10 mM, el lactato aumentó desde 0,22 ± 0,1 hasta 5,76 ± 0,7 mM. El pH correspondiente disminuyó desde 7,4 ± 0,01 en ambos grupos hasta 7,16 ± 0,03 y 7,00 ± 0,04 para metformina 1 mM y 10 mM, respectivamente. Las plaquetas tratadas con fenformina (0,5 mM) produjeron niveles de lactato similares a los de las muestras tratadas con metformina 10 mM. El aumento del nivel de lactato se correlacionó con la disminución del pH para todos los grupos de tratamiento. Los niveles de lactato aumentados en plaquetas intactas tratadas con metformina también se correlacionaron con los valores respiratorios de 0XPH0Sci absolutos disminuidos observados en plaquetas permeabilizadas tratadas con metformina (r2 = 0,60, P ≤ 0,001). Un conjunto limitado de experimentos demostró además que las PBMC intactas también muestran una liberación de lactato aumentada tras la exposición a metformina 10 mM (datos no mostrados).
Descripción de los resultados de los ejemplos 18-19
Este estudio demuestra un efecto tóxico no reversible de metformina sobre las mitocondrias específicas para el complejo I en plaquetas humanas y PBMC a concentraciones relevantes para el estado clínico de intoxicación con metformina. En plaquetas, se ha mostrado además una correlación entre respiración del complejo I disminuida y producción de lactato aumentada. La toxicidad mitocondrial que se observó para metformina se desarrolló a lo largo del tiempo en células intactas. La fenformina, un compuesto relacionado estructuralmente ahora retirado en la mayoría de países debido a una alta incidencia de AL, indujo liberación de lactato y disminución del pH en plaquetas a través de un efecto específico del complejo I a una concentración sustancialmente menor.
En el presente estudio, usando un modelo que aplica respirometría de alta resolución para evaluar la función mitocondrial integrada de plaquetas humanas, se ha demostrado que la toxicidad mitocondrial tanto de metformina como de fenformina es específica para el complejo respiratorio I y que también está presente una inhibición similar específica en PBMC. La respiración de complejo I de PBMC permeabilizadas era 2,6 veces más sensible a metformina que la de plaquetas permeabilizadas. Sin embargo, debido a la toxicidad dependiente del tiempo de metformina (véase a continuación), la CI50 es posiblemente una subestimación y podría ser menor si se determina después de un tiempo de exposición más largo. Estos hallazgos refuerzan adicionalmente que la toxicidad mitocondrial de metformina no se limita a tejidos específicos, tal como se mostró previamente por otros, sino que es más bien un efecto generalizado a nivel subcelular. La inhibición del complejo IV inducida por metformina en plaquetas notificada por (Protti et al., 2012a, Protti et al., 2012b) no se ha confirmado en este estudio ni en un estudio anterior de Dykens et al. (2008) usando mitocondrias bovinas aisladas. Además, la metformina y la fenformina no indujeron inhibición respiratoria a través de ningún cambio de permeabilidad inespecífico de las membranas mitocondriales internas o externas ya que no hubo evidencias de desacoplamiento o respuesta estimuladora tras la adición de citocromo c en presencia de los fármacos. La respirometría de alta resolución es un método de alta sensibilidad y permite mediciones de 02 en el intervalo picomolar. Cuando se aplica a células sanguíneas humanas ex vivo, permite la evaluación de la respiración en el estado totalmente integrado en células intactas, y permite el suministro exógeno y control de sustratos para mitocondrias intactas en células permeabilizadas. Esto contrasta con ensayos espectrofotométricos enzimáticos que se han usado predominantemente en la investigación sobre toxicidad mitocondrial de metformina, por ejemplo, de Dykens et al. (2008) y Owen et al. (2000). Estos ensayos miden la función independiente, no integrada de los complejos individuales y por tanto, son menos fisiológicos, lo que puede contribuir a las diferencias en los resultados entre los estudios.
Los resultados del estudio demostraron una inhibición respiratoria significativa, aumento de lactato y disminución de pH en suspensiones de plaquetas intactas provocados por metformina a concentraciones relevantes para la intoxicación ya después de 8-18 h. La inhibición dependiente del tiempo de la respiración mitocondrial en combinación con la falta de reversión tras el intercambio del tampón extracelular y siendo la dilución del contenido intracelular de metformina soluble mediante permeabilización del punto celular hacia la acumulación intramitocondrial un factor clave en el desarrollo de una AL relacionada con disfunción mitocondrial inducida por fármacos, tal como han propuesto otros (Chan et al., 2005, Lalau, 2010).
La toxicidad mitocondrial de fenformina se ha mostrado previamente, por ejemplo, en células HepG2, una línea celular de carcinoma de hígado, y mitocondrias aisladas de rata y vaca. En este caso, se ha demostrado toxicidad mitocondrial específica también usando células sanguíneas humanas. En comparación con la metformina, la fenformina tuvo una potencia tóxica mitocondrial más fuerte en plaquetas humanas (CI50 de 1,2 mM y 0,058 mM, respectivamente). La fenformina y la metformina muestran una diferencia de 10 a 15 veces en la dosificación clínica y una diferencia de 3 a 10 veces en la concentración plasmática terapéutica. En este estudio, se ha observado una diferencia de 20 veces entre la fenformina y la metformina en el potencial para inhibir el complejo I. Si se traslada a pacientes, esta diferencia en toxicidad mitocondrial en relación con la dosificación clínica podría explicar potencialmente la mayor incidencia documentada de fenformina de AL asociada con fenformina.
Las concentraciones plasmáticas terapéuticas convencionales de metformina están en el intervalo de 0,6 y 6,0 |iM y las concentraciones tóxicas se encuentran entre 60 |iM y 1 mM. En un caso clínico de intoxicación involuntaria con metformina, antes de hemodiálisis, se notificó un nivel sérico de metformina superior a 2 mM (AlAbri et al., 2013). Estudios de distribución tisular han demostrado además que la concentración de metformina en estado estacionario es menor en plasma/suero que en otros órganos. Se ha mostrado que se acumula en concentraciones de 7 a 10 veces mayores en el tracto gastrointestinal, con cantidades menores pero todavía significativamente mayores en el riñón, hígado, glándulas salivales, pulmón, bazo y músculo en comparación con los niveles plasmáticos. En circunstancias en las que el aclaramiento de metformina se ve alterado, tal como estados predisponentes que afectan al sistema cardiovascular, hígado o riñones, pueden alcanzarse eventualmente niveles tóxicos. Por tanto, la concentración tóxica de metformina observada en el presente estudio (1 mM) es comparable a la que se encuentra en la sangre de pacientes intoxicados con metformina. Aunque la metformina es tóxica para las células sanguíneas, tal como se muestra en este estudio, es improbable que las plaquetas y PBMC sean agentes contribuyentes importantes al desarrollo de AL. Como la metformina se acumula en otros órganos y adicionalmente estos órganos son más metabólicamente activos, es probable que se observe una producción de lactato aumentada en primer lugar en otros tejidos. Los resultados refuerzan, por tanto, lo que han sugerido otros (Brunmair et al., 2004, Protti et al., 2012b, Dykens et al., 2008), de que la inhibición mitocondrial sistémica es la causa de AL inducida por metformina.
Basándose en los estudios iniciales y los presentes hallazgos, resulta intrigante especular sobre la posibilidad de que el efecto antidiabético de metformina pueda estar relacionado con la inhibición de la respiración aerobia. Los niveles de glucosa disminuidos en el hígado y la captación disminuida de glucosa a la sangre en el intestino delgado en pacientes diabéticos tratados con metformina podrían deberse a una inhibición parcial del complejo I. La inhibición del complejo I provoca una producción de ATP reducida, cantidades aumentadas de AMP, activación de la proteína cinasa activada por la enzima AMP (AMPK) y recambio acelerado de glucosa mediante glicólisis aumentada, que trata de compensar la producción de ATP reducida.
Hasta ahora, las medidas de tratamiento para AL asociada con metformina consisten en hemodiálisis y hemofiltración para eliminar la toxina, corregir la acidosis y aumentar el flujo sanguíneo renal.
Ejemplo 20
Intervención sobre el aumento inducido por metformina de producción de lactato con profármacos de succinato con permeabilidad celular
Se realizó intervención del aumento inducido por metformina de la producción de lactato en plaquetas humanas intactas con profármacos de succinato con permeabilidad celular recientemente desarrollados y sintetizados, en PBS que contenía glucosa 10 mM. Se expusieron las plaquetas a o bien rotenona sola (2 |iM), rotenona (2 |iM) y antimicina (1 |ig/ml, únicamente para células tratadas con NV 189), o bien metformina 10 mM y después de 60 min o vehículo (DMSO, control), se añadieron o bien los profármacos de succinato con permeabilidad celular (NV118, NV189 y NV241) o bien succinato a una concentración de 250 |iM cada 30 minutos. Se midieron los niveles de lactato en intervalos de 30 min con el comienzo del experimento. Adicionalmente, se midió el pH antes de la primera adición de vehículo (DMSO, control), los diferentes profármacos de succinato con permeabilidad celular (NV118, NV189, NV241) o succinato y al final del experimento. Se calculó la tasa de producción de lactato con un ajuste no lineal con un intervalo de confianza (IC) del 95 % de la pendiente de la curva lactatotiempo (figuras 9, 10, 11 y 12).
Los resultados relacionados con el ejemplo 20 se basan en los ensayos descritos en el presente documento. La producción de lactato debido a la incubación con rotenona y metformina en trombocitos se atenúa mediante la adición de profármacos de succinato con permeabilidad celular
La tasa de producción de lactato en trombocitos incubados con rotenona 2 |iM fue de 0,86 mmol de lactato (200^106trc^h)'1 (intervalo de confianza [IC] del 95 % de 0,76-0,96) que se atenuó mediante NV118 (0,25 mmol [IC del 95 % de 0,18-0,33]), NV189 (0,42 mmol [IC del 95 % de 0,34-0,51]) y NV241 (0,34 mmol [IC del 95 % de 0,17-0,52]), que no fue diferente significativamente de células que no recibieron rotenona (0,35 [IC del 95 % de 0,14-0,55]) (figuras 9, 10 y 11). Las células incubadas con antimicina además de rotenona y NV189 tuvieron una producción de lactato comparable a las células tratadas con rotenona (0,89 mmol [0,81-0,97]), lo que demuestra el efecto mitocondrial específico de los profármacos de succinato con permeabilidad celular (figura 10).
Las células incubadas con metformina 10 mM producen lactato a una tasa de 0,86 mmol de lactato (200^109trc^h)'1 (IC del 95 % de 0,69-1,04) en comparación con 0,22 mmol (IC del 95 % de 0,14-0,30) en células tratadas con vehículo (agua) (figura 12). La coincubación con cualquiera de los tres profármacos de succinato atenúa el efecto de metformina, lo que da como resultado una producción de 0,43 mmol (IC del 95 % de 0,33­ 0,54) para NV118 (figura 9), 0,55 mmol (IC del 95 % de 0,44-0,65) para NV189 (figura 10) y 0,43 mmol (IC del 95 % de 0,31-0-54) para NV241 (figura 11).
A lo largo de la memoria descriptiva y las reivindicaciones que siguen, a menos que el contexto requiera lo contrario, el término “comprenden”, y variaciones tales como “comprende” y “que comprende(n)”, se entenderá que implican la inclusión de un número entero, etapa, grupo de números enteros o grupo de etapas declarados pero no la exclusión de ningún otro número entero, etapa, grupo de números enteros o grupo de etapas.
A lo largo de la memoria descriptiva y las reivindicaciones que siguen, a menos que el contexto requiera lo contrario, el término “comprenden” y variaciones tales como “comprende” y “que comprende(n)”, se entenderá que implican la inclusión de un número entero, etapa, grupo de número enteros o grupo de etapas declarados pero no la exclusión de ningún otro número entero, etapa, grupo de número enteros o grupo de etapas. El término “comprenden” incluye “contienen” y “consisten en”.

Claims (15)

REIVINDICACI0NES
1. Compuesto de fórmula (I)
Figure imgf000056_0001
o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, en el que el enlace discontinuo entre A y B indica un enlace opcional para formar una estructura cerrada de anillo, y en el que
Z se selecciona de -CH2-CH2- o >CH(CH3),
A se selecciona de -SR, -OR y NHR, y R es
Figure imgf000056_0002
B se selecciona de -O-R', -NHR'', -SR''' u -OH; y R' se selecciona de las fórmulas (II) a (IX) a continuación:
Figure imgf000056_0003
R', R'' y R''' son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de las fórmulas a continuación:
Figure imgf000056_0004
R1 y R3 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, O-acilo, O-alquilo, N-acilo, N-alquilo, X-acilo, CH2X-alquilo, CH2X-acilo, F, CH2COOH, CH2CO2-alquilo,
X se selecciona de O, NH, NR6, S,
R2 se selecciona de Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, C(O)CH3, C(O)CH2C(O)CH3, C(O)CH2CH(OH)CH3,
p es un número entero y es 1 ó 2
R6 se selecciona de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, acilo, propionilo, benzolo, o la fórmula (II), o la fórmula (VIII)
X5 se selecciona de -H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, -COOH, -C(=O)XR6, CONR1R3 o es la fórmula
Figure imgf000057_0001
X7 se selecciona de R1, -NR1R3 ,
R9 se selecciona de H, Me, Et u O2CCH2CH2COXR8
R10 se selecciona de O-acilo, NH-alquilo, NH-acilo u O2CCH2CH2COX6R8
X6 se selecciona de O, NR8, NR6R8, en los que R6 y R8 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, alquilo, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, acilo, propionilo, benzolo, o la fórmula (II), o la fórmula (VIII),
R11 y R12 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, propionilo, benzolo, -CH2X-alquilo, -CH2X-acilo, en los que X es O, NR6 o S,
Rc y Rd son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de CH2X-alquilo, CH2X-acilo, en los que X = O, NRa o S,
R13, R14 y R15 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, -COOH, O-acilo, O-alquilo, N-acilo, N-alquilo, X-acilo, CH2X-alquilo;
los sustituyentes en R13 y R14 o R13 y R15 pueden unirse en puente para formar un sistema cíclico,
Rf, Rg y Rh son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de X-acilo, -CH2X-alquilo, -CH2X-acilo y R9,
alquilo se selecciona de Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo,
acilo se selecciona de formilo, acetilo, propionilo, isopropionilo, butirilo, terc-butirilo, pentanolo, benzolo, acilo y/o alquilo pueden estar opcionalmente sustituidos, y
cuando está presente el enlace discontinuo entre A y B, el compuesto según la fórmula (I) es
Figure imgf000057_0002
en la que X4 se selecciona de -COOH, -C(=O)XR6,
Figure imgf000057_0003
para su uso
i) en la prevención o el tratamiento de trastornos relacionados con las mitocondrias seleccionados de enfermedad de Alpers (poliodistrofia infantil progresiva; esclerosis lateral amiotrófica (ELA); autismo; síndrome de Barth (miocardiopatía infantil mortal); defectos de oxidación beta; deficiencia del metabolismo bioenergético; deficiencia de carnitina-acilo-carnitina; deficiencia de carnitina; síndromes de deficiencia de creatina (síndromes de deficiencia de creatina cerebral (CCDS) que incluyen: deficiencia de guanidinoacetato metiltransferasa (deficiencia de GAMT), deficiencia de L-arginina:glicina amidinotransferasa (deficiencia de AGAT) y deficiencia del transportador de creatina relacionada con SLC6A8 (deficiencia de SLC6A8); deficiencia de coenzima Q10, deficiencia del complejo I (NADH deshidrogenasa (deficiencia de NADH-CoQ reductasa); deficiencia del complejo II (deficiencia de succinato deshidrogenasa); deficiencia del complejo III (deficiencia de ubiquinonacitocromo c oxidorreductasa); deficiencia del complejo IV/deficiencia de COX (deficiencia de citocromo c oxidasa provocada por un defecto en el complejo IV de la cadena respiratoria); deficiencia del complejo V (deficiencia de ATP sintasa); deficiencia de COX; CPEo (síndrome de oftalmoplejía externa crónica progresiva); deficiencia de CPT I; deficiencia de CPT II; ataxia de Friedreich (FRDA o FA); aciduria glutárica tipo II; KSS (síndrome de Kearns-Sayre); acidosis láctica; LCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena larga); LCHAD; enfermedad o síndrome de Leigh (encefalomielopatía necrotizante subaguda); LHON (neuropatía óptica hereditaria de Leber); enfermedad de Luft; MCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena media); MELAS (encefalomiopatía mitocondrial, acidosis láctica y episodios similares a ictus); MERRF (epilepsia mioclónica y enfermedad de las fibras rojas rasgadas); MIRAS (síndrome de ataxia recesiva mitocondrial); citopatía mitocondrial; agotamiento del ADN mitocondrial; encefalopatía mitocondrial que incluye: encefalomiopatía y encefalomielopatía; miopatía mitocondrial; MNGIE (trastorno mioneurogastrointestinal y encefalopatía); NARP (neuropatía, ataxia y retinosis pigmentaria); trastornos neurodegenerativos asociados con la enfermedad de Parkinson, de Alzheimer o de Huntington; síndrome de Pearson; deficiencia de piruvato carboxilasa; deficiencia de piruvato deshidrogenasa; mutaciones de POLG; deficiencias de la cadena respiratoria; SCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena corta); SCHAD y VLCAD (deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena muy larga), o
ii) en el tratamiento de cáncer, hipoxia, isquemia, ictus, infarto de miocardio, angina aguda, lesión renal aguda, oclusión coronaria o fibrilación auricular.
2. Compuesto de fórmula (I)
Figure imgf000058_0001
o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, en el que el enlace discontinuo entre A y B indica un enlace opcional para formar una estructura cerrada de anillo, y en el que
Z se selecciona de -CH2-CH2- o >CH(CH3),
A se selecciona de -SR, -OR y NHR, y R es
Figure imgf000058_0002
B se selecciona de -O-R', -NHR'', -SR''' u -OH; y R' se selecciona de las fórmulas (II) a (IX) a continuación:
Figure imgf000059_0001
R', R'' y R''' son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de las fórmulas a continuación:
Figure imgf000059_0003
R1 y R3 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, O-acilo, O-alquilo, N-acilo, N-alquilo, X-acilo, CH2X-alquilo, CH2X-acilo, F, CH2COOH, CH2CO2-alquilo,
X se selecciona de O, NH, NR6, S,
R2 se selecciona de Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, C(O)CH3, C(O)CH2C(O)CH3, C(O)CH2CH(OH)CH3,
p es un número entero y es 1 ó 2
R6 se selecciona de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, acilo, propionilo, benzolo, o la fórmula (II), o la fórmula (VIII)
X5 se selecciona de -H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, -COOH, -C(=O)XR6, CONR1R3 o es la fórmula
Figure imgf000059_0002
X7 se selecciona de R1, -NR1R3 ,
R9 se selecciona de H, Me, Et u O2CCH2CH2COXR8
R10 se selecciona de O-acilo, NH-alquilo, NH-acilo u O2CCH2CH2COX6R8
X6 se selecciona de O, NR8, NR6R8, en los que R6 y R8 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, alquilo, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, acilo, propionilo, benzolo, o la fórmula (II), o la fórmula (VIII),
R11 y R12 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, acetilo, propionilo, benzolo, -CH2X-alquilo, -CH2X-acilo, en los que X es O, NR6 o S,
Rc y Rd son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de CH2X-alquilo, CH2X-acilo, en los que X = O, NRa o S,
R13, R14 y R15 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, -COOH, O-acilo, O-alquilo, N-acilo, N-alquilo, X-acilo, CH2X-alquilo;
los sustituyentes en R13 y R14 o R13 y R15 pueden unirse en puente para formar un sistema cíclico,
Rf, Rg y Rh son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de X-acilo, -CH2X-alquilo, -CH2X-acilo y R9 ,
alquilo se selecciona de Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo,
acilo se selecciona de formilo, acetilo, propionilo, isopropionilo, butirilo, terc-butirilo, pentanαlo, benzαlo, acilo y/o alquilo pueden estar opcionalmente sustituidos, y
cuando está presente el enlace discontinuo entre A y B, el compuesto según la fórmula (I) es
Figure imgf000060_0001
en la que X4 se selecciona de -COOH, -C(=O)XR6,
Figure imgf000060_0002
para su uso como medicamento.
3. Compuesto para su uso según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, que tiene la fórmula (IA)
O O
JEX. (IA)
o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, en el que
Z es -CH2-CH2-,
A se selecciona de -SR, -OR y NHR, y R es
Figure imgf000060_0003
B se selecciona de -O-R', -NHR'', -SR''' u -OH; y
R', R'' y R''' son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de una de las fórmulas a continuación:
Figure imgf000061_0001
Ri y R3 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me; Et, propilo, 0-Me, 0-Et, 0-propilo,
X se selecciona de O, NH, S,
p es un número entero y es 1,
R6 se selecciona de H, Me, Et,
X5 se selecciona de -H, Me, Et, -COOH, -C(=O)XR6, CONR1R3
X7 se selecciona de R1, -NR1R3 ,
R13, R14 y R15 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, propilo, i-propilo, butilo, iso-butilo, t-butilo, -COOH, O-acilo, O-alquilo, N-acilo, N-alquilo, X-acilo, CH2X-alquilo, en el que alquilo y acilo son tal como se definieron anteriormente en el presente documento.
4. Compuesto para su uso según la reivindicación 3, en el que R13, R14 y R15 son independientemente diferentes o idénticos y se seleccionan de H, Me, Et, -COOH.
5. Compuesto para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que Z es -CH2CH2- y A es -SR.
6. Compuesto para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que Z es -CH2CH2-, A es -SR, y B es OH o SR'''.
7. Compuesto para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que Z es -CH2CH2-, A es -SR, B es OH o SR''', en el que R''' es
Figure imgf000061_0002
8. Compuesto para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que Z es -CH2CH2- y A es SR y B es OH.
9. Compuesto para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que Z es -CH2CH2-, A es NHR, B es OH y R es
Figure imgf000061_0003
y X es S.
10. Compuesto para su uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que R y/o R''' es
Figure imgf000062_0001
y p=1 y X5 es -H.
11. Compuesto para su uso según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que R y/o R''' es
Figure imgf000062_0002
y p=1 y X5 es COXR6.
12. Compuesto para su uso según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que R y/o R''' es
Figure imgf000062_0003
y p=1 y X5 es CONR1R3.
13. Compuesto para su uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el compuesto se selecciona de:
Figure imgf000062_0004
Figure imgf000063_0001
Figure imgf000064_0001
14. Compuesto para su uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el tratamiento del síndrome de Leigh, la neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON), MELAS o MERRF.
15. Composición farmacéutica para uso médico según la reivindicación 1 ó 2, que comprende un compuesto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y un excipiente farmacéuticamente aceptable.
ES18175718T 2014-04-08 2015-04-08 Compuestos de succinato novedosos con permeabilidad celular Active ES2953522T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA201470190 2014-04-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2953522T3 true ES2953522T3 (es) 2023-11-14

Family

ID=58804197

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15714820.6T Active ES2683860T3 (es) 2014-04-08 2015-04-08 Compuestos de succinato con permeabilidad celular novedosos
ES18175718T Active ES2953522T3 (es) 2014-04-08 2015-04-08 Compuestos de succinato novedosos con permeabilidad celular

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15714820.6T Active ES2683860T3 (es) 2014-04-08 2015-04-08 Compuestos de succinato con permeabilidad celular novedosos

Country Status (25)

Country Link
US (2) US11147789B2 (es)
EP (2) EP3391941B1 (es)
JP (4) JP7082861B6 (es)
KR (1) KR102322543B1 (es)
CN (1) CN106458957B (es)
AU (2) AU2015243346C9 (es)
CA (1) CA2944565C (es)
CY (1) CY1120650T1 (es)
DK (1) DK3129016T3 (es)
EA (1) EA035678B1 (es)
ES (2) ES2683860T3 (es)
HK (1) HK1255109A1 (es)
HR (1) HRP20181126T1 (es)
IL (1) IL247904B (es)
LT (2) LT3129016T (es)
MA (2) MA44092B1 (es)
MX (1) MX2016012691A (es)
PL (1) PL3129016T3 (es)
PT (2) PT3391941T (es)
RS (1) RS57624B1 (es)
SG (1) SG11201607907PA (es)
SI (1) SI3129016T1 (es)
TR (1) TR201810411T4 (es)
WO (1) WO2015155231A1 (es)
ZA (1) ZA201606608B (es)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015155238A1 (en) 2014-04-08 2015-10-15 Neurovive Pharmaceutical Ab Succinate prodrugs for use in the treatment of lactic acidosis or drug-induced side-effects due to complex i-related impairment of mitochondrial oxidative phosphorylation
SG11201607907PA (en) * 2014-04-08 2016-10-28 Neurovive Pharmaceutical Ab Novel cell-permeable succinate compounds
EA201692018A1 (ru) * 2014-04-08 2017-04-28 Ньюроувив Фармасьютикал Аб Пролекарства янтарной кислоты для повышения производства atp
WO2017060400A1 (en) * 2015-10-07 2017-04-13 Neurovive Pharmaceutical Ab Protected carboxylic acid-based metabolites for the treatment of disesases related to mitochondrial dysfunctions
WO2017060418A1 (en) * 2015-10-07 2017-04-13 Neurovive Pharmaceutical Ab Protected carboxylic acid-based metabolites for the treatment of mitochondria-related diseases
WO2017060422A1 (en) * 2015-10-07 2017-04-13 Neurovive Pharmaceutical Ab Protected carboxylic acid-based metabolites for the treatment of mitochondrial disorders
WO2017096270A1 (en) 2015-12-03 2017-06-08 The Regents Of The University Of California Methods for treating mitochondrial diseases
KR20210076041A (ko) * 2018-10-11 2021-06-23 임브리아 파마슈티칼스, 인크. 레베르 유전성 시신경병증의 치료 및 예방을 위한 조성물 및 방법
EP3863624A4 (en) * 2018-10-11 2022-08-31 Imbria Pharmaceuticals, Inc. INTERMEDIATE PRODUCTS FOR TCA CYCLE AND METHODS OF USE
CN109675037B (zh) * 2019-01-25 2021-09-14 南方医科大学 Atp及其受体在制备治疗自闭症药物中的应用
EP3986862B1 (en) * 2019-06-19 2024-01-24 Abliva AB Succinate prodrug, compositions containing the succinate prodrug and uses thereof

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB756422A (en) * 1950-09-14 1956-09-05 Saint Gobain Esters of urethanes of glycols and the manufacture thereof
NL6806584A (es) * 1965-09-20 1968-11-12
FR2265355B1 (es) * 1974-03-28 1977-11-04 Blum Jean
US5112953A (en) * 1989-12-29 1992-05-12 Neorx Corporation Radiolabeled proteins for diagnostic or therapeutic use
DE4101158C2 (de) * 1991-01-14 1994-06-23 Dainippon Ink & Chemicals Wärmehärtbare Reaktionsharzgemische, Verwendung der erfindungsgemäßen Reaktionsharze zur Herstellung von Formkörpern und Beschichtungen
EP0583480A4 (en) 1992-02-07 1994-03-18 Tsumura & Co MEANS TO REDUCE SIDE EFFECTS.
JPH07331262A (ja) * 1994-05-31 1995-12-19 Tonen Corp パティキュレート低減用添加剤及び該添加剤を用いたディーゼルエンジン用燃料組成物
GB9612331D0 (en) * 1996-06-13 1996-08-14 Leo Pharm Prod Ltd Chemical compounds
CN1222139A (zh) * 1996-06-13 1999-07-07 里奥药物制品有限公司 多元醇琥珀酸酯及其药物制剂
JP2002525026A (ja) * 1998-07-02 2002-08-13 ザ ボード オブ リージェンツ オブ ザ レランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ ポリケチドを作製するための方法
AUPR059400A0 (en) * 2000-10-06 2000-11-02 Bar-Ilan University Formaldehyde-releasing prodrugs
US7727713B2 (en) * 2001-06-20 2010-06-01 Nuevolution A/S Templated molecules and methods for using such molecules
US7468383B2 (en) * 2005-02-11 2008-12-23 Cephalon, Inc. Proteasome inhibitors and methods of using the same
KR100791844B1 (ko) 2006-06-30 2008-01-07 주식회사유한양행 메트포르민 또는 그의 염을 함유하는 서방성 제제 및 그의제조방법
KR101069502B1 (ko) 2006-10-31 2011-09-30 (주)아모레퍼시픽 비만 및 당뇨병 개선용 경구용 조성물
US20120308646A1 (en) * 2007-01-18 2012-12-06 Hesheng Zhang Tetracyclic anthraquinones possessing anti-cancer properties
CA2682258A1 (en) 2007-03-26 2008-10-02 Salutria Pharmaceuticals Llc Methods and compositions of derivatives of probucol for the treatment of diabetes
US8410139B2 (en) * 2009-10-07 2013-04-02 Bristol-Myers Squibb Company Prodrugs of a piperidinyl derivative as modulators of chemokine receptor activity
IT1406068B1 (it) 2010-07-22 2014-02-06 Medestea Int Spa Polidesossiribonucleotidi (pdrn) per l'impiego nel trattamento di condizioni di acidosi e composizioni a base di polidesossiribonucleotidi per il suddetto impiego
JP2014024772A (ja) 2012-07-25 2014-02-06 Univ Of Tokyo ミトコンドリアのａｔｐ産生能昂進剤
US9670175B2 (en) * 2012-10-05 2017-06-06 Neurovive Pharmaceuticals AB Protected succinates for enhancing mitochondrial ATP-production
EA201692018A1 (ru) 2014-04-08 2017-04-28 Ньюроувив Фармасьютикал Аб Пролекарства янтарной кислоты для повышения производства atp
SG11201607907PA (en) * 2014-04-08 2016-10-28 Neurovive Pharmaceutical Ab Novel cell-permeable succinate compounds
WO2015155238A1 (en) 2014-04-08 2015-10-15 Neurovive Pharmaceutical Ab Succinate prodrugs for use in the treatment of lactic acidosis or drug-induced side-effects due to complex i-related impairment of mitochondrial oxidative phosphorylation

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020100628A (ja) 2020-07-02
TR201810411T4 (tr) 2018-08-27
WO2015155231A1 (en) 2015-10-15
LT3129016T (lt) 2018-09-10
JP2021169519A (ja) 2021-10-28
BR112016023086A2 (pt) 2017-08-15
JP7229189B2 (ja) 2023-02-27
PL3129016T3 (pl) 2018-10-31
AU2015243346C1 (en) 2019-02-07
EP3129016B1 (en) 2018-06-06
EP3391941B1 (en) 2023-06-07
JP7082861B2 (ja) 2022-06-09
EA035678B1 (ru) 2020-07-24
EP3391941A1 (en) 2018-10-24
AU2018282308B2 (en) 2020-04-30
JP2017513829A (ja) 2017-06-01
IL247904B (en) 2020-08-31
JP7082861B6 (ja) 2023-12-22
CN106458957B (zh) 2020-08-18
PT3129016T (pt) 2018-10-01
US20210401792A1 (en) 2021-12-30
US11147789B2 (en) 2021-10-19
LT3391941T (lt) 2023-11-10
KR102322543B1 (ko) 2021-11-04
EA201692017A1 (ru) 2017-02-28
US20170105961A1 (en) 2017-04-20
SI3129016T1 (sl) 2018-10-30
JP2021169518A (ja) 2021-10-28
MA39855B1 (fr) 2018-10-31
DK3129016T3 (en) 2018-09-03
AU2015243346C9 (en) 2019-03-07
CA2944565C (en) 2022-11-29
HRP20181126T1 (hr) 2018-10-05
HK1255109A1 (zh) 2019-08-02
KR20160142861A (ko) 2016-12-13
CY1120650T1 (el) 2019-12-11
ZA201606608B (en) 2022-10-26
PT3391941T (pt) 2023-08-24
MA44092B1 (fr) 2023-08-31
SG11201607907PA (en) 2016-10-28
IL247904A0 (en) 2016-11-30
CA2944565A1 (en) 2015-10-15
AU2015243346B2 (en) 2018-10-18
BR112016023086A8 (pt) 2021-06-29
ES2683860T3 (es) 2018-09-28
MX2016012691A (es) 2016-12-16
CN106458957A (zh) 2017-02-22
AU2015243346A1 (en) 2016-10-13
EP3129016A1 (en) 2017-02-15
RS57624B1 (sr) 2018-11-30
AU2018282308A1 (en) 2019-01-17
MA39855A (fr) 2018-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2953522T3 (es) Compuestos de succinato novedosos con permeabilidad celular
US20170105960A1 (en) Prodrugs of Succinic Acid for Increasing ATP Production
US10307389B2 (en) Succinate prodrugs for use in the treatment of lactic acidosis or drug-induced side-effects due to Complex I-related impairment of mitochondrial oxidative phosphorylation
WO2017060400A1 (en) Protected carboxylic acid-based metabolites for the treatment of disesases related to mitochondrial dysfunctions
BR112016023086B1 (pt) Composto, composição, e, uso de um composto
WO2017060422A1 (en) Protected carboxylic acid-based metabolites for the treatment of mitochondrial disorders