Derivados de oviedomicina, su procedimiento de obtención y sus usos.

Esta invención se refiere a derivados de oviedomicina obtenidos por fermentación de cepas bacterianas recombinantes. La invención se refiere también a los procedimientos empleados para la obtención de las cepas recombinantes y la producción de derivados de oviedomicina. La invención también se refiere a cepas bacterianas útiles para la producción de derivados de oviedomicina. Finalmente los derivados de oviedomicina aquí descritos son de aplicación en el campo de la salud humana, en concreto para fabricar medicamentos útiles en el tratamiento de enfermedades tumorales

Derivados de oviedomicina, su procedimiento de obtención y sus usos.

La invención se adscribe al campo farmacéutico y en concreto se refiere a compuestos con aplicación en oncología, con estructura química derivada de oviedomicina y que se obtienen por fermentación de microorganismos.

Estado de la técnica

La oviedomicina (OVM) es un policétido aromático de tipo anguciclinona producido por Streptomyces antibioticus ATCC 11891. La estructura química de la OVM (Fig. 1) y los genes biosintéticos responsables de su biosíntesis son conocidos (J. Nat. Prod. 2002, 65, 779-782; Chembiochem. 2004, 5, 1181-1187). Las anguciclinonas son productos naturales que pertenecen a la familia de las anguciclinas, que se caracterizan por tener un sistema quinona en el anillo C de un sistema tetracíclico benzantraceno (Nat. Prod. Rep. 1992, 9, 103-137; Nat. Prod. Rep. 1999, 16, 425-484). Se ha descrito actividad antitumoral para varias anguciclinas, tales como la urdamicina y el 6-hidroxi-tetrangulol (J. Antibiot. 1986, 39, 1657-1669; J. Antibiot. 1998, 51, 79-81).

La biosíntesis de OVM comienza con la generación de un policétido lineal de 20 átomos de carbono, sintetizado por una policétido sintasa y una cetorreductasa (OvmPKST, Fig. 2). Este policétido lineal sufre una serie de ciclaciones llevadas a cabo por la aromatasa OvmA y la ciclasa OvmC (Chembiochem. 2004, 5, 1181-1187). El agrupamiento de genes responsable de la biosíntesis de OVM contiene tres genes que codifican oxigenasas dependientes de FAD (ovmOI, ovmOII, ovmOIII). Estas oxigenasas son las responsables de la introducción de grupos ceto en las posiciones C-4 y C-12 (parte de los sistemas quinona de los anillos A y C, respectivamente) y del grupo hidroxilo en posición C-2.

Actualmente existe una gran necesidad de nuevos agentes antitumorales, con actividad mejorada, con menos efectos secundarios indeseables y con mayor selectividad, en comparación con los fármacos actualmente en uso. Tradicionalmente, la industria farmacéutica ha desarrollado nuevos fármacos mediante dos vías fundamentales: (1) búsqueda de nuevos productos naturales, y (2) síntesis y/o modificación química de determinados compuestos. Estos métodos siguen siendo útiles, pero suelen requerir inversiones muy importantes de recursos (tiempo, dinero, energía), pues normalmente es necesario analizar miles de productos para encontrar un nuevo compuesto prometedor. El desarrollo de la tecnología del ADN recombinante ha abierto un interesante campo de investigación para la generación de nuevos compuestos bioactivos mediante la manipulación de genes implicados en la biosíntesis de agentes antitumorales, principalmente de bacterias del grupo de los actinomicetos (Trends Biotechnol. 2001, 19, 449-456; J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 2005, 9, 77-85; Curr. Opin. Drug Discov. Devel. 2005, 8, 748-756; J. Ind Microbiol. Biotechnol. 2006, 33, 560-568; Curr. Opin. Microbiol. 2006, 9, 252-260). Estas técnicas también pueden ser usadas para mejorar la producción de compuestos naturales ya conocidos, pues las cepas naturales suelen producir bajas concentraciones del metabolito de interés.

Descripción de la invención

La presente invención proporciona nuevas cepas bacterianas que producen compuestos de tipo anguciclina; algunos de estos compuestos son nuevos, mientras que otros compuestos son ya conocidos. Varios de estos compuestos presentan una mayor actividad antitumoral in vitro en comparación con la actividad presentada por la OVM. Estas cepas bacterianas son obtenidas mediante la introducción de ciertos ácidos nucleicos adicionales en cepas de Streptomyces spp. no productoras de anguciclinas, en particular de Streptomyces albus. Los ácidos nucleicos mencionados codifican actividades enzimáticas implicadas en la biosíntesis de OVM, y pueden ser obtenidos a partir de Streptomyces albus ATCC 11891 o de cualquier otro microorganismo productor de OVM.

La introducción de ácidos nucleicos en Streptomyces spp. se puede realizar mediante transformación de protoplastos, conjugación, u otros métodos conocidos (tales como lo descritos en Practical Streptomyces genetics, The John Innes Foundation, Norwich, Gran Bretaña, 2000), de tal forma que los ácidos nucleicos son replicables en el organismo, bien en forma de elemento extracromosómico o bien integrados en el cromosoma del organismo.

Las cepas bacterianas de esta invención pueden ser cultivadas en cualquier medio adecuado, en condiciones que permitan su crecimiento, tal como se describe en J. Nat. Prod. 2002, 65, 779-782; Chembiochem. 2004, 5, 1181-1187. Tras varios días de incubación, estos cultivos contienen una cantidad elevada de células (micelio), junto con una mezcla de compuestos, incluyendo derivados de OVM. A continuación, los cultivos son sometidos a procesos para la separación de una fase líquida (sobrenadante) y una fase sólida (micelio). Seguidamente las dos fases son sometidas, separadamente, a diversos procedimientos que pueden incluir extracción con diversos solventes orgánicos, y varios tipos de cromatografias (tales como HPLC, cromatografia liquida de alto rendimiento), con el fin de obtener los derivados de OVM en forma de compuestos puros. Los derivados de OVM tienen actividad antitumoral y antibiótica.

Asimismo, la presente invención proporciona compuestos caracterizados por las siguientes fórmulas (I), (II), (III), (IV) y (V):

donde

R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ y R₆ son, cada uno e independientemente, hidrógeno o un grupo protector. El grupo protector puede consistir en un grupo alquilo, un grupo cicloalquilo, un grupo cicloalquilo heterociclico, un grupo hidroxialquilo, un grupo alquilo halogenado, un grupo alcoxialquilo, un grupo alquenilo, un grupo alquinilo, un grupo arilo, un grupo arilo heterocíclico, un grupo alquilarilo, un grupo éster, un grupo carbonato, un grupo ácido carboxilico, un grupo aldehído, un grupo cetona, un grupo uretano, un grupo sililo, un grupo sulfoxo o una combinación de ellos.

X₁ y X₂ son, cada uno e independientemente, hidrógeno, grupo hidroxilo o un grupo -OR₁, donde R₁ es un grupo protector según la definición anterior,

Z es hidrógeno o un grupo elegido de los siguientes grupos: un grupo ácido carboxilico, un grupo éster, un grupo carbonato, un grupo carbamato, un grupo uretano, un grupo hidroxilo, un grupo alquilo, un grupo cicloalquilo, un grupo cicloalquilo heterociclico, un grupo hidroxialquilo, un grupo alquilo halogenado, un grupo alcoxialquilo, un grupo alquenilo, un grupo alquinilo, un grupo arilo, un grupo arilo heterociclico, un grupo alquilarilo, un grupo aldehído o un grupo cetona.

En particular, la presente invención proporciona, entre otros, los compuestos con las siguientes fórmulas (VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII):

La presente invención proporciona cepas para la obtención de compuestos nuevos, no obtenidos anteriormente [fórmulas (VII), (VIII), (IX) y (XIII)]. Además, la presente invención proporciona nuevas cepas para la obtención de compuestos ya descritos anteriormente [fórmulas (VI), (X), (XI) y (XII)].

Los compuestos de la invención son inhibidores de crecimiento de tumores y son por tanto útiles en el tratamiento del cáncer.

De esta forma, son objeto de la presente invención las composiciones farmacéuticas que comprenden una cantidad efectiva de un compuesto de cualesquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII), (IX), (X), (XI), (XII) o (XIII) o una sal o solvato farmacéuticamente aceptable del mismo junto con un excipiente farmacéuticamente aceptable.

Es también objeto de la presente invención el uso de un compuesto de cualesquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII), (IX), (X), (XI), (XII) o (XIII) o una sal o solvato farmacéuticamente aceptable del mismo en la manufactura de un medicamento.

Es también objeto de la presente invención el uso de un compuesto de cualesquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII), (IX), (X), (XI), (XII) o (XIII) o una sal o solvato farmacéuticamente aceptable del...

1. Un compuesto con cualquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV) o (V)

donde

R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ y R₆ son, cada uno e independientemente, hidrógeno o un grupo protector, el cual puede consistir en un grupo alquilo, un grupo cicloalquilo, un grupo cicloalquilo heterocíclico, un grupo hidroxialquilo, un grupo alquilo halogenado, un grupo alcoxialquilo, un grupo alquenilo, un grupo alquinilo, un grupo arilo, un grupo arilo heterocíclico, un grupo alquilarilo, un grupo éster, un grupo carbonato, un grupo ácido carboxílico, un grupo aldehído, un grupo cetona, un grupo uretano, un grupo sililo, un grupo sulfoxo o una combinación de ellos,

X₁ y X₂ son, cada uno e independientemente hidrógeno, grupo hidroxilo o un grupo -OR₁, donde R₁ es un grupo protector según la definición anterior,

Z es hidrógeno o un grupo elegido de los siguientes grupos: un grupo ácido carboxílico, un grupo éster, un grupo carbonato, un grupo carbamato, un grupo uretano, un grupo hidroxilo, un grupo alquilo, un grupo cicloalquilo, un grupo cicloalquilo heterocíclico, un grupo hidroxialquilo, un grupo alquilo halogenado, un grupo alcoxialquilo, un grupo aqquenilo, un grupo alquinilo, un grupo arilo, un grupo arilo heterocíclico, un grupo alquilarilo, un grupo aldehído o un grupo cetona.

2. El compuesto de la reivindicación 1, con la fórmula (VII):

3. El compuesto de la reivindicación 1, con la fórmula (VIII):

4. El compuesto de la reivindicación 1, con la fórmula (IX):

5. El compuesto de la reivindicación 1, con la fórmula (XIII):

6. Cepas bacterianas derivadas de Streptomyces albus, caracterizadas porque cada una de dichas cepas posee un ácido nucleico adicional que codifica enzimas activos para la biosíntesis de derivados de oviedomicina, de acuerdo con cualesquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV) o (V), no estando estos enzimas presentes en Streptomyces albus.

7. Una cepa bacteriana según la reivindicación 6, caracterizada porque dicha cepa es Streptomyces albus (pFL1030).

8. Una cepa bacteriana de la reivindicación 6, caracterizada porque dicho ácido nucleico es el plásmido pFL1030, el cual codifica enzimas activos para la biosíntesis del compuesto de fórmula (VIII) y de sus intermediarios biosintéticos.

9. Una cepa bacteriana según la reivindicación 6, caracterizada porque dicha cepa es Streptomyces albus (pFL1031).

10. Una cepa bacteriana de la reivindicación 6, caracterizada porque dicho ácido nucleico es el plásmido pFL1031, el cual codifica enzimas activos para la biosíntesis de los compuestos de fórmula (VI), (VII), (IX) y (X) y de sus intermediarios biosintéticos.

11. Una cepa bacteriana según la reivindicación 6, caracterizada porque dicha cepa es Streptomyces albus (pFL1146).

12. Una cepa bacteriana de la reivindicación 6, caracterizada porque dicho ácido nucleico es el plásmido pFL1146, el cual codifica enzimas activos para la biosíntesis de los compuestos de fórmula (VI) y (XIII) y de sus intermediarios biosintéticos.

13. Un método para obtener las cepas bacterianas de la reivindicación 6, que comprende la introducción de un ácido nucleico en Streptomyces albus o en una cepa derivada de Streptomyces albus.

14. El método de la reivindicación 13, que comprende la introducción del plásmido pFL1030 en Streptomyces albus.

15. El método de la reivindicación 13, que comprende la introducción del plásmido pFL1031 en Streptomyces albus.

16. El método de la reivindicación 13, que comprende la introducción del plásmido pFL1046 en Streptomyces albus.

17. Un método para producir derivados de oviedomicina de cualquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV) o (V), que comprende:

a) incubar una cepa bacteriana de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12 para producir una composición que incluye un derivado de oviedomicina de acuerdo con cualesquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV) o (V); y

b) aislar un derivado de oviedomicina a partir de la composición producida en el paso (a).

18. Un método según la reivindicación 17, caracterizado porque la cepa bacteriana es Streptomyces albus (pFL1030).

19. Un método según la reivindicación 17, caracterizado porque la cepa bacteriana es Streptomyces albus (pFL1031).

20. Un método según la reivindicación 17, caracterizado porque la cepa bacteriana es Streptomyces albus (pFL1046).

21. Un método según la reivindicación 17, caracterizado porque el derivado de oviedomicina es la rabelomicina [fórmula (VI)].

22. Un método según la reivindicación 17, caracterizado porque el derivado de oviedomicina es prejadomicina 2-carboxilato [fórmula (VII)].

23. Un método según la reivindicación 17, caracterizado porque el derivado de oviedomicina es 5-hidroxi-dehidro-rabelomicina [fórmula (VIII)].

24. Un método según la reivindicación 17, caracterizado porque el derivado de oviedomicina es 4a,12b-dehidro-UWM6 [fórmula (IX)].

25. Un método según la reivindicación 17, caracterizado porque el derivado de oviedomicina es prejadomicina [fórmula (X)].

26. Un método según la reivindicación 17, caracterizado porque el derivado de oviedomicina es UWM6 [fórmula (XI)].

27. Un método según la reivindicación 17, caracterizado porque el derivado de oviedomicina es 9-hidroxi-rabelomicina [fórmula (XIII)].

28. Un compuesto derivado de oviedomicina definido por cualquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV) o (V) obtenible según el método de la reivindicación 17.

29. Un compuesto derivado de oviedomicina definido por cualquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV) o (V) y caracterizado por ser producido por una cepa bacteriana de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12.

30. Un compuesto derivado de oviedomicina de acuerdo con cualesquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV) o (V); caracterizado por ser producido por la cepa Streptomyces albus (pFL1030) de la reivindicación 7.

31. Un compuesto derivado de oviedomicina de acuerdo con cualesquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV) o (V); caracterizado por ser producido por la cepa Streptomyces albus (pFL 1031) de la reivindicación 9.

32. Un compuesto derivado de oviedomicina de acuerdo con cualesquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV) o (V); caracterizado por ser producido por la cepa Streptomyces albus (pFL1146) de la reivindicación 11.

33. Una preparación farmacéutica que comprenda, entre otros componentes, una cantidad terapéuticamente efectiva de un compuesto de la reivindicación 1, o una sal, solvato o prodroga farmacéuticamente aceptable del mismo, junto con uno o más excipientes y diluyentes.

34. Una preparación farmacéutica que comprenda, entre otros componentes, una cantidad terapéuticamente efectiva de un compuesto de la reivindicación 29, o una sal, solvato o prodroga farmacéuticamente aceptable del mismo, junto con uno o más excipientes y diluyentes.

35. Uso de un compuesto de cualesquiera de las fórmulas (I), (II), (III), (IV) o (V) según la reivindicación 1, o una sal, solvato o prodroga farmacéuticamente aceptable del mismo en la manufactura de un medicamento útil en el tratamiento del cáncer en un sujeto diagnosticado de dicha enfermedad.

36. Uso según la reivindicación 35, donde el sujeto es un ser humano.

37. Uso de la preparación farmacéutica de la reivindicación 33 para preparar un medicamento destinado a tratar el cáncer en un sujeto diagnosticado con dicha enfermedad.

38. Uso según de la reivindicación 37, donde el sujeto es un ser humano.

39. Uso de la preparación farmacéutica de la reivindicación 34 para preparar un medicamento destinado a tratar el cáncer en un sujeto diagnosticado con dicha enfermedad.

40. Uso según de la reivindicación 39, donde el sujeto es un ser humano.