ENANTIÓMEROS DE 2-HIDROXIDERIVADOS DE ÁCIDOS GRASOS Y SU USO COMO MEDICAMENTOS.

Enantiómeros de 2-hidroxiderivados de ácidos grasos y su uso como medicamentos.

La presente invención hace referencia al método de separación de los enantiómeros (o isómeros ópticos) [-] y [+] de compuestos 2-hidroxiderivados de ácidos grasos, a los propios enantiómeros, a composiciones farmacéuticas que los comprendan y a su uso como medicamentos. La presente invención también cubre un método in vitro de diagnóstico/pronóstico de dichas enfermedades basado en el nivel de expresión de dicha enzima EC 2.7.8.27, y un kit que comprende medios especialmente diseñados para llevar a cabo dicho diagnóstico/pronóstico. Además, la enzima EC 2.7.8.27 puede ser utilizada como diana terapéutica para seleccionar compuestos candidatos para el tratamiento y/o prevención de enfermedades mediadas por la misma.

ENANTIÓMEROS DE 2-HIDROXIDERIVADOS DE ÁCIDOS GRASOS Y SU

USO COMO MEDICAMENTOS

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención hace referencia a un método de síntesis y separación de enantiómeros (o isómeros ópticos) [-] y [+] de compuestos 2-hidroxiderivados de ácidos grasos, a los propios enantiómeros aislados, a composiciones farmacéuticas que los comprendan, y a su uso como medicamentos en el tratamiento de enfermedades cuya etiología común está basada en alteraciones (de cualquier origen) de los lípidos de la membrana celular como, por ejemplo: alteraciones en el nivel, en la composición o en la estructura de dichos lípidos, así como en el tratamiento de enfermedades en las que la regulación de la composición y estructura lipídica de membrana induzca la reversión del estado patológico. El efecto terapéutico se consigue, preferentemente, a través de la regulación (activación o inhibición) de la actividad de la enzima ceramida:fosfocolina colinfosfotransferasa (EC 2.7.8.27, IUBMB Enzyme Nomenclature) , o del nivel de su producto, la esfingomielina (SM) .

Adicionalmente, tanto la enzima EC 2.7.8.27, como la esfingomielina (SM) , pueden ser usadas como marcadores moleculares de las enfermedades anteriormente descritas. Por lo tanto, la presente invención también abarca un método in vitro para el diagnóstico/pronóstico de dichas enfermedades basado en la evaluación de la actividad de dicha enzima EC 2.7.8.27, y/o del nivel de SM; así como un kit que comprende medios especialmente diseñados para llevar a cabo dicho diagnóstico/pronóstico.

Además, la enzima EC 2.7.8.27 y/o la SM pueden ser utilizadas como dianas terapéuticas a la cuales dirigir moléculas capaces de revertir su estado alterado, y, consecuentemente, tratar aquellos procesos patológicos que se hubieran desarrollado,

o se fueran a desarrollar en un futuro, como consecuencia de la actividad anormal de la enzima EC 2.7.8.27 o del nivel inadecuado de SM. Así, tanto la enzima EC 2.7.8.27, como la propia SM, pueden ser la base para el diseño procedimientos de selección (screening, en inglés) de compuestos candidatos con el objetivo de conseguir moléculas que, como por ejemplo los enantiómeros [-] y [+] de lainvención, tengan la capacidad de regular la actividad de la enzima EC 2.7.8.27 y/o el nivel de SM, ejerciendo un efecto terapéutico.

Así, la presente invención, debido a su amplio espectro de aplicación, es susceptible de ser englobada en el campo de la medicina y la farmacia de forma general.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Las membranas celulares son estructuras que definen la entidad de las células y de los orgánulos en ellas contenidas. En las membranas o en sus proximidades ocurren la mayoría de los procesos biológicos. Los lípidos no sólo tienen un papel estructural, sino que regulan la actividad de importantes procesos. Es más, la regulación de la composición lipídica de la membrana también influye en la localización o la función de importantes proteínas implicadas en el control de la fisiología celular, como las proteínas G o la PKC (Escribá et al., 1995; Escribá et al., 1997; Yang et al., 2005; Martínez et al., 2005) . Estos y otros estudios demuestran la importancia que tienen los lípidos en el control de importantes funciones celulares. De hecho, numerosas enfermedades en humanos tales como (entre otras) : el cáncer, enfermedades cardiovasculares, procesos neurodegenerativos, obesidad, desórdenes metabólicos, inflamación, enfermedades infecciosas y enfermedades autoinmunes, se han relacionado con alteraciones en los niveles o en la composición de los lípidos presentes en las membranas biológicas, evidenciándose, además, los efectos beneficiosos que presentan los tratamientos con otros ácidos grasos distintos a los de la presente invención y que regulan la composición y estructura de los lípidos de membrana, pudiendo ser empleados para revertir dichas enfermedades (Escribá et al., 2006) .

Los lípidos que se ingieren en la dieta regulan la composición lipídica de las membranas celulares (Alemany et al., 2007) . Asimismo, diferentes situaciones fisiológicas y patológicas pueden cambiar los lípidos presentes en las membranas celulares (Buda et al., 1994; Escribá et al., 2006) . Los cambios en la composición lipídica de las membranas influyen sobre la señalización celular, pudiendo dar lugar al desarrollo de enfermedades o bien a revertirlas (Escribá et al., 2006) .

Diferentes estudios realizados durante los últimos años indican que los lípidos de membrana desempeñan un papel mucho más importante del que se les había asignado hasta ahora (Escribá et al., 2008) . Un ejemplo de dicha importancia lo constituyen los peces que viven en ríos con temperatura variable, cuyos lípidos experimentan importantes cambios (cambios en abundancia y tipos de lípidos de membrana) cuando la temperatura baja desde 20ºC (verano) hasta 4ºC (invierno) (Buda et al., 1994) . Estos cambios permiten el mantenimiento de sus funciones en tipos celulares de muy diversa naturaleza. Por ello, se podría decir, que los lípidos de membrana pueden determinar el buen o mal funcionamiento de múltiples mecanismos de señalización celular. Dado que un organismo enfermo lo es porque sus células están enfermas, las alteraciones en los lípidos de membrana pueden dar lugar a la aparición de enfermedades. De forma análoga, formulaciones terapéuticas, nutracéuticas o cosméticas, enfocadas a regular los niveles de lípidos de membrana, pueden prevenir y revertir (curar) procesos patológicos. Además, numerosos trabajos indican que el consumo de grasas saturadas y trans-monoinsaturadas está relacionado con el deterioro de la salud. Enfermedades vasculares y tumorales, entre otras, se han relacionado directamente con este tipo de lípidos (Stender et al., 2004) . El deterioro de un organismo se manifiesta en la aparición de éstos y otros tipos de enfermedades.

Las membranas celulares constituyen la barrera selectiva a través de la cual una célula intercambia metabolitos e información con otras células y con el medio extracelular que la rodea. Sin embargo, las membranas desempeñan otras funciones muy importantes a nivel celular. Por una parte, sirven de soporte a proteínas implicadas en la recepción o emisión de mensajes que controlan importantes parámetros orgánicos. Dichos mensajes, mediados por numerosas hormonas, neurotransmisores, citoquinas, factores de crecimiento, etc., activan proteínas de membrana, que propagan la señal recibida al interior celular a través de otras proteínas, algunas de las cuales también se ubican en la membrana. Dado que (1) estos sistemas funcionan como cascadas de amplificación y (2) que los lípidos de membrana pueden regular la localización y función de dichas proteínas, la composición lipídica de las membranas puede tener un impacto importante en la funcionalidad celular. En concreto, la interacción de ciertas proteínas (denominadas periféricas, como las proteínas G, la proteína kinasa C, la proteína Ras, etc.) con la membrana celular depende de la composición lipídica de la misma (Vögler et al., 2004; Vögler et al., 2008) . Por otro lado, la composición lipídica de las membranas celulares está influenciada por el tipo y la abundancia de los lípidos ingeridos (Perona et al., 2007) . De esto se deduce que la ingesta de lípidos puede regular la composición lipídica de las membranas, que a su vez puede controlar la interacción (y por ello la actividad) de importantes proteínas de señalización celular (Yang et al., 2005) .

El hecho de que los lípidos de membrana puedan controlar la señalización celular, supone que también puedan regular el estado fisiológico de las células. De hecho, se han descrito efectos tanto negativos, como positivos de los lípidos sobre la salud (Escribá et al., 2006; Escribá et al., 2008) . Estudios preliminares han demostrado que el ácido 2-hidroxioleico, que es un ácido graso monoinsaturado, es capaz de revertir ciertos procesos patológicos, como el sobrepeso, la hipertensión o el cáncer (Alemany et al., 2004; Martínez et al., 2005; Vögler et al., 2008) .

Las enfermedades cardiovasculares están frecuentemente asociadas a la hiperproliferación de las células que constituyen los tejidos cardíaco y vascular. Esta hiperproliferación de células cardiovasculares da lugar a depósitos en el lumen interno de los vasos y cavidades del sistema cardiovascular que se traducen en una amplia gama de enfermedades, como la hipertensión, la aterosclerosis, la isquemia, infartos, etc. (Schwartz et al., 1986) . De hecho, se ha sugerido el desarrollo de medicamentos que eviten la proliferación celular para la prevención y tratamiento de enfermedades cardiovasculares (Jackson... [Seguir leyendo]

1. Enantiómero [-] o [+] de un compuesto de Fórmula I: HOOC-HOCH- (CH2) a- (CH=CH-CH2) b- (CH2) c-CH3

(I)

caracterizado porque a, b y c pueden tomar valores independientes entre 0 y 6, con la condición de que el número total de carbonos sea ≤ 20.

2. Enantiómero, según la reivindicación 1, resultante de la selección de al menos

una de las siguientes combinaciones de valores a, b y c: a=6, b=1 y c=6 a=6, b=2 y c=3 a=6, b=3 y c=0 a=3, b=3 y c=3

3. Enantiómero, según la reivindicación 2, caracterizado por la fórmula: [-]HOOC-HOCH- (CH2) 6- (CH=CH-CH2) 1- (CH2) 6-CH3

4. Enantiómero, según la reivindicación 2, caracterizado por la fórmula: [+]HOOC-HOCH- (CH2) 6- (CH=CH-CH2) 1- (CH2) 6-CH3

5. Enantiómero, según las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por ser una sal de sodio.

6. Composición farmacéutica que comprende al menos un enantiómero de las reivindicaciones 1 a 5 y, opcionalmente, cualquier vehículo farmacéuticamente aceptable.

7. Uso de al menos un enantiómero de la reivindicación 1 para la elaboración de una composición farmacéutica destinada al tratamiento y/o prevención de patologías cuya etiología común sea la alteración estructural y/o funcional de la membrana celular, debida a la desregulación de la actividad de la enzima EC

2.7.8.27 y del nivel de esfingomielina.

8. Uso del enantiómero de fórmula [-]HOOC-HOCH- (CH2) 6- (CH=CH-CH2) 1 (CH2) 6-CH3, según la reivindicación 7, para la elaboración de una composición farmacéutica destinada al tratamiento y/o prevención de patologías cuya etiología común sea la alteración estructural y/o funcional en la membrana celular debida a un déficit en la actividad de la enzima EC

2.7.8.27 y/o a un nivel anormalmente bajo de esfingomielina.

9. Uso, según la reivindicación 8, caracterizado porque la patología se selecciona entre: cáncer, preferentemente, cáncer de próstata, cáncer de mama, cáncer de páncreas, leucemia, cáncer de útero, cáncer de colon, cáncer de cerebro o cáncer de pulmón.

10. Uso, según la reivindicación 8, caracterizado porque la patología se selecciona entre: patologías vasculares, preferentemente, hipertensión, arterioesclerosis, cardiomiopatías, angiogénesis, hiperplasia cardiaca; o patologías metabólicas, preferentemente, hipercolesterolemia, hipertrigliceridemia, diabetes, síndrome metabólico u obesidad.

11. Uso del enantiómero de fórmula [+]HOOC-HOCH- (CH2) 6- (CH=CH-CH2) 1 (CH2) 6-CH3, según la reivindicación 7, para la elaboración de una composición farmacéutica destinada al tratamiento y/o prevención de patologías cuya etiología común sea la alteración estructural y/o funcional en la membrana celular debida a un exceso en la actividad de la enzima EC

2.7.8.27 y/o a un nivel anormalmente elevado de esfingomielina.

12. Uso, según la reivindicación 11, caracterizado porque la patología es la fibrosis quística.

13. Método in vitro para la selección de compuestos candidatos útiles en el tratamiento y/o prevención de patologías cuya etiología común sea la alteración estructural y/o funcional de los lípidos localizados en la membrana celular que comprende la evaluación de la actividad de la enzima EC 2.7.8.27 y/o del nivel de esfingomielina en presencia de dicho compuesto candidato.

14. Método in vitro para el pronóstico/diagnóstico de patologías cuya etiología común sea la alteración estructural y/o funcional de los lípidos localizados en la membrana celular caracterizado porque comprende la determinación de la desregulación de la actividad de la enzima EC 2.7.8.27 y/o de la presencia de un nivel anormal de esfingomielina en una muestra biológica del individuo.

15. Método in vitro para el pronóstico/diagnóstico de patologías cuya etiología común sea la alteración estructural y/o funcional de los lípidos localizados en la membrana celular, según la reivindicación 14, caracterizado porque comprende la determinación de un déficit en la actividad de la enzima EC

2.7.8.27 y/o de la presencia de un nivel anormalmente bajo de esfingomielina en una muestra biológica del individuo.

16. Método in vitro, según la reivindicación 15, donde las patologías se seleccionan entre: cáncer, preferentemente, cáncer de próstata, cáncer de mama, cáncer de páncreas, leucemia, cáncer de útero, cáncer de colon, cáncer de cerebro o cáncer de pulmón.

17. Método in vitro, según la reivindicación 15, donde las patologías se seleccionan entre: patologías vasculares, preferentemente, hipertensión, arterioesclerosis, cardiomiopatías, angiogénesis, hiperplasia cardiaca; o patologías metabólicas, preferentemente, hipercolesterolemia, hipertrigliceridemia, diabetes, síndrome metabólica u obesidad.

18. Método in vitro para el pronóstico/diagnóstico de patologías cuya etiología común sea la alteración estructural y/o funcional de los lípidos localizados en la membrana celular, según la reivindicación 14, caracterizado porque comprende la determinación de un exceso en la actividad de la enzima EC

2.7.8.27 y/o de la presencia de un nivel anormalmente alto de esfingomielina en una muestra biológica del individuo.

19. Método in vitro, según la reivindicación 18, donde la patología es la fibrosis quística.

20. Kit para ser usado en el método de pronóstico/diagnóstico de las reivindicaciones 13 a 19 que comprende medios útiles para la determinación de la actividad de la enzima EC 2.7.8.27 o del nivel de esfingomielina en la membrana celular.

21. Kit, según la reivindicación 20, caracterizado porque el pronóstico/diagnóstico se lleva a cabo a través de la cuantificación directa de esfingomielina, de sus precursores, de sus derivados o a través de la medición indirecta del lípido.

22. Kit, según la reivindicación 21, donde el precursor es la ceramida, el derivado es NBD-CCer o NBD-SM y la medición indirecta se hace a través de la lisenina.

23. Kit, según la reivindicación 20, donde los medios útiles comprenden: técnica TLC y HPTLC, cromatografía de gases, análisis de imagen, espectroscopia de absorción o de fluorescencia, microscopia óptica de fluorescencia o de contraste de fases, microscopia confocal e inmunoblot o reacción en cadena de la polimerasa.

24. Método de aislamiento y purificación los enantiómeros de la reivindicación 1 que comprende:

a) Esterificación de la mezcla racémica de 2-hidroxioleato de sodio con una disolución de ácido sulfúrico en etanol, preferentemente al 10%. b) Hidrólisis enantioselectiva del éster, catalizada por la lipasa de

pseudomonas, preferentemente a 25ºC. c) Control del progreso de la reacción preferentemente mediante cromatografía líquida. d) Hidrólisis de la mezcla con HCl diluido hasta pH menor de 2. e) Extracción de los productos y lavado de la fase orgánica. f) Eliminación del disolvente a vacío para obtener un crudo con la mezcla de ácido y éster. g) Separación de ácido y éster preferentemente mediante cristalización del primero.

h) Volver al paso a) en el caso del ácido y paso b) en el caso del éster para iniciar el reprocesado de cada una de las fracciones aisladas (ácido y éster) hasta obtener la pureza enantiomérica deseada.