Derivados peptídicos y su uso como vectores de moléculas en forma de conjugados.

Péptido o seudopéptido que comprende una secuencia de aminoácidos naturales y/o no naturales,

caracterizado por que se une al receptor humano de las lipoproteínas de baja densidad (hLDLR) en la superficie de membranas celulares, y por que responde a la fórmula general (I) siguiente:

(Xaa)jZ(Xaa)j-M-P-R-(Xaa)kW(Xaa)l (I)

en donde Xaa representa un aminoácido natural o no y comprende un aminoácido de configuración D, un aminoácido no codificado o un aminoácido que contiene un enlace peptidomimético; Z y W representan dos aminoácidos idénticos o diferentes que permiten ciclar el péptido; i, j, k y l son números enteros, idénticos o diferentes, comprendidos entre 0 y 5; M indica metionina o uno de sus isósteros o uno de sus análogos, P indica prolina o uno de sus isósteros o uno de sus análogos, R indica arginina o uno de sus isósteros o uno de sus análogos.

Derivados peptídicos y su uso como vectores de moléculas en forma de conjugados La invención se refiere a derivados peptídicos (péptidos y seudopéptidos) y a su uso como vectores de moléculas de interés. La invención también se refiere a conjugados que contienen un derivado peptídico de la invención unido a una molécula de interés. Los péptidos y los conjugados profármacos de la invención se pueden utilizar para el transporte de moléculas de interés farmacéutico o de diagnóstico, tales como por ejemplo moléculas terapéuticas, agentes de formación de imágenes o de diagnóstico, o sondas moleculares, a través de las membranas celulares, y en particular para favorecer su transporte a través de la barrera hematoencefálica (BHE) .

Antecedentes de la invención Según IMS Health, el mercado mundial de medicamentos destinados al tratamiento de patologías del sistema nervioso central (SNC, el cerebro y la médula espinal) era de aproximadamente 70 mil millones de dólares en el año 2007, representando cerca de 9 mil millones de dólares de esta cantidad los productos derivados de las tecnologías de drug deliver y (Jain, 2008, Jain PharmaBiotech Report, Drug Deliver y in CNS disorders) . Por lo tanto, hasta la fecha el SNC forma parte de una de las 3 áreas terapéuticas más importantes, junto con la cardiovascular y la oncología. Aunque el número de personas que padecen trastornos y patologías del SNC en todo el mundo es mayor que el de personas con enfermedades cardiovasculares o cáncer, la neurología sigue siendo un mercado poco explotado. Esto se explica por el hecho de que el 98% de los fármacos potenciales para el tratamiento de patologías del SNC no atraviesan la barrera hematoencefálica o BHE (Pardridge, 2003, Mol. Interv., 3, 90-105) .

De hecho, el cerebro está protegido contra sustancias potencialmente tóxicas por la presencia de dos sistemas principales de barreras fisiológicas: la BHE y la barrera sangre-líquido cefalorraquídeo (BS-LCR) . La BHE se considera la principal vía para la captación de ligandos plasmáticos. Su superficie es aproximadamente 5000 veces mayor que la de la BS-LRC. La longitud total de los vasos sanguíneos que constituyen la BHE es de aproximadamente 600 km. Cada cm3 de la corteza cerebral contiene el equivalente a 1 km de vasos sanguíneos. La superficie total de la BHE se estima en 20 m2 (De Boer et al., 2007, Clin. Pharmacokinet., 46 (7) , 553-576) . Por lo tanto, el endotelio cerebral, que forma la BHE representa un obstáculo importante para el uso de fármacos potenciales contra muchos trastornos del SNC, pero también una superficie importante de intercambio potencial entre la sangre y el tejido nervioso.

Generalmente, solo algunas pequeñas moléculas lipófilas de aproximadamente 450 a 600 Dalton pueden pasar a través de la BHE (solo el 2% de los fármacos candidatos) , es decir, pasar desde la sangre hasta el cerebro. El peso molecular y el tamaño de muchos fármacos candidatos que muestran resultados prometedores en estudios con animales para el tratamiento de trastornos del SNC, son considerablemente más elevados. Por ello, la mayoría de las moléculas tales como los péptidos o proteínas terapéuticas generalmente se excluyen del paso/transporte desde la sangre al cerebro, debido a la baja permeabilidad de las células endoteliales de los capilares cerebrales (brain capillar y endothelial cells o BCECs) para estos fármacos candidatos. Las BCECs organizadas en vasos están rodeadas por una lámina basal, pies de los astrocitos, pericitos y células de microglía y neuronales. La estrecha asociación de las células endoteliales con los pies de los astrocitos es responsable de desarrollar y mantener las propiedades de impermeabilidad de la BHE en la mayoría de las moléculas, lo que garantiza un control estricto y eficaz de los intercambios moleculares entre la sangre y el cerebro con el fin de mantener la homeostasis cerebral. Las BCECs están estrechamente unidas a través de uniones estrechas, en comparación con otras células endoteliales de otros órganos, que son fenestradas. Estas uniones estrechas impiden de este modo cualquier transporte paracelular a través de la BHE.

La BHE se considera como el mayor obstáculo a superar en el desarrollo de nuevas terapias para tratar las patologías cerebrales, en particular para el uso de moléculas capaces de tratar trastornos del SNC (Neuwelt et al., 2008, Lancet Neurol., 7, 84-96) .

Una de las razones que pueden explicar por qué no está disponible actualmente ningún tratamiento eficaz para las principales patologías cerebrales (cáncer cerebral, enfermedad de Parkinson y de Alzheimer, accidente cerebrovascular (ACV) , etc.) es que las personas que desarrollan los fármacos candidatos destinados al tratamiento de patologías cerebrales, llevan a cabo programas de investigación internos (brain drug-discover y programs) invirtiendo pocos esfuerzos en la problemática de atravesar la BHE y en el direccionamiento preferencial del sistema nervioso central, y particularmente del cerebro (brain drug-targeting programs) (Pardridge, 2003, Mol. Interv., 3, 90105) . De hecho, un fármaco candidato debe cumplir ciertas normas estructurales, físicoquímicas, farmacoquímicas y farmacológicas para tener todas las posibilidades de convertirse en un fármaco para tratar una patología o un trastorno del SNC (Pajouhesh et al., 2005, NeuroRx, 2 (4) , 541-553) . En el desarrollo de un fármaco candidato, la selectividad y la especificidad (perfil farmacológico) de una molécula hacia su diana son esenciales para su actividad terapéutica (eficacia) . La biodisponibilidad y la toxicidad potencial (perfil farmacéutico) de una molécula son cruciales para su futuro como fármaco. En otras palabras, cualquier molécula capaz de convertirse en un fármaco con el fin de tratar una patología o un trastorno del SNC, por un lado tiene que pasar a través de la BHE, por otra parte, conservar su actividad biológica, y presentar buenas propiedades farmacocinéticas (PK) , de adsorción, de metabolismo, de distribución y de excreción (ADME) y farmacodinámicas (PD) , con baja toxicidad (Tox) . Por ello,

para los químicos médicos en esta área terapéutica del SNC es particularmente difícil de lograr el equilibrio hidrófilo/lipófilo de la molécula en desarrollo.

Por tanto, el principal problema del tratamiento de trastornos y patologías del SNC radica en el hecho de que las moléculas administradas no pasan la BHE y por ello no pueden llegar a su (s) diana (s) en el SNC. Las células endoteliales de los vasos sanguíneos y los capilares del CNS que constituyen la BHE son un obstáculo para las moléculas que no pueden pasar desde la sangre al tejido nervioso. De hecho, estas células endoteliales y los pies de los astrocitos que las rodean constituyen una barrera física ligada en particular a la existencia de uniones muy estrechas entre las células endoteliales que limitan/impiden cualquier paso/transporte por la vía paracelular, y también una barrera fisiológica, ya que estas células tienen sistemas de salida eficaces que restringen cualquier paso/transporte por la vía transcelular. Por tanto, estas propiedades limitan gravemente el paso de sustancias desde el plasma sanguíneo hacia el espacio extracelular cerebral.

De hecho, algunas moléculas que son capaces de atravesar la BHE, son expulsadas activamente desde el cerebro al sistema sanguíneo por proteínas de transporte multidrug resistant (MDR) . Estos sistemas de salida por medio de transporte activo (active efflux transport, AET) generalmente controlan el flujo de salida activo de pequeñas moléculas desde el cerebro hasta el sistema sanguíneo. El modelo de sistema AET a nivel de BHE es la ATP Binding Cassette (ABC) , a saber, la glicoproteína P (P-glicoproteína, P-gp) ; sin embargo, otros sistemas de AET están presentes a nivel de la BHE, tal como la MDR-associated protein 1 (MRP1) . La P-gp, que se localiza principalmente en la superficie luminal de las células endoteliales de los capilares cerebrales, es un elemento esencial en la función de barrera fisiológica de la BHE, evitando la entrada en el cerebro de la mayoría de los compuestos xenobióticos, y también de fármacos candidatos y otras moléculas de interés terapéutico que pueden ser activas en el SNC.

Una de las prioridades de la investigación para el descubrimiento de moléculas destinadas a tratar, diagnosticar o generar imágenes de trastornos o patologías cerebrales, es por ello encontrar medios que permitan aumentar la eficacia del paso de los principios activos a través de la BHE.

En este sentido, las estrategias para el transporte de moléculas a través de la BHE, estudiadas y utilizadas actualmente por las personas que desarrollan fármacos candidatos, con... [Seguir leyendo]

1. Péptido o seudopéptido que comprende una secuencia de aminoácidos naturales y/o no naturales, caracterizado por que se une al receptor humano de las lipoproteínas de baja densidad (hLDLR) en la superficie de membranas celulares, y por que responde a la fórmula general (I) siguiente:

(Xaa) jZ (Xaa) j-M-P-R- (Xaa) kW (Xaa) l (I)

en donde Xaa representa un aminoácido natural o no y comprende un aminoácido de configuración D, un aminoácido no codificado o un aminoácido que contiene un enlace peptidomimético; Z y W representan dos aminoácidos idénticos o diferentes que permiten ciclar el péptido; i, j, k y l son números enteros, idénticos o diferentes, comprendidos entre 0 y 5; M indica metionina o uno de sus isósteros o uno de sus análogos, P indica prolina o uno de sus isósteros o uno de sus análogos, R indica arginina o uno de sus isósteros o uno de sus análogos.

2. Péptido o seudopéptido según la reivindicación 1, caracterizado por que i es un número entero seleccionado entre 0, 1, 3 o 4; j es un número entero seleccionado entre 0, 3 o 4; k es un número entero seleccionado entre 0, 1 o 3; y/o 1 es un número entero seleccionado entre 0, 1 o 3.

3. Péptido o seudopéptido según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que los aminoácidos que permiten la ciclación del péptido se seleccionan entre cisteína (Cys) , ácido 3-mercaptopropanoico (Mpa) , penicilamina (Pen) , deshidroalanina, alilglicina (allylGly) , ácido glutámico, ácido aspártico o lisina, preferiblemente Z y W representan una cisteína.

4. Péptido o seudopéptido, caracterizado por que se une al receptor humano de las lipoproteínas de baja densidad (hLDLR) en la superficie de membranas celulares y por que se selecciona entre los péptidos de secuencia SEQ ID NOs: 1 a 65.

5. Péptido o seudopéptido según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que tiene una configuración cíclica.

6. Péptido o seudopéptido lineal o cíclico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende al menos un enlace peptidomimético, seleccionado preferiblemente entre la intercalación de un grupo metileno (-CH2-) o fosfato (-PO2-) , amina secundaria (-NH-) u oxigeno (-O-) , alfaazapéptidos, alfa-alquilpétidos, N-alquilpéptidos, fosfonamidatos, depsipéptidos, hidroximetilenos, hidroxietilenos, dihidroxietilenos, hidroxietilaminas, retro-inverso, metilenoxi, cetometileno, ésteres, fosfinatos, fosfínicos, fosfonamidas, análogos carba.

7. Péptido o seudopéptido según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la función N-terminal (N-term) y/o C-terminal (C-term) , se protege respectivamente mediante acilación o mediante amidación o esterificación.

8. Uso de un péptido o seudopéptido lineal o cíclico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, para la preparación de una composición farmacéutica o de diagnóstico para transportar un principio activo o de interés en diagnóstico, formación de imágenes o terapia, o para aumentar la actividad biológica o disminuir la toxicidad de un principio activo o de interés al que está acoplado.

9. Compuesto conjugado de fórmula (II) siguiente:

VxDy (II)

en la que V representa un péptido o seudopéptido lineal o cíclico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, D representa un principio activo o de interés, y x e y son números enteros comprendidos entre 1 y 5.

10. Compuesto conjugado de fórmula (III) siguiente:

VxLzDy (III)

en la que V representa un péptido o seudopéptido lineal o cíclico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, L representa un brazo espaciador, D representa un principio activo o de interés, x e y son números enteros comprendidos entre 1 y 5, y z es un número entero comprendido entre 1 y 10.

11. Compuesto conjugado según la reivindicación 10, caracterizado por que x=z=y= 1 o x=z>y o z>x>y.

12. Compuesto conjugado según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que está representado por los péptidos de secuencia SEQ ID NO: 66 a SEQ ID NO: 72.

13. Compuesto conjugado según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado por que el principio activo o de interés es una molécula de interés terapéutico, un agente de diagnóstico o de diagnóstico por imágenes, o una

sonda molecular, seleccionada preferiblemente entre una pequeña molécula química, un péptido o polipéptido, una proteína, un antígeno, un anticuerpo o una parte de anticuerpo, un ácido nucleico o un oligonucleótido, una ribozima, un marcador o un trazador.

14. Compuesto conjugado según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado por que el acoplamiento entre V y D o entre V y L por un lado, y entre L y D por otro lado, se realiza por uno o varios enlaces covalentes, hidrófobos o iónicos, escindibles o no en medio fisiológico o en el interior de las células.

15. Compuesto conjugado según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado por que D está acoplado a V, opcionalmente a través de L, a nivel de un extremo o los extremos N-term y/o C-term de V y/o a nivel de uno o varios grupos reactivos transportados por las cadenas laterales de aminoácidos naturales o no, constitutivos de V.

16. Procedimiento para la preparación de un compuesto conjugado según una de las reivindicaciones 9 a 15, caracterizado por que comprende una etapa de acoplamiento entre un péptido o seudopéptido V y una sustancia D, opcionalmente a través de L, preferiblemente por vía química, bioquímica, enzimática o por ingeniería genética.

17. Composición farmacéutica caracterizada por que comprende al menos un compuesto conjugado según una 15 de las reivindicaciones 9 a 15 y uno o varios excipientes farmacéuticamente aceptables.

18. Composición de diagnóstico caracterizada por que comprende un agente de diagnóstico o de diagnóstico por imágenes constituido por un compuesto conjugado según una de las reivindicaciones 9 a 15.