Molécula bifuncional de origen no natural de menos de aproximadamente 5000 dalton que consiste en un resto de fármaco y un ligando de proteína presentadora,

en la que dicho resto de fármaco se une a un fármaco diana y dicho ligando de proteína presentadora se une a una proteína presentadora que no es dicho fármaco diana, en la que dicho resto de fármaco y dicho ligando de proteína presentadora están opcionalmente unidos por un grupo de unión y dicho resto de fármaco muestra al menos una entre afinidad, especificidad o selectividad potenciada por su diana en comparación con un fármaco libre de control cuando la molécula bifuncional se une a la proteína presentadora

Moléculas bifuncionales y terapias basadas en las mismas.

Admisión

Esta invención se hizo con el apoyo del gobierno de los Estados Unidos con el Nº de concesión CA39612 otorgada por National Institutes of Health. El gobierno de los Estados Unidos tiene ciertos derechos en esta invención.

Introducción

El campo de esta invención es la farmacología.

Cualquier agente químico que afecte a cualquier proceso de la vida es un fármaco. Los fármacos son una herramienta crítica para los facultativos de asistencia sanitaria, ya que se usarán en la prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades. A causa de su criticidad para la profesión de asistencia sanitaria, la inversión mundial anual en la investigación y desarrollo de nuevos agentes químicos con potencial terapéutico alcanza hasta billones de dólares. Como resultado, se ha desarrollado una gran cantidad de fármacos hasta la fecha y frecuentemente se descubren nuevos agentes químicos que tienen utilidad terapéutica potencial. Los agentes químicos que encuentran, o han encontrado, uso como fármacos incluyen moléculas pequeñas de origen natural y sintéticas, así como moléculas más grandes, tales como compuestos proteicos.

La mayoría de los fármacos de molécula pequeña causan un efecto farmacológico uniéndose a una proteína diana y alterando la actividad farmacológica de la diana de algún modo. Para un fármaco de molécula pequeña dado, es deseable que el fármaco tenga al menos uno de elevada afinidad y especificidad por su diana. Si una molécula pequeña tiene elevada afinidad por su diana, se caracteriza porque tiene buena unión a su diana. Si una molécula pequeña tiene especificidad por su diana, se caracteriza porque tiene afinidad diferencial entre su diana y otras proteínas no diana. Además de presentar elevada afinidad y/o especificidad, una molécula pequeña dada debe ser selectiva con respecto a la célula o tejido en que afecta a una actividad biológica. La selectividad asegurará que la diana del fármaco estará afectada por el fármaco solamente en las células implicadas en la patología.

Exploraciones de fármacos de molécula pequeña raramente identifican ligandos de elevada afinidad, ligandos de baja afinidad con elevada especificidad o ligandos selectivos. Mucho más a menudo, se identifican compuestos que tienen actividad biológica pero afinidad relativamente baja y baja especificidad por sus dianas. Además, los compuestos identificados habitualmente carecen de selectividad por sus dianas con respecto al tipo celular o tisular. A causa de esta baja afinidad, especificidad, o selectividad o combinación de las mismas, estos ligandos identificados nunca encuentran uso clínico.

Por tanto, sería de gran interés para la industria farmacéutica y los campos relacionados el desarrollo de un método para aumentar al menos uno de la afinidad, especificidad y selectividad de estos agentes biológicamente activos previamente identificados, de modo que agentes que de otro modo carecen de suficiente afinidad y/o especificidad a pesar de todo puedan encontrar utilidad clínica.

Bibliografía relevante

Las publicaciones de patente de interés incluyen: WO 91/01743; WO 94/18317; WO 95/02684; WO 95/10302; WO 96/06111; WO 96/12796; WO 96/13613; WO 97/25074; WO 97/29372; WO 98/11437; WO 98/47916; patente de Estados Unidos Nº 5.830.462; patente de Estados Unidos Nº 5.843.440; y patente de Estados Unidos Nº 5.871.753. Las referencias de interés incluyen: Briesewitz et al., Proc. Nat'l Acad. Sci. USA (marzo de 1999) 96: 1953-1958; Clardy, Proc. Nat'l Acad. Sci. USA (marzo de 1999) 1826-1827; Crabtree & Schreiber, Elsevier Trends Journal (noviembre de 1996) 418-422; Spencer et al., Curr. Biol. (julio de 1996) 6:839-847; Spencer et al., Science (1993) 262: 1019; Chakraborty et al., Chem. & Biol. (marzo de 1995) 2:157-161; Ho et al., Nature (1996) 382: 822; Riviera et al., Nature Medicine (1996) 2: 1028; Klemm et al., Current Biology (1997) 7: 638; Belshaw et al., Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA (1996) 93: 4604; Livnah et al., Science (1996) 273: 464; Johnson et al., Chemistry y Biology, (1997) 4: 939; Garboczi et al., Nature (1996) 384:134; Kissenger et al., Nature (1995) 378:641; Griffith et al., Cell (1995) 82: 507; Choi et al., Science (1996) 273:239. También son de interés Kramer et al., J. Biol. Chem. (1992) 267:18598-18604; y Varshavsky, Proc. Nat'l Acad. Sci. USA (marzo de 1998) 95: 2094-2099; Varshavsky, Proc. Nat'l Acad. Sci. USA (abril de 1995) 92:3663-3667; y Mu et al., Biochem. Biophys. Res. Comm. (1999) 255:75-79. Brochu et al. (Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 1992, 36:2166-2175) describe dos conjugados de un sideróforo y una b-lactama cuya actividad inhibidora contra E. coli X580 se estudió.

Sumario de la invención

Se proporcionan moléculas bifuncionales capaces de producir al menos un complejo binario con una proteína presentadora endógena hospedadora. En los presentes métodos, se sintetiza una molécula bifuncional uniendo covalentemente un ligando de proteína presentadora endógeno con un resto de fármaco, directamente o a través de un grupo de unión. Se administra una cantidad eficaz de una molécula bifuncional al hospedador, donde la molécula bifuncional se une a la proteína presentadora endógena para producir el complejo binario. El complejo binario resultante modula (por ejemplo, agranda) el área superficial de unión a la diana del resto de fármaco, es decir, el área superficial disponible para la unión con la diana, de un modo tal que se observe al menos uno de afinidad, especificidad o selectividad potenciada en comparación con la observada con el fármaco libre.

En una realización en la que el complejo binario provoca una afinidad potenciada, se produce un complejo tripartito en el que están presentes interacciones de unión entre el presentador y la diana así como el resto de fármaco y la diana. En una segunda realización en la que el complejo binario provoca una especificidad potenciada, el suministro del fármaco como molécula bifuncional provoca una afinidad diferencial con respecto a sus dianas potenciales de modo que el resto de fármaco se une más a su diana deseable que a sus dianas no deseables en comparación con una situación de control de fármaco libre, por ejemplo, cuando los complejos tripartitos producidos entre el complejo binario y las dianas no deseadas se caracterizan por la presencia de interacciones no favorables mientras que los complejos tripartitos producidos entre el complejo binario y la diana deseada se caracterizan por la presencia de ninguna interacción, interacciones neutras o interacciones favorables. En una tercera realización en la que el complejo binario provoca una selectividad potenciada, los complejos tripartitos producidos con dianas no deseadas en un primer tipo celular o tisular se caracterizan por la presencia de interacciones no favorables mientras que la molécula bifuncional afecta a la diana deseada en un segundo tipo celular o tisular, por ejemplo, un segundo tipo de célula o tejido en el mismo organismo o un microorganismo en un organismo hospedador, sin la formación de un complejo binario entre la molécula bifuncional y una proteína presentadora debido a la ausencia de la proteína presentadora.

Los presentes métodos y composiciones encuentran uso en una diversidad de aplicaciones terapéuticas.

Por consiguiente, la presente invención se refiere a moléculas bifuncionales de origen no natural de menos de aproximadamente 5000 dalton que constan de un resto de fármaco y un ligando de proteína presentadora, donde dicho resto de fármaco se une una diana del fármaco y dicho ligando de proteína presentadora se une a una proteína presentadora que no es dicha diana de fármaco, donde dicho resto de fármaco y dicho ligando de proteína presentadora se unen opcionalmente por un grupo de unión y dicho resto de fármaco muestra al menos uno de afinidad, especificidad o selectividad potenciada por su diana en comparación con un control de fármaco libre cuando dicha molécula se une simultáneamente a la diana y la proteína presentadora.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 proporciona una ilustración del concepto general de la presente invención.

La Figura 2 proporciona las estructuras de FKpYEEI y SLFpYEEI.

La Figura 3 proporciona una representación de un ensayo de unión competitiva...

1. Molécula bifuncional de origen no natural de menos de aproximadamente 5000 dalton que consiste en un resto de fármaco y un ligando de proteína presentadora, en la que dicho resto de fármaco se une a un fármaco diana y dicho ligando de proteína presentadora se une a una proteína presentadora que no es dicho fármaco diana, en la que dicho resto de fármaco y dicho ligando de proteína presentadora están opcionalmente unidos por un grupo de unión y dicho resto de fármaco muestra al menos una entre afinidad, especificidad o selectividad potenciada por su diana en comparación con un fármaco libre de control cuando la molécula bifuncional se une a la proteína presentadora.

2. Molécula bifuncional de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicha molécula bifuncional comprende un grupo de unión.

3. Molécula bifuncional de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que dicha proteína presentadora tiene interacciones de unión con dicho fármaco diana.

4. Molécula bifuncional de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho resto de fármaco se une a una proteína diana.

5. Molécula bifuncional de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho ligando de proteína presentadora se une a una proteína extracelular.

6. Molécula bifuncional de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho ligando de proteína presentadora se une a una proteína intracelular.

7. Molécula bifuncional de la reivindicación 4, en la que dicho ligando de proteína presentadora es un ligando para una peptidil prolil isomerasa, Hsp90, receptor de hormonas esteroides, una proteína del citoesqueleto, albúmina o un receptor de vitaminas.

8. Molécula bifuncional sintética de menos de aproximadamente 5000 dalton de fórmula:

Z-L-X

en la que:

X es un resto de fármaco;

L es un enlace o un grupo de unión; y

Z es un ligando para una proteína presentadora endógena;

en la que X y Z son diferentes, dicho resto de fármaco se une a un fármaco diana y dicho ligando de proteína presentadora se une a una proteína presentadora que no es dicho fármaco diana y dicho resto de fármaco muestra al menos una entre afinidad, especificidad o selectividad potenciada por su diana en comparación con un fármaco libre de control cuando la molécula bifuncional se une a la proteína presentadora en comparación con un fármaco libre de control.

9. Molécula bifuncional de acuerdo con la reivindicación 8, en la que dicha proteína presentadora tiene interacciones de unión con dicho fármaco diana.

10. Molécula bifuncional de acuerdo con la reivindicación 8, en la que dicho resto de fármaco tiene un peso molecular de aproximadamente 50 a 2000 D.

11. Molécula bifuncional de acuerdo con la reivindicación 8, en la que dicho resto de fármaco se une a una proteína diana.

12. Molécula bifuncional de acuerdo con la reivindicación 8, en la que dicho ligando de proteína presentadora se une a una proteína extracelular.

13. Molécula bifuncional de acuerdo con la reivindicación 8, en la que dicho ligando de proteína presentadora se une a una proteína intracelular.

14. Molécula bifuncional de acuerdo con la reivindicación 13, en la que dicho ligando de proteína presentadora es un ligando para una peptidil prolil isomerasa.

15. Molécula bifuncional de acuerdo con la reivindicación 8, en la que dicho ligando de proteína presentadora no tiene sustancialmente actividad farmacológica aparte de la unión a una proteína presentadora.

16. Molécula bifuncional de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la molécula bifuncional libre tiene la capacidad de unirse a una diana deseada en células que comprenden la diana deseada pero no comprende la proteína presentadora y no tiene la capacidad de unirse a una diana indeseable en células que comprenden la presente proteína debido a las interacciones repulsivas entre el complejo binario de la molécula bifuncional unida a la proteína presentadora y la diana indeseable.

17. Preparación farmacéutica que comprende una molécula bifuncional de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-15.

18. Molécula bifuncional de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-15 para el uso en un método de tratamiento de un sujeto mamífero.

19. Molécula bifuncional para usarse de acuerdo con la reivindicación 18, en la que dicho método da lugar a un complejo binario o tripartito que se forma en dicho sujeto.

20. Kit que comprende la preparación farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 16 e instrucciones para su uso en un método terapéutico.

21. Molécula bifuncional de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 u 8, en la que dicha proteína presentadora es una proteína sérica.