PT1272183E - Métodos e composições úteis para aumentar o fornecimento de oxigénio às células - Google Patents

Description

ΡΕ1272183 1

DESCRIÇÃO

"MÉTODOS E COMPOSIÇÕES ÚTEIS PARA AUMENTAR O FORNECIMENTO DE OXIGÉNIO ÀS CÉLULAS"

DOMÍNIO DA INVENÇÃO

Esta invenção diz respeito a métodos que são úteis para melhorar a entrega de oxigénio a tecidos e a órgãos, tais como a pele. Também são reveladas utilizações terapêuticas do método.

ANTECEDENTES E TÉCNICA ANTERIOR A pele desempenha diversos papéis na protecção contra as agressões ambientais. A exposição ao ambiente resulta na deterioração progressiva da pele, a qual é inicialmente cosmética mas que pode levar a doenças no estádio terminal, tais como a queratose actinica e o cancro da pele. Doravante neste documento, embora de descreva especificamente a pele, deve entender-se que as afirmações são aplicáveis a órgãos e a tecidos em geral. A saúde da pele, bem como de outros tecidos e órgãos, dependendo de fornecimentos de muitos nutrientes essenciais para as componentes celulares que os integram, em especial de oxigénio, bem como da remoção eficiente de 2 ΡΕ1272183 detritos tais como o dióxido de carbono, e outros produtos finais do metabolismo. É necessário um fornecimento óptimo de oxigénio para suportar os caminhos metabólicos que, entre outros, suportam os mecanismos celulares que levam à resistência da pele face à deterioração. 0 fornecimento de oxigénio à pele pela circulação sanguínea é distai em relação à maior parte dos outros órgãos. Para além disto, a camada viva mais superior da pele, isto é, a "epiderme", é não vascular. Estas circunstâncias deixam as camadas superiores de pele em risco de não receberem oxigénio suficiente. A pele é um sistema complexo de órgãos, constituída por múltiplas camadas. A camada superior, ou "estrato córneo", é constituída por material não vivo proveniente sobretudo da diferenciação terminal dos queratinócitos epidérmicos, e proporciona uma barreira protectora para as componentes inferiores da pele. A epiderme contém diversos tipos de células, embora os queratinócitos sejam o principal tipo de células. Encontram-se fibroblastos dérmicos inclusos numa matriz constituída por colagéneo, elastina, proteoglicanas, e outras moléculas da matriz extracelular. Encontram-se na derme capilares sanguíneos, mas a epiderme é não vascular. À medida que as pessoas envelhecem, ocorrem alterações progressivas danificantes na aparência da pele. As alterações iniciais são a perda da textura suave da pele 3 ΡΕ1272183 e o aparecimento de manchas da idade, seguindo-se alterações de elasticidade que levam ao aparecimento de rugas na pele. A idade a que estas alterações aparecem e a taxa a que se progride de um estádio para o seguinte, varia muito de indivíduo para indivíduo. Durante o processo de envelhecimento normal, tanto a epiderme como a derme ficam mais finas, experimentando uma diminuição do número das células e uma perda de tecido conjuntivo, levando à aparência de rugas finas. A irradiação ultravioleta (UV) do sol provoca danos de origem luminosa que aceleram a deterioração da pele. Em contraste com a diminuição de espessura observada na pele protegida do sol, a pela com danos devidos à luz tem uma aparência de maior espessura e rugosa, com um aumento do enrugamento da pele em profundidade, que ocorre no tecido dérmico. Os danos fotolíticos também provocam deterioração mais avançada da pele, incluindo lesões pré-malignas determinadas queratoses actínicas, e o cancro da pele.

Existem indicações muito fortes de que o stress oxidativo, definido como uma acumulação anormal de espécies reactivas de oxigénio (doravante neste documento ROS) está envolvido na patofisiologia da deterioração da pele. Nas ROS incluem-se, entre outros, os superóxidos, o radical hidroxilo, o peróxido de hidrogénio, o oxigénio singleto, o óxido nítrico, o peroxinitrito e o hipoclorito. Veja-se, por exemplo, Simonian, et al., Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 36: 83-106 (1996), que se incorpora por citação. Todas as células são expostas às ROS durante o decurso 4 ΡΕ1272183 normal do seu metabolismo energético, por exposição ambiental e/ou por vigilância imune. Se por um lado há ROS envolvidas nos caminhos normais de sinalização celular, o aumento das ROS durante o stress oxidativo perturba os mecanismos de sinalização, provocando amiúde a morte celular por apoptose ou necrose, é portanto provável que as ROS estejam envolvidas na diminuição do números de células observado ao longo do tempo, mesmo na pele protegida do sol. A exposição aos raios ultravioletas da luz solar é uma fonte principal de stress oxidativo para a pele. Dois dos alvos principais nos quais resultam danos na pele por parte das, são o ADN e as proteínas. Os danos no ADN são especialmente interessantes, uma vez que os danos não reparados podem levar à perda de células da pele, e a funcionamento alterado das células que sobrevivem ao stress genotóxico.

Embora não se possam evitar algumas alterações da pele durante o envelhecimento, muita da deterioração da pele em idades menos avançadas é evitável. As células da pele possuem uma série de mecanismos protectores para a prevenção e a reparação dos danos do SADN e das proteínas que foram provocados pelas ROS. Por exemplo, existe uma série de moléculas intracelulares, nas quais se incluem a glutationa e as vitaminas antioxidantes C e E, que desempenham papéis muito importantes na captura das ROS antes de elas conseguirem reagir com as macromoléculas 5 ΡΕ1272183 celulares. De facto, já se proporcionou a utilização das vitaminas antioxidantes na prevenção da deterioração da pele, uma vez que elas integram a composição de muitos cremes para a pele. Para além disso, as células possuem mecanismos complexos para a manutenção da integridade genómica. É de interesse especifico neste documento a acumulação de dados acerca do envolvimento dos mecanismos de reparação do ADN na manutenção da integridade genómica de órgãos e de tecidos submetidos a stress genotóxico provocado, por exemplo, pelas ROS, incluindo na pele. 0 fornecimento de oxigénio é importante para a manutenção dos caminhos metabólicos adequados de energia celular, o que por seu turno é importante para aliviar os problemas que se descrevem neste documento. É desejável que exista um método disponível para assegurar que o fornecimento de oxigénio a um órgão ou a um tecido possa ser melhorado. Portanto, um dos objectos da invenção é um método para melhorar o fornecimento de oxigénio aos tecidos e aos órgãos, tais como a pele. Um aspecto adicional ainda desta invenção, são composições para conseguir este objectivo. Ainda um outro aspecto adicional da invenção é o tratamento de estados em que a melhoria da oxigenação seja recomendável, pela aplicação dos métodos e das composições da invenção.

Na especificação que se segue será visível como estes aspectos da invenção são conseguidos. 6 ΡΕ1272183

DESCRIÇÃO RESUMIDA DAS FIGURAS A Figura 1 representa a pele, em corte, em combinação com uma ilustração dos sistemas de fornecimento da invenção. A Figura 2 representa dados obtidos consoante a invenção, pela utilização de um monitor transcutâneo de oxigénio. A Figura 3 ilustra resultados de mais uma experiência, utilizando o monitor transcutâneo de oxigénio. A Figura 4 ilustra dados de uma experiência que mostram que os ésteres de niacina são transformados em niacina para melhorar a oxigenação da pele.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS A invenção descrita neste documento envolve diversas formulações concebidas para aumentar o fornecimento de oxigénio a tecidos e a órgãos, tais como a pele. As composições são formuladas de forma a que acorram rapidamente a uma camada, tal como a camada estrato córneo da pele, a uma velocidade que permite um fornecimento prolongado de uma agente ou de agentes activo(s), por exemplo à epiderme, de uma forma prolongada e a uma concentração que provoca a dilatação capilar. Em resultado da dilatação dos capilares, aumenta o caudal sanguíneo, 7 ΡΕ1272183 aumentando dessa forma a tensão do oxigénio na derme, o que por sua vez suporta tanto o metabolismo energético nos fibroblastos epidérmicos, e nos queratinócitos epidérmicos, quando estiver envolvida a pele, e de outros tipos de células em paralelo quando estiverem envolvidos outros tipos de tecidos e/ou órgãos. A natureza altamente lipofílica do estrato córneo obriga a que o agente de aumento da oxigenação pretendido seja suficientemente lipofílico para que se dirija eficazmente para o estrato córneo, a partir do local doador, que pode ser, por exemplo, um creme ou uma loção para a pele. Isto torna necessária a preparação de um agente lipofílico próprio, tal como os que são descritos em mais pormenor adiante. A difusão do estrato córneo para a epiderme também torna necessário que o agente seja suficientemente lipofílico para migrar rapidamente do creme ou loção para o estrato córneo. Os ésteres de niacina são exemplificados neste documento, podem preparar-se derivados lipofílicos de ésteres de niacina, que são transformados em ésteres de niacina activos após a difusão a partir do estrato córneo e para a epiderme; no entanto, poderiam também utilizar-se outros materiais, a lipofilia do agente deverá permitir que se faça a formulação em, por exemplo, um creme ou uma loção para a pele, e que a ligação éster deverá ser muito estável nestas formulações, por exemplo, face à hidrólise química em meio aquoso. 8 ΡΕ1272183

As experiências que se seguem descrevem a invenção em mais pormenor, mas não devem ser interpretadas como sendo limitativas da invenção, sob qualquer ponto de vista. EXEMPLO 1

Sintetizaram-se os ésteres do ácido nicotinico de acordo com o pedido com o N° de Série 09/452.617, entrado a 1 de Dezembro de 1999. Em resumo, misturou-se cloreto de nicotinilo com trietilamina (TEA), dimetilaminopiridina (DMAP), e diversos álcoois alquílicos, em atmosfera de azoto. Separaram-se os ésteres provenientes da síntese por cromatografia em coluna sobre gel de sílica, e transformaram-se nos sais de HC1 para purificação adicional, usando os métodos habituais. Confirmou-se a pureza utilizando cromatografia em camada fina e RMN de 1H.

Determinaram-se os valores Poct/w para este compostos de acordo com Harnisch, et al., J. Chromatog. 282: 315-332 (1983). Neste trabalho também se descreve a determinação de valores de "log P", que se descrevem adiante. EXEMPLO 2

Este exemplo descreve o primeiro de dois conjuntos de experiências concebidas para determinar o efeito de vasodilatação de ésteres alquílicos de niacina. Prepa- 9 ΡΕ1272183 raram-se as formulações misturando os ésteres alquílicos a que se fez referência acima com uma loção para a pele, a concentrações de 0,1% e de 1,0%. Aplicaram-se as loções por via tópica à pele de seres humanos voluntários, sobre a superfície anterior de um antebraço. Observou-se visualmente a vasodilatação, por exemplo observando o rubor no local de aplicação, ou a falta de rubor. Mediram-se tanto o inicio como a duração da vasodilatação. listam-se os resultados para os ésteres que se testaram, na Tabela 1, que se segue, esta tabela inclui a lipofilia dos compostos testados, sob a forma de valores de log P, consoante Harnisch, et al., acima, bem como os resultados da observação visual.

Será aparente que os ésteres alquílicos com cadeia curta, isto é, aqueles com 8 ou menos átomos de carbono na cadeia alquílica, provocaram vasodilatação a concentrações tão baixas como 0,1%, enquanto os ésteres alquílicos em C9 e CIO provocaram vasodilatação nas formulações a 1,0%. Os ésteres com cadeias mais compridas, isto é, aqueles com C12 ou maiores, não provocaram vasodilatação em nenhuma concentração. O início e a duração da vasodilatação foram determinados, uma vez mais por observação visual, para os ésteres de alquilos em C2, C6, e C8. Os resultados estão

listados na Tabela 2. Note-se que os valores de log P 10 ΡΕ1272183 proporcionados para os compostos de C9 e Cll são provenientes de uma representação dos valores determinados experimentalmente para outros compostos. O composto em C8 proporcionava o efeito mais longo. Desta forma, os ésteres de niacina com valores de log P inferiores a 6, são preferidos. Os mais preferidos de todos são os ésteres com valores de log P na gama de entre cerca de 4,5 e cerca de 5,5.

Tabela 1: Propriedades de Ésteres de Niacina Comprimento da Valor de Vasodilataçao a Cadeia Carbo- Log P* nada Alquílica 0,1% 1, 0% 1 carbono 0,84 Sim Sim 2 carbonos 1,3 Sim Sim 4 carbonos 2,4 Sim Sim 6 carbonos 3,5 Sim Sim 8 carbonos 4,8 Sim Sim 9 carbonos 5, 0* Não Sim 10 carbonos 5, 8 Não Sim 11 carbonos 6,0* Não Ligeira 12 carbonos 6,6 Não Não 13 carbonos 7,5 Não Não 14 carbonos 7,6 Não Não 15 carbonos 8,3 Não Não 16 carbonos 9,2 Não Não 18 carbonos 9, 7 Não Não 11 ΡΕ1272183

Tabela 2: Propriedades de Vasodilatação de Ésteres de

Niacina Seleccionados

Efeito de Vasodilatação a 0,1% Éster de Niacina Início Duração Etil niacina 5-10 min 30-45 min Hexil niacina 10-15 min 60-90 min Octil niacina 10-20 min 240-360 min EXEMPLO 3

As experiências com resultados na Tabela 1 revelam compostos que proporcionam uma vasodilatação prolongada após aplicação tópica; no entanto, elas não indicam se o efeito de vasodilatação é acompanhado de um aumento do fornecimento de oxigénio ao tecido da pele. Para estudar este assunto, determinou-se directamente o conteúdo em oxigénio na pele à qual havia sido aplicado o éster octí-lico como se descreveu acima, usando um monitor trans-cutâneo de oxigénio. Aplicou-se a formulação do éster octilico a 1% sobre a pele durante 30 minutos. Passado este período de trinta minutos, lavou-se a pele com sabão e com água, limpou-se passando um pouco de álcool, e colocou-se um pingo de água desionizada sobre a superfície do sensor antes da sua aposição sobre a superfície anterior dos antebraços dos voluntários. Registaram-se em simultâneo os valores transcutâneos, e armazenaram-se no instrumento. O monitor mede o conteúdo relativa em oxigénio, porque a temperatura à qual o monitor opera tem influência sobre a 12 ΡΕ1272183 permeabilidade da estrato córneo ao oxigénio. Veja-se, por exemplo, Martin, Resp. Care 35: 577-589 (1990). Calibrou-se o sensor a intervalos de 4 horas, ou sempre que a temperatura do sensor era alterada.

Apresentam-se na Figura 2 os resultados de um conjunto de experiências. Operou-se o monitor a uma temperatura de 40°C. São apresentados valores tanto para um controlo, como para a formulação que se descreve neste documento. O valor elevado inicial é representativo da tensão de oxigénio no ar no sensor do monitor e na altura da sua aplicação, e depois decai rapidamente para um valor muito baixo, demonstrando um baixo teor em oxigénio na pele. Ele segue-se por um aumento e um patamar, que é atribuído ao efeito de se operar simplesmente o monitor a 40°C. Os resultados ilustrados mostram em seguida um aumento prolongado do aumento de oxigénio na pele, em resultado da aplicação do éster de niacina. A comparação dos resultados para o controlo e para o composto em teste ilustram um aumento claro da quantidade de oxigénio que é fornecida aos capilares.

Numa experiência subsequente, operou-se o monitor a 38°C, e se mediram tanto O2 como CO2, com um monitor transcutâneo conjunto de O2 e de CO2. A Figura 3 apresenta esses resultados. O controlo é representado pela linha a ponteado. Os resultados ilustram uma libertação prolongada 13 ΡΕ1272183 do conteúdo de oxigénio na pele, e um conteúdo de CO2 diminuído, em resultado da aplicação do éster de niacina. Este último resultado indica que a aplicação tópica também aumenta a remoção dos produtos do metabolismo. Embora os resultados das medições dos conteúdos de oxigénio e de CO2 na pele sejam consistentes com a vasodilatação que se descreveu na Tabela 1, a observação da vasodilatação por si só não indicaria necessariamente um aumento da libertação de oxigénio para o tecido da pele; no entanto, os resultados descritos nas Figuras 2 e 3 demonstram que a aplicação dos ésteres de niacina leva a cabo tanto um aumento de caudal de sangue para a pele como um aumento da libertação de oxigénio na pele. EXEMPLO 4

Em trabalho anterior de Sugibayashi, et al., J. Controlled Release 62: 201-208 (1999 ) demonstrou-se que, no que toca à pele, existe pouca ou nenhuma actividade de esterase no estrato córneo, a epiderme evidencia a actividade maior, e a derme tem uma actividade pequena em relação à da epiderme. Desta forma, levaram-se a cabo experiências para se determinar se os ésteres necessitam de uma transformação em outras moléculas para provocar oxigenação. Ilustra-se na Figura 4 uma experiência destinada a demonstrar que os ésteres de niacina necessitam de ser transformados em niacina para conseguirem oxigenar a pela. Levaram-se a cabo experiências em paralelo utilizando uma loção com 0,1% de éster octílico de niacina, e uma 14 ΡΕ1272183 loção contendo éster octílico de niacina (0,1%), bem como 0,1% de benzoato de butilo. O benzoato de butilo tem um valor de log P de 3,5, em comparação com o valor de 4,8 para o éster octílico, o que sugere uma migração mais rápida para a epiderme. A presença do éster inactivo, isto é, de benzoato de butilo, bloqueou o aumento do conteúdo em oxigénio, demonstrando que a transformação do éster de niacina em niacina é indispensável. Isto também mostra que se podem utilizar outros ésteres inactivos para modular o efeito de oxigenação.

Mediu-se o conteúdo em oxigénio da mesma forma que se havia descrito acima, ou utilizando outras metodologias já conhecidas na técnica.

Os exemplos anteriores descrevem a invenção, que diz respeito a métodos e a composições para aumentar o fornecimento de oxigénio às células. Em resumo, estes necessitam da utilização de um derivado de um composto vasodilatador, em que o derivado tenha uma estrutura tal que se consiga uma melhor permeação do composto vasodilatador. No caso da niacina, são preferidos ésteres. Pode utilizar-se qualquer éster que seja um substrato para uma esterase indígena, e faz parte da invenção. é especialmente preferido o éster octílico da niacina. São especialmente preferidos os ésteres que apresentem valores de log P, tal como se descreveram acima, que sejam inferiores a cerca de 6,0, de preferência entre cerca de 4,5 e cerca de 5,5. 15 ΡΕ1272183 É também uma parte da invenção a utilização de análogos alcoólicos de ácidos nicotinicos, esterifiçados, em que o grupo éster contenha entre 8 e 10 átomos de carbono, e de preferência 8 átomos de carbono. essas moléculas também funcionam da forma que funcionam os ésteres de niacina. Os análogos alcoólicos da niacina provocam uma vasodilatação, e os derivados éster actuam da mesma forma que o éster descrito acima. "Derivado", tal como se utiliza neste documento, refere-se a qualquer modificação do produto vasodilatador em que se baseia, de que resulte uma molécula com as qualidades de permeação descritas acima, por exemplo, com valores de log P inferiores a cerca de 6,0. São exemplos dessas moléculas os ésteres dos compostos tais como os ésteres de ácidos e alcoóis, mas não são os únicos compostos com essas propriedades.

Pode aplicar-se o ingrediente activo em qualquer das formulações tópicas habituais bem conhecidas na técnica, tais como cremes, loções, pomadas, bálsamos, dispositivo com um rolamento, champôs, lavagens, supositórios ou outros semelhantes. A quantidade de composição active nas formulações será variável. De preferência, no entanto, a concentração encontrar-se-á na gama de entre cerca de 0,05% e cerca de 5,0% em peso. Mais preferivelmente, a formulação será uma em que a concentração do 16 ΡΕ1272183 éster se encontre na gama de entre cerca de 0,1% em peso e cerca de 1,0% em peso.

Estas formulações são úteis para o tratamento dos estados em que seja pretendida uma melhor ou maior oxigenação do tecido. Os especialista da técnica conhece bem esse tipo de estados.

Um oxigenação mais importante, tal como se descreveu acima, aumenta outros processos adentro do órgão. Uma característica adicional da invenção é portanto a utilização das formulações, que se descreveram acima, em conjunto com materiais tais como nutrientes, micronutrien-tes, agentes farmacêuticos, e outros materiais em que o fornecimento de mais oxigénio melhore a eficácia do material adicional. São especialmente interessantes os compostos e as formulações, tais como os ésteres de ácido nicotinico com os valores de log P na gama descrita acima. Conhece-se na técnica a forma de se determinarem os valores de log P, tal como se demonstrou pela citação de, por exemplo, Hamisch, et al., acima, e não é necessário voltar a descrever neste documento. De forma semelhante, descreve-se neste documento uma metodologia que demonstra ao técnico especializado como proceder para determinar se um composto específico bem determinado, tal como um éster de ácido nicotinico, aumenta e/ou melhora a oxigenação. Descreveram-se neste documento ésteres de ácido nicotinico; no entanto, existem outros materiais, incluindo outros ésteres de ácido 17 ΡΕ1272183 nicotínico, que também podem ser utilizados, desde que eles satisfaçam os critérios que são enumerados neste documento.

Serão claros para o especialista da técnica outros aspectos da invenção, que não necessitam de ser descritos neste documento.

Os termos e as expressões que se empregaram e são utilizados como termos nesta especificação, não são limitativos, e não há qualquer intenção na utilização desses termos e expressões, de excluir quaisquer equivalentes das caracteristicas ilustradas e descritas, ou de suas porções, sendo reconhecido que são possíveis diversas modificações sem que se extravase o âmbito da invenção.

Lisboa, 16 de Novembro de 2006

Claims (11)

1. ΡΕ1272183 1 REIVINDICAÇÕES 1. A utilização de um éster alquílico de ácido nicotinico para o fabrico de uma composição para aumentar o fornecimento de oxigénio a um tecido, em que o grupo alquilo do éster alquílico de ácido nicotinico referido contenha entre 8 e 10 átomos de carbono, em que a referida composição contenha entre cerca de 0,05 % e cerca de 5,0 %, em peso, de éster alquílico de ácido nicotinico, numa quantidade suficiente para aumentar o fornecimento de oxigénio ao tecido referido.
2. 2. A utilização consoante a reivindicação 1, em que a referida composição seja aplicada topicamente.
3. 3. A utilização consoante a reivindicação 1, para aumentar o fornecimento de oxigénio ao tecido da pele.
4. 4. A utilização consoante a reivindicação 1, em que o éster alquílico de ácido nicotinico referido seja éster octílico de ácido nicotinico.
5. 5. A utilização consoante a reivindicação 1, em que a composição referida contenha entre cerca de 0,1% e cerca de 1,05 em peso, de éster alquílico de ácido nicotinico.
6. 6. A utilização consoante a reivindicação 1, em que a composição referida seja um creme, uma loção, uma 2 ΡΕ1272183 pomada, um bálsamo, integre um dispositivo com um rolamento, uma lavagem ou um supositório.
7. 7. A utilização consoante a reivindicação 1, em que a composição referida contenha também benzoato de butilo, numa quantidade suficiente para modular a oxigenação pela inibição da transformação do éster alquilico de ácido nicotínico referido em ácido nicotinico.
8. 8. A utilização consoante a reivindicação 1, em que o grupo alquilico referido, do éster alquilico de ácido nicotinico referido, contenha 8 átomos de carbono.
9. 9. A utilização consoante a reivindicação 1, em que o grupo alquilico referido, do éster alquilico de ácido nicotinico referido, contenha 9 átomos de carbono.
10. 10. A utilização consoante a reivindicação 1, em que o grupo alquilico referido, do éster alquilico de ácido nicotinico referido, contenha 10 átomos de carbono.
11. 11. A utilização consoante a reivindicação 1, em que a composição referida aumente o fornecimento de oxigénio durante pelo menos 4 horas. Lisboa, 16 de Novembro de 2006