Inhibidores de la pirimidina girasa y la topoisomerasa IV.

Un compuesto de fórmula **Fórmula**

donde R es hidrógeno o flúor;

X es hidrógeno, -PO(OH)2, -PO(OH)O-M+, -PO(O-)2*2M+ o -PO(O-)2*D2+; M+ es un catión monovalente farmacéuticamente aceptable; y D2+ es un catión divalente farmacéuticamente aceptable; o una de sus sales farmacéuticamente aceptables.

Inhibidores de la pirimidina girasa y la toposiomerasa IV

Referencia a las aplicaciones relacionadas Esta solicitud reivindica el beneficio según 35 U.S.C. § 119 de la solicitud de patente provisoria de los Estados Unidos número de serie 61/432.965 presentada el 14 de enero de 2011, de la solicitud de patente provisoria de los Estados Unidos número de serie 61/515.174 presentada el 4 de agosto de 2011; de la solicitud de patente provisoria de los Estados Unidos número de serie 61/515.249 presentada el 4 de agosto de 2011; y de la solicitud de patente provisoria de los Estados Unidos número de serie 61/499.134 presentada el 20 de junio de 2011.

Antecedentes de la invención Desde hace tiempo se reconoce la resistencia bacteriana a los antibióticos, y hoy se considera un problema grave para la salud en todo el mundo. Como resultado de la resistencia, algunas infecciones bacterianas son difíciles de tratar con antibióticos o incluso son intratables. Este problema se ha tornado especialmente serio con el desarrollo reciente de la resistencia a múltiples fármacos en ciertas cepas de bacterias, como Streptococcus pneumoniae (SP) , Mycobacterium tuberculosis y Enterococcus. La aparición de enterococos resistentes a la Vancomicina fue particularmente alarmante porque la Vancomicina era antiguamente el único antibiótico eficaz para el tratamiento de esta infección y había sido considerada para muchas infecciones como el fármaco de "último recurso". Si bien muchas otras bacterias resistentes a los fármacos no causan enfermedades mortales, como los enterococos, existe el temor de que los genes que inducen resistencia puedan extenderse a microorganismos más mortíferos como Staphylococcus aureus, donde ya es frecuente la resistencia a la Meticilina (De Clerq, et al., Current Opinion in Antiinfective Investigational Drugs, 1999, 1, 1; Levy, "The Challenge of Antibiotic Resistance", Scientific American, marzo de 1998) .

Otra preocupación es qué tan rápido puede diseminarse la resistencia a los antibióticos. Por ejemplo, hasta la década de 1960 SP era universalmente sensible a la penicilina y en 1987 sólo el 0.02% de las cepas de SP en los Estados Unidos fueron resistentes. Sin embargo, en 1995 se informó que la resistencia de SP a la penicilina era aproximadamente de siete por ciento y tan alta como 30% en algunas partes de los Estados Unidos (Lewis, FDA Consumer magazine (setiembre de 1995) ; Gershman en The Medical Reporter, 1997) .

Los hospitales, en particular, sirven como centros para la formación y transmisión de microorganismos resistentes a los fármacos. Las infecciones que ocurren en los hospitales, conocidas como infecciones nosocomiales, se están volviendo un problema cada vez más grave. De los 2 millones de americanos infectados en hospitales cada año, más de la mitad de estas infecciones tienen resistencia a al menos un antibiótico. El centro para el control de enfermedades informó que en 1992, más de 13 000 pacientes hospitalarios murieron de infecciones por bacterias que eran resistentes a la antibioticoterapia (Lewis, "The Rise of AntibioticResistant Infections", FDA Consumer magazine, setiembre de 1995) .

Como resultado de la necesidad de combatir a las bacterias resistentes a los fármacos y la falta creciente de fármacos disponibles, ha habido un interés resurgente de descubrir nuevos antibióticos. Una estrategia atractiva para el desarrollo de nuevos antibióticos es inhibir la ADN girasa y/o la topoisomerasa IV, enzimas bacterianas necesarias para la replicación del ADN y por lo tanto, necesaria para el crecimiento y la división de la célula bacteriana. La actividad de la girasa y/o la topoisomerasa IV también está asociada a eventos en la transcripción, la reparación y la recombinación del ADN.

La girasa es una de las topoisomerasas, un grupo de enzimas que cataliza la interconversión de los isómeros topológicos del ADN (véase en general, Kornberg y Baker, DNA Replication, 2ª Ed., capítulo 12, 1992, W. H. Freeman y Co.; Drlica, Molecular Microbiology, 1992, 6, 425; Drlica y Zhao, Microbiology and Molecular Biology Reviews, 1997, 61, pp. 377-392) . La girasa controla el superenrollamiento del ADN y alivia el estrés topológico que se produce cuando las hebras de ADN de un dúplex parental se desenrollan durante el proceso de replicación. La girasa también cataliza la conversión del ADN dúplex circular cerrado, relajado, a la forma negativa de superhélice que es más favorable para su recombinación. El mecanismo de la reacción de superenrollamiento implica la envoltura de la girasa alrededor de una región del ADN, la ruptura de la doble cadena en esa región, el pasaje a una segunda región del ADN a través de la rotura y la vuelta a unirse de las hebras rotas. Este mecanismo de escisión es característico de una topoisomerasa tipo II. La reacción de superenrollamiento es dirigida por la unión del ATP a la girasa. Después el ATP se hidroliza durante la reacción. Esta unión del ATP y la hidrólisis posterior causan cambios conformacionales en la girasa de unión al ADN que son necesarios para su actividad. También se encontró que el grado de superenrollamiento del ADN (o relajación) es dependiente de la relación ATP/ADP. En ausencia de ATP, la girasa es sólo capaz de relajar el ADN superenrollado.

La ADN girasa bacteriana es una proteína tetramérica de 400 kilodalton que consta de dos subunidades A (GyrA) y dos B (GyrB) . La unión y la escisión del ADN se asocian a la GyrA, en vista de que el ATP es unido e hidrolizado por la proteína GyrB. La GyrB consta de un dominio amino-terminal que tiene actividad de ATPasa y un dominio carboxiterminal que interacciona con la GyrA y el ADN. Por el contrario, las topoisomerasas eucariotas tipo II son homodímeros que pueden relajar superenrollamientos negativos y positivos, pero no pueden introducir

superenrollamientos negativos. Idealmente, un antibiótico basado en la inhibición de la ADN girasa bacteriana y/o la topoisomerasa IV sería selectivo para estas enzimas y relativamente inactivo contra las topoisomerasas eucariotas tipo II.

La topoisomerasa IV resuelve principalmente dímeros cromosómicos unidos al final de la replicación del ADN.

Los antibióticos quinolonas ampliamente utilizados inhiben la ADN girasa bacteriana (GyrA) y/o la topoisomerasa IV (ParC) . Los ejemplos de las quinolonas incluyen los primeros compuestos como el ácido nalidíxico y el ácido oxolínico, así como las fluoroquinolonas posteriores más potentes, como norfloxacina, ciprofloxacina y trovafloxacina. Estos compuestos se unen a GyrA y/o ParC y estabilizan el complejo escindido, inhibiendo la función global de girasa, lo que lleva a la muerte celular. Las fluoroquinolonas inhiben las subunidades catalíticas de la girasa (GyrA) y/o la topoisomerasa IV (Par C) (véase Drlica y Zhao, Microbiology and Molecular Biology Reviews, 1997, 61, 377-392) . Sin embargo, la resistencia a los fármacos también ha sido reconocida como un problema para esta clase de compuestos (informe de la OMS, "Use of Quinolones in Food Animals and Potential Impact on Human Health", 1998) . Con las quinolonas, al igual que con otras clases de antibióticos, las bacterias expuestas a los primeros compuestos desarrollaron a menudo rápidamente una resistencia cruzada a compuestos más potentes de la misma clase.

Las subunidades asociadas responsables de suministrar la energía necesaria para el número de recambio/la reanudación catalítica de las enzimas vía hidrólisis de ATP son la GyrB (girasa) y la ParE (topoisomerasa IV) , respectivamente (véase, Champoux, J.J., Annu. Rev. Biochem., 2001, 70, pp. 369-413. Los compuestos dirigidos a estos mismos sitios de unión del ATP en las subunidades GyrB y ParE serían útiles para tratar diversas infecciones bacterianas (véase, Charifson et al., J. Med Quím., 2008, 51, págs. 5243-5263) .

Existen inhibidores menos conocidos que se unen a GyrB. Los ejemplos incluyen cumarinas, novobiocina y cumermicina A1, ciclotialidina, cinodina y clerocidina. Se ha demostrado que las cumarinas se unen muy fuertemente a la GyrB. Por ejemplo, la novobiocina fabrica una red de enlaces de hidrógeno con la proteína y varios contactos hidrófobos. Si bien la novobiocina y el ATP parecen unirse dentro del sitio de unión del ATP, hay una superposición mínima en la orientación de unión de los dos compuestos. Las porciones superpuestas son la unidad azúcar de la novobiocina y la ATP adenina (Maxwell, Trends in Microbiology, 1997, 5, 102) .

Para las bacterias resistentes a la cumarina, la mutación puntual más prevalente es un residuo de arginina superficial que se une al carbonilo del anillo de cumarina (Arg136 en GyrB de E. coli) . Si bien las enzimas con esta mutación presentan menor superenrollamiento... [Seguir leyendo]

1. Un compuesto de fórmula donde R es hidrógeno o flúor; X es hidrógeno, -PO (OH) 2, -PO (OH) O-M+, -PO (O-) 2•2M+ o -PO (O-) 2•D2+; M+ es un catión monovalente farmacéuticamente aceptable; y D2+ es un catión divalente farmacéuticamente aceptable; o una de sus sales farmacéuticamente aceptables.

2. El compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene la fórmula:

donde R es hidrógeno o flúor; o una de sus sales farmacéuticamente aceptables.

3. El compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene la fórmula:

donde X es -PO (OH) 2, -PO (OH) O-M+, -PO (O-) 2•2M+ o -PO (O-) 2•D2+; M+ es un catión monovalente farmacéuticamente aceptable; y D2+ es un catión divalente farmacéuticamente aceptable; o una de sus sales farmacéuticamente aceptables.

4. El compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene la fórmula:

donde R es hidrógeno o flúor; o una de sus sales farmacéuticamente aceptables.

5. El compuesto de acuerdo con la reivindicación 4, donde el compuesto es (R) -1-etil-3- (5- (2- (2-hidroxipropan-2il) pirimidin-5-il) -7- (tetrahidrofuran-2-il) -1H-benzo[d]imidazol-2-il) urea, o una de sus sales farmacéuticamente aceptables o donde el compuesto es (R) -1-etil-3- (6-fluoro-5- (2- (2-hidroxipropan-2-il) pirimidin-5-il) -7- (tetrahidrofuran

2-il) -1H-benzo[d]imidazol-2-il) urea, o una de sus sales farmacéuticamente aceptables.

6. La sal de acuerdo con la reivindicación 4, donde la sal es una sal del ácido metanosulfónico de (R) -1-etil-3- (5- (2 (2-hidroxipropan-2-il) pirimidin-5-il) -7- (tetrahidrofuran-2-il) -1H-benzo[d]imidazol-2-il) urea o donde la sal es una sal del ácido metanosulfónico de (R) -1-etil-3- (6-fluoro-5- (2- (2-hidroxipropan-2-il) pirimidin-5-il) -7- (tetrahidrofuran-2-il) -1Hbenzo[d]imidazol-2-il) urea.

7. El compuesto de acuerdo con la reivindicación 3, donde X es -PO (OH) O-M+, -PO (O-) 2•2M+ o -PO (O-) 2•D2+; M+ se elige del grupo que consiste en Li+, Na+, K+, N-metil-D-glucamina y N (R9) 4+, donde cada R9 es independientemente hidrógeno o un grupo C1-C4 alquilo; D2+ se elige del grupo que consiste en Mg2+, Ca2+ y Ba2+.

8. El compuesto de acuerdo con la reivindicación 7, donde X es -PO (OH) O-M+ o -PO (O-) 2•2M+; M+ se elige del grupo que consiste en Li+, Na+, K+, N-metil-D-glucamina y N (R9) 4+, donde cada R9 es independientemente hidrógeno o un 20 grupo C1-C4 alquilo.

9. El compuesto de acuerdo con la reivindicación 7, donde X es -PO (OH) O-M+; M+ se elige del grupo que consiste en Li+, Na+, K+, N-metil-D-glucamina y N (R9) 4+, donde cada R9 es independientemente hidrógeno o un grupo C1-C4 alquilo.

10. El compuesto de acuerdo con la reivindicación 3, donde el compuesto es (R) -2- (5- (2- (3-etilureido) -6-fluoro-725 (tetrahidrofuran-2-il) -1H-benzo[d]imidazol-5-il) pirimidin-2-il) propan-2-il fosfato disódico.

11. Una composición farmacéutica que contiene un compuesto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, o una de sus sales farmacéuticamente aceptables, y un portador, adyuvante o vehículo farmacéuticamente aceptable.

12. Un método para disminuir o inhibir la cantidad de bacterias de Mycobacterium tuberculosis, Streptococcus

pneumoniae, Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Clostridium difficile, Moraxella catarrhalis, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, complejo Mycobacterium avium, Mycobacterium abscessus, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium ulcerans, Chlamydophila pneumoniae, Chlamydia trachomatis, Haemophilus influenzae, Streptococcus pyogenes o estreptococos β-hemolíticos en una muestra biológica que contiene dicha muestra biológica en contacto con un compuesto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

13. Un compuesto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 para usar en el control, el tratamiento o la reducción del avance, la gravedad o los efectos de una infección bacteriana nosocomial o no nosocomial.

14. Un compuesto para usar según la reivindicación 13, donde la infección bacteriana se caracteriza por la presencia

de uno o más bacterias de Mycobacterium tuberculosis, Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus epidermidis, 40 Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Clostridium difficile, Moraxella catarrhalis, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, complejo Mycobacterium avium, Mycobacterium abscessus, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium ulcerans, Chlamydophila pneumoniae, Chlamydia trachomatis, Haemophilus influenzae, Streptococcus pyogenes o estreptococos β-hemolíticos.

15. Un compuesto para usar según se reivindica en la reivindicación 14, donde la infección bacteriana se elige entre una o más de las siguientes: infecciones de las vías respiratorias superiores, infecciones de las vías respiratorias inferiores, infecciones de oído, infecciones pleuropulmonares y bronquiales, infecciones del aparato urinario complicadas, infecciones del aparato urinario simples, infecciones intraabdominales, infecciones cardiovasculares, una infección en el torrente sanguíneo, septicemia, bacteriemia, infecciones del SNC, infecciones cutáneas y de tejidos blandos, infecciones GI, infecciones óseas y articulares, infecciones genitales, infecciones oculares o infecciones granulomatosas, infecciones cutáneas y de la estructura cutánea simples (uSSSI) , infecciones cutáneas y de la estructura cutánea complicadas (cSSSI) , infecciones por catéter, faringitis, sinusitis, otitis externa, otitis media, bronquitis, empiema, neumonía, neumonía bacteriana extrahospitalaria (CABP) , neumonía intrahospitalaria (HAP) , neumonía bacteriana intrahospitalaria, neumonía asociada a respirador (VAP) , infecciones del pie diabético, infecciones por enterococos resistentes a la Vancomicina, cistitis y pielonefritis, cálculos renales, prostatitis, peritonitis, infecciones intraabdominales complicadas (cIAI) y otras infecciones intraabdominales, peritonitis asociada a diálisis, abscesos viscerales, endocarditis, miocarditis, pericarditis, septicemia asociada a transfusión, meningitis, encefalitis, absceso cerebral, osteomielitis, artritis, úlceras genitales, uretritis, vaginitis, cervicitis, gingivitis, conjuntivitis, queratitis, endoftalmitis, una infección en pacientes con fibrosis quística o una infección en pacientes neutropénicos febriles.

16. Un compuesto para usar según se reivindica en la reivindicación 15, donde la infección bacteriana se elige entre una o más de las siguientes: neumonía bacteriana extrahospitalaria (CABP) , neumonía intahospitalaria (HAP) , neumonía bacteriana intrahospitalaria, neumonía asociada a respirador (VAP) , bacteriemia, infecciones del pie diabético, infecciones por catéter, infecciones cutáneas y de la estructura cutánea simples (uSSSI) , infecciones cutáneas y de la estructura cutánea complicadas (cSSSI) , infecciones por enterococos resistentes a la Vancomicina y osteomielitis.

Figuras