Conjugados de aminoácidos-poliglutamato y métodos.

Un polímero conjugado que comprende una unidad recurrente de la fórmula (I) y una unidad recurrente dela fórmula (II):

en donde

cada n es 2,

cada A1 es oxígeno o NR5,

cada A2 es oxígeno,

R1 y R2 son seleccionados cada uno independientemente del grupo que consta de un metal alcalino, unligando polidentado, y un compuesto que comprende un agente;

donde el agente es seleccionado entre el grupo constituido por un fármaco anticanceroso, un agente deimagen de resonancia magnética;

en donde al menos uno de R1 y R2 es un grupo que comprende un agente;

R3 y R4 son seleccionados cada uno independientemente del grupo constituido por hidrógeno, amonio, y unmetal alcalino;

donde el polímero conjugado comprende una cantidad del agente en el intervalo de aproximadamente 1 aaproximadamente 50% (peso/peso) basado en la relación de masa del agente al de polímero conjugado;R5 es hidrógeno o alquilo C1-4; y

donde la cantidad del agente, el porcentaje de la unidad recurrente de fórmula (1) y el porcentaje de launidad recurrente de fórmula (II) se seleccionan para proporcionar una solubilidad del polímero conjugadoque es mayor que la de un conjugado de ácido poliglutámico comparable que comprende sustancialmentela misma cantidad del agente, la solubilidad del polímero conjugado es mayor cuando una soluciónanalizada de polímero conjugado, que comprende al menos 5 mg/ml de polímero conjugado en soluciónacuosa 0,9% en peso NaCl a aproximadamente 22ºC, tiene mayor claridad óptica en un intervalo de pHmás amplio que la de una solución analizada de conjugado de ácido poliglutámico .

Conjugados de aminoácido-poliglutamato y métodos

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención [0001] En general, esta invención se refiere a polímeros solubles en agua biocompatibles con grupos funcionales colgantes y métodos para prepararlos, y en particular a conjugados de aminoácido-poliglutamato de utilidad en diversas aplicaciones de administración de fármacos, biomoléculas y agentes de imagen.

Descripción de la técnica anterior

Se han utilizado diversos sistemas para la administración de fármacos, biomoléculas, y agentes de formación de imágenes. Por ejemplo, dichos sistemas incluyen cápsulas, liposomas, micropartículas, nanopartículas, y polímeros.

Se han caracterizado y estudiado diversos sistemas biodegradables basados en poliésteres. El ácido poliláctico, (PLA) , ácido poliglicólico (PGA) y sus copolímeros ácido poliláctico-co-glicólico (PLGA) son algunos de los biomateriales mejor caracterizados en cuanto al diseño y rendimiento en aplicaciones de administración de fármacos. Ver Uhrich, K.E.; Cannizzaro, S.M.; Langer, R.S. y Shakeshelf, K.M. "Polymeric Systems for Controlled Drug Release." Chem. Rev.1999, 99, 3181-3198 y Panyam J, Labhasetwar V. "Biodegradable nanoparticles for drug and gene deliver y to cells and tissue." Adv Drug Deliv Rev. 2003, 55, 329-47) . Asimismo, 2-hidroxipropil metacrilato (HPMA) ha sido ampliamente utilizado para obtener un polímero en aplicaciones de administración de fármacos. También se han investigado sistemas biodegradables basados en poliortoésteres. Ver Heller, J.; Barr, J.; Ng, SY; Abdellauoi, KS y Gurny, R. "Poly (ortho esters) : synthesis, characterization, properties and uses." Adv. Drug Del. Rev. 2002, 54, 1015-1039. También se han investigado sistemas polianhidrido. Tales polianhídridos son normalmente biocompatibles y pueden degradarse in vivo a compuestos relativamente no tóxicos que se eliminan del cuerpo en forma de metabolitos. Kumar, N.; Langer, R.S. and Domb, A.J. "Polyanhydrides: an overview." Adv. Drug Del. Rev. 2002, 54, 889-91.

Los polímeros basados en aminoácidos también se han considerado como una fuente potencial de nuevos biomateriales. Los poli-amino ácidos que tienen buena biocompatibilidad han sido investigados en la liberación de compuestos de bajo peso molecular. Un número relativamente pequeño de ácidos y copolímeros poliglutámicos se han identificado como materiales candidatos para administración de fármacos. Ver Bourke, S.L. and Kohn, J. "Polymers derived from the amino acid L-tyrosine: polycarbonates, polyar y lates and copolymers with poly (ethylene glycol) ." Adv. Drug Del. Rev., 2003, 55, 447- 466.

Los fármacos anticancerosos hidrofóbicos y proteínas y polipéptidos terapéuticos administrados con frecuencia tienen mala bio-disponibilidad. Esta pobre biodisponibilidad puede ser debida a la incompatibilidad de soluciones bi-fásicas de fármacos hidrófóbicos y soluciones acuosas y/o la rápida eliminación de estas moléculas de la circulación sanguínea por degradación enzimática. Una técnica para incrementar la eficacia de agentes como proteínas y otras moléculas pequeñas administradas implica conjugar el agente administrado con un polímero, como una molécula de polietilenglicol ("PEG") , que puede proporcionar protección contra la degradación enzimática in vivo. Tal "PEGilación" a menudo mejora el tiempo de circulación y, por tanto, la bio-disponibilidad del agente administrado.

Sin embargo, PEG tiene deficiencias en ciertos aspectos. Por ejemplo, debido a que PEG es un polímero lineal, la protección estérica ofrecida por el PEG es limitada, en comparación con polímeros ramificados. Otro defecto de PEG es que es generalmente susceptible de derivatización en sus dos terminales. Esto limita el número de otras moléculas funcionales (por ejemplo, aquéllas que son útiles para la liberación de proteínas o fármacos a tejidos específicos) que pueden ser conjugadas con PEG.

El ácido poliglutámico (PGA) es otro polímero de elección para solubilizar fármacos anticancerosos hidrófobos. Se ha informado de muchos fármacos anticancerosos conjugados con PGA. Ver Chun Li. "Poly (Lglutamic acid) -anticancer drug conjugates." Adv. Drug Del. Rev., 2002, 54, 695-713. Sin embargo, no hay ninguno aprobado actualmente por la FDA.

Paclitaxel, extraído de la corteza del árbol tejo del Pacífico (Wani et al. "Plant antitumor agents. VI. The isolation and structure of taxol, a novel antileukemic and antitumor agent from Taxus brevifolia." J Am Chem Soc. 1971, 93, 2325-7) , es un medicamento aprobado por la FDA para el tratamiento de cáncer de ovario y cáncer de mama. Sin embargo, al igual que otros medicamentos anticancerosos, pacilitaxel tiene pobre biodisponibilidad debido a su hidrofobicidad y a la insolubilidad en solución acuosa. Una forma de solubilizar pacilitaxel es formularlo en una mezcla de Cremophor-EL y etanol anhidro (1:1, v / v) (Sparreboom et al. "Cremophor EL-mediated Alteration of Paclitaxel Distribution in Human Blood: Clinical Pharmacokinetic Implications." Cancer Research 1999, 59, 14541457) . Esta formulación se comercializa actualmente como Taxol ® (Bristol-Myers Squibb) . Otro método de solubilizar paclitaxel es por emulsificación usando homogeneización de alto cizallamiento (Constantinides et al.

"Formulation Development and Antitumor Activity of a Filter-Sterilizable Emulsion of Paclitaxel." Pharmaceutical Research 2000, 17, 175-182) . Recientemente, se han propuesto conjugados polímeros-paclitaxel (Ruth Duncan "The Dawning era of polymer therapeutics." Nature Reviews Drug Discover y 2003, 2, 347-360) . Más recientemente, paclitaxel se ha formulado en nano-partículas con proteína albúmina humana y ha sido utilizado en estudios clínicos (Damascelli et al. "Intraarterial chemotherapy with polyoxyethylated castor oil free paclitaxel, incorporated in albumin nanoparticles (ABI-007) : Phase II study of patients with squamous cell carcinoma of the head and neck and anal canal: preliminar y evidence of clinical activity." Cancer. 2001, 92, 2592-602, and Ibrahim et al. "Phase I and pharmacokinetic study of ABI-007, a Cremophor-free, protein-stabilized, nanoparticle formulation of paclitakel." Clin Cancer Res. 2002, 8, 1038-44) . Esta formulación se comercializa actualmente como Abraxane ® (American Pharmaceutical Partners, Inc.) .

La Imagen por Resonancia Magnética (IRM) es una herramienta importante en el diagnóstico y la estadificación de la enfermedad porque es no es invasiva y no irradiante (ver Bulte et al. "Magnetic resonance microscopy and histology of the CNS." Trends in Biotechnology 2002, 20, S24-S28) . Si bien pueden ser obtenidas imágenes de los tejidos, IRM con agentes de contraste mejora significativamente su resolución. Sin embargo, los iones metálicos paramagnéticos adecuados para los agentes de contraste para IRM son con frecuencia tóxicos. Uno de los métodos para reducir la toxicidad es quelar estos iones metálicos con moléculas polidentadas como la molécula de pentaacetato de dietilentriamina (DTPA) . Gd-DTPA fue aprobado por la FDA en 1988 para usos clínicos, y se comercializa en la actualidad como Magnevist ®. Otros quelatos de Gd fueron aprobados por la FDA y comercializados, y muchos otros están en fase de desarrollo. (Ver Caravan et al. "Gadolinium (III) Chelates as MRI Contrast Agents: Structure, Dynamics, and Applications." Chem. Rev. 1999, 99, 2293-2352) .

Sin embargo, Gd-DTPA no es ideal para dirigirse a tejidos tumorales, ya que carece de especificidad. Cuando Gd-DTPA es administrado por inyección vía IV, se difunde espontánea y rápidamente en el espacio extravascular de los tejidos. Por lo tanto, suelen ser necesarias grandes cantidades de agentes de contraste para producir imágenes de contraste razonables. Además, es rápidamente eliminado a través de filtración renal. Para evitar la difusión y la filtración, han sido desarrollados agentes macromoleculares de contraste de IRM. (Ver Caravan et al. "Gadolinium (III) Chelates as MRI Contrast Agents: Structure, Dynamics, and Applications." Chem. Rev. 1999, 99, 2293-2352) . Estos agentes de contraste macromoleculares en IRM incluyen quelatos de proteínas-IRM (ver Lauffer et al. "Preparation and Water Relaxation Properties of Proteins Labeled with Paramagnetic Metal Chelates." Magn. Reson. Imaging 1985, 3, 11-16) , quelatos polisacárido-IRM (ver Sirlin et al. "Gadolinium-DTPA-Dextran: A Macromolecular MR Blood Pool Contrast Agent." Acad Radiol. 2004, 11, 1361-1369) , y polímero-IRM quelatos (ver Lu et al. "Poly (Lglutamic acid) Gd (III) . DOTA Conjugate with a Degradable Spacer for Magnetic Resonance Imaging." Bioconjugate Chem 2003, 14, 715-719, y Wen et al. "Synthesis and Characterization of Poly (L-glutamic acid)... [Seguir leyendo]

1. Un polímero conjugado que comprende una unidad recurrente de la fórmula (I) y una unidad recurrente de la fórmula (II) :

en donde

cada n es 2,

cada A1 es oxígeno o NR5,

cada A2 es oxígeno,

R1 y R2 son seleccionados cada uno independientemente del grupo que consta de un metal alcalino, un 10 ligando polidentado, y un compuesto que comprende un agente;

donde el agente es seleccionado entre el grupo constituido por un fármaco anticanceroso, un agente de imagen de resonancia magnética;

en donde al menos uno de R1 y R2 es un grupo que comprende un agente;

R3 y R4 son seleccionados cada uno independientemente del grupo constituido por hidrógeno, amonio, y un 15 metal alcalino;

donde el polímero conjugado comprende una cantidad del agente en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 50% (peso/peso) basado en la relación de masa del agente al de polímero conjugado;

R5 es hidrógeno o alquilo C1-4; y

donde la cantidad del agente, el porcentaje de la unidad recurrente de fórmula (1) y el porcentaje de la unidad recurrente de fórmula (II) se seleccionan para proporcionar una solubilidad del polímero conjugado que es mayor que la de un conjugado de ácido poliglutámico comparable que comprende sustancialmente la misma cantidad del agente, la solubilidad del polímero conjugado es mayor cuando una solución analizada de polímero conjugado, que comprende al menos 5 mg/ml de polímero conjugado en solución acuosa 0, 9% en peso NaCl a aproximadamente 22ºC, tiene mayor claridad óptica en un intervalo de pH

más amplio que la de una solución analizada de conjugado de ácido poliglutámico .

2. El polímero conjugado de la Reivindicación 1, en donde el porcentaje en peso del agente está en el intervalo de aproximadamente 5% a aproximadamente 40% o en el intervalo de aproximadamente 10% a aproximadamente 30%.

3. El polímero conjugado de la Reivindicación 1 o 2, en donde el agente es un fármaco contra el 30 cáncer tal como paclitaxel.

4. El polímero conjugado de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 3, en donde el agente es un agente de imagen de resonancia magnética, tal como un compuesto de Gd (III) .

5. El polímero conjugado de la Reivindicación 4, en donde el porcentaje en peso del compuesto de Gd

(III) es de aproximadamente 7%.

6. Una composición farmacéutica que comprende el polímero conjugado de alguna de las Reivindicaciones 1 a 5 y al menos uno seleccionado entre un excipiente, un portador y un diluyente farmacéuticamente aceptables.

7. Una composición farmacéutica de la Reivindicación 6 en la forma de un líquido inyectable.

8. El uso de un polímero conjugado de alguna de las Reivindicaciones 1 a 5 para la preparación de un medicamento para el tratamiento o alivio de una enfermedad o afección, o para la preparación de un medicamento para el diagnóstico de una enfermedad o afección.

9. Un polímero conjugado de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 5 para uso en medicina.

10. Un polímero conjugado de alguna de las Reivindicaciones 1 a 5 para su uso para el tratamiento o mejora de una enfermedad o afección, o para su uso en el diagnóstico de una enfermedad o afección.

11. El uso según la reivindicación 8 o el polímero conjugado según la Reivindicación 10, en donde la enfermedad o afección es cáncer.

12. El uso o polímero conjugado según la Reivindicación 11, en donde el cáncer es melanoma.

13. Un método para fabricar el polímero conjugado de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 5, que comprende disolver o disolver parcialmente un reactivo polimérico en un disolvente para formar un reactivo polimérico disuelto o parcialmente disuelto; y hacer reaccionar el reactivo polimérico disuelto o disuelto parcialmente con un segundo reactivo, en el que el segundo reactivo comprende al menos uno seleccionado del grupo que consta de un ligando polidentado, un precursor del ligando polidentado con átomos de oxígeno protegidos y el compuesto que comprende el agente.

14. El método de la Reivindicación 13, que comprende además reaccionar el reactivo polimérico disuelto o parcialmente disuelto en presencia de un catalizador.

15. El método de la Reivindicación 13 o 14, que comprende además reaccionar el reactivo polimérico disuelto o parcialmente disuelto en presencia de un agente de acoplamiento.