DENDRÍMEROS BASADOS EN PAMAM DERIVATIZADO CON GRUPOS ALQUIL SULFONILO.
Dendrímeros basados en PAMAM derivatizado con grupos alquil sulfonilo.
La presente invención describe unos compuestos derivados de vinilsulfonas que comprenden un núcleo de PAMAM derivatizado con grupos alquilsulfonilo y el procedimiento de obtención de los mismos. Estos compuestos forman complejos con fragmentos de ADN que son útiles para la transfección de células, por lo que la presente invención también describe el uso de estos compuestos como agentes de transfección
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201001350.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE GRANADA.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: SANTOYO GONZALEZ,FRANCISCO, HERNANDEZ MATEO,FERNANDO, SALTO GONZALEZ,RAFAEL, GIRON GONZALEZ,MARIA DOLORES, MORALES SANFRUTOS,JULIA, MEGIA FERNANDEZ,ALICIA, MORALES SAN FRUTOS,JULIA.
Fecha de Solicitud: 14 de Octubre de 2010.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 19 de Diciembre de 2011.
Clasificación PCT:
- A61K47/48
- A61K48/00 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61K PREPARACIONES DE USO MEDICO, DENTAL O PARA EL ASEO (dispositivos o métodos especialmente concebidos para conferir a los productos farmacéuticos una forma física o de administración particular A61J 3/00; aspectos químicos o utilización de substancias químicas para, la desodorización del aire, la desinfección o la esterilización, vendas, apósitos, almohadillas absorbentes o de los artículos para su realización A61L; composiciones a base de jabón C11D). › Preparaciones medicinales que contienen material genético que se introduce en las células del cuerpo vivo para tratar enfermedades genéticas; Terapia génica.
- C07C233/36 QUIMICA; METALURGIA. › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisiso electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 233/00 Amidas de ácidos carboxílicos. › con el átomo de carbono del grupo carboxamido unido a un átomo de hidrógeno o a un átomo de carbono de una estructura carbonada acíclica saturada.
- C08G83/00 C […] › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › Compuestos macromoleculares no previstos por los grupos C08G 2/00 - C08G 81/00.
PDF original: ES-2351909_A1.pdf
Fragmento de la descripción:
Dendrímeros basados en PAMAM derivatizado con grupos alquil sulfonilo.
La presente invención describe unos compuestos derivados de vinilsulfonas que comprenden un núcleo de PAMAM derivatizado con grupos alquilsulfonilo, así como el procedimiento de obtención de estos compuestos y su uso como agentes de transfección.
Estado de la técnica anterior
La supuesta capacidad de la terapia génica para el tratamiento de enfermedades genéticas ha conducido a una gran actividad investigadora sobre el diseño de vectores para la administración de genes que sean capaces de compactar y proteger oligonucleótidos como DNA contra la degradación por DNasas presentes en el suero. Los vectores no virales constituyen una alternativa atractiva al uso de virus, retrovirus y adenovirus, ya que resuelven problemas de los sistemas virales como la toxicidad, inmunogenicidad y los problemas de obtención a gran escala de estos sistemas virales. No obstante, los sistemas basados en virus tienen una elevada eficiencia de transfección. Aunque los sistemas no virales tienen per se una menor eficiencia de transfección (debido a las barreras intra y extracelulares que encuentran para una captación celular), estos vectores no virales pueden ser fácilmente modificados en su estructura de una manera sistemática para permitir el análisis de aquellos factores implicados en la modulación de su eficiencia.
El diseño de compuestos de naturaleza catiónica, como lípidos, polímeros, dendrímeros y péptidos que interaccionen de manera fuerte y no covalentemente con el esqueleto cargado negativamente del DNA se ha demostrado como una estrategia útil para el desarrollo de eficientes agentes sintéticos de transfección. Así, dendrímeros altamente ramificados han demostrado un alto potencial como vectores para la administración de genes comparados con sistemas poliméricos clásicos, debido a sus propiedades exclusivas: una superficie multivalente funcionalizable, una arquitectura tridimensional bien definida, así como tamaños y pesos moleculares adecuados (O. Rolland, C. O. Turrin, A. M. Caminade and J. P. Majoral, New J. Chem., 2009, 33, 1809). En concreto, los dendrímeros basados en poli(amidoamina) (PAMAM) que contienen grupos amino terminales fácilmente protonables y grupos amino terciarios internos son una herramienta de laboratorio frecuente debido a su sencilla síntesis química y su disponibilidad (P. P. Kundu and V. Sharma, Curr. Opin. Solid State Mater. Sci., 2008, 12, 89 M. Labieniec and C. Watala, Cent. Eur. J. Biol., 2009, 4, 434). Los complejos PAMAM-DNA, denominados dendriplexos y constituidos por la interacción entre grupos amino primarios (D. Shcharbin, E. Pedziwiatr, J. Blasiak and M. Bryszewska, J. Control. Release, 2010, 141, 110), constituyen sistemas supramoleculares cargados positivamente que tienen la capacidad de interaccionar con la membrana plasmática celular cargada negativamente, permitiendo la entrada a la célula a través de un sistema endosomal, sin producir ni citotoxicidad ni inmunogenicidad de manera significativa. Una vez internalizados, la capacidad tampón de los grupos amino no protonados va a permitir que actúen como una esponja de protones en el entorno ácido de los endosomas, facilitando de esta manera la liberación del DNA desde el dendriplexo al citoplasma celular gracias a la inhibición de las nucleases endosomales dependientes de pH.
La influencia de la generación del dendrímero en la eficiencia de transfección (también llamado efecto dendrítico) fue identificada hace tiempo y así, los dendrímeros de tamaño medios (G5-G10) son considerados como los más eficientes. Por otro lado, para incrementar el rendimiento de transfección de los PAMAMs se han desarrollado tres estrategias: a) incrementar la flexibilidad de las ramas, b) transformar el dendrímero en ambifílico y c) hacerlo biocompatible. La degradación térmica de PAMAMs de alta generación origina vectores "fracturados" con una alta flexibilidad y que son comerciales (Superfect). Además, la modificación de la superficie mediante la funcionalización de la periferia del PAMAM se ha investigado extensamente para tratar de mejorar no solo la formación de complejos con el DNA, interacción con la membrana plasmática y liberación de los endosomas, sino también de reducir la citotoxicidad y tratar de incorporar grupos funcionales que produzca el direccionamiento de los dendriplexos a un tipo celular específico (K. Jain, P. Kesharwani, U. Gupta and N. K. Jain, Int. J. Pharm., 2010, 394, 122). La conjugación de los grupos amino primarios con polietilenglicol, aminoácidos, péptidos, proteínas, azúcares, ciclodextrinas, lípidos y glucocorticoides se ha descrito y ha tenido unos resultados variables en cuanto a la eficiencia de transfección. Numerosos trabajos han demostrado las ventajas de incorporar motivos lipofílicos a los dendrímeros para transformarlos en moléculas ambifílicas capaces de producir una transfección aumentada. Así, PAMAMs modificados con lípidos se han construido con topologías en las que la porción hidrofílica dendrítica se localizaba en una parte de la molécula mientras que la porción hidrofóbica, fundamentalmente cadenas alquílicas de longitud variable, se localizaban en la parte opuesta de la molécula (T. Takahashi, C. Kojima, A. Harada and K. Kono, Bioconjug. Chem., 2007, 18, 1349). De forma alternativa, dendrímeros de PAMAM con un interior hidrofílico y una corona hidrofóbica se han obtenido uniendo al azar colas alquílicas en la periferia (J. L. Santos, H. Oliveira, D. Pandita, J. Rodrigues, A. P. Pêgo, P. L. Granja and H. Tomás, J. Controlled Release, 2010, 144, 55.). En ambos casos, la influencia de parámetros como la generación dendrítica, la longitud de la cadena alquílica y el grado de funcionalización en la eficiencia de transfección y citotoxicidad se han evaluado. La adición de Michael de derivados de acrilato así como la acilación con esteres activados de ácidos grasos han sido las herramientas sintéticas utilizadas para la fabricación de este tipo de vectores
Descripción de la invención
La presente invención describe una serie de compuestos ambifílicos derivados de PAMAM donde algunos grupos amino periféricos de estos dendrímeros se han unido a derivados de vinilsulfona conteniendo cadenas hidrofóbicas. Igualmente se describen las propiedades de transfección de los compuestos resultantes las cuales dependen de la naturaleza química de la cadena hidrofóbica y del grado de extensión de la modificación de superficie de los dendrímeros. Algunos de los dendrímeros derivados PAMAM demuestran ser vectores útiles para la transfección y poseen mejores propiedades que el PAMAM sin modificar o reactivos comerciales de transfección como la LipofectaMINA 2000: a) una mayor eficiencia de transfección, b) una menor citotoxicidad, c) la capacidad de mantener la transfección en presencia de suero y d) la posibilidad de transfectar distintos tipos de líneas celulares. Igualmente se describe la preparación de sondas fluorescentes para monitorizar las rutas de endocitosis útiles en la transfección mediada por estos dendrímeros y obtener información de los mecanismos de internalización empleados por estos vectores.
En un primer aspecto, la presente invención se refiere a un compuesto de fórmula general (I):
donde
G representa un dendrímero aminado que se selecciona de entre PAMAM, polietileniminas, polilisinas o polipropilenimina,
R1 se selecciona entre alquilo C1-C20, alquenilo C2-C20, o el grupo -Y-R2
Y se selecciona entre O ó S,
R2 se selecciona entre el grupo -CH2-CH2-NH-CO-R3 o un esterol,
R3 se selecciona entre alquilo C1-C20 o alquenilo C2-C20,
m es un valor entre 1 y 4,
n es un valor entre 1 y p, siendo p el número de grupos -NH2 de superficie del dendrímero aminado.
El término "alquilo" se refiere, en la presente invención, a radicales de cadenas hidrocarbonadas, lineales o ramificadas, que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, preferiblemente de 2 a 18, y que se unen al resto de la molécula mediante un enlace sencillo, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, i-propilo, n-butilo, terc-butilo, sec-butilo,... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Compuesto de fórmula general (I):
donde
G representa un dendrímero aminado que se selecciona de entre PAMAM, polietileniminas, polilisinas o polipropilenimina,
R1 se selecciona entre alquilo C1-C20, alquenilo C2-C20, o el grupo -Y-R2
Y se selecciona entre O ó S,
R2 se selecciona entre el grupo -CH2-CH2-NH-CO-R3 o un esterol,
R3 se selecciona entre alquilo C1-C20 o alquenilo C2-C20,
m es un valor entre 1 y 4,
n es un valor entre 1 y p, siendo p el número de grupos -NH2 de superficie del dendrímero aminado.
2. Compuesto según la reivindicación 1 donde el dendrímero aminado es un PAMAM de segunda generación, siendo p=16.
3. Compuesto según la reivindicación 2 donde m es 1.
4. Compuesto según la reivindicación 3 donde R1 es un alquilo C1-C18.
5. Compuesto según la reivindicación 4 donde R1 se selecciona entre -(CH2)2CH3, -(CH2)10CH3 o -(CH2)16CH3.
6. Compuesto según la reivindicación 2 donde R1 es un alquenilo C1-C18.
7. Compuesto según la reivindicación 6 donde R1 es (CH2)7CH=CH(CH2)7CH3.
8. Compuesto según la reivindicación 2 donde m es 2.
9. Compuesto según la reivindicación 8 donde R1 es el grupo -O-R2.
10. Compuesto según la reivindicación 8 donde R1 es el grupo -S-R2.
11. Compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 9 ó 10 donde R2 es -CH2-CH2-NH-CO-R3, siendo R3 un alquilo C1-C18.
12. Compuesto según la reivindicación 11 donde R3 se selecciona entre -(CH2)2CH3, -(CH2)10CH3 o -(CH2)16CH3.
13. Compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 9 ó 10 donde R2 es -CH2-CH2-NH-CO-R3, siendo R3 un alquenilo C1-C18.
14. Compuesto según la reivindicación 13 donde R3 es (CH2)7CH=CH(CH2)7CH3.
15. Compuesto según la reivindicación 9 donde R2 es un esterol que se selecciona de la lista que comprende colesterol, epicolesterol estigmasterol, lanosterol, ergosterol y coprostenol.
16. Compuesto según la reivindicación 15 donde R2 es colesterol.
17. Compuesto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde n es un valor que se selecciona entre 2 ó 1.
18. Compuesto de fórmula general (II):
donde
G representa un dendrímero aminado que se selecciona de entre PAMAM, polietileniminas, polilisinas o polipropilenimina,
R1 se selecciona entre alquilo C1-C20, alquenilo C2-C20, o el grupo -Y-R2
Y se selecciona entre O ó S,
R2 se selecciona entre el grupo -CH2-CH2-NH-CO-R3 o un esterol,
R3 se selecciona entre alquilo C1-C20 o alquenilo C2-C20,
R4 es un grupo fluorogénico,
m es un valor entre 1 y 4,
n es un valor entre 1 y p, siendo p el número de grupos -NH2 de superficie del dendrímero aminado,
q es un valor que se selecciona entre 1 y 2.
19. Compuesto según la reivindicación 18 donde q es 1.
20. Compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 19 ó 20 donde R4 es rodamina o un derivado de la misma.
21.Complejo que comprende un compuesto de fórmula (I) o un compuesto de fórmula (II) y un fragmento de ADN.
22. Uso del complejo según la reivindicación 21 para la fabricación de una composición farmacéutica.
23. Composición que comprende un compuesto de fórmula (I), un compuesto de fórmula (II), un complejo según la reivindicación 21 o cualquiera de sus combinaciones, caracterizada porque la relación estequiométrica entre G y los grupos sulfonados tiene un valor entre 0,5 y 2.
24. Composición según la reivindicación 23 donde la relación estequiométrica G:grupos sulfonados es 0,5.
25. Uso de una composición según cualquiera de las reivindicaciones 23 ó 24 como agente de transfección génica.
26. Procedimiento de obtención de un compuesto de fórmula (I) que comprende una reacción de adición de Michael del compuesto de fórmula (III):
donde:
m y R1 se definen como en la reivindicación 1, a un dendrímero aminado que se selecciona de entre PAMAM, polietileniminas, polilisinas o polipropilenimina.
27. Procedimiento según la reivindicación 26 donde el dendrímero aminado es un dendrímero PAMAM de segunda a sexta generación.
28. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 26 ó 27 donde la reacción se produce en un medio tetrahidrofurano/agua.
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