Análogos de ácido nucleico de tetrahidropirano.

Análogo nucleosídico de tetrahidropirano que tiene la Fórmula XVI:

en la que:

Bx es un resto de base heterocíclica;

T5 es un grupo protector de hidroxilo;

L1 es H, halógeno, alquilo C1-C6 o alquilo C1-C6 sustituido;

Z1 es O- u OE1;

Z2 es OH, OE1 o N(E1)(E2);

cada uno de E1 y E2 es, independientemente, alquilo o alquilo sustituido;

q1, q2, q3, q4, q5, q6 y q7 son cada uno, independientemente, H, alquilo C1-C6, alquilo C1-C6 sustituido,alquenilo C2-C6, alquenilo C2-C6 sustituido, alquinilo C2-C6 o alquinilo C2-C6 sustituido;

en la que cada grupo sustituido comprende uno o más grupos sustituyentes opcionalmente protegidosseleccionados independientemente de entre halógeno, OJ1, NJ1J2, SJ1, N3, OC(≥X)J1, OC(≥X)NJ1J2,NJ3C(≥X)NJ1J2 y CN, en los que cada uno de J1, J2 y J3 es, independientemente, H o alquilo C1-C6, y X es O,S o NJ1.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

En el presente documento se proporcionan análogos nucleosídicos de tetrahidropirano, compuestos oligoméricos preparados a partir de los mismos y métodos de uso de los compuestos oligoméricos. Más concretamente, cada uno de los análogos nucleosídicos de tetrahidropirano tiene un anillo de tetrahidropirano sustituido que reemplaza al anillo de pentofuranosa natural. En determinadas formas de realización, los compuestos oligoméricos hibridan con una porción de un ARN diana que da como resultado la pérdida de la función normal del ARN diana.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La tecnología antisentido es un medio eficaz para reducir la expresión de uno o más productos génicos específicos y por lo tanto puede resultar excepcionalmente útil en varias aplicaciones terapéuticas, de diagnóstico y de investigación. Se utilizan de manera rutinaria nucleósidos químicamente modificados para su incorporación en secuencias antisentido para mejorar una o más propiedades, tales como, por ejemplo, afinidad y resistencia a nucleasas. Uno de tales grupos de nucleósidos modificados químicamente incluye análogos nucleosídicos de tetrahidropirano en los que el anillo de furanosa está reemplazado con un anillo de tetrahidropirano.

Se ha notificado en la literatura la síntesis de diversos análogos nucleosídicos de tetrahidropirano, véase por ejemplo: Verheggen et al., J. Med. Chem., 1995, 38, 826-835; Altmann et al., Chimia, 1996, 50, 168-176; Herdewijn et al., Bioorganic & Medicinal Chemistr y Letters, 1996, 6 (13) , 1457-1460; Verheggen et al., Nucleosides & Nucleotides, 1996, 15 (1-3) , 325-335; Ostrowski et al., J. Med. Chem., 1998, 41, 4343-4353; Allart et al., Tetrahedron, 1999, 55, 6527-6546; Wouters et al., Bioorganic & Medicinal Chemistr y Letters, 1999, 9, 1563-1566; Brown, et al., Drug Development Res., 2000, 49, 253-259, solicitud PCT publicada: WO 93/25565, WO 02/18406 y WO 05/049582; patentes de EE.UU. 5.314.893, 5.607.922 y 6.455.507.

Se han descrito diversos análogos nucleosídicos de tetrahidropirano como monómeros y también se han incorporado a compuestos oligoméricos (véase, por ejemplo: solicitud PCT publicada, documento WO 93/25565, publicado el 23 de diciembre de 1993; Augustyns et al., Nucleic Acids Res., 1993., 21 (20) , 4670-4676; Verheggen et al., J. Med. Chem., 1993, 36, 2033-2040; Van Aerschol et al., Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1995, 34 (12) , 1338-1339; Anderson et al., Tetrahedron Letters, 1996, 37 (45) , 8147-8150; Herdewijn et al., Liebigs Ann., 1996, 1337-1348; De Bouvere et al., Liebigs Ann./Recueil, 1997, 1453-1461; 1513-1520; Hendrix et al., Chem. Eur. J., 1997, 3 (1) , 110-120; Hendrix et al., Chem. Eur. J., 1997, 3 (9) , 1513-1520; Hossain et al., J. Org Chem., 1998, 63, 1574-1582; Allart et al., Chem. Eur. J., 1999, 5 (8) , 2424-2431; Boudou et al., Nucleic Acids Res., 1999, 27 (6) , 1450-1456; Kozlov et al., J. Am. Chem. Soc., 1999, 121, 1108-1109; Kozlov et al., J. Am. Chem. Soc., 1999, 121, 2653-2656; Kozlov et al., J. Am. Chem. Soc., 1999, 121, 5856-5859; Pochet et al., Nucleosides & Nucleotides, 1999, 18 (4 y 5) , 1015-1017; Vastmans et al., Collection Symposium Series, 1999, 2, 156-160; Froeyen et al., Helvetica Chimica Acta, 2000, 83, 2153-2182; Kozlov et al., Chem. Eur. J., 2000, 6 (1) , 151-155; Atkins et al., Parmazie, 2000, 55 (8) , 615-617; Lescrinier et al., Chemistr y & Biology, 2000, 7, 719-731; Lescrinier et al., Helvetica Chimica Acta, 2000, 83, 1291-1310; Wang et al., J. Am. Chem., 2000, 122, 8595-8602; solicitud de patente de EE.UU. Nº 2004/0033967; solicitud de patente de EE.UU. publicada Nº 2008/0038745; patente de EE.UU. publicada y expedida Nº 7.276.592) . También se han revisado análogos de ADN en un artículo (véase: Leumann, J.C., Bioorganic & Medicinal Chemistr y , 2002, 10, 841-854) que incluía un análisis general de análogos nucleosídicos de tetrahidropirano (con el nombre: familia de ácidos nucleicos de hexitol) .

Se han preparado compuestos oligoméricos que tienen análogos nucleosídicos de tetrahidropirano 3'-H unidos a fosfodiéster (también denominados en la técnica HNA - ácidos nucleicos de hexitol o ácidos nucleicos de 1, 5-anhidroexitol) para su evaluación en ensayos celulares. Los diferentes motivos que se han evaluado están completamente modificados, en los que cada monómero es un análogo nucleosídico de tetrahidropirano 3'-H unido a fosfodiéster e interrumpido en el que cada uno de los monómeros en las regiones externas 3’ y 5’ del compuesto oligomérico es un análogo nucleosídico de tetrahidropirano 3'-H unido a fosfodiéster y cada monómero en la región interna es un desoxirribonucleósido unido a fosforotioato (véase: Kang et al., Nucleic Acids Research, 2004, 32 (14) , 4411-4419; Vandermeeren et al., 2000, 55, 655-663; Flores et al., Parasitol Res., 1999, 85, 864-866; y Hendrix et al., Chem. Eur. J. 1997, 3 (9) , 1513-1520) .

A. Van Aerschot et al. "Increased RNA affinity of HNA analogues by introducing alkoxy substituents at the C-1 or C-3 position" Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids, vol. 20, 2001, páginas 781-784, describen congéneres de nucleósidos de 1, 5-anhidrohexitol con sustituyentes alcoxi.

Se han preparado y evaluado tanto estructuralmente como in vitro compuestos oligoméricos que tienen análogos nucleosídicos de tetrahidropirano 3'-OH unido a fosfodiéster (también denominados en la técnica ANA o ácidos nucleicos D-altritol) (Allart et al., Chem. Eur. J., 1999, 5 (8) , 2424-2431) .

Se han preparado y ensayado ARNip químicamente modificados que tienen nucleótidos de hexitol incorporados (también conocidos en la técnica como ácidos nucleicos HNA) para determinar la capacidad de silenciamiento (véase: solicitud PCT publicada, WO 06/047842, publicada el 11 de mayo de 2006) .

En consecuencia, sigue existiendo la necesidad, detectada hace tiempo, de agentes que regulen específicamente la expresión génica por medio de mecanismos antisentido. En el presente documento se describen análogos nucleosídicos de 5-hidroxi-6-hidroximetil-tetrahidropirano sustituidos en la posición 4 que son útiles en la preparación de compuestos antisentido para modular las vías de expresión génica, incluidas aquellas que dependen de mecanismos de acción tales como enzimas ARNasaH, de ARNi y de ARNbc, así como otros mecanismos antisentido basados en la degradación de la diana o la ocupación de la diana. Un experto en la materia, una vez provisto de la presente descripción, será capaz, sin excesiva experimentación, de identificar, preparar y aprovechar compuestos antisentido para estos usos.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

En el presente documento se proporcionan análogos nucleosídicos de tetrahidropirano, compuestos oligoméricos que comprenden los análogos tetrahidropirano y métodos para utilizar los compuestos oligoméricos. Los análogos nucleosídicos de tetrahidropirano proporcionan propiedades mejoradas a los compuestos oligoméricos a los que se incorporan.

En el presente documento las variables se definen individualmente con mayor detalle. Debe entenderse que los análogos nucleosídicos de tetrahidropirano, los compuestos oligoméricos y los métodos de uso de los mismos proporcionados en el presente documento incluyen todas las combinaciones de las formas de realización descritas y las variables definidas en el presente documento.

En determinadas formas de realización, se proporcionan análogos nucleosídicos de tetrahidropirano que tienen la Fórmula XVI:

en la que:

Bx es un resto de base heterocíclica; T5 es un grupo protector de hidroxilo; L1 es H, halógeno, alquilo C1-C6 o alquilo C1-C6 sustituido; Z1 es O- u OE1; Z2 es OH, OE1 o N (E1) (E2) ; cada uno de E1 y E2 es, independientemente, alquilo o alquilo sustituido; q1 q2, q3, q4, q5, q6 y q7 son cada uno, independientemente, H, alquilo C1-C6, alquilo C1-C6 sustituido, alquenilo C2-C6, alquenilo C2-C6 sustituido, alquinilo C2-C6 o alquinilo C2-C6 sustituido; en la que cada grupo sustituido comprende uno o más grupos sustituyentes opcionalmente protegidos seleccionados independientemente de entre halógeno, OJ1, NJ1J2, SJ1, N3, OC (=X) J1, OC (=X) NJ1J2, NJ3C (=X) NJ1J2 y CN, en los que cada uno de J1, J2 y J3 es, independientemente, H o alquilo C1-C6, y X es O, S o NJ1.

En determinadas formas de realización, se proporcionan análogos nucleosídicos de tetrahidropirano que tienen la Fórmula XVI en la que q1 q2, q3, q4, q5, q6 y q7 son cada uno H. En determinadas formas de realización, al menos uno de q1 q2, q3, q4, q5, q6 y q7 es distinto de H. En determinadas formas de realización, al menos uno de q1 q2, q3, q4, q5, q6 y q7 es metilo.

En determinadas formas de realización, se... [Seguir leyendo]

1. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano que tiene la Fórmula XVI:

en la que:

Bx es un resto de base heterocíclica; T5 es un grupo protector de hidroxilo; L1 es H, halógeno, alquilo C1-C6 o alquilo C1-C6 sustituido; Z1 es O-u OE1; Z2 es OH, OE1 o N (E1) (E2) ; cada uno de E1 y E2 es, independientemente, alquilo o alquilo sustituido; q1, q2, q3, q4, q5, q6 y q7 son cada uno, independientemente, H, alquilo C1-C6, alquilo C1-C6 sustituido, alquenilo C2-C6, alquenilo C2-C6 sustituido, alquinilo C2-C6 o alquinilo C2-C6 sustituido; en la que cada grupo sustituido comprende uno o más grupos sustituyentes opcionalmente protegidos seleccionados independientemente de entre halógeno, OJ1, NJ1J2, SJ1, N3, OC (=X) J1, OC (=X) NJ1J2, NJ3C (=X) NJ1J2 y CN, en los que cada uno de J1, J2 y J3 es, independientemente, H o alquilo C1-C6, y X es O, S o NJ1.

2. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según la reivindicación 1, en el que q1 q2, q3, q4, q5, q6 y q7 son cada uno H.

3. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según la reivindicación 1, en el que al menos uno de q1 q2, q3, q4, q5, q6 y q7 es distinto de H.

4. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 3, en el que al menos uno de q1 q2, q3, q4, q5, q6 y q7 es metilo.

5. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que Bx es uracilo, 5metiluracilo, 5-tiazolo-uracilo, 2-tio-uracilo, 5-propinil-uracilo, timina.

2. tio-timina, citosina, 5-metilcitosina, 5-tiazolocitosina, 5-propinil-citosina, adenina, guanina, 2, 6-diaminopurina, 1H-pirimido[5, 4-b][1, 4]benzoxacin-2 (3H) -ona, 1Hpirimido[5, 4-b][1, 4]benzotiacin-2 (3H) -ona, 9- (2-aminoetoxi) -H-pirimido[5, 4-b][1, 4]benzoxacin-2 (3H) -ona, 2Hpirimido[4, 5-b]indol-2-ona o H-pirido[3’, 2’:4, 5]-pirrolo[2, 3-d]pirimidin-2-ona.

6. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que Bx es uracilo, 5-metiluracilo, timina, citosina, 5-metilcitosina, 2, 6-diaminopurina, adenina o guanina.

7. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que T5 es acetilo, t-butilo, t-butoximetilo, metoximetilo, tetrahidropiranilo, 1-etoxietilo, 1- (2-cloroetoxi) etilo, 2-trimetilsililetilo, p-clorofenilo, 2, 4-dinitrofenilo, bencilo, benzoilo, p-fenilbenzoilo, 2, 6-diclorobencilo, difenilmetilo, p-nitrobencilo, trifenilmetilo (tritilo) , 4-metoxitritilo, 4, 4’-dimetoxitritilo, trimetilsililo, trietilsililo, t-butildimetilsililo, t-butildifenilsililo, trifenilsililo, triisopropilsililo, benzoilformiato, cloroacetilo, tricloroacetilo, trifluoroacetilo, pivaloilo, carbonato de 9-fluorenilmetilo, mesilato, tosilato, triflato, tritilo, monometoxitritilo, dimetoxitritilo, trimetoxitritilo o pixilo sustituido.

8. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que T5 es acetilo, bencilo, t-butildimetilsililo, t-butildifenilsililo o dimetoxitritilo.

9. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que L1 es F.

10. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que L1 es H.

11. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en el que Z1 es O -y Z2 es OH.

12. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en el que Z1 es O (CH2) 2CN, Z2 es N[CH (CH3) 2]2 y T5 es 4, 4’-dimetoxitritilo.

13. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según cualquiera de las reivindicaciones 1-8 ó 10-12 que tienen la Fórmula XVII:

14. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según la reivindicación 1 que tiene la Fórmula XVII:

en la que:

q1 q2, q3, q4, q5, q6 y q7 son cada uno H; Bx es uracilo, timina, citosina, 5-metilcitosina, 2, 6-diaminopurina, adenina o guanina; T5 es 4, 4’-dimetoxitritilo; Z1 es O (CH2) 2CN; y Z2 es N[CH (CH3) 2]2.

15. Análogo nucleosídico de tetrahidropirano según la reivindicación 1 que tiene la Fórmula XVII: en la que:

al menos uno de q1 q2, q3, q4, q5, q6 y q7 es metilo; Bx es uracilo, timina, citosina, 5-metilcitosina, 2, 6-diaminopurina, adenina o guanina; T5 es 4, 4’-dimetoxitritilo; Z1 es O (CH2) 2CN; y Z2 es N[CH (CH3) 2]2.

16. Compuesto oligomérico que comprende al menos un análogo nucleosídico de tetrahidropirano de Fórmula X:

en la que independientemente para cada uno de dicho al menos un análogo nucleosídico de tetrahidropirano de Fórmula X:

Bx es un resto de base heterocíclica; T3 y T4 son cada uno, independientemente, un grupo de unión internucleosídico que une el análogo nucleosídico de tetrahidropirano al compuesto oligomérico o uno de T3 y T4 es un grupo de unión internucleosídico que une el análogo nucleosídico de tetrahidropirano al compuesto oligomérico y el otro de T3 y T4 es H, un grupo protector de hidroxilo, un grupo conjugado unido o un grupo terminal 5’ o 3’; q1 q2, q3, q4, q5, q6 y q7 son cada uno, independientemente, H, alquilo C1-C6, alquilo C1-C6 sustituido, alquenilo C2-C6, alquenilo C2-C6 sustituido, alquinilo C2-C6 o alquinilo C2-C6 sustituido; uno de R1 y R2 es fluoro y el otro de R1 y R2 es H, halógeno, alquilo C1-C6 o alquilo C1-C6 sustituido; cada grupo sustituido comprende uno o más grupos sustituyentes opcionalmente protegidos seleccionados independientemente de entre halógeno, OJ1, NJ1J2, SJ1, N3, OC (=X) J1, OC (=X) NJ1J2, NJ3C (=X) NJ1J2 y CN, en los que X es O, S o NJ1 y cada J1 J2 y J3 es, independientemente, H o alquilo C1-C6; y en la que dicho compuesto oligomérico comprende de aproximadamente 8 a aproximadamente 40 subunidades monoméricas unidas por grupos de unión internucleosídicos y al menos un grupo de unión internucleosídico es un grupo de unión internucleosídico de fosforotioato.

17. Compuesto oligomérico según la reivindicación 16 que comprende al menos dos análogos nucleosídicos de tetrahidropirano de Fórmula X.

18. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16 ó 17 que comprende al menos dos análogos nucleosídicos de tetrahidropirano contiguos de Fórmula X unidos mediante un grupo de unión internucleosídico de fosforotioato.

19. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-18 que comprende al menos un D-2'-desoxirribonucleósido.

20. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-19 que comprende al menos un

- D-2’-desoxirribonucleósido que está unido a un análogo nucleosídico de tetrahidropirano de Fórmula X mediante un grupo de unión internucleosídico de fosforotioato.

21. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-20 que comprende al menos una región de 2 a aproximadamente 5 análogos nucleosídicos de tetrahidropirano contiguos de Fórmula X.

22. Compuesto oligomérico según la reivindicación 21 que comprende adicionalmente al menos una región adicional

de 1 a aproximadamente 5 subunidades monoméricas contiguas distintas de -D-ribonucleósidos y -D-2'-desoxirribonucleósidos en el que la región adicional está separada de la al menos una región por al menos un -D-2'-desoxirribonucleósido.

23. Compuesto oligomérico según la reivindicación 16 que comprende al menos dos regiones, teniendo cada región de 1 a aproximadamente 5 análogos nucleosídicos de tetrahidropirano contiguos de Fórmula X y en el que las dos regiones están separadas por al menos una subunidad monomérica en el que cada subunidad monomérica es, independientemente, un nucleósido o un nucleósido modificado.

24. Compuesto oligomérico según la reivindicación 23 que comprende un compuesto oligomérico interrumpido en el que una de dichas al menos dos regiones de análogos nucleosídicos de tetrahidropirano contiguos de Fórmula X está situada en el extremo 5’ y la otra de dichas al menos dos regiones de análogos nucleosídicos de tetrahidropirano contiguos de Fórmula X está situada en el extremo 3’ y en el que las dos regiones están separadas por una región interna que comprende de aproximadamente 6 a aproximadamente 18 subunidades monoméricas, en el que cada subunidad monomérica es, independientemente, un nucleósido o un nucleósido modificado.

25. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-24 en el que al menos un grupo de unión internucleosídico es un grupo de unión internucleosídico de fosfodiéster.

26. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-24, en el que cada grupo de unión internucleosídico es un grupo de unión internucleosídico de fosforotioato.

27. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-26, en el que cada q1 q2, q3, q4, q5, q6 y q7 es H.

28. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-26, en el que al menos uno de q1 q2, q3, q4, q5, q6 o q7 es distinto de H.

29. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-26, en el que al menos uno de q1 q2, q3, q4, q5, q6 o q7 es metilo.

30. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-29, en el que cada análogo nucleosídico de tetrahidropirano de Fórmula X tiene la configuración de Fórmula XI:

31. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-27, en el que cada análogo nucleosídico de tetrahidropirano tiene la Fórmula XII:

32. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-31, que comprende de aproximadamente 10 a aproximadamente 21 subunidades monoméricas.

33. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-31, que comprende de aproximadamente 12 a aproximadamente 17 subunidades monoméricas.

34. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-31, que comprende de aproximadamente 13 a aproximadamente 16 subunidades monoméricas.

35. Compuesto oligomérico según la reivindicación 23 ó 24, en el que cada subunidad monomérica es un -D-2'-desoxirribonucleósido.

36. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-35 para su uso en un tratamiento.

37. Método in vitro de inhibición de la expresión génica que comprende poner en contacto una o más células o un tejido con un compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-35.

38. Compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-35 para su uso terapéutico en un método de inhibición de la expresión génica, comprendiendo dicho método poner en contacto un animal con un compuesto oligomérico según cualquiera de las reivindicaciones 16-35.