Sistema de nanotransporte con arquitectura dendrítica.

Sistema de nanotransporte con arquitectura dendrítica (arborescente),

en el que el sistema está compuesto de un núcleo dendrítico y al menos dos cubiertas, caracterizado porque el sistema es unimolecular, en el que una cubierta interna está unida mediante un ligador 1 con el núcleo dendrítico y una cubierta externa está unida mediante un ligador 2 con la cubierta interna.

Sistema de nanotransporte con arquitectura dendritica La invencion se refiere a un sistema de nanotransporte con arquitectura dendritica (arborescente) , asi como a su procedimiento de fabricacion y a su uso.

Dicho sistema puede usarse para el transporte de colorantes, de sustancias marcadoras y sobre todo de los mas diversos principios activos. Pues aunque continuamente se desarrollan y ensayan nuevos principios activos farmaceuticos para el tratamiento de distintas enfermedades, las terapias son solo limitadamente satisfactorias. Una razon para ello se basa en la a menudo mala biodisponibilidad y los efectos secundarios en ocasiones muy graves, que precisamente en el tratamiento sistemico de enfermedades cancerosas no se subestiman.

Una solucion o mejora de este estado insatisfactorio es la denominada vectorizacion de farmacos. Se entiende por vectorizacion de farmacos en general el transporte selectivo de productos terapeuticos y/o de diagnostico, designados ademas predominantemente como farmacos, a un tejido, organo, etc. diana para terapia o determinacion del diagnostico en cuerpos humanos o animales.

Con la ayuda de sistemas de transporte, se llevan los farmacos orientadamente al lugar de empleo, de modo que posibilitan una reduccion de la dosificacion asi como una disminucion drastica de los efectos secundarios indeseados. En este sentido, el sistema de transporte debe proteger al principio activo incluido del entorno corporal en el trayecto desde el lugar de aplicacion hasta el lugar diana, y solo en el lugar diana mismo, o sea en el organo enfermo o celulas enfermas, liberar el principio activo. Por ello, los farmacos se suministran predominantemente al tejido diana enfermo y se evita en gran medida el perjuicio del resto del organismo.

Son conocidos en el estado de la tecnica distintos sistemas de transporte como, por ejemplo, liposomas, micelas polimericas, conjugados polimericos o arquitecturas de nucleo-cubierta dendriticas sencillas.

Los sistemas de transporte liposomicos consisten en la mayoria de casos en una bicapa unica de membranas fosfolipidicas que son capaces de captar eficazmente principios activos en su interior y por ello enriquecer una alta concentracion de principio activo en tejidos tumorales. Son por tanto interesantes, ya que los medicamentos hidrofilos pueden incorporarse al volumen interno acuoso y los medicamentos hidrofobos a las capas lipidicas. Es ademas ventajosa la funcion protectora de los principios activos encapsulados con respecto a la degradacion enzimatica durante el transporte en el cuerpo.

Por ello, particularmente la terapia tumoral es mas eficaz, con efectos secundarios sistemicos simultaneamente disminuidos. La eficacia de los liposomas se basa por un lado en la alta vida media en la circulacion sanguinea y por ello una farmacocinetica modificada, y por otro lado en acumular preferiblemente los principios activos en tumores y no en tejidos normales. Esta propiedad se describe en la bibliografia como "efecto de permeabilidad y retencion potenciadas" (EPR) y se basa en que, por el crecimiento rapido e incontrolado de los tumores, su microvascularizacion es incompleta, es decir porosa, y el sistema linfatico esta establecido solo muy limitadamente. Los liposomas pueden abandonar la circulacion sanguinea preferiblemente en zonas tumorales por las fenestraciones de celulas endoteliales y acumularse en sus intersticios. En este punto, escapan con el tiempo moleculas de principio activo de los liposomas o pueden llegar en forma de liposomas intactos a las celulas tumorales para ser eficaces.

Estas ventajas se contraponen sin embargo a muchas desventajas, pues los fosfolipidos liposomicos se exponen a los mismos mecanismos de degradacion que los lipidos de membrana celular endogenos. Los sistemas de transporte liposomicos son solo limitadamente sostenibles. Particularmente por las fuerzas de cizalladura que aparecen por la aplicacion intravenosa de los principios activos, se destruyen facilmente.

Es tambien deseable la insercion activa de los principios activos en la membrana celular, puesto muchos principios activos no pueden difundirse pasivamente por la membrana celular.

Con la ayuda del acoplamiento de anticuerpos especificos de receptor o sus fragmentos con la superficie de liposomas, debe conseguirse esto. Estos denominados inmunoliposomas reconocen antigenos especificos en la superficie de celulas tumorales y los captan despues de la union mediante endocitosis activa de las celulas tumorales. Los productos quimioterapeuticos administrados se transportan por ello directamente, e idealmente de forma exclusiva, a celulas tumorales. La eficacia terapeutica se optimiza asi y se disminuye la toxicidad sistemica como consecuencia de una captacion inespecifica en otros tejidos.

Desgraciadamente, parece que este proceso no siempre funciona. Probablemente, el sistema inmunitario reconoce al anticuerpo como cuerpo extrafo e intercepta el sistema de transporte complejo junto con el medicamento antes de alcanzar la diana o de poder iniciar el efecto.

Las micelas polimericas son agregados fisicos de macromoleculas ambifilas que pueden formarse espontaneamente en agua mediante autoorganizacion. La mayoria de veces el bloque interno es apolar o ionico y el bloque externo, que protege al nucleo mediante estabilizacion esterica, es polar. Se usan frecuentemente para solubilizar principios activos apolares con solubilidad limitada en agua o para el transporte de oligonucleotidos.

Debido a sus fuerzas de interaccion solo fisicas, pueden sin embargo destruirse por fuerzas de cizalladura u otras influencias externas como alta temperatura o alta presion. Este es el caso, por ejemplo, frecuentemente durante la esterilizacion. Tambien las micelas polimericas son poco adecuadas para la liberacion activa de moleculas encapsuladas que se disuelvan por sefales externas como un cambio de pH.

Los sistemas de nanotransporte con arquitectura de nucleo-cubierta dendritica sencilla posibilitan igualmente el transporte selectivo de principios activos. A diferencia de los agregados fisicos de moleculas ambifilas, pueden obtenerse mediante modificacion covalente de macromoleculas dendriticas con las correspondientes cubiertas de estructuras de tipo micela estables que son adecuadas para la encapsulacion no covalente de medicamentos. Estas no presentan sin embargo una buena proteccion de los farmacos encapsulados y a causa de los requisitos de polaridad restringidos no se pueden emplear universalmente.

En los conjugados polimericos, los farmacos estan unidos covalentemente por ligadores escindibles por el pH o enzimaticamente. Pueden penetrar en los tejidos tumorales mediante los vasos sanguineos que abastecen el tumor (celulas endoteliales) y destruirlo. Es desventajoso a este respecto igualmente el efecto de cizalladura causado por la forma de aplicacion. Ademas, la sintesis multietapa costosa supone un factor de coste elevado.

Son entonces desventajas de los sistemas de transporte conocidos los problemas de solubilidad o inestabilidad en la corriente sanguinea, la sensibilidad a la oxidacion, la sensibilidad a la hidrolisis y la sensibilidad enzimatica. Particularmente por el efecto de cizalladura en la aplicacion intravenosa de los principios activos, pueden destruirse estos. Los sistemas de transporte conocidos no son siempre esterilizables. Muchos de estos sistemas de transporte no son almacenables largo tiempo.

Otra desventaja es la aprobacion necesaria para cada nueva combinacion de principio activo y sistema de transporte. Los procedimientos de autorizacion de medicamentos duran mucho tiempo como es bien sabido y son ademas muy costosos.

Es por tanto objetivo de la invencion preparar un sistema de transporte con el que puedan evitarse las desventajas anteriormente citadas.

Como solucion, la invencion propone un sistema de nanotransporte del tipo citado al inicio, que consiste al menos en un nucleo dendritico y al menos dos cubiertas, segun la reivindicacion 1.

Los polimeros arborescentes de alta ramificacion, denominados dendrimeros, son conocidos desde hace mucho tiempo. Las investigaciones referentes a arquitecturas de nucleo-cubierta se limitan hasta ahora sin embargo a sistemas de una cubierta (por ejemplo, R. Haag et al., Angew. Chem. 116, 2004, S. 280-284, o 114, 2002, S. 44264431, asi como los documentos WO 02/077037 A2, WO 03/037383 A1 y US 2002/0187199 A1) .

El documento EP 1.382.385 A describe un sistema de nanotransporte en el que una molecula nuclear dendritica esta dotada de una pluralidad de grupos funcionales que reaccionan mediante ligadores con otros compuestos multifuncionalizados.

Se usan aqui como sinonimos sistema de nanotransporte, nanotransportador, nanotransportador de cubiertas multiples, nanoportador... [Seguir leyendo]

1. Sistema de nanotransporte con arquitectura dendritica (arborescente) , en el que el sistema estAº compuestoº de un nucleo dendritico y al menos dos cubiertas, caracterizado porque el sistema es unimolecular, en el que una cubierta interna esta unida mediante un ligador 1 con el nucleo dendritico y una cubierta externa esta unida mediante un ligador 2 con la cubierta interna.

2. Sistema de nanotransporte segun la reivindicacion 1, caracterizadoº porque las cubiertas presentan distintas polaridades.

3. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizadoº porque el sistema presenta cubiertas polares y apolares.

4. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones 1 a 3 precedentes, caracterizado porque el sistema presenta una cubierta interna apolar y una cubierta externa polar.

5. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones 1 a 3 precedentes, caracterizado porque el sistema presenta una cubierta interna polar y una cubierta externa apolar.

6. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones 1 o 2 precedentes, caracterizadoº porque las cubiertas interna y externa son polares.

7. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones 1 o 2 precedentes, caracterizadoº porque las cubiertas interna y externa son apolares.

8. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizadoº porque el sistema presenta un nucleo dendritico, en el que este estAº compuestoºde polimeros dendriticos.

9. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el nucleo dendritico esta compuesto de poliglicerina, poliamida, poliamina, polieter o poliester.

10. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el nucleo dendritico esta polarizado segun su modificacion.

11. Sistema de nanotransporte segun la reivindicacion 1, caracterizadoº porque la cubierta interna consiste en cadenas alquilo de cadena larga o ciclica, preferiblemente con una longitud de carbonos de C2-C40, con especial preferencia C12-C40, anillos aromaticos o esteroides.

12. Sistema de nanotransporte segun la reivindicacion 1, caracterizadoº porque la cubierta externa consiste en polietilenglicol de formula estructural (-CH2CH2O-) n con n= 3-150, poliglicerina lineal o ramificada (C3H5OH) n con n= 2-150, dendronas de poliglicerina [G1-G6], polieteres, sacaridos o poliesteres.

13. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizadoº porque la cubierta externa es biocompatible.

14. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizadoº porque el ligador 1 es escindible enzimaticamente, labil a acido, fotolabil o termolabil.

15. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizadoº porque el ligador 1 estAº compuesto de grupos ester, amida, acetal, imina, disulfuro o hidrazona.

16. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizadoº porque el ligador 2 es escindible enzimaticamente, labil a acido, fotolabil o termolabil.

17. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizadoº porque el ligador 2 estAº compuesto de grupos ester, amida, acetal, disulfuro o eter.

18. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizadoº porque la cubierta externa esta terminada en grupos funcionales.

19. Sistema de nanotransporte segun la reivindicacion 18, caracterizado porque los grupos funcionales terminales son preferiblemente grupos hidroxilo o alcoxilo, con especial preferencia aminas, amidas o tioles.

20. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizadoº porque los grupos funcionales terminales presentan una funcion directora.

21. Sistema de nanotransporte segun la reivindicacion 20, caracterizado porque los grupos terminales directores son preferiblemente peptidos, anticuerpos, oligosacaridos, acidos nucleicos o nucleotidos.

22. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizadoº porque el sistema capta sustancias polares y/o apolares.

23. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizadoº porque el sistema agrega.

24. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizadoº porque el sistema es de 3-50 nm, preferiblemente de 3-25 nm, de tamafo.

25. Sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el nucleo dendritico es de 3-15 nm de tamafo.

26. Sistema de nanotransporte segun la reivindicacion 25, caracterizadoº porque el sistema es mayor de 15 nm.

27. Procedimiento para la fabricacion de sistemas de nanotransporte con arquitectura dendritica segun una de las reivindicaciones 1 a 26, caracterizadoº porque la construccion modular de las cubiertas se realiza de fuera hacia dentro.

28. Uso del sistema de nanotransporte para el transporte de principios activos farmaceuticos, particularmente productos quimioterapeuticos, citostaticos, anticuerpos, peptidos y acidos nucleicos.

29. Uso del sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones 1-26 para la fabricacion de un agente para el transporte de sustancias quimicas, particularmente de colorantes o sustancias marcadoras.

30. Uso del sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones 1 a 26 para la fabricacion de un agente para la liberacion orientada de principios activos farmaceuticos, particularmente en terapia del cancer.

31. Uso del sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones 1 a 26 para la fabricacion de un agente para terapia genica, diagnostico y analisis.

32. Uso del sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones 1 a 26 para la fabricacion de un agente para transportar ARºip u otros derivados de acido nucleico.

33. Uso del sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones 1 a 26 para la fabricacion de un agente para el transporte de principios activos o moleculas marcados radiactivamente.

34. Uso del sistema de nanotransporte segun una de las reivindicaciones 1 a 26 para la fabricacion de un agente para aplicacion en personas y animales, particularmente mediante aplicacion intravenosa.

35. Uso del sistema de nanotransporte en el diagnostico fuera del cuerpo humano o animal.

ºiººººNºc eoºde drºticoº ºiºadorºº Cuºiertaºº ºiºadorººº Cuºiertaºº rupoº u cio a Poliglicerina ºster Grupos alquilo (C2-ºster PolietilenglicolGrupo hidroxilo C40) (-CH2CH2O) n= 4-150 Poliamida Amida Anillos aromaticos Amida Poliglicerina dendritica Grupo alcoxilo Poliamina Acetal Esteroide ºter Dendrona de glicerina [G1-Amina G6] Polieter Imina Polieter Acetal Polieter Amida Poliesteres Hidrazona Disulfuro Sacarido Grupos vectorizadores (por ejemplo,

oligosacaridos, peptidos, anticuerpos) Polimeros genericos altamenteDisulfuro ramificados