IT201900007647A1 - NEW CONTRAST AGENTS FOR MAGNETIC RESONANCE FOR IMAGES - Google Patents

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IT201900007647A1
IT201900007647A1 IT102019000007647A IT201900007647A IT201900007647A1 IT 201900007647 A1 IT201900007647 A1 IT 201900007647A1 IT 102019000007647 A IT102019000007647 A IT 102019000007647A IT 201900007647 A IT201900007647 A IT 201900007647A IT 201900007647 A1 IT201900007647 A1 IT 201900007647A1
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IT
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imidazole
mri
acid
contrast agent
plga
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IT102019000007647A
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Italian (it)
Inventor
Crich Simonetta Geninatti
Silvio Aime
Simona Baroni
Rachele Stefania
Maria Rosaria Ruggiero
David Lurie
Lionel Broche
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Univ Degli Studi Di Torino
Univ Court Of The Univ Of Aberdeen
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Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO: DESCRIPTION OF THE INDUSTRIAL INVENTION TITLE:

"Nuovi agenti di contrasto per risonanza magnetica per immagini" "New contrast agents for magnetic resonance imaging"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

CAMPO DELL'INVENZIONE FIELD OF THE INVENTION

La presente descrizione riguarda nuovi agenti di contrasto per risonanza magnetica per immagini. The present disclosure relates to novel magnetic resonance imaging contrast agents.

SFONDO DELL'INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION

Negli ultimi decenni, la risonanza magnetica per immagini (MRI) è diventata una delle principali modalità in ambito clinico grazie alla sua superba risoluzione spaziale e alla sua eccezionale capacità di differenziare i tessuti molli. Il contrasto in un'immagine MR deriva principalmente dalle differenze nei tempi di rilassamento dei protoni dell'acqua dei tessuti come conseguenza della loro interazione con macromolecole e membrane biologiche. Le variazioni dei tempi di rilassamento longitudinale (T1) e trasversale (T2) sono le determinanti del contrasto. In recent decades, magnetic resonance imaging (MRI) has become a leading modality in the clinical setting due to its superb spatial resolution and its exceptional ability to differentiate soft tissues. Contrast in an MR image mainly arises from differences in the relaxation times of tissue water protons as a consequence of their interaction with macromolecules and biological membranes. Variations in longitudinal (T1) and transverse (T2) relaxation times are the determinants of contrast.

È noto da studi in vitro che il tempo di rilassamento spin-reticolo, T1, di un dato tessuto cambia in funzione dell'intensità di campo magnetico applicato. Questo comportamento (noto come "dispersione-T1") è un marcatore di malattia, ma è invisibile agli scanner MRI a campo fìsso convenzionali. La misurazione della dispersione-T1 è spesso definita "rilassometria" e il grafico risultante di T1 (o R1=1/T1) rispetto all'intensità di campo magnetico (o alla frequenza di Larmor equivalente) è noto come curva di dispersione di risonanza magnetica nucleare (NMRD) o profilo NMRD. Il ciclo di campo rapido (FFC) è l'unico modo pratico per misurare la dispersione-T1 in vivo; comporta la commutazione del campo magnetico tra diverse intensità di campo durante la procedura di misurazione. Il tempo per passare da un livello all'altro è solitamente inferiore al T1 del campione, nel qual caso la tecnica è nota come ciclo di campo "rapido" (Figura 1). La polarizzazione degli spin nucleari si crea durante il primo periodo, all'intensità di campo Bop- Il rilassamento spin-reticolo si verifica durante il periodo di evoluzione (durata tE) all'intensità di campo BOE, quindi il segnale NMR viene rilevato durante il periodo finale, sempre alla stessa intensità di campo BOD- La sequenza viene ripetuta, aggiornando ogni volta BOE, per misurare Ti come funzione di BOE- Il fatto che la misurazione del segnale NMR avvenga sempre con la stessa intensità di campo magnetico (BOD) è fondamentale, perché significa che le bobine di radiofrequenza (trasmissione di Tx e ricezione di Rx o Tx/Rx in combinazione) non devono essere risintonizzate durante la raccolta di dati per una misurazione della curva di dispersione-Ti. La rilassometria FFC su piccoli campioni (~1 ml) è stata studiata e sfruttata per molti anni in laboratori in tutto il mondo (Broche et al., 2012; Broche et al., 2012). Tuttavia, FFC è stato applicato solo di recente alla risonanza magnetica, soprattutto per il lavoro del gruppo Lurie presso l'Università di Aberdeen, dove sono stati costruiti due prototipi di scanner FFC-MRI di dimensioni del corpo umano intero. It is known from in vitro studies that the spin-lattice relaxation time, T1, of a given tissue changes as a function of the applied magnetic field strength. This behavior (known as "T1-scattering") is a marker of disease, but is invisible to conventional fixed-field MRI scanners. Measurement of T1-dispersion is often referred to as "relaxometry" and the resulting graph of T1 (or R1 = 1 / T1) versus magnetic field strength (or equivalent Larmor frequency) is known as the magnetic resonance dispersion curve nuclear (NMRD) or NMRD profile. Rapid Field Cycle (FFC) is the only practical way to measure T1-dispersion in vivo; involves switching the magnetic field between different field strengths during the measurement procedure. The time to move from one level to another is usually less than the T1 of the sample, in which case the technique is known as a "fast" field cycle (Figure 1). The polarization of nuclear spins is created during the first period, at the field strength Bop- The spin-lattice relaxation occurs during the evolution period (duration tE) at the field strength BOE, so the NMR signal is detected during the final period, always at the same field strength BOD- The sequence is repeated, updating BOE each time, to measure Ti as a function of BOE- The fact that the NMR signal measurement always takes place with the same magnetic field strength (BOD) is fundamental, because it means that the radio frequency coils (transmitting Tx and receiving Rx or Tx / Rx in combination) do not need to be retuned when collecting data for a Ti-dispersion curve measurement. FFC relaxometry on small samples (~ 1 ml) has been studied and exploited for many years in laboratories around the world (Broche et al., 2012; Broche et al., 2012). However, FFC has only recently been applied to MRI, mostly for the work of the Lurie group at the University of Aberdeen, where two prototype full-body-sized FFC-MRI scanners were built.

FFC introduce una dimensione completamente nuova nella MRI, ovvero l'intensità del campo magnetico applicato. Effettuando le misurazioni in funzione dell'intensità di campo magnetico, possono essere impiegati procedimenti totalmente nuovi per ottenere il contrasto tra i tessuti e gli organi normali e malati. FFC introduces a whole new dimension in MRI, namely the strength of the applied magnetic field. By making measurements as a function of magnetic field strength, totally new methods can be employed to obtain the contrast between normal and diseased tissues and organs.

Un esempio di un fenomeno che è completamente invisibile alla MRI convenzionale (a campo fisso) è l'esistenza di "picchi di quadrupolo" (QP): aumenti significativi della velocità di rilassamento misurata (R1) di campioni contenenti molecole proteiche immobili, in campi magnetici dove la frequenza di NMR protonica e la frequenza di risonanza nucleare di quadrupolo (NQR) di <14>N coincidono (Sunde et al., 2010; Koening et al., 1998; Fries et al., 2015) (Figura 2). Si noti che in ambito FFC è usuale visualizzare grafici di dispersione come R1 vs frequenza protonica di Larmor piuttosto che T1, in cui R1=1/'Ti e tale formato verrà adottato d'ora in avanti. An example of a phenomenon that is completely invisible to conventional (fixed-field) MRI is the existence of "quadrupole peaks" (QP): significant increases in the measured relaxation rate (R1) of samples containing immobile protein molecules, in fields where the proton NMR frequency and the quadrupole nuclear resonance frequency (NQR) of <14> N coincide (Sunde et al., 2010; Koening et al., 1998; Fries et al., 2015) (Figure 2) . Note that in the FFC field it is usual to display scatter plots as R1 vs Larmor proton frequency rather than T1, in which R1 = 1 / 'Ti and this format will be adopted from now on.

Nel caso di tessuti biologici, i <14>N-QP sono normalmente rilevati alle frequenze di NMR protonica di 0,7, 2,1 e 2,8 MHz, equivalenti a intensità di campo di 16 mT, 49 mT e 65 mT. Per tali sistemi, è ben noto che la rilevazione di QP è associata alla presenza di legami peptidici ammidici derivanti dai protoni endogeni. La loro ampiezza è proporzionale alla quantità di proteina presente nel campione considerato e può eventualmente essere associata alla presenza di alterazioni patologiche. Al momento non sono disponibili composti in grado di essere utilizzati come agenti di contrasto in FFC-MRI per scopi diagnostici In vivo. In the case of biological tissues, the <14> N-QPs are normally detected at the proton NMR frequencies of 0.7, 2.1 and 2.8 MHz, equivalent to field strengths of 16 mT, 49 mT and 65 mT. For such systems, it is well known that QP detection is associated with the presence of amide peptide bonds deriving from endogenous protons. Their amplitude is proportional to the amount of protein present in the sample considered and may possibly be associated with the presence of pathological alterations. There are currently no compounds available that can be used as contrast agents in FFC-MRI for In vivo diagnostic purposes.

Attualmente, specie paramagnetiche sono comunemente sfruttate come agenti di contrasto per MRI a campo fìsso. I sistemi attualmente utilizzati in clinica sono rappresentati da complessi con poliamminocarbossilato di ione gadolinio (Gd<3+>) che contiene sette elettroni spaiati. I ligandi sono multidentati (sette od otto atomi donatori) con alte stabilità termodinamiche per limitare fortemente il rilascio di ioni metallici liberi che sono altamente tossici poiché, per esempio, interferiscono con le vie del Ca<2+>. Circa il 40-50% degli esami MRI fa uso di agenti di contrasto a base di Gd sostanzialmente per riportare variazioni fisiologiche che accompagnano una specifica malattia, cioè la perdita di barriera ematoencefalica nel caso di lesioni tumorali nel cervello o in presenza di sclerosi multipla, ipervas colarizzazione e per la variazione nel tasso "washing in/washing out" per valutare la malignità di altri tumori, ecc. Attualmente v'è molta preoccupazione nell'ambito della MRI circa la potenziale tossicità di agenti di contrasto convenzionali contenenti Gd, in pazienti con compromissione della funzione renale. Pertanto, molta attenzione in tutto il mondo è dedicata allo sviluppo di agenti di contrasto privi di metallo che impiegano nuovi meccanismi. Currently, paramagnetic species are commonly exploited as fixed-field MRI contrast agents. The systems currently used in the clinic are represented by complexes with gadolinium ion polyamine carboxylate (Gd <3+>) which contains seven unpaired electrons. The ligands are multidentates (seven or eight donor atoms) with high thermodynamic stability to strongly limit the release of free metal ions which are highly toxic since, for example, they interfere with the Ca <2+> pathways. About 40-50% of MRI exams use Gd-based contrast agents substantially to report physiological changes accompanying a specific disease, i.e. the loss of the blood brain barrier in the case of tumor lesions in the brain or in the presence of multiple sclerosis. hypervascularization and for the change in the "washing in / washing out" rate to evaluate the malignancy of other tumors, etc. There is currently much concern in MRI about the potential toxicity of conventional Gd-containing contrast agents in patients with impaired renal function. Therefore, much attention worldwide is devoted to the development of metal-free contrast agents that employ novel mechanisms.

SCOPO E SINTESI DELL'INVENZIONE PURPOSE AND SUMMARY OF THE INVENTION

Uno scopo della presente descrizione è lo sviluppo di nuovi agenti di contrasto per MRI per l'uso nella tecnica di risonanza magnetica per immagini a ciclo di campo rapido (FFC-MRI). Gli agenti di contrasto per MRI qui descritti sono in grado di accorciare il tempo di rilassamento e generare il contrasto dell'immagine a determinate frequenze senza utilizzare alcun agente di contrasto paramagnetico contenente gadolinio o altro metallo. One purpose of the present disclosure is the development of novel MRI contrast agents for use in the rapid field cycle magnetic resonance imaging (FFC-MRI) technique. The MRI contrast agents described here are capable of shortening the relaxation time and generating image contrast at certain frequencies without using any paramagnetic contrast agent containing gadolinium or other metal.

Secondo l'invenzione, il suddetto scopo viene raggiunto grazie all'oggetto richiamato in modo specìfico nelle rivendicazioni che seguono, intese come parte integrante della presente descrizione. According to the invention, the aforesaid object is achieved thanks to the object referred to specifically in the following claims, intended as an integral part of the present description.

In una forma di realizzazione, la presente descrizione descrive un agente di contrasto per risonanza magnetica per immagini (MRI) che comprende un composto comprendente imidazolo, in cui il composto comprendente imidazolo comprende almeno 5 moiety (gruppi) imidazolo, e in cui le moiety imidazolo sono in uno stato immobilizzato, cosicché, nell'uso, la velocità di rilassamento longitudinale del protone dell'acqua a 1,38 0,3 MHz (frequenza protonica di Larmor) aumenta di almeno il 101 del valore pre-contrasto. In one embodiment, the present disclosure describes a magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent comprising a compound comprising imidazole, wherein the compound comprising imidazole comprises at least 5 imidazole moieties (groups), and wherein the imidazole moieties they are in an immobilized state, so that, in use, the longitudinal relaxation rate of the water proton at 1.38 0.3 MHz (Larmor proton frequency) increases by at least 101 of the pre-contrast value.

Gli agenti di contrasto per MRI qui descritti, caratterizzati dal fatto di comprendere nella loro struttura almeno cinque moiety imidazolo, forniscono la generazione di <14>N-QP rilevabili che cadono ad una frequenza, cioè a 1,38 0,3 MHz, ben distinguibile dalle frequenze associate con legami peptidici ammidici da proteine endogene, che si verificano a 0,7, 2,1 e 2,8 MHz. Pertanto, i QP derivanti dai composti comprendenti imidazolo - quando somministrati a un soggetto prima delle scansioni MRI - possono essere facilmente identificati e il loro rilevamento non sarà influenzato da variazioni dei QP endogeni. The contrast agents for MRI described here, characterized by comprising in their structure at least five imidazole moieties, provide the generation of detectable <14> N-QPs that fall at a frequency, i.e. 1.38 0.3 MHz, well distinguishable from frequencies associated with amide peptide bonds from endogenous proteins, occurring at 0.7, 2.1, and 2.8 MHz. Therefore, QPs arising from compounds comprising imidazole - when administered to a subject prior to MRI scans - may be easily identified and their detection will not be affected by changes in endogenous QPs.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

L'invenzione verrà ora descritta dettagliatamente, a puro titolo di esempio illustrativo e non limitativo, con riferimento alle figure allegate, in cui: The invention will now be described in detail, purely by way of illustrative and non-limiting example, with reference to the attached figures, in which:

- FIGURA 1. Sequenza di impulsi NMR generici a ciclo di campo rapido per la misurazione della dispersione-T1. Si noti che nella sequenza di impulsi (FFC-MRI) di imaging, i gradienti del campo magnetico vengono applicati durante il periodo di rilevamento. - FIGURE 1. Sequence of generic fast field cycle NMR pulses for measurement of T1-dispersion. Note that in the Imaging Pulse Sequence (FFC-MRI), magnetic field gradients are applied during the detection period.

- FIGURA 2. A sinistra: (a) Profilo NMRD di una zampa di topo BALB/c, (b) Funzioni gaussiane dei QP, dopo sottrazione del fondo, (c) Livelli energetici di nuclei di <14>N (S=1) dovuti a interazioni di QP con i gradienti del campo elettrico locale. I due livelli a sinistra si trovano in simmetria assiale. Il livello superiore si divide quando la simmetria assiale si rompe, come mostrato a destra. Un massimo locale del profilo R1 dei protoni si verifica quando l'energia di transizione di Zeeman di questo spin I è uguale alla differenza di energia di due livelli dello spin S. - FIGURE 2. Left: (a) NMRD profile of a BALB / c mouse paw, (b) Gaussian functions of QPs, after background subtraction, (c) Energy levels of nuclei of <14> N (S = 1 ) due to interactions of QP with the gradients of the local electric field. The two levels on the left are in axial symmetry. The top level splits when the axial symmetry breaks, as shown on the right. A local maximum of the R1 profile of protons occurs when the Zeeman transition energy of this spin I is equal to the difference in energy of two levels of the spin S.

FIGURA 3. Rappresentazione schematica del poliamminoacido poli-istidina. FIGURE 3. Schematic representation of the polyamino acid polyhistidine.

- FIGURA 4. A) Profilo NMRD acquisito da 0,01 a 20 MHz di poli-His (301 peso/peso) in acqua rispetto al profilo NMRD di un tessuto epatico fresco ex vivo (T=25°C) con l'espansione della regione QP. L'asterisco indica il picco di imidazolo . B) Funzioni gaussiane dei QP, dopo la sottrazione del fondo. - FIGURE 4. A) NMRD profile acquired from 0.01 to 20 MHz of poly-His (301 weight / weight) in water compared to the NMRD profile of fresh liver tissue ex vivo (T = 25 ° C) with expansion of the QP region. The asterisk indicates the imidazole peak. B) Gaussian functions of the QPs, after the background subtraction.

- FIGURA 5. A) Profili NMRD di soluzioni poli-His a diverse concentrazioni (50 mg/ml, 25 mg/ml, 14 mg/ml, 5 mg/ml, pH = 7,5 e T = 25°C). B) Espansione dei profili NMRD mostrati nel pannello A) nel range 0,8-4 MHz. - FIGURE 5. A) NMRD profiles of poly-His solutions at different concentrations (50 mg / ml, 25 mg / ml, 14 mg / ml, 5 mg / ml, pH = 7.5 and T = 25 ° C). B) Expansion of the NMRD profiles shown in panel A) in the range 0,8-4 MHz.

- FIGURA 6. Intensità di picchi QP, misurata a 1,38 MHz, per una soluzione di poli-His da 15 mg/ml in funzione del pH. - FIGURE 6. QP peak intensity, measured at 1.38 MHz, for a 15 mg / ml poly-His solution as a function of pH.

FIGURA 7. Rappresentazione schematica di una nanoparticella (NP) di oligo-His-PLGA. Le NP di oligo-His-PLGA sono state preparate secondo il procedimento di estrazione con solvente in emulsione olìo/acqua (o/w) con rivestimento di PVA. Abbreviazioni: oligo-His-PLGA = Cys (Gly)2His15βAla coniugato con PLGA-FEG2-Maleimmide; PVA = Alcool Polivinilico. FIGURE 7. Schematic representation of an oligo-His-PLGA nanoparticle (NP). The oligo-His-PLGA NPs were prepared according to the solvent extraction procedure in oil / water (o / w) emulsion with PVA coating. Abbreviations: oligo-His-PLGA = Cys (Gly) 2His15βAla conjugated with PLGA-FEG2-Maleimide; PVA = Polyvinyl alcohol.

- FIGURA 8. Profilo NMRD di Oligo-His confrontato con quello acquisito su una soluzione di poli-His disponibile in commercio, entrambe disciolte in soluzione acquosa al 301 peso/peso. L'inserto riporta l'interpolazione del picco relativo al contributo dell'imidazolo, dopo la sottrazione del fondo. - FIGURE 8. NMRD profile of Oligo-His compared with that acquired on a commercially available poly-His solution, both dissolved in aqueous solution at 301 w / w. The insert shows the interpolation of the peak relative to the contribution of the imidazole, after the subtraction of the background.

- FIGURA 9. Profili NMRD di due preparazioni di NP di oligo-His-PLGA, rispetto a quelli ottenuti da una poli-His commerciale, con la stessa [His]. L'inserto è un'amplificazione della regione di QP. - FIGURE 9. NMRD profiles of two NP preparations of oligo-His-PLGA, compared to those obtained from a commercial poly-His, with the same [His]. The insert is an amplification of the QP region.

- FIGURA 10. Spettro <1>H-NMR in dmso-d6 a 37°C di peptide oligo-His. - FIGURE 10. <1> H-NMR spectrum in dmso-d6 at 37 ° C of oligo-His peptide.

- FIGURA 11. Spettro <1>H-NMR in dmso-d6 a 37°C di PLGA-PEG2-Mal. - FIGURE 11. <1> H-NMR spectrum in dmso-d6 at 37 ° C of PLGA-PEG2-Mal.

FIGURA 12. Spettro <1>H-NMR in dmso-d6 a 37°C di oligo-His-PLGA. FIGURE 12. <1> H-NMR spectrum in dmso-d6 at 37 ° C of oligo-His-PLGA.

FIGURA 13 . Rappresentazione schematica della preparazione di NP di oligo-His-PLGA. FIGURE 13. Schematic representation of the NP preparation of oligo-His-PLGA.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Nella seguente descrizione, vengono forniti numerosi dettagli specifici per permettere una comprensione approfondita delle forme di realizzazione. Le forme di realizzazione possono essere messe in pratica senza uno o più dettagli specifici, o con altri procedimenti, componenti, materiali, ecc. In altri casi, strutture, materiali od operazioni ben noti non sono mostrati o descritti in dettaglio per evitare di confondere aspetti delle forme di realizzazione. In the following description, numerous specific details are provided to allow a thorough understanding of the embodiments. The embodiments can be practiced without one or more specific details, or with other processes, components, materials, etc. In other cases, well-known structures, materials or operations are not shown or described in detail to avoid confusing aspects of the embodiments.

Il riferimento in tutta la presente descrizione a "una sola forma di realizzazione" o "una forma di realizzazione" significa che un/una particolare aspetto, struttura o caratteristica descritto/descritta in relazione alla forma di realizzazione è incluso/inclusa in almeno una forma di realizzazione. Pertanto, le forme delle espressioni "in una sola forma di realizzazione" o "in una forma di realizzazione" in vari punti in tutta la presente descrizione non sono necessariamente tutte riferite alla stessa forma di realizzazione. Inoltre, i/le particolari aspetti, strutture o caratteristiche possono essere combinati/combinate in qualsiasi modo adatto in una o più forme di realizzazione. Reference throughout this description to "one embodiment only" or "one embodiment" means that a / a particular aspect, structure or feature described / described in connection with the embodiment is included / included in at least one embodiment of realization. Therefore, the forms of the expressions "in one embodiment" or "in one embodiment" at various points throughout the present disclosure are not necessarily all referred to the same embodiment. Furthermore, the particular aspects, structures or features can be combined / combined in any suitable way in one or more embodiments.

I titoli qui forniti sono solo per comodità e non interpretano l'ambito o il significato delle forme di realizzazione . The titles provided herein are for convenience only and do not interpret the scope or meaning of the embodiments.

Come qui usato, il termine "composto" si riferisce a una molecola che ha atomi tenuti insieme tramite legami covalenti e/o ionici. As used herein, the term "compound" refers to a molecule that has atoms held together by covalent and / or ionic bonds.

Come qui usata, l'espressione "agente di contrasto" si riferisce a una sostanza usata per incrementare il contrasto di strutture o fluidi all'interno di un corpo nell'imaging medico. As used herein, the term "contrast agent" refers to a substance used to enhance the contrast of structures or fluids within a body in medical imaging.

Come qui usata, l'espressione "agente di contrasto per MRI" si riferisce ad una sostanza che può incrementare il contrasto di strutture o fluidi all'interno di un corpo durante una scansione MRI. As used herein, the term "MRI contrast agent" refers to a substance that can enhance the contrast of structures or fluids within a body during an MRI scan.

In una forma di realizzazione, la presente descrizione descrive un agente dì contrasto per risonanza magnetica per immagini (MRI) includente un composto comprendente imidazolo, in cui il composto comprendente imidazolo comprende almeno 5, preferibilmente da 5 a 150, più preferibilmente da 10 a 50 moìety imidazolo, e in cui le moiety imidazolo sono in uno stato immobilizzato, cosicché, nell'uso (cioè quando il composto comprendente imidazolo viene somministrato a un essere umano o animale), la velocità di rilassamento longitudinale del protone dell'acqua a 1,38 0,3 MHz (frequenza protonica di Larmor) aumenta di almeno il 101 del valore pre-contrasto. In pratica, la velocità di rilassamento longitudinale del protone dell'acqua a 1,38 0,3 MHz aumenta di almeno il 101 del valore pre-contrasto nella regione di interesse del corpo umano o animale in cui il composto comprendente imidazolo è presente e/o localizzato. In one embodiment, the present disclosure describes a magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent including a compound comprising imidazole, wherein the compound comprising imidazole comprises at least 5, preferably 5 to 150, more preferably 10 to 50 moìety imidazole, and in which the imidazole moieties are in an immobilized state, so that, in use (i.e. when the compound comprising imidazole is administered to a human or animal), the longitudinal relaxation rate of the water proton is 1, 38 0.3 MHz (Larmor proton frequency) increases by at least 101 of the pre-contrast value. In practice, the longitudinal relaxation rate of the water proton at 1.38 0.3 MHz increases by at least 101 of the pre-contrast value in the region of interest of the human or animal body in which the compound comprising imidazole is present and / or localized.

Come qui usata, l'espressione "valore pre-contrasto" indica il valore della velocità di rilassamento longitudinale del protone dell'acqua misurata nella regione di interesse prima della somministrazione del composto comprendente imidazolo . In altre parole, il contrasto nell'immagine MRI ottenuta utilizzando 1'agente di contrasto per MRI è direttamente proporzionale all'incremento della velocità di rilassamento definito come segue: As used herein, the term "pre-contrast value" indicates the value of the longitudinal relaxation rate of the water proton measured in the region of interest prior to administration of the compound comprising imidazole. In other words, the contrast in the MRI image obtained using the MRI contrast agent is directly proportional to the increase in relaxation rate defined as follows:

% di incremento = [(R1 (post-contrasto)-R1 (precontrasto) )/R1 (pre-contrasto)]*100 % boost = [(R1 (post-contrast) -R1 (pre-contrast)) / R1 (pre-contrast)] * 100

in cui R2 (post-contrasto) è la velocità di rilassamento misurata dopo la somministrazione dell'agente di contrasto per MRI; R1 (pre-contrasto) è la velocità di rilassamento misurata prima della somministrazione dell'agente di contrasto per MRI. wherein R2 (post-contrast) is the relaxation rate measured after administration of the contrast agent for MRI; R1 (pre-contrast) is the relaxation rate measured prior to administration of the MRI contrast agent.

Come qui usata, l'espressione "le moiety imidazolo sono in uno stato immobilizzato" significa che le moiety imidazolo sono caratterizzate da un tempo di reorientazione nell'ordine dì decine di nanosecondi (ns). As used herein, the expression "the imidazole moieties are in an immobilized state" means that the imidazole moieties are characterized by a reorientation time in the order of tens of nanoseconds (ns).

In una o più forme di realizzazione, il composto comprendente imidazolo ha formula (I): In one or more embodiments, the compound comprising imidazole has formula (I):

m cui m which

Ri è scelto tra acido poliglicolico (PGA), acido polilattico (PLA), acido poli(lattico-co-glicolico) (PLGA), alginato, acido ialuronico (HA) e chitosano; Ri is selected from polyglycolic acid (PGA), polylactic acid (PLA), poly (lactic-co-glycolic) acid (PLGA), alginate, hyaluronic acid (HA) and chitosan;

S è uno spaziatore scelto tra un legame diretto, S is a spacer chosen between a direct bond,

A è scelto tra Cys e propargile-Gly; A is chosen from Cys and propargyl-Gly;

B è scelto tra Gly, β-Ala e Phe-Ala; B is selected from Gly, β-Ala and Phe-Ala;

C è scelto tra β-Ala e nulla; C is chosen between β-Ala and nothing;

r è un numero intero compreso tra 0 e 5; r is an integer between 0 and 5;

t è un numero intero uguale o maggiore di 5, preferibilmente compreso tra 5 e 150, più preferibilmente compreso tra 10 e 50; t is an integer equal to or greater than 5, preferably between 5 and 150, more preferably between 10 and 50;

n è un numero intero uguale o maggiore di 1. n is an integer equal to or greater than 1.

In una o più forme di realizzazione, R1 è scelto tra acido poliglicolico (PGA), acido polilattico (PLA) e acido poli(lattico-co-glicolico) (PLGA); S è scelto tra -(CH2)2 è un linker In one or more embodiments, R1 is selected from polyglycolic acid (PGA), polylactic acid (PLA) and poly (lactic-co-glycolic) acid (PLGA); S is chosen from - (CH2) 2 is a linker

scelto tra chosen from

A è scelto tra Cys e propargile -Gly; B è scelto tra Gly, β-Ala e Phe-Ala; C è scelto tra β-Ala e nulla; r è un numero intero compreso tra 0 e 5; t è un numero intero uguale o maggiore di 5, preferibilmente compreso tra 5 e 150, più preferibilmente compreso tra 10 e 50; ed n è un numero intero uguale a 1. A is chosen from Cys and propargyl -Gly; B is selected from Gly, β-Ala and Phe-Ala; C is chosen between β-Ala and nothing; r is an integer between 0 and 5; t is an integer equal to or greater than 5, preferably between 5 and 150, more preferably between 10 and 50; and n is an integer equal to 1.

In una o più forme di realizzazione , R1 è acido In one or more embodiments, R1 is acidic

A è Cys; B è Gly; C è β-Ala; r è uguale a 2; t è un numero intero compreso tra 10 e 50 ed n è uguale a 1. A is Cys; B is Gly; C is β-Ala; r is equal to 2; t is an integer between 10 and 50 and n is equal to 1.

In una o più forme di realizzazione , R1 è acido poli (lattico-co-glicolico) PLGA; S è L In one or more embodiments, R1 is PLGA poly (lactic-co-glycolic) acid; S is L

e ; A è propargile-Gly; B è Gly; C è β-Ala; r è uguale a 2; t è uguale a 15; ed n è uguale a 1. And ; A is propargyl-Gly; B is Gly; C is β-Ala; r is equal to 2; t is equal to 15; and n is equal to 1.

In una o più forme di realizzazione, R1 è scelto tra alginato e acido ialuronico; S è scelto tra - (CH2)2-O- I1 è un linker In one or more embodiments, R1 is selected from alginate and hyaluronic acid; S is chosen from - (CH2) 2-O- I1 is a linker

scelto tra A è scelto tra Cys e propargile-Gly; B è scelto tra Gly, β-Ala e Phe-Ala; C è scelto tra β-Ala e nulla; r è un numero intero compreso tra 0 e 5; t è un numero intero uguale o maggiore di 5, preferibilmente compreso tra 5 e 150, più preferibilmente compreso tra 10 e 50; ed n è un numero intero maggiore di 1, preferibilmente compreso tra 2 e 200. chosen between A is chosen between Cys and propargyl-Gly; B is selected from Gly, β-Ala and Phe-Ala; C is chosen between β-Ala and nothing; r is an integer between 0 and 5; t is an integer equal to or greater than 5, preferably between 5 and 150, more preferably between 10 and 50; and n is an integer greater than 1, preferably between 2 and 200.

In una o più forme di realizzazione, R1 è chitosano; S è un legame diretto; L è un linker scelto tra In one or more embodiments, R1 is chitosan; S is a direct link; L is a linker chosen from

; A è scelto tra Cys e propargile-Gly; B è scelto tra Gly, β-Ala e Phe-Ala; C è scelto tra β-Ala e nulla; r è un numero intero compreso tra 0 e 5; t è un numero intero uguale o maggiore di 5, preferibilmente compreso tra 5 e 150, più preferibilmente compreso tra 10 e 50; ed n è un numero intero maggiore di 1, preferibilmente compreso tra 2 e 200. ; A is chosen from Cys and propargyl-Gly; B is selected from Gly, β-Ala and Phe-Ala; C is chosen between β-Ala and nothing; r is an integer between 0 and 5; t is an integer equal to or greater than 5, preferably between 5 and 150, more preferably between 10 and 50; and n is an integer greater than 1, preferably between 2 and 200.

In una o più forme di realizzazione, PGA, PLA, PLGA hanno un peso molecolare compreso tra 10 e 75 kDa. Alginato e chitosano hanno un peso molecolare compreso tra 10 e 400 kDa. HA ha un peso molecolare compreso tra G e 1.000 kDa. Preferibilmente, PGA, PLA, PLGA, alginato, chitosano, HA hanno un peso molecolare compreso tra 10 e 100 kDa. In one or more embodiments, PGA, PLA, PLGA have a molecular weight between 10 and 75 kDa. Alginate and chitosan have a molecular weight between 10 and 400 kDa. HA has a molecular weight between G and 1,000 kDa. Preferably, PGA, PLA, PLGA, alginate, chitosan, HA have a molecular weight comprised between 10 and 100 kDa.

I nuovi agenti di contrasto per MRI sono specificamente adatti nella tecnica FFC-MRI grazie alla generazione di <14>N-QP rilevabili che cadono a una frequenza (1,38 0,3 MHz) ben distinguibile dalle frequenze associate ai legami peptidici ammidici da proteine endogene (0,7, 2,1 e 2,8 MHz). Novel MRI contrast agents are specifically suited for FFC-MRI due to the generation of detectable <14> N-QPs that fall at a frequency (1.38 0.3 MHz) that is well distinguishable from the frequencies associated with amide peptide bonds. endogenous proteins (0.7, 2.1 and 2.8 MHz).

L'osservazione di <14>N-QP è strettamente dipendente da un'immobilizzazione sostanziale delle moiety imidazolo presenti nei composti comprendenti imidazolo in condizioni fisiologiche. Di fatto, i QF non si osservano per proteine o polimeri in reorìentazione isotropìca, ma richiedono l'immobilizzazione su scala temporale dell'accoppiamento quadrupolare inverso (circa 50 ns) (Sunde et al., 2010). L'accoppiamento <14>N-<1>H riguarda non solo gli atomi di idrogeno direttamente legati agli atomi di azoto (cioè gli atomi di idrogeno delle moiety imidazolo dei composti comprendenti imidazolo), ma anche i protoni dell'acqua di idratazione o altri protoni labili (detti anche protoni dell'acqua intermedi) in prossimità dei composti comprendenti imidazolo, che rilevano direttamente o indirettamente l'interazione <14>N-<1>H. I protoni di questo strato d'acqua intermedio diffondono 1'effetto quadrupolare di <14>N dei composti comprendenti imidazolo grazie al loro scambio con i protoni di imidazolo legati a <14>N e con protoni dell'acqua in massa. Per essere efficace, questo strato d'acqua intermedio deve effettuare lo scambio su scala temporale di microsecondi come avviene nell'ambiente di un tessuto o di una particella. The observation of <14> N-QP is strictly dependent on a substantial immobilization of the imidazole moieties present in the compounds comprising imidazole under physiological conditions. In fact, QFs are not observed for proteins or polymers in isotropic reorientation, but require the immobilization on a time scale of the inverse quadrupolar coupling (about 50 ns) (Sunde et al., 2010). The coupling <14> N- <1> H concerns not only the hydrogen atoms directly bound to the nitrogen atoms (i.e. the hydrogen atoms of the imidazole moieties of the compounds comprising imidazole), but also the protons of the water of hydration or other labile protons (also called intermediate water protons) in proximity to the compounds comprising imidazole, which directly or indirectly detect the <14> N- <1> H interaction. The protons of this intermediate water layer diffuse the quadrupolar effect of <14> N of the compounds comprising imidazole thanks to their exchange with the imidazole protons bound to <14> N and with water protons in mass. To be effective, this intermediate water layer must perform microsecond time-scale exchange as occurs in the environment of a tissue or particle.

Per questi motivi, i composti comprendenti imidazolo sono in forma di nanoparticelle, in cui le nanoparticelle sono permeabili all'acqua. In tale forma, le moiety imidazolo dei composti comprendenti imidazolo e - se presenti - le molecole d'acqua di idratazione dei composti comprendenti imidazolo adiacenti alle/contenute nelle nanoparticelle (provenienti dalle molecole d'acqua che circondano le nanoparticelle) sono immobilizzate in una sorta di stato simile a solido (cioè uno stato di gel), che consente così la rivelazione dei <14>N-QP generati dai composti comprendenti imidazolo. I composti comprendenti imidazolo di formula (I) in forma di nanoparticella portano le moiety imidazolo ad essere in uno stato immobilizzato caratterizzato da un tempo di reorientazione nell'ordine di decine di ns. In presenza di molecole d'acqua, i composti comprendenti imidazolo dì formula (I) in forma dì nanoparticella portano le moiety imidazolo e le molecole d'acqua permeate all'interno delle nanoparticelle ad essere in uno stato di gel, cosicché le moiety imidazolo e le molecole d'acqua sono in uno stato immobilizzato con un tempo di reorientazione nell'ordine di decine di ns. For these reasons, the compounds comprising imidazole are in the form of nanoparticles, in which the nanoparticles are permeable to water. In this form, the imidazole moieties of the compounds comprising imidazole and - if present - the hydration water molecules of the compounds comprising imidazole adjacent to / contained in the nanoparticles (coming from the water molecules surrounding the nanoparticles) are immobilized in a sort of a solid-like state (i.e. a gel state), which thus allows the detection of the <14> N-QPs generated by the compounds comprising imidazole. The compounds comprising imidazole of formula (I) in the form of nanoparticle bring the imidazole moieties to be in an immobilized state characterized by a reorientation time in the order of tens of ns. In the presence of water molecules, the compounds comprising imidazole of formula (I) in the form of nanoparticle bring the imidazole moieties and the water molecules permeated inside the nanoparticles to be in a gel state, so that the imidazole moieties and the water molecules are in an immobilized state with a reorientation time in the order of tens of ns.

I composti comprendenti imidazolo in forma di nanoparticelle vengono iniettati per via endovenosa, intratumorale o impiantati per via sottocutanea. Di fatto, è noto che vasi neoformati di tumori solidi mostrano una permeabilità significativamente maggiore alle nanoparticelle che porta al loro maggiore accumulo rispetto ai tessuti sani (effetto EPR). Le nanoparticelle sono preferibilmente iniettate per via endovenosa prima dell'imaging. Al fine di migliorare l'efficienza di targeting, la superficie esterna delle nanoparticelle può essere funzionalizzata con ligandi specifici in grado di riconoscere specificamente la superficie di cellule tumorali. Esempi di tali ligandi sono anticorpi (anticorpi monoclonali, policlonali, chimerici e umanizzati e loro frammenti) in grado di legarsi specificamente a una proteina/proteine espressa/ espresse sulla superficie di cellule tumorali. Compounds comprising imidazole in the form of nanoparticles are injected intravenously, intratumorally or implanted subcutaneously. In fact, it is known that newly formed vessels of solid tumors show a significantly greater permeability to nanoparticles which leads to their greater accumulation compared to healthy tissues (EPR effect). The nanoparticles are preferably injected intravenously prior to imaging. In order to improve targeting efficiency, the outer surface of the nanoparticles can be functionalized with specific ligands capable of specifically recognizing the surface of tumor cells. Examples of such ligands are antibodies (monoclonal, polyclonal, chimeric and humanized antibodies and their fragments) capable of binding specifically to a protein / proteins expressed / expressed on the surface of tumor cells.

In un' altra forma di realizzazione, i composti comprendenti imidazolo di formula (I) sono in forma di scaffold per cellule, in cui questi scaffold sono utilizzati per l'ingegneria tissutale nel campo della medicina rigenerativa. Questi scaffold fungono da sostituto temporaneo delle matrici extracellulari, fornendo un supporto meccanico iniziale per le cellule trapiantate fino a quando il tessuto rigenerato non può stabilizzare la struttura iniziale. In another embodiment, the compounds comprising imidazole of formula (I) are in the form of cell scaffolds, in which these scaffolds are used for tissue engineering in the field of regenerative medicine. These scaffolds serve as a temporary substitute for extracellular matrices, providing initial mechanical support for transplanted cells until regenerated tissue can stabilize the initial structure.

Tuttavia, l'uso con esito positivo degli scaffold -qualunque sia la forma che possono assumere - dipende fortemente dalla loro stabilità dopo l'inserimento ed è di vitale importanza che lo stato dell'impianto possa essere valutato in vivo, si possa monitorare in studi clinici sugli esseri umani o si possano intraprendere anticipatamente azioni correttive dopo l' impianto. In questo contesto, i composti comprendenti imidazolo oggetto della presente invenzione fungono da sensore per il rilevamento della stabilità dello scaffold dopo il trapianto nell'organismo ospite. I composti comprendenti imidazolo sono di fatto distribuiti omogeneamente sulla superficie esterna e all'interno dello scaffold stesso. Le informazioni fornite dai QP generati dalle moiety imidazolo nel rilevare la stabilità dello scaffold provengono dalla loro solubilità in acqua dipendente dal pH. Una diminuzione del pH (pH<7), dovuta alla morte cellulare e/o alla degradazione della matrice dello scaffold, porta a variazioni dell' intensità dei QP (vedere i risultati descritti di seguito) dipendenti da un aumento della mobilità delle moiety imidazolo dei composti comprendenti imidazolo. Di fatto, come sopra descritto, l'immobilizzazione delle moiety imidazolo è obbligatoria per la generazione dei <14>N-QP. Di conseguenza, la comparsa di cariche positive su moiety imidazolo (pKa circa 6,8) per la loro protonazione aumenta la solubilità in acqua del composto comprendente imidazolo, con un aumento proporzionale in mobilità e scomparsa dei QP rilevabili. Pertanto, il pH del microambiente in cui si trova il composto comprendente imidazolo può essere valutato dai cambiamenti dell'intensità dei QP di imidazolo. However, the successful use of scaffolds - whatever form they may take - strongly depends on their stability after insertion and it is vital that the implant status can be assessed in vivo, can be monitored in studies. clinical on humans or corrective action can be taken early after implantation. In this context, the compounds comprising imidazole object of the present invention act as a sensor for detecting the stability of the scaffold after transplantation into the host organism. The compounds comprising imidazole are in fact homogeneously distributed on the external surface and inside the scaffold itself. The information provided by the QPs generated by the imidazole moieties in detecting the stability of the scaffold comes from their pH-dependent water solubility. A decrease in pH (pH <7), due to cell death and / or degradation of the scaffold matrix, leads to changes in the intensity of the QPs (see the results described below) depending on an increase in the mobility of the imidazole moieties of the compounds including imidazole. In fact, as described above, the immobilization of the imidazole moieties is mandatory for the generation of <14> N-QPs. Consequently, the appearance of positive charges on imidazole moieties (pKa about 6.8) for their protonation increases the water solubility of the compound comprising imidazole, with a proportional increase in mobility and disappearance of detectable QPs. Therefore, the pH of the microenvironment in which the imidazole-comprising compound is found can be assessed by changes in the intensity of the imidazole QPs.

La capacità di rilevamento del pH dei composti comprendenti imidazolo oggetto della presente domanda è anche molto utile nelle applicazioni oncologiche. Di fatto, la misurazione del pH del tessuto tumorale ha una marcata importanza prognostica in quanto la presenza di zone leggermente acide (per esempio pH = 6,6-6,8) che circondano zone ipossiche e necrotiche promuove la migrazione cellulare e le metastasi. Il rilevamento del pH di nanoparticelle formate da composti comprendenti imidazolo è permesso dalla loro permeabilità all'acqua e a H<+ >e dalla conseguente rapida equilibratura del pH interno ed esterno. The pH detection capability of the imidazole-comprising compounds of the present application is also very useful in oncological applications. In fact, the measurement of the pH of the tumor tissue has a marked prognostic importance as the presence of slightly acidic areas (for example pH = 6.6-6.8) surrounding hypoxic and necrotic areas promotes cell migration and metastasis. The detection of the pH of nanoparticles formed by compounds including imidazole is allowed by their permeability to water and to H <+> and the consequent rapid balancing of the internal and external pH.

In una forma di realizzazione, la presente descrizione descrive nuovi composti comprendenti imidazolo di formula (I) per l'uso (i) come agenti di contrasto e/o (ii) come agente di rilevamento del pH in FFC-MRI in mammiferi, preferibilmente esseri umani. In one embodiment, the present disclosure describes novel compounds comprising imidazole of formula (I) for use (i) as contrast agents and / or (ii) as pH sensing agent in FFC-MRI in mammals, preferably human beings.

In una forma di realizzazione, la presente descrizione descrive una composizione comprendente composti comprendenti imidazolo di formula (I) e un veicolo farmaceuticamente accettabile, preferibilmente acqua sterile o un tampone sterile, come tampone fosfato isotonico (PBS). Preferibilmente, la composizione ha un pH che varia da 7,2 a 7,4. In one embodiment, the present disclosure describes a composition comprising compounds comprising imidazole of formula (I) and a pharmaceutically acceptable carrier, preferably sterile water or a sterile buffer, such as isotonic phosphate buffer (PBS). Preferably, the composition has a pH ranging from 7.2 to 7.4.

Sintesi generale di composti comprendenti imidazolo e preparazione di relative nanoparticelle General synthesis of compounds comprising imidazole and preparation of related nanoparticles

Nel seguito sono descritti i procedimenti di sintesi per preparare i composti comprendenti imidazolo nonché i relativi scaffold e nanoparticelle oggetto della presente invenzione. Gli esperti del settore riconosceranno che altre vie di sintesi possono essere usate per sintetizzare i composti comprendenti imidazolo nonché i relativi scaffold e nanoparticelle. Sebbene specifici materiali di partenza e reagenti siano descritti negli Schemi e discussi di seguito, altri materiali di partenza e reagenti possono essere facilmente sostituiti per fornire una varietà di derivati e/o condizioni di reazione. Inoltre, molti dei composti comprendenti imidazolo nonché i relativi scaffold e nanoparticelle preparati con i procedimenti descritti di seguito possono essere ulteriormente modificati alla luce di questa descrizione utilizzando procedure della chimica convenzionale ben note agli esperti del settore. The synthesis processes for preparing the compounds comprising imidazole as well as the relative scaffolds and nanoparticles object of the present invention are described below. Those skilled in the art will recognize that other synthesis pathways can be used to synthesize compounds comprising imidazole as well as related scaffolds and nanoparticles. Although specific starting materials and reactants are described in the Schemes and discussed below, other starting materials and reactants can be easily substituted to provide a variety of derivatives and / or reaction conditions. Furthermore, many of the compounds comprising imidazole as well as related scaffolds and nanoparticles prepared by the methods described below can be further modified in the light of this disclosure using conventional chemistry procedures well known to those skilled in the art.

Le seguenti abbreviazioni sono appresso usate: The following abbreviations are used below:

BOP: Esafluorofosfato di (benzotriazol-1-ilossi)tris (dimetilammino)fosfonio BOP: (benzotriazol-1-yloxy) tris (dimethylamino) phosphonium hexafluorophosphate

DCC: N,N'-Dicicloesilcarbodiimmide DCC: N, N'-Dicyclohexylcarbodiimide

HATU: 1- [Bis(dimetilammino)metileni-1H-1,2,3-triazolo [4,5-b]piridinio 3-ossido esafluorofosfato HATU: 1- [Bis (dimethylamino) methylenes-1H-1,2,3-triazole [4,5-b] pyridinium 3-oxide hexafluorophosphate

HBTIJ: Esafluorofosfato di O- (benzotriazol-1-il)-N,N,N',N'-tetrametiluronio HBTIJ: O- (benzotriazol-1-yl) -N, N, N ', N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate

PyBOP: Esafluorofosfato di benzotriazol-1-il-os sitris-pirrolidino-fosfonio PyBOP: Benzotriazol-1-il-os sitris-pyrrolidino-phosphonium hexafluorophosphate

TBTU: Tetrafluoroborato di O- (benzotriazol-1-il)-N,N,N<1 >,N'-tetrametiluronio TBTU: O- (benzotriazol-1-yl) -N, N, N <1>, N'-tetramethyluronium tetrafluoroborate

NHS: N-Idrossisuccinimmide NHS: N-Hydroxyisuccinimide

DIPEA: N,N-Diisopropiletilammina DIPEA: N, N-Diisopropylethylamine

TIS: Triisopropilsilano TIS: Triisopropylsilane

TFA: Acido trifluoroacetico TFA: trifluoroacetic acid

Boc: terz-butilossicarbonile Boc: tert-butyloxycarbonyl

Fmoc: 9-fluorenilmetossicarbonile Fmoc: 9-fluorenylmethoxycarbonyl

Trt: Tritile Trt: Tritile

NMP: N-Metil-2-pirrolidone NMP: N-Methyl-2-pyrrolidone

CH3CN: Acetonitrile CH3CN: Acetonitrile

CH2Cl2: diclorometano CH2Cl2: dichloromethane

Et2O: dietiletere Et2O: diethyl ether

pGly : propargile-glicina pGly: propargyl-glycine

PGA: Acido poliglicolico PGA: Polyglycolic acid

PLA: Acido polilattico PLA: Polylactic acid

PLGA: Acido poli(lattico-co-glicolico) PLGA: Poly (lactic-co-glycolic acid)

PEG2: -(CH2)2-O-(CH2)2-O-PEG3: -(CH2)2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-O-PVA: Alcool polivinilico PEG2: - (CH2) 2-O- (CH2) 2-O-PEG3: - (CH2) 2-O- (CH2) 2-O- (CH2) 2-O-PVA: Polyvinyl alcohol

Esempio 1 Example 1

Lo schema 1 mostra il diagramma che rappresenta la sintesi del composto di formula (I): Scheme 1 shows the diagram representing the synthesis of the compound of formula (I):

in cui in which

Eg è scelto tra acido poliglicolico (PGA), acido polilattico (PLA), acido poli(lattico-co-glicolico ) (PLGA), alginato, acido ialuronico (HA); Eg is selected from polyglycolic acid (PGA), polylactic acid (PLA), poly (lactic-co-glycolic) acid (PLGA), alginate, hyaluronic acid (HA);

S è uno spaziatore scelto tra S is a spacer chosen from

L è un linker scelto tra L is a linker chosen from

A è scelto tra Cys e propargile-Gly; A is chosen from Cys and propargyl-Gly;

B è scelto tra Gly, β-Ala e Phe-Ala ; B is selected from Gly, β-Ala and Phe-Ala;

C è scelto tra β-Ala e nulla; C is chosen between β-Ala and nothing;

r è un numero intero compreso tra 0 e 5; r is an integer between 0 and 5;

t è un numero intero uguale o maggiore di 5, preferibilmente compreso tra 5 e 150, più preferibilmente compreso tra 10 e 50; t is an integer equal to or greater than 5, preferably between 5 and 150, more preferably between 10 and 50;

n è un numero intero uguale o maggiore di 1. n is an integer equal to or greater than 1.

Schema 1 Scheme 1

Le singole fasi verranno ora descritte in dettaglio. The individual steps will now be described in detail.

Sintesi di S-L Synthesis of S-L

Tali reagenti linker sono disponibili in commercio (precisamente, Sigma Aldrich o BroadPharm®), oppure possono essere preparati da materiali di partenza disponibili in commercio usando la metodologia nota nel settore. I composti Maleimmide-(PEG)2 oppure 3-ammina e Azide-(PEG)2 oppure 3-ammina vengono preparati mediante una reazione di accoppiamento tra estere NHS di acido 3-(maleimmido)propionico o estere NHS di acido azidoacetico e t-Boc-N-ammido-PEG2, 3-ammina (BroadPharm®). La reazione di accoppiamento per formare il legame ammidico viene generalmente effettuata in un solvente organico secco, preferibilmente in atmosfera inerte come azoto o argon. Acetonitrile, cloroformio, diclorometano e tetraidrofurano sono usati come solvente in presenza di una base, preferibilmente trialchilammine come trietilammina, piridina, 4-(dimetilammino)piridina. I prodotti desiderati sono isolati mediante cromatografia su colonna di gel di silice. Quindi, per generare i composti desiderati, il gruppo di protezione del gruppo amminico t-butilcarbonile (Boc) viene rimosso secondo procedimenti standard noti agli esperti del settore, per esempio mediante trattamento con TFA:CH2Cl2 (1:1 volume/volume) o (4M)HCl/diossano (1:1 volume/volume) a temperatura ambiente. Tempi di reazione compresi tra 2 e 6 ore. Such linker reagents are commercially available (namely, Sigma Aldrich or BroadPharm®), or they can be prepared from commercially available starting materials using the methodology known in the art. The Maleimide- (PEG) 2 or 3-amine and Azide- (PEG) 2 or 3-amine compounds are prepared by a coupling reaction between NHS ester of 3- (maleimido) propionic acid or NHS ester of azidoacetic acid and t- Boc-N-amido-PEG2, 3-amine (BroadPharm®). The coupling reaction to form the amide bond is generally carried out in a dry organic solvent, preferably in an inert atmosphere such as nitrogen or argon. Acetonitrile, chloroform, dichloromethane and tetrahydrofuran are used as a solvent in the presence of a base, preferably trialkylamines such as triethylamine, pyridine, 4- (dimethylamino) pyridine. The desired products are isolated by silica gel column chromatography. Then, to generate the desired compounds, the protecting group of the amino group t-butylcarbonyl (Boc) is removed according to standard procedures known to those skilled in the art, for example by treatment with TFA: CH2Cl2 (1: 1 volume / volume) or ( 4M) HCl / dioxane (1: 1 volume / volume) at room temperature. Reaction times between 2 and 6 hours.

Sintesi di R1- [S-L] nSynthesis of R1- [S-L] n

R1 è legato a maleimmide-PEG2,3-ammina o azide-PEG2, 3-ammina dopo l'attivazione del carbossilato eseguita seguendo le procedure standard riportate in letteratura. In breve, sono stati utilizzati agenti attivanti come N-idrossisuccinimmide in presenza di una carbodiimmide (N-(3-dimetilamminopropil)-N'-etilcarbodiimmide cloridrato, EDC). Le procedure sono descrìtte in dettaglio nei riferimenti (Cheng J, et al 2007; Dong X, et al., 2010). R1 is bound to maleimide-PEG2,3-amine or azide-PEG2, 3-amine after the activation of the carboxylate performed following the standard procedures reported in the literature. Briefly, activating agents such as N-hydroxysuccinimide were used in the presence of a carbodiimide (N- (3-dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbodiimide hydrochloride, EDC). The procedures are detailed in the references (Cheng J, et al 2007; Dong X, et al., 2010).

La reazione può anche essere eseguita utilizzando reagenti di accoppiamento come BOP, PyBOP, TBTU, HBTU, HATU originariamente sviluppati per la sintesi peptidica, in presenza di una base, usando DMF, DMSO o C3CN come solvente, che dipende dalla solubilità del polimero Ri. The reaction can also be performed using coupling reagents such as BOP, PyBOP, TBTU, HBTU, HATU originally developed for peptide synthesis, in the presence of a base, using DMF, DMSO or C3CN as a solvent, which depends on the solubility of the Ri polymer.

Sintesi di A- (B) r- (Hi.s) t-C Synthesis of A- (B) r- (Hi.s) t-C

I composti di formula A-(B)r-(His)t-C, in cui A è scelto tra Cys (un peptide solfidrile-funzionalizzato) e propargile-Gly (un peptide alchino-funzionalizzato), vengono preparati mediante tecniche di sintesi peptidica in fase solida standard e preferibilmente un sintetizzatore di peptidi automatico, utilizzando la chimica di Fmoc. The compounds of formula A- (B) r- (His) t-C, in which A is selected between Cys (a sulfhydryl-functionalized peptide) and propargyl-Gly (an alkyne-functionalized peptide), are prepared by peptide synthesis techniques in standard solid phase and preferably an automatic peptide synthesizer, using Fmoc chemistry.

Tipicamente, usando tale tecnica, un amminoacido protetto con N- a-Fmoc e l'amminoacido attaccato alla catena peptidica in crescita sulla resina sono accoppiati, in un solvente inerte (cioè dimetilformammide, N-metilpirrolidinone), in presenza di agenti di accoppiamento (cioè DCC, HBTU, HATU o PyBOP) in presenza di una base come diisopropiletilammina . Qui gli amminoacidi sono Fmoc-His(Trt)-OH, Fmoc-Gly-OH, Fmoc-βAla-OH, Fmoc-Phe-OH. Fmoc-Cys (Trt)-OH o Fmoc-propargile-Gly-OH sono introdotti nel terminale amminico del peptide. Il gruppo Fmoc viene scisso dalle basi, preferibilmente una soluzione di piperidina al 20% volume/volume in DMF. Dopo il completamento dell'intera seguenza, il Fmoc terminale viene rimosso e la resina viene essiccata sotto vuoto. Una soluzione formata da un cocktail di scissione (TFA, H2O, fenolo e TIS in un rapporto 88:5:5:2 volume/volume/peso/volume) viene utilizzata per scindere il peptide dalla resina e ottenere la deprotezione della catena laterale. Dopo 4 h, la soluzione di scissione viene raccolta e concentrata a secchezza. Et2O viene aggiunto al residuo per precipitare il peptide grezzo, che viene raccolto. Una colonna preparativa C4, C8 o C18 viene utilizzata per isolare i peptidi, e la purezza viene determinata utilizzando una colonna analitica C4, C8 o C18. I solventi (A = 0,11 TFA/acqua e B = 0,11 TFA/CH3CN) vengono introdotti nella colonna analitica ad una portata di 1,0 mi/min e nella colonna preparativa a 20 mi/min. Typically, using this technique, an amino acid protected with N-a-Fmoc and the amino acid attached to the peptide chain growing on the resin are coupled, in an inert solvent (i.e. dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone), in the presence of coupling agents ( i.e. DCC, HBTU, HATU or PyBOP) in the presence of a base such as diisopropylethylamine. Here the amino acids are Fmoc-His (Trt) -OH, Fmoc-Gly-OH, Fmoc-βAla-OH, Fmoc-Phe-OH. Fmoc-Cys (Trt) -OH or Fmoc-propargyl-Gly-OH are introduced into the amino terminus of the peptide. The Fmoc group is cleaved from the bases, preferably a 20% volume / volume piperidine solution in DMF. After the completion of the entire sequence, the terminal Fmoc is removed and the resin is dried under vacuum. A solution formed from a cleavage cocktail (TFA, H2O, phenol and TIS in an 88: 5: 5: 2 volume / volume / weight / volume ratio) is used to cleave the peptide from the resin and achieve side chain deprotection. After 4 h, the cleavage solution is collected and concentrated to dryness. Et2O is added to the residue to precipitate the crude peptide, which is collected. A C4, C8 or C18 preparative column is used to isolate the peptides, and purity is determined using a C4, C8 or C18 analytical column. The solvents (A = 0.11 TFA / water and B = 0.11 TFA / CH3CN) are introduced into the analytical column at a flow rate of 1.0 ml / min and in the preparative column at 20 ml / min.

Ri-[S-L]n coniugato con un gruppo funzionale maleimmide è legato a Cys-(B)r (His)t-C mediante la chimica di maleimmide-tiolo seguendo le procedure già descritte nei seguenti riferimenti: Vasconcelos A, et al 2015; Holloway J. et al, 2014. Ri- [S-L] n conjugated with a maleimide functional group is linked to Cys- (B) r (His) t-C by maleimide-thiol chemistry following the procedures already described in the following references: Vasconcelos A, et al 2015; Holloway J. et al, 2014.

Ri-[S-L]n coniugato con un gruppo funzionale azide è legato a pGly-(B)r (His)t-C mediante "click chemistry" di azide-alchino con catalizzatore a base di rame (I) seguendo le procedure descritte nei riferimenti: Yu Y, et al., 2011; Zhou Z, et al., 2015. Ri- [S-L] n conjugated with an azide functional group is bound to pGly- (B) r (His) t-C by azide-alkyne "click chemistry" with a copper (I) catalyst following the procedures described in the references: Yu Y, et al., 2011; Zhou Z, et al., 2015.

Esempio 2 Example 2

Lo schema 2 mostra il diagramma che rappresenta la sintesi del composto di Formula (I): Scheme 2 shows the diagram representing the synthesis of the compound of Formula (I):

rn cur rn cur

Rx è chitosano; Rx is chitosan;

S è un legame diretto; S is a direct link;

L è scelto tra L is chosen from

A è scelto tra Cys e propargile-Gly; A is chosen from Cys and propargyl-Gly;

B è scelto tra Gly, β-Ala e Phe-Ala; B is selected from Gly, β-Ala and Phe-Ala;

C è scelto tra β-Ala e nulla; C is chosen between β-Ala and nothing;

r è un numero intero compreso tra 0 e 5; r is an integer between 0 and 5;

t è un numero intero uguale o maggiore di 5, preferìbilmente compreso tra 5 e 150, più preferibilmente compreso tra 10 e 50; t is an integer equal to or greater than 5, preferably between 5 and 150, more preferably between 10 and 50;

n è un numero intero maggiore di 1, preferibilmente compreso tra 2 e 200, più preferibilmente tra 2 e 50. n is an integer greater than 1, preferably between 2 and 200, more preferably between 2 and 50.

Schema 2 Scheme 2

Il chitosano è legato alle parti maleimmide per formare R1-[S-L]n (chitosano a) o parti azide per formare R1-[S-L]n (chitosano b) mediante una reazione di accoppiamento tra estere NHS di acido 3(maleimmido)propionico o estere NHS di acido azidoacetico in tampone PBS o MES, in acqua/dimetilsolfossido (DMSO) (1:1 volume/volume ). I prodotti sono isolati mediante dialisi contro acqua distillata, secondo le procedure descritte in Matsumoto M et al., 2016; Kim LY et al., 2008; Wang H., 2010. Chitosan is bound to maleimide parts to form R1- [S-L] n (chitosan a) or azide parts to form R1- [S-L] n (chitosan b) by a coupling reaction between NHS ester of 3 (maleimido) propionic acid or NHS ester of azidoacetic acid in PBS or MES buffer, in water / dimethyl sulfoxide (DMSO) (1: 1 volume / volume). The products are isolated by dialysis against distilled water, according to the procedures described in Matsumoto M et al., 2016; Kim LY et al., 2008; Wang H., 2010.

Vedere esempio 1. See example 1.

Il chi tosano a è coniugato con Chi shear a is conjugated with

mediante la chimica di maleimmide-tiolo semplicemente miscelando chitosano a e Cys-(B)r (His)t-C in soluzione di acido acetico all'1% (volume/volume) secondo le procedure descritte da Chan P et al., 2007 e Malhotra M et al., 2013. by maleimide-thiol chemistry simply by mixing chitosan a and Cys- (B) r (His) t-C in 1% (volume / volume) acetic acid solution according to the procedures described by Chan P et al., 2007 and Malhotra M et al., 2013.

Il chitosano b è coniugato con pGly- (B ) r (His)S-C mediante "click chemistry" di azide-alchino con catalizzatore a base di rame (I) secondo le procedure descritte da Jung S. et al., 2013. Chitosan b is conjugated with pGly- (B) r (His) S-C by azide-alkyne "click chemistry" with copper (I) catalyst according to the procedures described by Jung S. et al., 2013.

Esempio 3 Example 3

Preparazione di nanoparticelle Preparation of nanoparticles

Le seguenti sezioni (A-D) descrivono brevemente alcuni esempi non limitativi di preparazione di nanoparticelle presenti in letteratura. Non sono esaustive per la grande quantità di studi pubblicati su questo argomento. Le nanoparticelle così ottenute hanno diametri compresi tra 100 e 500 nm. The following sections (A-D) briefly describe some non-limiting examples of nanoparticle preparation present in the literature. They are not exhaustive due to the large amount of studies published on this topic. The nanoparticles thus obtained have diameters ranging from 100 to 500 nm.

(A) Preparazione di nanoparticelle di PLGA, PLA, PGA Nanoparticelle di PLGA, PLA, PGA sono ottenute utilizzando un procedimento dì estrazione con solvente in emulsione olio-in-acqua (Mariano N. et al., 2014) L'emulsione viene preparata disciogliendo R1-[S-L-A-(B)r-(His)t-C]n (in cui Ri è PLGA o PLA o PGA) da solo o in combinazione con un PLGA o PLA o PGA commerciale (MW variabile nel range 15-50 KDa), in cloroformio:metanolo (3:1); questa soluzione è chiamata fase 1. PLGA è, per esempio, Resomer® RG 502 H, peso molecolare 7.000-17.000 Da, numero di prodotto 71S8S7, Sigma-Aldrich. (A) Preparation of PLGA, PLA, PGA nanoparticles Nanoparticles of PLGA, PLA, PGA are obtained using an extraction procedure with an oil-in-water emulsion solvent (Mariano N. et al., 2014) The emulsion is prepared dissolving R1- [S-L-A- (B) r- (His) t-C] n (where Ri is PLGA or PLA or PGA) alone or in combination with a commercial PLGA or PLA or PGA (MW variable in the range 15-50 KDa ), in chloroform: methanol (3: 1); this solution is called phase 1. PLGA is, for example, Resomer® RG 502 H, molecular weight 7,000-17,000 Da, product number 71S8S7, Sigma-Aldrich.

La fase 2 è costituita da una soluzione acquosa di alcool polivinilico (PVA, Mw 31.000-50.000 Da, idrolizzato al 98-991, numero di prodotto 363138, Sigma-Aldrich). La fase 1 viene aggiunta goccia a goccia alla fase 2 e sonicata, mantenendo la miscela in un bagno di ghiaccio. Phase 2 consists of an aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA, Mw 31,000-50,000 Da, hydrolyzed to 98-991, product number 363138, Sigma-Aldrich). Phase 1 is added dropwise to phase 2 and sonicated, keeping the mixture in an ice bath.

Le concentrazioni della fase 1 e della fase 2, la potenza di sonicazione e il tempo di sonicazione sono variati per controllare le dimensioni delle nanoparticelle. Phase 1 and phase 2 concentrations, sonication power and sonication time are varied to control the size of the nanoparticles.

L'emulsione viene trasferita in un pallone a fondo rotondo e posta in un evaporatore rotante (a 740 mmHg e 30 giri al minuto) per 120 min per rimuovere il solvente organico. Quindi, il campione viene sottoposto a dialisi (taglio di peso molecolare di 14.000 Da) per una notte a 4°C contro tampone acquoso. The emulsion is transferred to a round bottom flask and placed in a rotary evaporator (at 740 mmHg and 30 rpm) for 120 min to remove the organic solvent. Then, the sample is dialysed (14,000 Da molecular weight cutoff) overnight at 4 ° C against aqueous buffer.

Quando è necessario, le nanoparticelle sono concentrate per centrifugazione con filtri vivaspin (Sartorius). When necessary, the nanoparticles are concentrated by centrifugation with vivaspin filters (Sartorius).

(B) Preparazione di nanoparticelle di chitosano (B) Preparation of chitosan nanoparticles

Le nanoparticelle di chitosano sono ottenute mediante gelifreazione ionotropica, utilizzando la transizione solgel di polimeri di chitosano in presenza di un agente reticolante polianionico, tipicamente tripolifosfato di sodio (TPP, acquistato dalla Sigma-Aldrich). Chitosan nanoparticles are obtained by ionotropic gelation, using the solgel transition of chitosan polymers in the presence of a polyanionic cross-linking agent, typically sodium tripolyphosphate (TPP, purchased from Sigma-Aldrich).

Differenti rapporti di concentrazione tra chitosano (MW variabile nel range 15-120 KDa) e sali sono usati per controllare le caratteristiche di particelle di chitosano che variano in dimensioni da nanometri a micrometri (Sreekumar S et al., 2018). Different concentration ratios between chitosan (MW varying in the range 15-120 KDa) and salts are used to control the characteristics of chitosan particles ranging in size from nanometers to micrometers (Sreekumar S et al., 2018).

Come esempio, per ottenere nanoparticelle di chitosano nel range di 100-200 nm si può applicare il protocollo riportato da De la Fuente M. et al., 2008. As an example, the protocol reported by De la Fuente M. et al., 2008 can be applied to obtain chitosan nanoparticles in the range of 100-200 nm.

In breve, 0,2 ml del reticolante TPP (0,625 mg/ml o 0,42 mg/ml) vengono aggiunti goccia a goccia a 1 ml della soluzione acquosa contenente il composto di chitosano-[L-A-(B)r-(His)t-C]n 1-5 mg/ml sotto agitazione magnetica per 10 min a temperatura ambiente. Briefly, 0.2 ml of the TPP crosslinker (0.625 mg / ml or 0.42 mg / ml) is added dropwise to 1 ml of the aqueous solution containing the chitosan compound- [L-A- (B) r- (His ) t-C] n 1-5 mg / ml under magnetic stirring for 10 min at room temperature.

Le dimensioni delle particelle formate sono determinate utilizzando la diffusione della luce dinamica (DLS). The size of the particles formed is determined using dynamic light scattering (DLS).

(C) Preparazione di nanoparticelle di alginato Nanoparticelle di alginato sono sintetizzate con il procedimento di gelificazione ionica (Lopes M. et al, 2016). In breve, una soluzione di cloruro di calcio è stata aggiunta goccia a goccia alla soluzione di alginato (alginato a basso peso molecolare, 1-8% peso/volume) con una velocità di omogeneizzazione costante a 25°C. (C) Preparation of alginate nanoparticles Alginate nanoparticles are synthesized with the ionic gelation process (Lopes M. et al, 2016). Briefly, a calcium chloride solution was added dropwise to the alginate solution (low molecular weight alginate, 1-8% w / v) with a constant homogenization rate at 25 ° C.

(D) Preparazione di nanoparticelle di acido ialuronico (HA) (D) Preparation of hyaluronic acid (HA) nanoparticles

Per ottenere nanoparticelle contenenti HA mediante la tecnica di gelificazione ionica, è necessario il relativo accoppiamento con un polimero caricato positivamente, come il chitosano (de la Fuente M. et al, 2008). To obtain HA-containing nanoparticles by the ionic gelation technique, it is necessary to couple them with a positively charged polymer, such as chitosan (de la Fuente M. et al, 2008).

In breve, chitosano (MW 10-12 KDa) viene disciolto in acqua (2,5 mg •ml<-1>, soluzione A). La soluzione del composto R1-[S-L-A-(B)r-(His)t-C]n, in cui R1 è HA, viene preparata in acqua ultrapura (0,5-5 mg -ml<-1>) e viene incorporato TPP (0,25-1 mg -ml<-1>, soluzione B). Le nanoparticelle si ottengono istantaneamente con l'aggiunta di 1,5 ml della soluzione B (pH=8-9) a una soluzione A da 3 ml (pH = 3), sotto agitazione magnetica a temperatura ambiente. Briefly, chitosan (MW 10-12 KDa) is dissolved in water (2.5 mg • ml <-1>, solution A). The solution of the compound R1- [S-L-A- (B) r- (His) t-C] n, in which R1 is HA, is prepared in ultrapure water (0.5-5 mg -ml <-1>) and TPP is incorporated (0.25-1 mg -ml <-1>, solution B). The nanoparticles are obtained instantly by adding 1.5 ml of solution B (pH = 8-9) to a 3 ml solution A (pH = 3), under magnetic stirring at room temperature.

Esempio 4 Example 4

Preparazione di scaffold Preparation of scaffolds

Scaffold porosi a base di derivati di alginato e chitosano vengono preparati mediante un procedimento di congelamento-gelificazione (H-Ming-Hua H et al., 2004). Porous scaffolds based on alginate and chitosan derivatives are prepared by a freeze-gelation process (H-Ming-Hua H et al., 2004).

Il composto Ri-[S-L-A-(B)r-(His)t-C]n in cui Ri è chitosano viene disciolto in soluzione acquosa di acido acetico (1 M) per formare una soluzione di polimero al 21 in peso. La soluzione di polimero viene posta in uno stampo e congelata a -20°C. La soluzione congelata viene immersa in una soluzione acquosa di NaOH/etanolo (pre-raffreddata a -20°C) per regolare il suo pH per consentire la gelificazione del chitosano. The compound Ri- [S-L-A- (B) r- (His) t-C] n in which Ri is chitosan is dissolved in aqueous solution of acetic acid (1 M) to form a 21 by weight polymer solution. The polymer solution is placed in a mold and frozen at -20 ° C. The frozen solution is dipped in an aqueous solution of NaOH / ethanol (pre-cooled to -20 ° C) to adjust its pH to allow the chitosan to gel.

Il composto in cui Ri è alginato viene disciolto in acqua deionizzata per formare una soluzione al 2% in peso, che viene quindi congelata a -20°C e quindi immersa in una soluzione acquosa di CaCl2 ed etanolo a -20°C per indurre la gelificazione dell'alginato. L'essiccamento a temperatura ambiente viene eseguito dopo la gelificazione per ottenere gli scaffold. The compound in which Ri is alginate is dissolved in deionized water to form a 2% by weight solution, which is then frozen at -20 ° C and then dipped in an aqueous solution of CaCl2 and ethanol at -20 ° C to induce the gelling of alginate. Room temperature drying is performed after gelation to obtain scaffolds.

Scaffold porosi a base di PLGA sono preparati con la tecnica di lisciviazione porogena (Holy CE et al-, 1999). Il composto in cui Ri è PLGA, da solo o in combinazione con un PLGA commerciale (75 mg/ml), viene discìolto in DMSO anidro e aggiunto ad uno stampo contenente glucosio come porogeno. Lo stampo viene raffreddato a -20°C, quindi il campione congelato viene immerso in acqua distillata, che viene cambiata più volte, ed essiccato a temperatura ambiente. PLGA-based porous scaffolds are prepared with the porogenic leaching technique (Holy CE et al-, 1999). The compound in which Ri is PLGA, alone or in combination with a commercial PLGA (75 mg / ml), is dissolved in anhydrous DMSO and added to a template containing glucose as a porogen. The mold is cooled to -20 ° C, then the frozen sample is immersed in distilled water, which is changed several times, and dried at room temperature.

RISULTATI RESULTS

Per fornire una dimostrazione generale che i nuovi composti comprendenti imidazolo oggetto della presente invenzione sono adatti per 1'uso come agenti di contrasto e agenti di rilevamento del pH nella tecnica FFC-MRI, i presenti inventori hanno raccolto alcuni dati sperimentali usando (i) una poli-istidina commerciale (poli-His) e (ii) un composto di formula (I) come composti che generano QP. To provide a general demonstration that the new imidazole-comprising compounds of the present invention are suitable for use as contrast agents and pH sensing agents in the FFC-MRI technique, the present inventors have collected some experimental data using (i) a commercial polyhistidine (poly-His) and (ii) a compound of formula (I) as QP-generating compounds.

La Figura 3 mostra una rappresentazione schematica di poli-His. Figure 3 shows a schematic representation of poly-His.

Poli-His mostra un picco di rilassamento caratteristico a 1,38 0,3 MHz dovuto alla frequenza di risonanza del quadrupolo nucleare <14>N dei gruppi imidazolo presenti nelle catene polimeriche . Vi sono altre due frequenze di risonanza dal gruppo imidazolo che generano picchi larghi rispettivamente a 0,721 MHz e 0,647 MHz, ma questi non possono essere usati perché si sovrappongono con il QP a 0,7 MHz derivante dai gruppi ammidici di proteine tissutali. Poli-His shows a characteristic relaxation peak at 1.38 0.3 MHz due to the resonance frequency of the nuclear quadrupole <14> N of the imidazole groups present in the polymer chains. There are two other resonant frequencies from the imidazole group that generate wide peaks at 0.721 MHz and 0.647 MHz, respectively, but these cannot be used because they overlap with the 0.7 MHz QP resulting from tissue protein amide groups.

La Figura 4 mostra il profilo NMRD 1/Ti di poli-His disponibile in commercio (numero di catalogo Sigma Aldrich P9386) (MW = 15.600 Da, disciolta in acqua, 301 peso/peso), che mostra i suoi QP caratteristici rispetto a un profilo NMRD 1/Ti acquisito su un campione di tessuto epatico. Il QP a 1,38 ± 0,3 MHz derivante dall' imidazolo è ben rilevabile e distinguibile dai QP generati dal tessuto di fondo. L'incremento della relassìvità calcolato al massimo del picco rispetto al profilo di fondo è di circa il 601 che corrisponde ad un aumento di relassività di circa 5 s-1 Figure 4 shows the commercially available 1 / Ti NMRD profile of poly-His (Sigma Aldrich catalog number P9386) (MW = 15,600 Da, dissolved in water, 301 w / w), showing its characteristic QPs with respect to a NMRD 1 / Ti profile acquired on a liver tissue sample. The QP at 1.38 ± 0.3 MHz deriving from imidazole is well detectable and distinguishable from the QPs generated by the background tissue. The increase in relaxation calculated at the maximum peak with respect to the background profile is about 601 which corresponds to an increase in relaxation of about 5 s-1

La Figura 5 mostra i profili NMRD 1/T1 acquisiti su poli-His a diverse concentrazioni. Sebbene il QP a 1,38 ± 0,3 MHz resti ancora rilevabile alla concentrazione minima testata (5 mg/mi), 14 mg/mi rappresenta la concentrazione minima che dà un significativo incremento del rilassamento (201) per essere ben rilevabile anche in presenza di un consistente fondo da parte del tessuto. Figure 5 shows 1 / T1 NMRD profiles acquired on poly-His at different concentrations. Although the QP at 1.38 ± 0.3 MHz is still detectable at the minimum tested concentration (5 mg / ml), 14 mg / ml represents the minimum concentration that gives a significant increase in relaxation (201) to be well detectable even in presence of a consistent background on the part of the fabric.

Poiché il pH controlla lo stato fisico solido/liquido di poli-His e dato che i <14>N-QP sono osservati solo per i sistemi immobilizzati, il pH del microambiente in cui è presente il composto comprendente imidazolo può essere valutato in base alle variazioni dell'intensità del QP dell'imidazolo. Vi è un crescente interesse nello sviluppo di agenti di rilevamento del pH in grado di misurare il pH di tessuti in vivo in modo non invasivo, in particolare nelle applicazioni oncologiche. In effetti, la misurazione del pH di un tessuto tumorale ha una marcata importanza prognostica in quanto la presenza di zone leggermente acide (per esempio pH = 6,6-6,8) che circondano zone ipossiche e necrotiche promuove la migrazione cellulare e le metastasi. Since pH controls the solid / liquid physical state of poly-His and since <14> N-QPs are observed only for immobilized systems, the pH of the microenvironment in which the compound comprising imidazole is present can be evaluated based on the changes in the intensity of the QP of the imidazole. There is growing interest in the development of pH sensing agents capable of non-invasively measuring the pH of tissues in vivo, particularly in oncology applications. In fact, the measurement of the pH of a tumor tissue has a marked prognostic importance as the presence of slightly acidic areas (for example pH = 6.6-6.8) surrounding hypoxic and necrotic areas promotes cell migration and metastases .

Come sopra descritto, l'intensità di QP di poli-His dipende dal pH e la sua osservazione è possibile solo quando poli-His è immobilizzata in una forma simile a solido, cioè a pH > 6,6. A pH più bassi la protonazione dei gruppi imidazolo (pKa~6,8) aumenta la solubilità in acqua del polimero con un conseguente aumento della sua mobilità e una diminuzione proporzionale dell'intensità dei QP (Figura 6). Poiché l'interno della nanoparticella è accessibile all'acqua, i composti comprendenti imidazolo oggetto della presente invenzione possono essere sfruttati come reporter del pH nel range di interesse per il tessuto tumorale dopo la costruzione di una curva di calibrazione appropriata in cui l'intensità di QP viene rilevata in funzione del pH misurato utilizzando un misuratore di pH standard. As described above, the QP intensity of poly-His depends on the pH and its observation is possible only when poly-His is immobilized in a solid-like form, i.e. at pH> 6.6. At lower pH the protonation of the imidazole groups (pKa ~ 6.8) increases the water solubility of the polymer with a consequent increase in its mobility and a proportional decrease in the intensity of the QPs (Figure 6). Since the inside of the nanoparticle is accessible to water, the compounds comprising imidazole object of the present invention can be exploited as a pH reporter in the range of interest for the tumor tissue after the construction of an appropriate calibration curve in which the intensity of QP is detected as a function of the measured pH using a standard pH meter.

Composti comprendenti imidazolo contenenti moiety imidazolo, come poli-His, possono essere utili per la progettazione di agenti di contrasto che riportano cambiamenti fisiologici e patologici locali. Tale compito può essere affrontato confinando le catene di poli-His responsabili di QP all'interno di una particella biocompatibile mantenendo le condizioni adatte per la generazione del peculiare QP di imidazolo a 1,38 0,3 MHz. Compounds comprising imidazole containing imidazole moieties, such as poly-His, may be useful for the design of contrast agents that report local physiological and pathological changes. This task can be tackled by confining the poly-His chains responsible for QPs inside a biocompatible particle while maintaining the conditions suitable for the generation of the peculiar imidazole QP at 1.38 0.3 MHz.

Come esempio non esaustivo, la catena di poli-His può essere confinata in nanoparticelle di acido poli(latticoco-glicolico) (PLGA). Il PLGA è approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense e dall'Agenzia Europea per i Medicinali (EMA) in diversi sistemi di somministrazione di farmaci per uso umano. I polimeri sono disponibili in commercio a differenti pesi molecolari e composizioni di copolimero. Inoltre, 1'interno di NP di PLGA è accessibile all'acqua in massa in misura inversamente proporzionale alle dimensioni delle NP. Una rappresentazione schematica di una NP di oligo-His-PLGA è mostrata in Figura 7. Per preparare questo composto comprendente imidazolo, un peptide di oligo-istidina (His x 15) contenente un gruppo tiolo libero come gruppo terminale è stato sintetizzato e coniugato con PLGA maleimmidefunzionalizzato, come descritto in materiali e metodi. Il peptide usato nel presente esempio è A-(B) r (His)t-C in cui A (terminale amminico) è Cys, B è Gly, r è uguale a 2, t è uguale a 15, C è β-Ala, ottenendo così As a non-exhaustive example, the poly-His chain can be confined to poly (lactic-glycolic) acid (PLGA) nanoparticles. PLGA is approved by the US Food and Drug Administration (FDA) and the European Medicines Agency (EMA) in various human drug delivery systems. The polymers are commercially available at different molecular weights and copolymer compositions. Furthermore, the NP interior of PLGA is accessible to water in bulk in an inversely proportional measure to the size of the NPs. A schematic representation of an oligo-His-PLGA NP is shown in Figure 7. To prepare this compound comprising imidazole, an oligo-histidine peptide (His x 15) containing a free thiol group as a terminal group was synthesized and conjugated with Maleimide functionalized PLGA, as described in Materials and Methods. The peptide used in the present example is A- (B) r (His) t-C where A (amino terminus) is Cys, B is Gly, r is equal to 2, t is equal to 15, C is β-Ala, obtaining Like this

(denominato nel seguito oligo-His). Prima della relativa coniugazione con PLGA, il profilo NMRD della sospensione di oligo-His è stato confrontato con quello ottenuto da poli-His disponibile in commercio (almeno 38 residui). Come mostrato nella Figura 8, i QP rimanevano ancora ben rilevabili nell'oligo-His sintetizzata ed erano solo leggermente inferiori a quelli ottenuti per la poli-His commerciale (circa il 101 in meno). (hereinafter referred to as oligo-His). Before its conjugation with PLGA, the NMRD profile of the oligo-His suspension was compared with that obtained from commercially available poly-His (at least 38 residues). As shown in Figure 8, the QPs still remained well detectable in the synthesized oligo-His and were only slightly lower than those obtained for commercial poly-His (approximately 101 fewer).

Nel seguito, viene fornita una discussione su una forma di realizzazione preferita della presente descrizione, in cui il composto comprendente imidazolo della presente descrizione presenta la seguente struttura chimica: In the following, a discussion of a preferred embodiment of the present disclosure is provided, in which the compound comprising imidazole of the present disclosure has the following chemical structure:

in cui x è uguale a 77 e y è uguale a 77, where x equals 77 and y equals 77,

I dati sperimentali raccolti con il composto contenente una parte imidazolo sopra identificato non sono limitativi relativamente all' effettivo ambito della presente invenzione come rivendicata nel gruppo di rivendicazioni allegate. The experimental data collected with the compound containing an imidazole moiety identified above are not limiting with respect to the actual scope of the present invention as claimed in the group of appended claims.

I profili NMRD acquisiti su sospensioni contenenti due diverse cariche di nanoparticelle di oligo-His-PLGA (a una concentrazione di oligo-His di 5 mg/ml, la concentrazione inferiore testata con poli-His commerciale) sono riportati in Figura 9. In entrambi i campioni, i QP di imidazolo sono più pronunciati (+751) rispetto a quello ottenuto nel caso di poli-His commerciale alla stessa concentrazione. NMRD profiles acquired on suspensions containing two different charges of oligo-His-PLGA nanoparticles (at an oligo-His concentration of 5 mg / ml, the lowest concentration tested with commercial poly-His) are shown in Figure 9. In both samples, the QPs of imidazole are more pronounced (+751) than that obtained in the case of commercial poly-His at the same concentration.

MATERIALI E METODI MATERIALS AND METHODS

Preparazione di oligo-His-PLGA Preparation of oligo-His-PLGA

Per incorporare una oligo-His nelle nanoparticelle di PLGA, l'oligo-His-PLGA è stato sintetizzato secondo uno schema di coniugazione 3. To incorporate an oligo-His into the PLGA nanoparticles, the oligo-His-PLGA was synthesized according to a conjugation scheme 3.

Schema 3 Scheme 3

Le fasi della sintesi rappresentata nello schema 3 verranno ora descritte in dettaglio. The phases of the synthesis represented in scheme 3 will now be described in detail.

Sintesi di oligo-His Synthesis of oligo-His

Preferibilmente, i frammenti peptidici della presente invenzione sono sintetizzati mediante tecniche di sintesi peptidica in fase solida (SPPS) usando protocolli mediante FMOC standard. (Vedere Carpino et al., 1970; Carpino et al., 1972). In una forma di realizzazione preferita, è stato sintetizzato un peptide con sequenze amminoacidiche specifiche, avente la precedente formula A-(B)r (His)t-C, in cui A (terminale amminico) è Cys, B è Gly, r è uguale a 2, t è uguale a 15, C è β-Ala e un'aromide C-terminale. Il peptide (SEQ ID No.: 1) è stato assemblato su una resina H-Rink amide ChemMatrix® (Sigma-Aldrich) (150 mg, carico di resina 0,4-0,6 mmol/g) usando HBTU/HOBt come attivazione (CEM modello Liberty, Sintetizzatore s/n DP7026DU8276). Preferably, the peptide fragments of the present invention are synthesized by solid phase peptide synthesis (SPPS) techniques using standard FMOC protocols. (See Carpino et al., 1970; Carpino et al., 1972). In a preferred embodiment, a peptide with specific amino acid sequences has been synthesized, having the above formula A- (B) r (His) t-C, in which A (amino terminus) is Cys, B is Gly, r is equal to 2, t is equal to 15, C is β-Ala and a C-terminal aroma. The peptide (SEQ ID No .: 1) was assembled on a ChemMatrix® (Sigma-Aldrich) H-Rink amide resin (150 mg, 0.4-0.6 mmol / g resin load) using HBTU / HOBt as activation (CEM model Liberty, Synthesizer s / n DP7026DU8276).

La deprotezione di Fmoc è stata eseguita utilizzando piperidina al 201 volume/volume in DMF più HOBt 0,1 M in due stadi con un trattamento iniziale di 0,3 min seguito da un trattamento più lungo di 3 min (7 mi, 40 W, 75°C). I reagenti di accoppiamento erano i seguenti: Fmoc-Aa-OH (0,2 M in DMF), HBTU (0,5 M in DMF), DIPEA (2,0 M in NMP). Ogni accoppiamento è stato eseguito due volte utilizzando un eccesso di 5 volte di Fmoc-Aa-OH e un eccesso leggermente inferiore a 5 volte di HBTU, un eccesso di 10 volte di DIPEA (per 5 min, 35 W, 75°C). Sequenze di impulsi di potenza di 25 W per 4 min sono state utilizzate per le fasi di accoppiamento di Cys. Il complesso peptidil-resina è stato lavato con DMF (3 x 5 ml), DCM (3 x 5 ml) ed essiccato. Il complesso peptide -resina è stato scisso utilizzando una miscela di TFA/H2O/fenolo/TIS (88:5:5:2 volume/volume/peso/volume) , a temperatura ambiente per 4 h con delicata agitazione per rotazione. Il materiale è stato quindi filtrato, lavato con una quantità minima di TFA e la soluzione di scissione è stata raccolta e concentrata a secchezza. Et2O freddo è stato aggiunto al residuo per far precipitare il peptide, che è stato raccolto ed essiccato. Il peptide è stato ottenuto con una resa del 501 con una purezza del 981 nonostante l'omissione della purificazione mediante HPLC. Condizioni di saggio HPLC: RP-C18, 5% CH3CN in 0,11 TFA in 5 min, 5-201 CH3CN in 0,11 TFA in 10 min, 20-351 CH3CN in 0,11 TFA in 15 min, 35-1001 CH3CN in 0,11 TFA in 3 min. Deprotection of Fmoc was performed using 201 volume / volume piperidine in DMF plus 0.1 M HOBt in two stages with an initial treatment of 0.3 min followed by a longer treatment of 3 min (7 ml, 40 W, 75 ° C). The coupling reagents were as follows: Fmoc-Aa-OH (0.2 M in DMF), HBTU (0.5 M in DMF), DIPEA (2.0 M in NMP). Each pairing was performed twice using a 5-fold excess of Fmoc-Aa-OH and a slightly less than 5-fold excess of HBTU, a 10-fold excess of DIPEA (for 5 min, 35 W, 75 ° C). Power pulse sequences of 25 W for 4 min were used for the Cys coupling steps. The peptidyl-resin complex was washed with DMF (3 x 5 ml), DCM (3 x 5 ml) and dried. The peptide-resin complex was cleaved using a mixture of TFA / H2O / phenol / TIS (88: 5: 5: 2 volume / volume / weight / volume), at room temperature for 4 h with gentle stirring by rotation. The material was then filtered, washed with a minimal amount of TFA and the cleavage solution collected and concentrated to dryness. Cold Et2O was added to the residue to precipitate the peptide, which was collected and dried. The peptide was obtained in a yield of 501 with a purity of 981 despite the omission of purification by HPLC. HPLC assay conditions: RP-C18, 5% CH3CN in 0.11 TFA in 5 min, 5-201 CH3CN in 0.11 TFA in 10 min, 20-351 CH3CN in 0.11 TFA in 15 min, 35-1001 CH3CN in 0.11 TFA in 3 min.

Colonna: Waters Atlantis C18, 5 μm, 4,6x150 mm Portata: 1 ml/min Column: Waters Atlantis C18, 5 μm, 4.6x150 mm Flow rate: 1 ml / min

Rilevazione: Gruppo di diodi, MS a singolo quadrupolo Fase mobile: Detection: Group of diodes, single quadrupole MS Mobile phase:

A: TFA acquoso allo 0,1% A: 0.1% aqueous TFA

B: TFA allo 0,11 in acetonitrile B: 0.11 TFA in acetonitrile

Tempo di ritenzione: ~11,5 minuti Retention time: ~ 11.5 minutes

osservato 788 , 4 ; observed 788, 4;

Sintesi di Maleimmide-PEG2-ammina Maleimide-PEG2-amine synthesis

Estere NHS di acido 3-(maleimmido)propionico (0,3 g, 1,15 mmol) e TEA (0,24 ml, 1,5 eq) sono stati disciolti in CH3CN (10 ml), facendo seguire l'aggiunta di t-Boc-N-ammido-PEG2-ammina (0,28 g, 1,15 mmol) e la miscela di reazione risultante è stata agitata per 2 h a temperatura ambiente. Quindi è stata diluita con etilacetato e lavata tre volte con acqua e una volta con salamoia. L'estratto è stato essiccato su solfato di sodio anidro, concentrato a pressione ridotta. La cromatografia flash su gel di silice usando etilacetato ed esano ha fornito 0,46 g del composto. ESI(+) m/s (M+Na)<+ >422,2. (M+H-BQC)<+ >300,2. La successiva deprotezione di N-Boc è stata eseguita utilizzando TFA:CH2Cl2 (1:1 volume/volume, 5 ml) per 1 h a temperatura ambiente. Il solvente è stato rimosso sotto vuoto ottenendo il prodotto come solido bianco (0,3 g). NHS ester of 3- (maleimido) propionic acid (0.3 g, 1.15 mmol) and TEA (0.24 ml, 1.5 eq) were dissolved in CH3CN (10 ml), followed by the addition of t-Boc-N-amido-PEG2-amine (0.28 g, 1.15 mmol) and the resulting reaction mixture was stirred for 2 h at room temperature. It was then diluted with ethyl acetate and washed three times with water and once with brine. The extract was dried over concentrated anhydrous sodium sulfate under reduced pressure. Flash chromatography on silica gel using ethyl acetate and hexane yielded 0.46 g of the compound. ESI (+) m / s (M + Na) <+> 422.2. (M + H-BQC) <+> 300.2. Subsequent deprotection of N-Boc was performed using TFA: CH2Cl2 (1: 1 volume / volume, 5 ml) for 1 h at room temperature. The solvent was removed under vacuum to obtain the product as a white solid (0.3 g).

Condizioni di saggio HPLC: RP-C18, 5% C3CN in 0,1% TFA in 5 min, 5-20% CH3CN in 0,11 TFA in 10 min, 20-351 CH3CN in 0,11 TFA in 15 min, 35-100% C3⁄4CN in 0,11 TFA in 3 min. HPLC assay conditions: RP-C18, 5% C3CN in 0.1% TFA in 5 min, 5-20% CH3CN in 0.11 TFA in 10 min, 20-351 CH3CN in 0.11 TFA in 15 min, 35 -100% C3⁄4CN in 0.11 TFA in 3 min.

Colonna: Waters Atlantis C18, 5 μm, 4,6x150 mm Portata: 1 mi/<'>min Column: Waters Atlantis C18, 5 μm, 4.6x150 mm Flow rate: 1 mi / <'> min

Rilevazione: Gruppo di diodi, MS a singolo quadrupolo Fase mobile: Detection: Group of diodes, single quadrupole MS Mobile phase:

A: TFA acquoso allo 0,1% A: 0.1% aqueous TFA

B: TFA allo 0,1% in acetonitrile B: 0.1% TFA in acetonitrile

Tempo di ritenzione: ~8,8 minuti Retention time: ~ 8.8 minutes

ESI (+): Calc, per C13H21O3O5 m/z[M+H]<+>=300,1; osservato 300,1 ESI (+): Calc, for C13H21O3O5 m / z [M + H] <+> = 300.1; observed 300.1

<2>H NMR (dmso-d6, 600Mhz) δ 8,00 (t, 5,4 Hz, CO-NH,1H), 7,80 (s br,-NH2,2H), 7,05 (s, protoni di maleimmide metino) 3,65-3,55 (m, 8H), 3,41 (t, 5,9 Hz,2H), 3,20 (m, 2H), 3,02 (m, 2H), 2,37 (t, 7,26Hz, 2H). <2> H NMR (dmso-d6, 600Mhz) δ 8.00 (t, 5.4 Hz, CO-NH, 1H), 7.80 (s br, -NH2.2H), 7.05 (s, methino maleimide protons) 3.65-3.55 (m, 8H), 3.41 (t, 5.9 Hz, 2H), 3.20 (m, 2H), 3.02 (m, 2H), 2.37 (t, 7.26Hz, 2H).

Sintesi di PLGA-PEG2-Maleimmide Synthesis of PLGA-PEG2-Maleimide

PLGA Resomer® RG 502 H con un rapporto di monomeri 50:50 PM = 12.800, 0,5 g, 0,04 mmol) è stato disciolto in 10 mi di CH3CN anidro in un pallone da 25 mi. 20 μl (0,12 mmol) di DIPEA e HATU (0,017 g, 0,044 mmol) sono stati aggiunti nel pallone. Dopo 5 min, si è aggiunto goccia a goccia il composto Maleimmide-PEG2-ammina (0,013 g, 0,044 mmol) disciolto in CH3CN (1 ml), quindi la miscela è stata agitata a temperatura ambiente per 6 h in atmosfera di N2. Il solvente è stato quindi rimosso sotto vuoto e il residuo è stato disciolto con cloroformio e lavato tre volte con salamoia. Il composto grezzo è stato purificato mediante cromatografia su colonna (eluente: CH2Cl2/CH3OH 98:2) ottenendo un prodotto come solido bianco (0,42 g). PLGA Resomer® RG 502 H with a monomer ratio 50:50 MW = 12,800, 0.5 g, 0.04 mmol) was dissolved in 10 ml of anhydrous CH3CN in a 25 ml flask. 20 μl (0.12 mmol) of DIPEA and HATU (0.017 g, 0.044 mmol) were added to the flask. After 5 min, the Maleimide-PEG2-amine compound (0.013 g, 0.044 mmol) dissolved in CH3CN (1 ml) was added dropwise, then the mixture was stirred at room temperature for 6 h in an N2 atmosphere. The solvent was then removed in vacuo and the residue dissolved with chloroform and washed three times with brine. The crude compound was purified by column chromatography (eluent: CH2Cl2 / CH3OH 98: 2) obtaining a product as a white solid (0.42 g).

<1>H NMR (dmso-d6, 600Mhz) δ 8,0 (protone di ammide), 7,03 (s, protoni dì maleimide metino), 5,31-5,0 (m, CH protone di lattide), 4,98-4,85 (m, CH2 protone di glicolide), 1,54-1,46 (m,CH3 protone di lattide), (Figura 11) <1> H NMR (dmso-d6, 600Mhz) δ 8.0 (amide proton), 7.03 (s, methino maleimide protons), 5.31-5.0 (m, CH lactide proton), 4.98-4.85 (m, CH2 proton of glycolide), 1.54-1.46 (m, CH3 proton of lactide), (Figure 11)

Coniugazione di Oligo-His-PLGA Conjugation of Oligo-His-PLGA

A una soluzione di PLGA-PEG2-Mal (0,20 g, 0,015 mmol) in 2 ml di DMF anidra, sono state aggiunte una soluzione di peptide Cys(Gly)2(His)25βAla (0,034 g, 0,016 mmol) in DMF (0,5 ml) ed N,N-diisopropiletilammina (DIPEA, 5 μl, 0,03 mmol). La miscela risultante è stata agitata magneticamente a temperatura ambiente per 3 h sotto atmosfera di azoto. Il PLGA-oligoHis desiderato è stato ottenuto mediante precipitazione da una soluzione fredda di dietiletere/metanolo 1:1 (10 ml), il quale è stato raccolto, lavato con dietiletere/metanolo 1:1 (10 ml) due volte ed essiccato sotto vuoto (resa, 851). <i>H NMR (dmsod6, 600Mhz) 68,46 (br, 15 H,-N=CH-N-), 8,4-8,0 (protoni di ammide), 7,12 (br, 15H, C=CH-N), 5,31-5,01 (m, S4H, CH protone di lattide), 4,98-4,85 (m,156H, CH protone di glicolide), 4,57 (m, 15 H, Hα protoni di His), 3,08-2,99 To a solution of PLGA-PEG2-Mal (0.20 g, 0.015 mmol) in 2 ml of anhydrous DMF, a solution of Cys (Gly) 2 (His) 25βAla peptide (0.034 g, 0.016 mmol) in DMF was added (0.5 ml) and N, N-diisopropylethylamine (DIPEA, 5 μl, 0.03 mmol). The resulting mixture was magnetically stirred at room temperature for 3 h under a nitrogen atmosphere. The desired PLGA-oligoHis was obtained by precipitation from a cold solution of diethyl ether / methanol 1: 1 (10 ml), which was collected, washed with diethyl ether / methanol 1: 1 (10 ml) twice and dried under vacuum (yield, 851). H NMR (dmsod6, 600Mhz) 68.46 (br, 15H, -N = CH-N-), 8.4-8.0 (amide protons), 7.12 (br, 15H, C = CH-N), 5.31-5.01 (m, S4H, CH lactide proton), 4.98-4.85 (m, 156H, CH glycolide proton), 4.57 (m, 15H , Hα protons of His), 3.08-2.99

lattide)(Figure 12). lactide) (Figure 12).

L'analisi <1>H-NMR ha rivelato la scomparsa del picco corrispondente ai protoni di maleimmide a 7,03 ppm. Abbiamo usato <1>H-NMR per determinare il rapporto molare risultante di FLGA e peptide mediante integrazione di PLGA The <1> H-NMR analysis revealed the disappearance of the peak corresponding to the maleimide protons at 7.03 ppm. We used <1> H-NMR to determine the resulting molar ratio of FLGA and peptide by integration of PLGA

CH) e His (protoni Hα). La funzionalizzazione calcolata ha confermato un rapporto molare 1:1 tra PLGA e oligo-His. La preparazione di nanoparticelle (NP) di oligo-His-PLGA CH) and His (Hα protons). The calculated functionalization confirmed a 1: 1 molar ratio between PLGA and oligo-His. The preparation of oligo-His-PLGA nanoparticles (NPs)

Le NP contenenti oligo-His sono state ottenute applicando il procedimento di estrazione con solvente in emulsione di olio/acqua (o/w) (Figura 13). La fase organica è stata preparata disciogliendo oligo-His-PLGA e PLGA Resomer® RG 502 H (1:1) in cloroformio:metanolo (3:1). La fase acquosa era una soluzione acquosa di alcool polivinilico (PVA). Il PVA è l'emulsionante più comunemente usato per la preparazione di NP di PLGA perché permette di ottenere particelle che sono relativamente uniformi, di piccole dimensioni e facili da ridisperdere in acqua. La fase organica è stata aggiunta alla fase acquosa, sotto sonicazione. Per controllare le dimensioni delle NP, sono state testate diverse concentrazioni di PVA e condizioni di sonicazione. La solidificazione delle NP è stata effettuata mediante evaporazione del solvente organico dall'emulsione o/w in un evaporatore rotante sotto vuoto (2,5 h). Le NP sono state conservate a 4°C prima del loro utilizzo. I diametri idrodinamici medi delle NP di oligo-His-PLGA sono stati determinati mediante misurazioni della diffusione della luce dinamica (DLS) ed erano pari a 150 nm. NPs containing oligo-His were obtained by applying the solvent extraction procedure in oil / water (o / w) emulsion (Figure 13). The organic phase was prepared by dissolving oligo-His-PLGA and PLGA Resomer® RG 502 H (1: 1) in chloroform: methanol (3: 1). The aqueous phase was an aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA). PVA is the most commonly used emulsifier for the preparation of NP of PLGA because it allows to obtain particles that are relatively uniform, small in size and easy to redisperse in water. The organic phase was added to the aqueous phase, under sonication. To check the size of the NPs, different PVA concentrations and sonication conditions were tested. The solidification of the NPs was carried out by evaporation of the organic solvent from the o / w emulsion in a rotary evaporator under vacuum (2.5 h). The NPs were stored at 4 ° C before their use. The mean hydrodynamic diameters of the oligo-His-PLGA NPs were determined by dynamic light scattering (DLS) measurements and were equal to 150 nm.

Diffusione della Luce Dinamica (DLS) Dynamic Light Diffusion (DLS)

Il diametro medio di nanoparticelle idratate viene determinato utilizzando un Malvern Zetasizer 3000HS (Malvern, U.K.). Tutti i campioni sono stati analizzati a 25°C in soluzione tampone/acqua filtrata (taglio, 200 nm). The mean diameter of hydrated nanoparticles is determined using a Malvern Zetasizer 3000HS (Malvern, U.K.). All samples were analyzed at 25 ° C in buffer solution / filtered water (cut, 200 nm).

Acquisizione del profilo NMRD Acquisition of the NMRD profile

Campioni (solitamente 1 ml di volume) sono stati aggiunti in una provetta di vetro (diametro 10 miti x lunghezza 220 mm). Samples (usually 1 mL volume) were added to a glass tube (10 m diameter x 220 mm length).

I dati sono stati misurati a 25°C su un continuum di intensità di campo magnetico da 0,00024 a 0,47 T (corrispondente alla frequenza protonica di Larmor di 0,01-20 MHz) su un rilassometro a ciclo di campo rapido stelar The data was measured at 25 ° C on a continuum of magnetic field strength from 0.00024 to 0.47 T (corresponding to the Larmor proton frequency of 0.01-20 MHz) on a stelar fast field cycle relaxometer.

La temperatura è stata controllata da un riscaldatore del flusso d'aria VTC-91 Stelar, dotato di una termocoppia di rame-costantana. La temperatura nella testa della sonda è stata misurata con un termometro digitale Fluke 52 k/j (Bassersdorf, Svizzera). Il rilassometro funzionava sotto completo controllo del computer con una incertezza assoluta dei valori 1/T1 di 2%. Le misurazioni Τ1 sono state eseguite utilizzando le sequenze Non Polarizzate e Pre-Polarizzate come descritto da Ferrante e collaboratori (Ferrante G et al., 2005) (Figura 1). T1 è stato determinato mediante il procedimento di recupero della saturazione. Sono stati utilizzati 16 valori di ritardo (τ) tra gli impulsi. Il numero di esperimenti di cui è stata calcolata la media era pari a 2. The temperature was controlled by a VTC-91 Stelar airflow heater, equipped with a copper-constantan thermocouple. The temperature in the probe head was measured with a Fluke 52 k / j digital thermometer (Bassersdorf, Switzerland). The relaxometer operated under complete computer control with an absolute uncertainty of 1 / T1 values of 2%. Measurements Τ1 were performed using Non-Polarized and Pre-Polarized sequences as described by Ferrante and collaborators (Ferrante G et al., 2005) (Figure 1). T1 was determined by the saturation recovery procedure. 16 delay values (τ) between pulses were used. The number of experiments averaged was 2.

Spettri <1>H NMR <1> H NMR spectra

Gli spettri <1>H NMR sono stati acquisiti in solvente deuterato (dmso-d6) a 14 T su uno spettrometro Bruker Avance 600 dotato di una sonda BBI o TXI da 5 mm a gradiente Z inverso. The <1> H NMR spectra were acquired in deuterated solvent (dmso-d6) at 14 T on a Bruker Avance 600 spectrometer equipped with a 5 mm BBI or TXI probe with inverse Z gradient.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Agente di contrasto per risonanza magnetica per immagini (MRI) includente un composto comprendente imidazolo, in cui il composto comprendente imidazolo comprende almeno 5 moiety imidazolo, e in cui le moiety imidazolo sono in uno stato immobilizzato, corrispondente a un tempo di reorientazione nell’ordine di decine di nanosecondi (ns), cosicché, nell’uso, la velocità di rilassamento longitudinale del protone dell’acqua a 1,38 ± 0,3 MHz (frequenza protonica di Larmor) aumenta di almeno il 10% del valore pre-contrasto. CLAIMS 1. Magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent including a compound comprising imidazole, in which the compound comprising imidazole comprises at least 5 imidazole moieties, and in which the imidazole moieties are in an immobilized state, corresponding to a reorientation time in the 'order of tens of nanoseconds (ns), so that, in use, the longitudinal relaxation rate of the water proton at 1.38 ± 0.3 MHz (Larmor proton frequency) increases by at least 10% of the pre -contrast. 2. Agente di contrasto per MRI secondo la rivendicazione 1, in cui il composto comprendente imidazolo ha formula (I): MRI contrast agent according to claim 1, wherein the compound comprising imidazole has formula (I): in cui R1 è scelto tra acido poliglicolico (PGA), acido polilattico (PLA), acido poli(lattico-co-glicolico) (PLGA), alginato, acido ialuronico (HA) e chitosano; S è uno spaziatore scelto tra un legame diretto, -(CH2)2-O-(CH2)2-O- e –(CH2)2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-O-; L è un linker scelto tra in which R1 is selected from polyglycolic acid (PGA), polylactic acid (PLA), poly (lactic-co-glycolic) acid (PLGA), alginate, hyaluronic acid (HA) and chitosan; S is a spacer selected from a direct bond, - (CH2) 2-O- (CH2) 2-O- and - (CH2) 2-O- (CH2) 2-O- (CH2) 2-O-; L is a linker chosen from A è scelto tra Cys e propargile-Gly; B è scelto tra Gly, β-Ala e Phe-Ala; C è scelto tra β-Ala e nulla; r è un numero intero compreso tra 0 e 5; t è un numero intero uguale o maggiore di 5, preferibilmente compreso tra 5 e 150, più preferibilmente compreso tra 10 e 50; n è un numero intero uguale o maggiore di 1. A is chosen from Cys and propargyl-Gly; B is selected from Gly, β-Ala and Phe-Ala; C is chosen between β-Ala and nothing; r is an integer between 0 and 5; t is an integer equal to or greater than 5, preferably between 5 and 150, more preferably between 10 and 50; n is an integer equal to or greater than 1. 3. Agente di contrasto per MRI secondo la rivendicazione 2, in cui R1 è scelto tra acido poliglicolico (PGA), acido polilattico (PLA) e acido poli(lattico-co-glicolico) (PLGA); S è scelto tra –(CH2)2-O-(CH2)2-O- e –(CH2)2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-O-; ed n è un numero intero uguale a 1. Contrast agent for MRI according to claim 2, wherein R1 is selected from polyglycolic acid (PGA), polylactic acid (PLA) and poly (lactic-co-glycolic) acid (PLGA); S is selected from - (CH2) 2-O- (CH2) 2-O- and - (CH2) 2-O- (CH2) 2-O- (CH2) 2-O-; and n is an integer equal to 1. 4. Agente di contrasto per MRI secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui R1 è acido poli(lattico-co-glicolico) PLGA; S è –(CH2)2-O-(CH2)2-O-; L è MRI contrast agent according to claim 2 or 3, wherein R1 is poly (lactic-co-glycolic) PLGA acid; S is - (CH2) 2-O- (CH2) 2-O-; L is A è Cys; B è Gly; C è β-Ala; r è uguale a 2; t è un numero intero compreso tra 10 e 50. n è uguale a 1. A is Cys; B is Gly; C is β-Ala; r is equal to 2; t is an integer between 10 and 50. n is equal to 1. 5. Agente di contrasto per MRI secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 4, in cui R1 è acido poli(lattico-co-glicolico) PLGA; S è –(CH2)2-O-(CH2)2-O-; L è MRI contrast agent according to any one of claims 2 to 4, wherein R1 is poly (lactic-co-glycolic) PLGA acid; S is - (CH2) 2-O- (CH2) 2-O-; L is A è propargile-Gly; B è Gly; C è β-Ala; r è uguale a 2; t è uguale a 15; n è uguale a 1. A is propargyl-Gly; B is Gly; C is β-Ala; r is equal to 2; t is equal to 15; n is equal to 1. 6. Agente di contrasto per MRI secondo la rivendicazione 2, in cui R1 è scelto tra alginato e acido ialuronico; S è scelto tra –(CH2)2-O-(CH2)2-O- e –(CH2)2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-O-; ed n è un numero intero maggiore di 1, preferibilmente compreso 2 e 100. 6. MRI contrast agent according to claim 2, wherein R1 is selected from alginate and hyaluronic acid; S is selected from - (CH2) 2-O- (CH2) 2-O- and - (CH2) 2-O- (CH2) 2-O- (CH2) 2-O-; and n is an integer greater than 1, preferably between 2 and 100. 7. Agente di contrasto per MRI secondo la rivendicazione 2, in cui R1 è chitosano; S è un legame diretto; n è un numero intero maggiore di 1, preferibilmente compreso 2 e 200. 7. MRI contrast agent according to claim 2, wherein R1 is chitosan; S is a direct link; n is an integer greater than 1, preferably between 2 and 200. 8. Agente di contrasto per MRI secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il composto comprendente imidazolo è in forma di nanoparticella o scaffold. MRI contrast agent according to any one of the preceding claims, wherein the compound comprising imidazole is in the form of a nanoparticle or scaffold. 9. Composizione farmaceutica comprendente un agente di contrasto per MRI secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 8 e un veicolo farmaceuticamente accettabile. A pharmaceutical composition comprising an MRI contrast agent according to any one of claims 1 to 8 and a pharmaceutically acceptable carrier. 10. Composizione farmaceutica secondo la rivendicazione 9 per l’uso come agente di contrasto e/o come agente di rilevamento del pH nella tecnica di risonanza magnetica per immagini (MRI) a ciclo di campo rapido (FFC). 10. Pharmaceutical composition according to claim 9 for use as a contrast agent and / or as a pH detection agent in the rapid field cycle magnetic resonance imaging (MRI) technique (FFC).
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