Análogos de nucleósidos útiles como agentes de formación de imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET).

Un 4'-tio-nucleósido que es un derivado de 4'-tiotimidina o 4'-tio-2'-desoxiuridina que comprende un radioisótopoemisor de positrones o de un solo fotón,

o el isótopo no radiactivo correspondiente, unido a través de un enlace detriazol a la posición N-3, estando el 4'-tio-nucleósido opcionalmente en forma de una sal.

Análogos de nucleósidos útiles como agentes de formación de imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET)

Descripción La presente invención se refiere a compuestos que se consideran útiles como agentes de formación de imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET) , que se podrían usar para medir la proliferación celular in vivo. Los compuestos se consideran útiles en el pronóstico y la predicción de la respuesta terapéutica.

Los análogos de nucleósidos se han usado específicamente para la formación de imágenes de la proliferación debido a su idoneidad como sustratos para la proteína regulada por el ciclo celular TK1 (1) y, en algunos casos, a su 10 idoneidad para ser incorporados al ADN (2) . Dichos agentes de formación de imágenes se consideran útiles en la medición de la rapidez con que se dividen las células cancerosas. Dado que esta propiedad es una característica distintiva de la mayoría de los cánceres, se considera que dichos agentes tienen una posible utilidad genérica en el diagnóstico, el pronóstico y la detección de la respuesta a tratamientos. El patrón actual para la generación de imágenes de la proliferación celular en tumores murinos y humanos es la PET con [18F]fluorotimidina (FLT; I) . A 15 diferencia del agente nucleósido de formación de imágenes de idéntica naturaleza, la 2-[11C]timidina ([11C]TdR (II) , la FLT es estable a la degradación metabólica. El presente grupo ha demostrado que la absorción de FLT tumoral en pacientes humanos con cáncer de mama, determinada mediante PET, está estrechamente relacionada con la inmunotinción con Ki-67 (3) . Los estudios en pacientes con cáncer de pulmón de otro grupo también demostraron una alta relación entre la absorción de la FLT tumoral y Ki-67 (4) . Además, los presentes inventores han demostrado que la PET con FLT es capaz de formar imágenes de la respuesta temprana hacia agentes tanto citostáticos como citotóxicos en modelos murinos de cáncer y en pacientes (5-9) . Esto convierte a la FLT en un agente prometedor para la formación de imágenes de la proliferación celular y la formación de imágenes de la respuesta temprana a un tratamiento. Las dos principales limitaciones de la PET con FLT son la baja sensibilidad global de detección, particularmente, para tumores de baja tasa de proliferación, y el bajo rendimiento radiosintético.

El objetivo de la presente invención ha sido el desarrollo de un marcador de la proliferación que sea sensible, específico y resistente a la degradación metabólica. Los presentes y otros inventores han demostrado que, aunque es más específica de la formación de imágenes de proliferación, la absorción de la FLT tumoral total es menos sensible en comparación con la de la [18F]fluorodesoxiglucosa (5, 10) . Esto se puede deber a una serie de factores 30 entre los que se incluyen la tendencia relativamente más elevada de las células tumorales hacia la glucólisis en comparación con la síntesis de nucleósidos, pero también las propias propiedades de FLT. La FLT es absorbida en las células por el sistema transportador de nucleósidos y fosforilada por TK1; la especificidad de FLT por TK1 como sustrato es mucho menor que la de la TdR y, una vez fosforilada, el fosfato de FLT no es un buen sustrato para la fosforilación adicional y la incorporación al ADN (5, 11) . Es posible que en células con una baja tasa de proliferación, 35 las nucleotidasas puedan desfosforilar el fosfato de FLT, conduciendo a una reducción de la señal de la PET. Los presentes inventores consideran que es deseable un análogo que se incorpore más irreversiblemente al ADN y que pueda proporcionar la alta sensibilidad necesaria para la detección de tumores con una baja tasa de proliferación. Dicho análogo tendría que conservar la potente estabilidad metabólica de la FLT, que se debe a la sustitución de un átomo de flúor en la posición 3' del anillo de azúcar. Sin embargo, esta sustitución es responsable de la reducción de la afinidad de la FLT por TK1 (12) . Se sabe que TK1 tolera pequeñas modificaciones en la posición 5; recientemente, se ha demostrado que la enzima también tolera grandes sustituciones en la posición N-3 (12) .

El documento EP 1916003 describe análogos de timidina marcados que son particularmente útiles para la tomografía por emisión de positrones (PET) .

El objetivo de la presente invención también ha sido diseñar sondas que se puedan radiomarcar de manera eficaz,

preferentemente, con flúor-18 debido a sus propiedades adecuadas para la PET (un t1/2 de 109, 8 min, una baja energía de positrones y, por lo tanto, una buena resolución y un alto flujo de fotones) ; o con otros radioisótopos emisores de positrones o emisores de un solo fotón (por SPECT) . La semivida del flúor-18, por ejemplo, ofrece la

capacidad de usar los agentes de formación de imágenes en zonas que carecen de un ciclotrón in situ. Los ejemplos de isótopos para la PET/SPECT adecuados incluyen 11C, 18F, 61Cu, 64Cu, 67Cu, 67Ga, 68Ga, 75Br, 76Br, 94mTc, 99mTc, 111In, 123I, 124I, 125I, 131I, 201TI.

Las metodologías actuales para la introducción de flúor-18 en moléculas biológicamente relevantes tienen varias limitaciones. La cicloadición de Huisgen 1, 3-dipolar catalizada por Cu (I) de alquinos terminales a derivados de azida marcados, también conocida como la "reacción clic”, para formar triazoles marcados con [18F] es una estrategia flexible que los presentes inventores consideran que ofrece la posibilidad de superar varias de estas limitaciones (por ejemplo, la incompatibilidad funcional entre los grupos) y, a menudo, se desarrolla a rendimientos radioquímicos muy elevados. El presente trabajo engloba la cicloadición de Huisgen con el uso de grupos prostéticos funcionalizados tanto con azida como con alquino terminal (Esquema 1) .

Los grupos ligadores L1 y L2 de los Esquemas 1, 2, 3 y 4 son cada uno independientemente una cadena de hidrocarburo C1-30 que puede ser ramificada o lineal, aunque comúnmente se prefiere la cadena lineal. La cadena de hidrocarburo puede estar opcionalmente sustituida con 1 a 15 heteroátomos tales como oxígeno, nitrógeno o azufre. 15 La cadena también puede incluir unidades de alquenilo, alquinilo o cicloalquilo. El anillo de cicloalquilo consistiría en 3 a 12 átomos de carbono, opcionalmente sustituidos con 1 a 5 heteroátomos tales como oxígeno, nitrógeno o azufre. La unidad ligadora puede comprender además una unidad de arilo, poliarilo o heteroarilo. El arilo se define como un anillo aromático de 5 ó 6 átomos de carbono centrales. Poliarilo se refiere a múltiples anillos de arilo que están condensados, como en naftilo, o no condensados, como en bifenilo. Heteroarilo se refiere a un anillo 20 aromático de 5 ó 6 átomos de carbono en el que uno o más átomos de carbono están sustituidos con un heteroátomo, comúnmente, con oxígeno, nitrógeno o azufre. La unidad de heteroarilo también puede estar condensada a otra unidad de arilo o heteroarilo. La unidad de arilo, poliarilo o heteroarilo puede estar opcionalmente

sustituida con uno o más alquilo C1-5, alquenilo C3-6, alquinilo C3-6, halógeno (flúor, cloro, bromo, yodo) , -CF3, nitro, hidroxilo, aldehído, COO-alquilo C1-5, -O-alquilo C1-5, CONH-alquilo C1-5, -NHCO-alquilo C1-5 y -NHSO2-alquilo C1-5.

La reacción se ha desarrollado recientemente para el marcaje de péptidos (15) . Las reacciones tienen lugar en condiciones suaves para producir productos estables de un tamaño similar al de un átomo de yodo y una polaridad similar a la de una amida. Además de proporcionar nucleósidos marcados con [18F], recientemente, se ha desarrollado, por ejemplo, la química clic para proporcionar triazoles marcados con 11C. Esta se puede usar para proporcionar nucleósidos marcados con [11C] como se muestra en el Esquema 2.

En una alternativa adicional, se puede unir un agente quelante de metales, tal como DOTA (ácido 1, 4, 7, 10-tetra

azaciclodecan-1, 4, 7, 10-tetraacético) o HYNIC (ácido 6-hidrazinopiridin-3-carboxílico) , a través de una cicloadición de química clic como se muestra en el Esquema 4 (para un apéndice de DOTA) . La complejación de un apéndice de DOTA se podría entonces realizar como se muestra en los Esquemas 3 y 4. Se puede usar un apéndice de HYNIC, por ejemplo, para la complejación del tecnecio (94mTc, 99mTc) .

Los presentes inventores se han centrado en el desarrollo de "4'-tio-nucleósidos", por ejemplo, análogos de 4'-tiotiotimidina o 4'-tio-2'-desoxiuridina. En la actualidad, está totalmente reconocido que la sustitución 3' o 2' del grupo azúcar con flúor electronegativo estabiliza el enlace N-glucosídico con las fosforilasas, siendo la sustitución 3’ en FLT y la... [Seguir leyendo]

1. U.

4. tio-nucleósido que es un derivado de 4’-tiotimidina o 4’-tio-2’-desoxiuridina que comprende un radioisótopo emisor de positrones o de un solo fotón, o el isótopo no radiactivo correspondiente, unido a través de un enlace de triazol a la posición N-3, estando e.

4. tio-nucleósido opcionalmente en forma de una sal.

2. E.

4. tio-nucleósido de la reivindicación 1, en el que el radioisótopo emisor de positrones es [18F] o el isótopo no radiactivo correspondiente es F.

3. E.

4. tio-nucleósido de la reivindicación 1, en el que el radioisótopo emisor de positrones o de un solo fotón es 11C, 61Cu, 64Cu, 67Cu, 67Ga, 68Ga, 75Br, 76Br, 94mTc, 99mTc, 111In, 123I, 124I, 125|, 131I o 201Tl; o en el que el radioisótopo es 3H, 14C o 35S.

4. E.

4. tio-nucleósido de las reivindicaciones 1, 2 ó 3 que tiene la estructura:

o en la que R es un resto indicador con un radioisótopo de PET/SPECT que comprende 11C, 18F, 61Cu, 64Cu, 67Cu,

67Ga, 68Ga, 75Br, 76Br, 94mTc, 99mTc, 111In, 123|, 124|, 125I, 131|, 201Tl, 3H, 14C o 35S; y en la que L1 y L2 son cada uno independientemente una cadena de hidrocarburo de C1-30 que puede ser una cadena ramificada o lineal, opcionalmente en la que L1 y/o L2 comprenden una cadena de hidrocarburo sustituida con 1 a 15 heteroátomos, opcionalmente en la que el heteroátomo es oxígeno, nitrógeno o azufre;

o que tiene la estructura:

en la que M* es 61Cu, 64Cu, 67Cu, 67Ga, 68Ga, 111In, 201Tl, 94mTc, 99mTc, 3H, 14C or 125I; y

en la que L1 es una cadena de hidrocarburo de C1-30 que puede ser una cadena ramificada o lineal, opcionalmente en la que L1 comprende una cadena de hidrocarburo sustituida con 1 a 15 heteroátomos, opcionalmente en la que el heteroátomo es oxígeno, nitrógeno o azufre.

5. E.

4. tio-nucleósido de la reivindicación 4, en el que la cadena de hidrocarburo comprende además unidades alquenilo, alquinilo, cicloalquilo, arilo, poliarilo o heteroarilo, opcionalmente en la que el anillo de cicloalquilo comprende de 3 a 12 átomos de carbono, opcionalmente en la que el anillo de cicloalquilo está sustituido con 1 a 5 heteroátomos, opcionalmente en la que el heteroátomo es oxígeno, nitrógeno o azufre; u opcionalmente en la que la unidad heteroarilo está fusionada a una unidad arilo o heteroarilo adicionales.

6. E.

4. tio-nucleósido de la reivindicación 5, en el que la unidad arilo, poliarilo o heteroarilo está sustituida con uno o más alquilo C1-5, alquenilo C3-6, alquinilo C3-6, halógeno (flúor, cloro, bromo, yodo) , -CF3, nitro, amino, hidroxilo, aldehído, COO-alquilo C1-5, –O-alquilo C1-5, CONH-alquilo C1-5, -NHCO-alquilo C1-5 y -NHSO2-alquilo C1-5.

7. E.

4. tio-nucleósido de las reivindicaciones 1, 2 ó 4 que tiene una estructura seleccionada entre las siguientes estructuras:

N3- ( (1- (2-[18F]-Fluoroetil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-il) metil) -4’tio-l-timidina N3- (3- (1- (2-[18F]-Fluoroetil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-il) propil) 4’-tio-l-timidina N3- (5- (1- (2-[18F]-Fluoroetil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-il) pentil) 4’-tio-l-timidina N3- ( (1- (3-[18F]-Fluoropropil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-il) metil) 4’-tio-l-timidina N3- ( (1- (5-[18F]-Fluoropentil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-il) metil) 4’-tio-l-timidina N3- (2- (1- (2-[18F]-Fluoroetil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-il) etil) -4’tio-l-timidina N3- (4- (1- (2-[18F]-Fluoroetil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-il) butil) 4’-tio-l-timidina N3- (6- (1- (2-[18F]-Fluoroetil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-il) hexil) 4’-tio-l-timidina N3- ( (1- (4-[18F]-Fluorobutil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-il) metil) 4’-tio-l-timidina N3- ( (1- (6-[18F]-Fluorohexil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-il) metil) 4’-tio-l-timidina

N3- (2- (2- (1- (2-[18F]-Fluoroetil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-il) etoxi) N3- (2- ( (1- (2-[18F]-Fluoroetil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-il) metoxi) etil) -4’-tio-l-timidinaetil) -4’-tio-l-timidina N3- (2- (2- (2- (1- (2-[18F]-Fluoroetil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4N3- (2- (3- (1- (2-[18F]-Fluoroetil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4il) etoxi) etoxi) etil) -4’-tio-l-timidina il) propoxi) etil) -4’-tio-l-timidina N3- ( (1- (2- (2-[18F]-Fluoroetoxi) etil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4-N3- ( (1- (2- (3-[18F]-Fluoropropoxi) etil) -1H-[1, 2, 3]-triazol-4il) metil) etil) -4’-tio-l-timidina il) metil) -4’-tio-l-timidina N3- ( (1- (2- (2- (2-[18F]-Fluoroetoxi) etoxi) etil) -1H-[1, 2, 3]triazol-4-il) metil) -4’-tio-l-timidina

o que tiene una estructura seleccionada entre las siguientes estructuras:

en la que M* es 61Cu, 64Cu, 67Cu, 67Ga, 68Ga, 94mTc, 99mTc, 111In, 201Tl, 3H, 14C o 125I.

8. Un derivado de 4’-tiotimidina o 4’-tio-2’-desoxiuridina que comprende un alquino terminal unido por la posición N3; o un derivado de 4’-tiotimidina o 4’-tio-2’-desoxiuridina que comprende una azida terminal unida por la posición N

3.

9. Un procedimiento para preparar u.

4. tio-nucleósido según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende la etapa de exponer un derivado de 4’-tiotimidina o 4’-tio-2’-desoxiuridina que comprende un alquino terminal unido por la posición N-3 a un compuesto radiomarcado (o compuesto no radiomarcado correspondiente) que comprende un grupo azida; o la etapa de exponer un derivado de 4’-tiotimidina o 4’-tio-2’-desoxiuridina que comprende un grupo azida unido por la posición N-3 a un compuesto radiomarcado (o correspondiente compuesto no radiomarcado) que comprende un grupo alquino terminal.

10. Una composición farmacéutica que comprende u.

4. tio-nucleósido según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 y un vehículo farmacéuticamente aceptable.

11. U.

4. tio-nucleósido según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 para su uso en medicina.

12. U.

4. tio-nucleósido según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 para su uso en ayudar en la formación de imágenes, el pronóstico, el diagnóstico o el análisis de la respuesta a un tratamiento de una enfermedad proliferativa, opcionalmente en el que la enfermedad proliferativa es cáncer, artritis reumatoide, hiperplasia

endometrial, restenosis vascular o esclerosis.

13. Uso de u.

4. tio-nucleósido según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en la fabricación de un medicamento para su uso en la formación de imágenes, el pronóstico, el diagnóstico, la selección de un tratamiento o el análisis de la respuesta a un tratamiento de una enfermedad proliferativa, opcionalmente en el que la 5 enfermedad proliferativa es cáncer, artritis reumatoide, hiperplasia endometrial, restenosis vascular o esclerosis.

14. Un kit de partes que comprende un derivado de 4-tiotimidina o 4’-tio-2’-desoxiuridina que comprende una azida o un alquino terminal unido por la posición N-3 y un compuesto radiomarcado (o compuesto no radiomarcado correspondiente) que comprende un grupo azida o un grupo alquino terminal.

15. El derivado de la reivindicación 8 o kit de partes de la reivindicación 14, en el que el derivado está unido a un

soporte sólido a través de uno o ambos grupos hidroxilo del anillo de azúcar, en el que el soporte sólido es una resina en fase sólida que está funcionalizada con un grupo alquilo, tritilo o acilo, opcionalmente en el que la resina es poliestireno, poliamida, poliacrilamida, o silicona o vidrio revestidos con un polímero, opcionalmente en el que la resina en fase sólida está en forma de pequeñas partículas discretas tales como perlas, o reviste la superficie interna de un cartucho o está en el revestimiento de una cuba de reacción.

16. Uso de u.

4. tio-nucleósido según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 para el análisis in vitro de la proliferación y la actividad antiproliferativa.

Hígado:Corazón Cerebro:Corazón

Tumor:Corazón

Tumor

Tiempo (min)

Cerebro

Tiempo (min)

Hígado Tiempo (min)

Figura 4