Un ligando capaz de marcar a la proteína tau agregada en filamentos helicoidales pareados (FHP) para su uso enun método in vivo para determinar el estadio de degeneración neurofibrilar asociado a una tauopatía en un sujetoque se piensa que padece la enfermedad,

cuyo método comprende las etapas de:

(i) introducir el ligando en el sujeto,donde el ligando es capaz de atravesar la barrera hematoencefálica y se conjuga, se quela, o se asocia de otramanera, con un grupo químico detectable,

(ii) determinar la presencia y/o la cantidad de ligando unido a la proteína tau extracelular agregada en FHP enel lóbulo temporal medio del cerebro del sujeto,

(iii) correlacionar el resultado de la determinación realizada en (ii) con la extensión de la degeneraciónneurofibrilar en el sujeto.

Marcadores neurofibrilares

Campo técnico

La presente invención se refiere a ligandos para su uso en la estadificación neuropatológica y en el diagnóstico, pronóstico de enfermedades tales como Enfermedad de Alzheimer (EA) .

Antecedentes de la invención

Estadificación neuropatológica y EA

La estadificación neuropatológica propuesta por Braak (Braak, H et al. (1991) , Acta. Neuropathol. 82, 239259) proporciona la mejor definición disponible de la evolución de la degeneración neurofribilar relativamente pura de tipo Alzheimer que es un diagnóstico de EA (Wischik et al. (2000) , “Neurobiology of Alzheimer’s Disease”, Eds. Dawbarn et al., The Molecular and Cellular Neurobiology Series, Bios Scientific Publishers, Oxford) . Esta estadificación se muestra esquemáticamente en la Fig. 2B en relación con las regiones cerebrales y se basa en una jerarquía regional regular de distribución de los ovillos neurofibrilares (ONF) . Las regiones del cerebro que aparecen al comienzo en la jerarquía tienen más ovillos y están afectadas en casos menos graves que las últimas en la lista.

Relación entre EA, demencia clínica y estadificación neuropatológica

La existencia de una valoración pre-mortem eficaz de los estadios de Braak sería de utilidad en la valoración y el tratamiento de la EA, para la cual el diferencial incluye demencia con Cuerpos de Lewy, enfermedad de Parkinson, diversas formas de degeneración fronto-temporal y cortico-basal, parálisis supranuclear progresiva y una diversidad de síndromes neurológicos poco frecuentes.

El modelo original propuesto por Braak fue de naturaleza esencialmente cualitativa, y no estaba relacionado con ninguna de las implicaciones sobre el umbral para el desarrollo de demencia y síntomas clínicos.

En cuanto a la aparición de demencia clínica mediante criterios según el DSM-IV, esta se corresponde estadísticamente con la transición entre los estadios 3 y 4 de Braak (Fig. 2C) . Los criterios según el DSM-IV (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 4ª Edición, American Psychiatric Association, American Psychiatric Press, Washington DC (1994) ) para la definición de demencia son equivalentes a un punto de límite según el MMSE (Mini-Mental State Examination) de aproximadamente 18 y corresponden a una frecuencia de demencia de aproximadamente el 5% de la población mayor de 65 años (mayor de 65 años representa aproximadamente el 17% de la población total) .

Gertz et al. ( (1996) Eur. Arch. Psychiatr y Clin. Neurosci. 246, 132-6) ) estudiaron casos resultantes de una práctica general post-mortem, que se caracterizaron estrictamente a nivel clínico usando el CAMDEX (Roth et al, 1988, “The Cambridge Examination for Mental Disorders of the Elderly (CAMDEX) ” Cambridge University Press) . Estos se estadificaron post-mortem mediante los criterios de Braak y, después de excluir todos los casos sin ningún grado de patología vascular encontrados post-mortem, sigue habiendo incertidumbre aproximadamente en un tercio de casos en el punto de transición. Es decir, aproximadamente un tercio de casos con un diagnóstico clínico de EA están realmente en los primeros estadios de Braak (estadios 1-3) , tienen patología vascular, o tienen patología concomitante con cuerpos de Lewy. Por tanto existe un alto grado de incertidumbre, incluso en el entorno de investigación más práctico. El sustrato neuropatológico predominante que en realidad está presente cuando se realiza un diagnóstico clínico rutinario de la EA es incluso más incierto.

Recientemente se ha descrito una molécula (FDDNP, 2- (1-{6-[ (2-[18F]fluoroetil) (metil) amino]-2-naftil} etilideno) malononitrilo) que muestra un tiempo de retención relativo (TRR) aumentado en las regiones del cerebro del lóbulo temporal medio (hipocampo, córtex entorrinal y amígdala) tras inyección y formación de imágenes PET (Tomografía de Emisión de Positrones) en casos con un diagnóstico clínico neurológico de enfermedad de Alzheimer (Shoghi-Jadid et al., Am. J. Geriatr. Psychiatr. 2002, 10: 24-35) .

Aunque se analiza la unión a los ONF y a placas amiloideas, no se muestra unión a los ONF, aunque el compuesto se une con alta afinidad a fibrillas beta-amiloideas sintéticas in vitro.

Cuando coincidieron casos de gravedad de la enfermedad correspondiente, por puntuación según el MMSE, con una serie de casos neuropatológicos en los que se excluyó patología vascular, se encontró que los valores de TRR, indicados por Shoghi-Jadid et al., se correlacionaban con recuentos de placas beta-amiloideas pero no con mediciones de patología de ovillos neurofribilares, como se muestra a continuación.

Coeficientes de correlación por rangos de Spearman:

PA LTM PA Global ONF LTM ONF Global TRR 0, 665** 0, 654** 0, 244 0, 189 p <0, 01 <0, 01 >0, 1 >0, 1

Coeficientes de correlación de Pearson:

PA LTM PA Global ONF LTM ONF Global TRR 0, 602** 0, 596** 0, 266 0, 275 p <0, 05 <0, 05 >0, 3 >0, 3

En el que los parámetros se definen de la siguiente manera:

PA LTM placas amiloideas del lóbulo temporal medio PA Global cantidad promedio de placa amiloidea en 12 regiones del cerebro ONF LTM ovillos neurofribilares en el lóbulo temporal medio ONF global cantidad promedio de ONF en 12 regiones del cerebro

Sin embargo, se sabe que la deposición de la beta-amiloidea se diferencia mal entre envejecimiento normal y enfermedad de Alzheimer (véase la Figura 2d en el presente documento) y la patología beta-amiloidea no proporciona una base sólida para la estadificación neuropatológica (Braak and Braak, 1991) . Por lo tanto, el TRR de la molécula FDDNP no proporciona un método para la estadificación neuropatológica in vivo de la enfermedad de Alzheimer.

Sin embargo, es posible que un refinamiento adicional en métodos clínicos, con particular referencia a indicadores neuropsicológicos más específicos (por ejemplo tareas de atención divididas, coincidencia retrasada de muestras, etc.) , pueda mejorar la precisión del diagnóstico clínico, un problema esencial es desarrollar métodos para medir directamente la neuropatología subyacente durante la vida, en particular la extensión de la degeneración neurofribilar del tipo Alzheimer.

Evolución de degeneración neurofribilar y tau

Como se ha descrito anteriormente, la patología de la EA basada en tau es una característica principal del fenotipo. Está muy correlacionada con la extensión de la destrucción neuronal (revisado en Wischik et al. (2000) lugar citado) .

Sobre una base celular, se piensa que la formación de los ONF a partir de Tau evoluciona de la siguiente manera. Durante su formación y acumulación, en el citoplasma, filamentos helicoidales pareados (FHP) se ensamblan primero como filamentos, probablemente a partir de oligómeros de tau iniciales que comienzan a truncarse antes de, y durante, el ensamblaje de los FHP (Referencias 26, 27) . Después van a formar los ONF intracelulares clásicos. En este estado, los FHP constan de un núcleo de tau truncada y una capa externa difusa que contiene la tau de longitud completa (Wischik et al. (2000) lugar citado) . El proceso de ensamblaje es exponencial, consumiendo el grupo celular de tau funcional normal e induciendo nueva síntesis de tau para constituir el déficit (Ref. 29) . Eventualmente el deterioro funcional de la neurona evoluciona hasta el punto de muerte celular, dejando atrás un ONF extracelular. La muerte celular está muy correlacionada con el número de ONF extracelulares (Bondareff, W. et al. (1993) Arc. Gen. Psychiatr y 50: 350-6) . Dado que la membrana neuronal externa resulta dañada y que los ONF se extruyen en el espacio extracelular, existe una pérdida progresiva de la capa externa difusa de la neurona con correspondiente pérdida de inmunorreactividad tau N-terminal, aunque se conserva inmunoreactividad tau asociada con el núcleo de los FHP (Figura 3; Ref. 30) .

En el proceso de agregación, la proteína tau experimenta un cambio conformacional en el dominio repetido asociado con un cambio de fase medio repetido (Ref. 32, 33) . Esto crea un fragmento proteolíticamente estable que es idéntico al encontrado en el núcleo de los filamentos helicoidales pareados (FHP) que constituye los ovillos neurofribilares característicos de la EA. Por analogía con otros sistemas... [Seguir leyendo]

1. Un ligando capaz de marcar a la proteína tau agregada en filamentos helicoidales pareados (FHP) para su uso en un método in vivo para determinar el estadio de degeneración neurofibrilar asociado a una tauopatía en un sujeto que se piensa que padece la enfermedad, cuyo método comprende las etapas de:

(i) introducir el ligando en el sujeto, donde el ligando es capaz de atravesar la barrera hematoencefálica y se conjuga, se quela, o se asocia de otra manera, con un grupo químico detectable,

(ii) determinar la presencia y/o la cantidad de ligando unido a la proteína tau extracelular agregada en FHP en el lóbulo temporal medio del cerebro del sujeto,

(iii) correlacionar el resultado de la determinación realizada en (ii) con la extensión de la degeneración neurofibrilar en el sujeto.

2. Un ligando como se reivindica en la reivindicación 1 para su uso en el método in vivo de la reivindicación 1 donde la determinación en la etapa (ii) se utiliza para establecer la densidad de unión del ligando.

3. Un ligando como se reivindica en la reivindicación 1 ó 2 para su uso en el método in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la correlación en la etapa (iii) se realiza mediante referencia a datos históricos.

4. Un ligando como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores para su uso en el método in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la tauopatía es la enfermedad de Alzheimer (EA) .

5. Un ligando como se reivindica en la reivindicación 4 para su uso en el método in vivo de la reivindicación 4 donde la extensión de la degeneración neurofibrilar está relacionada con el estadio neuropatológico de la progresión de la EA de acuerdo con el sistema jerárquico definido mostrado en la Figura 2c.

6. Un ligando como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores para su uso en el método in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el ligando está marcado para SPECT y no puede captarse intracelularmente.

7. Un ligando como se reivindica en la reivindicación 6 para su uso en el método in vivo de la reivindicación 6 donde el ligando comprende un grupo de tecnecio quelante.

8. Un ligando como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores para su uso en el método in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el ligando se marca para tomografía por emisión de positrones (PET) .

9. Un ligado como se reivindica en la reivindicación 8 para su uso en el método in vivo de la reivindicación 8 donde el ligando comprende un carbono emisor de positrones, opcionalmente incorporado en un grupo metilo presente en el ligando.

10. Un ligando de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para su uso en un procedimiento in vivo de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el ligando es un compuesto de una de las siguientes fórmulas:

donde:

cada uno de R1, R3, R4, R6, R7 y R9 es independientemente hidrógeno, halógeno, hidroxi, carboxi, alquilo sustituido o sin sustituir, haloalquilo o alcoxi; R5 es independientemente hidrógeno, hidroxi, carboxi, alquilo sustituido o sin sustituir, haloalquilo o alcoxi; R10 y R11 se seleccionan independientemente entre hidrógeno, hidroxi, carboxi, alquilo sustituido o sin sustituir, haloalquilo o alcoxi;

o una sal farmacéuticamente aceptable de los mismos.

11. Un ligando de acuerdo con la reivindicación 10 para uso en un procedimiento in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde:

cada uno de R1, R3, R4, R6, R7 y R9 es independientemente hidrógeno, halógeno, hidroxi, carboxi, alquilo C1-6 sustituido o sin sustituir, haloalquilo C1-4 o alcoxi C1-6; R5 es independientemente hidrógeno, hidroxi, carboxi, alquilo C1-6 sustituido o sin sustituir, haloalquilo C1-4 o alcoxi C1-6; R10 y R11 se seleccionan independientemente entre hidrógeno, hidroxi, carboxi, alquilo C1-6 sustituido o sin

sustituir, haloalquilo C1-4 o alcoxi C1-6.

12. Un ligando de acuerdo con la reivindicación 11 para su uso un procedimiento in vivo de cualquiera de las

reivindicaciones anteriores donde dicho alquilo C1-6 se selecciona entre: metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo, terc-butilo, pentilo, isopentilo, terc-pentilo, hexilo e isohexilo.

13. Un ligando de acuerdo con la reivindicación 11 o reivindicación 12 para uso en un procedimiento in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde los sustituyentes de dicho alquilo C1-6 sustituido se seleccionan entre: mercapto, tioéter, nitro, amino, ariloxi, halógeno, hidroxilo, carbonilo, arilo C5-20, cicloalquilo C1-6 y heterociclilo C3-2 distinto de arilo.

14. Un ligando de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13 para uso en un procedimiento in vivo de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde dicho haloalquilo C1-4 se selecciona entre: clorometilo, 2brometilo, 1-cloroisopropilo, 3-fluoropropilo, 2, 3-dibromobutilo, 3-cloroisobutilo, yodo-t-butilo y trifluorometilo.

15. Un ligando de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14 para uso en un procedimiento in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el ligando es una sal de adición de ácido formada entre un compuesto descrito en dichas reivindicaciones y un ácido.

16. Un ligando de acuerdo con la reivindicación 15 para uso en un procedimiento in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el ácido es un ácido inorgánico o un ácido orgánico.

17. Un ligando de acuerdo con la reivindicación 16 para uso en un procedimiento in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el ligando es una sal cloruro.

18. Un ligando de acuerdo con la reivindicación 16 para uso en un procedimiento in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde dicho ácido orgánico se selecciona entre: ácido acético, ácido cítrico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido tartárico, ácido metanosulfónico y ácido p-toluenosulfónico.

19. Un ligando de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 18 para uso en un procedimiento in vivo de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde:

R1, R3, R4, R6, R7 y R9 son independientemente -H, -CH3, -C2H5 o -C3H7; R10 y R11 son independientemente -H, -CH3, -C2H5 o -C3H7; R5 es independientemente -H, -CH3, -C2H5 o -C3H7.

20. Un ligando de acuerdo con la reivindicación 19 para su uso en un procedimiento in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el ligando se selecciona entre el grupo que consiste en: cloruro de tolonio, tionina, Azur A, Azur B, Azul de 1, 9-Demetil-Metileno, Azul de Metileno.

21. Un ligando de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 20 para uso en un procedimiento in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el ligando comprende un carbono emisor de positrones.

22. Un ligando como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores para su uso en un método in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde (ii) comprende además la etapa de determinar adicionalmente la presencia y/o la cantidad de un ligando unido a tau agregada intracelular en una estructura neocortical del cerebro del sujeto.

23. Un ligando como se reivindica en la reivindicación 22 para su uso en un método in vivo de la reivindicación 22 donde el ligando usado para unirse a tau intracelular agregada en FHP en el lóbulo temporal medio y el ligando usado para unirse a tau intracelular agregada en FHP en la estructura neocortical del cerebro están marcados de manera distinta.

24. Un ligando, como se reivindica en la reivindicación 22 ó 23, para su uso en el método in vivo de las reivindicaciones 22 ó 23 en el que el ligando usado para unirse a tau intracelular agregada es el ligando descrito en cualquiera de las reivindicaciones 10 a 21.

25. Un ligando como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores para su uso en un método in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el ligando se une a tau agregada en FHP preferentemente con respecto a sitios de unión competitivos presentes en la región relevante del cerebro.

26. Un ligando como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores para su uso en un método in vivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde las etapas (i) y/o (ii) del ligando se realizan conjuntamente con la etapa adicional de introducir en el sujeto otro ligando de bloqueo que marca los sitios de unión competitivos presentes en la región relevante del cerebro preferentemente con respecto al ligando usado para unirse a tau agregada en FHP.

27. Un ligando como se reivindica en la reivindicación 26 para su uso en el método in vivo de la reivindicación 26

donde el ligando de bloqueo es [18F] FDDNP.

28. Un ligando como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25 para su uso en el método in vivo de

las reivindicaciones 1 a 25 donde dicho uso es para el diagnóstico o el pronóstico de una tauopatía en un sujeto que 5 se piensa que padece dicha enfermedad.

29. Un ligando como se reivindica en la reivindicación 28 para su uso en el método in vivo de la reivindicación 28 donde la tauopatía es la enfermedad de Alzheimer.

30. Un ligando como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25 para su uso en el método in vivo de las reivindicaciones 1 a 25 donde dicho uso es para determinar la eficacia de un tratamiento de un sujeto con un inhibidor de agregación tau-tau para inhibir la degeneración neurofibrilar en ese sujeto.

Figura 39c