Poliaminoácidos funcionalizados por alfa-tocoferol y sus aplicaciones, especialmente, terapéuticas.

Poliaminoácidos que incluyen unidades aspárticas y/o unidades glutámicas,

caracterizados porque al menos unaparte de estas unidades son portadoras de injertos que incluyen al menos un resto de alfa-tocoferol.

Poliaminoácidos funcionalizados por alfa-tocoferol y sus aplicaciones, especialmente, terapéuticas La presente invención se refiere a nuevos materiales a base de poliaminoácidos biodegradables, útiles, en particular, para la vectorización de principio (s) activo (s) (PA) .

La invención contempla también nuevas composiciones farmacéuticas, cosméticas, dietéticas o fitosanitarias a base de estos poliaminoácidos. Estas composiciones pueden ser del tipo de las que permiten la vectorización de PA y que se presentan preferentemente en forma de emulsiones, micelas, partículas, geles, implantes o películas.

Los PA considerados son, ventajosamente, compuestos biológicamente activos y que se pueden administrar a un organismo animal o humano por vía oral, parenteral, nasal, vaginal, ocular, subcutánea, intravenosa, intramuscular, intradérmica, intraperitoneal, intracerebral, bucal, etc.

Los PA más concretamente pero no limitativamente afectados por la invención son proteínas, glicoproteínas, péptidos, polisacáridos, lipopolisacáridos, oligo o polinucleótidos, y moléculas orgánicas. Pero puede también tratarse de productos cosméticos o productos fitosanitarios, tales como herbicidas, insecticidas, fungicidas, etc.

En el ámbito de la vectorización de los principios activos, en particular, medicamentosos, existe una necesidad, en muchos casos:

• de protegerlos contra la degradación (hidrólisis, precipitación in situ, digestión enzimática etc.) hasta que alcancen su sitio de acción,

• y/o de controlar su velocidad de liberación con el fin de mantener un nivel constante en una duración definida, o bien

• y/o de vehicular (protegiéndolos) en el sitio de acción.

A tal efecto, se estudiaron varios tipos de polímeros y algunos están incluso disponibles comercialmente. Se pueden citar por ejemplo los polímeros del tipo poliláctico, poliláctico-glicólico, polioxietileno-oxipropileno, poliaminoácido o también polisacárido. Estos polímeros constituyen materias primas que permiten fabricar, por ejemplo, implantes másicos, micropartículas, nanopartículas, vesículas, micelas o geles. Además el hecho de que estos polímeros se deban adaptar a la fabricación de tales sistemas, deban también ser biocompatibles, no tóxicos, no immunogénicos, económicos y se deben poder eliminar fácilmente del cuerpo y/o biodegradables. Sobre este último aspecto, es cada vez más esencial que la biodegradación en el organismo genera productos no tóxicos.

A título ilustrativo, del estado de la técnica anterior que se refiere a polímeros empleados como materias primas para la realización de sistemas de vectorización de PA, se mencionan a continuación distintas patentes o solicitudes de patente o artículos científicos.

La patente de EE.UU. nº 4.652, 441 describe microcápsulas de poliláctido que encapsula la hormona LH-RH. Estas microcápsulas se producen preparando una emulsión agua en aceite en agua e incluyen una capa interna acuosa que contiene la hormona, una sustancia (gelatina) que fija esta última, una capa aceitosa de poliláctido, así como una capa externa acuosa (Alcohol polivinílico) . La liberación del PA se puede hacer en un período de más de 2 semanas después de la inyección subcutánea.

La patente de EE.UU. nº 6.153.193 describe composiciones a base de micelas de poli (oxietileno) -poli- (oxipropileno) anfífilos, para la vectorización de anti-cancerígeno como el adriamicina.

Akiyoshi el al (J. Controlled Release 1998, 54, 313-320) describen pululantes que se vuelven hidrófobos por injerto de colesterol y que forman nanopartículas en el agua. Estas nanopartículas aptas para acomplejarse de manera reversible con la insulina, forman suspensiones coloidales estables.

La patente de EE.UU. nº 4.351.337 describe copoliaminoácidos anfífilos, a base de leucina y de glutamato, utilizables en forma de implantes o de micropartículas para la liberación controlada de principios activos. La liberación de estos últimos se puede hacer sobre una duración muy larga que depende de la velocidad de degradación del polímero.

La patente de EE.UU. nº 4.888.398 describe polímeros a base de poliglutamato o poliaspartato, y eventualmente polileucina, con grupos pendientes de tipo alquiloxicarbonilmetilo, colocados de manera aleatoria sobre la cadena poliaminoácidos. Estos poliaminoácidos, injertados por grupos laterales, por ejemplo, metoxicarbonilmetilo, se utilizan en forma de implantes biodegradables que contienen un PA de liberación prolongada.

La patente de EE.UU. nº 5.904.936 describe nanopartículas obtenidas a partir de un polímero de bloque polileucinapoliglutamato, aptas para formar suspensiones coloidales estables y capaces de asociarse espontáneamente con proteínas biológicamente activas sin desnaturalizarlas. Estas últimas pueden a continuación ser liberados in vivo de manera controlada, en un largo período.

La solicitud de patente internacional nº WO 00/30618 describe nanopartículas obtenidas a partir de un polímero de bloque poli (glutamato de sodio) (poliglutamato de metilo, etilo, hexadecilo o dodecilo) , aptos para formar suspensiones coloidales estables y capaces de asociarse espontáneamente con proteínas biológicamente activas sin desnaturalizarlas. Estas últimas se pueden a continuación liberar in vivo de manera controlada, en un largo período.

Estos copoliaminoácidos anfífilos se modifican por la presencia de una cadena lateral alquilo hidrófoba.

La patente de EE.UU. nº 5.449.513 describe copolímeros de bloque anfífilos que incluyen un bloque polioxietileno y un bloque poliaminoácido, por ejemplo poli- (beta-bencil-L-aspartato) . Estos polímeros polioxietilenopolibencilaspartato forman micelas que son aptas para encapsular moléculas activas hidrófobas tales como la adriamicina o la indometacina.

La solicitud de patente internacional nº WO 99/61512 describe polilisinas y poliornitinas funcionalizadas por un grupo hidrófobo (ácido palmítico unido a la polilisina u ornitina y un grupo hidrófilo (polioxietileno) . Estos polímeros, por ejemplo, la polilisina injertada con cadenas polioxietileno y palmitoilo forman en presencia de colesterol vesículas capaces de encapsular la doxorubicina o el ADN.

Se conoce por otra parte recurrir a derivados de vitamina E, y más concretamente alfa-tocoferol, para construir sistemas de vectorización de PA. La vitamina E natural está constituida por una mezcla de compuestos denominados tocoferoles (véase Burton e Ingold, Acc. Chem. Res. 1986, 19, 194-201) y en esta mezcla, el derivado alfa-tocoferol es ampliamente mayoritario. La vitamina E y algunos de sus derivados se utilizan actualmente como fuente de vitamina o como antioxidante en alimentos y productos cosméticos. Para estas utilizaciones corrientes, se encuentra la vitamina E bajo su forma D-alfa-tocoferol (su forma natural) o bajo su forma D, L-alfa-tocoferol (en forma racémica y sintética) . Estos dos productos se consideran como esencialmente no tóxicos en dosis bien más allá de las dosis terapéuticas. La estructura del alfa-tocoferol es la siguiente.

Las posiciones quirales se marcan con un asterisco. La forma natural posee las configuraciones R, R, R y la forma sintética es una mezcla en que los carbonos quirales son independientemente R o S.

Se tratan de los derivados de la vitamina E utilizados en el ámbito de la vectorización de principios activos, no existe, hasta ahora y con conocimiento de los inventores, ningún producto polimérico a base alfa-tocoferol, a excepción de polímeros de tipo polioxietileno cuyo extremo se injerta por grupos alfa-tocoferol-succinato. Está por otra parte disponible en el mercado, PoliEtilenGlicol injertado de alfa-tocoferol-succinato al final de la cadena (vitamina E PEGilada) , comercializado bajo la denominación TPGS 1000, por la sociedad Eastman Chemical, Ltd. Este producto patentado en el año 1954 (patente de EE.UU. nº 2.680.749) se utiliza hoy como fuente de vitamina E por vía oral. Este polímero, así como el alfa-tocoferol-succinato y el alfa-tocoferol no modificado, se propuso para la vectorización de principios activos.

La patente de EE.UU. nº 5.869.703 describe compuestos próximos en los cuales la cadena polioxietileno incluye un extremo de alfa-tocoferol y en su otro extremo un residuo (met) acrílico. Estos derivados alfa-tocoferol se utilizan para preparar vesículas anfífilas (liposomas) estables, directamente empleadas en aplicaciones cosméticas.

La solicitud de patente internacional nº WO 00/71163 describe formulaciones a base de PoliEtilenGlicol injertado de alfa-tocoferol-succinato al final de la cadena (TPGS 1000) y de alfa-tocoferol... [Seguir leyendo]

1. Poliaminoácidos que incluyen unidades aspárticas y/o unidades glutámicas, caracterizados porque al menos una parte de estas unidades son portadoras de injertos que incluyen al menos un resto de alfa-tocoferol.

2. Poliaminoácidos según la reivindicación 1, caracterizados por la siguiente fórmula general (I) :

En la cual:

• R1 representa un H, un grupo alquilo lineal en C2 a C 10 o ramificado en C3 a C10 o un piroglutamato;

• R2 representa un H, un alquilo lineal en C2 a C10 o ramificado en C3 a C10, un bencilo o una unidad de aminoácido terminal;

• R3 es un H o una entidad catiónica, preferentemente seleccionada del grupo que incluye:

- los cationes metálicos ventajosamente elegidos del subgrupo que incluye: el sodio, el potasio, el calcio,

o el magnesio,

- los cationes orgánicos ventajosamente elegidos del subgrupo que incluye:

• los cationes a base de amina, 15 • los cationes a base de oligoamina,

• los cationes a base de poliamina (siendo la polietilenoimina especialmente preferida) ,

• los cationes a base de aminoácido (s) ventajosamente elegidos de la clase que incluye los cationes a base de lisina o arginina,

-o los poliaminoácidos catiónicos ventajosamente elegidos del subgrupo que incluye la polilisina o la 20 oligolisina;

• R4 representa un enlace directo o un “espaciador” a base de 1 a 4 unidades de aminoácido;

• A representa independientemente un radical -CH2- (unidad aspártica) o -CH2-CH2- (unidad glutámica) ;

• n/ (n + m) se define como la tasa de injerto molar y varía de 0, 5 a 100% molar;

• n + m varía de 3 a 1000, preferentemente entre 30 y 300;

• T representa un resto de alfa-tocoferol.

3. Poliaminoácidos según la reivindicación 1 ó 2, caracterizados porque el alfa-tocoferol es de origen natural.

4. Poliaminoácidos según la reivindicación 1 ó 2, caracterizados porque el alfa-tocoferol es de origen sintético.

5. Poliaminoácidos según la reivindicación 2, caracterizados porque están constituidos por un homopolímero de alfa-L-glutamato o de ácido alfa-L-glutámico.

3.

6. Poliaminoácidos según la reivindicación 2, caracterizados porque están constituidos por un homopolímero de alfa-L-aspartato o de ácido alfa-L-aspártico.

7. Poliaminoácidos según la reivindicación 2, caracterizados porque están constituidos por un copolímero de alfa-L

aspartato/alfa-L-glutamato o de ácido alfa-L-aspártico/ácido alfa-L-glutámico.

8. Poliaminoácidos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizados porque la distribución de las 35 unidades aspárticas y/o glutámicas portadoras de injertos que incluyen al menos un resto de alfa-tocoferol es tal que

los polímeros así constituidos son bien sea aleatorios, bien de tipo bloque, o bien de tipo multibloque.

9. Poliaminoácidos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizados porque su masa molar se sitúa entre 2.000 y 100.000 g/mol, y preferentemente entre 5.000 y 40.000 g/mol.

10. Poliaminoácidos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizados porque la tasa de injerto molar se sitúa entre 3 y 70%, y preferentemente entre 5 y 50%.

11. Poliaminoácidos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizados porque son portadores de al menos un injerto de tipo polialquilenglicol unido a una unidad glutamato o aspartato.

12. Poliaminoácidos según la reivindicación 11, en los cuales el injerto de tipo polialquilenglicol unido a una unidad glutamato o aspartato tiene la siguiente fórmula (II) :

En la cual:

-R'4 representa un enlace directo o un “espaciador” a base de 1 a 4 unidades de aminoácido;

-X es un heteroátomo elegido del grupo que incluye el oxígeno, el nitrógeno o el azufre;

-R5 y R6 representan independientemente un H, un alquilo lineal en C1 a C4;

-n varía de 3 a 1000.

13. Poliaminoácidos según la reivindicación 11 ó 12, caracterizados porque el polialquilenglicol es un polietilenglicol.

14. Poliaminoácidos según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizados porque el porcentaje molar de injerto del polialquilenglicol varía de 1 a 30%.

15. Composición farmacéutica, cosmética, dietética o fitosanitaria que incluye al menos uno de los poliaminoácidos 20 según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.

16. Composición según la reivindicación 15, caracterizada porque comprende al menos un principio activo.

17. Composición según la reivindicación 16, caracterizada porque el principio activo es una proteína, una glicoproteína, un polisacárido, un lipopolisacárido, un oligonucleótido, un polinucleótido o un péptido.

18. Composición según la reivindicación 16, caracterizada porque el principio activo es una molécula no proteínica 25 orgánica hidrófoba, hidrófila o anfífila.

19. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, caracterizada porque se puede administrar por vía oral, parenteral, nasal, vaginal, ocular, subcutánea, intravenosa, intramuscular, intradérmica, intraperitoneal, intracerebral o bucal.

20. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, caracterizada porque está en forma de un 30 gel, de una emulsión, de una solución, de una suspensión, de micelas, de nanopartículas, de micropartículas, de un polvo o de una película.

21. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, caracterizada porque es una suspensión coloidal de nanopartículas y/o de micropartículas y/o de micelas de poliaminoácidos, en una fase acuosa.

22. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, caracterizada porque está en forma de 35 solución en un disolvente biocompatible y porque se puede inyectar en subcutáneo, intramuscular o en un tumor.

23. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 22, caracterizada porque es inyectable y porque es apta para formar una deposición sobre el sitio de inyección.

24. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 23, caracterizada porque está destinada para la preparación:

• de medicamentos, en particular para administración oral, nasal, vaginal, ocular, subcutánea, intravenosa, intramuscular, intradérmica, intraperitoneal o intracerebral, pudiendo los principios activos de estos medicamentos ser, en particular, proteínas, glicoproteínas, proteínas unidas a una o varias cadenas de polialquilenglicol {por ejemplo PoliEtilenGlicol (PEG) , se habla entonces de proteínas “PEGiladas”}, péptidos, polisacáridos, lipopolisacáridos, oligonucleótidos, polinucleótidos y moléculas no proteínicas orgánicas hidrófobas, hidrófilas o anfífilas;

• y/o de nutrimentos;

• y/o de productos cosméticos o fitosanitarios.

25. Procedimiento de preparación de un poliaminoácido tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque dicho poliaminoácido se obtiene por polimerización de anhídridos de N-carboxi-aminoácidos (NCA) , siendo el polímero así obtenido a continuación hidrolizado en condiciones apropiadas para obtener el polímero bajo su forma ácida, incluyendo dicho procedimiento a continuación el acoplamiento con un alfa-tocoferol.

26. Procedido según la reivindicación 25, caracterizado porque el acoplamiento con un alfa-tocoferol consiste en un acoplamiento del alfa-tocoferol con una función ácida de poliaminoácido, siendo dicho acoplamiento realizado por reacción, en un disolvente apropiado tal como la dimetilformamida (DMF) , la N-Metil pirrolidona (NMP) o el dimetilsulfóxido (DMSO) , poliaminoácido con la vitamina E en presencia de una carbodiimida como agente de acoplamiento.

27. Procedimiento de preparación de un poliaminoácido tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que incluye la síntesis de dicho poliaminoácido por polimerización de un derivado NCA del alfa-tocoferol, la cual consiste en:

1) sintetizar un derivado NCA del alfa-tocoferol-glutamato por acoplamiento de un alfa-tocoferol con una función ácida de un N-carboxianhidrído de glutamato,

2) copolimerizar dicho derivado NCA del alfa-tocoferol-glutamato con un NCA de bencil-glutamato,

3) realizar una reacción de hidrólisis selectiva de las funciones bencilo del copolímero, en una mezcla de ácido trifluoroacético y de ácido bromohídrico a temperatura ambiente.

28. Procedimiento según la reivindicación 25, caracterizado porque el acoplamiento con el alfa-tocoferol se realiza mediante un espaciador constituido de 1 a 4 aminoácidos, siendo dicho acoplamiento realizado en presencia de un agente de acoplamiento tal como un dialquil-carbodiimida y que consiste en:

1) reacciones sucesivas de la vitamina E con aminoácidos protegidos, los cuales se desprotegen a continuación para tener una función amina injertable sobre el polímero, o,

1’) reacción de la vitamina E con un oligopéptido,

2) un acoplamiento del alfa-tocoferol-espaciador que lleva una función amina, con la función ácido carboxílico de un polímero para formar un enlace amida.

29. procedimiento de preparación de una composición tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 24, caracterizado porque el principio activo se pone en contacto con dichos poliaminoácidos tales como se definen en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.

30. Procedimiento de preparación:

• de medicamentos, en particular para administración oral, nasal, vaginal, ocular, subcutánea, intravenosa, intramuscular, intradérmica, intraperitoneal o intracerebral, pudiendo los principios activos de estos medicamentos ser, en particular, proteínas, glicoproteínas, proteínas unidas a una o varias cadenas polialquilenglicol {por ejemplo PoliEtilenGlicol (PEG) , se habla entonces de proteínas “PEGiladas”}, péptidos, polisacáridos, lipopolisacáridos, oligonucleótidos, polinucleótidos y moléculas no proteínicas orgánicas hidrófobas, hidrófilas o anfífilas;

• y/o de nutrimentos;

• y/o de productos cosméticos o fitosanitarios;

caracterizado porque consiste esencialmente en emplear al menos un poliaminoácido según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 y/o la composición según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 24.