Utilización de óxido de deuterio como inhibidor de elastasa.

Óxido de deuterio para su utilización en la profilaxis y/o la terapia de enfermedades pulmonares asociadas a la elastasa,

seleccionadas de entre el grupo constituido por enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), fibrosis quística, bronquitis crónica, fibrosis pulmonar, síndrome respiratorio agudo, enfisema pulmonar y hemorragia, siendo la actividad de la elastasa impedida o inhibida.

Utilización de óxido de deuterio como inhibidor de elastasa.

La presente invención se refiere a la utilización de óxido de deuterio (D2O) como inhibidor de elastasa y en particular como inhibidor de la elastasa de neutrófilos humana (HNE) . Además, la invención se refiere a la utilización de óxido de deuterio para la profilaxis y/o terapia de enfermedades asociadas a HNE.

Las elastasas pertenecen a la familia de las serina proteasas y rompen las amidas, por consiguiente también los enlaces amida de péptidos y proteínas, y ésteres con absorción de H2O. Las elastasas humanas se codifican por seis genes diferentes y comprenden la elastasa leucocitaria humana (HLE) , también conocida como elastasa de neutrófilos humana (HNE) , (EC 3.4.21.37) . La elastasa de neutrófilos humana (HLE) es una serina proteasa básica glicolizada con 218 aminoácidos con un peso molecular de aproximadamente 33 kDa. La HNE aparece en los gránulos azurófilos de los leucocitos polimorfonucleares humanos (en inglés polymorphnuclear leucocyte, PMN) . La función fisiológica intracelular de la HNE consiste en la degradación de partículas extrañas orgánicas, que se captan a través de fagocitosis. Tras la activación de los leucocitos polimorfonucleares se libera la elastasa HNE de los mismos al espacio extracelular (elastasa libre) , quedando un porcentaje unido a la membrana plasmática de neutrófilos de los PMN (elastasa de membrana) . La HNE extracelular activa puede hidrolizar prácticamente todas las proteínas de matriz extracelular, tales como por ejemplo elastina, colágeno, laminina, citocinas y fibronectina.

Sin embargo, debido a su actividad proteolítica incontrolada la HNE desempeña un papel destructivo en un gran número de procesos patológicos. A éstos pertenecen en particular enfermedades inflamatorias, por ejemplo enfermedades inflamatorias de la piel, tales como dermatosis neutrofílicas, tales como pustulosis palmoplantar, dermatosis pustulosa subcórnea (enfermedad de Sneddon-Wilkinson) (Glinski W. et al., Basement membrane zone as a target for human neutrophil elastase in psoriasis, Arch Dermatol Res. 1990; 282 (8) :506-11; Meyer-Hoffert U. et al., Human leukocyte elastase induces keratinocyte proliferation by epidermal growth factor receptor activation, J Invest Dermatol. Agosto de 2004; 123 (2) :338-45: Wiedow O. et al., Lesional elastase activity in psoriasis. Diagnostic and prognostic significance, Arch Dermatol Res. 1995; 287 (7) :632-5) , dermatosis ampollosa autoinmunitaria, penfigoide, tal como penfigoide ampolloso, penfigoide vulgar, penfigoide vegetante y penfigoide foliáceo (Oikarinen Al et al., Demonstration of collagenase and elastase activities in the blister fluids from bullous skin diseases. Comparison between dermatitis herpetiformis and bullous pemphigoid, J Invest Dermatol. septiembre de 1983; 81 (3) :261-6; sLiu Z. et al., A critical role for neutrophil elastase in experimental bullous pemphigoid, J Clin Invest. enero de 2000; 105 (1) :113-23; Shimanovich I. et al., Granulocyte-derived elastase and gelatinase B are required for dermal-epidermal separation induced by autoantibodies from patients with epidermolysis bullosa acquisita and bullous pemphigoid, J Pathol. Diciembre de 2004; 204 (5) :519-27) , enfermedades aftosas de la mucosa bucal, inflamación de los senos paranasales, de la mucosa nasal, el oído medio, de la conjuntiva así como rinitis alérgica, asma, vasculitis cutánea, vasculitis pulmonar, peritonitis y choque septicémico (Tsujimoto H. et al., Neutrophil elastase, MIP-2, and TLR-4 expression during human and experimental sepsis, Shock. Enero de 2005; 23 (1) :39-44; Jochum M. et al., Proteolytic destruction of functional proteins by phagocytes in human peritonitis, Eur J Clin Invest. Marzo de 1999; 29 (3) :246-55) así como enfermedades pulmonares, por ejemplo enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) , fibrosis quística, bronquitis crónica, fibrosis pulmonar, síndrome respiratorio agudo, enfisema pulmonar (Yoshioka, A. et al, Excessive neutrophil elastase in bronchoalveolar lavage fluid in subclinical emphysema. Am. J. Respir. Crit. Care Med., diciembre de 1995; 152:2127.) hemorragia (daño pulmonar) , etc., enfermedades cardiacas y vasculares, tales como infarto de miocardio, isquemia cerebral así como otras alteraciones tisulares tras un infarto de miocardio, insuficiencia cardiaca y síndrome coronario agudo (trastornos circulatorios de los vasos coronarios) (Lechleitner P. et al, Granulocyte elastase in acute myocardial infarction, Z Kardiol. octubre de 1993; 82 (10) :641-7; Dinerman JL et al., Increased neutrophil elastase release in unstable angina pectoris and acute myocardial infarction, J Am Coll Cardiol. junio 1990; 15 (7) :1559-63; Tiefenbacher CP et al., Inhibition of elastase improves myocardial function after repetitive ischaemia and myocardial infarction in the rat heart, Pflugers Arch. Marzo de 1997; 433 (5) :563-70; Bidouard JP et al., SSR69071, an elastase inhibitor, reduces myocardial infarct size following ischemia-reperfusion injur y , Eur J Pharmacol. 7 de febrero de 2003; 461 (1) :49-52; Ohta K. et al., Elafin-overexpressing mice have improved cardiac function after myocardial infarction, Am J Physiol Heart Circ Physiol. Julio de 2004; 287 (1) :H286-92; Shimakura A. et al., Neutrophil elastase inhibition reduces cerebral ischemic damage in the middle cerebral arter y occlusion; Brain Res. 6 de marzo de 2000; 858 (1) :55-60) y enfermedades alérgicas, tales como alergia al polvo, a los ácaros, al polen de las plantas, asma alérgica, etc. (Sehgal N. et al., Potential roles in rhinitis for protease and other enzymatic activities of allergens, Curr Allergy Asthma Rep. Mayo de 2005; 5 (3) :221-6; Gunawan H. et al., Protease Activity of Allergenic Pollen of Cedar, Cypress, Juniper, Birch, and Ragweed, Allergol Int. 1 de marzo de 2008; 57 (1) :83-91; Runswick S. et al., Pollen proteolytic enzymes degrade tight junctions, Respirology. noviembre de 2007; 12 (6) :834-42.

El papel de las serina proteasas en general, como las elastasas, en procesos patológicos se basa probablemente en un desequilibrio de la enzima y su inhibidor natural propio del cuerpo. En el caso de la HNE, la inhibición de la enzima tiene lugar mediante la proteína inhibidora alfa-1-antitripsina, A1AT (Stockley, Neutrophils and proteaseantiprotease imbalance, AmJ.Respir.Crit.Care Med 1999; 160, 49-52) . La A1AT se secreta normalmente por el hígado al suero y se encuentra en un elevado exceso con respecto a la HNE y se une de manera irreversible al centro activo de la HNE y tripsina. De esta manera se desactiva la enzima HNE libre. Sin embargo, en cuanto hay

una carencia de A1AT, esto conduce a un exceso de HNE activa y a una actividad incontrolada de la enzima. Además, la enzima HNE de membrana no es accesible para A1AT.

En los últimos años se han buscado, cada vez más, inhibidores de serina proteasas específicos. Se han propuesto e investigado numerosos inhibidores para elastasas, incluyendo la HNE, en su mayor parte a base de pequeñas moléculas con un MW > 1 kD (Edwards, P. D.; Bernstein, P. R. Synthetic inhibitors of elastase. Med. Res. Rev. 1994, 14, 127-94; J. Potemp et al., The Serpin Superfamily of Proteinase Inhibitors: Structure, Function, and Regulation, J. Biol. Chem vol. 269 n.º 23, número del 10 de junio, págs. 15957-15960 1994) .

Tales inhibidores de elastasa pueden clasificarse en general en los grupos de inhibidores irreversibles y reversibles. Mientras los inhibidores de elastasa irreversible, tales como los inhibidores de HNE (entre otros alquilfluorofosfatos, clorometilcetonas, fluoruros de sulfonilo) , en su mayor parte forman un enlace covalente con el sitio de unión a sustrato de las elastasas o HNE, los inhibidores de elastasas o HNE reversibles se caracterizan en su mayor parte por puentes de hidrógeno, enlaces iónicos o interacciones de van der Waals entre el inhibidor y la elastasa o HNE y presentan a menudo un grupo funcional electrófilo en el extremo C-terminal del residuo P1, que les proporciona una mayor afinidad de unión (entre otros trifluorometilcetonas, ésteres de ácido bórico, aldehídos) .

Para el desarrollo de inhibidores de elastasa y en particular inhibidores de HNE para la terapia de enfermedades se prefieren los inhibidores reversibles por sus efectos secundarios tóxicos potencialmente menores. A pesar de ello, estos inhibidores reversibles también presentan todavía desventajas considerables en su aplicación en un organismo animal. Los aldehídos están sujetos, por ejemplo, al peligro de una rápida oxidación para dar ácidos carboxílicos así como de la racemización en presencia de ácidos o bases, cuando hay un centro quiral en el carbono alfa del residuo P1. Además, su escasa biodisponibilidad, en particular su escasa biodisponibilidad... [Seguir leyendo]

1. Óxido de deuterio para su utilización en la profilaxis y/o la terapia de enfermedades pulmonares asociadas a la elastasa, seleccionadas de entre el grupo constituido por enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) , fibrosis quística, bronquitis crónica, fibrosis pulmonar, síndrome respiratorio agudo, enfisema pulmonar y hemorragia, siendo la actividad de la elastasa impedida o inhibida.

2. Deuterio para su utilización según la reivindicación 1, en el que la elastasa es la elastasa de neutrófilos humana (HNE) . 10

3. Óxido de deuterio para su utilización según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el óxido de deuterio es utilizado en combinación con al menos un principio activo farmacéutico adicional y/o al menos un principio activo no farmacéutico adicional.

4. Óxido de deuterio para su utilización según la reivindicación 3, en el que dicho al menos un principio activo farmacéutico adicional es seleccionado de entre el grupo constituido por sulfonamidas, antibióticos, en particular penicilina, corticoides, alquilfluorofosfatos, clorometilcetonas, fluoruros de sulfonilo, trifluorometilcetonas, ésteres de ácido bórico, aldehídos, péptidos de cadena corta, en particular con menos de 10 aminoácidos, agentes citostáticos, agentes quimioterápicos, principios activos sintéticos y vegetales con efecto antiinflamatorio.

5. Óxido de deuterio para su utilización según la reivindicación 3, en el que dicho al menos un principio activo no farmacéutico adicional es seleccionado de entre el grupo constituido por ácidos o bases orgánicos o inorgánicos farmacéuticamente aceptables, polímeros, copolímeros, copolímeros de bloque, monosacáridos, polisacáridos, lípidos o tensioactivos iónicos y no iónicos, sales farmacológicamente inocuas, aromatizantes, vitaminas,

tocoferoles, provitaminas, antioxidantes, estabilizadores y conservantes, así como mezclas de los mismos.

6. Óxido de deuterio para su utilización según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el óxido de deuterio es administrado por vía tópica, transdérmica, nasal, sistémica rectal, parenteral, a través de una perfusión, de un endoscopio o como aerosol o formulación de polvo seco.

7. Óxido de deuterio para su utilización según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el óxido de deuterio es administrado a modo de formulación.

8. Óxido de deuterio para su utilización según la reivindicación 7, en el que la formulación es una pomada, una 35 crema, una loción, una emulsión o un gel o un hidrogel.