COPOLÍMEROS ANFIFÍLICOS PORTADORES DE ALFA-TOCOFEROL CON PROPIEDADES ANTITUMORALES.

Copolímeros anfifílicos portadores de molécula de alfa-tocoferol con propiedades antitumorales.

En la presente invención se describe el uso de una familia de copolímeros anfifílicos que forman micelas poliméricas de tamaño micrométrico o nanométrico y que están constituidos por monómeros acrílicos derivados de la molécula de α-tocoferol y monómeros altamente hidrofílicos. Esta familia de copolímeros presentan actividad antitumoral "per se", pero además pueden servir de vehículos para otros principios activos con efecto antitumoral.

Copolímeros anfifílicos portadores de alfa-tocoferol con propiedades antitumorales.

La presente invención se refiere al uso de una familia de copolímeros anfifílicos que forman micelas poliméricas de tamaño nanométrico o micrométrico y que están constituidos por monómeros acrílicos derivados de la molécula de α-tocoferol y monómeros altamente hidrofílicos. Esta familia de copolímeros presentan actividad antitumoral “per se”, pero además pueden servir de vehículos para otros principios activos con efecto antitumoral.

Por tanto, la invención se podría encuadrar en el campo de la química farmacéutica y la farmacología.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Los tratamientos anticancerígenos que existen actualmente en el mercado se caracterizan por su elevada toxicidad debido a su escasa especificidad ya que afectan tanto a células tumorales, como a células sanas, especialmente si se encuentran en división activa. De ahí que, en la actualidad, la investigación y el desarrollo de nuevos fármacos se haya dirigido hacía fármacos capaces de matar selectivamente células cancerígenas (actividad anticancerígena) y/o fármacos capaces de inhibir el crecimiento del tumor impidiendo el desarrollo de la vasculatura que lo irriga (actividad antiangiogénica) utilizando como estrategia la búsqueda de diferencias entre las células tumorales y las células sanas.

Un ejemplo de fármaco descubierto recientemente es el succinato del α-tocoferol, conocido por ser un agente terapéutico “mitocans” (del inglés mitochondrially targeted anticancer drugs) que induce la apoptosis selectiva de células tumorales y no de sus homólogas sanas. Además, induce también la apoptosis de células endoteliales en crecimiento y no de aquellas quiescentes. Por ello puede decirse que presenta actividad dual anticancerígena y antiangiogénica, lo que le posiciona como un potente agente quimioterápico. Se ha demostrado que la actividad biológica del succinato del a-tocoferol se ve potenciada cuando se conjuga con un polímero hidrófilo como es el polietilenglicol (TPGS) (“Vitamin E Analogs, a Novel Group of “Mitocans, ” as Anticancer Agents: The Importance of Being Redox-Silent” Jiri Neuzil et al. Molecular Pharmacology 2007 vol. 71 no. 5 pp 1185-1199 DOI: 10.1124/mol.106.030122) . Este compuesto ha sido ampliamente utilizado como surfactante en la estabilización de nanopartículas, pero no existen formulaciones para su apropiada administración médica. En los últimos años han ido apareciendo algunas publicaciones que lo incorporan de forma estable en liposomas (Koudelka S, Masek J, Neuzil J, Turanek J (2010) Lyophilised liposome-based formulations of alpha-tocopher y l succinate: Preparation and physicochemical characterisation. J Pharm Sci 99, 2434-2443) , pero su actividad biológica no ha sido demostrada. También, se ha incorporado en la formulación de nanopartículas a base de poliésteres degradables. Sin embargo, en todas ellas se incorporaba una sola molécula de a-tocoferol por macromolécula.

El succionato del α-tocoferol es altamente hidrófobo, presenta baja solubilidad en medios fisiológicos y por tanto, es difícil de administrar. Por ello, el interés investigador sobre este ámbito de aplicación se ha centrado en la mejora de la solubilidad de fármacos hidrófobos en medio fisiológico, mediante su incorporación en macromoléculas anfifílicas que sean capaces de autoorganizarse dando lugar a partículas estables con un núcleo hidrófobo y una cubierta hidrófila. La naturaleza de las partículas permitirá además de incorporar el a-tocoferol en la partícula, encapsular otros fármacos hidrófobos.

La solicitud de patente US 2011/0129540 A1 describe la modificación de polímeros acrílicos para anclar moléculas de α-tocoferol mediante un espaciador a base de aminoácidos o péptidos. También describe el uso de estos sistemas como portadores de otros fármacos hidrófobos. Sin embargo, por una parte, no describe la posible actividad antitumoral de los sistemas “per se” y por otra, el injerto de moléculas de α-tocoferol en el sistema no supera el 30% del total de monómeros. Además la modificación de los polímeros se lleva a cabo de forma aleatoria y descontrolada, sin tener en cuenta la microestructura de las macromoléculas formadas.

Los siguientes artículos científicos 1) “Hydrophilic polymers derived from vitamin E” B. Vázquez et al. J Biomater Appl (2000) 15 (2) 118-139, M.A. 2) “Resorbable polyacr y lic hydrogels derived from vitamin E and their application in the healing of tendons” Plasencia et al.J Mater Sci: Mater Med (1999) 10 (10-11) 641-648 y 3) “Hydrophilic acr y lic biomaterials derived from vitamin E with antioxidant properties” C. Ortiz et al J Biomed Mater Res (1999) 45 (3) 184191 describen derivados poliméricos acrílicos portadores de α-tocoferol de hasta un 20% del total de monómeros, donde el α-tocoferol está directamente unido al grupo acrílico del derivado polimérico. La aplicación de estos sistemas se orienta en relación con la capacidad antioxidante asociada al α-tocoferol incorporado.

Por tanto, es de interés encontrar agentes antitumorales de alta actividad y especificidad que sean “per se” solubles en medios fisiológicos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En la presente invención se describe el uso de una familia de copolímeros anfifílicos que forman micelas poliméricas de tamaño micrométrico o nanométrico y que están constituidos por monómeros acrílicos derivados de la molécula 5

de α-tocoferol y monómeros altamente hidrofílicos. Esta familia de copolímeros presentan una actividad dual (anticancerígena y antiangiogénica) “per se”, pero además pueden servir de vehículos para otros principios activos con efecto antitumoral.

Se entiende por “copolímero” en la presente invención por una macromolécula compuesta por dos o más unidades repetitivas distintas, denominadas monómeros, que se pueden unir de diferentes formas por medio de enlaces químicos. Los monómeros que forman el copolímero pueden distribuirse de forma aleatoria o periódica.

El término “copolímero anfifílico” se refiere a los copolímeros formados por bloques lipofílicos unidos con bloques hidrofílicos.

En la presente invención el término vitamina E se refiere a una familia que comprende el α-tocoferol, β-tocoferol, γtocoferol, δ-tocoferol, α-tocotrienol, β-tocotrienol, γ-tocotrienol y δ-tocotrienol. De estos, el α-tocoferol es la forma que se mantiene activa en el organismo, por lo que es la forma preferida de vitamina E. Actúa como antioxidante liposoluble que impide la peroxidación lipídica de los ácidos grasos poliinsaturados en las membranas celulares. Su fórmula es la siguiente:

Los compuestos de la presente invención presentan una actividad dual proapoptótica de células endoteliales en crecimiento (antiangiogénica) y anticancerígena (disminuye la viabilidad celular de células cancerígenas sin afectar a sus homólogas sanas) proporcionada por la molécula de a-tocoferol, tal y como se muestra más adelante en el ejemplo 1. La sinergia entre ambas capacidades antitumorales supone una ventaja adicional a la hora de emplearlos en tratamientos anticancerígenos en comparación con los compuestos empleados actualmente.

En la presente invención la molécula de a-tocoferol está unida a un resto acrílico por un segmento separador hidrolizable enzimáticamente, R2, que evita su acumulación en el organismo, pues da lugar a productos totalmente solubles en el medio fisiológico. La ventaja de estos monómeros acrílicos portadores de a-tocoferol es, por tanto, su solubilidad en medio fisiológico, lo que permite que puedan ser eliminados del organismo utilizando la vía metabólica más normal, siendo comúnmente eliminados por filtración a través del riñón.

Los compuestos de la presente invención tienen la capacidad de formar micelas de tamaño nanométrico y micrométrico, con núcleo hidrófobo y corteza hidrofílica. Presentan una ventaja a destacar, el tamaño y la morfología de las micelas se puede modular controlando la composición molar y la concentración de estos copolímeros. Las micelas de tamaños entre 5 y 300 nm son fácilmente administrables por inyección, en la zona donde son requeridos.

Los compuestos de la presente invención se pueden preparar en un amplio rango de composiciones molares, todas ellas inducen la muerte de células endoteliales en crecimiento (capacidad antiangiogénica) a altas concentraciones y, algunas,... [Seguir leyendo]

1. Uso de un compuesto polimérico de fórmula (I) ,

o sus isómeros o sales farmacéuticamente aceptables,

donde R1 se selecciona de entre hidrógeno y alquilo C1-C8 lineal o ramificado;

R2 es vitamina E o –X-vitamina E, donde X es el grupo – [- (CH2) a-R3- (CH2) b-R4-]c –, donde a y b tienen un valor seleccionado independientemente de entre 2 a 6, c tiene un valor seleccionado de entre 1 a 6, R3 y R4 se seleccionan independientemente de entre C=O, O-C=O, NH-C=O, NH, -S-, S-C=O y Si (R2) O,

G es un monómero hidrofílico; y (m+n) es igual a 1, donde * se entiende como la repetición de los monómeros m y n,

para la fabricación de un composición farmacéutica para el tratamiento del cáncer de pulmón, mama, hígado, colón, 20 piel y otros tipos de cáncer en los que la actividad mitocondrial de las células cancerígenas esté alterada.

2. Uso según la reivindicación 1 donde la vitamina E es α-tocoferol.

3. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2 donde G se selecciona del siguiente grupo: N-vinilpirrolidona,

1-vinilimidazol y N, N-dimetilacrilamida, N-isopropilacrilamida, hidroxietilmetacrilato, hidroxietilacrilato, polietilenglicol-metacrilato, polietilenglicolacrilato, hidroxipropilmetacrilato, hidroxietilacrilato, hidroxietilmorfolina metacrilato, hidroxietilmorfolina acrilato, hidroxietilpirrolidona metacrilato, hidroxietilpirrolidona acrilato, vinilpiridina.

4. Uso según cualquiera de las reivindicación 1 a 3, donde a es 2.

5. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde R3 es O-C=O.

6. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 donde b es 2. 3.

7. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 donde R4 es C=O.

8. Uso según cualquiera de las reivindicación 1 a 7, donde c es 1.

9. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde R2 es vitamina E.

10. Uso según la reivindicación 1, donde dicho compuesto es el compuesto de fórmula (II) :

donde (m+n) es igual a 1 y * se entiende como la repetición de los monómeros m y n.

.

11. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde m tiene un valor de entre 0, 05 a 0, 80.

12. Uso según la reivindicación anterior donde m tiene un valor de entre 0, 1 a 0, 2.

13. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde n tiene un valor de entre 0, 20 a 0, 95. 1.

14. Uso según la reivindicación anterior donde n tiene un valor de entre 0, 8 a 0, 9.

15. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el compuesto de fórmula (I) se encuentra en una cantidad de entre 0, 010 mg/ml y 1, 25 mg/ml. 1.

16. Compuesto polimérico de fórmula (II) ,

o sus isómeros o sales farmacéuticamente aceptables, donde (m+n) es igual a 1 y * se entiende como la repetición de los monómeros m y n.

17. Compuesto según la reivindicación anterior, donde m tiene un valor de entre 0, 05 a 0, 80. 18. Compuesto según la reivindicación anterior, donde m tiene un valor de entre 0, 1 a 0, 2. 19. Compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, donde n tiene un valor de entre 0, 20 a 0, 95. 20. Compuesto según la reivindicación anterior, donde n tiene un valor de entre 0, 8 a 0, 9. 21. Composición farmacéutica que comprende el compuesto de fórmula (II) descrito según cualquiera de las

reivindicaciones 16 a 20. 22. Composición farmacéutica según la reivindicación anterior, que además comprende un vehículo farmacéutico. 23. Composición farmacéutica según cualquiera de las reivindicaciones 21 ó 22, que además comprende otro

principio activo con efecto antitumoral.

24. Composición farmacéutica según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, donde el compuesto (II) se encuentra en una cantidad entre 0, 010 mg/ml y 1, 25 mg/ml.

25. Uso del compuesto polimérico de fórmula (II) según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, para la fabricación de una composición farmacéutica.

26. Procedimiento de obtención de un compuesto de fórmula (II) según la cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20 que comprende las siguientes etapas: a) Mezcla del α-tocoferol con mono-2- (metacriloiloxi) etil succinato en presencia de un catalizador y un activador de la reacción.

b) Mezcla del monómero obtenido en la etapa a) con vinilpirrolidona, en presencia de un iniciador de reacción.

27. Procedimiento según la reivindicación 26 donde el catalizador de la etapa a) es una amina.

28. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 26 ó 27 donde el activador de la etapa a) es una imida.

29. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 28 donde el tiempo de reacción de la etapa a) tiene una duración comprendida entre 1 y 72 horas.

30. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 29 donde la etapa a) se realiza a una temperatura de 15ºC a 60ºC.

31. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 30 donde el iniciador de la etapa b) es un iniciador

radical.

32. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 31 donde la concentración de mono-2 (metacriloiloxi) etil succinato empleado en (a) está entre 0, 01 y 20 equivalentes.

33. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 32 donde la concentración de catalizador

empleado en (a) está entre 0, 01 y 1 equivalentes.

34. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 33 donde la concentración de activador de la reacción empleado en (a) está entre 0, 9 y 1, 6 equivalentes.

35. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 34 donde la concentración de monómero empleado en la etapa (b) está entre 0, 01 y 10 M.

36. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 35 donde la concentración de iniciador empleado en la etapa (b) se encuentra entre 0, 001 y 0, 1 M.

37. Partícula micelar que comprende el compuesto de fórmula (I) descrito según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15. 38. Partícula según la reivindicación 37, donde dicho compuesto es el compuesto de fórmula (II) . 39. Partícula según cualquiera de las reivindicaciones 37 ó 38 que además comprende un principio activo con

efecto antitumoral.

40. Partícula según la reivindicación 39 donde el principio activo se selecciona del grupo que comprende ciclosporina, colchicina, mitomicina C, ácido micofenólico, rapamicina, everolimus, tacrolimus, paclitaxel, QP-2, actinomicina, estradioles, dexametasona, metatrexato, cilostazol, prednisona, doxorubicina, ranpirnas, troglitazona, valsartán, pemirolast, C-MYC antisentido, angiopeptina, vincristina, PCNA ribozima, 2-cloro-desoxiadenosina, compuestos dirigidos a mTOR y fludarabina.

41. Uso de la partícula según cualquiera de las reivindicaciones 37 a 40 para la fabricación de una composición farmacéutica.

42. Uso de la partícula según cualquiera de las reivindicaciones 37 a 40 para la fabricación de una composición farmacéutica para el tratamiento del cáncer de pulmón, mama, hígado, colón, piel y otros tipos de cáncer en los que la actividad mitocondrial de las células cancerígenas esté alterada.

43. Uso de la partícula según cualquiera de las reivindicaciones 37 a 40, como vehículo farmacéutico.

44. Procedimiento de obtención de la partícula según cualquiera de las reivindicaciones 37 a 40 donde los compuestos poliméricos de fórmula (I) se disuelven en un disolvente orgánico y se mezclan con medio acuoso.

45. Procedimiento según la reivindicación 44 donde el disolvente orgánico es miscible en agua.

46. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 44 ó 45 donde el disolvente orgánico miscible en agua se selecciona del grupo que comprende dioxano, tetrahidrofurano y dimetilformamida.

47. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 44 a 46 donde el disolvente orgánico se encuentra en una concentración de entre 2 y 20 mg/ml.

48. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 44 a 47 donde el medio acuoso se encuentra en una concentración de entre 0, 02 y 3 mg/ml.

FIG. 1.

’

FIG. 2 FIG. 3

H2

FIG. 4 FIG. 5

FIG. 6

FIG. 7

poli (VP-co-MTOS)

(95:5)

(90:10)

(85:15)

(80:20)

(70:30)

*

*

* *

*

*

*

* *

* * *

0, 000 0, 002 0, 005 0, 010 0, 019 0, 039 0, 078 0, 156 0, 312 0, 625 1, 250 CONCENTRACIÓN [mg/mL]

FIG. 8.

FIG. 9.

VIABILIDAD CELULAR RELATIVA (% CONTROL)

FIG. 10.

poli (VP-co-MVE)

CONCENTRACIÓN [mg/mL]

FIG.11

FIG. 12. FIG. 13. FIG. 14a. FIG. 14b.