Compuesto de fórmula

Agentes de formación de imágenes dirigidos al receptor de folato.

Campo de la invención

La invención se refiere a compuestos y a métodos para dirigir un agente de formación de imágenes a células de un animal. Más particularmente, los agentes de formación de imágenes a base de radionúclido se dirigen a células que tienen receptores para una vitamina usando una vitamina de este tipo, o un derivado o un análogo de la misma que se une al receptor de vitamina, como el ligando dirigido para el agente de formación de imágenes.

Antecedentes y sumario de la invención

El transporte transmembrana es una función celular crítica. Puesto que los médicos han reconocido la importancia del transporte transmembrana para muchas áreas de la ciencia biológica y médica, incluyendo el tratamiento farmacológico y la transferencia génica, se han realizado esfuerzos de investigación significativos dirigidos a la comprensión y la aplicación de tales procesos. Así, por ejemplo, se ha intentado el suministro transmembrana de ácidos nucleicos a través del uso de soportes de proteínas, soportes de anticuerpos, sistemas de suministro liposómicos, electroporación, inyección directa, fusión celular, soportes virales, choque osmótico y transformación mediada por calcio-fosfato. Sin embargo, muchas de estas técnicas están limitadas tanto por los tipos de células en los que se produce el transporte transmembrana como por las condiciones requeridas para el transporte transmembrana satisfactorio de moléculas exógenas. Además, muchas de estas técnicas están limitadas por el tipo y el tamaño de la molécula exógena que puede transportarse a través de la membrana celular sin pérdida de bioactividad.

Un mecanismo para el transporte transmembrana de las moléculas exógenas que tiene amplia aplicabilidad es la endocitosis mediada por receptor. Ventajosamente, la endocitosis mediada por receptor se produce tanto in vivo como in vitro. La endocitosis mediada por receptor implica el movimiento de ligandos unidos a receptores de membrana hacia el interior de una zona limitada por la membrana a través de la invaginación de la membrana. El proceso se inicia o activa mediante la unión de un ligando específico de receptores al receptor. Se han caracterizado muchos sistemas endocitóticos mediados por receptor, incluyendo aquellos que dan como resultado la internalización de galactosa, manosa, manosa-6-fosfato, transferrina, asialoglicoproteína, folato, transcobalamina (vitamina B12), a-2-macroglobulinas, insulina y otros factores de crecimiento peptídicos tales como factor de crecimiento epidérmico (EGF).

Se ha utilizado la endocitosis mediada por receptor para suministrar moléculas exógenas tales como proteínas y ácidos nucleicos a células. Generalmente, un ligando específico se conjuga químicamente mediante unión de hidrógeno, iónica o covalente a una molécula exógena de interés, formando una molécula conjugada que tiene un resto (la parte de ligando) que todavía se reconoce en el conjugado por un receptor diana. Usando esta técnica, se ha conjugado la proteína fototóxica psoraleno con insulina y se ha internalizado mediante la ruta endocitótica del receptor de insulina (Gasparro, Biochem. Biophys. Res. Comm. 141 (2) págs. 502-509, 15 de diciembre de 1986); se ha utilizado el receptor específico de hepatocitos para asialoglicoproteínas de galactosa-terminales para el suministro transmembrana específico de hepatocitos de asialoorosomucoide-poli-L-lisina complejada no covalentemente con un plásmido (Wu, G. Y., J. Biol. Chem., 262 (10), págs. 4429-4432, 1987); se ha utilizado el receptor celular para EGF para suministrar polinucleótidos unidos covalentemente a EGF al interior de la célula (Myers, solicitud de patente europea 86810614.7, publicada el 6 de junio de 1988); se ha usado el receptor celular ubicado en el intestino para el complejo organometálico vitamina B12-factor intrínseco para mediar en el suministro de un fármaco, una hormona, un péptido bioactivo y un inmunógeno complejado con vitamina B12 al sistema circulatorio tras la administración oral (Russell-Jones et al., solicitud de patente europea 86307849.9, publicada el 29 de abril de 1987); se ha usado el receptor de manosa-6-fosfato para suministrar lipoproteínas de baja densidad a células (Murray, G. J. y Neville, D. M., Jr., J. Biol. Chem, vol. 255 (24), págs. 1194-11948, 1980); se ha usado el receptor de la subunidad de unión a la toxina del cólera para suministrar insulina a células que carecían de receptores de insulina (Roth y Maddox, J. Cell. Phys. vol. 115, pág. 151, 1983); y se ha empleado el receptor de gonadotropina coriónica humana para suministrar una cadena a de ricina acoplada a GCH a células con el receptor de GCH apropiado (Oeltmann y Heath, J. Biol. Chem, vol. 254, pág. 1028 (1979)).

En una realización, la presente invención implica el transporte transmembrana de un agente de formación de imágenes a base de radionúclidos a través de una membrana que tiene receptores para una vitamina, o un derivado que se une al receptor de vitamina o análogo de la misma. Una membrana celular que tiene receptores de vitamina, o receptores para derivados o análogos de la vitamina, se pone en contacto con un conjugado de vitamina-agente de formación de imágenes durante un tiempo suficiente para iniciar y permitir el transporte transmembrana del conjugado, y se monitoriza la biodistribución del conjugado de vitamina-agente de formación de imágenes en el animal. En otra realización, el resto dirigido a la vitamina/derivado o análogo de la vitamina se une simplemente a un receptor de vitamina de la superficie celular para concentrar el radionúclido quelado sobre la superficie celular.

La invención aprovecha (1) la ubicación de los receptores de vitamina y (2) los procesos endocíticos mediados por receptor asociados. Por ejemplo, la invención aprovecha la expresión única, sobreexpresión o expresión preferencial de receptores de vitamina, transportadores u otras proteínas presentes en la superficie que se unen específicamente a vitaminas, o derivados o análogos de las mismas, en células tumorales u otros tipos celulares que sobreexpresan tales receptores. Por consiguiente, la invención puede usarse para detectar células, tales como células tumorales u otros tipos celulares, que sobreexpresan los receptores de vitamina, o los receptores para los derivados o análogos de la vitamina, aprovechando los procesos endocíticos mediados por receptor que se producen cuando se ponen en contacto tales células con el conjugado de vitamina-agente de formación de imágenes.

Los receptores de vitamina, tales como el receptor de folato (RF) de alta afinidad, se expresan a niveles altos, por ejemplo, en células cancerosas. Se ha notificado que todos los cánceres epiteliales de ovario, glándula mamaria, colon, pulmón, nariz, garganta y cerebro expresan niveles elevados del RF. De hecho, se conoce que más del 90% de todos los tumores ováricos humanos expresan grandes cantidades de este receptor. Por tanto, la presente invención puede usarse para la formación de imágenes de diagnóstico de una variedad de tipos de tumores y de otros tipos celulares implicados en estados patológicos.

Se han usado quelantes de radionúclidos complejados a ligandos como sondas no invasivas para fines de formación de imágenes de diagnóstico. Por ejemplo, se han usado péptido intestinal vasoactivo, análogos de somatostatina y anticuerpos monoclonales como ligandos para localizar radionucléotidos para células, tales como células tumorales. Los anticuerpos monoclonales, y diversos fragmentos de los mismos, inicialmente recibieron la mayor atención porque se creía que la dirección específica a tumor precisa podría conseguirse usando anticuerpos monoclonales como ligandos dirigidos. Desafortunadamente, este enfoque fue problemático porque i) los anticuerpos tienen tiempos de circulación prolongados debido a su gran tamaño que es desfavorable para los fines de formación de imágenes, ii) los anticuerpos son costosos de producir, iii) los anticuerpos pueden ser inmunogénicos, y por consiguiente, deben humanizarse cuando se usan dosis múltiples, y iv) las razones de tumor con respecto a tejido no diana (T/NT) de los radionúclidos unidos a anticuerpos son subóptimas. Por tanto, el centro de atención se ha dirigido recientemente hacia el uso de ligandos específicos de tumor más pequeños que no tienen tales limitaciones.

Se han usado las vitaminas, tales como ácido fólico, para dirigir agentes de formación de imágenes a células tumorales, y son ventajosos debido a su pequeño tamaño. El primer complejo...

1. Compuesto de fórmula

en la que V es un folato, en la que el folato se une a un receptor de folato, y en la que el folato es un sustrato para el transporte transmembrana mediado por receptor in vivo, o un derivado o análogo del mismo, en la que el análogo se selecciona de análogos desaza y didesaza de ácido fólico, ácido folínico, ácido pteroico, ácido pteropoliglutámico y pteridinas que se unen al receptor de folato, o de aminopterina, ametopterina (metotrexato), N¹⁰-metilfolato, 2-desamino-hidroxifolato, análogos desaza y ácido 3'5'-dicloro-4-amino-4-desoxi-N¹⁰-metilpteroilglutámico (diclorometotrexato), en la que el derivado o análogo se une al receptor de folato y es un sustrato para el transporte transmembrana mediado por receptor in vivo;

L es un conector divalente;

R es una cadena lateral de un aminoácido de fórmula H₂NCHRCOOH;

M es un catión de un radionúclido;

n es 1 ó 0; y

k es 1 ó 0,

con la condición de que (i) si k = 0, el compuesto no es el compuesto EC20:

y si dicho k = 1 y dicho compuesto es EC20, M no es ^99mTc.

2. Compuesto según la reivindicación 1, en el que el radionúclido se selecciona del grupo que consiste en isótopos de galio, indio, cobre, tecnecio y renio.

3. Compuesto según la reivindicación 2, en el que el radionúclido es un isótopo de tecnecio.

4. Composición para formar imágenes de diagnóstico que comprende un compuesto de fórmula

en la que V es un folato, en la que el folato se une a un receptor de folato, y en la que el folato es un sustrato para el transporte transmembrana mediado por receptor in vivo, o un derivado o análogo del mismo, en la que el análogo se selecciona de análogos desaza y didesaza de ácido fólico, ácido folínico, ácido pteroico, ácido pteropoliglutámico y pteridinas que se unen al receptor de folato, o de aminopterina, ametopterina (metotrexato), N¹⁰-metilfolato, 2-desamino-hidroxifolato, análogos desaza y ácido 3'5'-dicloro-4-amino-4-desoxi-N¹⁰-metilpteroilglutámico (diclorometotrexato), en la que el derivado o análogo se une al receptor de folato y es un sustrato para el transporte transmembrana mediado por receptor in vivo;

L es un conector divalente;

R es una cadena lateral de un aminoácido de fórmula H₂NCHRCOOH;

M es un catión de un radionúclido;

n es 1 ó 0; y

un vehículo farmacéuticamente aceptable para el mismo;

con la condición de que si el compuesto es el compuesto EC20:

M no es ^99mTc.

5. Composición según la reivindicación 4, en la que el radionúclido en el compuesto se selecciona del grupo que consiste en isótopos de galio, indio, cobre, tecnecio y renio.

6. Composición según la reivindicación 5, en la que el radionúclido en el compuesto es un isótopo de tecnecio.

7. Composición según la reivindicación 4 adaptada para administración parenteral.

8. Composición que comprende un compuesto de fórmula

en la que V es el folato, o un derivado o análogo del mismo, en la que el derivado o análogo del mismo, en la que el análogo se selecciona de los análogos desaza y didesaza de ácido fólico, ácido folínico, ácido pteroico, ácido pteropoliglutámico y pteridinas que se unen al receptor de folato, o de aminopterina, ametopterina (metotrexato), N¹⁰-metilfolato, 2-desamino-hidroxifolato, análogos desaza y ácido 3'5'-dicloro-4-amino-4-desoxi-N¹⁰-metilpteroilglutámico (diclorometotrexato), se une al receptor de folato;

L es un conector divalente;

R es una cadena lateral de un aminoácido de fórmula H₂NCHRCOOH;

M es un catión de un radionúclido;

n = 1 ó 0; y

un vehículo farmacéuticamente aceptable para el mismo; para su uso en la formación de imágenes de una población de células en un animal en el que dichas células se caracterizan por un receptor de folato en la superficie de dichas células y la monitorización de la biodistribución de dicho compuesto en el animal, en el que el folato, derivado o análogo es un sustrato para el transporte transmembrana mediado por receptor in vivo;

con la condición de que si el compuesto es el compuesto EC20:

M no es ^99mTc.

9. Composición según la reivindicación 8, en la que el radionúclido en el compuesto se selecciona del grupo que consiste en isótopos de galio, indio, cobre, tecnecio y renio.

10. Composición según la reivindicación 9, en la que el radionúclido en el compuesto es un isótopo de tecnecio.

11. Composición según la reivindicación 8, en la que la composición se administra por vía parenteral al paciente.

12. Compuesto o composición según cualquier reivindicación anterior, en el que V se selecciona de ácido fólico, ácido folínico, ácido pteroico, ácido pteropoliglutámico y pteridinas que se unen al receptor.

13. Compuesto o composición según las reivindicaciones 1-11, en el que el análogo desaza es 1-desazametopterina o 3-desazametopterina.

14. Composición que comprende un liofilizado que puede reconstituirse de un compuesto de fórmula:

en combinación con cloruro de estaño (II) y a_D-glucoheptonato de sodio.

15. Composición según la reivindicación 14, en la que el compuesto EC20 está quelado a ^99mTc.