ITMI951210A1 - Nuovi derivati dell'alfa-tocoferolo e composizioni farmaceutiche che li contengono quali principi attivi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale

E' noto da tempo che i tocoferoli ed in particolare 1'α-tocoferolo sono dotati di proprietà antiossidanti e possono pertanto essere utilizzati per il trattamento di quelle patologie derivanti da processi degenerativi connessi e caratterizzati tra l'altro dall 'accentuarsi dei processi di perossidazione a carico di organi ed apparati quali sempre si riscontrano nell'invecchiamento o in conseguenza a traumi o affezioni che comportano la degenerazione metabolica e funzionale delle componenti strutturali delle cellule ed in particolare delle membrane cellulari.

Una considerevole limitazione all'efficacia dell'uso di questa classe di antiossidanti lipofili è la loro scarsa solubilità nel plasma e la modestissima capacità di penetrare all'interno dei diversi tessuti, in particolare del sistema nervoso.

Tale problema è sorprendentemente risolto dalla presente invenzione, che propone derivati dell'atocoferolo, o vitamina E, aventi la formula generale

dove Ri può essere un residuo etereo di un composto ossidrilico quale colina,· dimetilamininoetanolammina, monometiletanolammina o etanolammina oppure dove Ri può essere un residuo estereo di un composto carbossilico come betaina o di un amminoacido naturale quali ad esempio lisina, arginina, cisteina, glieina, ecc., e R2, R3, R4 denotano indipendentemente gli uni dagli altri H o un metile o una diversa catena alifatica farmacologicamente accettabile.

Tra i detti derivati dell ’a-tocoferolo secondo la presente invenzione interessano in particolare quello etereo α-tocoferolcolina (per brevità identificato d'ora in avanti con la sigla α-TC), e quello estereo a-tocoferolbetaina (per brevità, identificato con la sigla α-TB).

I derivati dell'a-tocoferolo secondo la presente invenzione possono essere preparati per sintesi diretta a partire dallo stesso α-tocoferolo, ad esempio secondo lo schema di reazione qui di seguito riassunto, in cui per brevità si mostra la sintesi del deri

Si riporta a titolo di esempio non limitativo una breve descrizione della reazione dello schema sopra riportato.

Esempio 1 Sintesi del derivato dell 'α-tocoferolbetaina (vitamina E carbossimetiltrimetilammonio idrossido)

In un opportuno recipiente asciutto sotto atmosfera di argon viene disciolta vitamina E (2,32 milliraoli; 1 g) e dicicloesilcarbodiimmide (DCC) (2,32 millimoli; 478,7 mg) in 10 mi di DMF distillato e 3 mi di trietilammina .

Alla soluzione tenuta sotto agitazione viene aggiunta betaina (2,32 millimoli; 313,8 mg) e 4-dimetilamminopiridina (0,232 millimoli; 28,34 mg).

La miscela di reazione è tenuta sotto agitazione a temperatura ambiente per 12 ore.

Una cromatografia TLC indica la presenza di una grande quantità di materiale di partenza, e viene aggiunto un altro equivalente di dicicloesilcarbodiimmide (DCC).

Si continua l'agitazione per altre 12 ore prima che il solvente sia evaporato fino a secchezza.

Il residuo viene disciolto in una miscela 'di etere e acqua e quindi filtrato.

Si ricava il derivato α-tocoferolbetaina quale residuo di colore giallo pallido.

Il prodotto appare esistere come miscela di due specie in equilibrio come mostrato all'analisi NMR

A titolo di ulteriori esempi preparativi dei derivati secondo la presente invenzione, si riportano di seguito alcuni schemi di reazione, non limitativi.

Gli esempi 2 e 3 si riferiscono a possibili sintesi dei derivati di tipo etereo, quale a-TC.

Gli esempi da 4 a 6 si riferiscono a derivati di tipo estereo, quali a-TB.

I derivati dell'α-tocoferolo secondo la presente invenzione sono adatti ad essere utilizzati come principi attivi in composizioni farmaceutiche come di seguito descritto.

Ci si riferisce in particolare, a scopo di esempio non certo limitativo, ai suddetti derivati a-TC e a-TB.

La preparazione di composizioni farmaceutiche di oc-TC o α-ΤΒ per uso orale (sospensioni idrosolubili, compresse e capsule contenenti il principio attivo allo stato deidratato, soluzioni come tali ed in capsule o, eventualmente per uso iniettabile (sospensioni idrosolubili) deve tenere conto della possibilità che questi composti siano scarsamente solubili in acqua ove potrebbero dar luogo alla formazione di fasi o aggregati che ne riducano la adsorbibilità e di conseguenza la biodisponibilità "in vivo" .

Queste limitazioni alla preparazione di composizioni farmaceutiche a base di α-TC (o a-TB) sono risolte, secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, miscelando con opportune tecnologie i principi attivi con uno o più composti anfoteri lipidici in grado di co-miscelarsi in modo completo ed omogeneo con tutte le molecole di α-TC o a-TB. Appartengono alla categoria degli anfoteri lipidici i fosfolipidi e loro derivati, i glicolipidi e i loro derivati, i derivati acilici della vitamina C come ad esempio il palmitilascorbato, ecc.

A semplice titolo indicativo e non limitativo, secondo l'invenzione una completa ed omogenea comiscelazione di α-TC o a-TB con uno o più degli anfoteri lipidici citati si può ottenere in preparazioni idrosolubili, in soluzioni oleose od in polveri allo stato deidratato, utilizzando uno dei procedimenti contenuti negli esempi seguenti:

Esempio 7

L'a-TC e/o l'a-TB (ad esempio 0,5 m moli di a-TC o di a-TB) vengono disciolti unitamente ad uno o più anfoteri lipidici (ad esempio 5,0 m moli) di lecitina di soia e 0,1 m moli di palmitilascorbato) in un solvente apolare (ad esempio 25 mi di cloroformio/metanolo=2/l, vol/vol); la soluzione è miscelata per agitazione per alcuni minuti ed il solvente è successivamente evaporato sotto vuoto a temperatura ambiente. Il residuo secco cosi ottenuto contiene i fosfolipidi e i derivati tocoferolici co-miscelati in modo completo ed omogeneo ed è adatto alla preparazione di specialità ad uso orale (capsule, confetti, ecc.) o per il confezionamento di supposte, alternativamente. Tale residuo secco può essere risospeso in una soluzione fisiologica tamponata (ad esempio 100 mi di tampone citrato a pH 6,0), agitato per alcuni minuti e sottoposto, eventualmente, a sonicazione. La sospensione idrosolubile cosi ottenuta è opalescente ma perfettamente omogenea e rappresenta una composizione farmaceutica di α-TC (o a-TB) e anfoteri lipidici somministrabile per os o, eventualmente, iniettabile.

Esempio 8

L'a-TC eO l'a-TB (ad esempio 0,5 m moli) unitamente a uno o più anfoteri lipidici (ad esempio 5,0 m moli di lecitina di soia vengono sciolti in un solvente apolare immiscibile in H20 (ad esempio 100 mi di etere dietilico); la soluzione è agitata per alcuni minuti e successivamente iniettata in una soluzione fisiologica tamponata (ad esempio 100 mi di tampone citrato a pH 6,0) a temperatura superiore alla temperatura di ebollizione del solvente apolare; la soluzione deve essere continuamente agitata (meccanicamente o per irradiazione con ultrasuoni) per alcuni minuti sotto corrente di azoto e in ogni caso fino a completa evaporazione del solvente. Si ottiene una sospensione idrosolubile di α-TC o di a-TB co-miscelati con la lecitina opalescente ma perfettamente omogenea. Tale sospensione costituisce un'ulteriore composizione farmaceutica di α-TC o di a-TB somministrabile per os o, eventualmente, iniettabile. La soluzione può essere sterilizzata e conservata come tale, oppure, alternativamente, liofilizzata e/o reidratata al momento dell'uso.

Esempio 9

L'a-TC e/o l'a-TB (ad esempio 0,5 m moli) unitamente a uno o più anfoteri lipidici (ad esempio 5,0 m moli di lecitina di soia e 0,1 m moli di palmitoilascorbato) e un lipide in grado di aggregare in strutture micellari nei solventi polari (ad esempio 15 m moli di colato sodico) vengono disciolte in una soluzione fisiologica tamponata (ad esempio 100 mi di tampone citrato a pH 6,0). La soluzione è agitata (meccanicamente o per irradiazione con ultrasuoni) per alcuni minuti fino a completa chiarificazione il che sta ad indicare la completa co-micellarizzazione di tutti i lipidi in soluzione. La soluzione micellare così ottenuta è dializzata per 48 ore contro lo stesso tampone al fine di allontanare completamente il colato sodico. Al termine della dialisi la sospensione idrosolubile di α-TC o di a-TB co-miscelati con gli anfoteri lipidici è opalescente ma perfettamente omogenea e pressoché priva di colato sodico. Tale soluzione costituisce un'ulteriore composizione farmaceutica di α-TC o a-TB somministrabile per os o, eventualmente, iniettabile. La soluzione può essere sterilizzata o conservata come tale, oppure, alternativamente, liofilizzata e/o reidratata al momento dell'uso .

Esempio 10

L’a-TC e/o l'a-TB (ad esempio 0,5 m moli) unitamente a uno o più anfoteri lipidici (ad esempio 1,0 m moli di palmitilascorbato e 5,0 m moli di fosfatidilcolina di soia) vengono sciolti e omogenati a lungo in 100 mi di un olio scelto tra i comuni olii alimentari o medicinali (ad esempio olio di oliva, di soia, di mais, di girasole, di fegato di pesce, di lino, di "evening primrose", ecc.); Si ottiene così una soluzione oleosa omogenea di α-TC o a-TB e anfoteri lipidici. Tale soluzione costituisce un'ulteriore composizione farmaceutica somministrabile per os come tale o dopo confezionamento in perle, capsule, ecc.

La presente invenzione dimostra l'effetto farmacologico della somministrazione in vivo di preparazioni farmaceutiche contenenti Ι'α-TC o l'a-TB quali principi attivi in grado di proteggere in misura sorprendentemente superiore all’a-tocoferolo. come tale le alterazioni metaboliche ed i danni biomolecolari delle cellule ed in particolare delle membrane cellulari che si verificano in conseguenza dell'aumento dei processi di perossidazione cellulare quali si verificano ad esempio durante l'invecchiamento degli organi, l'anossia, l’ischemia, i traumi, o le lesioni tissutali di diversa natura, ecc. Pertanto, la presente invenzione dimostra per la prima volta che la somministrazione in vivo nei mammiferi di preparazioni farmaceutiche a base di α-TC e/o a-TB possiede un'attività terapeutica e curativa sorprendentemente superiore all'α-tocoferolo come tale in tutte quelle patologie tessutali, in particolare a carico del sistema nervoso, alla base delle quali è insito un processo biodegenerativo innescato dall'aumento delle reazioni di perossidazione e di formazione dei radicali liberi di varia natura la cui tossicità è del resto ampiamente documentata in questi diversi stati di sofferenza organica.

Le proprietà farmacologiche di α-TC e a-TB risultano evidenti dalle sperimentazioni effettuate che consistono negli studi sugli:

i) Effetti della somministrazione di α-TC o a-TB o a-tocoferolo come tale sugli enzimi antiossidanti nelle frazioni subcellulari dell'emisfero cerebrale del ratto anziano.

ii) Effetti della somministrazione di α-TC o a-TB o a-tocoferolo come tale sui perossidi lipidici nel cervello del ratto anziano.

iii) Effetti della somministrazione di α-TC o a-TB o a-tocoferolo come tale sulla concentrazione di lipofuscine cerebrali nel ratto anziano. »

1) Effetti della somministrazione di α-TC e a-TB sugli enzimi antiossidanti nelle frazioni subcellulari dell'emisfero cerebaie del ratto anziano. Materiali e metodi: vengono utilizzati 24 ratti anziani (12 mesi) Sprangue-Dowley del peso di 200-300 g che hanno libero accesso a cibo ed acqua per tutto il tempo della sperimentazione. Gli animali sono divisi in quattro gruppi:

A) 6 animali ricevono per os 2 mi di soluzione fisiologica una volta al giorno per 15 giorni consecutivi. Tali animali rappresentano il gruppo controllo.

B) 6 animali ricevono per os 2 mi di sospensione acquosa contenente 5,0 mg di α-TC una volta al giorno per 15 giorni consecutivi.

C) 6 animali ricevono per os 2 mi di una sospensione acquosa contenente 5,0 mg di α-TB una volta al giorno per 15 giorni consecutivi.

D) 6 animali ricevono per os 2 mi di una sospensione acquosa contenente 5,0 mg di α-tocoferolo una volta al giorno per 15 giorni consecutivi.

Allo scadere del quindicesimo giorno gli animali vengono sacrificati ed il cervello è asportato immediatamente per il prelievo degli emisferi cerebrali. Il tessuto è omogenato e centrifugato secondo il metodo di Maynil et al {Maynil C.S. et al. (1982) J. Neurochem., 39, 903-908) per l'ottenimento della frazione particolata (pellet a 12.000 x g) e della frazione solubile (supernatante a 12.000 x g). Su entrambe queste subfrazioni cellulari venivano dosate le seguenti attività enzimatiche:

- Superossido dismutasi (SOD) secondo il metodo di Thomas et al. (Thomas et al. (Thomas T.N. et al. (1976) J. Neurochem., 27, 309-310).

- Glutatione riduttasi (GR) secondo il metodo di Chance et al. (Chance B. et al. (1979) Physiol. Rev.

59, 527-604) .

- Glutatione perossidasi (GP) secondo il metodo di Prohaska e Ganther (Prohaska J.R. e Ganther H.E. (1976) T. Neurochem., 27, 1379-1387).

I risultati sono riassunti nella seguente Tabella I.

L'analisi dei risultati dimostra che la somministrazione per os di α-TC e a-TB nel ratto alle dosi di 5,0 mg/die per animale è in grado di indurre un aumento nell'attività degli enzimi SOD, GR e GP delle frazioni particolate e solubili degli emisferi cerebrali nettamente superiore a quello ottenibile con la somministrazione di dosi analoghe di α-tocoferolo co-me tale.

Poiché questi enzimi sono deputati alla rimozione dei perossidi e dei radicali liberi che contribuiscono all’ insorgere di molte patologie cellulari/ si può sulla base dei risultati affermare che l'impiego di α-TC e a-TB risulta di sorprendente e superiore efficacia terapeutica rispetto al tocoferolo come ta-le nel prevenire e curare tutte le manifestazioni patologiche caratterizzate da un accumulo di radicali liberi e prodotti della perossidazione. ;

2) Effetti della somministrazione di α-TC e a-TB sui perossidi lipidici nel cervello del ratto anziano.

Materiali e metodi: vengono utilizzati 24 ratti anziani Sprangue-Dowley che vengono nutriti e trattati farmacologicamente con α-TC , a-TB e a-tocoferolo esattamente come nella sperimentazione 1). Il dosaggic dei perossidi lipidici viene effettuato negli emisferi cerebrali come descritto da Rehncrona et al.

(Rehncrona et al. (1980) J. Neurochem., 34, 1630-1638) . I risultati sono riassunti nella seguente Tabella II. L'analisi dei risultati dimostra che la somministrazione per os di α-TC e a-TB nel ratto alle dosi di 5,0 mg/die per animale è in grado di indurre una riduzione nella concentrazione di perossidi lipidici sia negli emisferi cerebrali che nel cervelletto del ratto nettamente superiore a quella ottenibile con la somministrazione di dosi analoghe di atocoferolo come tale.

Anche questa sperimentazione conferma la capacità di α-TC e a-TB di proteggere in modo significativamente superiore al tocoferolo il tessuto cerebrale dall’insulto tossico derivante dall'accumularsi di perossidi lipidici che sono una delle cause principali dell’invecchiamento tissutale.

3) Effetti della somministrazione di α TC e α TB sul la concentrazione di lipofuscine cerebrali nel ratto anziano.

Materiali e metodi: vengono utilizzati 24 ratti Sprangue-Dowley che vengono nutriti e trattati farmacologicamente con α-TC , a-TB e a-tocoferolo esattamente come nella sperimentazione 1). Il contenuto cerebrale di lipofuscine viene determinato spettrofluorimetricamente secondo il metodo di Tappel et al (Tappel A.L. et al. (1973), J. Gerontol., 28, 415-424).

I risultati sono riassunti nella seguente Tabella III.

L'analisi dei risultati dimostra che la somministrazione pe os di α-TC e a-TB nel ratto alle dosi di 5, 0 mg/die per animale è in grado di indurre una riduzione delle lipofuscine cerebrali nettamente superiore a quella ottenibile con la somministrazione di dosi analoghe di α-tocoferolo come tale.

Poiché è noto che le lipofuscine originano dall 'accumularsi dei perossidi lipidici e sono tossiche alle cellule, anche questa sperimentazione conferma la superiore efficacia della somministrazione di a-TC e a-TB rispetto al tocoferolo come tale nel prevenire i danni tissutali e la tossicità endocellulare determinai adall 'accumularsi dei perossidi lipidici e delle lipofuscine.

L'a-TC o l'a-TB della presente invenzione possono essere utilzzati come medicamento o integratore alimentare per differenti terapie di trattamento di vari organi ed in particolare del sistema nervoso. Più dettagliatamente α-TC e/o a-TB possono essere utilmente impiegati secondo le indicazioni sperimentali prima riportate nel trattamento delle patologie ad esempio del sistema nervoso originate da cause organiche quali i processi naturali dell'invecchiamento tissutale o da cause tossico-infettive, degenerative, anossiche o traumatiche alla base delle quali è inizialmente riscontrabile un aumento dei radicali liberi o dei metaboliti conseguenti ai processi di perossidazione .

Le specialità farmaceutiche a base di α-TC e/o a-TB secondo la presente invenzione possono essere utilizzate come medicamenti per preparazioni farmaceutiche o per integratori alimentari somministrabili per os nei mammiferi. Le preparazioni possono essere delle soluzioni dei composti attivi o ancora una polvere deidratata o liofilizzata dei composti attivi associati ad uno o più composti anfoteri lipidici o più supporti o diluenti farmaceutici insieme contenuti nella polvere deidratata o nel liofilizzato disciolti in mezzi tampone, ad un pH definito, e in fluidi di appropriata tonicità. Alternativamente, i principi attivi possono essere somministrati per os in soluzioni oleose associati ad uno o più anfoteri lipidici .

Il dosaggio somministrato dipenderà dall'effetto ricercato. Quale esempio, non limitativo della presente invenzione, il dosaggio può essere compreso tra 0,05 e 100 mg di composto attivo per kg di peso al giorno, preferibilmente tra 2 e 10 mg^ per kg di peso al giorno.

Alternativamente, le specialità farmaceutiche a base di α-TC e/o a-TB secondo la presente invenzione possono essere utilizzate come medicamenti per preparazioni farmaceutiche iniettabili nei mammiferi per via intramuscolare, sottocutanea o intradetermica, per iniezione endovenosa o infusione. Le preparazioni possono essere delle soluzioni dei composti attivi o ancora una polvere liofilizzata dei composti attivi associata a uno o più composti anfoteri lipidici iniettabili e/o ad uno o più supporti o diluenti farmaceutici iniettabili insieme con contenuti nel mezzo tampone, ad un pH definito, e in fluidi fisiologici isotonici.

Il dosaggio somministrato dipenderà dall'effetto ricercato e dalle zone o vie di somministrazione. Quale esempio, non limitativo della presente invenzione, il dosaggio può essere compreso tra 0,05 e 10 mg di composto attivo per kg di peso corporeo al giorno. Preferibilmente il dosaggio sarà compreso fra 0,5 e 5 rag per kg di peso corporeo al giorno.

A titolo di esempio la seguente Tabella IV riporta alcune specialità farmaceutiche suscettibili di essere utilizzate e preparate sotto forma di soluzio-ni iniettabili e/o somministrabili pei; os nel trattamento delle affezioni conseguenti all'accumulo dei metaboliti dei processi di perossidazione in particolare per ciò che concerne il sistema nervoso.

Ancora a titolo di esempio illustrativo la seguente Tabella V riporta alcune specialità farmaceutiche somministrabili per os o iniettabili, suscettibili di essere preparate estemporaneamente per il trattamento delle medesime affezioni. Questi sistemi si basano su composizioni farmaceutiche che devono essere preparate estemporaneamente utilizzando dei volumi diversi.

In tali Tabelle IV e V i derivati dell'atocoferolo secondo l'invenzione sono definite come "sostanze attive".

Nel primo contenitore (A), le sostanze attive miscelate a uno o più composti anfateri lipidici sono introdotte in proporzioni variabili dal 10 al 100% in peso come polvere liofilizzata insieme ad un conveniente eccipiente farmacologico quale ad esempio glicina, mannitolo, glicerolo, amido, ecc.

Nel secondo contenitore (B), è presente un fluido comprendente la quantità richiesta di solvente, il cloruro di sodio ed i sali di citrato del tampone.

Appena prima della somministrazione i contenuti dei due contenitori A e B sono miscelati. La polvere liofilizzata si discioglie rapidamente e produce una soluzione iniettabile e/o somministrabile per os.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI dove Ri può essere un residuo etereo di un composto ossidrilico quale colina, dimetilamminoetanolammina, monometiletanolammina o etanolammina, oppure dove Ri può essere un residuo estereo di un composto carbossilico come betaina o di un amminoacido naturale quali ad esempio lisina, arginine, cisteina, glieina, ecc., e R2, R3, R4 denotano indipendentemente gli uni dagli altri H o un metile o una diversa catena alifatica farmacologicamente accettabile.
2. 2. Derivato dell 'α-tocoferolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere cctocoferocolina (α-TC) di formula
3. 3. Derivato deli'α-tocoferolo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di essere atocoferolo betaina (α-TB) di formula
4. 4. Composizione farmaceutica caratterizzata dal fatto di comprendere quali principio attivo un derivato dell'α-tocoferolo di formula generale I secondo la rivendicazione 1.
5. 5. Composizione farmaceutica secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto di comprendere quale principio attivo α-tocoferolo colina.
6. 6. Composizione farmaceutica secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto di comprendere quali principi attivi α-tocoferolo betaina.
7. 7. Composizione farmaceutica secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto di comprendere uno o più composti anfoteri lipidici. Θ.
8. Composizione farmaceutica secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detti composti anfoteri lipidici sono scelti tra i fosfolipidi e loro derivati, i glicolipidi ed i loro derivati, i derivati acilici della vitamina C come ad esempio il palmitilascorbato, ecc.
9. 9. Composizione farmaceutica secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto di essere adatta al trattamento delle alterazioni metaboliche e dei danni biomolecolari delle cellule, e in particolare delle membrane cellulari, per effetto dei processi di ossidazione e perossidazione cellulare.
10. 10. Uso dei derivati secondo la rivendicazione 1 nella preparazione di composizioni farmaceutiche adatte al trattamento delle alterazioni metaboliche e dei danni biomolecolari delle cellule, e in particolare delle membrane cellulari, per effetto dei processi di ossidazione e perossidazione cellulare.