Inhibidores de la geranilgeranil pirofosfato sintasa.

Un compuesto bisfosfonato de fórmula I: **Fórmula**

en la que:

R1 es un (C5-C20)alquilo insaturado de fórmula,

en la que n es 0 o 1; cada enlace designado por ----- está presente, el cual está opcionalmente sustituido con uno o más halo, trifluorometilo, -ORa, - P(≥O)(ORa)2 o -NRbRc;

R2 es una cadena (C5-C20)alquilo insaturada de fórmula,

en la que n es 0, 1, 2 o 3; y cada enlace designado por ----- está presente, el cual está opcionalmente sustituido con uno o más halo, trifluorometilo, -ORa, - P(≥O)(ORa)2 o -NRbRc;

cada R3, R4, R5 y R6 es independientemente OH o (C1-C6)alcoxi;

cada Ra es independientemente H, (C1-C6)alquilo o arilo; y

cada Rb y Rc es independientemente H, (C1-C6)alquilo o arilo; o Rb y Rc junto con el nitrógeno al cual están unidos forman un anillo pirrolidino, piperidino, morfolino o tiomorfolino;

en donde cualquier arilo está opcionalmente sustituido con uno o más (C1-C6)alquilo, (C1-C6)alcoxi, (C1-C6)alcanoilo, (C1-C6)alcanoiloxi, (C1-C6)alcoxicarbonilo, halo, ciano, nitro, carboxi, trifluorometilo, trifluorometoxi, NRdRe o S(O)2NRdRe, donde cada Rd y Re es independientemente H o (C1-C6)alquilo;

donde asimétrico significa que R1 no es igual a R2 y arilo indica un radical fenilo o un radical carbocíclico bicíclico fusionado en la posición orto, que tiene de nueve a diez átomos en el anillo, en donde al menos un anillo es aromático;

o una de sus sales farmacéuticamente aceptables;

o uno de sus profármacos en el que uno o más de R3, R4, R5 y R6 es pivaloiloximetiloxi, s-acil-2-tioetiloxi o un aminoácido.

Inhibidores de la geranilgeranil pirofosfato sintasa Antecedentes El pirofosfato de farnesilo (FPP) y el pirofosfato de geranilgeranilo (GGPP) son puntos de ramificación intermedios en la ruta biosintética de los isoprenoides. Esos isoprenoides se sintetizan a través de una serie de condensaciones secuenciales de unidades de cinco carbonos catalizadas por las enzimas FPP sintasa y GGPP sintasa, respectivamente. El FPP se encuentra en el punto de ramificación entre la síntesis de esterol y de una cadena más larga no esteroL El GGPP es un precursor de la síntesis de ubiquinona y en las plantas, sirve como precursor de los carotenoides, los diterpenos y las clorofilas. FPP y GGPP también sirven como dadores de isopreno en la isoprenilación de proteínas catalizada por las enzimas famesil proteina transferasa (FPTasa) y geranilgeranil proteína transferasa (GGPTasa) I y II (véase Reiss, Y., et al., Cell. 1990, 62, 81-88; Moomaw, J. F. YCasey, P. J., J BioL Chem, 1992, 267, 17438-17443; Yokoyama, K. y Gelb, M. H., J. BioL Chem, 1993, 268, 4055-4060; Y Armstrong, S. A., et al., J. Biol. Chem., 1993, 268, 2221-12229) . La isoprenilación de proteínas, en particular GTPasas pequeñas, sirve para asegurar la localización y función intracelular adecuadas.

Si bien se ha demostrado que la expresión de la FPP sintasa es regulada por la disponibilidad de esterol (Spear, D. H., et al., J. Biol. Chem, 1992, 267, 14462-14469) , la GGPP sintasa parece ser regulada de manera independiente del esterol. El gen que codifica la GGPP sintasa humana ha sido clonado y el ARNm de la GGPP sintasa se expresa ubicuamente, encontrándose los niveles más altos en el testículo (Ericsson, J., et al., J. Lipid Res, 1998, 39, 17311739) . En células de tiroides de rata, la expresión de la GGPP sintasa aumenta, coincidente con la proliferación celular, luego de la estimulación de las células con tirotropina e insulina (Fuse, M., et al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 2004, 315, 1147-1153) . Además, la GGPP sintasa se clonó primero en ratones como resultado de su identificación como uno de los genes aumentados en ratones oblob, un modelo de obesidad y resistencia a la insulina (Vicent, D., et al., Mol. Cellular Biol, 2000, 20, 2158-2166) . Por lo tanto las alteraciones en los niveles de GGPP parecen importantes tanto en procesos fisiológicos como fisiopatológicos y un método para manipular experimentalmente los niveles intracelulares de GGPP proporcionaría una mayor comprensión de estos procesos Se ha demostrado que los bisfosfonatos nitrogenados, que incluyen alendronato, pamidronato y ácido zoledrónico inhiben la FPP sintasa (van Beek, E. , el al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 1999, 264, 108-111, Keller, R. K. Y Fliesler, Biochem. Biophys. Res. Commun., 1999, 266, 560-563; YBergstrom, J. D., Bostedor, R. G., et al., Arch. Biochem. Biophys., 2000, 373, 231 -241) . Esta clase de fármacos se utiliza para inhibir la resorción ósea en varias enfermedades, como la osteoporosis, las osteopatías asociadas a tumores y la enfermedad de Pagel. Los aminobisfosfonatos al reducir al mínimo el contenido de FPP y GGPP en las células, evitan la famesilación y la geranilgeranilación de las GTPasas pequeñas (Luckman, S. P., Hughes, D. E., et al., J. Bone Miner. Res., 1998, 13, 581-589; Reszka, A. A., Halasy-Nagy, et al., J. BioL Chem., 1999, 274, 34967-34973; YBenford, H. L., Frith, J. C., et al., Mol. PharmacoL, 1999, 56, 131-140) . Parece que la reducción al mínimo de GGPP, con la consiguiente prevención de la geranilgeranilación es el mecanismo fundamental subyacente a los efectos de los aminobisfosfonatos. Específicamente, se ha sugerido que la pérdida de actividad de las proteínas geranilgeraniladas, como cdc42, Rac y Rho en los osteoclastos, está directamente relacionada con los efectos antirresortivos puesto que la restauración de la geranilgeranilación bloquea los efectos de los aminobisfosfonatos sobre los osteoclastos (Reszka, A. A., Halasy-Nagy, et al., J. BioL Chem., 1999, 274, 34967-34973; Fisher, J. E., Rogers, M. J., et al., Proc. Na!. Acad. Sci. U. S. A., 1999, 96, 133-138; Y van beek, E., Lowik, et al., J. Bone Miner Res., 1999, 14, 722-729) . Los bisfosfonatos pueden tener usos terapéuticos adicionales puesto que se demostró recientemente que el alendronato inhibe la invasión de las células tanto de cáncer de próstata como de mama (Virtanen, S. S., Vaananen, H. K., et al., Cancer Res., 2002, 62, 2708-2714) . Por último, también se ha demostrado que varios bisfosfonatos nitrogenados inhiben el crecimiento de parásitos, como Tr y panosoma brucei, Leishmania donovani y Plasmodium falciparum (Martin, M. B., Grimley, J. S., et al., J Med. Chem., 2001, 44, 909-916) .

No se dispone en la actualidad de inhibidores de la GGPP sintasa para uso clínico. Ha habido varios informes de compuestos tanto sintéticos como naturales que inhiben la GGPP sintasa (Sagami, H., Korenaga, T., et al., Arch Biochem. Biophys., 1992, 297, 314-320; Szabo, C. M., Matsumura, Y., et al., J. Med. Chem., 2002, 45, 2185-2196; Y Zenitani, S., Tashiro, S., et al., J. AIltibiol. (Tokio) ., 2003, 56, 617-621) . La potencia y la selectividad de estos compuestos por la GGPP sintasa frente a la FPP sintasa varía significativamente. Dados los resultados que hemos comentado antes, hay un interés considerable en el desarrollo de inhibidores específicos de la GGPP sintasa Se puede predecir que los inhibidores selectivos de la GGPP sintasa se podrían utilizar para las mismas aplicaciones terapéuticas que los inhibidores de la FPP sintasa como nuevos antineoplásicos, con la ventaja anadida de que afectan más específicamente a los objetivos esenciales de una etapa posterior. Es decir, mientras que los niveles de GGPP se agotarían, la síntesis de FPP no sería afectada, por lo tanto, se preservarían las rutas que utilizan FPP (por ejemplo, síntesis de esterol, síntesis de dolicol) .

Los inhibidores de la GGPP sintasa también servirían como herramientas importantes que se podrían utilizar en estudios que aborden la importancia del tamaño de la reserva de intermedio del isoprenoide, el flujo a través d e la via biosintética del isoprenoide, la jerarquía entre las proteínas geranilgeraniladas y las propiedades reguladoras de 5 los pirofosfatos de isoprellOide endógenos. Específicamente, si bien se ha demostrado que tanto FPP como GGPP regulan la expresión de varias GTPasas pequeñas (Holstein, S. A., Wohlford-Lenane, C. L et al., J. BioL Chem., 2002, 277, 10678·10682; Holstein, S. A., Wohlford -Lenane, C. L Y Hohl, Biochemistr y , 2002, 41, 13698-13704; Y Holstein, S. A., Wohlford-Lenane, C. L, el al., Biochemistr y , 2003, 42, 4384-4391) , la contribución relativa de las dos especies de isoprenoides todavía tiene que ser completamente determinada. Por lo tanto la disponibilidad de inhibidores de la GGPP sintasa ofrecería nuevos enfoques experimentales y mejores estrategias terapéuticas En Tetrahedroo, vol. 51 , pp. 2099-2108, 1995, se da a cooocer la síntesis de análogos de ácido pirofosfónico del pirofosfato de famesilo. Un compuesto que se muestra en esta publicación es

o Il:: 0H

'OH

l-.;

v , ... ...OH

~

. 2 ~""OH

Mineral and Electrolyte Melabolism 5:296-303 (1981) se refiere al efecto de varios polifosfonatos en la calcificación ectópica y la resorción ósea en ratas. Uno de los compuestos probados es ácido heptadecano-9, 9-difosfónico.

Biochemical Pharmacology vol. 57, pp. 365~373, 1999, se refiere a la inhibición por análogos del pirofosfato de farnesilo de la proliferaciÓll de células de músculo liso humano en cultivo. Los compuestos dados a conocer soo inhibidores in vitro de la proteínaJamesiltransferasa.

U.S. 4, 774, 262 se refiere a la aplicaciÓfl de derivados difosfónicos como grupos activos en una resina de 25 intercambio iónico insoluble en agua En resumen existe actualmente la necesidad de inhibidores de la GGPP sintasa. Dichos compuestos serían útiles como herramientas químicas para determinar la importancia de GGPP en varios procesos celulares. Además, se puede prever que serán útiles 1) como agentes antiproliferatívos para el tratamíento del cáncer (basándose en los inhibidores de la FPTasa) , 2) para inhibir la función testicular y por lo tanto tener actividad para disminuir la fertilidad masculina (basándose en los altos niveles en los testículos) y 3) para tratar la resistencia a la insulina y la obesidad basándose en el modelo de ratón oblob de resistencia a la insulina y obesidad. También se puede prever que serán útiles en el tratamiento de una serie de enfermedades parasitarias y que tendrán una potente funciÓfl inhibitoria de los osteoclastos y serán útiles en la prevención y el tratamiento de la osteoporosis Resumen de ciertas realizaciones de la invención... [Seguir leyendo]

Un compuesto bisfosfonalo de fórmula I

5

en la que:

R1 es un (Cs-C20) a lquilo insaturado de fórmula,

10

n en la que n es O o 1; cada enlace designado por -~-está presente, el cual está opcionalmente sustituido con uno o más halo, trifluoromelilo, -DR", -P (=O) (OR, ) 2 o -NRbRe; R2 es una cadena (Cs-C20) alquilo insaturada de fórmula,

n en la que n es O, 1, 2 o 3; y cada enlace designado por ~~-está presente, el cual está opcionalmente sustituido con uno o más halo, trifluorometilo, -OR", -P ('=O) (ORan o -NRt, Rc; cada R3, ~, Rs y Re es independientemente OH o (Cl-C~) alcoxi; cada Ra es independientemente H, (Cl-Ce) alquilo o arilo; y cada Ro y Re es independientemente H, (C, -Ce) alquilo o arilo; o Rb y Re junto con el nitrógeno al cual están unidos forman un anillo pirrolidino, piperidino, moría lino o tiomorfolino;

en donde cualquier arilo está opcionalmente sustituido con uno o más (Cl-e~) alquilo, (e , -ee) alcoxi, (e l-Ce) alcanoilo, (C" Ce) alcanoiloxi, (Cl -Ce) alcoxicarbonilo, halo, ciano, nitro, carboxi, triHuorometilo, triftuorometoxi, NRc!Re o S (O) 2NRc!Re, donde cada R:! y Re es independientemente H o (C, -Ce) alquilo; donde asimétrico significa que R, no es igual a R2 y arilo indica un radical fenilo o un radical carbociclico bicíclico fusionado en la posición orto, que tiene de nueve a diez átomos en el anillo, en donde al menos un anillo es aromático;

o una de sus sales farmacéuticamente aceptables;

o uno de sus profármacos en el que uno o más de R3, R." Rs Y Re es pivaloiloximetiloxi, s-acil-2-tioetiloxi o un aminoácido.

El compuesto de la reivindicación 1 en el que R, está sustituido con UIlO o más halo, trifluorometilo, ORa O NRbRe 3 El compuesto de la reivindicación 1 en el que R, está terminalmente sustituido con ORa O NRoRe; donde R., es arilo; y cada Rb y Re es independientemente H, (Cl-Ce}alquilo o arilo; donde cualquier arilo está opcionalmente 40 sustituido con uno o más carboxi o S (O) 2NR:!Re, donde cada Rd y Re es independientemente H o (Cl-Ce) alquilo.

4. El compuesto de la reivindicación 3 en el que R, tiene la fórmula,

H N

;sS'

Rb/'

n en la que:

n es O, 1, 2 o 3;

cada enlace designado por +--está presente; y ~es fenilo o naftilo y está opcionalmente sustituido con uno o más carboxi o S (012NRctRe, donde cada Rd y Re es independientemente H o (el -Cec}alquilo.

El compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el que R2 está sustituido con uno o más halo, trifluorometilo, O~o NRoRc.

6. El compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en el que R2 está tenninalmenle sustituido con ORa o NRt.Rc; donde Ra es arilo; y cada Rb y Re es independientemente H, (C1-Ce) alquilo o arilo; donde cualquier arilo está opcionalmente sustituido con uno o más carboxi o S (O) 2NRctRe. donde cada Rd y Re es independientemente H o (Cl-Cs) alquilo 7. El compuesto de la reivindicación 6 en el que R2 tiene la fórmula,

en la que:

nesO, 1, 2, 03; cada enlace designado por ---está presente; y Rb es fenilo o naftilo y está opcionalmente sustituido con uno o más carboxi o S (O) 2NR.tRe, donde cada Rd y Re es independientemente H o (Cl -Cec}alquilo.

El compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en el que cada R3, ~, R5 Y Re es OH

9. El compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en el que cada R3, ~, R5 y Rs es (Cl -Cs}alcoxi.

10. Un compuesto como el que se describe en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 que contiene o está unido a uno o más grupos detectables.

El compuesto de la reivindicación 10, en el que al menos uno de los uno o más grupos detectables es un grupo fluorescente .

12. El compuesto de la reivindicación 10, en el que al menos uno de los uno o más grupos detectables es un radionúdido.

13. Una composición farmacéutica que contiene un compuesto como el descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 y un portador farmacéuticamente aceptable

14. Un método para inhibir la geranilgeranil pirofosfato sintasa que comprende poner en contacto la geranilgeranil pirofosfato sintasa in vitro con una cantidad inhibitoria eficaz de un compuesto como el descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12

15. El método de la reivindicación 14 en el que el compuesto es al menos 2 veces, preferentemente al menos 10 veces y más preferentemente al menos 100 veces más selectivo para inhibir a la geranilgeranil pirofosfato sintasa en comparación con la famesil pirofosfato sintasa

16. Un método para producir un efecto antiparasitario que comprende poner en contacto un parásito in vi/ro con una cantidad eficaz de un compuesto como el descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

17. Un método de imagenología de un tejido que comprende poner en contacto el tejido con una cantidad eficaz de un compuesto como el descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 y detectar el compuesto para obtener imágenes del tejido.

18. Un compuesto como el descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 para usar en diagnóstico o tratamiento médico

19. El compuesto de la reivindicación 18 para usar en

tratar el cáncer en un animal; modular la función testicular en un animal; modular la fertilidad en un animal; tratar la resistencia a la insulina en un animal; tratar la obesidad en un animal;

modular el aumento de peso en un animal; modular la función de los osteoclastos en un animal; tratar una parasitosis en un animal; tratar la arritmia cardíaca en un animal; inhibir la geranilgeranil pirofosfato sintasa;

producir un efecto antiparasitario, o obtener imágenes de un tejido