Conjugados de hemoglobina-antioxidante.

Composición química que tiene capacidad de transporte de oxígeno y que comprende moléculas detransporte de oxígeno biocompatibles unidas químicamente a un antioxidante biocompatible que consiste esencialmenteen un ácido cromanocarboxílico que corresponde a la fórmula general:

en la que R' es H o un radical alquilo de 1-20 átomos de carbono y R'1, R'2 y R'3 se seleccionan independientementede H y alquilo C1-C4, y R'4 es un enlace directo o cadena de alquilo C1-8, en la que la sustancia de transporte de oxígenoes una macromolécula de hemoproteína.

Conjugados de hemoglobina-antioxidante.

Campo de la invención Esta invención se refiere a composiciones de hemoglobina, y más específicamente a composiciones de hemoglobina-antioxidante para su administración a seres vivos para fines de transporte de oxígeno y fines terapéuticos antioxidantes.

Antecedentes de la invención La interrupción temporal del flujo sanguíneo hacia el tejido es una etapa necesaria en muchos procedimientos quirúrgicos, tales como cirugía cardiaca y conservación o trasplante de órganos, con el fin de impedir la pérdida de sangre y para facilitar la cirugía. Los vasos sanguíneos también pueden bloquearse durante acontecimientos patológicos, tales como infarto de miocardio, accidente cerebrovascular trombótico, oclusiones vasculares embólicas, angina de pecho e insuficiencia vascular periférica. La falta de suministro de sangre en estas circunstancias da como resultado isquemia, que se invierte tras la reperfusión del tejido isquémico con sangre u otra disolución que porta oxígeno. Aunque esta readmisión de oxígeno es crítica para la función continuada del tejido, se acepta generalmente que el oxígeno recién introducido contribuye a la formación de radicales libres derivados de oxígeno que provocan daño tisular. Un mecanismo mediante el cual se hace tóxico el oxígeno introducido es mediante conversión a superóxido mediante xantina oxidasa. Los niveles de esta enzima pueden aumentar durante el periodo isquémico. Simultáneamente, se empobrecen los niveles de agentes reductores, que eliminan la toxicidad, tales como glutatión. El daño tisular que se produce como resultado de estos acontecimientos se conoce como lesión por reperfusión, y se sabe que se produce durante la reperfusión con sangre y se anticipa en algunas circunstancias con el uso de sustitutos de sangre.

Una clase de sustitutos de sangre, los portadores de oxígeno a base de hemoglobina (HBOC) , están compuestos por hemoglobina acelular modificada químicamente. La hemoglobina acelular presenta una fuente adicional de especies de oxígeno reactivas potencialmente dañinas. La hemoglobina en sangre está normalmente contenida dentro de los glóbulos rojos de la sangre, en los que circula a través del cuerpo para cumplir su función de transporte de oxígeno. La hemoglobina en los glóbulos rojos se une al oxígeno a medida que la sangre circula a través de los pulmones, suministra el oxígeno a los tejidos corporales y lo libera ahí, para sus funciones metabólicas normales. El comportamiento químico de la hemoglobina en sangre está restringido por su presencia en los glóbulos rojos, que también contienen muchos otros componentes tales como enzimas que influyen en el comportamiento químico de la hemoglobina en los mismos. Cuando la hemoglobina se extrae a partir de glóbulos rojos y se purifica lista para su uso como transportador de oxígeno acelular en aplicaciones de sustitutos de sangre, se pierde la influencia química sobre la hemoglobina de los otros componentes de glóbulos rojos, y viceversa.

Una de estas influencias se refiere a reacciones oxígeno-hemoglobina, y la generación de especies de oxígeno tóxicas. La oxidación de hemoglobina mediante oxígeno ligada produce metahemoglobina, en la que se oxida hierro hémico al estado Fe (III) , y en la que se genera el radical libre de oxígeno “superóxido”, O2-. La metahemoglobina no tiene ninguna función útil significativa, puesto que no puede unirse a ni transportar oxígeno. Sin embargo, el superóxido está asociado a varios efectos perjudiciales en el cuerpo, tales como daño oxidativo y lesión a componentes vasculares incluyendo tejido del endotelio y subendotelial. En el glóbulo rojo, están presentes enzimas para convertir estas especies de oxígeno tóxicas en subproductos inocuos. Por tanto, el sistema enzimático de metahemoglobina reductasa está presente para reducir la metahemoglobina en hemoglobina. La superóxido dismutasa y catalasa están presentes, respectivamente, para convertir superóxido en peróxido de hidrógeno, y para convertir peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno molecular.

La hemoglobina fuera del glóbulo rojo no tiene reactivos enzimáticos de este tipo a la mano para tratar con estos subproductos de oxidación. Por consiguiente, el uso de hemoglobina acelular como transportador de oxígeno puede producir cantidades excesivas de productos de oxidación perjudiciales tales como superóxido, que surge del oxígeno unido o que se une a la propia hemoglobina. Asimismo, el oxígeno disuelto en la disolución de HBOC, o en la sangre mezclada reintroducida en el tejido isquémico, puede dar como resultado especies de oxígeno reactivas que dan lugar a lesión por reperfusión mediante los mecanismos descritos anteriormente. Sin embargo, la necesidad de volver a conseguir suministro de oxígeno es primordial, e invalida los riesgos asociados con la lesión por reperfusión e introducción de radicales de oxígeno.

Biomater. Artif. Cells Immobilization Biotechnol. 1992; 20 (2-4) :587-95 se refiere a un estudio de propiedades farmacocinéticas de hemoglobina humana polimerizada con rafinosa con apertura de anillo, oxidada con per y odato, tras transfusión en la rata.

Chem. Res. Toxicol. Enero de 1998; 11 (1) :54-63 trata las propiedades antioxidantes de 2, 3-dimetoxi-5-metil-6- (10hidroxidecil) -1, 4-benzoquinona (idebenona) .

El documento WO 98/34955 da a conocer conjugados de hemoglobina y un aceptor de electrones.

Es un objeto de la presente invención proporcionar una composición de hemoglobina novedosa que pueda proporcionar oxígeno mientras se supera o al menos se reduce el problema anterior.

Sumario de la invención La preparación de sustancias de transporte de oxígeno, sintéticas o semisintéticas tales como HBOC ofrece la oportunidad de la unión de sustancias mejoradoras tales como antioxidantes seleccionados. Por consiguiente, la presente invención proporciona una composición química según las reivindicaciones adjuntas. También se da a conocer en el presente documento una composición química que tiene capacidad de transporte de oxígeno y que comprende moléculas de transporte de oxígeno biocompatibles unidas químicamente a uno o más antioxidantes biocompatibles seleccionados de: compuestos fenólicos no enzimáticos, es decir compuestos que contiene uno o más grupos de fórmula:

en la que n es un número entero desde 1 - 3, estando el anillo aromático sustituido adicionalmente, y estando opcionalmente condensado o unido a otro sistema de anillo carbocíclico o heterocíclico; pirazolinas; compuestos carotenoides y retinoides; quinonas; polipirroles; indoles y aminoindoles; análogos de purina; ácido ascórbico; y antioxidantes esteroides y alcaloides.

Los conjugados de la presente invención proporcionan la funcionalidad antioxidativa en la proximidad unida químicamente a las moléculas de transporte de oxígeno. Por consiguiente, las especies de oxígeno reactivas generadas mediante reacción de disoluciones que contienen oxígeno se someten inmediatamente a los efectos de la función antioxidante, una característica altamente deseable puesto que las especies de oxígeno viven un tiempo corto y no viajan lejos antes de provocar daño. Esto es especialmente importante cuando se usan HBOC a base de hemoglobina modificada, puesto que se conoce que las hemoglobinas modificadas se extravasan, y entonces la actividad antioxidante se transportará a cualquier sitio al que se mueva el HBOC. Además, el resto antioxidante oxidado conjugado con el transportador de oxígeno puede reducirse in vivo a un estado químico en el que puede tener una actividad antioxidante adicional, y recircularse el conjugado en el cuerpo para tal acción adicional.

Breve referencia a los dibujos Las figuras 1 y 2 son presentaciones gráficas de los resultados del ejemplo 2 más adelante.

Las figuras 3 y 4 son presentaciones gráficas de los resultados del ejemplo 7 más adelante.

Descripción de las realizaciones preferidas Los compuestos fenólicos para su uso como antioxidantes en las composiciones dadas a conocer en el presente documento son antioxidantes fenólicos sustituidos y polifenólicos tales como probucol y ésteres del mismo, bis (1, 1metiletil) -4-[ (1-etilamino]metilfenol y sales de adición del mismo, y 5- (3, 5-diterc-butil-4-hidroxibencil) tiazolidin-4-ona; éteres fenólicos tales como (3, 5-diterc-butil-4-hidroxifeniltio) alcanoles; ácidos hidroxámicos sustituidos con diterc

butilhidroxifeniltio; compuestos a base de cromano tales como cromanoles y dihidrobenzofuranoles; flavonoides e isoflavonoides tales como flavanona y dihidroflavanol; galatos; catecoles y derivados de catecol; y ácidos fenólicos tales como ácido p-hidroxibenzoico,... [Seguir leyendo]

1. Composición química que tiene capacidad de transporte de oxígeno y que comprende moléculas de transporte de oxígeno biocompatibles unidas químicamente a un antioxidante biocompatible que consiste esencialmente en un ácido cromanocarboxílico que corresponde a la fórmula general:

en la que R’ es H o un radical alquilo de 1-20 átomos de carbono y R’1, R’2 y R’3 se seleccionan independientemente 10 de H y alquilo C1-C4, y R’4 es un enlace directo o cadena de alquilo C1-8, en la que la sustancia de transporte de oxígeno es una macromolécula de hemoproteína.

2. Composición química según la reivindicación 1, en la que la macromolécula de hemoproteína es una especie de hemoglobina.

3. Composición según la reivindicación 1, en la que la composición es un conjugado unido covalentemente de dicho ácido cromanocarboxílico y hemoglobina humana.

4. Composición según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en la que la hemoglobina del conjugado se 20 reticula para formar unidades tetraméricas estabilizadas.

5. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en la que la hemoglobina del conjugado está al menos parcialmente oligomerizada en oligómeros de hasta doce unidades tetraméricas estabilizadas.

6. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, que comprende una mezcla de unidades de hemoglobina tetraméricas estabilizadas conjugadas con el antioxidante de ácido cromanocarboxílico y oligómeros de desde 2-8 de tales unidades de hemoglobina estabilizadas conjugadas con el antioxidante de ácido cromanocarboxílico.

7. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en la que la hemoglobina se reticula con un polialdehído, glutaraldehído, un compuesto de diaspirina, un compuesto de piridoxilo o un compuesto de trimesoílo.

8. Composición según la reivindicación 7, en la que la hemoglobina se reticula con un polialdehído derivado de la apertura de anillo oxidativa de un polisacárido.

9. Composición según la reivindicación 8, en la que el polisacárido es o-rafinosa.

10. Composición según las reivindicaciones 2 a 9, en la que el conjugado de hemoglobina-antioxidante está unido a un polímero biocompatible.

11. Composición según la reivindicación 10, en la que el polímero biocompatible es polietilenglicol, un polisacárido, un poliaminoácido o un soporte insoluble.

12. Composición según la reivindicación 1, en la que en la fórmula del ácido cromanocarboxílico, al menos 45 uno de R’1, R’2 y R’3 es metilo.

13. Composición según la reivindicación 13, en la que, en la fórmula del ácido cromanocarboxílico, R’4 es un enlace directo.

14. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que el antioxidante de ácido cromanocarboxílico es 2, 5, 7, 8-tetrametil-2-carboxi-croman-6-ol.

15. Procedimiento de preparación de una composición de hemoglobina que tiene propiedades antioxidantes y adecuada para su administración a un paciente mamífero, que comprende hemoglobina libre de estroma, purificada,

que reacciona químicamente, con un ácido cromanocarboxílico según la reivindicación 1 para formar un conjugado químico unido covalentemente de los mismos.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que antes de la conjugación con el ácido cromanocarboxílico, la hemoglobina se hace reaccionar con un reactivo de reticulación para estabilizarla en su forma de unidad tetramérica, frente a la disociación en unidades diméricas.

17. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que el conjugado de hemoglobina-ácido cromanocarboxílico se hace reaccionar posteriormente con un reactivo de reticulación de hemoglobina para llevar a cabo la estabilización de reticulación de la parte de hemoglobina del conjugado.

18. Procedimiento según la reivindicación 16 o la reivindicación 17, en el que el reactivo de reticulación es un polialdehído.

19. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que el polialdehído es o-rafinosa.

20. Procedimiento según la reivindicación 19, en el que la hemoglobina está al menos parcialmente oligomerizada mediante reacción adicional con o-rafinosa.

21. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que la reacción entre la hemoglobina y el ácido cromanocarboxílico se realiza en presencia de un compuesto activador.

22. Procedimiento según la reivindicación 21, en el que el compuesto activador es una carbodiimida.

23. Procedimiento según la reivindicación 22, en el que la carbodiimida es 1 (3-dimetilaminopropil) -3etilcarbodiimida.

24. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 15-23, en el que el ácido cromanocarboxílico es 2, 5, 7, 8-tetrametil-2-carboxi-croman-6-ol.

25. Uso de una composición química según una cualquiera de las reivindicaciones 1-14, en la preparación de una composición líquida de transporte de oxígeno biocompatible para fines terapéuticos antioxidantes.

26. Composición química según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, para su uso en una composición líquida de transporte de oxígeno biocompatible para terapia antioxidante.