Nuevos dendrímeros carbosilanos y sus aplicaciones. Los dendrímeros carbosilanos de la invención poseen en los extremos de sus ramificaciones grupos amonio-fenóxido.

Entre sus posibles usos está su utilización como medicamentos y antisépticos, preferentemente biocidas, para la prevención o el tratamiento de enfermedades producidas por microorganismos con cuya estructura y/o ciclo vital interfieren.

Nuevos dendrímeros amonio-fenóxido de estructura carbosilano y sus aplicaciones.

Campo de la invención

La invención se refiere a las moléculas tridimensionales denominadas dendrímeros, concretamente a los de tipo carbosilano con grupos amonio-fenóxido terminales y a los procedimientos para su preparación. El campo en el que se engloba la invención es el campo de la biomedicina y farmacia.

Antecedentes

Un dendrímero típico está formado por una molécula central de la que salen varias "ramas", que a su vez se ramifican, originando así una estructura tridimensional globular de capas concéntricas. Cada paso de la síntesis química está perfectamente controlado, dando lugar a una estructura organizada, de tamaño concreto presentando en la superficie un número definido de grupos funcionales. La presencia de esos grupos funcionales (amino, carboxilo, hidroxilo, etc.) en la superficie de los dendrímeros confieren a estos agentes gran parte de su utilidad en terapéutica. Los dendrímeros han recibido gran atención en los últimos años debido a sus buenas propiedades para su uso en aplicaciones biológicas: responden de forma predecible en solución, pueden ser modificados ampliamente para portar múltiples ligandos con actividad biológica, pueden atravesar barreras biológicas y son fabricados con pocos defectos estructurales. Además, se han utilizado en aplicaciones tan variadas como catálisis a nanoescala, sensores químicos, micelas unimoleculares, imitación de la función de las enzimas, encapsulación de moléculas, reconocimiento molecular, agentes de diagnóstico y también como vehículos para el transporte de genes y fármacos. Revisiones que incluyen todas estas aplicaciones se encuentran publicadas en la bibliografía.^{[1, 8-10]}.

Una de las áreas en los que los dendrímeros han sido más estudiados es la Terapia Génica (introducción de material genético en una célula con finalidad terapéutica). La utilización de vectores virales en terapia génica se ha asociado a la aparición de algunos problemas como efectos inmunológicos adversos, síndromes linfoproliferativos relacionados con la desregulación de oncogenes en el genoma humano^[2], etc. Para intentar resolver estos problemas se han desarrollado otros tipos de vehículos no virales como liposomas catiónicos, polímeros y también dendrímeros. La mayor ventaja de los dendrímeros sobre el resto de vehículos no virales, reside en una estructura uniforme y en la posibilidad de modificar de una manera versátil el esqueleto y superficie de los mismos, lo que permite una caracterización precisa del complejo (ácido nucléico/vector) y una investigación sistemática del proceso de transfección.

La multivalencia de los grupos funcionales de superficie de los dendrímeros hace que la gran variedad de moléculas que pueden transportar abarque incluso dendrímeros con distintas funcionalidades: son los tectodendrímeros, que están siendo estudiados por su gran potencialidad en posibles aplicaciones biomédicas.

La patente ES2265291 reivindica nuevos dendrímeros, concretamente del tipo carbosilano, y proporciona su uso, entre otros, como vehículos transportadores, en la sangre y/o en otros fluidos corporales, transportadores de oligodesoxinucleótidos (ODN) y otras moléculas aniónicas de interés. Esto supone un campo nuevo, pues hasta ese momento, no se había publicado ningún estudio concerniente al uso de dendrímeros con estructura carbosilano solubles en agua como agentes de transporte, aunque sí se había publicado un informe sobre la biocompatibilidad in vitro de dendrímeros carbosilano constituidos sobre poli(óxido de etileno)^[3]. Además, únicamente tres estudios sintéticos de dendrímeros carbosilano catiónicos habían sido publicados hasta la fecha^[4-6]. Los dendrímeros descritos en la patente ES2265291, presentan en los extremos de sus ramificaciones restos que contienen grupos amino, que pueden tener también utilidad en vacunación, bien porque se les acoplen antígenos de bajo peso molecular aprovechando aminas presentes en restos de los extremos de sus ramificaciones, o bien porque dichos restos que contienen al menos un grupo amino constituyan ellos mismos antígenos de bajo peso molecular como pueden ser los de naturaleza peptídica.

Existe una necesidad de encontrar métodos alternativos para luchar contra distintos patógenos, interfiriendo en su ciclo vital, campo en el cual los dendrímeros están demostrando ser una interesante alternativa. Algunos dendrímeros previamente descritos han demostrado ser capaces de inhibir la infección causada por distintos virus, interfiriendo tanto con la entrada del virus en las células como en pasos posteriores de replicación viral. La empresa australiana Starpharma comercializa dendrímeros para aplicaciones farmacéuticas: un gel microbicida para prevención del VIH y otras enfermedades de transmisión sexual en la mujer, agentes quimioterapeúticos, tratamiento de enfermedades respiratorias y enfermedades tropicales.

En otros casos, los dendrímeros han sido utilizados como antibacterianos o para desestructurar las membranas celulares de algunos hongos. Cuando se diseñan para esta finalidad, se tiene preferencia por los dendrímeros con grupos catiónicos en su superficie, tales como aminas o grupos tetraalquilamonio, que facilitan la adherencia de los dendrímeros a la membrana bacteriana, causando la lisis de la bacteria. Tal es el caso de los dendrímeros de poli(propilenimina) (PPI) con grupos alquilamonio terciarios en su superficie, que han demostrado una amplia actividad bactericida tanto contra bacterias Gram positivas como contra bacterias Gram negativas^[17-18]. Estos dendrímeros presentan una mayor capacidad bactericida que otros polímeros hiperramificados. Otros dendrímeros que han demostrado capacidad anti bactericida tanto frente a bacterias Gram negativas como frente a bacterias Gram positivas, han sido los dendrímeros carbosilanos funcionalizados con grupos dimetilamino fenóxido en la superficie. Estos dendrímeros se pueden transformar en compuestos catiónicos con grupos amonio terminales mediante la reacción de salificación con Mel^[20].

En la presente invención, se desarrollan nuevos dendrímeros carbosilanos, caracterizados por contener grupos amonio-fenóxido terminales, que surgen de la funcionalización de dendrímeros con enlaces terminales Si-CH₂-Cl junto con un derivado fenol amina, por ejemplo el derivado 3-(etilamino)-p-cresol, que posteriormente pueden ser salificados en presencia de ácidos fisiológicamente aceptables y dar lugar a dendrímeros catiónicos, que presentan cargas positivas debidas a los grupos ionizados presenten en los extremos de sus ramificaciones. Gracias a estas cargas positivas, los dendrímeros de la invención pueden utilizarse como agentes anti bacterianos, suponiendo una interesante alternativa a los tratamientos anti bacterianos existentes en dicha área de la Biomedicina.

Descripción de la invención

La invención describe la síntesis y caracterización química de dendrímeros carbosilanos con grupos amonio-fenóxido terminales. Para la obtención de tales dendrímeros se han utilizado dendrímeros carbosilanos con enlaces terminales Si-CH₂-Cl junto con derivados amonio-fenóxidos, preferentemente seleccionados entre los derivados amino-fenóxidos: 3-etilamino-4metilfenol, 5-etilamino-3-metilfenol, 3-etilamino-2-metilfenol y 5-etilamino-2-metilfenol. La presente invención describe dendrímeros carbosilanos con grupos amonio-fenóxido terminales, neutros, de primera, segunda y tercera generación, así como dendrímeros carbosilanos con grupos amonio-fenóxido terminales, catiónicos, de primera y segunda generación y sus métodos de síntesis.

Tal como se utiliza en la invención, el término dendrímero se refiere a una macromolécula tridimensional de construcción arborescente.

El término "generación" se refiere al número de etapas iterativas que son necesarias para la preparación del dendrímero.

El término "dendrímero carbosilano" se refiere a una molécula dendrítica con un esqueleto carbosilano.

Figura 1. Estructura de varios dendrímeros neutros con grupos amonio-fenóxido terminales sin salificar. La figura muestra dendrímeros neutros de primera generación (a), segunda generación (b) y tercera generación (c).

Figura 2. Estructura de varios dendrímeros... [Seguir leyendo]

1. Dendrímero que responde a una cualquiera de las fórmulas:

en el caso de ser de primera generación;

en el caso de ser de segunda generación;

en el caso de ser de tercera generación;

o a las fórmulas análogas correspondientes en el caso de generaciones superiores, en las que la fórmula correspondiente a cada generación i resultaría de sustituir X_p en la fórmula correspondiente a la generación anterior por un nuevo bloque del tipo:

pasando el grupo unido al mismo átomo de silicio que este bloque sustitutorio, de estar representado por (R^i-1)_3-p a estar representado por (R^i-1)_3-z;

fórmulas en las que:

Alq¹, Alq², Alq³,........, Alqⁱ representan restos polimetileno de 2 a 4 carbonos que se eligen independientemente unos de otros según la longitud de las ramificaciones en cada generación;

R¹, R², R³,..........R^i-1, Rⁱ representan restos que se eligen independientemente unos de otros entre metilo y fenilo;

X representa un resto que contiene al menos un grupo amonio-fenóxido; a excepción del amonio-fenóxido, di-metil-amino-fenol.

p es un número entero que varía entre 1 y 3;

m, n,...., z son números enteros que varían independientemente entre 1 y 3.

2. Un dendrímero carbosilano según la reivindicación 1, en el que los restos Alq¹, Alq², Alq³,..., Alqⁱ se seleccionan independientemente entre etileno y propileno.

3. Un dendrímero carbosilano según la reivindicación 2, en el que los restos Alq¹, Alq², Alq³,..., Alqⁱ son todos iguales y corresponden a restos propileno.

4. Un dendrímero carbosilano según la reivindicación 1, en el que los números enteros m, n,..., z son iguales entre sí y tienen el valor 2.

5. Un dendrímero carbosilano según la reivindicación 1, en la que los restos R¹, R², R³,.........R^i-1, Rⁱ son todos iguales y corresponden a restos metilo.

6. Un dendrímero carbosilano según las reivindicaciones 1 a 5, en el que los restos Alq¹, Alq², Alq³,..., Alqⁱ son iguales entre sí y corresponden a restos propileno; los números enteros m, n,..., j son iguales entre sí y tienen el valor 2 y los restos R¹, R², R³,.........R^i-1, Rⁱ son todos iguales y corresponden a restos metilo.

7. Un dendrímero carbosilano según la reivindicación 6, en el que el resto terminal de las ramificaciones que contiene al menos un grupo amonio-fenóxido se encuentra unido al dendrímero mediante un grupo -O- que se ha formado a partir del grupo -OH de un amonio-fenóxido.

8. Un dendrímero carbosilano según la reivindicación 7, en el que el resto amonio-fenóxido terminal de las ramificaciones es preferentemente el derivado amonio-fenóxido 3-etilamino-cresol.

9. Un dendrímero carbosilano según la reivindicación 8, en el que el índice "p" toma el valor 1 y cada ramificación termina con un único resto 3-etilamino-cresol.

10. Un dendrímero carbosilano según la reivindicación 9 que es de primera, segunda o tercera generación.

11. Un dendrímero carbosilano según la reivindicación 6, en el que parte o la totalidad de los grupos amonio-fenóxido presentes en los restos terminales de las ramificaciones están salificados.

12. Un dendrímero carbosilano según la reivindicación 11, caracterizado porque la salificación se realiza con ácidos fisiológicamente aceptables, preferentemente ácido clorhídrico.

13. Un dendrímero carbosilano según la reivindicación 12, en el que el resto terminal de las ramificaciones que contiene al menos un grupo amonio-fenóxido salificado se elige preferentemente entre el resto 3-etilamino-cresol.

14. Un dendrímero carbosilano según la reivindicación 13, en el que el índice "p" toma el valor 1 y cada ramificación termina con un único resto C₉H₁₄NO⁺Cl^-.

15. Procedimiento de preparación de dendrímeros carbosilanos ramificados con grupos amonio-fenóxido en los extremos, caracterizado por hacer reaccionar un dendrímero según la fórmula general:

en la que Gn representa la generación correspondiente al esqueleto carbosilano del dendrímero; con al menos un grupo amonio-fenóxido, a excepción del grupo dimetilaminofenol.

16. Procedimiento según la reivindicación 15 caracterizado porque m representa el número de grupos funcionales del dendrímero.

17. Procedimiento según la reivindicación 15 caracterizado porque en la reacción del dendrímero con el grupo amonio-fenóxido se utilizan cantidades preferentemente estequiométricas del amonio-fenóxido elegido.

18. Procedimiento según la reivindicación 17 caracterizado porque la reacción tiene lugar en presencia de un disolvente, preferentemente DMF, y en presencia de cantidades catalíticas de compuestos iónicos, preferentemente el compuesto Nal.

19. Procedimiento según la reivindicación 15 caracterizado porque los grupos amonio- fenóxido utilizados son preferentemente grupos de fórmula C₉H₁₃NO, a excepción del grupo dimetilaminofenol.

20. Procedimiento según la reivindicación 19 caracterizado porque los grupos amonio-fenóxidos se encuentran unidos al dendrímero mediante un grupo -O- que se ha formado a partir del grupo -OH del amonio-fenóxido.

21. Procedimiento según las reivindicaciones 15 a 20 caracterizado porque los dendrímeros obtenidos pueden ser de primera, segunda o tercera generación.

22. Procedimiento según la reivindicación 15 caracterizado porque adicionalmente, en los dendrímeros carbosilanos obtenidos se salifica en la totalidad de los grupos amonio-fenóxidos presentes en los restos terminales de las ramificaciones.

23. Procedimiento según la reivindicación 22 caracterizado porque la salificación se realiza con ácidos fisiológicamente aceptables, preferentemente ácido clorhídrico.

24. Procedimiento según las reivindicaciones 22 a 23 caracterizado porque la salificación se realiza en presencia de solventes polares, preferentemente THF.

25. Uso de los dendrímeros de las reivindicaciones 1 a 14 como medicamentos y antisépticos.

26. Uso según la reivindicación 25 como biocidas.