Dendrimeros carbosilanos y su uso como antivirales.Macromoléculas altamente ramificadas sintetizadas a partir de un núcleo polifuncional,

de estructura carbosilano y funcionalizados en su periferia con grupos aniónicos que dan a la macromolécula una carga neta negativa. Además, la invención se refiere al uso de los dendrímeros como antimicrobiano y el procedimiento de obtención de los mismos

Dendrímeros carbosilanos y su uso como antivirales.

La presente invención se refiere a macromoléculas altamente ramificadas sintetizadas a partir de un núcleo polifuncional, denominadas dendrímeros, de estructura carbosilano y funcionalizados en su periferia con grupos aniónicos que dan a la macromolécula una carga neta negativa. Además la invención se refiere a su procedimiento de obtención y sus usos en biomedicina.

Estado de la técnica anterior

Los dendrímeros son moléculas hiperramificadas de construcción arborescente, de tamaño y estructura tridimensional bien definidos y que poseen unas propiedades químicas uniformes debidas en parte a su baja polidispersidad. La naturaleza y propiedades de los dendrímeros se pueden controlar actuando sobre el núcleo de crecimiento del dendrímero, sobre las unidades o ramas de crecimiento o sobre la periferia del dendrímero que es susceptible de incorporar una variedad muy grande de grupos funcionales. Los primeros trabajos describiendo la síntesis de dendrímeros fueron publicados hace algo más de dos décadas. Desde entonces ha crecido la capacidad de diseño de nuevas estructuras dendríticas, lo que ha dado lugar a un gran número de publicaciones en este campo y a su vez ha atraído la atención de investigadores de diferentes disciplinas científicas ante la variedad de aplicaciones que pueden presentar este tipo de compuestos. En la última década se ha empezado a investigar el potencial de los dendrímeros en aplicaciones biomédicas, descubriendo su utilidad en campos como por ejemplo terapia génica, donde el dendrímero actúa como un vehículo de transporte no viral de biomoléculas tratando de optimizar el efecto terapéutico de estas. También se han descrito aplicaciones de los dendrímeros como agentes de contraste de imagen en resonancia magnética nuclear o transporte de boro 10 en la terapia de captura de neutrones utilizada en determinados tumores. Sin embargo, es bastante reciente el descubrimiento de que los dendrímeros por si mismos pueden tener una actividad biológica, actuando así por ejemplo como agentes antibacterianos o antivirales.

De esta manera, se han sintetizado moléculas dendríticas que contienen en su superficie grupos adecuados para formar complejos con receptores celulares o virales rompiendo la interacción virus-célula, incluyendo la unión inicial del virus a la pared celular. Algunas de estas moléculas han mostrado actividad in vitro frente a una variedad de virus, como VIH (Virus de la Inmunodeficiencia Humana), VHS (Virus del Herpes Simple), Virus de la gripe u otros.

La capacidad de los dendrímeros para interferir en la interacción virus-célula sugiere que ellos podrían actuar como microbicidas tópicos, es decir, compuestos aplicados sobre la mucosa vaginal o rectal para impedir enfermedades de transmisión sexual.

Los dendrímeros descritos en la bibliografía y potencialmente útiles como agentes antivirales pueden presentar distintos tipos de esqueletos, pero en lo que se refiere a los grupos funcionales que presentan en su periferia, que son los verdaderos responsables de su actividad antiviral, pueden ser agrupados en tres tipos: carbohidratos, péptidos y aniones.

Dendrímeros funcionalizados con carbohidratos: los glicodendrímeros han sido las macromoléculas dendríticas más comúnmente utilizadas hasta la fecha como antivirales. Se han estudiado frente a varios tipos de virus, pero uno de los estudios más exhaustivos ha sido frente al virus de la gripe. Estudios in vivo utilizando dendrímeros tipo PAMAM funcionalizados en la periferia con ácido siálico demostró que estos compuestos protegen completamente frente a la infección en un modelo de gripe murino, observándose que los dendrímeros utilizados no eran tóxicos ni inmunogénicos. También se estudiaron los efectos de estos dendrímeros PAMAM funcionalizados con ácido siálico y sus resultados indicaban que la especificidad del carbohidrato no era lo único que determinaba el éxito o el fracaso en el diseño de un inhibidor basado en carbohidratos, sino que también había que considerar como es la unión y la orientación de los carbohidratos al esqueleto del dendrímero. Muy recientemente, se ha descrito el uso de glicodendrímeros basados en un esqueleto carbosilano para bloquear la proteína hemaglutinina (HA) del virus de la gripe.

Los glicodendrímeros también han mostrado ser efectivos frente al VIH. Así, hay estudios que muestran que dendrímeros polipropilenimina (PPI) funcionalizados con grupos galactosa polisulfatados producen la inhibición del VIH-1 de forma tan eficiente como el sulfato de dextrano utilizado como control (cfr. R.D. Kensinger, et al., Antimicrob. Agents Chemother., 2004, 48, 1614).

Dendrímeros funcionalizados con péptidos: El uso de dendrímeros funcionalizos en su superficie con péptidos es otra posibilidad para abordar la síntesis de nuevos microbicidas, aunque se han estudiado menos que el uso de glicodendrímeros o de dendrímeros aniónicos. De tal forma que algunos estudios muestran que dendrímeros funcionalizados con péptidos inhiben la infección viral in vitro. Otros estudios han mostrado la potencialidad de estos dendrímeros como vacunas (cfr. L. J. Cruz, et al., Bioconjug. Chem., 2004, 15, 112) indicando que estos dendrímeros son mejores inmunógenos que otros vehículos macromoleculares funcionalizados con los mismos péptidos.

Dendrímeros funcionalizados con aniones: Existen varios tipos de dendrímeros o polímeros dendronizados con carga neta negativa en la superficie, ya que muchos tipos de virus, como por ejemplo el VIH o VHS, se unen a compuestos polianiónicos. Así, polisacáridos sulfatados son inhibidores efectivos típicos de la inhibición viral. Dentro de este tipo de dendrímeros polianiónicos, se han descrito por ejemplo dendrímeros polilisina con grupos terminales carboxilato y sulfonato que son capaces de bloquear de forma efectiva la infección por VHS (cfr. Gong, Y. et al. Antiviral Res, 2002, 55(2), 319-329). Los mismos autores realizaron estudios en ratones en los que mostraron que estos dendrímeros protegían a los animales frente a la infección vaginal y que los derivados sulfonato eran capaces de interferir en las etapas finales de replicación del virus en las células infectadas.

Dendrímeros similares con un esqueleto polilisina y grupos terminales carboxilato o sulfonato, también han mostrado ser eficaces en la inhibición del VIH en modelos celulares in vitro (cfr. McCarthy, TD et al. Mol Pharm. 2005 Jul-Aug; 2(4):312-8) y los dendrímeros polianiónicos inhiben la entrada del virus en la célula, e inhiben la actividad de dos enzimas virales, la transcriptasa reversa y la integrasa, lo que indica que estos derivados polianiónicos pueden actuar en diferentes ciclos replicativos del VIH dependiendo de cómo se integren y se sitúan en la célula. Otros estudios más recientes, muestran que dendrímeros con grupos sulfonato protegen a macacos hembra frente a la infección vaginal del virus de la inmunodeficiencia en simios (VIS).

En este apartado, hay que destacar el dendrímero cargado negativamente, formulado como un gel y denominado SPL7013. Este dendrímero ha sido desarrollado por una compañía farmacéutica australiana y los estudios realizados in vitro e in vivo han mostrado que es el mejor candidato para acceder al mercado, convirtiéndose en el primer dendrímero comercial con una aplicación biomédica definida. El SPL7013 es un dendrímero basado en lisina con grupos ácido naftaleno disulfónico en su superficie y es el principio activo de un gel microbicida vaginal denominado VivaGel®. Es un potente inhibidor in vitro frente a numerosas cepas del VIH-1. Se está utilizando en la prevención de la transmisión vaginal del VIH y del herpes genital. Así, un estudio desarrollado por Dezutti y colaboradores ha mostrado que una formulación de este dendrímero (5%) tiene una toxicidad muy baja en células epiteliales y es efectivo en la prevención de la infección por el VIH-1 en células mononucleares de sangre periférica (CMSP), macrófagos y en la transferencia del VIH-1 desde las células epiteliales a las CMSP. Estudios posteriores han mostrado que la aplicación diaria del gel SPL7013 en proporciones de 1-3% eran bien toleradas. Además se obtuvieron resultados similares en la prevención de la infección por el VIH-1 en la aplicación rectal del gel. También se han realizado estudios aplicando a nivel vaginal el gel SPL7013 en macacos y han mostrado que no produce ningún signo de irritación de la mucosa vaginal y que... [Seguir leyendo]

1. Dendrímero carbosilano que comprende

- un núcleo polifuncional,

- al menos una generación, y

- una capa externa, que consiste, total o parcialmente, en unidades iguales o diferentes del grupo de fórmula (I):

    p varía entre 1 y 3, y

    X es el siguiente grupo de fórmula (II):

donde:E es un grupo enlazante entre el silicio y el grupo amina,

    z varía entre 1 y 4,

    R¹ se selecciona de un grupo de la lista que comprende -COOR², -SO₃R² o -PO₃(R²)₂, y

    R² es hidrógeno o un grupo alquilo (C₁-C₄).

2. Dendrímero según la reivindicación 1, donde el núcleo es de silicio.

3. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, donde p es 1.

4. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde R' es metilo.

5. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde E se selecciona de entre un alquilo (C₁-C₁₀) o un grupo -(CH₂)_x-R³, donde R³ es un grupo triazol o fenol y x varia entre 1 y 6.

6. Dendrímero según la reivindicación 5 donde el grupo alquilo de E es un propilo.

7. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde R² es hidrógeno o metilo.

8. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde E es el grupo -(CH₂)_x-R³ y R³ es triazol.

9. Dendrímero según la reivindicación 8, donde x es 4.

10. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde E es el grupo -(CH₂)_x-R³ y R³ es fenol.

11. Dendrímero según la reivindicación 10, donde x es 1.

12. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde R¹ es el grupo -COOR².

13. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde R¹ es el grupo -SO₃R².

14. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde R¹ es el grupo -PO₃(R²)₂.

15. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, donde z es 2.

16. Dendrímero según la reivindicación 14, donde z es 1.

17. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, donde dicho dendrímero está en forma de sal aniónica.

18. Dendrímero según la reivindicación 17, donde la sal es de Na⁺.

19. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, donde dicho dendrímero es al menos de primera generación con la siguiente fórmula (III):

donde:R_a es un grupo alquilo (C₁-C₆); y

    R es el grupo terminal de fórmula (I) descrito en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18.

20. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, donde dicho dendrímero es al menos de segunda generación con la siguiente fórmula:

donde:R_a, R_b y R'', son iguales o diferentes, y representan un grupo alquilo (C₁-C₆);

    m tiene un valor de 1 a 3; y

    R es el grupo terminal de fórmula (I) descrito en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18.

21. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, donde dicho dendrímero es al menos de tercera generación con la siguiente fórmula (V):

donde:R_a, R_b, R_c, R'' y R''', son iguales o diferentes, y representan un grupo alquilo (C₁-C₆);

    m y n son iguales o diferentes y tienen un valor de 1 a 3; y

    R es el grupo terminal de fórmula (I) descrito en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18.

22. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, donde R_a, R_b o R_c, son iguales o diferentes, y representan un grupo alquilo (C₂-C₄).

23. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, donde R'' y/o R''' son un grupo metilo.

24. Compuesto de fórmula:

Et₃-R

donde:Et es un grupo etilo y

    R es el grupo terminal de fórmula (I) descrito en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23 o un grupo -(R')_3-pSi-[(CH₂)₄-N₃]_p, donde R' es un grupo alquilo (C₁-C₄), y p varía entre 1 y 3.

25. Dendrímero carbosilano que comprende:

- un núcleo de silicio,

- al menos una generación, y

- una capa externa, que consiste, total o parcialmente, en unidades iguales o diferentes del grupo de fórmula (VI):

donde:R' es un grupo alquilo (C₁-C₄), y

    p varía entre 1 ó 3.

26. Dendrímero según la reivindicación 25, donde p es 1.

27. Dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 25 o 26, donde R' es un metilo.

28. Procedimiento de obtención de los dendrímeros según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, que comprende:

- síntesis de dendrímeros con terminaciones -NH₂ y posterior funcionalización de estos grupos amino terminales con grupos carboxílicos, sulfonatos o fosfonato.

29. Procedimiento de obtención de los dendrímeros según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, que comprende:

- funcionalización inicial de aminas orgánicas con los grupos carboxílicos, sulfonatos, fosfonato o sus grupos precursores y su posterior unión de dichas aminas funcionalizadas a la superficie de los dendrímeros carbosilanos.

30. Uso de los dendrímeros según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, para la elaboración de un medicamento.

31. Uso de los dendrímeros según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, para la elaboración de un medicamento para la prevención y/o el tratamiento de enfermedades causadas por virus, bacterias u hongos.

32. Uso según cualquiera de la reivindicación 31, donde la enfermedad es causado por el VIH.

33. Composición farmacéutica que comprende al menos un dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23 y un vehículo farmacéuticamente activo.

34. Composición según la reivindicación 33, que además comprende otro principio activo.

35. Uso de los dendrímeros según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23 como vehículos de transporte de moléculas.