Inhibidores diméricos de afinidad elevada de PSD-95 y su uso para el tratamiento del daño cerebral isquémico y del dolor.

Un compuesto que comprende un primer péptido unido a un segundo péptido mediante un ligador,

en el que el primer y el segundo péptido comprenden al menos cuatro residuos unidos por amida que tienen una secuencia YTXV o YSXV, en la que

a. Y se selecciona de E, Q, y A, y

b. X se selecciona de A, Q, D, N, N-Me-A, N-Me-Q, N-Me-D, y N-Me-N, y

en el que el ligador comprende PEG y, en el que al menos un átomo de oxígeno del PEG está sustituido por un átomo de nitrógeno para proporcionar NPEG,

en el que un péptido de penetración celular (CPP) está unido al átomo de nitrógeno del ligador mediante un enlace amida, y

en el que el CPP comprende al menos 4 residuos de aminoácidos seleccionados de arginina y/o lisina.

Inhibidores diméricos de afinidad elevada de PSD-95 y su uso para el tratamiento del daño cerebral isquémico y del dolor

Campo de ¡a invención

La proteina estructural PSD-95 es un objetivo potencial para el tratamiento del ictus isquémico y lesión cerebral traumática, así como para afecciones de dolor crónico, tales como dolor neuropàtico e infamatorio. La presente Invención se dirige a la provisión de análogos de péptidos diméricos que actúan como inhibidores de las Interacciones proteina-proteina relacionadas con PSD-95.

Antecedentes de ia invención

Las Interacciones proteina-proteina (IPPs) son esenciales para procesos celulares vitales, y están implicadas en numerosos estados fisiopatológicos, en los que sirven como objetivos potenciales para la intervención terapéutica. Las IPPs en general se han considerado difíciles de seleccionar como objetivo con las moléculas terapéuticas, ya que a menudo se caracterizan por ¡nterfases grandes, planas, e hidrófobas.

Una clase de IPPs es una que Implica dominios PDZ [PDZ es una abreviatura de proteina de densidad postsináptica-95 (PSD-95), homólogo del supresor de tumores Discs-large de DrosopMa (DlgA) y proteina Zonula occludens-1 (ZO-1)]. Los dominios PDZ funcionan a menudo como módulos en proteínas estructurales que están Implicadas en el ensamblaje de grandes complejos de proteínas en la célula, y son muy abundantes en los organismos eucarlótlcos. Los dominios PDZ comprenden alrededor de 90 aminoácidos, y en general interaccionan con el extremo C-termlnal de la proteina ¡nteracclonante. PSD-95 contiene tres dominios PDZ, PDZ 1-3, que se unen a llgandos peptídlcos con la secuencia consenso Glu/GIn-Ser/Thr-X-Val-COOH.

La base estructural para la Interacción de los dominios PDZ con los péptidos C-terminales se dilucidó primero mediante una estructura cristalográfica de rayos X de PDZ3 de PSD-95 complejada con un ligando peptídico nativo, CRIPT (Secuencia: YKQTSV). PDZ3 contiene seis cadenas [3 antiparalelas (pA-pF) y dos hélices a (aA y aB), y el ligando peptídico C-termlnal se une como una cadena p antiparalela adicional en una hendidura entre la cadena pB y la hélice aB. Se consideran especialmente Importantes dos residuos del ligando peptídico para la afinidad y la especificidad, el primer (P°) y el tercer (P*^) aminoácidos (contando desde el extremo C-terminal). La cadena lateral del aminoácido de la posición P° se proyecta en un bolsillo hidrófobo, y es necesario un aminoácido con cadenas laterales allfátlcas (Val, lie y Leu). En la estructura PDZ3-CRIPT, el oxígeno del hidroxilo de Thr (P*^) forma un enlace de hidrógeno con el nitrógeno de una cadena lateral de imidazol de His372. Un motivo Gly-Leu-Gly-Phe (posición 322-325 en PDZ3) conservado y un residuo cargado positivamente (Arg318 en PDZ3) de los dominios PDZ actúan como mediadores en la unión al grupo carboxllato C-termlnal.

Los dominios PDZ1 y PDZ2 de PSD-95 ¡nteracclonan con varias proteínas, lo que incluye la unión simultánea de los receptores ¡onotróplcos de glutamato de tipo /V-metlI-D-aspartato (NMDA) y la enzima productora de óxido nítrico, la óxido nítrico slntasa neuronal (nNOS) (Figura 1). Los receptores de NMDA son los mediadores principales de la excltotoxlcldad, que está Implicada en las enfermedades neurodegenerativas y las lesiones cerebrales agudas, y aunque los antagonistas del receptor de NMDA reducen de manera eficaz la excltotoxicidad previniendo el flujo de Iones mediado por glutamato, también Impiden procesos fisiológicos Importantes. Así, los antagonistas de receptores de NMDA han fracasado en los ensayos clínicos de Ictus debido a la baja tolerancia y a la carencia de eficacia. En su lugar, se puede obtener la Inhibición específica de la excltotoxlcldad alterando el complejo intracelular nNOS/PSD-95/receptor de NMDA con Inhibidores de PSD-95 (Figura 1). PSD-95 se une de manera simultánea al receptor de NMDA, principalmente a las subunldades GluN2A y GluN2B, y nNOS por medio de PDZ1 y PDZ2. La activación del receptor de NMDA provoca la entrada de Iones de calcio, que activa nNOS, lo que conduce a la generación de óxido nítrico (NO). Así, PSD-95 actúa como mediador en una asociación específica entre la activación del receptor de NMDA y la producción de NO, que puede ser perjudicial para las células si se mantiene durante un periodo más largo, y es un facilitador clave de la neurotoxlcldad mediada por glutamato (Figura 1). Se sabe que la Inhibición del complejo temarlo de la Interacción nNOS/PSD-95/receptor de NMDA seleccionando como objetivo PSD-95 previene el daño cerebral Isquémico en ratones, afectando a la unión funcional entre la entrada Iones de calcio y la producción de NO, mientras permanece Intacta la función fisiológica del receptor de NMDA, tal como el flujo de Iones y las rutas de señalización favorables a la supervivencia.

La Inhibición del complejo nNOS/PSD-95/receptor de NMDA se ha conseguido previamente con un nonapéptldo, que corresponde al extremo C-termlnal de GluN2B, fusionado al péptldo Tat de VIH-1, conocido por su capacidad de facilitar la permeabilidad de membranas y de la barrera hematoencefállca. Este péptldo 20-mérlco (Tat-NR2B9c; Secuencia: YGRKKRRQRRRKLSSIESDV) ha mostrado propiedades neuroprotectoras prometedoras en modelos en rata de daño cerebral Isquémico (Aarts et al, Science 298, 2002, págs. 846-850, 2002; Sun et al, Stroke 39, 2008, págs. 2544-2553), y está actualmente en ensayos clínicos como fármaco potencial para el tratamiento de la Isquemia cerebrovascular, tal como se observa en el Ictus. Sin embargo, este compuesto tiene una afinidad baja (K¡ = 4,6 pM; véase más adelante) hacia PDZ1-2 de PSD-95, lo que potenclalmente lo hace un compuesto Ineficaz y no selectivo.

El documento WO2010/004003 describe llgandos de péptldos dlmérlcos unidos mediante un ligador de polietilen glicol (PEG) que se unen de manera simultánea a los dominios PDZ1 y PDZ2 de PSD-95 y su uso para el tratamiento de la isquemia cerebrovascular. Sigue existiendo la necesidad de inhibidores de PSD-95 con una afinidad superior hacia los dominios PDZ1 y PDZ2, y que tengan un efecto terapéutico mejorado /n v/vo para el tratamiento del ictus isquémico y la lesión cerebral traumática.

El dolor neuropàtico está provocado por el daño del sistema nervioso periférico o central debido a una lesión traumática, cirugía, o enfermedades tales como diabetes o trastornos autoinmunitarios. Tal daño conduce a una respuesta de fase aguda caracterizada por "dolor nociceptivo" e inflamación. En una gran proporción de pacientes, el dolor persiste a pesar de la curación de la lesión, lo que da como resultado un estado de dolor neuropàtico crónico. Además de la implicación de la inflamación tras una lesión neuronal, el dolor crónico se puede iniciar también por la inflamación inducida por mediadores liberados por las células inmunitarias, lo que provoca una sensibilización de las rutas del dolor. La sensibilización de las neuronas sensoriales medulares ("sumación temporal") es una característica compartida del dolor neuropàtico y del dolor inflamatorio crónico, y está provocada por una activación prolongada de los nociceptores. Los síntomas se presentan como dolor urente espontáneo, una respuesta exagerada a estímulos dolorosos (¡"¡iperalgesia), y dolor en respuesta a estímulos que normalmente no son dolorosos (alodinia). El dolor crónico, en particular como resultado de una lesión neuronal, se trata mal mediante los fármacos actuales, tales como opioides y fármacos anti-inflamatorios no esteroideos (NSAIDs). Los antagonistas del receptor de NMDA bloquean la sensibilización de las respuestas de dolor y exhiben buenas propiedades analgésicas en modelos animales y en situaciones clínicas, pero están asociados a efectos secundarios inaceptables, y por lo tanto no se pueden usar clínicamente. Por lo tanto, existe la necesidad de fármacos alternativos capaces de proporcionar tratamientos mejorados para el dolor, en particular los síntomas de dolor relacionados con el receptor de NMDA, a la vez que se evitan los efectos secundarios inaceptables de los fármacos actuales.

Compendio de ia invención

La presente invención se define mediante las reivindicaciones. Una primera realización de la presente invención proporciona un compuesto que comprende un primer péptido unido a un segundo péptido mediante un ligador, en el que el primer y el segundo péptido comprenden al menos cuatro residuos unidos por amida que tienen una secuencia YTXV o YSXV, en la que

a. Y se selecciona de E, Q, y A, y

b. X se selecciona de A, Q, D, N, /V-Me-A, /V-Me-Q, /V-Me-D, y /V-Me-N, y

en el que un tercer péptido que tiene la función de un péptido de penetración... [Seguir leyendo]

1. Un compuesto que comprende un primer péptido unido a un segundo péptido mediante un ligador, en el que el primer y el segundo péptido comprenden al menos cuatro residuos unidos por amida que tienen una secuencia YTXV o YSXV, en la que

a. Y se selecciona de E, Q, y A, y

b. X se selecciona de A, Q, D, N, /V-Me-A, /V-Me-Q, /V-Me-D, y /V-Me-N, y

en el que el ligador comprende PEG y, en el que al menos un átomo de oxígeno del PEG está sustituido por un átomo de nitrógeno para proporcionar /VPEG,

en el que un péptido de penetración celular (CPP) está unido al átomo de nitrógeno del ligador mediante un enlace amida, y

en el que el CPP comprende al menos 4 residuos de aminoácidos seleccionados de arglnlna y/o Usina.

2. El compuesto según la reivindicación 1, en el que el ligador comprende de 4 a 28 restos de etilen gllcol (N=4-28).

3. El compuesto según la reivindicación 1 ó 2, en el que el ligador es un ligador de MPEG-diácido, y en el que cada grupo carboxilo del ligador está unido a un residuo terminal del primer o segundo péptido.

4. El compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el CPP comprende un péptido retroinverso.

5. El compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que el CPP es un péptido Tat que tiene la secuencia de aminoácidos YGRKKRRQRRR o un péptido Retro¡nverso-d-Tat que tiene la secuencia de aminoácidos de rrrqrrkkr.

6. El compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el primer péptido y/o el segundo péptido tienen una longitud de 5 a 10 residuos unidos por amida.

7. El compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que el primer y/o segundo péptido está compuesto de al menos 4 residuos de ¡--aminoácidos.

8. El compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que el primer péptido y/o el segundo péptido está /V-alqu¡lado.

9. El compuesto según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho compuesto se selecciona del grupo que consiste en:

O

IETDV

YGRKKRRQRRR-N

IETDV

IETDV

O

O

rrrqrrkkrN

O

O

b)

AB147

IETDV

O.

IETDV

YGRKKRRQRRR ^-0

c)

!ETDV

, y

d)

10. Una composición farmacéutica que comprende un compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 5 precedentes para el uso como un medicamento.

11. Una composición farmacéutica que comprende un compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para el uso en la profilaxis y/o el tratamiento de una enfermedad relacionada con la excitotoxicidad en un sujeto.

12. La composición farmacéutica para el uso según la reivindicación 11, en la que la enfermedad es una lesión isquémica o traumática del SNC.

10 13. Una composición farmacéutica que comprende un compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9

para el uso en la profilaxis y/o el tratamiento del dolor en un sujeto.

14. Una composición farmacéutica para el uso en la profilaxis y/o el tratamiento del dolor en un sujeto que comprende un compuesto, y dicho compuesto comprende un primer péptido unido a un segundo péptido por un ligador, en el que el primer y el segundo péptido comprenden al menos cuatro residuos unidos por amida que tienen 15 una secuencia YTXV o YSXV, en la que

a. Y se selecciona de E, Q, y A, y

b. X se selecciona de A, Q, D, N, /V-Me-A, /V-Me-Q, N-Me-D, y /V-Me-N.

15. La composición farmacéutica para el uso según la reivindicación 14, en la que el llgador es un llgador de PEG y comprende de 4 a 28 restos de etllen gllcol (N=4-28).

16. La composición farmacéutica para el uso según la reivindicación 15, en la que el ligador es un ligador de PEG-dlácido y cada grupo carboxilo del llgador está unido a un residuo terminal del primer o segundo péptido.

5 17. La composición farmacéutica para el uso según la reivindicación 15, en la que dicho compuesto se selecciona

del grupo que consiste en PEG4(IETAV)2, NPEG4(IETAV)2, PEG6(IESDV)2, y PEG4(IESDV)2.

18. La composición farmacéutica para el uso según una cualquiera de las reivindicaciones 13-14, en donde el dolor es dolor Inflamatorio o dolor neuropàtico.