WO2019097025A1 - Prodrogues polymères et leur administration sous-cutanee et/ou intramusculaire - Google Patents

Prodrogues polymères et leur administration sous-cutanee et/ou intramusculaire Download PDF

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polymeric
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Nicolas Tsapis
Julien Nicolas
Tanguy BOISSENOT
Alexandre BORDAT
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Centre National De La Recherche Scientifique
Université Paris-Sud 11
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    • C08F2438/03—Use of a di- or tri-thiocarbonylthio compound, e.g. di- or tri-thioester, di- or tri-thiocarbamate, or a xanthate as chain transfer agent, e.g . Reversible Addition Fragmentation chain Transfer [RAFT] or Macromolecular Design via Interchange of Xanthates [MADIX]

Definitions

  • the present invention relates to novel prodrugs of active molecules. These prodrugs in particular allow the subcutaneous or intramuscular administration of active molecules whose subcutaneous or intramuscular administration is problematic or impossible, particularly because of the toxicity at the injection site.
  • the prodrugs of the invention comprise an active ingredient, covalently bonded to a polymer chain, preferably a hydrophilic and / or heat-sensitive polymer chain.
  • PAs have low bioavailability through the SC pathway. Either their physico-chemical properties (log P, solubility, molar mass, etc.) do not allow them to cross the SC barrier, or they are not stable in a biological environment and are degraded before reaching the circulation, and sometimes even they combine the two disadvantages;
  • SC subcutaneous route
  • IV intravenous
  • Otsuka in collaboration with BMS has developed a technology based on cyclodextrins. These cyclic oligosaccharides have a hydrophobic inner cavity and a hydrophilic outer surface. The hydrophobic PAs will thus encapsulate in the internal cavity, thus inducing an increase in their apparent solubility. This increase in solubility results in an increase in SC bioavailability.
  • Adocia is developing bio-chaperone polymers that will be associated with biomolecules such as insulin through physicochemical interactions. Insulin will be stabilized in individualized form ("monomeric") and will have a higher SC bioavailability than insulin in its classic hexameric form (faster absorption of the "monomer” form because its molar mass is lower). We play here on the stability of the insulin monomer at high concentration.
  • Halozyme develops, for its part, a formulation based on Hyaluronidase; an enzyme that will reversibly degrade SC tissue predominantly composed of hyaluronic acid.
  • the volume of direct injection will therefore be able to be increased from 2 to 5 mL
  • the administration of a high concentration PA to reach effective therapeutic doses for example from 5 mg / ml and in particular from 10 mg / ml, generally has the technical disadvantage that the formulation becomes too viscous and incompatible with SC injection.
  • the present invention aims to solve the technical problems stated above.
  • the object of the present invention is to solve the technical problem of providing an injectable composition, in particular by the subcutaneous (“SC”) or intramuscular (“IM”) route of one or more active ingredients, for example anticancer, avoiding problems of bioavailability and stability of the active ingredient and not causing irritation or necrosis, to the patient at the injection site.
  • SC subcutaneous
  • IM intramuscular
  • the present invention aims to solve the technical problem of providing an injectable composition, particularly subcutaneously (“SC”) or intramuscular (“IM”), with a high concentration of PA, and in particular concentrations 5 mg / mL or 10 mg / mL or more.
  • SC subcutaneously
  • IM intramuscular
  • the object of the present invention is to solve the technical problem of providing an injectable composition, in particular subcutaneously (“SC”) or intramuscular (“IM”), of a therapeutically effective amount of at least one a pharmaceutically active ingredient in a small volume of solution for injection, for example from 1 to 20 ml.
  • SC subcutaneously
  • IM intramuscular
  • the object of the present invention is to solve the technical problem of providing an injectable composition, in particular by the subcutaneous (“SC”) or intramuscular (“IM”) method, of at least one pharmaceutically active principle formulated in a solution. not very viscous, allowing easy injection.
  • SC subcutaneous
  • IM intramuscular
  • the inventors have developed a new polymer prodrug technology that allows the administration of the active principles by SC or IM without skin / local toxicity observed.
  • the prodrug approach makes it possible to inactivate the PA of interest at SC or IM tissue and to release it by cleaving the PA / polymer bond once in the general circulation or at the site. 'action.
  • the chemical coupling between PAs and very water-soluble polymers such as polyacrylamide also makes it possible to modify the physico-chemical properties of the therapeutic molecules. The physicochemical properties of the polymer will be conferred on the PA.
  • polyacrylamide makes it possible to increase the solubility of PA very even when it has a low molecular weight. These characteristics make it possible to maintain a high concentration stability while limiting the viscosity, to maximize its absorption from SC or IM tissue and to limit its metabolism at this level, thus leading to increased bioavailability.
  • the polymeric prodrugs of the invention increase the bioavailability and stability of the AP.
  • the polymeric prodrugs of the invention maintain a high concentration of PA stability, and in particular at a concentration of at least 1 mg / mL, for example at least 2 mg / mL and preferably at least 5 mg / mL in equivalent concentration of AP.
  • the polymeric prodrug is injectable at an equivalent PA concentration of at least 10 mg / mL and preferably at least 20 mg / mL.
  • the polymeric prodrugs of the invention maximize the absorption of AP from SC or IM tissue.
  • the polymeric prodrugs of the invention limit the metabolism of PA, thus leading to increased bioavailability.
  • the polymeric prodrugs of the invention allow the SC injection of high doses of AP while avoiding the phenomena of SC or IM irritation and / or necrosis.
  • the polymeric prodrugs of the invention make it possible to adapt to a large number of active ingredients, which makes the polymeric prodrugs, their preparation and their uses particularly interesting.
  • polymeric prodrugs whose properties allow them to be administered SC or IM without irritation or necrosis reactions.
  • the inventors have found that the physicochemical properties of the polymer are conferred on the prodrug, and in particular the solubility properties in a solution for injection by the SC or IM route.
  • polymeric prodrugs according to the present invention leads to obtaining solutions at equivalent concentrations of active ingredient, for example from 1 to more than 20 mg / ml in comparison with the low solubilities of certain active ingredients around of 1 ⁇ g / mL.
  • the polymeric prodrugs of this invention were chosen for their high solubility in relation to a large number of tested polymers. Because of their extremely hydrophilic nature, they will be able to solubilize hydrophobic PAs while having a low molecular weight. Due to this low molecular weight, the charge rate will be high, the viscosity will be low and the absorption will be rapid at the tissue level. SC (the rate of absorption is inversely proportional to the molar mass).
  • the choice of the bond between the polymer and the PA makes it possible to release the molecule only after absorption from SC or IM tissue (no early release at the tissue level). These 3 characteristics make it possible to inject large quantities of PA without toxicity.
  • in vivo assays show no evidence of toxicity, irritation or necrosis following SC administration of a cytotoxic prodrug that usually leads to this type of reaction when injected without our formulation.
  • the prodrugs used in the invention therefore show adequate properties to be administered SC or IM.
  • the present invention relates to a polymeric prodrug comprising:
  • a second pharmaceutically active molecule covalently coupled to the terminal portion of the polymer.
  • the proximal and terminal portions are arbitrarily defined as the ends of a substantially linear polymer chain, i.e. the pendant chains present are of shorter length than the main chain.
  • the main chain is the chain comprising the reactive groups for the polymerization and propagating during the polymerization.
  • the proximal and end portions denote the ends of the polymer.
  • the proximal portion refers to the non-elongated end and the end portion to the elongated end.
  • the terms "parts" proximal and terminal designate globally the proximal and terminal ends, respectively so the proximal portion may comprise the first PA and the first monomer and the terminal portion may comprise the last monomer and, if present, the second PA.
  • proximal and terminal portions for the radical polymerization control agent are also referred to in the invention.
  • the invention particularly relates to a polymeric prodrug comprising a proximal portion and an end portion and comprising:
  • At least one first pharmaceutically active molecule at least one polymer chain formed at least in part from acrylamide monomers or one of its derivatives,
  • At least one radical polymerization control agent comprising a proximal portion and an end portion; the first pharmaceutically active molecule being located in the proximal portion of the prodrug polymer and covalently bound to the proximal portion of the radical polymerization control agent,
  • the terminal portion of the radical polymerization control agent being located at the end portion of the prodrug polymer and being covalently bonded to the polymer chain.
  • the invention also relates to a water-soluble polymer prodrug comprising a proximal portion and a terminal portion and comprising: at least one first pharmaceutically active molecule, at least one polymer chain, at least one radical polymerization control agent comprising a part proximal and a terminal part; the first pharmaceutically active molecule being located at a proximal portion of the prodrug polymer and covalently bound to the proximal portion of the radical polymerization control agent, the terminal portion of the radical polymerization control agent being located at the terminal portion of the prodrug polymer and being covalently bound to the chain of polymer, said solubility being evaluated at a concentration of 200 mg / ml in distilled water with paclitaxel as the first pharmaceutically active molecule.
  • the polymer is formed at least partly of acrylamide monomer, or one of its derivatives, and of co-monomers to form random or block polymers, for example poly (acrylamide-co). acrylonitrile).
  • the polymer is a poly (acrylamide).
  • the present invention relates to a polymeric prodrug comprising:
  • a water-soluble polymer chain said polymer comprising a proximal portion and an end portion;
  • a first pharmaceutically active molecule covalently coupled to the proximal polymer
  • a second pharmaceutically active molecule covalently coupled to the terminal portion of the polymer
  • solubility being evaluated at a concentration of 200 mg / ml in distilled water with paclitaxel as the first pharmaceutically active molecule.
  • the polymer chain has a polydispersity index of less than 1.5, said polydispersity index determined by steric exclusion chromatography. According to one variant, the polymer chain has a molar mass of 1000 to 1,000,000 g / mol, preferably less than 100,000 g / mol, preferably less than 50,000 g / mol.
  • the polymer comprises a radical polymerization control agent being chosen from the control agents of the controlled radical polymerization controlled by reversible addition-fragmentation chain transfer (in English Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT), radical polymerization controlled by ATOM Transfer Radical Polymerization (ATRP)) and its derivatives (controlled radical polymerization by copper (I)), nitroxide-controlled radical polymerization (Nitroxide-Mediated Polymerization (NMP), controlled radical polymerization cobalt (CoMRP), organotelluric controlled radical polymerization (TERP) and organoantimoin controlled radical polymerization (SbRP), and, for example, thiocarbonylthio transfer systems such as dithiocarbonate, xanthate, dithiocarbamate and trithiocarbonate, among the transition metal-based complexes (Cu, Fe, Ru, etc.), among the alkoxyamines, among the cobalt-based complexes, the organotellures and among the organoantimoi
  • the polymer comprises a radical polymerization control agent comprising, in the terminal part, a terminal alkyl chain, for example comprising from 1 to 20 carbon atoms, a carboxylic acid function, an alcohol function, an amine function or an amide function. a thiol function, said function optionally being supported by the terminal alkyl chain, and said function being optionally linked to a second pharmaceutically active molecule.
  • a radical polymerization control agent comprising, in the terminal part, a terminal alkyl chain, for example comprising from 1 to 20 carbon atoms, a carboxylic acid function, an alcohol function, an amine function or an amide function.
  • a thiol function said function optionally being supported by the terminal alkyl chain, and said function being optionally linked to a second pharmaceutically active molecule.
  • the polymer comprises a radical polymerization control agent comprising in part proximally a proximal function chosen from an amide, ester, carbonate, carbamate, succinate, disulfide, acetal, thioether or triazole function; and / or linker diglycolate, succinate, succinimidyl 4- (N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylate (SMCC), glycinate, glucuronate, valine-citrulline, maleimide, said function and / or proximal linker forming a covalent bond with the first pharmaceutically acceptable principle active.
  • a radical polymerization control agent comprising in part proximally a proximal function chosen from an amide, ester, carbonate, carbamate, succinate, disulfide, acetal, thioether or triazole function; and / or linker diglycolate, succinate, succinimidyl 4- (N-maleimidomethyl
  • the active molecule is an anticancer molecule, an antibiotic molecule (bacterio / fungo-static, bacterial / fungo-toxic or antiviral agent), an antidiabetic molecule, a molecule treating vascular or cardiovascular pathologies, a molecule treating pathologies of the central nervous system, an anti-inflammatory molecule, an agonist molecule of a physiological receptor, a molecule antagonist or partially antagonist of a physiological receptor, an immunomodulatory molecule.
  • the active molecule is an anticancer molecule chosen from: paclitaxel, docetaxel, gemcitabine, cladribine, capecitabine, daunorubicin, doxorubicin, epirubicin, idarubicin, actinomycin, amsacrine , dacarbazine, dactinomycin, vincristine, vimblastine, vindesine, methotrexate, colchiccin, cyclophosphamide, azathioprine, 6-mercaptopurine, lomustine, carmustine, dacarbazine, cisplatin, fluorouracil, tenoposide or etoposide, fotemustine, mitomycin C, mitoxantrone, streptozocin, trabectedin, vinflunine, vinorelbine, asernic trioxide, bendamustine, busulfan, cabazitaxel, carboplatin, e
  • the polymeric prodrug induces a time-delayed release of the pharmaceutically active molecule into the bloodstream or at the site of action, for example at the level of a tumor or at the intracellular level.
  • the present invention relates to a polymeric prodrug according to the invention, for its use in a method of therapeutic treatment, or in a method of diagnosis, or in a medical imaging method, in a human or animal by subcutaneous administration or intramuscular.
  • the present invention relates to a polymeric prodrug according to the invention, for its use in a method of therapeutic treatment of a human or animal by subcutaneous or intramuscular administration, said polymeric prodrug comprising a covalent bond between a pharmaceutically active molecule and a polymer, said pharmaceutically active molecule not being administrable subcutaneously or intramuscularly because of its toxicity at the injection site (tissue irritation / necrosis) when not bound by covalently bonding to said polymer, preferably said polymeric prodrug exhibiting a bioavailability of the molecule preventing local toxicities (at the injection site) and releasing the pharmaceutically active molecule into the bloodstream.
  • the treatment method according to the invention is a method of treating cancer.
  • the present invention relates to a method of controlled radical polymerization, in particular by the so-called initiator active principle method, of at least one polymeric prodrug according to the invention, said process comprising the steps of:
  • the present invention also relates to a controlled radical polymerization process of at least one polymeric prodrug according to the invention, said process comprising the steps of:
  • the covalent coupling of a second pharmaceutically active molecule at the terminal end of the polymer prodrug optionally, the covalent coupling of a second pharmaceutically active molecule at the terminal end of the polymer prodrug.
  • the present invention also relates to a medicament comprising at least one polymeric prodrug according to the invention.
  • the present invention also relates to a composition for injection into a tissue of a mammal, preferably a human being, and in particular formulated for subcutaneous or intramuscular injection, said composition comprising a polymeric prodrug as defined according to the invention. .
  • the present invention relates to a polymeric prodrug for use in a method of treatment.
  • This method comprises subcutaneous or intramuscular administration of a pharmaceutically effective amount of said polymeric prodrug to a patient.
  • Polymer refers to a polymer or copolymer.
  • radical polymerization initiator refers to all of the compounds used to produce radicals and thereby initiate radical polymerization. These compounds possess a chemical function capable of releasing radicals under the action of heat, light irradiation, oxidation-reduction reaction, ionizing radiation, electrochemical reactions and sonication.
  • Non-limiting examples of initiators include azo-type compounds, such as 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile), 4,4'-azobis (4-cyanovaleric), 1,1 '- azobis (cyclohexanecarbonyl); inorganic peroxide type; or organic peroxide type such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, tert-butyl peroxybenzoate.
  • azo-type compounds such as 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile), 4,4'-azobis (4-cyanovaleric), 1,1 '- azobis (cyclohexanecarbonyl); inorganic peroxide type; or organic peroxide type such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, tert-butyl peroxybenzoate.
  • control agent refers to all of the compounds used in a polymerization reaction in order to obtain polymers having a number average molecular weight ratio on weight average molar mass, or dispersity, less than 1. 5.
  • the nature of these compounds depends on the controlled radical polymerization technique implemented.
  • RAFT controlled reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization
  • these are compounds of the dithiocarbonate (xanthate), trithiocarbonate, dithioester or dithiocarbamate type.
  • NMP nitroxide-controlled radical polymerization
  • the radical polymerization initiator and the control agent are combined into one and the same alkoxyamine molecule.
  • the radical polymerization initiator is an alkyl halide and the control agent is a halogen atom involved in a reaction reaction.
  • the "active ingredient initiator” method implies a controlled radical polymerization technique using a control agent modified by chemical coupling with an active ingredient.
  • the modified control agent carries a molecule of active principle and the polymer obtained also carries an active ingredient per polymer chain at the proximal end.
  • alkyl any saturated linear or branched hydrocarbon chain, from 1 to 20 carbon atoms, preferably from 1 to 6 carbon atoms, such as for example methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl and isomers thereof (eg n-pentyl, iso-pentyl), hexyl and isomers thereof (eg, n-hexyl, isohexyl).
  • arylalkyl refers to an alkyl group substituted with an aryl group and may be written as: aryl-alkyl-.
  • aryl refers to a polyunsaturated aromatic hydrocarbyl group having a single ring (e.g., phenyl) or multiple fused (e.g., naphthyl) or covalently linked aromatic rings typically containing from 5 to 12 carbon atoms; preferably 6 to 10, wherein at least one ring is aromatic.
  • the aromatic ring may optionally include one to two additional rings (either cycloalkyl, heterocyclyl or heteroaryl) fused thereto.
  • Non-limiting examples of aryl groups include phenyl, biphenylyl, biphenylenyl, 5 or 6 tetralinyl, naphthalen-1- or -2-yl, 4, 5, 6 or 7-indenyl, 1- 2-, 3-, 4 or 5-acenaphthylenyl, 3-, 4- or 5-acenaphthenyl, 1- or 2-pentalenyl, 4- or 5-indanyl, 5-, 6-, 7- or 8-tetrahydronaphthyl, 1, 2,3,4 tetrahydronaphthyl, 1,4-dihydronaphthyl, 1-, 2-, 3-, 4- or 5-pyrenyl.
  • “Pharmaceutically acceptable excipient” refers to an inert vehicle or carrier used as a solvent or diluent in which the pharmaceutically active agent is formulated and / or administered, and which does not produce an adverse, allergic or other reaction when administered to an animal, preferably a human being. This includes all solvents, dispersion media, coatings, antibacterial and antifungal agents, isotonic agents, absorption retardants, surfactants such as surfactant polymers, lipids and other similar ingredients. The selection of pharmaceutically acceptable excipients may be made by those skilled in the art depending on the properties of the nature and properties of the pharmaceutically active agent, the subject to be treated, and the route of administration. For human administration, preparations must respond to standards of sterility, general safety and purity, as required by regulatory authorities, such as the FDA or GEMA, for example.
  • “Pharmaceutically or therapeutically effective amount” means the necessary and sufficient amount of a pharmaceutical or therapeutic agent to be administered to a subject for slowing or stopping progression, aggravation, deterioration of at least one of the symptoms of 'a sickness. This amount administered can allow the relief of the symptoms of a disease or the cure of this disease.
  • “Pharmaceutical” refers to a compound or active principle in the field of health, having for example therapeutic properties and / or useful for a therapeutic diagnosis, especially for the purposes of treatment (curative and / or symptomatic and / or prophylactic) d 'a disease or therapeutic research.
  • the pharmaceutical term therefore includes therapeutic molecules or active principles and those of diagnosis.
  • Aqueous medium relates to a medium based on water molecules (H 2 0), in particular an aqueous solution.
  • an aqueous medium comprises between 50% and 100% water, by weight relative to the total mass of the medium.
  • An aqueous medium may especially be a biological fluid such as blood, lymph, saliva or urine.
  • active molecule and “active principle” are synonymous and relate to a compound for therapeutic use relating to health.
  • an active molecule may be indicated for treating or preventing a disease, preferably in a subject. This is called a pharmaceutically active molecule.
  • treatment of a disease means the reduction or amelioration of at least one undesirable effect or symptom of a disease, disorder or condition associated with a disability. of a function of an organ, a tissue or a cell.
  • preventing a disease or “inhibiting the development of a disease” relates to preventing or preventing the appearance of symptoms.
  • active ingredient is meant a compound having in particular therapeutic properties and / or useful for a therapeutic diagnosis, especially for the treatment (curative and / or symptomatic and / or prophylactic) of a disease or therapeutic research.
  • Prodrug refers to pharmacologically acceptable derivatives of the active molecule compounds, such as, for example, amides or esters, whose in vivo biotransformation product generates the biologically active molecule.
  • Prodrugs are generally characterized by an increase in bioavailability and are readily metabolized to biologically active compounds in vivo.
  • a prodrug is a water-soluble polymer covalently bonded to an active molecule.
  • Polymeric Prodrug This term refers to the polymer conjugated to at least one active ingredient.
  • Subject refers to an animal, including a human being.
  • a subject may be a patient, namely a person receiving medical care, undergoing or having undergone medical treatment, or monitored as part of the development of a disease.
  • the subject is treated for the first time.
  • the subject is resistant to another type of treatment and is treated with the prodrugs of the present invention as part of a second, third or fourth intention.
  • Upper critical temperature of solubility "Upper Critical Solution Temperature” and “UCST” are synonymous and relate to the critical temperature above which a thermosensitive polymer is completely soluble.
  • Thermosensitive relates to a property of a polymer whose physical properties change abruptly as a function of temperature.
  • the property concerned is the solubility of the polymer in an aqueous medium.
  • a heat-sensitive polymer has a higher critical solubility temperature (UCST).
  • the polymeric prodrugs according to the invention are obtained by polymerization of a monomer or comonomers.
  • the polymeric prodrugs according to the invention are obtained by controlled radical polymerization.
  • the polymeric prodrug of the invention comprises an active molecule covalently linked to a hydrophilic polymer chain by the initiator active principle method.
  • the PA is coupled to a polymerization control agent before the polymerization according to the so-called initiator active principle method.
  • PA is covalently coupled to a polymerization control agent. Once this coupling has been carried out, it is possible to grow a vinyl polymer in a controlled manner from this adduct control agent / PA. The PA will eventually end up covalently coupled to the proximal end of the polymer.
  • polymeric prodrugs Unlike other methods of synthesis of polymeric prodrugs (in particular that consisting of a coupling between the PA and a preformed polymer, called post-functionalization or that coupling PA to the monomer before polymerization), this technique makes it possible to position an AP at an end of each polymer chain.
  • the resulting polymeric prodrugs have a well-defined structure, a high loading rate and a simple purification. It is easily transposable to a large number of PAs and polymers.
  • the polymeric prodrug of the invention comprises an active molecule covalently linked to a water-soluble polymer chain by the initiator active principle method.
  • the controlled radical polymerization of the acrylamide monomers is carried out in the presence of the first molecule coupled to the chain transfer agent to form the polymer prodrug.
  • the polymeric prodrug is composed of polyacrylamide, of hydrophilic polyacrylamide derivatives, or of a polyacrylamide copolymer such as poly (acrylamide-co-acrylonitrile).
  • the polymer according to the invention comprises a polyacrylamide structure whose repeat unit has the formula [-CH 2 -CH (CONH 2 ) -] ", where n represents the number of repeating units in the polymer (or copolymer).
  • acrylamide monomer derivatives such as N-hydroxyacrylamide, N- (4-hydroxybutyl) methacrylamide, N- (poly (ethylene glycol)) -acrylamide, N- (3-methoxypropyl) methacrylamide, N - (2- (dimethylamino) ethyl) -N-methylmethacrylamide, N- (2- (diethylamino) ethyl) -N-methylmethacrylamide.
  • the method or method according to the invention advantageously makes it possible to provide a polymer prodrug having a pharmaceutically active molecule (or PA) at one end of the prodrug-polymer molecule and thus advantageously makes it possible to control the loading rate of the AP.
  • a control is not present in the prior art in which the AP is coupled either after polymerization or to the monomer before polymerization.
  • a second pharmaceutically active molecule is coupled by covalent coupling to the terminal portion of the control agent. This coupling takes place after the end of the radical polymerization.
  • the choice of the polymer and its size makes it possible to obtain polymeric prodrugs that can be administered SC or IM.
  • the size of the polymeric prodrugs is controlled by the radical polymerization conditions.
  • the polymeric prodrug comprises an active molecule covalently linked to a polyacrylamide chain by the initiator active ingredient method.
  • the polymer prodrug comprises an active molecule covalently bound to a copolymer by the initiator active ingredient method obtained from acrylamide monomers and one or more other comonomers.
  • the polymeric prodrug comprises an active molecule covalently linked with a copolymer by the initiator active ingredient method obtained from acrylamide and acrylonitrile monomers to provide the UCST poly (acrylamide) thermosensitive polymer prodrug. r -acrylonitrile),
  • the polymeric prodrug comprises an active molecule covalently bound to a polymer by the initiator or copolymer active principle method obtained from hydrophilic monomers derived from acrylamide such as N-hydroxyacrylamide, N- ( 4-hydroxybutyl) methacrylamide, N- (poly (ethylene glycol)) -acryalamide, N- (3-methoxypropyl) methacrylamide, N- (2- (dimethylamino) ethyl) -N-methylmethacrylamide, N- (2- (diethylamino) ethyl) -N-methylmethacrylamide.
  • acrylamide such as N-hydroxyacrylamide, N- ( 4-hydroxybutyl) methacrylamide, N- (poly (ethylene glycol)) -acryalamide, N- (3-methoxypropyl) methacrylamide, N- (2- (dimethylamino) ethyl) -N-methylmethacrylamide, N- (2- (die
  • the copolymer according to the invention is a random copolymer.
  • the copolymer according to the invention is a random copolymer.
  • the polymer of the polymeric prodrug according to the invention is not crosslinked.
  • the polymeric prodrug according to the invention does not form a crosslinked hydrogel.
  • a molar mass that is significantly greater than that of the active molecule improves the maintenance of the properties related to the interactions between the polymer and the solvent, and in particular improves the solubility in the aqueous phase of the active molecule.
  • the polymer of the invention has a molecular weight of 1,000 to 100,000 g / mol.
  • the polymer of the invention has a molecular weight of 2,000 to 70,000 g / mol, 5,000 to 70,000 g / mol, 5,000 to 60,000 g / mol, 5,000 to 50,000 g / mol, 5,000 to 40,000 g / mol, from 5,000 to 30,000 g / mol, from 5,000 to 40,000 g / mol, from 10,000 to 40,000 g / mol, from 15,000 to 40,000 g / mol, from 15,000 to 30,000 g / mol or from 20,000 to 30,000 g / mol.
  • the molar mass of the polymer is 1,000 to 80,000 g / mol.
  • the terminal portion of the polymer prodrug varies the solubility and / or the viscosity of the polymeric prodrug.
  • the polymer chain for example of polyacrylamide, comprises an alkyl terminal chain, for example comprising from 2 to 20 carbon atoms or a -SH, -COOH, -NH 2 , halogen function.
  • the length of the alkyl chain or its nature makes it possible to vary the viscosity of the polymeric prodrug.
  • the polymeric prodrug is thermally sensitive, having a higher critical solubility temperature (UCST) of 0 to 60 ° C in an aqueous medium.
  • the polymeric prodrug comprises an active molecule that is covalently bonded to a thermosensitive polymer chain of poly (acrylamide-co-acrylonitrile).
  • the poly (acrylamide-co-acrylonitrile) chain of these polymeric prodrugs has a molar mass of 1,000 to 100,000 g / mol.
  • the molar percentage of acrylonitrile is more than 0 to 100% preferably from 1 to 50%, and more preferably from 5 to 35% relative to the number of moles of the polymer.
  • the pharmaceutically active molecule to be used for the preparation of the polymeric prodrugs of the invention is a free molecule or a molecule bound with another molecule.
  • the active molecule for the preparation of the polymeric prodrugs of the invention is free.
  • the pharmaceutically active molecule to be used for the preparation of the polymeric prodrugs of the invention has a function capable of reacting with a controlled radical polymerization agent according to the invention so as to covalently couple the active molecule (or AP). and the polymerization agent.
  • the free function is a nucleophilic function.
  • the pharmaceutically active molecule may not carry free functions. It can be chemically treated prior to its coupling to the agent of polymerization so that it has a free function (capable of reacting with the controlled radical polymerization agent).
  • Several approaches are known in the art for functionalizing an active molecule.
  • An illustrative and non-limiting example for the present invention is the treatment of an active molecule with hyperoxides leading to hydroxylation of the active molecule.
  • the free nucleophilic function of the active molecule is selected from the groups -OH, -NH 2 , -NHR and -SH.
  • the nucleophilic function is -OH or -NH 2 .
  • the other nucleophilic functions of the molecule if it has any, can be protected or not.
  • the nucleophilic functions of the active molecule that do not participate in the controlled radical polymerization are not protected.
  • the nucleophilic functions of the active molecule which do not participate in the controlled radical polymerization are protected by groups known in the art such as tert-butoxycarbonyl chloride, d-butylcarbyl dicarbonate, azide or amide of / e / 7-butoxycarbonyl, tert-butyl (dimethyl) silyl chloride, tosyl chloride, alkyls, aryls, alkylaryls, esters, ethers, silyl ethers,
  • groups known in the art such as tert-butoxycarbonyl chloride, d-butylcarbyl dicarbonate, azide or amide of / e / 7-butoxycarbonyl, tert-butyl (dimethyl) silyl chloride, tosyl chloride, alkyls, aryls, alkylaryls, esters, ethers, silyl ethers,
  • the invention can be implemented independently of the polarity of the active molecule. Therefore, the active molecule for use in the polymers of the invention is a polar, amphiphilic or apolar molecule. According to a first embodiment, the active molecule to be used in the polymers of the invention is a polar molecule. According to a second embodiment, the active molecule to be used in the polymers of the invention is an apolar molecule. According to a third embodiment, the active molecule to be used in the polymers of the invention is an amphiphilic molecule.
  • the degree of charge is from 0.1 to 20% (weight of PA relative to the total mass of the prodrug-polymer molecule).
  • the active molecule is selected from a group of active molecules comprising:
  • antibiotic molecules bacteri / fungo-static, bacterio / fungo-toxic or anti viral agents
  • the active molecule is an anticancer molecule selected from: paclitaxel, docetaxel, gemcitabine, cladribine, capecitabine, daunorubicin, doxorubicin, epirubicin, ridarubicin, ractinomycin, ramsacrine, dacarbazine, dactinomycin, vincristine, vimblastine, vindesine, methotrexate, colchicine, cyclophosphamide, azathioprine, 6-mercaptopurine, lomustine, carmustine, dacarbazine, cisplatin, fluorouracil, tenoposide or etoposide, fotemustine, mitomycin C, mitoxantrone, streptozocin, trabectedin, vinflunine, vinorelbine, asernic trioxide, bendamustine, busulfan, cabazitaxel, carboplatin, erib
  • the active molecule is chosen from anticancer molecules (paclitaxel, gemcitabine), from peptides (cyclic RGD) and or fluorescent probes (rhodamine and Cyanine 5.5).
  • the active molecule is an anticancer molecule selected from paclitaxel or gemcitabine.
  • the prodrugs of the invention comprise paclitaxel as the active molecule.
  • the first active molecule is paclitaxel.
  • the first active molecule is gemcitabine.
  • a polymeric prodrug according to the invention comprises a molecule active at one end.
  • a polymeric prodrug according to the invention comprises an active molecule at its proximal end.
  • a polymeric prodrug according to the invention comprises an active molecule at its terminal end.
  • a polymeric prodrug according to the invention comprises two active molecules, one at each end.
  • the present invention relates to molecules on which a polymer chain, in particular as described above, is grafted.
  • the polymerization according to the invention is carried out by a controlled radical route.
  • the polymerization according to the invention is carried out by a radical route controlled by the initiator active principle method.
  • the polymer chain is grafted onto the active molecule by applying a controlled radical polymerization process.
  • the polymer prodrug of the invention is obtained by a controlled radical polymerization process chosen from:
  • RAFT Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer
  • NMP nitroxide-controlled radical polymerization
  • ATRP controlled radical polymerization Atom Transfer Radical Polymerization
  • SET-LRP Single Electron Transfer- Living Radical Polymerization
  • the polymeric prodrug further comprises a chain transfer agent.
  • the polymeric prodrug is synthesized by reversible addition-fragmentation transfer controlled radical polymerization (hereinafter "RAFT").
  • RAFT reversible addition-fragmentation transfer controlled radical polymerization
  • the polymeric prodrugs according to the invention are obtained by controlled radical polymerization of controlled radical polymerization type controlled by reversible transfer by addition-fragmentation (hereinafter "RAFT"), by reacting at least one monomer, an initiator of radical polymerization and a controlled radical polymerization control agent (also called chain transfer agent) on which is coupled the pharmaceutically active molecule.
  • RAFT controlled radical polymerization type controlled by reversible transfer by addition-fragmentation
  • a polymeric prodrug according to the invention is prepared by controlled radical polymerization and comprises, according to one variant, a covalent coupling of at least one first pharmaceutically active molecule with a radical polymerization control agent comprising a proximal portion and a terminal portion to form a first coupled molecule.
  • the radical polymerization control agent comprises a proximal portion and an end portion because during the polymerization the polymerization control agent (or chain transfer agent) is cleaved with a portion, here called proximal remaining connected to the PA which will be positioned at the beginning of the polymer chain and a part, here called terminal, which is fixed at the end of the polymer chain to complete.
  • This polymerization control agent makes it possible to precisely and advantageously control the length of the polymer chain.
  • first coupled molecule refers to PA coupled to the polymerization control agent or to the proximal portion of the control agent.
  • the polymer of the prodrug of the invention further comprises a RAFT chain transfer agent selected from:
  • Trithiocarbonates such as 3,5-bis (2-dodecylthiocarbonothioylthio-1-oxopropoxy) benzoic acid, 3-butenyl 2- (dodecylthiocarbonothioylthio) -2-methylpropionate, 2- (2-carboxyethylsulfanylthiocarbonylsulfanyl) propionic acid 4 - ((((2-carboxyethyl) thio) carbonothioylthio) -4-cyanopentanoic acid, 2-cyanobutan-2-yl 4-chloro-3,5-dimethyl-1H-pyrazole-1-carbodithioate 2-cyanobutanyl-2-yl 3,5-dimethyl-1H-pyrazole-1-carbodithioate, 4-cyano-4 - [(dodecylsulfanylthiocarbonyl) sulfanyl] pentanoic acid, 2- (butylthiocarbon
  • Dithiocarbamates such as benzyl 1H-pyrrole-1-carbodithioate, cyanomethyl diphenylcarbamodithioate, cyanomethyl methyl (phenyl) carbamodithioate, cyanomethyl methyl (4-pyridyl) carbamodithioate, 2-cyanopropan-2-yl N-methyl-
  • N- (pyridin-4-yl) carbamodithioate methyl 2- [methyl (4-pyridinyl) carbamothioylthio] propionate, 1-succinimidyl-4-cyano-4- [N-methyl-N- (4-pyridyl) carbamothioylthio) pentanoate;
  • Dithioabenzoates such as benzyl benzodithioate, cyanomethyl benzodithioate, 4-cyano-4- (phenylcarbonothioylthio) pentanoic acid, 4-cyano-4- (phenylcarbonothioylthio) pentanoic acid N-succinimidyl ester, 2- cyano-2-propyl benzodithioate, 2-cyano-2-propyl 4-cyanobenzodithioate, G ethyl 2- (4-methoxyphenylcarbonothioylthio) acetate, G ethyl 2-methyl-2- (phenylthiocarbonylthio) propionate, G ethyl 2- (phenylcarbonothioylthio) Phenylacetate, G ethyl 2- (phenylcarbonothioylthio) propionate, 1-
  • Switchable RAFT agents such as cyanomethyl methyl (4-pyridyl) carbamodithioate, 2-cyanopropan-2-yl N-methyl-N- (pyridin-4-yl) carbamodithioate, methyl 2- [methyl (4-pyridinyl) carbamothioylthio] propionate or 1-succinimidyl-4-cyano-4- [N-methyl-N- (4-pyridyl) carbamothioylthio] pentanoate.
  • the chain transfer agent is for example chosen from: 4-cyano-4- [(dodecylsulfanylthiocarbonyl) sulfanyl] pentanoic acid, 2- (dodecylthiocarbonothioylthio) -2-methylpropionic acid, 4-cyano-4- acid
  • the conventional radical initiator is chosen from: 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile), 1,1'-azobis (cyclohexanecarbonitrile), 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), 2 , 2'-azobis (2-methylbutyronitrile), benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, tert-butyl peroxybenzoate.
  • the chain transfer agent selected from: 4-cyano-4 - [(dodecylsulfanylthiocarbonyl) sulfanyl] pentanoic acid, G acid 2-
  • the chain transfer agent is selected from:
  • the chain transfer agent is 4-cyano-4- [(dodecylsulfanylthiocarbonyl) sulfanyl] pentanoic acid ("CDP" hereinafter).
  • the transfer agent is directly linked to the active molecule.
  • the transfer agent by virtue of its polymerization control function is split into two parts, one proximal which remains linked to the active ingredient and the other which reacts with the terminal part. growing polymer.
  • the transfer agent is covalently bound to the pharmaceutically active molecule by an ester, amide, carbonate, carbamate, acetal, disulfide, thioether or triazole function; diglycolate linker, succinate, succinimidyl 4- (N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylate (SMCC), glycinate, glucuronate, valine-citrulline, maleimide, said function and / or proximal linker forming a covalent bond with the first pharmaceutically active active ingredient.
  • SMCC succinimidyl 4- (N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylate
  • glycinate glycinate
  • glucuronate glucuronate
  • valine-citrulline valine-citrulline
  • maleimide said function and / or proximal linker forming a covalent bond with the first pharmaceutically active active ingredient.
  • the transfer agent is previously functionalized with an oligomer of a hydroxy carboxylic acid.
  • this oligomeric chain which is located after grafting between the active molecule and the transfer agent, makes it possible to control the rate of release of the active molecule of the polymeric prodrug of the invention.
  • the oligomer G is a dimer, preferably diglycolic acid.
  • a radical polymerization initiator is necessary because it allows the initiation of the polymerization and thus to grow the polymer chain from the active molecule functionalized by the RAFT agent.
  • the initiator may be of azo type such as 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile), 1,1'-azobis (cyclohexanecarbonitrile), 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile); inorganic peroxide type; or organic peroxide type such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, tert-butyl peroxybenzoate.
  • the initiator of free radicals is 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile), CAS No. 78-67-1.
  • the polymeric prodrug of the invention is a polymeric prodrug whose active molecule is covalently linked with a block copolymer.
  • the latter comprises the polymer or copolymer as described above and an extension with at least one hydrophilic polymer. Indeed, the presence of the transfer agent at the end of the polymer or copolymer chain allows the addition of an additional polymer chain.
  • the copolymer of the invention may comprise at least two blocks.
  • the prodrug of the invention comprises a polymer whose chain further comprises an extension of its chain by an additional polymer, preferably the additional polymer being a water-soluble polymer.
  • the water-soluble polymer is chosen from poly [oligo (ethylene glycol) methyl ether methacrylate], poly [oligo (ethylene glycol) methyl ether acrylate] poly [oligo (ethylene glycol) methacrylate], polyacrylamide, glycopolymers (synthesized from monomers of methacrylate, acrylate, acrylamide vinyl ether or styrenic type carrying a sugar function), poly (/ V, / V-di methyl acrylamide), polystyrene sulfonate, poly (/ V-vinyl pyrrolidone), hydrophilic polypeptides and polysaccharides.
  • poly [oligo (ethylene glycol) methyl ether methacrylate] poly [oligo (ethylene glycol) methacrylate]
  • polyacrylamide glycopolymers (synthesized from monomers of methacrylate, acrylate, acrylamide vinyl ether or styrenic type carrying a sugar function)
  • the water-soluble polymer is polyacrylamide.
  • the invention relates to the process for preparing the polymer, as described above.
  • Process for obtaining the polymer is described above.
  • the method comprises at least one polymerization step from the active molecule.
  • the process for preparing a polymer according to the invention comprises the steps of:
  • the method comprises at least one controlled radical polymerization step from the active molecule.
  • the controlled radical polymerization may be selected from the techniques known in the art such as:
  • RAFT reversible addition-fragmentation Chain Transfer
  • NMP nitroxide-controlled radical polymerization
  • ATRP atom transfer controlled radical polymerization
  • the process for preparing the polymeric prodrug of the invention comprises at least one RAFT polymerization step.
  • the process for preparing a polymer according to the invention comprises the steps of:
  • step (ii) is carried out in the presence of a radical polymerization initiator (free radical generator).
  • the polymerization initiator allows the initiation of the polymerization and thus to grow the polymer chain from the active molecule functionalized by the RAFT agent.
  • the initiator may be of the azo type such as 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile), 1,4-azobis (cyclohexanecarbonitrile), 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), 2 2'-azobis (2-methylbutyronitrile); inorganic peroxide type; or organic peroxide type such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, tert-butyl peroxybenzoate.
  • the free radical initiator is 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile), CAS No. 78-67-1.
  • step (ii) is performed at room temperature. In another embodiment, step (ii) is carried out at a temperature of 25 ° to 150 ° C.
  • the present invention has the advantage of providing a platform that can be applied to a wide variety of active ingredients, imaging agents and / or targeting agents.
  • a functional group at each end of a polymer chain can be used to chemically link the molecule of interest thus making it possible to manufacture mono- or bifunctional systems called telechelic polymers. It is possible to design a large number of systems that range from the simplest system (a molecule grafted at one end of the polymer chain) to more complex so-called heterobifunctional systems where one can have a pharmaceutically active molecule at a higher level. end and an imaging agent or targeting ligand at the other end of the polymer.
  • various polymeric prodrugs with different active ingredients can also be synthesized and then formulated together to produce combination therapies.
  • This type of telechelic polymers of macromolecular architecture is particularly interesting because it will be possible to create polymeric prodrugs with different properties and applicable to many fields.
  • the heterobifunctional polymers are more particularly interesting because they make it possible to combine two different functionalities in the same compound.
  • These polymeric prodrugs according to the invention are therefore particularly suitable for biomedical applications, where it would be possible to conjugate on the same chain two types of molecules that can be pharmaceutically / biologically active for different purposes, for example:
  • a targeting ligand e.g., antibody, ligand, peptide, etc.
  • a targeting ligand for imaging, by combining a targeting ligand and a tracing molecule such as a fluorophore.
  • a tracing molecule such as a fluorophore.
  • the method for preparing telechelic polymer prodrugs comprises one or more pre- or post-polymerization modifications for coupling the different molecules of interest.
  • a polymeric prodrug comprising a first active ingredient to a peptide, typically a peptide coupling, is coupled by covalent bonding.
  • the first route makes it possible to associate the peptide with the polymer via a maleimide-type linker by a thiol-maleimide coupling
  • the second route makes it possible to carry out the coupling directly by forming a peptide bond. by peptide coupling.
  • the polymerization is initiated by the peptide and then the coupling with the active principle is carried out after polymerization.
  • the invention relates to a composition comprising at least one polymeric prodrug of the invention.
  • compositions comprise a single polymeric prodrug of the invention.
  • the compositions comprise at least two, at least three, at least four or at least five polymeric prodrugs of the invention.
  • the compositions comprise polymeric prodrugs comprising the same active molecule.
  • the presence of polymeric prodrugs with different polymer chains allows a bimodal, tri-modal or multi-modal release of the active molecule.
  • the compositions comprise polymeric prodrugs comprising different active molecules and the same polymer chain. This makes it possible to have in the same formulation two active molecules with a different pharmacodynamic profile.
  • the compositions comprise polymeric prodrugs comprising active molecules and different polymer chains. This allows to have in the same formulation two active molecules with a different pharmacodynamic profile whose release is adapted according to these physicochemical properties.
  • compositions comprise at least one polymeric prodrug of the invention and at least one free active molecule, its pharmaceutically acceptable salts or its prodrugs as known in the art.
  • free active molecule is meant a molecule not bound, or at least not covalently bonded with the polymer.
  • the present invention relates to compositions in the form of an aqueous solution comprising an aqueous medium and at least one polymeric prodrug according to the invention.
  • the polymer prodrug according to the invention is soluble in an aqueous medium.
  • the polymeric prodrug according to the invention is soluble in distilled water at least 100 mg / mL and preferably 150 mg / mL and more preferably at 200 mg / mL.
  • the solubility of the polymeric prodrug is preferably tested according to the following method:
  • the different polymeric prodrugs are dissolved in an equivalent concentration (200 mg / ml) and then centrifuged for 30 min at 16,783 g. Non-solubility is observed by the appearance of a whitish or colored deposit in the bottom of the Eppendorf.
  • the solution comprising the polymeric prodrug according to the invention is not very viscous.
  • the viscosity of the solution of the polymer prodrug can be modulated according to the size, nature / composition of the polymer.
  • the controlled radical polymerization here again has an important technical advantage for the invention.
  • the polymeric prodrug according to the invention makes it possible to concentrate the AP without significantly increasing the viscosity of the formulation, which makes it possible to limit the quantities (in particular by volume) of the injected formulation.
  • a polymeric prodrug according to the invention is formulated in injectable form.
  • the polymer prodrug according to the invention is formulated in aqueous solution easily injectable.
  • the viscosity of the solution comprising a polymeric prodrug according to the invention allows it to be injected via a 26 g syringe.
  • the solution comprising a polymeric prodrug according to the invention requires an injection force through a needle. of 26 G of less than 30 N.
  • the solution comprising a polymeric prodrug according to the invention is injectable through a 26 G needle at a concentration of at least 50 mg / mL, for example from less 100 mg / mL and preferably at least 125 mg / mL.
  • the solution comprising a polymeric prodrug according to the invention is injectable through a 26 G needle at a concentration of at least 150 mg / ml and preferably at least 200 mg / ml.
  • injectability (or syringability) (expressed in newton as a function of concentration) is tested according to the following method:
  • the syringability / injectability of the polymer solutions is estimated by custom-made equipment as described by Burckbuchler et al. (Eur J Pharm Biopharm, 76, 2010, 351-356) coupled to a texture analyzer (TA.XT Plus Texture Analyzer, Stable Micro Systems) having a force sensor of 30 kg. 400 ⁇ l of each solution are taken and then injected through a 1 ml syringe (MeritMedical, Médaillon® Syringe) and a 26G x 1 ⁇ 2 "needle (Terumo Neolus, 0.45x12 mm) at a speed of 1 mm / s. The injection force is measured at 25 measurements per second.
  • TA.XT Plus Texture Analyzer Stable Micro Systems
  • the polymer makes it possible to increase the solubility of PA, to maintain stability at high concentration, to maximize its absorption and to limit its metabolism, thus leading to increased bioavailability.
  • the present invention relates to a polymeric prodrug for use in a method of therapeutic treatment.
  • the method comprises administering a therapeutically effective amount of the polymeric prodrug to a patient.
  • the prodrug approach (where the AP is inactive until its release) makes it possible to eliminate the local undesirable effects of the necrotizing / irritant APs.
  • the active ingredient is released from the polymer by cleavage of the bond and then regains its activity. Cleavage is obtained because of the biological conditions present in the bloodstream.
  • the active ingredient is released from the prodrug by cleavage of the link and then finds its activity.
  • the polymeric prodrug is injected into a tissue (SC or IM in particular) and passes into the bloodstream. The polymeric prodrug is then cleaved to release the PA of interest into the bloodstream.
  • the control of the nature of the monomer, the size and the dispersity of the polymer, the nature of the polymerization control agent and the bond between it and the PA makes it possible to modify the rate and the rate.
  • polymeric prodrugs of the invention as well as their compositions may have several applications in the biomedical field.
  • the AP designates an active molecule linked to a targeting agent making it possible to target a specific area to be treated and for example to direct the released active molecule towards its site of action.
  • the AP designates an active molecule linked to a diagnostic agent that makes it possible to image a specific area to be treated.
  • the AP designates a targeting agent linked to a diagnostic agent making it possible to target the AP towards the tissue or cells to be treated.
  • the invention also relates to a medicament comprising at least one polymeric prodrug of the invention.
  • the invention further relates to the use of the polymeric prodrug according to the invention for the prevention and / or treatment of a disease, in particular a human or animal.
  • the invention also relates to the use of at least one prodrug according to the invention for the preparation of a medicament.
  • the drug comprises at least one polymeric prodrug of the invention in a therapeutically effective amount.
  • the medicament further comprises pharmaceutically acceptable excipients. These excipients correspond to the standards of the European Pharmacopoeia or the FDA.
  • a drug formulation is determined by the skilled person according to the disease to be prevented and / or treated, the route of administration of the drug and the nature of the active molecule.
  • the formulations are injectable formulations.
  • the administration is by bolus or continuous (infusion), preferably the administration is by bolus.
  • the formulations are injectable formulations with administration:
  • a polymeric prodrug according to the invention is administered (or administrable) subcutaneously or intramuscularly.
  • the invention also relates to a polymeric prodrug for use in a method of therapeutic treatment.
  • This method comprises administering a therapeutically effective amount of at least one polymeric prodrug of the invention to a subject, particularly a human or animal.
  • the methods of treatment may relate to the treatment of diseases as described above.
  • the method of treatment is a method of treating cancer.
  • the administration of at least one polymeric prodrug according to the invention may be simultaneous with the administration of other active molecules, formulated according to the invention or not.
  • the administration of at least one polymer prodrug according to the invention may be sequential to the administration of other active molecules, formulated according to the invention or not.
  • these formulations make it possible to increase the bioavailability of the active principle and are administered subcutaneously, intramuscularly, intratumorally or intradermally, preferably subcutaneously or intramuscularly.
  • the diseases that can be prevented or treated by the medicament of the invention are nonlimitingly chosen from cancers, bacterial infections, viral infections, fungal infections, parasitic infections, inflammatory diseases, metabolic diseases, microvascular diseases, macro-vascular diseases, cardiovascular diseases, pulmonary diseases, endocrine diseases or diseases of the central nervous system .
  • the type of cancers that can be treated by the administration of a polymeric prodrug according to the invention are not particularly limited since the treatment depends on the grafted active molecule.
  • the active molecule grafted onto the polymer is chosen according to its biological, pharmacodynamic and pharmacokinetic properties in relation to the cancer to be treated.
  • the treated cancer is a solid cancer such as breast cancer, liver cancer, melanoma, ovarian or endometrial cancer, prostate cancer and / or bladder cancer, stomach, bowel, Kaposi's sarcoma, brain cancer, bone cancer, pancreatic cancer or lung cancer.
  • the cancer is a cancer of blood cells such as leukemia.
  • the active molecule is released rapidly, for example 80% by weight of the active molecule is released in less than 24 hours. According to one embodiment, the active molecule is released slowly, for example 50% by weight of the active molecule is released in addition 72h.
  • FIG. 1 shows three Transmittance spectra as a function of the temperature of 3 copolymers according to the invention having different RAFT agents: CDP-33% -5, PTX-CDP-33% -10 and Gem-33 -5%. Acquisition at 4.5 mg / ml in PBS at 600 nm and at a temperature increase rate of 0.5 ° C / min.
  • FIG. 2 At the top, shows Transmittance vs. curves. Temperature showing the UCST behavior of the CP5-PEGMA and CP7-PEGMA particles at a polymer concentration of 4.5 mg / mL. Bottom, shows the comparative curve UCST behaviors of CP5 and CP5-PEGMA obtained after PEGylation and formulation of CP5.
  • FIG. 3 Top (A), shows the local toxicity effects of subcutaneous administration of a solution of paclitaxel in PBS.
  • Bottom (B) shows the absence of local toxicity following the subcutaneous administration of a paclitaxel solution formulated in prodrug according to the invention PTX-P (AAm-co-AN) with 20% of AN .
  • Figures 4 and 5 Graphs of the results of the viscosity studies of different polymeric prodrugs by seringability (Force (N) versus concentration (mg / mL)).
  • Figures 6 and 7 release in PBS ( Figure 6) and in the murine plasma ( Figure 7) paclitaxel from the prodrug polymers having different chemical bonds between the PTX and the polymer (ester, diglycolate, carbonate).
  • Figure 8 Pharmacokinetics in a mouse model of PTX released into the plasma after degradation of the polymer binding (concentration (mg / mL) versus time in minutes) determined by mass spectrometry.
  • Figure 9 Toxicity study in a murine model. Variation in mouse weight as a function of time for PTX-digly-PAAm, PTX-Ester-PAAm, Taxol and PAAm.
  • Figure 10 Pharmacokinetics and biodistribution of radio-labeled PTX in the commercial formulation of Taxol® or in the form of PTX-PAAm administered at 7 mg / kg equivalent of PTX (0.14 mg total PTX per mouse) intravenously and under -cuta Amsterdam. Results for PTX-PAAm allow for free PTX plus PTX coupled with PAAm.
  • Figure 11 Biodistribution study in a mouse model of free rhodamine and Rhodamine-PAAm administered IV and SC.
  • Figure 12 Top, shows the effects of local toxicity of subcutaneous administration of paclitaxel solution in PBS. Bottom, shows the absence of local toxicity following the subcutaneous administration of a solution of paclitaxel formulated in prodrug according to the invention PTX-PAAm.
  • Figure 13 Viscosity of solutions of prodrug paclitaxel polymer as a function of the concentration and the content of acrylonitrile (AN) in the polymer. These measurements were obtained using a rheometer with plane-plane geometry.
  • AAm refers to acrylamide - CAS No. 79-06-1
  • AIBN designates the radical initiator Azobisisobutyronitrile - CAS n ° 78-67-1
  • AN refers to acrylonitrile - CAS No. 107-13-1
  • CDP refers to the RAFT control agent 4-cyano-4- [(dodecylsulfanylthiocarbonyl) sulfanyl] pentanoic acid - CAS No. 870196-80-8
  • CDP-ol refers to the functionalizing agent RAFT 4-cyano-4- [(dodecylsulfanylthiocarbonyl) sulfanyl] pentanol - CAS No. 1394136-26-5
  • Flash chromatography refers to a method of preparative separation.
  • the mobile phase passes through the stationary phase by applying a pressure of 10 to 20 psi
  • DCM refers to anhydrous dichloromethane - CAS No. 75-09-2
  • DMAP refers to 4-Dimethylaminopyridine - CAS No. 1122-58-3
  • DMF refers to N, N-Dimethylformamide - CAS No. 200-679-5
  • DMSO refers to Dimethylsulfoxide - CAS # 67-68-5
  • EDC-HC1 refers to 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride - CAS No. 25952-53-8
  • EtOAC refers to ethyl acetate - CAS No. 7487-88-9
  • Gem refers to Gemcitabine hydrochloride - CAS # 122111-
  • GemTBDMS refers to Gemcitabine whose alcohol functions are protected by tert-Butyldimethylsilyl
  • NHS N-hydroxysuccinimide - CAS No. 6066-82-6
  • PEGMA Poly (ethylene glycol) methyl ether methacrylate, average Mn 300 g / mol - CAS No. 26915-72-0
  • PTX-A% -B denotes the paclitaxel-CDP-Poly polymer (AAm-co-AN) with a molecular weight of B kg / mol and comprising A% acrylonitrile relative to the moles of the polymer.
  • PTX-A% -B-PEGMA-C refers to the paclitaxel-CDP-Poly polymer (AAm-co-AN) with a molecular weight of B kg / mol and comprising A% acrylonitrile and C% PEGMA relative to moles of the polymer
  • PTX refers to paclitaxel - CAS No. 33069-62-4
  • Brine means a saturated aqueous solution of sodium chloride
  • TB AF refers to tetra-n-butylammonium fluoride - CAS No 429-4l-4
  • TBDMS refers to the tert-Butyldimethylsilyl radical
  • TBDMSC1 refers to tert-Butyldimethylsilyl chloride - CAS hr 18162-48-6
  • THF refers to tetrahydrofuran - CAS No. 109-99-9
  • UV-Visible Spectroscopy For transmittance measurements of aqueous polymer solutions at a fixed concentration of 4.5 mg / mL, the absorption spectra were recorded on a Perkin-Elmer Lambda 25 UV-Visible Spectrophotometer using a ramp rise and fall of temperature from 20 to 60 ° C at a rate of 0.5 ° C / min thanks to a Peltier effect system.
  • Viscosity is measured using seringability studies as a function of concentration.
  • the serability of the polymer solutions was estimated by custom-made equipment (Burckbuchler et al., Eur J Pharm Biopharm, 76, 2010, 351-356) coupled to a texture analyzer (TA.XT Plus Texture Analyzer, Stable Micro Systems) with a force sensor of 30 kg. 400 ⁇ l of each solution are taken and then injected through a 1 ml syringe (MeritMedical, Médaillon® Syringe) and a 26G x 1 ⁇ 2 "needle (Terumo Neolus, 0.45x12 mm) at a speed of 1 mm / s. The injection force is measured at 25 measurements per second. Each sample is injected 3 times in a row. By this method it is considered that a solution is difficult to inject if the force required for the injection exceeds 30 N.
  • Example 1 Coupling of paclitaxel (PTX) to the control agent 4-cyano-4-G (dodecylsulfanylthiocarbonylisulfanyllpentanoic (CPP)
  • PTX paclitaxel
  • 4-cyano-4-G dodecylsulfanylthiocarbonylisulfanyllpentanoic
  • This species corresponds to paclitaxel covalently coupled to the CDP control agent named in the following PTX-CDP examples.
  • This example shows the production of a paclitaxel-polyacrylamide polymer prodrug by RAFT type polymerization of acrylamide in the presence of PTX-CDP, the following image corresponds to the chemical structure of the synthesized polymer prodrug:
  • the polymers obtained have the following characteristics: PTX-PAAm M n 21,600, MJM at 1,12 (Example 2); PTX-PDMAAm M n 20,200, MJM n 1.02; PTX-POEGMA M n 24,500; PTX-PGMA M n 20,500, M w / M n 1.11; PTX-PEG M n 21,000, MJM n 1.05.
  • solubility is evaluated at a concentration of 200 mg / ml of polymeric prodrugs, to distinguish the soluble polymeric prodrugs from the polymer prodrugs suspended one or two centrifugations (16 873 g, 30 min) are carried out. Solubility is evaluated by the absence of visible aggregates at the Eppendorf pellet.
  • PAAm therefore allows complete solubilization of paclitaxel at 200 mg / ml.
  • the other prodrugs therefore have a lower solubility than PTX-PAAm.
  • Viscosity studies of different polymeric prodrugs by syringes Viscosity is a reflection of the solubility of a polymer. The phenomena of entanglement of the polymer chains are greater when the polymer prodrug is very soluble, which leads to an increased viscosity. Viscosity is measured through seringability studies as a function of concentration. The serability of the polymer solutions was estimated by custom-made equipment (Burckbuchler et al., Eur J Pharm Biopharm, 76, 2010, 351-356) coupled to a texture analyzer (TA.XT Plus Texture Analyzer, Stable Micro Systems) with a force sensor of 30 kg.
  • TA.XT Plus Texture Analyzer Stable Micro Systems
  • PTX-PAAm The viscosity of PTX-PAAm is higher than that of other polymers which is related to the higher entanglement of the polymer chains and therefore to the higher viscosity.
  • PAAm is the polymer with the highest capacity to solubilize highly hydrophobic PAs such as PTX.
  • Example 2 Then these were used to polymerize acrylamide as described in Example 2 to obtain the prodrugs PTX-PAAm-Cl2 (Example 2), PTX-PAAm-C4 and PTX-PAAm-C2 respectively.
  • the following diagram summarizes these different syntheses:
  • the polymers obtained have the following characteristics: PTX-PAAm-Cl 2 M n 21,600, MJM n 1,12 (Example 1); PTX-PAAm-C4 M n 26,400, M w / M n 1.04; PTX- PAAm-C2 M n 24,100, M w / M n 1.09.
  • the viscosity of the various prodrugs was measured by the same method described in Example 3, the results are grouped together in FIG. 5.
  • IR ⁇ 3270, 2924, 2854, 1635, 1546, 1439, 1379, 1200, 1182, 1075, 1130, 799, 720, 698, 606, 517 cm -1 .
  • Rhodamine Fluorescent Polymers The rhodamine (Rho) piperazine used was synthesized following a synthetic route already described by Nguyen et al. (Organic Letters, 2003, 5, 3245-3248). This is coupled to the RAFT CDP agent to obtain the Rho-CDP whose structure is given in the following figure:
  • This synthesis is carried out in two stages; a first is to react the CDP with glycolic anhydride in the presence of a base (triethylamine). The reaction is carried out at room temperature for 24 hours and quantitatively forms CDP-glycolic acid 1. A coupling between the latter with paclitaxel in the presence of EDC as coupling agent and DMAP as a base for 24 hours at 30 ° C. C gives the product PTX-digly-CDP 2 with a yield of 50%.
  • a base triethylamine
  • the first part consists of the formation of CDP-NH 2 .
  • the latter has never been described in the literature.
  • the CDP is activated in the presence of NHS and DCC to provide the product 4 with 60% yield.
  • the next step is to couple a diaminoethane chain with CDP-NHS to form a peptide bond.
  • diaminoethane is protected by a group (BOC).
  • Diaminoethane-BOC was added to a solutionCDCD-NHS in anhydrous DCM at 0 ° C to give the product in 91% yield.
  • a step of deprotection of the product in the presence of trifluoroacetic acid at room temperature provides the CDP-NH 2 , product 6, in a quantitative manner, this product is engaged in the next step without any purification.
  • the second part is the activation of paclitaxel with paranitrophenyl chloformate to give PTX-PNPh.
  • This reaction is carried out by successive addition of the formate for 4 h on a solution of paclitaxel in anhydrous dichloromethane at -50 ° C and in the presence of pyridine. After purification, PTX-PNPh, product 7, is obtained with a yield of 45%.
  • the third part consists in coupling the activated paclitaxel PTX-PNPh with the CDP-NH 2 in the presence of triethylamine at -20 ° C. in anhydrous DMF, the PTX-carbamate-CDP, product 8, is obtained with 51% yield .
  • This synthesis is carried out from PTX-PNPh and the RAFT CDP agent terminated by an alcohol function, CDP-OH.
  • the mixture is stirred for 48 h at room temperature in dry DCM and in the presence of a base (DMAP), the PTX-carbonate-CDP, product 9 is obtained with 65% yield.
  • paclitaxel-polyacrylamide prodrugs with different chemical bonds
  • the polyacrylamide prodrugs of paclitaxel with different chemical bonds were synthesized following the procedure described in Example 2 and using the synthesized RAFT agents: PTX-digly-CDP, PTX-carbamate-CDP and PTX-carbonate-CDP.
  • the following polymers are obtained: PTX-digly-PAAm M n 27,300, M w / M n 1,10; PTX-carbamate-PAAm M n 27,100, M w / M n 1.17; PTX-carbonate-PAAm M n 27.800, M w / M n 1.09.
  • Paclitaxel release experiments were performed in PBS (Tween 80, 1%) and in mouse plasma.
  • PTX, PTX-ester-PAAm (Example 2), PTX-digly-PAAm and PTX-carbonate-PAAm were incubated in PBS and murine plasma at 37 ° C. at the same concentration (1 mg / mL eq PTX).
  • PTX, 4h, 6h, 24h and 48h 200 ⁇ l of sample is taken for quantification.
  • Sample Preparation 200 ⁇ L aliquots are mixed with 600 ⁇ L of acetonitrile and 20 ⁇ L of deuterated Paclitaxel (PTX-d5) at 1 ⁇ g / mL (internal standard). Samples are shaken for 15 minutes and centrifuged for 10 minutes prior to analysis.
  • PTX-d5 deuterated Paclitaxel
  • ESI-MS / MS conditions The analyzes are performed on a triple quadrupole mass spectrometer detector (TQD) with electrospray ionization interface (ESI) (Quattro Ultima, Waters, Guyancourt, France). Electro spray and mass parameters were optimized by direct infusion of pure analytes into the system.
  • ESI parameters 3.5kV capillary voltage, 35V conical voltage, source temperature 120 0 C desolvation temperature 350 0 C, with a nitrogen flow rate of 506 L / h.
  • Mass parameters The transitions are monitored as follows PTX 854/286; PTX-d5 859/291.
  • the release profiles are illustrated in Figures 6 and 7.
  • Polymeric prodrugs with carbonate or ester bonds have better stability in PBS than with a diglycolate bond. The same trend is observed in murine plasma but the ester and carbonate bonds release quantitatively more active molecule (here PTX).
  • the synthesis is divided into different steps: in a first step, the peptide is coupled to a linker having a maleimide function, the trithiocarbonate function at the end of the polymer chain is then modified to give a thiol and the two elements are coupled by a thioether linkage .
  • the first step consists in coupling the targeting ligand to the linker by peptide coupling.
  • Cyclic RGD of cyclo (-Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys) sequence has a free amine from the residue of lysine which can be used for peptide coupling with the linker.
  • Cyclo-RGD trifluoroacetic salt (50.00 mg, 0.083 mmol) was dissolved in dry DCM (3 mL). DMF was added dropwise until solubilization of the solid. DIPEA (0.023 mL, 0.12 mmol) was added and the solution was stirred. In a separate flask, SMCC (27.70 mg, 0.083 mmol) was dissolved in dry DCM (2 mL) and the solution was added dropwise to the RGD solution. The resulting solution was stirred at room temperature for 24 h. The crude mixture was purified by preparative HPLC (50% H 2 0 / ACN in 15 minutes) and lyophilized to give a white powder (69.2 mg) 51% yield.
  • the second step consists of modifying the RAFT agent at the end of the polymer chain to give a thiol. This reaction is carried out by cleavage of the trithiocarbonate function of the CDP with an amine by aminolysis.
  • PTX-PAAm-CDP was dissolved in DMSO and the solution was degassed with argon for 10 min. Propylamine and n-tributylphosphine were added to the solution and stirred at room temperature for 48 h under an argon atmosphere. PAAm-SH was obtained as a powder after precipitation in cold diethyl ether. The powder was resuspended in DMSO and dialysed in Milli-Q water for 3 days. The solution was lyophilized to give a white solid, PTX-PAAm-SH.
  • the next step of synthesizing the thioether-bonded bioconjugate comprises coupling between the thiol of the maleimide linker with the free thiol of the previously obtained polymer.
  • the second synthetic route for the PTX-PAAm-RGD bioconjugate represents an alternative strategy for coupling the peptide to the polymer via a more stable peptide bond than the thioether linkage.
  • This synthesis consists first of all in modifying the trithiocarbonate group by a radical route to give a chain terminated by a carboxylic acid, and then coupling the targeting ligand by peptide coupling, according to for example the synthesis:
  • PTX-PAAm-CDP 300 mg, 0.015 mmol
  • ACPA 84 mg, 0.30 mmol
  • DMSO DMSO
  • PTX-PAAm-COOH (80.00 mg, 0.004 mmol) is then dissolved in water (8 mL). Then, NHS (0.5000 mg, 0.0048 mmol) and EDC.HCl (1500 mg, 0.008 mmol) are added. The mixture is stirred at t.a. for 24h. Then, cyclo-RGD trifluoroacetate (2.4 mg, 0.004 mmol) and DIPEA (1.4 ⁇ L, 0.008 mmol) are added and the mixture is stirred again for 24 hours. PTX-PAAm-RGD is obtained as a white powder after dialysis in Milli-Q water for 4 days and lyophilization (82% yield).
  • this polymer was carried out by the thiol-maleimide coupling method previously described. In a first step, rhodamine and cyanine were coupled to the maleimide linker, and then the coupling was carried out between the maleimide function and the thiol of the PTX-PAAm polymer obtained after aminolysis.
  • the inventors are, to their knowledge, the first to show that the prodrug polymer approach makes it possible to avoid the irritant / necrotizing effects of AP after SC injection.
  • Toxicity has been studied in mice. Increasing amounts of PTX (Taxol commercial formulation), PAAm (without PA), PTX-ester-PAAm (Example 2) and PTX-digly-PAAm (Example 8) were injected on D0. The weight of the mouse is followed, a weight loss of -10% is a sign of serious toxicity. No toxicity was observed with the various formulations tested. The results are shown in Figure 9.
  • Example 12 Study of Pharmacokinetics and Biodistribution (Radiolabelled PTX) Female BALB / c OlaHsd mice aged 7 weeks ( ⁇ 22 g, Envigo, France) were used. Taxol® radiolabeled and PTX * -PAAm radiolabeled (synthesized as in Example 1 with paclitaxel radiolabelled [3 H] -PTX) were injected at a dose of 1 mg.kg 7 (1 pCi per mouse) to perform pharmacokinetic and biodistribution studies.
  • mice were divided into four groups: (i) Taxol® injected intravenously; (ii) Taxol® injected subcutaneously; (iii) PTX-PAAm injected intravenously and (iv) PTX-PAAm injected subcutaneously.
  • Each group consisted of 40 mice divided into 10 different times (0.25 h, 0.5 h, 1 h, 2 h, 4 h, 4 h, 7 h, 24 h, 48 h, 96 h and 144 h) leading to 4 mice per group.
  • Radiolabelled PTX was added to the Taxol® formulation and radiolabeled PTX-PAAm was added to PTX-PAAm (approximately 1 pCi injected per mouse) to effect pharmacokinetics and biodistribution.
  • the mice were euthanized with pentobarbital and the blood was collected by cardiac puncture before the plasma was recovered by centrifugation in tubes containing EDTA (VACUETTE® K3 EDTA tube, 5 min centrifugation, 3000 ml). g). Livers, kidneys, rats, lungs and some SC tissues at the injection site were also collected. All the samples were stored in a freezer (-20 ° C.) for a maximum of one week before analysis.
  • Paclitaxel was radiolabelled and coupled to the polymer by an ester linkage (stable binding) so that it could be followed in the blood and in various organs (liver, lungs, kidneys, spleen, SC tissue).
  • ester linkage stable binding
  • Taxol is used as a control. At a dose of 7 mg / kg (paclitaxel equivalent), Taxol IV injected has a short half-life (a few tens of minutes).
  • Coupling to the polymer therefore increases the circulation time of paclitaxel by preventing its metabolism.
  • Biodistribution studies show predominantly hepatic elimination of paclitaxel. This is delayed for the paclitaxel polymer in accordance with pharmacokinetics. In the other organs, the quantities are small without disturbing accumulation.
  • the amounts of paclitaxel-polymer at the injection site decrease rapidly, which confirms the rapid passage of the prodrug into the circulation and the good bioavailability of the polymer-Paclitaxel.
  • the present invention therefore makes it possible to increase the solubility, the high concentration stability and bioavailability of the active ingredient.
  • the polyacrylamide was labeled with a fluorescent probe (Rhodamine, Example 6) and the fluorescence followed in vivo in the mouse by means of a Lumina imaging system (PerkinElmer) with excitation filters between 500 and 535 nm, and the filters emission between 575 and 650 nm.
  • a fluorescent probe Rhodamine, Example 6
  • Lumina imaging system PerkinElmer
  • Free rhodamine injected SC has good bioavailability (fluorescence decreases in 24 hours at the injection site) and is rapidly eliminated.
  • Rhodamine-PAAm is injected IV, rhodamine is still detectable 4 days after injection. Polymer grafting protects the probe against metabolism and excretion, the half-life is greatly increased.
  • the rhodamine-SC polymer is bioavailable and has an increased circulation time (still present at 4 days). These results show that coupling to the polymer increases the circulation time of the active molecule.
  • the present invention is therefore advantageous for slowing down the elimination of the active ingredients once coupled.
  • the diglycolate bond which releases the PTX more rapidly makes it possible to have higher concentrations in the course of time.
  • the ester bond which liberates more slowly allows for a prolonged release.
  • the carbonate bond weakly releases.
  • the following example shows the synthesis of a polymer having, as grafted active molecule, a polar molecule. Protection of the hydroxyl functions of Gemcitabine
  • the transmittance results as a function of temperature are summarized in Table 2.
  • the UCST is determined as the temperature where the transmittance reaches about 100%, ie when the polymer is fully solubilized.
  • the polymer is dialyzed against 1 L of water for 24 hours. The water is changed in the day every 4 hours. At the end of the dialysis, the polymer is lyophilized. White pasty flakes are obtained. The 1 H-NMR spectrum of the product obtained confirms the presence of the polymerization of
  • a PEGMA chain with a length of 1400 to 2000 g / mol was added.
  • CP5-PEGMA and CP7-PEGMA were analyzed by UV-visible spectrometer to determine their UCST as 411 ° C and 52 ° C respectively with a low hysteresis (of the order of 1 to 2 ° C).
  • Viscosity protocol (depending on the shear rate):
  • mice with PTX-21% -5 A local toxicity test is performed in mice with PTX-21% -5. On a group of 3 "nude" mice, 0.6 mg of PTX in 200 ⁇ l of PBS solution are administered subcutaneously. This injection is repeated 4 times over 4 consecutive days. At the end of the third day, local toxicity (acute irritation, mild necrosis) occurred near the injection site for all mice, as shown in Figure 3.

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Abstract

L'invention concerne de nouvelles prodrogues de molécules actives. Ces prodrogues permettent en particulier l'administration sous-cutanée ou intramusculaire de molécules actives dont l'administration sous-cutanée ou intramusculaire est problématique ou impossible, en particulier du fait de la toxicité au niveau du site d'injection. Les prodrogues de l'invention comprennent un principe actif, lié de manière covalente avec une chaîne polymère, de préférence une chaîne polymère hydrophile et/ou thermosensible. L'invention concerne en particulier des Prodrogue polymère comprenant une chaîne de polymère formée au moins en partie de monomère d' acrylamide ou l'un de ses dérivés, ledit polymère comprenant une partie proximale et une partie terminale; une première molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la partie proximale du polymère; éventuellement une deuxième molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la partie terminale du polymère.

Description

PRODROGUES POLYMÈRES ET LEUR ADMINISTRATION SOUS- CUTANEE ET/OU INTRAMUSCULAIRE
DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne des nouvelles prodrogues de molécules actives. Ces prodrogues permettent en particulier l’administration sous-cutanée ou intramusculaire de molécules actives dont l’administration sous-cutanée ou intramusculaire est problématique ou impossible en particulier du fait de la toxicité au niveau du site d’injection. Les prodrogues de l’invention comprennent un principe actif, lié de manière covalente avec une chaîne polymère, de préférence une chaîne polymère hydrophile et/ou thermosensible.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
A la connaissance des inventeurs, lors du développement de formulations pour injections sous-cutanée (SC) ou intramusculaire (IM) trois paramètres majeurs empêchent leur utilisation : la biodisponibilité du principe actif (PA), la stabilité du PA dans la formulation SC ou IM et les réactions locales au niveau du site d’administration.
• Les PA possèdent une faible biodisponibilité par la voie SC. Soit leurs propriétés physico-chimiques (log P, solubilité, masse molaire, etc.) ne leur permettent pas de franchir la barrière SC, soit ils ne sont pas stables en milieu biologique et sont dégradés avant d’atteindre la circulation, et parfois même ils combinent les deux désavantages ;
• Ils induisent une toxicité locale grave comme des irritations ou des nécroses (effets irritants/vésicants) au niveau du tissu sous cutané. Ces réactions peuvent avoir plusieurs sources telles que l’osmolarité de la solution, un effet vasoconstricteur du PA, le mécanisme d’action ou une rétention au niveau des tissus ;
• Les volumes d’injection faibles inhérents à l’administration SC ne sont pas compatibles avec les doses de chimiothérapies actuelles. On peut usuellement injecter 2 mL en injection directe, et des volumes relativement plus importants en injection lente (perfusion, pompes type « pompe à insuline »). Ces volumes vont dépendre de la vitesse d’absorption du PA (jusqu’à 1 L/24 h pour du glucose 5%). Il est donc nécessaire de concentrer les PA en solution. Cependant, les PA ne sont plus stables en solution à de fortes concentrations et vont donc cristalliser ou s’agréger.
La voie sous-cutanée (SC) reste pourtant plus attrayante que la voie intraveineuse (IV) car elle est plus facile et plus rapide d’utilisation. On pourrait même envisager une auto administration par le patient à son domicile. Cependant, en oncologie, seules 9 chimiothérapies anticancéreuses (méthotrexate, cytarabine, azacitidine, cladribine, bléomycine, bortezomib, omacetaxine, rituximab, trastuzumab) sont disponibles par voie SC. Parmi elles, on ne retrouve peu de PA parmi les plus efficaces et les plus couramment prescrits pour le traitement du cancer.
Différents acteurs tentent de résoudre les problèmes détaillés ci-dessus. Par exemple, Otsuka (en collaboration avec BMS) a développé une technologie à base de cyclodextrines. Ces oligosaccharides cycliques possèdent une cavité intérieure hydrophobe et une surface extérieure hydrophile. Les PA hydrophobes vont donc s’encapsuler dans la cavité intérieure, induisant ainsi une augmentation de leur solubilité apparente. Cette augmentation de solubilité entraîne une augmentation de la biodisponibilité SC.
La société Adocia développe des polymères bio-chaperons qui vont s’associer aux biomolécules telles que l’insuline par interactions physico-chimiques. L’insuline va être stabilisée sous forme individualisée (« monomérique ») et aura une biodisponibilité SC plus élevée que l’insuline sous sa forme hexamèrique classique (absorption plus rapide de la forme « monomère » car sa masse molaire est plus faible). On joue donc ici sur la stabilité du monomère d’insuline à haute concentration.
La société Halozyme développe, quant à elle, une formulation à base de Hyaluronidase ; une enzyme qui va dégrader de manière réversible le tissu SC constitué majoritairement d’acide hyaluronique. Le volume d’injection direct va donc pouvoir être augmenté de 2 à 5 mL
Bien que toutes ces formulations permettent une amélioration de l’administration SC en jouant sur la biodisponibilité pour Otsuka, la stabilité pour Adocia ou le volume d’injection pour Halozyme, elles ne sont applicables qu’à un nombre restreint de molécules (neuroleptiques, protéines (insulines) et anticorps monoclonaux respectivement).
Les limitations des technologies actuellement disponibles pour la voie SC sont liées au fait qu’elles n’agissent que sur un seul des paramètres précités à la fois (biodisponibilité et stabilité, volume d’injection) et aucune ne permet de diminuer les toxicités SC.
Ainsi, il existe un besoin de technologies qui permettent l’administration sous-cutanée ou intramusculaire de PA évitant les problèmes liés à sa biodisponibilité et à sa stabilité, et surtout ne causant pas d’irritation/nécrose au patient au site d’injection.
Par ailleurs, l’administration d’un PA à concentration élevée pour atteindre des doses thérapeutiques efficaces, par exemple à partir de 5 mg/mL et en particulier à partir de 10 mg/mL, présente en général l’inconvénient technique que la formulation devient trop visqueuse et incompatible avec une injection SC.
BUTS DE l’INVENTION
La présente invention a pour but de résoudre les problèmes techniques énoncés ci- dessus.
En particulier, la présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir une composition injectable en particulier par voie sous-cutanée (« SC ») ou intramusculaire (« IM ») d’un ou plusieurs principes actifs, par exemple d’anticancéreux, évitant les problèmes de biodisponibilité et stabilité du principe actif et ne causant pas d’irritation, voire nécrose, au patient au site d’injection.
La présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir une composition injectable, en particulier par voie sous-cutanée (« SC ») ou intramusculaire (« IM »), avec une haute concentration de PA, et en particulier des concentrations de 5 mg/mL, voire 10 mg/mL ou plus.
La présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir une composition injectable, en particulier par voie sous-cutanée (« SC ») ou intramusculaire (« IM »), d’une quantité thérapeutiquement efficace d’au moins un principe pharmaceutiquement actif dans un faible volume de solution injectable, par exemple de 1 à 20 mL.
La présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir une composition injectable, en particulier par voie sous-cutanée (« SC ») ou intramusculaire (« IM »), d’au moins un principe pharmaceutiquement actif formulé dans une solution peu visqueuse, permettant une injection facile.
DESCRIPTION DE L’INVENTION
Les inventeurs ont développé une nouvelle technologie de prodrogues polymères qui permet l’administration des principes actifs par voie SC ou IM sans toxicité cutanée/locale observée. Il a été découvert de manière surprenante que l’approche prodrogue permet d’inactiver le PA d’intérêt au niveau du tissu SC ou IM et de le libérer par clivage de la liaison PA/polymère une fois dans la circulation générale ou au site d’action. Le couplage chimique entre des PA et des polymères très hydrosolubles tel le polyacrylamide permet aussi de modifier les propriétés physico-chimiques des molécules thérapeutiques. Les propriétés physico-chimiques du polymère seront conférées au PA. Contrairement aux autres polymères utilisés pour former des prodrogues (comme le poly(ethylène glycol) et ses dérivés), le polyacrylamide permet d’augmenter très fortement la solubilité du PA même lorsqu’il a une faible masse molaire. Ces caractéristiques permettent de maintenir une stabilité à haute concentration tout en limitant la viscosité, de maximiser son absorption à partir du tissu SC ou IM et de limiter sa métabolisation à ce niveau, conduisant alors à une biodisponibilité augmentée. Le fait de pouvoir modifier la vitesse et le taux d’absorption, combiné à l’approche prodrogue (où le PA est inactif jusqu’à sa libération) permet de supprimer les effets indésirables locaux des PA nécrosants/irritants. Une fois dans la circulation générale ou au site d’action, le principe actif est libéré de la prodrogue par clivage de la liaison et retrouve alors son activité.
La technologie développée par les inventeurs conduit à la modification des propriétés physico-chimiques des principes actifs. Ceci permet leur administration SC ou IM à haute concentration tout en limitant les problèmes d’irritations et de nécroses. Avantageusement, les prodrogues polymères de l’invention augmentent la biodisponibilité et la stabilité du PA. Avantageusement, les prodrogues polymères de l’invention maintiennent une stabilité à haute concentration de PA, et en particulier à une concentration d’au moins 1 mg/mL, par exemple d’au moins 2 mg/mL et de préférence d’au moins 5 mg/mL en concentration équivalente en PA. Selon une variante, la prodrogue polymère est injectable à une concentration équivalente en PA d’au moins 10 mg/mL et de préférence d’au moins 20 mg/mL.
Avantageusement, les prodrogues polymères de l’invention maximisent l’absorption du PA à partir du tissu SC ou IM
Avantageusement, les prodrogues polymères de l’invention limitent la métabolisation du PA, conduisant alors à une biodisponibilité augmentée.
Avantageusement, les prodrogues polymères de l’invention permettant l'injection SC de fortes doses de PA tout en évitant les phénomènes d'irritations et/ou nécroses SC ou IM.
Avantageusement, les prodrogues polymères de l’invention permettent de s’adapter à un grand nombre de principes actifs, ce qui rend les prodrogues polymères, leur préparation et leurs utilisations particulièrement intéressantes.
De manière surprenante, les inventeurs ont mis en évidence des prodrogues polymères dont les propriétés leur permettent d’être administrées par voie SC ou IM sans réactions d’irritation ou de nécrose.
Les inventeurs ont constaté que les propriétés physico-chimiques du polymère sont conférées à la prodrogue, et en particulier les propriétés de solubilité dans une solution injectable par voie SC ou IM.
En effet, l’utilisation de prodrogues polymères selon la présente invention, conduit à l’obtention de solutions à des concentrations équivalentes en principe actif, par exemple de 1 à plus de 20 mg/mL en comparaison aux faibles solubilités de certains principes actifs autour de 1 pg/mL. Les prodrogues polymères de cette invention ont été choisies pour leur grande hydro solubilité par rapport à un grand nombre de polymères testés. De par leur nature extrêmement hydrophile ils vont pouvoir solubiliser des PA hydrophobes tout en ayant une faible masse molaire. Du fait de cette faible masse molaire le taux de charge sera élevé, la viscosité sera faible et l’absorption sera rapide au niveau du tissu SC (la vitesse d’absorption est inversement proportionnelle à la masse molaire). De plus le choix de la liaison entre le polymère et le PA permet de libérer la molécule uniquement après absorption depuis le tissu SC ou IM (pas de libération précoce au niveau du tissu). Ces 3 caractéristiques permettent d’injecter des quantités importantes de PA sans toxicité. De plus, des essais in vivo montrent l’absence de manifestations de toxicité, d’irritations ou de nécrose suite à l’administration SC d’un cytotoxique sous forme de prodrogue qui conduit habituellement à ce type de réaction lorsque injecté sans notre formulation. Les prodrogues utilisées dans l’invention montrent donc des propriétés adéquates pour être administrées par voie SC ou IM.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION
La présente invention concerne une prodrogue polymère comprenant :
une chaîne de polymère formée au moins en partie de monomère d’acrylamide ou l’un de ses dérivés, comme par exemple le N-hydroxyacrylamide, le N- (4-hydroxybutyl)methacrylamide, le le N-(poly(ethylène glycol))-acryalamide, le N-(3- methoxypropyl)methacrylamide, le N-(2-(dimethylamino)ethyl)-N- methylmethacrylamide, le le N-(2-(diethylamino)ethyl)-N-methylmethacrylamide, ledit polymère comprenant une partie proximale et une partie terminale ;
une première molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la partie proximale du polymère
éventuellement une deuxième molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la partie terminale du polymère.
Les parties proximales et terminales sont définies arbitrairement comme les extrémités d’une chaîne de polymère essentiellement linéaire, c’est-à-dire que les chaînes pendantes si présentes sont de longueur inférieure à la chaîne principale. En général, la chaîne principale est la chaîne comprenant les groupes réactifs pour la polymérisation et se propageant lors de la polymérisation. Les parties proximales et terminales désignent les extrémités du polymère. De préférence, lorsque la polymérisation est directionnelle, la partie proximale désigne l’extrémité qui ne s’allonge pas et la partie terminale l’extrémité qui s’allonge. Les termes « parties » proximale et terminale désignent globalement les extrémités proximale et terminale, respectivement ainsi la partie proximale peut comprendre le premier PA et le premier monomère et la partie terminale peut comprendre le dernier monomère et, si présent, le deuxième PA. On parle également dans l’invention de parties proximale et terminale pour l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire.
L’invention concerne en particulier une prodrogue polymère comprenant une partie proximale et une partie terminale et comprenant :
au moins une première molécule pharmaceutiquement active, au moins une chaîne de polymère formée au moins en partie à partir de monomères acrylamide ou l’un de ses dérivés,
au moins un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant une partie proximale et une partie terminale ; la première molécule pharmaceutiquement active étant située en partie proximale du polymère prodrogue et liée de manière covalente à la partie proximale de l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire,
la partie terminale de l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire étant située en partie terminale du polymère prodrogue et étant liée de manière covalente à la chaîne de polymère.
L’invention concerne aussi une prodrogue polymère soluble dans l’eau, comprenant une partie proximale et une partie terminale et comprenant : au moins une première molécule pharmaceutiquement active au moins une chaîne de polymère au moins un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant une partie proximale et une partie terminale ; la première molécule pharmaceutiquement active étant située en partie proximale du polymère prodrogue et liée de manière covalente à la partie proximale de l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire, la partie terminale de l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire étant située en partie terminale du polymère prodrogue et étant liée de manière covalente à la chaîne de polymère, ladite solubilité étant appréciée à une concentration de 200 mg/mL dans l’eau distillée avec comme première molécule pharmaceutiquement active le paclitaxel.
Selon une variante, le polymère est formé au moins en partie de monomère d’acrylamide, ou l’un de ses dérivés, et de co-monomères pour former des polymères statistiques ou à blocs, comme par exemple le poly(acrylamide-co-acrylonitrile).
Selon une variante spécifique, le polymère est un poly(acrylamide).
La présente invention concerne une prodrogue polymère comprenant :
une chaîne de polymère soluble dans l’eau, ledit polymère comprenant une partie proximale et une partie terminale ;
une première molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la proximale du polymère ;
éventuellement, une deuxième molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la partie terminale du polymère ;
ladite solubilité étant appréciée à une concentration de 200 mg/mL dans l’eau distillée avec comme première molécule pharmaceutiquement active le paclitaxel.
Selon une variante, la chaîne de polymère présente un indice de polydispersité inférieur à 1,5 ledit indice de polydispersité déterminé par chromatographie exclusion stérique. Selon une variante, la chaîne de polymère présente une masse molaire de 1000 à 1000000 g/mol, de préférence inférieure à 100000 g/mol, de préférence inférieure à 50000 g/mol.
Avantageusement, le polymère comprend un agent de contrôle de polymérisation radicalaire étant choisi parmi les agents de contrôle de la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert de chaîne réversible par addition-fragmentation (en anglais Réversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT), polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d'atomes (en anglais Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP)) et ses dérivées (polymérisation radicalaire contrôlée par le cuivre(I)), polymérisation radicalaire contrôlée par les nitroxydes (en anglais Nitroxide-Mediated Polymerization (NMP), polymérisation radicalaire contrôlée par le cobalt (CoMRP), polymérisation radicalaire contrôlée par des organotellures (TERP) et la polymérisation radicalaire contrôlée par les organoantimoines (SbRP), et par exemple parmi les agents de transfert thiocarbonylthio comme par exemple les dithiocarbonate, xanthate, dithiocarbamate et trithiocarbonate, parmi les complexes à base de métaux de transition (Cu, Fe, Ru, etc.), parmi les alkoxyamines, parmi les complexes à base de cobalt, les organotellures et parmi les organoantimoines.
Selon une variante, le polymère comprend un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant en partie terminale une chaîne alkyle terminale, par exemple comprenant de 1 à 20 atomes de carbone, une fonction acide carboxylique, une fonction alcool, une fonction amine, une fonction amide, une fonction thiol, ladite fonction étant éventuellement supportée par la chaîne alkyle terminale, et ladite fonction étant éventuellement liée à une deuxième molécule pharmaceutiquement active.
Selon une variante, le polymère comprend un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant en partie proximale une fonction proximale choisie parmi une fonction amide, ester, carbonate, carbamate, succinate, disulfide, acétal, thioether, triazole ; et/ou linker diglycolate, succinate, succinimidyl 4-(N- maleimidomethyl)cyclohexane-l-carboxylate (SMCC), glycinate, glucuronate, valine- citrulline, maléimide, ladite fonction et/ou linker proximal formant liaison covalente avec le premier principe pharmaceutiquement actif.
Selon une variante, la molécule active est une molécule anticancéreuse, une molécule antibiotique (bactério/fungo-statique, bactério/fungo-toxique ou agent antiviraux), une molécule antidiabétique, une molécule traitant les pathologies vasculaires ou cardiovasculaire, une molécule traitant les pathologies du système nerveux central, une molécule anti-inflammatoire, une molécule agoniste d’un récepteur physiologique, une molécule antagoniste ou partiellement antagoniste d’un récepteur physiologique, une molécule immuno-modulatrice.,
Selon une variante, la molécule active est une molécule anticancéreuse choisie parmi, le paclitaxel, le docétaxel, la gemcitabine, la cladribine, la capécitabine, la daunorubicine, la doxorubicine, l’épirubicine, l’idarubicine, l’actinomycine, l’amsacrine, la dacarbazine, la dactinomycine, la vincristine, la vimblastine, la vindésine, le methotrexate, la colchiccine, le cyclophosphamide, l’azathioprine, la 6- mercaptopurine, la lomustine, la carmustine, la dacarbazine, le cisplatine, le fluoro uracile, le tenoposide ou l’étoposide., la fotémustine, la mitomycine C, la mitoxantrone, la streptozocine, la trabectédine, la vinflunine, la vinorelbine, le trioxyde d’asernique, la bendamustine, le busulfan, le cabazitaxel, la carboplatine, l’eribuline, l’irinotécan, le topotécan, l’ixabepilone, la nélarabine, l’oxaliplatine, le pralatrexate, le temozolomide, le pemetrexed, l’imatinib, le sunitinib, le sorafenib
Avantageusement, la prodrogue polymère induit une libération étalée dans le temps de la molécule pharmaceutiquement active dans la circulation sanguine ou au site d’action, et par exemple au niveau d’une tumeur ou au niveau intracellulaire.
La présente invention concerne une prodrogue polymère selon l’invention, pour son utilisation dans une méthode de traitement thérapeutique, ou dans une méthode de diagnostic, ou dans une méthode d’imagerie médicale, chez un être humain ou animal par administration sous-cutanée ou intra-musculaire.
La présente invention concerne une prodrogue polymère selon l’invention, pour son utilisation dans une méthode de traitement thérapeutique d’un être humain ou animal par administration sous-cutanée ou intra-musculaire, ladite prodrogue polymère comprenant une liaison covalente entre une molécule pharmaceutiquement active et un polymère, ladite molécule pharmaceutiquement active n’étant pas administrable par voie sous-cutanée ou intra-musculaire du fait de sa toxicité au niveau du site d’injection (irritation/nécrose du tissu) lorsqu’elle n’est pas liée par liaison covalente audit polymère, de préférence ladite prodrogue polymère présentant une biodisponibilité de la molécule prévenant les toxicités locales (au site d’injection) et libérant la molécule pharmaceutiquement active dans la circulation sanguine.
Selon une variante, la méthode de traitement selon l’invention est une méthode de traitement du cancer.
La présente invention concerne un procédé de polymérisation radicalaire contrôlée, notamment par la méthode dit du principe actif amorceur, d’au moins une prodrogue polymère selon l’invention, ledit procédé comprenant les étapes :
couplage covalent d’au moins une première molécule pharmaceutiquement active avec un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant une partie proximale et une partie terminale, pour former une première molécule couplée ;
la polymérisation radicalaire contrôlée de la première molécule couplée en présence de monomères acrylamide ou l’un de ses dérivés pour former la prodrogue polymère ; éventuellement, le couplage covalent d’une deuxième molécule pharmaceutiquement active en partie terminale de l’agent de contrôle après polymérisation radicalaire contrôlée du polymère.
La présente invention concerne aussi un procédé de polymérisation radicalaire contrôlée d’au moins une prodrogue polymère selon l’invention, ledit procédé comprenant les étapes :
la polymérisation radicalaire contrôlée d’un polymère en présence de monomère d’acrylamide ou l’un de ses dérivés pour former un polymère comprenant une partie proximale et une partie terminale ; couplage covalent d’au moins une première molécule pharmaceutiquement active avec la partie proximale du polymère pour former ladite prodrogue polymère ;
éventuellement, le couplage covalent d’une deuxième molécule pharmaceutiquement active en partie terminale de la prodrogue polymère.
La présente invention concerne également un médicament comprenant au moins une prodrogue polymère selon l’invention.
La présente invention concerne aussi une composition injectable dans un tissue d’un mammifère, de préférence un être humain, et en particulier formulée pour une injection par voie sous-cutanée ou intramusculaire, ladite composition comprenant une prodrogue polymère telle que définie selon l’invention.
La présente invention concerne une prodrogue polymère pour son utilisation dans une méthode de traitement. Cette méthode comprend l’administration sous-cutanée ou intra musculaire d’une quantité pharmaceutiquement efficace de ladite prodrogue polymère à un patient.
DÉFINITIONS
Dans la présente invention, les termes ci-dessous sont définis de la manière suivante : « Polymère » désigne un polymère ou un copolymère.
Le terme « amorceur de polymérisation radicalaire » fait référence à l’ensemble des composés utilisés pour produire des radicaux et amorcer ainsi la polymérisation radicalaire. Ces composés possèdent une fonction chimique capable de libérer des radicaux sous l’action de la chaleur, d’irradiation de lumière, par réaction d’oxydo- réduction, rayonnement ionisants, réactions électrochimiques et sonication. Des exemples non limitatifs d’amorceurs comprennent les composés de type azoïque, tels que le 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile), l’acide 4,4’-azobis(4-cyanovalérique), le 1 , 1 '-azobis(cyclohexanecarbonitiïle) ; de type peroxyde inorganique ; ou de type peroxyde organique tel que le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de lauroyle, le peroxyde de méthyl éthyl cétone, le tert-butyl peroxybenzoate.
Le terme « agent de contrôle » fait référence à l’ensemble des composés utilisés lors d’une réaction de polymérisation afin d’obtenir des polymères ayant un rapport masse molaire moyenne en nombre sur masse molaire moyenne en poids, ou dispersité, inférieur à 1,5. La nature de ces composés dépend de la technique de polymérisation radicalaire contrôlée mise en œuvre. Pour la polymérisation contrôlée par transfert de chaîne réversible par addition-fragmentation (Réversible Addition-Fragmentation chain Transfer, ci-après « RAFT ») il s’agit de composés de type dithiocarbonate (xanthate), trithiocarbonate, dithioester ou dithiocarbamate. Pour la polymérisation radicalaire contrôlée par les nitroxydes (Nitroxide-Mediated Polymerization, « NMP »), l’amorceur de polymérisation radicalaire et l’agent de contrôle sont combinés en une seule et même molécule de type alcoxyamine. Pour la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d’atomes (Atom Transfer Radical Polymerization, « ATRP »), l’amorceur de polymérisation radicalaire est un halogénure d’alkyl et l’agent de contrôle est un atome d’halogène impliqué dans une réaction d’oxydo-réduction orchestrée par un catalyseur de type complexe à base de métal de transition.
Méthode du « principe actif amorceur » sous-entend une technique de polymérisation radicalaire contrôlée mettant en œuvre un agent de contrôle modifié par couplage chimique avec un principe actif. Ainsi l’agent de contrôle modifié porte une molécule de principe actif et le polymère obtenu porte également un principe actif par chaîne de polymère en partie proximale. Par « alkyle », on entend toute chaîne hydrocarbonée linéaire ou ramifiée saturée, de 1 à 20 atomes de carbone, de préférence de 1 à 6 atomes de carbone, tel que par exemple méthyle, éthyle, n-propyle, isopropyle, n-butyle, sec-butyle, isobutyle, tertio-butyle, pentyle et ses isomères (e.g. n-pentyle, iso-pentyle), hexyle et ses isomères (e.g. n-hexyle, iso-hexyle).
Le terme « arylalkyle » fait référence à un groupe alkyle substitué par un groupe aryle et peut s’écrire : aryle- alkyle-.
Le terme « aryle » fait référence à un groupe polyinsaturé hydrocarbyle aromatique ayant un seul cycle (par exemple phényle) ou plusieurs cycles aromatiques fusionnés (par exemple naphtyle) ou lié par covalence, contenant typiquement 5 à 12 atomes de carbone ; de préférence 6 à 10, dans lequel au moins un cycle est aromatique. Le cycle aromatique peut éventuellement inclure un à deux cycles supplémentaires (soit cycloalkyle, hétérocyclyle ou hétéroaryle) fusionnés à celui-ci. Des exemples non limitatifs de groupes aryles comprennent les groupes phényle, biphénylyle, biphénylényle, 5 ou 6 tétralinyle, naphtalène-l- ou -2-yle, 4, 5, 6 ou 7- indényle, 1- 2-, 3-, 4- ou 5- acénaphtylényl, 3-, 4- ou 5-acénaphtényl, 1- ou 2- pentalényle, 4- ou 5-indanyle, 5-, 6-, 7- ou 8-tétrahydronaphtyle, 1, 2,3,4- tétrahydronaphtyle, l,4-dihydronaphtyle, le 1-, 2-, 3-, 4- ou 5-pyrényle.
Le terme « environ », placé devant un nombre, signifie plus ou moins 10% de la valeur nominale de ce nombre.
« Excipient pharmaceutiquement acceptable » concerne un véhicule ou un support inerte utilisé en tant que solvant ou diluant dans lequel l'agent pharmaceutiquement actif est formulé et/ou administré, et qui ne produit pas une réaction indésirable, allergique ou autre lorsqu'il est administré à un animal, de préférence un être humain. Cela comprend tous les solvants, milieux de dispersion, revêtements, agents antibactériens et antifongiques, agents isotoniques, retardants d'absorption, agents tensioactifs tels que les polymères tensioactifs, lipides et autres ingrédients similaires. Le choix des excipients pharmaceutiquement acceptables peut être fait par la personne du métier en fonction des propriétés de la nature et les propriétés de l’agent pharmaceutiquement actif, le sujet à traiter et la voie d’administration. Pour l'administration humaine, les préparations doivent répondre à des normes de stérilité, de sécurité générale et de pureté, telles que requises par les offices de régulation, tels que par exemple la FDA ou GEMA.
« Quantité pharmaceutiquement ou thérapeutiquement efficace » concerne la quantité nécessaire et suffisante d’un agent pharmaceutique ou thérapeutique à administrer à un sujet permettant le ralentissement ou l’arrêt de la progression, l’aggravation, la détérioration d’au moins un des symptômes d’une maladie. Cette quantité administrée peut permettre le soulagement des symptômes d’une maladie ou la guérison de cette maladie.
« Pharmaceutique » fait référence à un composé ou principe actif dans le domaine de la santé, présentant par exemple des propriétés thérapeutiques et/ou utiles pour un diagnostic thérapeutique, notamment aux fins du traitement (curatif et/ou symptomatique et/ou prophylactique) d’une maladie ou de recherche thérapeutique. Le terme pharmaceutique regroupe donc les molécules ou principes actifs thérapeutiques et ceux de diagnostic.
« Milieu aqueux » concerne un milieu à base de molécules d’eau (H20), en particulier une solution aqueuse. De préférence, un milieu aqueux comprend entre 50% et 100% d’eau, en masse par rapport à la masse total du milieu. Un milieu aqueux peut notamment être un liquide biologique tel que le sang, la lymphe, la salive ou l’urine.
« Molécule active » et « Principe actif » sont synonymes et concernent un composé à usage thérapeutique se rapportant à la santé. En particulier, une molécule active peut être indiquée pour traiter ou prévenir une maladie, de préférence chez un sujet. On parle ainsi de molécule pharmaceutiquement active. Au sens de la présente invention, le terme « traitement d'une maladie » désigne la réduction ou l'atténuation d'au moins un effet ou symptôme indésirable d'une maladie, d'un trouble ou d'un état associé à une déficience d'une fonction d'un organe, d’un tissu ou d’une cellule. Au sens de la présente invention, l'expression « prévenir une maladie » ou « inhiber le développement d'une maladie » concerne le fait de prévenir ou d’éviter l'apparition de symptômes. Par principe actif, on entend un composé ayant en particulier des propriétés thérapeutiques et/ou utiles pour un diagnostic thérapeutique, notamment aux fins du traitement (curatif et/ou symptomatique et/ou prophylactique) d’une maladie ou de recherche thérapeutique. « Prodrogue » : Le terme « prodrogue » fait référence à des dérivés pharmacologiquement acceptables des composés molécules actives, tels que par exemple des amides ou esters, dont le produit de biotransformation in vivo génère la molécule biologiquement active. Les prodrogues sont généralement caractérisées par une augmentation de la bio-disponibilité et sont facilement métabolisées en composés biologiquement actifs in vivo. De préférence, une prodrogue est un polymère hydrosoluble lié de manière covalente avec une molécule active.
« Prodrogue polymère » : Ce terme fait référence au polymère conjugué à au moins un principe actif.
« Sujet » concerne un animal, y compris un être humain. Au sens de la présente invention, un sujet peut être un patient, à savoir une personne recevant des soins médicaux, subissant ou ayant subi un traitement médical, ou surveillée dans le cadre du développement d'une maladie. Dans un mode de réalisation le sujet est traité pour la première fois. Dans un autre mode de réalisation, le sujet est résistant à un autre type de traitement et il est traité avec les prodrogues de la présente invention dans le cadre d’une deuxième, troisième ou quatrième intention.
« Température critique supérieure de solubilité », « Upper Critical Solution Température » et « UCST » sont synonymes et concernent la température critique au-dessus de laquelle un polymère thermosensible est complètement soluble.
« Thermosensible » concerne une propriété d’un polymère dont les propriétés physiques évoluent abruptement en fonction de la température. Dans l’invention, la propriété concernée est la solubilité du polymère en milieu aqueux. De préférence, un polymère thermosensible présente une température critique supérieure de solubilité (UCST).
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION
Polymère
Avantageusement, les prodrogues polymères selon l’invention sont obtenues par polymérisation d’un monomère ou de co-monomères.
Avantageusement, les prodrogues polymères selon l’invention sont obtenues par polymérisation radicalaire contrôlée.
Ainsi la dispersité de la prodrogue-polymère formé est très faible.
Avantageusement, la prodrogue polymère de l’invention comprend une molécule active liée de manière covalente avec une chaîne de polymère hydrophile par la méthode du principe actif amorceur. Avantageusement, le PA est couplé à un agent de contrôle de la polymérisation avant la polymérisation suivant la méthode dite du principe actif amorceur. Dans ce procédé le PA est couplé de manière covalente à un agent de contrôle de polymérisation. Une fois ce couplage effectué, il est possible de faire croître un polymère vinylique de manière contrôlée à partir de cet adduit agent de contrôle/PA. Le PA se retrouvera finalement couplé de manière covalente à l’extrémité proximale du polymère. Contrairement aux autres méthodes de synthèse de prodrogues polymères (notamment celle consistant en un couplage entre le PA et un polymère préformé, appelée post-fonctionnalisation ou celle couplant le PA au monomère avant polymérisation), cette technique permet de positionner un PA à une extrémité de chaque chaîne de polymère. Les prodrogues polymères résultantes ont une structure bien définie, un taux de charge élevé et une purification simple. Elle est facilement transposable à un grand nombre de PA et de polymères.
Selon un aspect, la prodrogue polymère de l’invention comprend une molécule active liée de manière covalente avec une chaîne de polymère hydrosoluble par la méthode du principe actif amorceur.
Ainsi, avantageusement, on effectue la polymérisation radicalaire contrôlée des monomères acrylamide en présence de la première molécule couplée à l’agent de tansfert de chaîne pour former la prodrogue polymère. Selon un mode de réalisation, on peut polymériser en présence de monomères acrylamide et de co-monomères. Selon une variante, la prodrogue polymère est composée de polyacrylamide, de dérivés hydrophiles de polyacrylamide, ou d’un copolymère de polyacrylamide comme le poly(acrylamide-co-acrylonitrile).
Avantageusement, le polymère selon l’invention comprend une structure polyacrylamide dont l’unité de répétition a la formule [-CH2-CH(CONH2)-]„, où n représente le nombre d’unité de répétition dans le polymère (ou copolymère).
Selon un mode de réalisation, on peut polymériser en présence de dérivés de monomères acrylamide. Par exemple les dérivés de l’acrylamide comme le N- hydroxyacrylamide, le N-(4-hydroxybutyl)methacrylamide, le le N-(poly(ethylène glycol))-acrylamide, le N-(3-methoxypropyl)methacrylamide, le N-(2- (dimethylamino)ethyl)-N-methylmethacrylamide, le le N-(2-(diethylamino)ethyl)-N- methylmethacrylamide .
Le procédé ou méthode selon l’invention permet avantageusement de fournir une prodrogue polymère présentant une molécule pharmaceutiquement active (ou PA) à une extrémité de la molécule prodrogue-polymère et permet ainsi avantageusement de contrôler le taux de charge du PA. En général, un tel contrôle n’est pas présent dans les techniques antérieures dans lesquelles le PA est couplé soit après polymérisation soit au monomère avant polymérisation. Ces techniques résultent en un nombre variable de PA par chaîne de polymère et une purification complexe du PA non couplé.
Selon un mode de réalisation, on couple par couplage covalent une deuxième molécule pharmaceutiquement active à la partie terminale de l’agent de contrôle. Ce couplage a lieu après la fin de la polymérisation radicalaire.
Chaîne de polymère
Avantageusement, le choix du polymère et de sa taille permet l’obtention des prodrogues polymères qui peuvent être administrées par voie SC ou IM.
Avantageusement, la taille des prodrogues polymères est contrôlée par les conditions de polymérisation radicalaire. Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère comprend une molécule active, liée de manière covalente avec une chaîne polyacrylamide par la méthode du principe actif amorceur.
Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère comprend une molécule active, liée de manière covalente avec un copolymère par la méthode du principe actif amorceur obtenu à partir de monomères acrylamide et d’un ou plusieurs autres comonomères
Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère comprend une molécule active, liée de manière covalente avec un copolymère par la méthode du principe actif amorceur obtenu à partir de monomères acrylamide et d’acrylonitrile pour donner la prodrogue polymère thermosensible à UCST poly(acrylamide-r -acrylonitrile),
Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère comprend une molécule active, liée de manière covalente avec un polymère par la méthode du principe actif amorceur ou copolymère obtenu à partir de monomères hydrophiles dérivés de G acrylamide comme le N-hydroxyacrylamide, le N-(4-hydroxybutyl)methacrylamide, le le N-(poly(ethylène glycol))-acryalamide, le N-(3-methoxypropyl)methacrylamide, le N-(2- (dimethylamino)ethyl)-N-methylmethacrylamide, le le N-(2-(diethylamino)ethyl)-N- methylmethacrylamide .
Selon un mode de réalisation, on peut polymériser en présence d’autres monomères hydrophiles.
Selon un mode de réalisation, le copolymère selon l’invention est un copolymère aléatoire.
Dans un autre mode de réalisation, le copolymère selon l’invention est un copolymère statistique.
De préférence, le polymère de la prodrogue polymère selon l’invention n’est pas réticulé.
Typiquement, la prodrogue polymère selon l’invention ne forme pas un hydrogel réticulé. Avantageusement, une masse molaire significativement supérieure à celle de la molécule active améliore le maintien des propriétés liées aux interactions entre le polymère et le solvant, et en particulier améliore la solubilité en phase aqueuse de la molécule active.
Par conséquent, dans un mode de réalisation le polymère de l’invention présente une masse moléculaire de 1.000 à 100.000 g/mol. Dans un mode de réalisation particulier, le polymère de l’invention présente une masse moléculaire de 2.000 à 70.000 g/mol, de 5.000 à 70.000 g/mol, de 5.000 à 60.000 g/mol, de 5.000 à 50.000 g/mol, de 5.000 à 40.000 g/mol, de 5.000 à 30.000 g/mol, de 5.000 à 40.000 g/mol, de 10.000 à 40.000 g/mol, de 15.000 à 40.000 g/mol, de 15.000 à 30.000 g/mol ou de 20.000 à 30.000 g/mol.
Selon une variante, la masse molaire du polymère (partie polymère uniquement) est de 1 000 à 80 000 g/mol.
Avantageusement, la partie terminale de la prodrogue polymère fait varier la solubilité et/ou la viscosité de la prodrogue polymère.
Selon un mode de réalisation, la chaîne de polymère, par exemple de polyacrylamide, comprend une chaîne alkyl terminale, par exemple comprenant de 2 à 20 atomes de carbone ou une fonction -SH, -COOH, -NH2, halogène. Avantageusement, la longueur de la chaîne alkyl ou sa nature permet de faire varier la viscosité de la prodrogue polymère.
Selon une variante, la prodrogue polymère est thermosensible, présentant une température critique supérieure de solubilité (UCST) de 0 à 60 °C en milieu aqueux. La prodrogue polymère comprend une molécule active qui est liée de manière covalente avec une chaîne de polymère thermosensible de poly(acrylamide-co-acrylonitrile).
Jusqu’à présent, à la connaissance des inventeurs, personne n’a décrit des polymères présentant une UCST greffés sur des molécules actives par la méthode du principe actif amorceur. La personne du métier s’attendrait à une altération du caractère thermosensible due à la modification chimique du polymère par la molécule active. Les inventeurs ont démontré que l’association covalente d’une molécule active à une chaîne de polymère présentant une UCST, altère peu le caractère thermosensible dudit polymère. De manière surprenante, il est possible, une fois la molécule active conjuguée, de modifier la masse molaire et la composition en monomère pour retrouver un polymère avec des propriétés thermosensibles. Par conséquent, le couplage de la molécule active avec un polymère optimisé permet la conservation du caractère thermosensible du polymère qui présente toujours une UCST.
Selon un mode de réalisation, la chaîne de poly(acrylamide-co-acrylonitrile) de ces prodrogues polymères présente une masse molaire de 1.000 à 100.000 g/mol.
Selon un mode de réalisation, le pourcentage molaire d’acrylonitrile est de plus de 0 à 100% de préférence de 1 à 50%, et plus préférentiellement de 5 à 35 % par rapport au nombre de moles du polymère.
Molécule active
Typiquement, la molécule pharmaceutiquement active à utiliser pour la préparation des prodrogues polymères de l’invention est une molécule libre ou une molécule liée avec une autre molécule. Selon un mode de réalisation, la molécule active pour la préparation des prodrogues polymères de l’invention est libre.
En général, la molécule pharmaceutiquement active à utiliser pour la préparation des prodrogues polymères de l’invention présente une fonction susceptible de réagir avec un agent de polymérisation radicalaire contrôlée selon l’invention de manière à coupler par liaison covalente la molécule active (ou PA) et l’agent de polymérisation.
Selon un mode de réalisation, la molécule pharmaceutiquement active à utiliser pour la préparation des prodrogues polymères de l’invention est une molécule présentant au moins une fonction libre (susceptible de réagir avec un agent de polymérisation radicalaire contrôlée) par exemple choisie parmi les fonctions -OH, -NH2, -NH, -NHR (R = alkyle tel que défini), -SH, -COOH, -C=0, -CHO ou halogène. Dans un mode de réalisation, la fonction libre est une fonction nucléophile.
La molécule pharmaceutiquement active peut ne pas porter des fonctions libres. Elle peut être traitée chimiquement préalablement à son couplage à l’agent de polymérisation afin qu’elle présente une fonction libre (susceptible de réagir avec l’agent de polymérisation radicalaire contrôlée). Plusieurs approches sont connues dans l’art pour fonctionnaliser une molécule active. Un exemple indicatif et non limitatif pour la présente invention consiste au traitement d’une molécule active avec des hypéroxydes conduisant à G hydroxylation de la molécule active.
Selon un mode de réalisation, la fonction nucléophile libre de la molécule active est sélectionnée parmi les groupements -OH, -NH2, -NHR et -SH. De préférence, la fonction nucléophile est -OH ou -NH2.
Par exemple, pour mieux contrôler le greffage de la chaîne de polymère sur la molécule active, les autres fonctions nucléophiles de la molécule, si elle en possède, peuvent être protégées ou non.
Selon un premier mode de réalisation, les fonctions nucléophiles de la molécule active qui ne participent pas à la polymérisation radicalaire contrôlée ne sont pas protégées.
Selon un deuxième mode de réalisation, les fonctions nucléophiles de la molécule active qui ne participent pas à la polymérisation radicalaire contrôlée sont protégées par des groupements connus dans l’art tels que le chlorure tert- butoxycarbonyle, le dicarbonate de d\-lerl butyle, l’azoture ou les amides de /e/7-butoxycarbonyle, le chlorure de tert- butyl(diméthyl)silyle, le chlorure de tosyle, des alkyles, des aryles, des alkylaryles, des esters, des éthers, des éthers silylés,
Comme il est indiqué par les exemples, l’invention peut être mise en œuvre indépendamment de la polarité de la molécule active. Par conséquent, la molécule active à utiliser dans les polymères de l’invention est une molécule polaire, amphiphile ou apolaire. Selon un premier mode de réalisation la molécule active à utiliser dans les polymères de l’invention est une molécule polaire. Selon un deuxième mode de réalisation la molécule active à utiliser dans les polymères de l’invention est une molécule apolaire. Selon un troisième mode de réalisation la molécule active à utiliser dans les polymères de l’invention est une molécule amphiphile.
Selon une variante, le taux de charge est de 0.1 à 20% (masse du PA par rapport à la masse totale de la molécule prodrogue -polymère). Dans un mode de réalisation, la molécule active est choisie d’un groupe de molécules actives comprenant :
les molécules anticancéreuses,
les molécules antibiotiques (bactério/fungo-statiques, bactério/fungo-toxiques ou agents anti viraux),
les molécules antidiabétiques,
les molécules traitant les pathologies vasculaires et cardiovasculaires, les molécules traitant les pathologies du système nerveux central
les molécules anti-inflammatoires,
les molécules agonistes des récepteurs physiologiques,
les molécules antagonistes ou partiellement antagonistes des récepteurs physiologiques,
Les molécules immuno-modulatrices.
Dans un mode de réalisation, la molécule active est une molécule anticancéreuse choisie parmi, le paclitaxel, le docétaxel, la gemcitabine, la cladribine, la capécitabine, la daunorubicine, la doxorubicine, l'épirubicine, ridarubicine, ractinomycine, ramsacrine, la dacarbazine, la dactinomycine, la vincristine, la vimblastine, la vindésine, le methotrexate, la colchiccine, le cyclophosphamide, G azathioprine, la 6- mercaptopurine, la lomustine, la carmustine, la dacarbazine, le cisplatine, le fluoro uracile, le tenoposide ou l’étoposide., la fotémustine, la mitomycine C, la mitoxantrone, la streptozocine, la trabectédine, la vinflunine, la vinorelbine, le trioxyde d’asernique, la bendamustine, le busulfan, le cabazitaxel, la carboplatine, l’eribuline, l’irinotécan, le topotécan, l’ixabepilone, la nélarabine, l’oxaliplatine, le pralatrexate, le temozolomide, le pemetrexed, l’imatinib, le sunitinib, le sorafenib.
Dans un mode de réalisation, la molécule active est choisie parmi les molécules anticancéreuses (paclitaxel, gemcitabine), parmi les peptides (RGD cyclique) et ou les sondes fluorescentes (rhodamine et Cyanine 5.5)
Dans un mode de réalisation, la molécule active est une molécule anticancéreuse choisie parmi, le paclitaxel ou la gemcitabine. Selon un mode de réalisation, les prodrogues de l’invention comprennent comme molécule active le paclitaxel. Dans un mode de réalisation, la première molécule active est le paclitaxel. Dans un mode de réalisation, la première molécule active est la gemcitabine.
Selon un mode de réalisation, une prodrogue polymère selon l’invention comprend une molécule active à une extrémité.
Selon un mode de réalisation, une prodrogue polymère selon l’invention comprend une molécule active à son extrémité proximale.
Selon un mode de réalisation, une prodrogue polymère selon l’invention comprend une molécule active à son extrémité terminale.
Selon un mode de réalisation, une prodrogue polymère selon l’invention comprend deux molécules actives, une à chaque extrémité. Polymérisation
La présente invention concerne des molécules sur lesquelles une chaîne de polymère, notamment telle que décrite précédemment, est greffée.
Avantageusement, la polymérisation selon l’invention est réalisée par voie radicalaire contrôlée. Avantageusement, la polymérisation selon l’invention est réalisée par voie radicalaire contrôlée par la méthode du principe actif amorceur.
Ainsi, la chaîne de polymère est greffée sur la molécule active en appliquant un procédé de polymérisation radicalaire contrôlée. Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère de l’invention est obtenue par un procédé de polymérisation radicalaire contrôlée choisi parmi :
la polymérisation contrôlée par transfert de chaîne réversible par addition- fragmentation (Réversible Addition-Fragmentation chain Transfer, ci-après « RAFT »), la polymérisation radicalaire contrôlée par les nitroxydes (Nitroxide-Mediated Polymerization, « NMP »), la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d’atomes (Atom Transfer Radical Polymerization, « ATRP »), la polymérisation radicalaire contrôlée SET-LRP (« Single Electron Transfer- Living Radical Polymerization »),
la polymérisation radicalaire contrôlée par le cobalt,
la polymérisation radicalaire contrôlée par des organotellures, ou
la polymérisation radicalaire contrôlée par G organostilbine,
Typiquement, la prodrogue polymère comprend en outre un agent de transfert de chaîne.
Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère est synthétisée par polymérisation radicalaire contrôlée par transfert réversible par addition-fragmentation (ci-après « RAFT »).
Dans un mode de réalisation, les prodrogues polymère selon l’invention sont obtenues par polymérisation radicalaire contrôlée de type polymérisation radicalaire contrôlée par transfert réversible par addition-fragmentation (ci-après « RAFT »), en faisant réagir au moins un monomère, un amorceur de polymérisation radicalaire et un agent de contrôle de polymérisation radicalaire contrôlée (appelé aussi agent de transfert de chaîne) sur lequel est couplée la molécule pharmaceutiquement active.
En particulier, une prodrogue polymère selon l’invention est préparée par polymérisation radicalaire contrôlée et comprend selon une variante, un couplage covalent d’au moins une première molécule pharmaceutiquement active avec un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant une partie proximale et une partie terminale, pour former une première molécule couplée.
L’agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprend une partie proximale et une partie terminale car lors de la polymérisation l’agent de contrôle de polymérisation (ou agent de transfert de chaîne) est clivé avec une partie, dite ici proximale restant liée au PA qui viendra se positionner en début de chaîne de polymère et une partie, dite ici terminale, qui vient se fixer en fin de chaîne polymère pour la terminer. Cet agent de contrôle de polymérisation permet de contrôler précisément et avantageusement la longueur de la chaîne polymère.
Selon une variante, on parle de première molécule couplée pour désigner le PA couplé à l’agent de contrôle de polymérisation ou à la partie proximale de l’agent de contrôle. Dans un mode de réalisation, le polymère de la prodrogue de l’invention comprend en outre un agent de transfert de chaîne de type RAFT choisi parmi :
• les trithiocarbonates tels que l’acide 3,5-bis(2-dodecylthiocarbonothioylthio-l- oxopropoxy)benzïque, le 3-butenyl 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2- methylpropionate, l’acide 2-(2-carboxyethylsulfanylthiocarbonylsulfanyl)- proprionique, l’acide 4-((((2-carboxyethyl)thio)carbonothioyl)thio)-4- cyanopentanoïque, le 2-cyanobutan-2-yl 4-chloro-3,5-dimethyl-lH-pyrazole-l- carbodithioate, le 2-cyanobutanyl-2-yl 3,5-dimethyl-lH-pyrazole-l-carbodithioate, l’acide 4-cyano-4-[(dodecylsulfanylthiocarbonyl) sulfanyl] pentanoïque, l’acide 2- (butylthiocarbonothioylthio)propanoïque, l’acide 4-cyano-4-
(ethylcarbonothioylthio)pentanoïque, le 4-cyano-4-
[(dodecylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanol, le cyanomethyl (3,5-Dimethyl- lH-pyrazole)-carbodithioate, le cyanomethyl dodecyl trithiocarbonate, le cyanomethyl [3-(trimethoxysilyl)propyl] trithiocarbonate, le 2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate, le S,S-dibenzyl trithiocarbonate, l’acide 2-(dodecyl- thiocarbonothioylthio)-2-methylpropionique, G acide 2-(dodecyl-thiocarbonothioyl- thio)-2-methylpropionique, le 3-azido-l-propanol ester, l’acide 2- (dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionique, le /V-hydiOxysuccinimide ester de l’acide 4-cyano-4-[(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïque, le pentafluorophenyl ester de l’acide 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2- methylpropionique, l’acide 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)propionique, le methyl 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionate, le pentaerythritol tetrakis[2- (dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionate], le phthalimidomethyl butyl trithiocarbonate, le poly(acide acrylique) ayant une extrémité d’acide 2- (dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionique, le poly(ethylene glycol) bis[2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionate], le poly(ethylene glycol) methyl ether 4-cyano-4-[(dodecylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoate, le poly(ethylene glycol) methyl ether (4-cyano-4-pentanoate dodecyl trithiocarbonate), le poly(ethylene glycol) methyl ether (4-cyano-4-pentanoate dodecyl trithiocarbonate), le poly(ethylene glycol) methyl ether (4-cyano-4- pentanoate dodecyl trithiocarbonate), le poly(ethylene glycol) methyl ether 2- (dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionate, le poly(ethylene glycol) methyl ether 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionate, le poly(ethylene glycol) methyl ether (2-methyl-2-propionic acid dodecyl trithiocarbonate), le poly(L-lactide) 4-cyano-4-[(dodecylsulfanyl- thiocarbonyl)sulfanyl]pentonate, le poly(L-lactide) 4-cyano-4-[(dodecylsulfanyl- thiocarbonyl)sulfanyl]pentonate, le poly(D,L-lactide), 4-cyano-4-[(dodecylsulfanyl- thiocarbonyl)sulfanyl]pentonate, le polystyrène avec une extrémité d’acide 2-
(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionique ou le 1,1,1- tris[(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionate]ethane ;
• les dithiocarbamates tels que le benzyl lH-pyrrole-l-carbodithioate, le cyanomethyl diphenylcarbamodithioate, le cyanomethyl methyl(phenyl)carbamodithioate, le cyanomethyl methyl(4-pyridyl)carbamodithioate, le 2-cyanopropan-2-yl N-methyl-
N-(pyridin-4-yl)carbamodithioate, le methyl 2-[methyl(4- pyridinyl)carbamothioylthio]propionate, le l-succinimidyl-4-cyano-4-[N-methyl- N-(4-pyridyl)carbamothioylthio]pentanoate ;
• les dithioabenzoates tels que le benzyl benzodithioate, le cyanomethyl benzodithioate, l’acide 4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoïque, le N- succinimidyl ester de l’acide 4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoïque, le 2-cyano-2-propyl benzodithioate, le 2-cyano-2-propyl 4-cyanobenzodithioate, G ethyl 2-(4-methoxyphenylcarbonothioylthio)acetate, G ethyl 2-methyl-2- (phenylthiocarbonylthio)propionate, G ethyl 2-(phenylcarbonothioylthio)-2- phenylacetate, G ethyl 2-(phenylcarbonothioylthio)propionate, le 1-
(methoxycarbonyl)ethyl benzodithioate, l’acide 2-(4- methoxyphenylcarbonothioylthio)ethanoïque, le 2-nitro-5-(2-propynyloxy)benzyl 4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoate, l’acide 2-
(phenylcarbonothioylthio)propanoïque ou le 2-phenyl-2-propyl benzodithioate ; · les agents RAFT commutables tels que le cyanomethyl methyl(4- pyridyl)carbamodithioate, le 2-cyanopropan-2-yl N-methyl-N-(pyridin-4- yl)carbamodithioate, le methyl 2-[methyl(4-pyridinyl)carbamothioylthio]propionate ou le l-succinimidyl-4-cyano-4-[N-methyl-N-(4- pyridyl)carbamothioylthio]pentanoate. L'agent de transfert de chaîne est par exemple choisi parmi : l’acide 4-cyano-4- [(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïque, l’acide 2- (dodécylthiocarbonothioylthio)-2-méthylpropionique, acide 4-cyano-4-
(phenylcarbonothioylthio)pentanoïque, l’acide 2-(2- carboxyethylsulfanylthiocarbonylsulfanyl)propionique, G acide 2-
(butylthiocarbonothioylthio)propanoïque, l’acide 4-cyano-4-
(ethylcarbonothioylthio)pentanoïque, le benzodithioate de 2-cyanopropan-2-yle, ou le trithiocarbonate de 2-cyano-2-propyl dodecyle. l'amorceur radicalaire conventionnel est choisi parmi : le 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile), le 1,1'- azobis(cyclohexanecarbonitrile), l’acide 4,4'-azobis(4-cyanovalerique), le 2,2'-azobis(2- methylbutyronitrile), le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de lauroyle, le peroxyde de méthyl éthyl cétone, le tert-butyl peroxybenzoate.
Dans un mode de réalisation, l’agent de transfert de chaîne choisi parmi : l’acide 4- cyano-4-[(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïque, G acide 2-
(dodécylthiocarbonothioylthio)-2-méthylpropionique, G acide 4-cyano-4-
(phenylcarbonothioylthio)pentanoïque, l’acide 2-(2- carboxyethylsulfanylthiocarbonylsulfanyl)propionique, G acide 2-
(butylthiocarbonothioylthio)propanoïque, l’acide 4-cyano-4-
(ethylcarbonothioylthio)pentanoïque, le benzodithioate de 2-cyanopropan-2-yle, ou le trithiocarbonate de 2-cyano-2-propyl dodecyle.
Dans un mode de réalisation, l’agent de transfert de chaîne est choisi parmi :
l’acide 4-cyano-4-[(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïque, l’acide 2-(butylthiocarbonothioylthio)propanoïque, l’acide 4-cyano-4-
(ethylcarbonothioylthio)pentanoïque, le N-hydroxysuccinimide ester de l’acide 4-cyano-4-[(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïque
Dans un mode de réalisation, l’agent de transfert de chaîne est l’acide 4-cyano-4- [(dodecylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïque (« CDP » ci-après).
Dans un mode de réalisation, l’agent de transfert est directement lié à la molécule active. Cependant, lors de la polymérisation radicalaire, l’agent de transfert, de par sa fonction de contrôle de la polymérisation est scindé en deux parties, l’une proximale qui reste liée au principe actif et l’autre qui vient réagir avec la partie terminale du polymère en croissance. Selon une variante, l’agent de transfert est lié de manière covalent à la molécule pharmaceutiquement active par une fonction ester, amide, carbonate, carbamate, acétal, disulfide, thioether, triazole ; linker diglycolate, succinate, succinimidyl 4-(N- maleimidomethyl)cyclohexane-l-carboxylate (SMCC), glycinate, glucuronate, valine- citrulline, maléimide, ladite fonction et/ou linker proximal formant liaison covalente avec le premier principe actif pharmaceutiquement actif.
Dans un autre mode de réalisation l’agent de transfert est préalablement fonctionnalisé avec un oligomère d’un acide hydroxy carboxylique. Selon ce mode de réalisation, cette chaîne oligomère qui se situe après greffage entre la molécule active et l’agent de transfert, permet de contrôler la vitesse de libération de la molécule active de la prodrogue polymère de l’invention. Selon un mode de réalisation, G oligomère est un dimère, de préférence l’acide diglycolique.
Par ailleurs, un amorceur de polymérisation radicalaire est nécessaire car il permet le déclenchement de la polymérisation et ainsi de faire croître la chaîne de polymère à partir de la molécule active fonctionnalisée par l’agent RAFT. L’ amorceur peut être de type azoïque tel que le 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile), le 1,1'- azobis(cyclohexanecarbonitrile), l’acide 4,4'-azobis(4-cyanovalerique), le 2,2'-azobis(2- methylbutyronitrile) ; de type peroxyde inorganique ; ou de type peroxyde organique tel que le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de lauroyle, le peroxyde de méthyl éthyl cétone, le tert-butyl peroxybenzoate.
Dans un mode de réalisation particulier, G amorceur de radicaux libres est le 2,2'- azobis(2-methylpropionitrile), n° CAS : 78-67-1.
Polymère à blocs
Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère de l’invention est une prodrogue polymère dont la molécule active est liée de manière covalente avec un copolymère à blocs. Ce dernier comprend le polymère ou copolymère tels que décrits précédemment et une extension par au moins un polymère hydrophile. En effet, la présence de l’agent de transfert à l’extrémité de la chaîne du polymère ou copolymère permet l’ajout d’une chaîne de polymère additionnelle. Le copolymère de l’invention peut comprendre au moins deux blocs. Selon un mode de réalisation, la prodrogue de l’invention comprend un polymère dont la chaîne comprend en outre une extension de sa chaîne par un polymère supplémentaire, de préférence le polymère supplémentaire étant un polymère hydrosoluble. Dans un mode de réalisation, le polymère hydrosoluble est choisi parmi le poly[oligo(éthylène glycol) méthyl éther méthacrylate], poly[oligo(éthylène glycol) méthyl éther acrylate]le poly[oligo(éthylène glycol) méthacrylate], le polyacrylamide, les glycopolymères (synthétisées à partir de monomères de type méthacrylate, acrylate, acrylamide vinyl ether ou styrénique portant une fonction sucre), le poly(/V,/V-di méthyl acrylamide), le polystyrène sulfonate, le poly(/V-vinyl pyrrolidone), les polypeptides hydrophiles et les polysaccharides.
Dans un mode de réalisation, le polymère hydrosoluble est le polyacrylamide.
Procédé
Dans un deuxième aspect, l’invention concerne le procédé de préparation du polymère, tels que décrits précédemment. Procédé d’obtention du polymère
La personne du métier peut choisir la technique de polymérisation adaptée parmi celles connues dans l’art en fonction des propriétés physicochimiques de la molécule active et des caractéristiques structurelles et physicochimiques souhaitées pour le polymère.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend au moins une étape de polymérisation à partir de la molécule active.
Selon ce mode de réalisation, le procédé de préparation d’un polymère selon l’invention comprend les étapes de :
i) couplage d’un composé actif, avec un agent de transfert de chaîne tel que décrit précédemment,
ii) polymérisation du ou des monomère(s) tels que décrits précédemment à partir de la molécule active.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend au moins une étape de polymérisation radicalaire contrôlée à partir de la molécule active. La polymérisation radicalaire contrôlée peut être choisie parmi les techniques connues dans l’art telles que :
la polymérisation contrôlée par transfert de chaîne réversible par addition- fragmentation (Réversible Addition-Fragmentation chain Transfer, ci-après « RAFT »),
la polymérisation radicalaire contrôlée par les nitroxydes (Nitroxide Mediated Polymerization, « NMP »),
la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d’atomes (Atom Transfer Radical Polymerization, « ATRP »),
la polymérisation radicalaire contrôlée SET-LRP (« Single électron transfer- living radical polymerization »),
la polymérisation radicalaire contrôlée par le cobalt,
la polymérisation radicalaire contrôlée par des organotellures, ou
la polymérisation radicalaire contrôlée par G organostilbine,
Dans un mode de réalisation, le procédé de préparation de la prodrogue polymère de l’invention comprend au moins une étape de polymérisation RAFT.
Selon ce mode de réalisation, le procédé de préparation d’un polymère selon l’invention comprend les étapes de :
i) couplage d’un composé actif, avec un agent de transfert de chaîne tel que décrit précédemment, et
ii) polymérisation du ou des monomère(s) tels que décrits précédemment, à partir de l’agent de transfert.
Pour la polymérisation radicalaire contrôlée, telle que la polymérisation RAFT, l’étape (ii) est réalisée en présence d’un amorceur de polymérisation radicalaire (générateur de radicaux libres). L’ amorceur de polymérisation permet le déclenchement de la polymérisation et ainsi de faire croître la chaîne de polymère à partir de la molécule active fonctionnalisée par l’agent RAFT. L’ amorceur peut être de type azoïque tel que le 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile), le l,F-azobis(cyclohexanecarbonitrile), l’acide 4,4'-azobis(4-cyanovalerique), le 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile) ; de type peroxyde inorganique ; ou de type peroxyde organique tel que le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de lauroyle, le peroxyde de méthyl éthyl cétone, le tert- butyl peroxybenzoate. Dans un mode de réalisation particulier, l’amorceur de radicaux libres est le 2,2'- azobis(2-methylpropionitrile), n° CAS : 78-67-1.
Dans un mode de réalisation, l’étape (ii) est réalisée à température ambiante. Dans un autre mode de réalisation l’étape (ii) est réalisée à une température de 25° à l50°C.
Prodrogues polymères téléchéliques
La présente invention présente l’avantage d’offrir une plateforme qui peut être appliquée à une grande variété de principes actifs, d’agents d’imagerie et/ou de ciblage. Un groupe fonctionnel à chaque extrémité d’une chaîne du polymère peut être utilisé pour lier chimiquement la molécule d’intérêt permettant ainsi de fabriquer des systèmes mono- ou bifonctionnels dits polymères téléchéliques. Il est possible de concevoir un grand nombre de systèmes qui vont du système le plus simple (une molécule greffée à une extrémité de la chaîne polymère) jusqu’à des systèmes plus complexes dits hétéro- bifonctionnels où on peut avoir une molécule pharmaceutiquement active à une extrémité et un agent d’imagerie ou un ligand de ciblage à l’autre extrémité du polymère. Par ailleurs, diverses prodrogues polymères avec différents principes actifs peuvent aussi être synthétisées puis ensuite formulées ensemble pour produire des thérapies combinées
Ce type de polymères téléchéliques d’architecture macromoléculaire est particulièrement intéressant car il va être possible de créer des prodrogues polymères avec différentes propriétés et applicables à de nombreux domaines. Les polymères hétérobifonctionnels sont plus particulièrement intéressants car ils permettent d’associer deux fonctionnalités différentes dans un même composé. Ces prodrogues polymères selon l’invention sont donc notamment adaptées pour des applications biomédicales, où il serait possible de conjuguer sur une même chaîne deux types de molécules pouvant être pharmaceutiquement/biologiquement actives dans différents buts, par exemple :
Pour une délivrance ciblée de principe actif, en associant un principe actif et un ligand de ciblage (e.g., anticorps, ligand, peptide, etc.)
Pour l’imagerie, en associant un ligand de ciblage et une molécule de traçage comme un fluorophore. Ces prodrogues polymères peuvent être par exemple utilisées pour la détection et l’imagerie dans le cas du cancer, en utilisant des marqueurs spécifiques des cellules tumorales.
De nombreuses techniques existent pour synthétiser ces polymères hétérobifonctionnels. Selon une variante la méthode de préparation de prodrogues polymères téléchéliques comprend une ou plusieurs modifications pré ou post polymérisation pour coupler les différentes molécules d’intérêt.
Selon une variante, on couple par liaison covalente une prodrogue polymère comprenant un premier principe actif à un peptide, typiquement un couplage peptidique.
Par exemple, on utilise le principe de synthèse suivant pour effectuer une bioconjugaison entre un peptide d’intérêt et un polymère de polyacrylamide terminé par l’agent R AFT :
Figure imgf000033_0001
La première voie (voie 1) permet d’associer le peptide au polymère via un linker de type maléimide par un couplage thiol-maléimide, alors que la deuxième (voie 2) permet de réaliser le couplage directement par la formation d’une liaison peptidique par couplage peptidique.
Selon une variante, la polymérisation est amorcée par le peptide puis le couplage avec le principe actif est réalisé après polymérisation. L’invention concerne une composition comprenant au moins une prodrogue polymère de l’invention.
Dans un premier mode de réalisation, les compositions comprennent une seule prodrogue polymère de l’invention.
Dans un deuxième mode de réalisation, les compositions comprennent au moins deux, au moins trois, au moins quatre ou au moins cinq prodrogues polymères de l’invention. Selon ce mode de réalisation, les compositions comprennent des prodrogues polymères comprenant la même molécule active. La présence de prodrogues polymères avec des chaînes polymères différentes permet une libération bimodale, tri-modale ou pluri- modale de la molécule active. Selon un mode de réalisation différent, les compositions comprennent des prodrogues polymères comprenant des molécules actives différentes et la même chaîne polymère. Ceci permet d’avoir dans la même formulation deux molécules actives avec un profil pharmacodynamique différent. Selon un autre mode de réalisation, les compositions comprennent des prodrogues polymères comprenant des molécules actives et des chaînes polymère différentes. Ceci permet d’avoir dans la même formulation deux molécules actives avec un profil pharmacodynamique différent dont la libération est adaptée en fonction de ces propriétés physicochimiques.
Dans un troisième mode de réalisation, les compositions comprennent au moins une prodrogue polymère de l’invention et au moins une molécule active libre, ses sels pharmaceutiquement acceptables ou ses prodrogues telles que connues dans l’art. Par molécule active libre, on entend une molécule non liée, ou à tout le moins non liée de manière covalente avec le polymère.
Formulations
La présente invention concerne des compositions sous forme de solution aqueuse comprenant un milieu aqueux et au moins une prodrogue polymère selon l’invention.
Avantageusement, la prodrogue polymère selon l’invention est soluble en milieu aqueux. Typiquement, la prodrogue polymère selon l’invention est soluble dans l’eau distillée à au moins 100 mg/mL et de préférence 150 mg/mL et encore de préférence à 200 mg/mL.
De préférence on teste la solubilité de la prodrogue polymère selon la méthode suivante :
Les différentes prodrogues polymères sont mises en solution à une concentration équivalente (200 mg/mL) puis centrifugées pendant 30 min à 16 783 g. La non solubilité est observée par l’apparition d’un dépôt blanchâtre ou coloré dans le fond de l’Eppendorf.
Avantageusement, la solution comprenant la prodrogue polymère selon l’invention est peu visqueuse.
Avantageusement, la viscosité de la solution de la prodrogue polymère peut être modulée en fonction de la taille, de la nature/composition du polymère. La polymérisation radicalaire contrôlée présente encore ici un avantage technique important pour l’invention.
Avantageusement, la prodrogue polymère selon l’invention permet de concentrer le PA sans augmenter la viscosité de la formulation de manière importante, ce qui permet de limiter les quantités (en volume notamment) de formulation injectée.
Avantageusement, une prodrogue polymère selon l’invention est formulée sous forme injectable.
Avantageusement, la prodrogue polymère selon l’invention est formulée en solution aqueuse facilement injectable.
Par exemple, la viscosité de la solution comprenant une prodrogue polymère selon l’invention permet son injection via une seringue de 26 G. Avantageusement, la solution comprenant une prodrogue polymère selon l’invention nécessite une force d’injection au travers d’une aiguille de 26 G de moins de 30 N. De préférence, la solution comprenant une prodrogue polymère selon l’invention est injectable au travers d’une aiguille de 26 G à une concentration d’au moins 50 mg/mL, par exemple d’au moins 100 mg/mL et de préférence d’au moins 125 mg/mL. Selon une variante, la solution comprenant une prodrogue polymère selon l’invention est injectable au travers d’une aiguille de 26 G à une concentration d’au moins 150 mg/mL et de préférence d’au moins 200 mg/mL.
De préférence on teste l’injectabilité (ou seringuabilité) (exprimée en newton en fonction de la concentration) selon la méthode suivante :
La seringabilité/injectabilité des solutions de polymères est estimée grâce à un appareillage fait sur mesure tel que décrit par Burckbuchler et al. (Eur. J. Pharm. Biopharm., 76, 2010, 351-356) couplé à un analyseur de texture (TA.XT Plus Texture Analyser, Stable Micro Systems) disposant d’un capteur de force de 30 kg. 400 pL de chaque solution sont prélevés puis injectés à travers une seringue de 1 mL (MeritMedical, Médaillon® Syringe) et une aiguille 26G x ½” (Terumo Neolus, 0.45x12 mm) à une vitesse d’l mm/s. La force d’injection est mesurée à raison de 25 mesures par seconde.
Utilisations
Avantageusement, au moins certaines propriétés physico-chimiques du polymère sont conférées au PA. En particulier le polymère permet d’augmenter la solubilité du PA, de maintenir une stabilité à haute concentration, de maximiser son absorption et de limiter sa métabolisation, conduisant alors à une biodisponibilité augmentée.
La présente invention concerne en particulier une prodrogue polymère pour son utilisation dans une méthode de traitement thérapeutique. La méthode comprend l’administration d’une quantité thérapeutiquement efficace de la prodrogue polymère à un patient.
Avantageusement, l’approche prodrogue (où le PA est inactif jusqu’à sa libération) permet de supprimer les effets indésirables locaux des PA nécrosants/irritants. Typiquement, une fois dans la circulation générale, le principe actif est libéré du polymère par clivage de la liaison et retrouve alors son activité. Le clivage est obtenu du fait des conditions biologiques présentes dans la circulation sanguine. Une fois dans la circulation générale, le principe actif est libéré de la prodrogue par clivage de la liaison et retrouve alors son activité. Typiquement, la prodrogue polymère est injectée dans un tissu (par voie SC ou IM notamment) et passe dans la circulation sanguine. La prodrogue polymère est ensuite clivée pour libérer le PA d’intérêt dans la circulation sanguine.
Avantageusement, le contrôle de la nature du monomère, de la taille et de la dispersité du polymère, de la nature de l’agent de contrôle de polymérisation et de la liaison entre celui-ci et le PA permet de modifier la vitesse et le taux d’absorption, couplé à la prodrogue (où le PA est inactif jusqu’à sa libération) permet de supprimer les effets indésirables locaux des PA nécrosants/irritants.
Les prodrogues polymères de l’invention ainsi que leurs compositions, peuvent avoir plusieurs applications dans le domaine biomédical.
Selon une variante, le PA désigne une molécule active liée à un agent ciblant permettant de cibler une zone spécifique à traiter et par exemple de diriger la molécules active libérée vers son site d’action.
Selon une variante, le PA désigne une molécule active liée à un agent diagnostic permettant l’imagerie d’une zone spécifique à traiter.
Selon une variante, le PA désigne un agent ciblant lié à un agent diagnostic permettant de cibler le PA vers le tissu ou les cellules à traiter.
L’invention concerne aussi un médicament comprenant au moins une prodrogue polymère de l’invention. L’invention concerne encore l’utilisation de la prodrogue polymère selon l’invention pour la prévention et/ou le traitement d’une maladie, en particulier d’un être humain ou animal.
L’invention concerne également l’utilisation d’au moins une prodrogue selon l’invention pour la préparation d’un médicament. Typiquement, le médicament comprend au moins une prodrogue polymère selon l’invention dans une quantité thérapeutiquement efficace. Selon un mode de réalisation, le médicament comprend en outre des excipients pharmaceutiquement acceptables. Ces excipients correspondent aux normes de la Pharmacopée Européenne ou de la FDA. Une formulation de médicament est déterminée par la personne du métier en fonction de la maladie à prévenir et/ou traiter, de la voie d’administration du médicament et la nature de la molécule active. Dans un mode de réalisation les formulations sont des formulations injectables. Selon ce mode de réalisation, l’administration est par bolus ou continue (perfusion), de préférence l’administration est par bolus. Selon ce mode de réalisation les formulations sont des formulations injectables à administration :
sous-cutanée,
intramusculaire,
intratumorale,
intradermale, ou
intraveineuse,
de préférence sous-cutanée ou intramusculaire.
De préférence, une prodrogue polymère selon l’invention est administrée (ou administrable) par voie sous-cutanée ou intra-musculaire. Méthodes
L’invention concerne également une prodrogue polymère pour son utilisation dans une méthode de traitement thérapeutique. Cette méthode comprend l’administration d’une quantité thérapeutiquement efficace d’au moins une prodrogue polymère selon l’invention à un sujet, en particulier un être humain ou animal. Les méthodes de traitement peuvent concerner le traitement de maladies telles que décrites précédemment.
Dans un mode de réalisation particulier, la méthode de traitement est une méthode de traitement du cancer.
L’administration d’au moins une prodrogue polymère selon l’invention peut être simultanée avec l’administration d’autres molécules actives, formulées selon l’invention ou non. L’administration d’au moins une prodrogue polymère selon l’invention peut être séquentielle à l’administration d’autres molécules actives, formulées selon l’invention ou non.
Dans un mode de réalisation, ces formulations permettent d’augmenter la biodisponibilité du principe actif et sont administrées par voie sous-cutanée, intramusculaire, intratumorale ou intradermale, de préférence par voie sous-cutanée ou intramusculaire.
Compte tenu de la polyvalence de l’invention qui permet de coupler plusieurs types de molécules actives à une chaîne de polymère, les maladies pouvant être prévenues ou traitées par le médicament de l’invention sont non limitativement choisies parmi les cancers, les infections bactériennes, les infections virales, les infections fongiques, les infections parasitaires, les maladies inflammatoires, les maladies métaboliques, les maladies micro- vasculaires, les maladies macro- vasculaires, les maladies cardiovasculaires, les maladies pulmonaires, les maladies endocriniennes ou les maladies du système nerveux central.
Selon l’invention, le type de cancers qui peuvent être traités par l’administration d’une prodrogue polymère selon l’invention ne sont pas particulièrement limité puisque le traitement dépend de la molécule active greffée. La molécule active greffée sur le polymère étant choisie en fonction de ses propriétés biologiques, pharmacodynamiques et pharmacocinétiques en relation avec le cancer à traiter.
Dans un mode de réalisation, le cancer traité est un cancer solide tel que le cancer mammaire, le cancer du foie, le mélanome, le cancer des ovaires ou de l’endomètre, de la prostate et/ ou de la vessie, de l’estomac, de l’intestin, le sarcome de Kaposi, le cancer du cerveau, le cancer osseux, le cancer du pancréas ou le cancer des poumons.
Dans un autre mode de réalisation, le cancer est un cancer des cellules sanguines tel que la leucémie.
Selon un mode de réalisation, la molécule active est libérée rapidement, par exemple 80% en poids de la molécule active est libérée en moins de 24h. Selon un mode de réalisation, la molécule active est libérée lentement, par exemple 50% en poids de la molécule active est libérée en plus 72h.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES Figure 1 montre trois spectres de Transmittance en fonction de la température de 3 copolymères selon l’invention ayant différents agents RAFT : Le CDP-33%-5, le PTX- CDP-33%-lO et le Gem-33%-5. Acquisition à 4,5 mg/mL dans du PBS, à 600 nm et à une vitesse d’augmentation de température de 0,5 °C/min.
Figure 2 En haut, montre des courbes Transmittance vs. Température montrant le comportement UCST des particules CP5-PEGMA et CP7-PEGMA à une concentration en polymère égale à 4,5 mg/mL. En bas, montre la courbe comparative des comportements UCST de CP5 et CP5-PEGMA obtenues après PEGylation et formulation de CP5.
Figure 3 En haut (A), montre les effets de toxicité locale de l’administration sous- cutanée d’une solution de paclitaxel dans du PBS. En bas (B), montre l’absence de toxicité locale suite à l’administration sous-cutanée d’une solution de paclitaxel formulé en prodrogue selon l’invention PTX-P(AAm-co-AN) avec 20% d’AN.
Figures 4 et 5 : Graphiques des résultats des études de viscosités de différentes prodrogues polymères par seringabilité (Force (N) en fonction de la concentration (mg/mL)).
Figures 6 et 7 : libération dans le PBS (Figure 6) et dans le plasma murin (Figure 7) du paclitaxel à partir des polymères prodrogues ayant différentes liaisons chimiques entre le PTX et le polymère (ester, diglycolate, carbonate).
Figure 8 : pharmacocinétique dans un modèle murin du PTX libéré dans le plasma après dégradation de la liaison au polymère (concentration (mg/mL) en fonction du temps en minutes) dosé par spectrométrie de masse. Figure 9 : étude de toxicité dans un modèle du murin. Variation du poids des souris en fonction du temps pour le PTX-digly-PAAm, PTX-ester-PAAm, Taxol et PAAm.
Figure 10 : Pharmacocinétique et biodistribution du PTX radiomarqué dans la formulation commerciale de Taxol® ou sous forme de PTX-PAAm administré à raison de 7 mg / kg équivalent de PTX (0,14 mg de PTX total par souris) par voie intraveineuse et sous-cutanée. Les résultats pour PTX-PAAm tiennent compte de PTX gratuit plus PTX couplé à PAAm. Figure 11 : Etude biodistribution dans un modèle murin de rhodamine libre et Rhodamine-PAAm administrées par voie IV et SC.
Figure 12 : En haut, montre les effets de toxicité locale de l’administration sous- cutanée d’une solution de paclitaxel dans du PBS. En bas, montre l’absence de toxicité locale suite à l’administration sous-cutanée d’une solution de paclitaxel formulé en prodrogue selon l’invention PTX-PAAm.
Figure 13 : Viscosité de solutions de prodrogue paclitaxel polymère en fonction de la concentration et de la teneur en acrylonitrile (AN) dans le polymère. Ces mesures ont été obtenues à l’aide d’un rhéomètre doté d’une géométrie plan-plan.
EXEMPLES
La présente invention se comprendra mieux à la lecture des exemples suivants qui illustrent non-limitativement l’invention.
Abréviations
AAm : désigne l'acrylamide - CAS n° 79-06-1
AIBN : désigne l'amorceur radicalaire Azobisisobutyronitrile - CAS n° 78-67-1
AN : désigne l'acrylonitrile - CAS n° 107-13-1
CDP : désigne l'agent de contrôle RAFT l’acide 4-cyano-4- [(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïque - CAS n° 870196-80-8
CDP-ol désigne l'agent fonctionnalisant RAFT le 4-cyano-4- [(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanol - CAS n° 1394136-26-5
Chromatographie flash : désigne une méthode de séparation préparative. La phase mobile traverse la phase stationnaire par application d'une pression de 10 à 20 psi
DCM : désigne le dichlorométhane anhydre - CAS n° 75-09-2 DMAP : désigne 4-Diméthylaminopyridine - CAS n° 1122-58-3 DMF : désigne le N,N-Diméthylformamide - CAS n° 200-679-5
DMSO : désigne le Diméthylsulfoxyde - CAS n° 67-68-5
EDC-HC1 : désigne le l-éthyl-3-(3- diméthylaminopropyl)carbodiimide hydrochlorure - CAS n° 25952-53-8
EtOAC : désigne l'acétate d'éthyle - CAS n° 7487-88-9
Gem : désigne la Gemcitabine hydrochloride - CAS n° 122111-
03-9
GemTBDMS : désigne la Gemcitabine dont les fonctions alcool sont protégées par du tert-Butyldimethylsilyl
H : désigne des heures
NHS : N-hydroxysuccinimide - CAS n° 6066-82-6 PEGMA : Poly(ethylene glycol) methyl ether méthacrylate, moyenne Mn 300 g/mol - CAS n° 26915-72-0
PTX-A%-B désigne le polymère de paclitaxel-CDP-Poly(AAm-co- AN) avec un poids moléculaire de B kg/mol et comportant A% de acrylonitrile par rapport aux moles du polymère.
PTX-A%-B-PEGMA-C : désigne le polymère de paclitaxel-CDP-Poly(AAm-co- AN) avec un poids moléculaire de B kg/mol et comportant A% de acrylonitrile et C% de PEGMA par rapport aux moles du polymère
PTX : désigne le paclitaxel - CAS n° 33069-62-4
Saumure : désigne une solution aqueuse saturée en chlorure de sodium
TB AF : désigne le fluorure de tétra-n-butylammonium - CAS n°429-4l-4
TBDMS : désigne le radical tert-Butyldimethylsilyl
TBDMSC1 : désigne le tert-Butyldimethylsilyl chloride - CAS h°18162-48-6
THF : désigne le tétrahydrofurane - CAS n° 109-99-9
Matériel et Méthodes
Matériel
Tous les réactifs ont été fournis par Sigma Aldrich sauf l’amorceur radicalaire AIBN qui a été fourni par Acros. L’acrylamide (AAm) et l’AIBN ont été respectivement recristallisés dans du chloroforme et de l’éthanol absolu. L’ acrylonitrile (AN) a été purifié sur une colonne d’alumine basique afin d’éliminer l’éther monométhylique d’hydroquinone. Quant aux autres réactifs chimiques, ils ont été utilisés tels qu’ils ont été reçus. Méthodes
RMN
Süectroscoüie par résonance magnétique nucléaire (RMN) du proton : L’analyse RMN 1H des petites molécules a été faite à l’aide d’un spectromètre Brucker Avance 300 à 300 MHz dans le CDCI3. Toutes les analyses RMN 1H des échantillons polymères ont été effectuées à l’aide d’un spectromètre Bruker Avance 3 HD 400 à 400 MHz et à une température de 70 °C dans le dô-DMSO.
Mesure de la transition UCST
Spectroscopie UV-visible : Pour les mesures de transmittance des solutions aqueuses de polymères à une concentration fixe de 4,5 mg/mL, les spectres d’absorption ont été enregistrés sur un spectrophotomètre UV-visible Perkin-Elmer Lambda 25 en faisant une rampe de montée et de descente de température de 20 à 60 °C à une vitesse de 0,5 °C/min grâce à un système par effet Peltier.
Mesures de viscosité/seringabilité La viscosité est mesurée grâce à des études de seringabilité en fonction de la concentration. La seringabilité des solutions de polymères a été estimée grâce à un appareillage fait sur mesure (Burckbuchler et al., Eur. J. Pharm. Biopharm., 76, 2010, 351-356) couplé à un analyseur de texture (TA.XT Plus Texture Analyser, Stable Micro Systems) disposant d’un capteur de force de 30 kg. 400 pL de chaque solution sont prélevés puis injectés à travers une seringue de 1 mL (MeritMedical, Médaillon® Syringe) et une aiguille 26G x ½” (Terumo Neolus, 0.45x12 mm) à une vitesse d’l mm/s. La force d’injection est mesurée à raison de 25 mesures par seconde. Chaque échantillon est injecté 3 fois de suite. Par cette méthode on considère qu’une solution est difficilement injectable si la force nécessaire à l’injection dépasse 30 N.
Exemple 1 : Couplage du paclitaxel ( PTX ) à l’agent de contrôle 4-cyano-4- G (dodécylsulfanylthiocarbonyl Isulfanyllpentanoïque (CPP) L’exemple suivant présente la modification chimique de l’agent de contrôle CDP afin qu’il soit lié à une molécule de PTX par une liaison ester, l’image ci-dessous correspond à la structure chimique du produit synthétisé :
Figure imgf000045_0001
770 mg (1,80 mmol) de CDP, 231 mg (1,90 mmol) de DMAP, et 362 mg (1,90 mmol) de EDC.HC1 sont dissouts dans un ballon muni d’un barreau aimanté avec 5 mL de DCM anhydre, et mélangés sous argon à température ambiante à l’aide d’un agitateur magnétique. Après 15 min, une solution de 557 mg (0,66 mmol) de PTX dans 2 mL de DCM anhydre est ajoutée au goutte-à-goutte. Le mélange réactionnel est porté à 30 °C. Après 12 h d’agitation, une solution de 160 mg (0,83 mmol) de EDC.HC1 et de 120 mg (1,00 mmol) de DMAP dans 1 mL de DCM anhydre est ajouté puis le mélange réactionnel est laissé agité pendant encore 12 h à 30 °C. La phase organique est lavée avec une solution aqueuse de NaHCCP et séchée sur Na2S04 avant évaporation du solvant. Le produit est purifié par chromatographie sur gel de silice avec un gradient de DCM/EtOAc (16 % jusqu’à 50 %). Une poudre jaune collante est isolée avec un rendement de 65 %. 1H NMR (300 MHz, CDCl3) d 8.17 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.78 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.72 - 7.31 (m, 15H), 6.93 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 6.54 - 6.15 (m, 2H), 6.01 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 5.70 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.51 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 5.00 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 4.47 (s, 1H), 4.28 (dd, J = 34.7, 8.5 Hz, 2H), 3.84 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 3.34 (t, J = 9.4 Hz, 1H), 2.51 (d, J = 13.8 Hz, 6H), 2.25 (s, 3H), 1.96 (s, 2H), 1.83 (d, J = 3.1 Hz,
3H), 1.78 - 1.60 (m, 10H), 1.38 - 1.13 (m, 20H), 0.90 (t, J = 6.5 Hz, 3H). 13C NMR (75 MHz, CDCl3) d 216.76, 203.76, 171.19, 170.69, 169.81, 167.88, 167.03, 142.63, 136.75, 133.68, 133.47, 132.88, 132.04, 130.23, 129.18, 128.74, 128.60, 127.15, 126.51, 118.97, 84.45, 81.08, 79.14, 76.43, 75.59, 75.11, 74.65, 72.13, 72.00, 58.53, 52.79, 46.26, 45.60, 43.18, 37.13, 35.54, 33.61, 31.90, 29.61, 29.53, 29.42, 29.33,
29.07, 28.94, 27.66, 26.82, 24.81, 24.75, 22.74, 22.68, 22.10, 20.82, 14.83, 14.12, 9.61. Cette espèce correspond au paclitaxel couplé de façon covalente à l’agent de contrôle CDP appelé dans les exemples suivants PTX-CDP.
Exemple 2 : Polymérisation de l’acrylamide par la méthode du principe actif amorceur avec PTX-CDP comme agent de contrôle
5 Cet exemple présente l’obtention d’une prodrogue polymère paclitaxel-polyacrylamide par polymérisation de type RAFT de l’acrylamide en présence du PTX-CDP, l’image suivante correspond à la structure chimique de la prodrogue polymère synthétisée :
Figure imgf000046_0001
0,8 mg (0,005 mmol) d’AIBN, 30 mg (0,024 mmol) de PTX-CDP, 454 mg (6,39 mmol) 10 d’AAm et 1,76 g (1,6 mL) de DMSO, sont introduits dans un flacon droit de 7 mL pourvu d’un barreau aimanté. Le flacon est scellé avec un septum puis le mélange réactionnel est mis à buller avec de l’argon pendant 15 min. Le mélange réactionnel est introduit dans un bain d’huile préalablement chauffé à 70 °C et la réaction court pendant 24 h sous agitation. Le polymère est ensuite précipité deux fois dans un excès de f5 méthanol froid avant d’être solubilisé dans le DMSO et dialysé dans de l’eau à l’aide d’un boudin de dialyse 3.5 kD Spectra/Por 3 pendant trois jours. La solution est ensuite lyophilisée pendant 24 h afin d’obtenir un solide jaunâtre. Mn 21,600, Mw/Mn 1,12.
Exemple 3 : Comparaison des solubilités et des viscosités de prodrogues polymères de paclitaxel synthétisées par la méthode du principe actif amorceur
20 Différentes prodrogues polymères de paclitaxel ont été préparées et leur solubilité et leur viscosité ont été comparées.
Synthèses des prodrogues polymères de paclitaxel La préparation des différentes prodrogues de paclitaxel suit la même méthode que l’exemple 2, en changeant le monomère utilisé à la place de l’acrylamide : soit du N,N- dimethylacrylamide (DMAAm), soit de l’oligo(ethylène glycol) methyl ether méthacrylate (OEGMA), soit du glycerol monomethacrylate (GMA). Ces trois monomères sont connus pour leur hydrosolubilité. Pour la prodrogue paclitaxel- polyéthylène glycol) linéaire, la synthèse a consisté en un simple couplage ester déjà décrit par Ceruti et al. (Journal of Controlled Release, 63, 2000, 141-153).
Figure imgf000047_0001
Les polymères obtenus possèdent les caractéristiques suivantes : PTX-PAAm Mn 21,600, MJMa 1,12 (exemple 2) ; PTX-PDMAAm Mn 20,200, MJMn 1,02 ; PTX- POEGMA Mn 24,500 ; PTX-PGMA Mn 20,500, Mw/Mn 1,11 ; PTX-PEG Mn 21,000, MJMn 1,05.
Comparaison des solubilités des prodrogues polymères
La solubilité est évaluée à une concentration de 200 mg/mL de prodrogues polymères, pour distinguer les prodrogues polymères solubles des prodrogues polymères en suspension une ou deux centrifugations (16 873 g, 30 min) sont effectuées. La solubilité est évaluée par l’absence d’agrégats visibles au niveau du culot de l’Eppendorf.
De façon surprenante, toutes les solutions de polymère présentent un dépôt sauf pour PTX-PAAm pour laquelle la solution reste transparente. PAAm permet donc une solubilisation complète du paclitaxel à 200 mg/mL. Les autres prodrogues ont donc une solubilité plus faible que PTX-PAAm.
Etudes de viscosités de différentes prodrogues polymères par seringabilité La viscosité est le reflet de la solubilité d’un polymère. Les phénomènes d’enchevêtrement des chaînes de polymère sont plus importants lorsque la prodrogue polymère est très soluble ce qui conduit à une viscosité augmentée. La viscosité est mesurée grâce à des études de seringabilité en fonction de la concentration. La seringabilité des solutions de polymères a été estimée grâce à un appareillage fait sur mesure (Burckbuchler et al., Eur. J. Pharm. Biopharm., 76, 2010, 351-356) couplé à un analyseur de texture (TA.XT Plus Texture Analyser, Stable Micro Systems) disposant d’un capteur de force de 30 kg. 400 pL de chaque solution sont prélevés puis injectés à travers une seringue de 1 mL (MeritMedical, Médaillon® Syringe) et une aiguille 26G x ½” (Terumo Neolus, 0.45x12 mm) à une vitesse d’l mm/s. La force d’injection est mesurée à raison de 25 mesures par seconde. Chaque échantillon est injecté 3 fois de suite. Par cette méthode on considère qu’une solution est difficilement injectable si la force nécessaire à l’injection dépasse 30 N. Les résultats sont reportés sur la figure 4.
La viscosité du PTX-PAAm est supérieure à celle des autres polymères ce qui est lié au plus fort enchevêtrement des chaînes de polymères et donc à la plus grande viscosité. De manière surprenante le PAAm est le polymère ayant la plus forte capacité à solubiliser les PA très hydrophobes comme le PTX.
Exemple 4 : Comparaison des viscosités de prodrogues polyacrylamide de paclitaxel en fonction de la nature de la partie terminale de la prodrogue
Dans cet exemple la viscosité de trois prodrogues PTX-PAAm a été comparée en fonction de la nature de la partie terminale de la prodrogue. Pour ce faire, trois agents de contrôle ont été synthétisés par la même voie de synthèse que celle donnée en exemple 1 à partir d’agents RAFT différents : l’un terminé par une chaîne alkyle en C12 (exemple 1, noté RAFT-C12), un autre par une chaîne alkyle en C4 (l’acide 2- (butylthiocarbonothioylthio)propanoïque, noté RAFT-C4) et un dernier terminé par une chaîne alkyle en C2 (l’acide 4-cyano-4-(ethylcarbonothioylthio)pentanoïque, RAFT C2). Ensuite ceux-ci ont été utilisés pour polymériser l’acrylamide comme décrit dans l’exemple 2 pour obtenir les prodrogues PTX-PAAm-Cl2 (exemple 2), PTX-PAAm-C4 et PTX-PAAm-C2 respectivement. Fe schéma suivant récapitule ces différentes synthèses :
Figure imgf000049_0001
Les polymères obtenus possèdent les caractéristiques suivantes : PTX-PAAm-Cl2 Mn 21,600, MJMn 1,12 (exemple 1) ; PTX-PAAm-C4 Mn 26,400, Mw/Mn 1,04 ; PTX- PAAm-C2 Mn 24,100, Mw/Mn 1,09. La viscosité des différentes prodrogues a été mesurées par le même procédé décrit dans l’exemple 3, les résultats sont regroupés dans la figure 5.
De façon surprenante, il a été observé une viscosité décroissante en fonction de la nature de la partie terminale de la prodrogue : PTX-PAAm-Cl2 > PTX PAAm-C4 > PTX PAAm-C2. Exemple 5 : Polymérisation amorcée par un peptide (RGD)
Synthèse du nouvel agent RAFT RGD-CDP, dont la structure chimique est donnée dans l’image ci-après :
Figure imgf000049_0002
Le Cyclo-RGD (50,00 mg, 0,083 mmol) est dissout dans du DMF anhydre (3 mF), puis du DIPEA est ajouté et la solution est agitée. Dans un flacon séparé, du CDP activé par NHS (41,00 mg, 0,083 mmol) est dissout dans du DMF anhydre (2 mF) et la solution est ajoutée goutte-à-goutte à la solution de RGD. Fa solution résultante est agitée pendant 24 h à température ambiante sous atmosphère d'argon. Au bout de 24 h, du RGD (25,00 mg, 0,042 mmol) est ajouté et la solution est agitée pendant une nuit. Le DMF est ensuite éliminé pour donner un solide jaune qui est trituré dans du DCM et séché. Le RGD-CDP est obtenu sous forme d'un solide jaune (80,5 mg) avec un rendement de 98%. 1H NMR (300 MHz, DMSO-d6) d 8.40 (s, 1H), 8.09 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 8.00 (d, J = 5.1 Hz, 2H), 7.70 (d, J = 7.1 Hz, 1H), 7.60 (s, 1H), 7.21 (m, 6H), 4.60 (m, 1H), 4.46 (m, 1H), 4.19 (m, 1H), 4.06 (m, 1H), 3.97 (s, 1H), 3.09 (m, 3H), 2.95 (s, 3H), 2.60 (s, 2H), 2.35 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 1.86 (s, 3H), 1.25 (s, 18H), 0.85 (t, J = 6.8 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) d 171.65, 171.13, 170.57, 157.10, 137.23, 129.54, 128.57, 126.73, 49.34, 47.55, 36.88, 35.58, 34.34, 29.34, 28.95, 28.59, 27.72,
25.67, 24.36, 22.54, 14.39; IR v = 3270, 2924, 2854, 1635, 1546, 1439, 1379, 1200, 1182, 1075, 1130, 799, 720, 698, 606, 517 cm 1.
Synthèse du polymère
Figure imgf000050_0001
La polymérisation de l’acrylamide est ensuite réalisée en présence de ce nouvel agent RAFT en suivant la procédure décrite dans l’exemple 2. A l’issue de la purification, on obtient un solide blanc. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) d 8.30 (s, 2H), 8.09 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 7.76 (s, 2H), 7.58 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 7.20 (m, 6H), 6.73 (m, 330H), 3.36 (m, 2H), 3.23 (s, 1H), 2.68 (m, 1H), 2.33 (m, 3H), 2.13 (s, 170H), 1.56 (s, 345H), 1.27 (s,
18H), 0.87 (t, J = 6.8 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) d 176.97; ); IR v = 3335, 3194, 2933, 1652, 1610, 1451, 1415, 1347, 1321, 1191, 1124, 491 cm 1.
Exemple 6 : Synthèse de polymères fluorescents rhodamine La rhodamine (Rho) pipérazine utilisée a été synthétisée en suivant une voie de synthèse déjà décrite par Nguyen et al. (Organic Letters, 2003, 5, 3245-3248). Celle-ci est couplée à l’agent RAFT CDP pour obtenir le Rho-CDP dont la structure est donnée dans la figure suivante :
Figure imgf000051_0001
La rhodamine pipérazine (200,00 mg, 0,39 mmol) a été dissoute dans du DCM sec (12 mL). Sous atmosphère d'argon, HATU (223,00 mg, 0,59 mmol), DIPEA (0,20 ml, 1,20 mmol) et CDP (158,00 mg, 0,39 mmol) ont été ajoutés et la solution a été agitée pendant une nuit à la température ambiante. Le solvant a été éliminé sous vide et le mélange brut a été purifié par chromatographie sur colonne (DCM jusqu'à 2% de MeOH / DCM) pour donner une poudre rose (170 mg) avec un rendement de 49%. Rf = 0.75 (DCM/MeOH 5%); 1H NMR (300 MHz, DMSO-d6) d 7.76 (m, 4H), 7.54 (s, 2H), 7.13 (dd, J = 18.4, 10.1 Hz, 4H), 6.95 (s, 3H), 3.66 (d, J = 6.7 Hz, 9H), 3.40 (t, J = 29.9 Hz, 18H), 2.09 (s, 2H), 1.85 (s, 2H), 1.63 (s, 2H), 1.23 (m, 21H), 0.84 (t, J = 6.1 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, CDC13) d 157.71, 155.70, 148.72, 132.35 (CH2), 130.04 (CH2),
127.23 (CH2), 114.38, 110.01, 96.09 (CH2), 46.07, 41.45, 36.83, 32.14, 29.17, 27.69, 22.49, 13.78, 12.84 (CH2); IR v = 2922, 1634, 1585, 1465, 1411, 1335, 1272, 1245, 1178, 1132, 1072, 1006, 835, 682, 556 cm-1; HR-MS (ESI+): m/z calculé pour C51H70N5O3S3+ [M+H]+ 896.4635 trouvé 896.4641. Synthèse du polymère
Figure imgf000051_0002
La polymérisation de l’acrylamide est ensuite réalisée en présence de ce nouvel agent RAFT en suivant la procédure décrite dans l’exemple 2. A l’issue de la purification, on obtient un solide rose. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) d 7.77 - 7.72 (m, 2H), 7.70 - 7.65 (m, 1H), 7.52 - 7.48 (m, J = 8.6 Hz, 2H), 7.23 - 6.40 (m, 501H), 3.66 (dd, J = 14.3, 7.2 Hz, 5H), 3.32 (m, 6H), 2.66 (m, 2H), 2.33 - 2.29 (m, 5H), 2.15 (s, 227H), 1.54 (m,
484H), 1.25 (s, 18H), 1.23 (s, 5H), 1.21 (s, 3H), 1.17 (s, 1H), 1.15 (s, 1H), 0.86 (t, J = 6.8 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) d 177.35; IR v = 3344, 3193, 1652, 1415, 1146, 1330, 556 cm 1.
Exemple 7 : Synthèse de polymères fluorescents cyanine 5.5 Dans un premier temps on synthétise le polyacrylamide avec l’agent RAFT CDP activé par le N-hydroxysuccinimide en suivant le protocole donné dans l’exemple 2. La structure du polymère est donnée dans la figure suivante :
Figure imgf000052_0001
Ce polymère est ensuite dissout dans du DMSO (0.7 mL). Dans un flacon séparé, Cyanine (0.005mmol) et TEA (1.4 pL, 0.01 mmol) sont dissouts dans du DMSO (0.3 mL) et ajoutés gouttes à gouttes sur la solution du polymère. Le mélange est agité sous argon pendant une nuit à température ambiante. Un précipité est formé après ajout du méthanol froid, le précipité est filtré et redissout dans le DMSO, et la solution est dialysée dans l’eau Milli-Q pendant 24 h. La solution est lyophilisée pour donner un solide bleu. 1H RMN (400 MHz, DMSO-d6) d 6.77 (s, 458 H), 2.12 (s, 232H), 1.69 (s, 112H), 1.47 (s, 329H), 1.26 (s, 18H), 0.87 (t, J = 6.3 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) ô 177.36; IR v = 3337, 3190, 1651, 1607, 1451, 1412, 1317, 1120 cm-1.
Figure imgf000052_0002
Exemple 8 : Synthèse de prodrogues polyacrylamide avec différentes liaisons entre le principe actif et le polymère
Afin de changer la liaison chimique entre le polyacrylamide et le principe actif, ici le paclitaxel, nous avons synthétisé trois nouveaux agents RAFT avec des liaisons différentes : liaison diglycolate pour le PTX-digly-CDP, carbamate pour le PTX- carbamate-CDP et carbonate pour le PTX-carbonate-CDP.
Synthèse de PTX-digly-CDP
Cette synthèse est réalisée en deux étapes ; une première consiste à faire réagir le CDP avec de l’anhydride glycolique en présence d’une base (la triethylamine). La réaction s’effectue à température ambiante pendant 24 h et forme quantitativement le CDP-acide glycolique 1. Un couplage entre ce dernier avec le paclitaxel en présence de l’EDC comme agent de couplage et du DMAP comme base pendant 24 h à 30 °C donne le produit PTX-digly-CDP 2 avec un rendement de 50 %.
Figure imgf000053_0001
Dans un ballon sont dissouts CDP 1 (800 mg, 1.40 mmoles), DMAP (170 mg, 1.40 mmoles), EDC HCl (276 mg, 1.40 mmoles) du DCM anhydre (6 mL). Ensuite paclitaxel (1.00 g, 1.17 mmoles) dans du DCM anhydre (2 mL) est rajouté dans le ballon. Après 7 de réaction à 30 °C EDC. HCl (130 mg, 0.68 mmoles) et DMAP (75.0 mg, 0.61 mmoles) sont rajoutés et le mélangés est agités pendant une nuit à 30 °C. La phase organique est lavée avec une solution aqueuse de NaHCCP et séchée sur Na2S04. Le produit est purifié par chromatographie sur gel de silice avec un gradient de DCM/EtOAc (16 jusqu’à 50 %). Le produit est isolé comme une poudre jaune avec 50 % de rendement. 1H NMR (300 MHz, CDC13) d 8.17 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.77 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.69 - 7.33 (m, 15H), 7.13 (d, J = 9.1 Hz, 1H), 6.35 - 6.19 (m, 2H), 6.05
(dd, J = 9.1, 2.5 Hz, 1H), 5.70 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.61 (s, 1H), 4.98 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 4.57 - 4.39 (m, 1H), 4.40 - 4.03 (m, 10H), 3.84 (d, J = 6.9 Hz, 1H), 3.33 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 2.49 (s, 3H), 2.24 (s, 3H), 2.06 - 1.80 (m, 12H), 1.70 (s, 5H), 1.39 - 1.20 (m, 23H), 0.89 (t, J = 6.5 Hz, 3H). 13C NMR (75 MHz, CDC13) d 217.21, 203.75, 171.18, 169.84, 169.45, 168.98, 167.65, 167.14, 167.00, 142.54, 136.75, 133.64, 133.56, 132.91, 131.98, 130.24, 129.22, 129.13, 128.72, 128.64, 128.57, 127.27, 126.59,
119.23, 109.97, 84.44, 81.07, 79.14, 76.44, 75.57, 75.13, 74.47, 72.09, 68.15, 68.02, 63.75, 58.51, 52.75, 46.68, 45.58, 43.20, 37.07, 35.54, 31.89, 29.60, 29.53, 29.40, 29.32, 29.06, 28.92, 27.67, 26.84, 24.86, 24.79, 24.19, 22.72, 22.67, 22.16, 20.82, 14.80, 14.11, 9.62. Synthèse de PTX-carbamate-CDP
Cette voie de synthèse comprend 3 parties résumée dans le schéma ci-dessous :
La première partie consiste en la formation du CDP-NH2. Ce dernier n’ayant jamais été décrit dans la littérature. Dans un premier temps le CDP est activé en présence de NHS et de DCC pour fournir le produit 4 avec 60 % de rendement. L’étape suivante consiste à coupler une chaîne de diaminoéthane avec le CDP-NHS pour former une liaison peptidique. Afin d’éviter un double couplage, le diaminoéthane est protégé par un groupement (BOC). Le diaminoéthane-BOC a été ajouté sur une solution dueCDP-NHS dans du DCM anhydre à 0 °C pour donner le produit 5 avec un rendement de 91 %. Ensuite une étape de déprotection du produit 5 en présence de l’acide triflu oroacétique à température ambiante fournit le CDP-NH2, produit 6, d’une manière quantitative, ce produit est engagé dans l’étape suivante sans aucune purification.
La deuxième partie est l’activation du paclitaxel avec le chloformiate de paranitrophényle pour donner le PTX-PNPh. Cette réaction s’effectue par ajout successif du formiate pendant 4 h sur une solution du paclitaxel dans du dichlorométhane anhydre à -50 °C et en présence de pyridine. Après purification le PTX-PNPh, produit 7, est obtenu avec un rendement de 45 %.
La troisième partie consiste à coupler le paclitaxel activé PTX-PNPh avec le CDP-NH2 en présence de la triethylamine à -20 °C dans du DMF anhydre, le PTX-carbamate- CDP, produit 8, est obtenu avec 51 % de rendement.
Figure imgf000055_0001
Dans un ballon contenant une solution de paclitaxel (16.00 mg, 0.028 mmoles) et la Et3N (10 pL) dans DMF anhydre (2 mL), est ajouté goutte à goutte une solution de
CDP et de la Et3N dans du DMF anhydre sous argon et à -30 °C. Le mélange est agité pendant 2 : 30 h à -20 °C. Il est ensuite dilué avec une solution de bicarbonate saturée et extrait avec l’AcOEt. Les phases organiques sont évaporées et le résidu brut est purifié par chromatographie sur gel de silice (AcOEt:Cyclohexane 1:1). Le produit est obtenu comme une poudre jaune claire avec un rendement de 51 %.
1H NMR (300 MHz, CDC13) d 8.16 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.78 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.69 - 7.31 (m, 15H), 7.09 (dd, J = 16.4, 7.7 Hz, 1H), 6.28 (m, J = 18.3 Hz, 2H), 6.09 - 5.87
(m, 2H), 5.70 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.50 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 5.00 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 4.27 (m, J = 25.6 Hz, 4H), 3.83 (s, 2H), 3.32 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 2.56 (s, 3H), 2.45 (s, 6H), 2.25 (s, 3H), 1.95 (s, 3H), 1.85 (s, 3H), 1.67 (d, J = 17.9 Hz, 10H), 1.26 (d, J = 9.8 Hz, 20H), 0.90 (t, J = 6.5 Hz, 3H). HRMS (ESI)+ calculated for C29H89N4016S3 1325.5436, found 1325.5425.
Synthèse de PTX-carbonate-CDP
Cette synthèse est effectuée à partir du PTX-PNPh et de l’agent RAFT CDP terminé par une fonction alcool, le CDP-OH. Le mélange est agité pendant 48 h à température ambiante dans du DCM anhydre et en présence d’un base (DMAP), le PTX-carbonate- CDP, produit 9 est obtenu avec 65 % de rendement.
Figure imgf000056_0001
Dans un ballon sont mélangés le paclitaxel activé PTX-PNPh (60.00 mg, 0.058 mmoles), le CDP-OH (23.00 mg, 0.058 mmoles), et le DMAP (8.30 mg, 0.068 mmoles) et du DCM anhydre (4 mL). Le mélange est agité pendant 48 h à température ambiante à l’abri de la lumière. Il est ensuite dilué avec du DCM et lavé avec du bicarbonate de sodium saturé. Les phases organiques sont séchées sur du Na2S04 et évaporées. Le produit est purifié par chromatographie sur gel de silice (Cyclo/AcOEt 20 -> 50 %) et est obtenu comme une poudre jaune claire avec 65 % de rendement. 1H NMR (300 MHz, CDC13) d 8.17 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.78 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.72 - 7.30 (m, 15H), 6.95 (d, J = 9.1 Hz, 1H), 6.32 (s, 2H), 6.02 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 5.71 (d, J = 7.1 Hz, 1H),
5.44 (s, 1H), 5.00 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 4.45 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 4.35 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 4.23 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 3.84 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 3.34 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 2.49 (s, 3H), 2.25 (s, 3H), 2.01 - 1.85 (m, 10H), 1.71 (s, 8H), 1.39 - 1.13 (m, 20H), 0.90 (t, J = 6.5
Hz, 3H). 13C NMR (75 MHz, CDC13) d 203.78, 203.62, 171.25, 169.85, 167.83, 142.61, 136.66, 133.69, 132.87, 132.07, 130.23, 129.17, 128.74, 128.59, 127.16, 126.57, 84.45, 81.10, 79.18, 76.46, 75.59, 75.10, 72.13, 67.82, 58.53, 57.70, 52.74, 47.65, 47.23, 46.65, 45.57, 43.21, 37.07, 35.55, 35.39, 31.91, 29.62, 29.54, 29.42, 29.34, 29.08, 28.94, 27.68, 26.85, 24.92, 24.19, 22.74, 22.69, 22.17, 20.84, 14.84, 14.13, 9.61.
Synthèse des prodrogues paclitaxel-polyacrylamide avec différentes liaisons chimiques Les prodrogues polyacrylamide de paclitaxel avec différentes liaisons chimiques ont été synthétisées en suivant la procédure décrite dans l’exemple 2 et en utilisant les agents RAFT synthétisés : PTX-digly-CDP, PTX-carbamate-CDP et PTX-carbonate-CDP. On obtient les polymères suivants : PTX-digly-PAAm Mn 27,300, Mw/Mn 1,10 ; PTX- carbamate-PAAm Mn 27,100, Mw/Mn 1,17 ; PTX-carbonate-PAAm Mn 27,800, Mw/Mn 1,09.
Cinétique de libération du paclitaxel dans le PBS et le plasma murin
Des expériences de libération de paclitaxel ont été réalisées dans du PBS (Tween 80, 1%) et dans du plasma de souris. Le PTX, le PTX-ester-PAAm (exemple 2), le PTX- digly-PAAm et le PTX-carbonate-PAAm ont été incubés dans du PBS et du plasma murin à 37 0 C à la même concentration ( 1 m g / mL eq. PTX). À 0, 2h, 4h, 6h, 24h et 48h, 200 pL d’échantillon est prélevé pour la quantification.
Préparation de l’échantillon : Des aliquots de 200 pL sont mélangés avec 600 pL d'acétonitrile et 20 pL de Paclitaxel deutéré (PTX-d5) à 1 pg/mL (étalon interne). Les échantillons sont agités pendant 15 minutes et centrifugés pendant 10 minutes avant l'analyse.
Conditions LC: Colonne: Colonne C18 (HILIC) (Nucleodur, EC 125/2, 100-5-C18, Macherey-Nagel, Hoerdt, France). Phase mobile : Acétonitrile / eau (50/50) avec acide formique à 0,1% ; Durée : 8 min.
Conditions ESI-MS / MS: Les analyses sont effectuées sur un détecteur à spectromètre de masse à triple quadripôle (TQD) avec interface à ionisation électrospray (ESI) (Quattro Ultima, Waters, Guyancourt, France). L'électro spray et les paramètres de masse ont été optimisés par infusion directe d'analytes purs dans le système. Paramètres ESI: tension capillaire 3,5kV, tension conique 35V, température source 120 0 C température de désolvatation 350 0 C, avec un débit d'azote de 506 L/h. Paramètres de masse : Les transitions sont surveillées comme suit PTX 854/286; PTX-d5 859/291. Étalonnage : la courbe d'étalonnage était linéaire dans la plage de 5 à 1 000 ng/mL (y = 0,0047x + 0,0838 R2 = 0,9936 dans du PBS et y = 0,0052x à 0,0131 R2 = 0,9949 dans le plasma de la souris). Les profils de libérations sont illustrés aux figures 6 et 7. Les prodrogues polymères avec des liaisons carbonate ou ester présentent une meilleure stabilité dans le PBS qu’avec une liaison diglycolate. La même tendance est observée dans le plasma murin mais les liaisons ester et carbonate libèrent quantitativement plus de molécule active (ici PTX).
Exemple 9 : Polymères téléchéliques
Voie 1 : Bioconjugaison par couplage thiol-maléimide
La synthèse se divise en différentes étapes : dans un premier temps, le peptide est couplé à un linker présentant une fonction maléimide, la fonction trithiocarbonate en fin de chaîne polymère est ensuite modifiée pour donner un thiol puis les deux éléments sont couplés par une liaison thioether.
Couplage SMCC/Peptide
La première étape consiste à réaliser le couplage du ligand de ciblage sur le linker par couplage peptidique. Le RGD cyclique de séquence cyclo(-Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys) possède une amine libre provenant du résidu de la lysine qui pourra être utilisé pour le couplage peptique avec le linker.
Le sel trifluoroacétique de cyclo-RGD 5 (50,00 mg, 0,083 mmol) a été dissout dans du DCM sec (3 mL). Du DMF a été ajouté goutte à goutte jusqu'à solubilisation du solide. Du DIPEA (0,023 mL, 0,12 mmol) a été ajouté et la solution a été agitée. Dans un flacon séparé, du SMCC (27,70 mg, 0,083 mmol) a été dissout dans du DCM sec (2 mL) et la solution a été ajoutée goutte à goutte à la solution de RGD. La solution résultante a été agitée à température ambiante pendant 24 h. Le mélange brut a été purifié par HPLC préparative (H20 / ACN 10 à 50% en 15 minutes) et lyophilisé pour donner une poudre blanche (69,2 mg) rendement 51 %. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) d 8.39 (m, protons amide), 8.31 (s, protons amide), 8.29 - 8.13 (m, protons amides), 7.77 (d, J = 8.6 Hz, Ha), 7.71 (t, J = 5.4 Hz, H arginine), 7.23 (m, Hl), 7.15 (dd, J = 10.2, 4.3 Hz, Hk), 6.99 (m, Hw), 4.59 (dd, J = 8.5 Hz, Hi), 4.44 (s, Hg), 4.26 (s, He and Hm), 4.13 (m, Hf), 3.23 (d, J = 7.0 Hz, Hv), 3.08 (m, Hq), 2.95 (m, Hb), 2.63 (m, Hj), 2.19 (dd, J = 16.3, 4.8 Hz, Hr), 2.00 (m, Hu), 1.68 (m, Hd or Hn), 1.61 (m, Hd or Hn), 1.55 - 1.39 (m, Ho/Hp/Hc), 1.38 - 1.19 (m, Ho/Hp/Hc), 1.19 - 1.04 (m, Ho/Hp/Hc); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) d 174.87, 173.71, 172.16, 171.25, 170.65, 167.78, 156.93, 138.27, 134.34, 128.94, 127.99, 126.00, 54.83, 53.30, 50.96, 48.68, 43.78, 43.07, 37.83, 36.68, 36.13, 31.81, 31.49, 29.44, 28.57, 27.33, 24.61, 22.94.
Figure imgf000059_0001
51 %
Schéma 4 Synthèse du conjugué RGD-SMCC
L’analyse LC-MS du brut réactionnel a permis de mettre en évidence la formation du conjugué RGD/SMCC souhaité.
Modification de la fonction trithiocarbonate par aminolyse
Afin de réaliser le couplage thiol-maléimide, la deuxième étape consiste à modifier l’agent RAFT en fin de chaîne du polymère pour donner un thiol. Cette réaction est réalisée par coupure de la fonction trithiocarbonate du CDP par une amine par aminolyse.
Figure imgf000059_0002
Le PTX-PAAm-CDP a été dissout dans du DMSO et la solution a été dégazée avec de l'argon pendant 10 min. De la propylamine et de la n-tributylphosphine ont été ajoutés à la solution et agités à température ambiante pendant 48 h sous atmosphère d'argon. Le PAAm-SH a été obtenu sous forme de poudre après précipitation dans du diéthyléther froid. La poudre a été remise en suspension dans du DMSO et dialysée dans de l'eau Milli-Q pendant 3 jours. La solution a été lyophilisée pour donner un solide blanc, le PTX-PAAm-SH. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) d 8.97 (s, 1H), 8.00 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.84 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.70-7.46 (m, 13H), 7.28 - 6.43 (m, 615H), 6.31 (s, 2H), 5.90 (m, 2H), 5.66 (m, 2H), 5.46 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.41 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 4.92 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 4.65 (d, J = 6.4 Hz, 1H), 4.46 (s, 1H), 4.08 - 4.00 (m, 3H), 2.67 (dd, J = 3.8, 1.9 Hz, 4H), 2.32 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 6H), 2.13 (s, 290H), 1.66 (s, 141H), 1.63 (s, 325H), 1.25 (s, 12H), 0.85 (t, J = 7.0 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) d 177.48; IR v = 3346, 3196, 2942, 1655, 1615, 1451, 1415, 1347, 1322, 1123, 519 cm-1.
L’étape suivante de synthèse du bioconjugué par liaison thioether comprend le couplage entre le thiol du linker maléimide avec le thiol libre du polymère précédemment obtenu.
Figure imgf000060_0001
Bioconjugué PTX-PAAm-RGD obtenu par liaison thioether 2. Voie 2 : Bioconjugaison par couplage peptidique
La deuxième voie de synthèse pour le bioconjugué PTX-PAAm-RGD représente une stratégie alternative permettant de coupler le peptide au polymère par une liaison peptidique plus stable que la liaison thioether. Cette synthèse consiste dans un premier temps à modifier le groupement trithiocarbonate par voie radicalaire pour donner une chaîne terminée par un acide carboxylique, puis de coupler le ligand de ciblage par couplage peptidique, selon par exemple la synthèse :
Figure imgf000060_0002
PTX-PAAm-CDP (300 mg, 0.015 mmol), ACPA (84 mg, 0.30 mmol) et du DMSO ont été ajoutés dans un ballon à fond rond. La solution a été dégazée avec de l'argon pendant 10 min, puis chauffée à 80 °C pendant 48 h. La solution a été refroidie et le polymère a été précipité par addition goutte à goutte dans du diéthyléther froid pour donner une poudre. La poudre a été remise en suspension dans du DMSO et dialysée dans de l'eau Milli-Q pendant 3 jours. La solution a été lyophilisée pour donner un solide blanc, le PTX-PAAm-COOH avec un rendement de 50%. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) d 8.97 (m, 1H), 8.00 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.85 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.70 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 7.62 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 7.57 - 7.40 (m, 8H), 7.40 - 6.35 (m, 756H), 5.90 (m, 2H), 5.67 (m, 2H), 5.46 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 5.42 (m, 1H), 4.92 (d, J = 10.4 Hz, 1H), 4.64 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 4.47 (s, 1H), 3.64 (d, J = 6.6 Hz, 2H) , 2.21 (s, 360H), 1.69 (s, 186H), 1.48 (d, J = 42.9 Hz, 564H), 1.25 (s, 9H), 0.87 (t, , J = 6.0 Hz, 3H).; 13C NMR
(75 MHz, DMSO-d6) d 177.32; IR v = 3346, 3196, 2937, 1652, 1613, 1451, 1417, 1353, 1322, 1124, 519 cm-1.
Le PTX-PAAm-COOH (80.00 mg, 0.004 mmol) est alors dissout dans l’eau (8 mL). Ensuite, du NHS (0.5000 mg, 0.0048 mmol) et de l’EDC.HCl (1.500 mg, 0.008 mmol) sont ajoutés. Le mélange est agité à t.a. pendant 24h. Ensuite, le cyclo-RGD trifluoroacetate (2.4 mg, 0.004 mmol) et le DIPEA (1.4 pL, 0.008 mmol) sont rajoutés et le mélange est agité à nouveau pendant 24h. Le PTX-PAAm-RGD est obtenu comme une poudre blanche après dialyse dans l’eau Milli-Q water pendant 4 jours et lyophilisation (rendement 82 %). 1H RMN (400 MHz, DMSO-d6) d 8.96 (m, 1H), 8.00 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.85 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.71 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 7.62 (t, J = 7.5 Hz,
2H), 7.48 (m, 11H), 6.76 (m, 720H), 5.90 (m, 2H), 5.68 (m, 2H), 5.46 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.40 (m, 1H), 4.92 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 4.64 (d, J = 6.6 Hz, 1H), 4.46 (s, 1H), 3.64 (d, J = 7.1 Hz, 2H), 2.29 - 1.95 (m, 333H), 1.55 (t, J = 53.7 Hz, 713H), 1.25 (s, 8H), 0.87 (t, J = 6.9 Hz, 3H); 13C RMN (75 MHz, DMSO-d6) d 177.31; IR v = 3345, 3195, 2933, 1652, 1614, 1452, 1416, 1351, 1321, 1123, 491 cm-1.
Figure imgf000062_0001
Synthèse du polymère PTX-PAAm-Rho
La synthèse de ce polymère a été réalisée par la méthode de couplage thiol-maléimide précédemment décrite. Dans un premier temps, la rhodamine et la cyanine ont été couplé au linker maléimide, puis le couplage a été réalisé entre la fonction maléimide et le thiol du polymère PTX-PAAm obtenu après aminolyse.
Dans un ballon est dissout le PTX-PAAm-SH (30.00 mg, 0.0015 mmol) dans du DMSO (1.5 mL). Dans un flacon séparé, Rhodamine-maléimide (2.03 mg, 0.003mmol) et TEA (1 pL, 0.003 mmol) sont dissouts dans du in DMSO (1.5 mL). Cette solution est rajoutée goutte à goutte sur la solution du polymère. Le mélange est agité sous argon à température ambiante pendant 36 h et est ensuite dialysé dans l’eau pendant trois jours. Le PTX-PAAm-Rhodamine est obtenu comme une poudre rose avec 73% rendement; 1H RMN (400 MHz, DMSO-d6) d 8.97 (s, 1H), 8.01 (d, J = 7.0 Hz, 2H), 7.85 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.70 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.66 - 7.60 (m, 2H), 7.48 (m, 9H), 7.36 - 6.28 (m, 524H), 5.92 (m 2H), 5.47 (d, J = 4.9 Hz, 1H), 5.42 (m, 1H), 4.93 (d, J = 9.0 Hz, 1H),
4.64 (m, 2H), 4.46 (s, 1H), 4.16 (s, 2H), 3.64 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 2.20 (s, 281H), 1.70 (s, 123H), 1.48 (d, J = 43.7 Hz, 376H), 1.26 (s, 11H), 0.86 (t, J = 7.0 Hz, 3H); 13C RMN (75 MHz, DMSO-d6) d 177.31; IR v = 3337, 3190, 2929, 1651, 1451, 1411, 1318, 1121 cm 1.
Figure imgf000063_0001
Exemple 10 : Diminution de la toxicité SC
Des essais in vivo ont montré que, contrairement à la formulation de paclitaxel actuellement utilisée en clinique (le Taxol®), une composition selon l’invention n’entraîne pas de toxicité au niveau du tissu SC après injection. Les résultats obtenus avec une administration SC de Taxol et de polymère-Paclitaxel à 30 mg/kg (équivalent paclitaxel) une fois par jour pendant 4 jours, montrent la toxicité au site d’injection avec le Taxol mais pas avec le polymère-Paclitaxel (figure 12 ).
Les mêmes études ont été conduites avec un polymère selon l’invention couplé à de la cyanine 5.5. La cyanine 5.5 libre est très nécrosante pour le tissu SC alors que la Cyanine 5.5-PAAm n'entraîne aucune toxicité SC (Administration SC de Cyanine 5.5 (haut) et de Cyanine 5.5-polymère (bas) à 0.8 mg/kg (équivalent cyanine) une fois).
Les inventeurs sont à leur connaissance les premiers à montrer que l’approche prodrogue polymère permet d’éviter les effets irritants/nécrosants des PA après injection SC.
Exemple 11 : Etude de toxicité
La toxicité a été étudiée chez la souris. Des quantités croissantes de PTX (formulation commerciale de Taxol), de PAAm (sans PA), de PTX-ester-PAAm (exemple 2) et de PTX-digly-PAAm (exemple 8) ont été injectées à J0. Le poids de la souris est suivi, une perte de poids de -10% est un signe de toxicité grave. Aucune toxicité n’a été observée avec les différentes formulations testées. Les résultats sont reproduits sur la figure 9.
Exemple 12 : Etude de pharmacocinétique et biodistribution (PTX radiomarqué) Des Souris BALB / c OlaHsd femelles âgées de 7 semaines (~ 22 g; Envigo, France) ont été utilisées. Le Taxol® radiomarqué et le PTX*-PAAm radiomarqué (synthétisé comme dans l’exemple 1 avec du paclitaxel radiomarqué [3H]-PTX) ont été injectés à une dose de 7 mg.kg 1 (1 pCi par souris) pour effectuer les études de pharmacocinétique et de biodistribution. Les souris ont été divisées en quatre groupes: (i) Taxol® injecté par voie intraveineuse; (ii) Taxol® injecté par voie sous-cutanée ; (iii) PTX-PAAm injecté par voie intraveineuse et (iv) PTX-PAAm injecté par voie sous-cutanée. Chaque groupe était composé de 40 souris divisées en 10 temps différents (0,25 h, 0,5 h, 1 h, 2 h, 4 h, 4 h, 7 h, 24 h, 48 h, 96 h et 144 h) conduisant à 4 souris par groupe. Du PTX radiomarqué a été ajouté à la formulation de Taxol® et du PTX-PAAm radiomarqué a été ajouté à du PTX-PAAm (environ 1 pCi ont été injectés par souris) pour effectuer la pharmacocinétique et la biodistribution. À chaque point final, les souris ont été euthanasiées avec du pentobarbital et le sang a été prélevé par ponction cardiaque avant que le plasma soit récupéré par centrifugation dans des tubes contenant de l'EDTA (tube VACUETTE® K3 EDTA, centrifugation 5 min, 3000 g). Des foies, des reins, des rates, des poumons et certains tissus SC au site d'injection ont également été recueillis. Tous les échantillons ont été stockés dans un congélateur (- 20 0 C) pendant une semaine au maximum avant analyse. Pour la numération de la radioactivité, environ 100 pL de plasma et 100 mg de chaque organe / tissu ont été prélevés et pesés avec précision. Les organes ont tout d'abord été dissous en ajoutant 1 ml de solution soluble (PerkinElmer, USA) et les échantillons ont été placés dans un four à 60 0 C pendant une nuit. Ils ont ensuite été blanchis à la chaux en ajoutant deux fois 100 pL de H202 à 30% (poids / volume) et chauffés pendant 30 min à 60 0 C dans un four. Enfin, les échantillons de plasma et d'organes traités ont été mélangés avec du Hionic- FluorUltimagold (PerkinElmer, USA) et la radioactivité a été mesurée avec un compteur à scintillation polyvalent LS 6500 (Beckman Coulter). Le comptage radioactif permettait d'accéder à la concentration totale en PTX: [Total PTX] = [PTX libre] + [PTX-PAAm] Les résultats sont reproduits sur la figure 10.
Des études de pharmacocinétique et de biodistribution ont aussi été conduites pour le composé polyacrylamide contenant du paclitaxel. Le paclitaxel a été radiomarqué et couplé au polymère par une liaison ester (liaison stable) pour pouvoir être suivi dans le sang et dans différents organes (foie, poumons, reins, rate, tissu SC). La technique de radio marquage permet de suivre le Paclitaxel total (paclitaxel total = paclitaxel couplé + paclitaxel non couplé). Le Taxol commercial est utilisé comme contrôle. A une dose de 7 mg/kg (en équivalent paclitaxel), le Taxol injecté par voie IV présente une demi- vie courte (quelques dizaines de minutes). A la même dose, par voie SC la combinaison de sa lente absorption et de sa métabolisation rapide conduit à des concentrations plasmatiques très faibles (Cmax<lpg/mL). Après injection IV, comme montré qualitativement avec la rhodamine, le couplage du paclitaxel au polymère entraîne une augmentation importante de la demi-vie et les concentrations sont encore détectables 6 jours après l’injection. Après administration SC de la prodrogue polymère, on obtient une biodisponibilité importante (> 85%), une absorption rapide (Cmax à 4 h) et une demi-vie comparable à celle de l’injection IV. Lorsque l’on compare l’AUC de la prodrogue polymère (paclitaxel total = paclitaxel couplé + paclitaxel non couplé) au Taxol IV on a une augmentation d’un facteur 70. Le couplage au polymère augmente donc le temps de circulation du paclitaxel en empêchant sa métabolisation. Les études de biodistribution montrent une élimination majoritairement hépatique du paclitaxel. Celle-ci est retardée pour le polymère paclitaxel en concordance avec la pharmacocinétique. Dans les autres organes, les quantités sont faibles sans accumulation inquiétante. Les quantités de paclitaxel-polymère au point d’injection diminuent rapidement ce qui confirme le passage rapide de la prodrogue dans la circulation et la bonne biodisponibilité du polymère-Paclitaxel.
La présente invention permet donc d’augmenter la solubilité, la stabilité à haute concentration et biodisponibilité du principe actif. Ces résultats, combinés à l’approche prodrogue permettent d’éliminer de manière surprenante les effets toxiques au niveau du tissu SC. Exemple 13 : Etude de pharmacocinétique et biodistribution
Le polyacrylamide a été marqué avec une sonde fluorescente (Rhodamine, exemple 6) et la fluorescence suivie in vivo chez la souris grâce à un système d’imagerie Lumina (PerkinElmer) avec les filtres d’excitation entre 500 et 535 nm, et les filtres d’émission entre 575 et 650 nm. Les résultats sont reproduits sur la figure 11. La rhodamine libre injectée par voie SC a une bonne biodisponibilité (la fluorescence diminue en 24 h au point d’injection) et est rapidement éliminée. Lorsque la Rhodamine-PAAm est injectée par voie IV, la rhodamine est encore détectable 4 jours après l’injection. Le greffage au polymère protège la sonde contre la métabolisation et l’excrétion, la demi-vie est fortement augmentée. La rhodamine -polymère administrée par voie SC est biodisponible et présente un temps de circulation augmenté (encore présente à 4 jours). Ces résultats montrent que le couplage au polymère augmente le temps de circulation de la molécule active. La présente invention est donc intéressante pour ralentir l’élimination des principes actifs une fois couplés La liaison diglycolate qui libère plus rapidement le PTX permet d’avoir des concentrations plus élevées au temps cours. La liaison ester qui libère plus lentement permet d’avoir une libération prolongée. La liaison carbonate libère faiblement.
On peut ainsi faire varier le profil de libération selon le polymère de l’invention utilisé comme illustré en figure 8.
Synthèse de copolvmères statistiques et à blocs
Exemple 14 : Synthèse de Gemcitabine-polvtacrylamide-r -acrylonitnlel-CDP
L’exemple suivant présente la synthèse d’un polymère ayant comme molécule active greffée, une molécule polaire. Protection des fonctions hydroxyles de la Gemcitabine
Dans un ballon, 4 g (13,3 mmol) de gemcitabine hydrochloride sont mélangés avec 5,1 g (33,8 mmol) de tertbutyldimethylsilylchloride, et 2,75 g (40,4 mmol) d’imidazole dans 6 g (6,36 mL) de DMF anhydre. Puis 1,5 g (2,07 mL soit 14,9 mmol) de triéthylamine sont ajoutés goutte-à-goutte. Le mélange est agité à 25 °C pendant 24 h. Les sels d’imidazole sont filtrés et le DMF est évaporé. Une solution aqueuse saturée de NaHCCh est ajoutée et cette solution est extraite à l’acétate d’éthyle (3 fois). Fes phases EtOAc organiques sont groupées et lavées avec de la saumure puis séchées sur MgS04 et concentrées.
Le résidu est purifié par flash chromatographie sur gel de silice (Eluant : EtOAc).
5,94 g de GemTBDMS sont obtenus sous forme de poudre blanche, soit un rendement de 93 %.
Couplage de la GemTBDMS au CDP
1,2 g (2,97 mmol) de CDP sont ajoutés dans un mélange de 9 g (10,12 mL) de THF anhydre et 370 mg (510 pL soit 3,66 mmol) de triéthylamine. Le mélange est refroidi à 0 °C et une solution de chloroformiate d’éthyle (190 pL soit 2,03 mmol est ajoutée goutte-à-goutte dans 3,6 g (4,05 mL) de THF. Le mélange est agité à 0 °C pendant 30 minutes.
Une solution de 1 g (2,03 mmol) GemTBDMS est ajoutée au goutte-à-goutte dans 6 g (6,36 mL) de DMF. Le mélange réactionnel est agité à 20 °C pendant 2 jours.
Les solvants volatils sont évaporés. La solution obtenue est diluée à la saumure et extraite à l’acétate d’éthyle. Les phases EtOAc sont groupées et lavées avec de la saumure puis séchées sur MgS04 puis concentrées au rotavapor.
Le résidu est purifié par flash chromatographie sur gel de silice (Eluant : Ether de pétrole/EtOAc 4:1).
699,4 mg de GemTBDMS-CDP sont obtenus sous forme d’une pâte jaune/orange, soit un rendement de 39,2 %.
Greffage de la chaîne polymère Poly(AAm-co-AN)
3,73 mg (0,023 mmol) d’AIBN, 45,88 mg (0,114 mmol) de GemTBDMS-CDP, 415,46 mg (5,85 mmol) d’AAm, 152,87 mg (2,88 mmol) d’AN et 2,40 g (2,182 mL) de DMSO sont introduits dans un flacon droit pourvu d’un barreau aimanté. Le flacon est scellé avec un septum puis le mélange réactionnel est mis à buller avec de l’argon pendant 15 min. Le mélange réactionnel est introduit dans un bain d’huile préalablement chauffé à 70 °C et la réaction court pendant 24 h sous agitation. Par la suite, le polymère GemTBDMS-P(AAm-co-AN) est précipité une fois dans le méthanol puis séché.
Figure imgf000068_0001
Dé-protection des fonctions hydroxyle de la Gemcitabine-TBDMS-P(AAm-co-AN) Environ 700 mg de polymère est dissout dans 5,5 mL de DMSO auxquels 880 pL de TB AF sont ajoutés. Le mélange réactionnel est laissé pendant 45 min sous agitation à température ambiante. Le tout est ensuite précipité dans du méthanol froid.
Le Spectre RMN 1H confirme la présence de la Gem-P(AAm-co-AN).
Le produit obtenu est caractérisé par une masse molaire de 25 700 g/mol. Exemple 15 : Synthèse des polymères Paclitaxel-Polv(AAm-r -AN )
Couplage du paclitaxel (PTX) au CDP selon l’exemple 1 Greffage de la chaîne polymère Poly(AAm-co-AN)
En appliquant le protocole de greffage dérivé l’exemple 1 avec ajout du monomère d’acrylonitrile, plusieurs polymères de Paclitaxel- Poly(AAm-co-AN)- CDP sont obtenus et présentés dans le tableau 1. L’intérêt de ce copolymère vient de sa thermo sensibilité UCST.
Figure imgf000069_0001
Figure imgf000069_0002
Tableau 1. Présentation des produits de départ pour la synthèse des polymères CDP-P(AAm-co-AN), PTX-P(AAm-co-AN) obtenus.
Exemple 16 : Mesures de transmittance en fonction de la température Cet exemple met en évidence pour la première fois, à la connaissance des inventeurs, des copolymères greffés par des molécules actives par la méthode du principe actif amorceur qui sont thermosensibles et qui présentent une UCST, voir Figure 1.
Les résultats de transmittance en fonction de la température sont résumés dans le tableau 2. L’UCST se détermine comme la température où la transmittance atteint environ 100 %, soit quand le polymère est totalement solubilisé.
Figure imgf000070_0001
Tableau 2. Caractéristiques des polymères synthétisés. UCST mesurée par rampe de température.
Exemple 17 : synthèse du polymère dibloc PTX-P/AAm-ro-AN )-/?-PEGMA
1,7 mg (0,01 mmol) d’AIBN, 100 mg de RTC-33%-10 synthétisé comme indiqué dans l’exemple 16, 37,5 mg (0,125 mmol) de PEGMA et 2,475 g (2,25 mL) de DMSO sont introduits dans un flacon droit pourvu d’un barreau aimanté. Le flacon est scellé avec un septum puis le mélange réactionnel est mis à buller avec de l’argon pendant 15 min. Le mélange réactionnel est introduit dans un bain d’huile préalablement chauffé à 70 °C et la réaction court pendant 5 h sous agitation.
En fin de réaction, le polymère est dialysé contre 1 L d’eau pendant 24 h. L’eau est changée en journée toutes les 4 heures. A l’issue de la dialyse, le polymère est lyophilisé. Des flocons pâteux blancs sont obtenus. Le Spectre 1H-RMN du produit obtenu confirme la présence de la polymérisation de
PEGMA sur le produit RTC-33%-10.
Figure imgf000071_0001
Suivant le même protocole d’autres copolymères diblocs PTX-P(AAm-r -AN)-/?- PEGMA ont été synthétisés et présentés dans le tableau 4.
Figure imgf000071_0002
Tableau 4. Caractéristiques des copolymères séquencés synthétisés. L’UCST est mesurée par rampe de température.
Pour chaque copolymère statistique PTX-P(AAm-co-AN), une chaîne de PEGMA de longueur de 1400 à 2000 g/mol a été ajouté.
CP5-PEGMA et CP7-PEGMA ont été analysées par spectromètre UV-visible pour déterminer leur UCST comme étant 4l°C et 52°C respectivement avec une faible hystérésis (de l’ordre de 1 à 2 °C).
La comparaison des courbes obtenues pour CP5 et celles pour la suspension de CP5- PEGMA, conduit à la déduction que la valeur de l’UCST diminue de quelques degrés en raison du caractère hydrophile du bloc PEGMA. Les résultats de cet essai comparatif sont présentés à la Figure 2. Exemple 18 : Solubilité de la prodrogue polymère PTX-PAAm-co-AN en fonction du % d’AN
La viscosité de solutions de PTX-(PAAm-co-AN) avec des taux d’AN entre 0% et 15% jusqu’à une concentration de 50 mg/mL a été mesurée.
Protocole de Viscosité (en fonction du taux de cisaillement) :
Un rhéomètre (ARG2, TA Instrument) a été utilisé avec une géométrie plan-plan de dimension d = 20 mm avec garde à solvant, thermostaté à 20°C et muni d’une cloche à solvant en plastique. L’échantillon est déposé à l’aide d’une pipette en plastique sur le plan inférieur, et la garde à solvant est remplie d’eau. L’appareil place les deux plans à une distance de 200 nm et le surplus est éliminé afin d’éviter les frottements parasites. La procédure appliquée est ensuite la suivante :
- équilibration de l’échantillon à 20 °C pendant 2 minutes.
- mesure du couple appliqué pour un taux de cisaillement variant de 10 à 1000 s 1 (5 mesures par décade, 3 minutes d’équilibrage maximum pour chaque mesure).
D’après la figure 13, la viscosité diminue avec une augmentation du taux d’acrylonitrile, jusqu’à 5 mol% et l’effet est démontré jusqu’à 50 mg/mL en PTX- P(AAm-co-AN).
Exemple 19 : Essai de toxicité avec PTX-2l%-5
Un essai de toxicité locale est effectué chez la souris avec le PTX-2l%-5. Sur un groupe de 3 souris « nude », 0,6 mg de PTX dans 200 pL de solution PBS sont administrés par voie sous-cutanée. Cette injection est répétée 4 fois sur 4 jours consécutifs. A l’issue du troisième jour, une toxicité locale (irritation aigüe, légère nécrose) est apparue au voisinage du site d’injection pour toutes les souris, comme présenté à la Ligure 3.
La même dose de paclitaxel formulé avec prodrogue polymère PTX-2l%-5 (correspondant à une concentration de polymère de 17,6 mg/mL). Comme il est présenté à la Ligure 3, à l’issue des quatre injections, le groupe de 3 souris n’a présenté aucune trace de toxicité locale.

Claims

REVENDICATIONS
1. Prodrogue polymère comprenant :
une chaîne de polymère formée au moins en partie de monomère d’acrylamide ou l’un de ses dérivés, comme par exemple le N- hydroxyacrylamide, le N-(4-hydroxybutyl)methacrylamide, le le N- (poly(ethylène glycol))-acryalamide, le N-(3- methoxypropyl)methacrylamide, le N-(2-(dimethylamino)ethyl)-N- methylmethacrylamide, le le N-(2-(diethylamino)ethyl)-N- methylmethacrylamide, ledit polymère comprenant une partie proximale et une partie terminale ;
une première molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la partie proximale du polymère ;
éventuellement une deuxième molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la partie terminale du polymère.
2. Prodrogue polymère selon la revendication 1, caractérisée en ce que le polymère est formé au moins en partie de monomère d’acrylamide, ou l’un de ses dérivés, et de co-monomères pour former des polymères statistiques ou à blocs, comme par exemple le poly(acrylamide-co-acrylonitrile).
3. Prodrogue polymère selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le polymère est un poly(acrylamide).
4. Prodrogue polymère comprenant :
une chaîne de polymère soluble dans l’eau, ledit polymère comprenant une partie proximale et une partie terminale ;
une première molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la proximale du polymère ;
- éventuellement, une deuxième molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la partie terminale du polymère ;
ladite solubilité étant appréciée à une concentration de 200 mg/mL dans l’eau distillée avec comme première molécule pharmaceutiquement active le paclitaxel.
5. Prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la chaîne de polymère présente une dispersité inférieure à 1,5 ladite dispersité étant déterminée par chromatographie d’exclusion stérique.
6. Prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la chaîne de polymère présente une masse molaire de 1000 à 1000000 g/mol, de préférence inférieure à 100000 g/mol, de préférence inférieure à 50000 g/mol.
7. Prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le polymère comprend un agent de contrôle de polymérisation radicalaire étant choisi parmi les agents de contrôle de la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert de chaîne réversible par addition-fragmentation (en anglais Réversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT), polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d'atomes (en anglais Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP)) et ses dérivées (polymérisation radicalaire contrôlée par le cuivre(I)), polymérisation radicalaire contrôlée par les nitroxydes (en anglais Nitroxide-Mediated Polymerization (NMP), polymérisation radicalaire contrôlée par le cobalt (CoMRP), polymérisation radicalaire contrôlée par des organotellures (TERP) et la polymérisation radicalaire contrôlée par les organoantimoines (SbRP), et par exemple parmi les agents de transfert thiocarbonylthio comme par exemple les dithiocarbonate, xanthate, dithiocarbamate et trithiocarbonate, parmi les complexes à base de métaux de transition (Cu, Fe, Ru, etc.), parmi les alkoxyamines, parmi les complexes à base de cobalt, les organotellures et parmi les organoantimoines.
8. Prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le polymère comprend un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant en partie terminale une chaîne alkyle terminale, par exemple comprenant de 1 à 20 atomes de carbone, une fonction acide carboxylique, une fonction alcool, une fonction amine, une fonction amide, une fonction thiol, ladite fonction étant éventuellement supportée par la chaîne alkyle terminale, et ladite fonction étant éventuellement liée à une deuxième molécule pharmaceutiquement active.
9. Prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le polymère comprend un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant en partie proximale une fonction proximale choisie parmi une fonction amide, ester, carbonate, carbamate, succinate, disulfide, acétal, thioether, triazole ; et/ou linker diglycolate, succinate, succinimidyl 4-(N- maleimidomethyl)cyclohexane-l-carboxylate (SMCC), glycinate, glucuronate, valine-citrulline, maléimide, ladite fonction et/ou linker proximal formant liaison covalente avec le premier principe pharmaceutiquement actif.
10. Prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle la molécule active est une molécule anticancéreuse, une molécule antibiotique (bactério/fungo-statique, bactério/fungo-toxique ou agent antiviraux), une molécule antidiabétique, une molécule anti-inflammatoire, une molécule traitant une maladie vasculaire ou cardiovasculaire, une molécule traitant une maladie du système nerveux central, une molécule agoniste d’un récepteur physiologique, une molécule antagoniste ou partiellement antagoniste d’un récepteur physiologique, une molécule immuno-modulatrice.
11. Prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle la molécule active est. , le paclitaxel, le docétaxel, la gemcitabine, la cladribine, la capécitabine, la daunorubicine, la doxorubicine, l’épirubicine, l’idarubicine, l’actinomycine, l’amsacrine, la dacarbazine, la dactinomycine, la vincristine, la vimblastine, la vindésine, le methotrexate, la colchiccine, le cyclophosphamide, l’azathioprine, la 6-mercaptopurine, la lomustine, la carmustine, la dacarbazine, le cisplatine, le fluoro-uracile, le tenoposide ou l’étoposide., la fotémustine, la mitomycine C, la mitoxantrone, la streptozocine, la trabectédine, la vinflunine, la vinorelbine, le trioxyde d’asemique, la bendamustine, le busulfan, le cabazitaxel, la carboplatine, l’eribuline, l’irinotécan, le topotécan, l’ixabepilone, la nélarabine, l’oxaliplatine, le pralatrexate, le temozolomide, le pemetrexed, l’imatinib, le sunitinib, le sorafenib.
12. Prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisée en ce qu’elle induit une libération étalée dans le temps de la molécule pharmaceutiquement active dans la circulation sanguine ou au site d’action, et par exemple au niveau d’une tumeur ou au niveau intracellulaire.
13. Prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, pour son utilisation dans une méthode de traitement thérapeutique, ou dans une méthode de diagnostic, ou dans une méthode d’imagerie médicale, chez un être humain ou animal par administration sous-cutanée ou intra-musculaire.
14. Prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 13 pour son utilisation dans une méthode de traitement thérapeutique d’un être humain ou animal par administration sous-cutanée ou intra-musculaire, ladite prodrogue polymère comprenant une liaison covalente entre une molécule pharmaceutiquement active et un polymère, ladite molécule pharmaceutiquement active n’étant pas administrable par voie sous-cutanée ou intra-musculaire du fait de sa toxicité au niveau du site d’injection (irritation/nécrose du tissu) lorsqu’elle n’est pas liée par liaison covalente audit polymère, de préférence ladite prodrogue polymère présentant une biodisponibilité de la molécule prévenant les toxicités locales (au site d’injection) et libérant la molécule pharmaceutiquement active dans la circulation sanguine.
15. Prodrogue polymère pour son utilisation selon la revendication 13 ou 14, dans laquelle la méthode de traitement est une méthode de traitement du cancer.
16. Procédé de polymérisation radicalaire contrôlée, notamment par la méthode dit du principe actif amorceur, d’au moins une prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, ledit procédé comprenant les étapes :
couplage covalent d’au moins une première molécule pharmaceutiquement active avec un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant une partie proximale et une partie terminale, pour former une première molécule couplée ; la polymérisation radicalaire contrôlée de la première molécule couplée en présence de monomères acrylamide ou l’un de ses dérivés pour former la prodrogue polymère ;
éventuellement, le couplage covalent d’une deuxième molécule pharmaceutiquement active en partie terminale de l’agent de contrôle après polymérisation radicalaire contrôlée du polymère.
17. Procédé de polymérisation radicalaire contrôlée d’au moins une prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, ledit procédé comprenant les étapes :
la polymérisation radicalaire contrôlée d’un polymère en présence de monomère d’ acrylamide ou l’un de ses dérivés pour former un polymère comprenant une partie proximale et une partie terminale ; couplage covalent d’au moins une première molécule pharmaceutiquement active avec la partie proximale du polymère pour former ladite prodrogue polymère ;
éventuellement, le couplage covalent d’une deuxième molécule pharmaceutiquement active en partie terminale de la prodrogue polymère.
18. Médicament comprenant au moins une prodrogue polymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 15.
19. Composition injectable dans un tissue d’un mammifère, de préférence un être humain, et en particulier formulée pour une injection par voie sous-cutanée ou intramusculaire, ladite composition comprenant une prodrogue polymère telle que définie selon l’une quelconque des revendications 1 à 15.
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