Nuevo procedimiento de preparación de nanopartículas recubiertas con una capa estabilizadora de gem-bisfosfonato acoplada a ligandos de biodistribución hidrófila.

Procedimiento de preparación de nanopartículas metálicas que comprenden un núcleo metálico N recubierto con una capa estabilizadora orgánica acoplada a al menos un ligando hidrófilo con efecto sobre la estabilidad/biodistribución de las nanopartículas,

que comprende las etapas de:

a) preparar el núcleo metálico N de las nanopartículas metálicas;

b) preparar elementos de direccionamiento de fórmula S-C en la que;

S es un grupo de unión de gem-bisfosfonato de fórmula X-L-CH(PO3H2)2;

C es un ligando de biodistribución hidrófila elegido de:

- los aminoalcoholes de fórmula (II): **Fórmula**

Nuevo procedimiento de preparación de nanopartículas recubiertas con una capa estabilizadora de gem-bisfosfonato acoplada a ligandos de biodistribución hidrófila La invención se refiere a un nuevo procedimiento de preparación de nanopartículas para la obtención de imágenes médicas que comprenden un núcleo metálico, una capa estabilizadora orgánica y al menos un ligando de direccionamiento de un tejido patológico.

Se conocen nanopartículas metálicas usadas en la obtención de imágenes de diagnóstico, concretamente en la obtención de imágenes por resonancia magnética IRM, que comprenden un núcleo metálico, recubierto con una capa orgánica estabilizadora acoplada dado el caso a ligandos de direccionamiento biológico. Entre esas nanopartículas, se conocen concretamente nanopartículas metálicas habitualmente denominadas USPIO que son partículas de óxido de hierro muy pequeñas, concretamente de magnetita (Fe3O4) , de maghemita ( -Fe2O3) y otros compuestos minerales magnéticos de elementos de transición, de tamaño inferior a aproximadamente 100150 nm.

Para obtener disoluciones coloidales de partículas magnéticas, estables en medio fisiológico, es necesario acondicionar la superficie de las partículas magnéticas. Para ello, se recubre la partícula con una capa orgánica estabilizadora constituida por macromoléculas tales como hidratos de carbono tales como el dextrano, o por moléculas orgánicas pequeñas tales como ácidos carboxílicos.

Con el fin de obtener información pertinente para el diagnóstico mediante obtención de imágenes médicas, resulta muy ventajoso acoplar estas últimas a ligandos de direccionamiento apropiados, de manera que las partículas se unan a y/o se reconozcan por células o tejidos diana. Este reconocimiento puede garantizarse ventajosamente con ayuda de ligandos que tienen un efecto sobre la biodistribución del producto, por ejemplo mediante un mecanismo de tipo fagocitosis de la partícula por células del sistema inmunitario tales como los macrófagos. Estos ligandos son por ejemplo grupos hidrófilos tales como grupos aminoalcohol, o compuestos de tipo polietilenglicol (PEG) .

El documento WO 2004/058275 describe la síntesis de compuestos usando, como capa de estabilización/de unión, una capa de tipo gem-bisfosfonato, y como ligando, entre los numerosos ligandos posibles, grupos hidrófilos con efecto sobre la biodistribución (ligandos de biodistribución) . En particular se describen compuestos que se presentan en forma de un núcleo N metálico recubiertos con elementos de direccionamiento de fórmula S-C, en la que:

- S es un grupo gem-bisfosfonato injertado al núcleo y de fórmula (I)

X-L-CH (PO3H2) 2 (I)

- C es un ligando hidrófilo (acoplado a la función X) de tipo aminoalcohol y/o de tipo PEG;

donde:

L representa un grupo orgánico que conecta la función X a la función gem-bisfosfonato -CH (PO3H2) 2;

X representa una función química que puede acoplarse al ligando hidrófilo C.

Para la preparación de estos compuestos, el procedimiento anterior (usado de manera general para las USPIO) comprende esquemáticamente las siguientes etapas:

- preparar el núcleo metálico N de las nanopartículas metálicas

- revestir el núcleo N con la capa estabilizadora de gem-bisfosfonato de fórmula

X-L-CH (PO3H2) 2 (I)

- acoplar la partícula obtenida con el o los grupos hidrófilos.

Se intenta mejorar este procedimiento para obtener compuestos cuya cantidad de ligando injertado se controle perfectamente, con el fin de optimizar y controlar con reproducibilidad la tasa de injerto en el núcleo, de evitar etapas de purificación y de simplificar el control farmacéutico minimizando los riesgos de contaminación bacteriana o pirógena, y así obtener una fabricación del producto que funcione a nivel industrial.

Por otro lado, en el caso concretamente de ligandos de biodistribución de tipo aminoalcohol o polietilenglicol, descritos en detalle a continuación, un problema complementario se encuentra en la cantidad necesaria de ligando que va a usarse en el procedimiento descrito en el documento WO 2004058275. En efecto, para obtener al final una tasa de recubrimiento con elementos de direccionamiento S-C ventajosamente elevada, concretamente una tasa de recubrimiento de más del 80% de los sitios de fijación posibles en el núcleo, hacía falta en ese procedimiento anterior usar una cantidad importante de ligando C en exceso (hacía falta añadir, a un equivalente de compuesto N-S [núcleo + recubrimiento de gem-bisfosfonato], del orden de 5 equivalentes de ligando hidrófilo C) , de ahí precios de coste industriales elevados. Era particularmente útil resolver este problema para aminoalcoholes complejos y costosos tales como los de fórmula (IV) , concretamente los aminoalcoholes AAG1 y sus derivados descritos a continuación en la presente solicitud.

El solicitante ha logrado resolver estos problemas técnicos gracias a un procedimiento (denominado vía inversa) de preparación según el cual se preparan elementos constituidos por uno o varios ligandos hidrófilos acoplados químicamente a grupos orgánicos de enlace de gem-bisfosfonato, después esos elementos [grupo de enlaceligando] se acoplan a las nanopartículas metálicas. Los grupos orgánicos de enlace pertenecerán a, o formarán, la capa estabilizadora (o de unión) .

Para ello, la invención se refiere a un procedimiento de preparación de nanopartículas metálicas, concretamente para la obtención de imágenes médicas, que comprenden un núcleo metálico N recubierto con una capa estabilizadora orgánica acoplada a al menos un ligando hidrófilo con efecto sobre la estabilidad/biodistribución de las nanopartículas, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

a) preparar el núcleo metálico N de las nanopartículas metálicas;

b) preparar elementos de direccionamiento/estabilización de fórmula S-C en la que:

- S es un grupo de unión de gem-bisfosfonato de fórmula X-L-CH (PO3H2) 2;

- C es un ligando de biodistribución hidrófila elegido de los aminoalcoholes o los PEG tal como se mencionan en la reivindicación 1;

c) injertar en el núcleo N al menos un elemento de direccionamiento.

Por motivos de simplicidad, en la solicitud se usará para la expresión elementos de direccionamiento/estabilización, la expresión “elementos de direccionamiento”.

Por la expresión “injertar en el núcleo N al menos un elemento de direccionamiento” se entiende que se injertan conjuntos de direccionamiento de la misma estructura, o varios conjuntos de direccionamiento cuyos grupos S y/o grupos C no tienen la misma fórmula.

La ventaja de tener grupos S diferentes es concretamente poder aumentar o reducir el tamaño hidrodinámico del agente de contraste (haciendo variar el tamaño de los grupos L) , lo que permite contribuir a optimizar la biodistribución del producto en función de la indicación de diagnóstico en cuestión.

Según unas realizaciones, los elementos de direccionamiento son aminoalcoholes tales como se definen en la reivindicación 1.

Según unas realizaciones, los elementos de direccionamiento son PEG tales como se definen en la reivindicación 1.

Según realizaciones, una parte de los elementos de direccionamiento son aminoalcoholes tal como se definen en la reivindicación 1, y otra parte de los elementos de direccionamiento son PEG tal como se definen en la reivindicación 1. Los ligandos pueden ser idénticos o diferentes entre los elementos de direccionamiento injertados.

Según realizaciones, las nanopartículas metálicas obtenidas tras el injerto tendrán por tanto, por ejemplo, del 10 al 90% de los elementos de direccionamiento con un ligando hidrófilo que tiene un efecto ventajoso sobre la biodistribución y/o la estabilidad de la partícula (un aminoalcohol, una rama PEG, varios aminoalcoholes diferentes) , y el resto (del 90 al 10%) de los elementos de direccionamiento con un ligando diferente.

Según realizaciones, se injertan en el núcleo por un lado elementos de direccionamiento S-C (portadores de grupos hidrófilos) , y por otro lado grupos de estabilización S no portadores de ligandos de biodistribución. Se tendrá por ejemplo del 5 al 95% de grupos S-C y el resto (del 95 al 5%) de grupos S.

La tabla al final de la descripción detallada ilustra diferentes posibilidades.

Estas tasas corresponden a tasas de recubrimiento del núcleo por los elementos S o S-C (a nivel de los sitios de fijación posible, normalmente los sitios protonados localizados en la superficie de la nanopartícula) . Los porcentajes se expresan por tanto en número... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de nanopartículas metálicas que comprenden un núcleo metálico N recubierto con una capa estabilizadora orgánica acoplada a al menos un ligando hidrófilo con efecto sobre la 5 estabilidad/biodistribución de las nanopartículas, que comprende las etapas de: a) preparar el núcleo metálico N de las nanopartículas metálicas; b) preparar elementos de direccionamiento de fórmula S-C en la que; S es un grupo de unión de gem-bisfosfonato de fórmula X-L-CH (PO3H2) 2;

C es un ligando de biodistribución hidrófila elegido de.

15. los aminoalcoholes de fórmula (II) :

en la que:

R1 y R2 son idénticos o diferentes y representan una cadena hidrocarbonada alifática que comprende de 2 a 6 átomos de carbono, sustituida con de 6 a 10 grupos hidroxilo, o bien con de 4 a 8 grupos hidroxilo en el caso en el que R1 y/o R2 están interrumpidos por uno o varios átomos de oxígeno,

o R1 y R2 representan cada uno independientemente el grupo - (CH2) - (CHOH) 4-CH2OH o - (CH2) -CHOH-CH2OH,

o R1 representa un grupo (CH2) - (CHOH) 4-CH2OH o - (CH2) -CHOH-CH2OH mientras que R2 representa un grupo CH2- (CHOH) 4-CH2OH,

- los aminoalcoholes de fórmula (IV) :

IV

en la que:

Z es un enlace, CH2, CH2CONH o (CH2) 2NHCO, Z’ es un enlace, O, S, NQ, CH2, CO, CONQ, NQCO, NQ-CONS o CONQCH2CONQ, Z” es un enlace, CONQ, NQCO o CONQCH2CONQ, p y q son números enteros cuya suma vale de 0 a 3, R1, R2, R3, R4 o R5 representan cada uno independientemente H, Br, Cl, I, CONQ1Q2 o NQ1COQ2,

con Q1 y Q2 idénticos o diferentes elegidos de H, un grupo alquilo (C1-C8) mono o polihidroxilado y/o eventualmente interrumpido por uno o varios átomos de oxígeno, de tal manera que Q1 y Q2 comprenden entre ellos dos de 4 a 10 grupos OH;

entendiéndose que al menos uno y como máximo dos de los grupos R1 a R5 representa CONQ1Q2 o NQ1COQ2;

o bien R1, R3, R5 representan cada uno independientemente H, Br, Cl o I y R2 y R4 representan en la que R’1, R’3 y R’5, idénticos o diferentes, representan H, Br, Cl o I;

Q1 y Q2 tienen el mismo significado que anteriormente;

Z”’ es un grupo elegido de CONQ, CONQCH2CONQ, CONQCH2, NQCONQ, CONQ (CH2) 2NQCO; y

Q es H o alquilo (C1-C4) , pudiendo dichos grupos alquilo ser lineales o ramificados y estando eventualmente hidroxilados,

- los polietilenglicoles que comprenden una cadena -CH2- (CH2-O-CH2) k-CH2OR3 en la que k varía de 2 a 100, y R3 se elige de H, alquilo o - (CO) Alk, en los que alquilo y alk designan un grupo alifático hidrocarbonado, lineal o ramificado, que tiene aproximadamente de 1 a 6 átomos de carbono en la cadena, o

- los polietilenglicoles de fórmula (III) :

en la que: R1 y R2, idénticos o diferentes, representan H, un grupo alquilo o una cadena de polietilenglicol de fórmula -CH2

(CH2-O-CH2) k-CH2OR3, entendiéndose que al menos uno de los grupos R1, R2 polietilenglicol, en la que k varía de 2 a 100, y R3 se elige de H, alquilo C1-C6 o - (CO) Alk, designando “alk” un grupo alquilo C1-C6; c) injertar en el núcleo N elementos de direccionamiento S-C; donde:

representa una cadena de L representa un grupo orgánico que conecta la función X a la función gem-bisfosfonato -CH (PO3H2) 2, siendo L un 35 grupo divalente elegido de:

- un grupo alifático eventualmente sustituido con un grupo metilo, hidroxilo, metoxilo, acetoxilo, amido o un átomo de cloro, de yodo o de bromo;

-un grupo -L1-NHCO-L2 en el que L1 y L2 son o bien idénticos o bien diferentes, y representan un grupo alifático; alicíclico; aromático; alicíclico-alifático o aromático-alifático, pudiendo dichos grupos estar eventualmente sustituidos con un grupo metilo, hidroxilo, metoxilo, acetoxilo, amido o un átomo de cloro, de yodo o de bromo;

X representa una función química que puede acoplarse al ligando hidrófilo C y se elige de:

- -COOH,

- -NH2, -NCS, -NH-NH2, -CHO, alquilpirocarbonilo (-CO-O-CO-alk) , acilazidilo (-CO-N3) , iminocarbonato (-O-C (NH) -NH2) , vinilsulfurilo (-S-CH=CH2) , piridildisulfurilo (-S-S-Py) , haloacetilo, maleimidilo, diclorotriazinilo, halógeno,

- el grupo de fórmula: 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el núcleo metálico se elige de los siguientes: hidróxido de

hierro, óxido de hierro hidratado, ferrita, óxido de hierro mixto. 5

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que el ligando hidrófilo de biodistribución es un ligando de aminoalcohol.

4. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que el ligando hidrófilo de biodistribución es un ligando de 10 polietilenglicol.

5. Procedimiento según la reivindicación 1 a 4, en el que una parte de los ligandos de biodistribución hidrófila C son ligandos de aminoalcohol, y otra parte son ligandos de polietilenglicol.

6. Procedimiento según la reivindicación 1 a 5, en el que se injertan en el núcleo por un lado elementos de direccionamiento S-C, y por otro lado grupos de estabilización S no portadores de ligandos de biodistribución.

7. Procedimiento según la reivindicación 1 a 6, en el que la tasa de injerto de los elementos de direccionamiento en el núcleo es del 1 al 10%, ventajosamente del 1, 2, 3, 5, 10%. 20

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además injertar elementos S-C-T, en los que C es un ligando de polietilenglicol y T representa un grupo cromóforo.