Compuestos antineoplásicos y composiciones farmacéuticas de los mismos.

Compuestos químicos obtenidos por modelación molecular in silico y cuya estructura permite el bloqueo de la fosforilación mediane la interacción de dichos compuestos con el dominio de fosforilción o su entorno en los sustratos de la enzima Caseína Kinasa 2 La invención comprende además las composiciones farmacéuticas qe contienen dichos compuestos y su uso en la preparación de mediamentos para el tratamiento de enfermedades relacionadas con proesos neoplásicos

Compuestos antineoplásicos y composiciones farmacéuticas de los mismos Campo de la invención

La presente invención se puede describir en el campo de la farmacología molecular, particularmente en relación con oncología, y más específicamente con compuestos químicos obtenidos por modelado molecular in silico, que tiene una acción citotóxica clara y efecto antitumoral con base en su capacidad para bloquear el sitio aceptador de fosfato en sustratos de quinasa caseína 2, ya sea por interacción directa o indirecta.

Antecedentes

La quinasa caseína 2 (CK2) es una enzima de serina/treonina implicada en el aumento de la proliferación celular, siendo el núcleo su ubicación intracelular principal durante el proceso de transformación maligna (Tawfic S., Yu S., Wang H., et al. (2001) Protein kinase CK2 signal in neoplasia. Histol. Histopathol. 16:573-582). Más aún, algunas proteínas virales clave para el Virus de Inmunodeficiencia Humana patogénico (VIH) y Virus de Hepatitis C (HCV) se han reportado como sustratos CK2 (Meggio F., Marin O., et al. (2001) Mol Cell Biochem 227:145-151; Franck N., Le Seyec J., et al. (2005) Hepatitis C virus NS2 protein is phosphorylated by the protein kinase CK2 and targeted for degradation to the proteasome. J Virol. 79:2700-2008).

Los hallazgos de otros grupos en todo el mundo, también han confirmado la existencia de niveles elevados de CK2 en diferentes tumores sólidos de origen epitelial, en órdenes que varían de 3 a 7 veces más, respecto al tejido normal (Tawfic S., Yu S., et al. (2001) Protein kinase CK2 signal in neoplasia. Histol Histopatol. 16:573-582; Faust R.A., Gapany M., et al (1996) Elevated protein kinase CK2 activity in chromatin of head and necktumors: association with malignant transformation. Cáncer Letters 101:31-35), además de la actividad de fosforilación de la enzima CK2 es un evento muy importante en la transformación maligna de las células, constituye un fuerte marcador en la progresión del tumor (Seldin D.C., Leder P. (1995) Casein Kinase lia transgene-induced murine lymphoma: relation to theileroiosis in cattle. Science 267:894-897), la sobrexpresión de CK2 por otra parte conduce a la tumorigénesis de células mamarias por el aumento de la cascada de señalización Wnt/beta-catenina (Landesman-Bollag E., Romien-Mourez R., et al (2001) Protein Kinase CK2 in mammary gland tumorigenesis. Oncogene 20:3247-3257). Los recientes hallazgos también sugieren que el CK2 cumple una función esencial en algunos otros procesos como la remodelación de cromatina (Barz T., Ackenmann K., et al. (2003) Genome-wide expresslon screens Indícate a global role for protein kinase CK2 ¡n chromatin remodelllng. J Cell Sel. 116:1563-1577) y la regulación de la supervivencia celular (Unger G.M., Davls A.T., Slaton J.W., Ahmed K. (2004) Protein kinase CK2 as regulator of cell survlval: ¡mpllcatlons for cáncer therapy. Curr Cáncer Drug Targets, 4:77-84). De suma Importancia, para comprender el proceso de desarrollo del cáncer, han sido los hallazgos que demuestran que la fosforilación mediada por CK2 es una señal muy fuerte para la supervivencia celular, por lo tanto, se considera esta enzima como un mediador antlapoptótico de la fisiología celular (Ahmed K., Gerber D.A., Cochet C. (2002) Jolnlng the cell survival squad: an emerglng role for protein kinase CK2. Trends Cell Blol, 12:226-229; Torres J., Rodríguez J., et al (2003) Phosphorylatlon-regulated cleavage of the tumour suppressor PTEN by caspase-3: implications for the control of protein stablllty and PTEN-proteln ¡nteractlons. J Blol Chem, 278:30652-60).

Sobre la base de los hallazgos anteriores, se ha confirmado la fosforilación mediada por CK2 como un evento bioquímico, adecuado para ser utilizado como un objetivo potencial para la Intervención terapéutica en cáncer, haciendo a todos los inhibidores potenciales de dicho evento candidatos potenciales para el tratamiento de dicha afección. Hasta la fecha, diversos grupos de Investigación en todo el mundo han estado desarrollando diferentes estrategias para inhibir la fosforilación mediada por CK2 con dos enfoques experimentales: a) La inhibición directa de la enzima CK2, o b) el bloqueo del sitio de fosforilación cerca del dominio ácido descrito como común a todos los sustratos de CK2. Para ambos métodos, los autores han sido capaces de demostrar el concepto de que el evento inhibición de fosforilación mediada por CK2 conduce a la Inducción de apoptosis en las células tumorales, lo que implica una validación experimental de CK2 como un objetivo muy promisorio en el hallazgo de fármacos para tratamiento del cáncer.

Por ejemplo, se ha probado un Inhibidor directo de la enzima como el 4,5,6,7-tetrabromotriazol (TBB) como un potente inductor de degradación dependiente de caspasa y apoptosis en las células Jurkat, en el rango de concentración micromolar (Ruzzene M., Penzo D., Pinna L. (2002) Protein kinase CK2 inhibitor 4,5,6,7- tetrabromobenzotriazole (TBB) induces apoptosis and caspase-dependent degradation of haematopoietic lineage cell-specific protein 1 (HS1) in Jurkat cells. Biochem J., 364:41-47). También, al inhibir la expresión de la enzima CK2 al utilizar oligonucleótidos anticodificantes, un efecto apoptótico in vitro y se ha demostrado la acción antitumoral en un modelo de cáncer experimental en ratones (Guo C., Yu S., et al. (2001) A potential role of nuclear matrix-associated protein kinase CK2 in protection against drug-induced apoptosis in cáncer cells. J Blol Chem, 276:5992-5999; Slaton J.W., et al. (2004) Inductlon of apoptosis by antisense CK2 in human prostate cáncer xenograft model. Mol Cáncer Res. 2:712-721).

Otros compuestos, como los derivados de antraquinona, flavonoides y azobencilimidazoles halogenados, se han descrito como inhibidores de sitio de unión a ATP (Samo S., et al. (2002) Toward the rational design of protein kinase casein kinase-2 inhibitors. Pharmacol Therapeutics 93:159-168), y se ha reportado el ácido 5-oxo-5,6- dihidroindolo (1,2-a) quinazolin-7-ilo acético (IQA) como un inhibidor de CK2 selectivo utilizando detección de alto rendimiento (Vangrevelinghe E., et al. (2003) Biochemical and three-dimensional-structural study of the specific inhibition of protein kinase CK2 by [5-oxo-5,6-dihydroindolo-(1,2-a)quinazolin-7-yl]acetic acid (IQA). J. Med. Chem. 46:2556-2662).

Martínez. A. P., et al., (1967) describen un número de compuestos para actividades antivirales y antitumorales (Martínez. A., et al., J. MED. CHEM., vol. 10, 1967, page 1192). Sah. P. P. T., et al. (1950) describen la tiosemicarbazida como un reactivo para la identificación de aldehidos, cetonas, y quinonas (Sah. P. P. T., et al., Reel. Trav. Chim., vol. 69, 1950, pages 1545-1553).

Los compuestos mencionados anteriormente han mostrado su efecto inhibidor de actividad CK2 en el rango micromolar para la Concentración Inhibidora 50 (IC50), pero no se han reportado evidencias de ninguna acción antitumoral en modelos experimentales de cáncer.

El otro método descrito para inhibir el proceso de fosforilación mediada por CK2 ha sido el bloqueo del sitio de fosforilación dentro del dominio ácido encontrado en los sustratos de esta enzima. En la solicitud de patente WO 03/054002 y en el trabajo de Perea S.E et al. (2004) Antitumor effect of a novel proapoptotic peptide impairing the phosphorylation by the protein kinase CK2. Cáncer Res. 64:7127-7129, los autores proponen el uso de una familia de péptidos cíclicos que bloquean la fosforilación del sustrato CK2 in vitro, y muestran la citotoxicidad de células tumorales y el efecto antitumoral en modelos de cáncer de pre-clínicos. Sin embargo, los péptidos descritos en dichos informes tienen la limitación de no ser capaces per se de penetrar en las células, por lo que requieren un péptido de permeación de membrana que se fusiona a estas. En términos generales, cuando se compara con moléculas pequeñas, el uso de péptidos tiene los inconvenientes de una estabilidad in vivo reducida en la circulación, degradación, es muy difícil formular en administración oral y no se transportan fácilmente dentro de las células ((Ludger Wess, Isogenica: Improving peptides, Biocentury October 25, 2004). Otros problemas de péptidos ampliamente descritos en la literatura son el de la depuración más rápida, su potencial inmunogénico, y se sabe que su coste por dosis terapéutica es generalmente superior a los fármacos no peptídicos.

Resumen de la invención

Teniendo en cuenta las limitaciones potenciales del uso de los péptidos cíclicos mencionados anteriormente como agentes terapéuticos candidatos, la presente invención describe moléculas químicas capaces de inhibir la fosforilación mediada por CK2 mediante interacción directa o indirecta con el sitio aceptador... [Seguir leyendo]

1. Un compuesto químico que bloquea la fosforilación mediada por Quinasa de Caseína 2 (CK2), para uso como un medicamento,

en donde el compuesto se selecciona de: (1Z)-3,5,5- tr¡met¡lc¡cloex-2-en-1-ona semicarbazona, N-( 4-amino-2, 6- di hidroxi pirim¡din-5-il)-N-isopropiltiourea, ácido N-but¡l-N'-(2-furilmet¡l)urea, 3-({[2-carboxietil)amino] carbonil}amino)propanoico, 1-(2-cloroetil)-3- (c¡anomet¡l)urea, (2E)-1-(1H-indol-3-il)acetona tiosemicarbazona, (1E,4E)-1- fenilhex-4-en-1-ona semicarbazona, 1-(2,5-dioxoimidazolidin-4-il)-3- (hidroximetil)urea, 1-tert-butil-3-(2- cloroetil)urea, 1-(2-cloroetil)-3-(1-metil-1-feniletil)urea, 1-(2-cloroetil)-3-[1, 1-dimetil-2- (metilsulfonil)etil]urea, (1E, 1E')-2,2'-(2,4-dioxopirimidin-1,3(2H,4H)diil)diacetaldehído ditiosemicarbazona, y 1-(2,5-dioxoimidazolidin-4-il)-N