Un procedimiento que comprende la etapa de poner en contacto un compuesto que tiene la fórmula:

Preparación de compuestos útiles para la detección de hipoxia.

Campo de la invención

Esta invención se refiere en general a procedimientos para preparar nuevos compuestos de flúor que permiten el marcado mediante el isótopo radiactivo ¹⁸F. Estos compuestos permiten la obtención de imágenes de tejidos usando técnicas de obtención de imágenes tales como tomografía de emisión de positrones (PET). Por ejemplo, se ha preparado un grupo de compuestos nitroaromáticos que cuando se activan por metabolismo reductor, se unen a las células hipóxicas. Este metabolismo reductor y unión aumenta a medida que disminuye la concentración de oxígeno de las células, haciendo por tanto a estos compuestos buenos indicadores de hipoxia en tejidos. Usando los compuestos y procedimientos de la invención, puede detectarse la hipoxia en tejidos usando procedimientos no invasivos, tales como técnicas de marcado que implican que isótopos radiactivos específicos se unen al fármaco.

Antecedentes de la invención

Uno de los objetivos más importantes en oncología es la identificación y eliminación de las células resistentes al tratamiento; las células hipóxicas son los ejemplos más familiares de este tipo de célula. Véase Kennedy, et al., Biochem. Pharm. 1980, 29, 1; Moulder, et al. Int. J. Radioat. Oncol. Biol. Phys. 1984, 10, 695; Adams, Cancer, 1981, 48, 696.

Las células hipóxicas apenas se encuentran en tejidos normales, y generalmente se encuentran sólo junto con ciertos tumores, enfermedades vasculares, tejido herido, o después de una apoplejía.

A medida que crecen ciertos tumores, el tejido a menudo reduce su suministro de oxígeno y nutrientes debido a una red inadecuada de vasos sanguíneos y capilares en funcionamiento. Aunque las células privadas de oxígeno y nutrientes finalmente pueden morir, en cualquier momento dado un tumor puede producir células hipóxicas viables. Estas células hipóxicas, aunque están vivas, tienen concentraciones de oxígeno muy bajas debido a su lejanía respecto a los vasos sanguíneos.

El nivel de oxígeno molecular tiene importantes implicaciones en el diagnóstico y pronóstico de la enfermedad. En la oncología médica, por ejemplo, las células hipóxicas en tumores sólidos pueden ser altamente resistentes a morir por algunas formas de quimioterapia. Cuando los agentes quimioterapéuticos se administran a los pacientes, los agentes se llevan a través de los vasos sanguíneos y capilares en funcionamiento al tejido diana. Debido a que el tejido hipóxico carece de una red de suministro de sangre que funcione totalmente, los fármacos quimioterapéuticos nunca pueden alcanzar las células hipóxicas; en lugar de ello, las células intermedias captan el fármaco. El resultado es que las células hipóxicas sobreviven y es posible la reaparición del tumor. Kennedy, et al., supra.

La hipoxia en tejidos también impide la eficacia de la terapia de radiación contra los tumores. El tratamiento de radiación es más eficaz para destruir las células que contienen oxígeno porque el oxígeno es un detector de radiación excelente. La presencia de células hipóxicas impide este tratamiento porque su baja concentración de oxígeno hace a la radiación ionizante relativamente ineficaz para matar las células cancerosas. Por lo tanto, es más probable que las células hipóxicas sobrevivan a la terapia de radiación y finalmente conduce a la reaparición del tumor. La importancia de las células hipóxicas para limitar la sensibilidad a radiación en tumores animales se conoce bien, Adams, supra; Moulder, et al., supra; Chapman, et al.,"The Fraction of Hipoxic Clonogenic Cells in Tumor Populations", en Biological Bases and Clinical Implications of Tumor Radioresistencia 61, G. H. Fletcher, C. Nevil, & H. R. Withers, eds., 1983. Los estudios han puesto de manifiesto que dichas células resistentes afectan en gran medida a la capacidad de radiación y quimioterapia para esterilizar satisfactoriamente tumores en animales. El trabajo sustancial desde ese momento ha mostrado problemas similares en tumores humanos. A pesar del progreso en los estudios con animales respecto a la identificación de las células hipóxicas, se ha conseguido un éxito limitado en seres humanos. Una razón para esta disparidad puede tener que ver con las diferencias en el crecimiento del tumor y otros factores relacionados con el hospedador, pero además, no ha habido un procedimiento adecuadamente preciso para evaluar el oxígeno en el tejido a una resolución suficientemente fina.

La presión del oxígeno venoso es generalmente ~35 Torr, un nivel de oxígeno que proporciona una sensibilidad a radiación casi total. A medida que el nivel de oxígeno baja de 35 Torr, la resistencia a radiación aumenta gradualmente, con una resistencia semi-máxima a aproximadamente 3,5 Torr, y una resistencia total a aproximadamente 0,35 Torr. Por lo tanto, es necesario medir niveles de oxígeno mucho menores que los que se encuentran normalmente en el tejido normal. La tecnología actual no satisface esta necesidad.

Los fármacos nitroheterocíclicos se han visto sometidos a una investigación extensiva como marcadores para hipoxia. Se sabe que esta clase de compuestos puede proporcionar suficiente sensibilidad para controlar las bajas presiones parciales de oxígeno descritas anteriormente. Esta técnica implica la administración de fármacos nitroaromáticos al tejido de interés. Los fármacos experimentan un metabolismo biorreductor a una velocidad que aumenta sustancialmente a medida que disminuye la presión parcial de oxígeno del tejido. El resultado de este metabolismo biorreductor es que se forman productos de fármaco reactivo que se combinan químicamente para formar aductos con proteínas predominantemente celulares. Debido a que la unión metabólica de estos compuestos a las macromoléculas celulares está inhibida por el oxígeno, estos compuestos se unen a las células hipóxicas preferentemente respecto al tejido normal, sano, rico en oxígeno. Esta unión metabólica preferente, o formación de aductos, proporciona una medida del grado de hipoxia. Koch, et al., Int. J. Radiación Oncology Biol. Phys., 1984, 10, 1327.

El misonidazol (MISO) 3-metoxi-1-(2-nitroimidazol-1-il)}-2-propanol, y algunos de sus derivados se han visto sometidos a investigación extensiva como indicadores de hipoxia en tejido de mamífero. Chapman, et al., Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 1989, 16, 911; Taylor, et al., Cancer Res., 1978, 38, 2745; Varghese, et al., Cancer Res., 1980, 40, 2165. La capacidad de ciertos derivados de misonidazol para formar aductos con macromoléculas celulares, denominada "unión" en esta solicitud, ha formado la base de diversos procedimientos de detección.

Por ejemplo, el misonidazol marcado con ³H o ¹⁴C se ha usado in vitro e in vivo, analizando la unión por recuento de centelleo líquido o auto-radiografía. Chapman, 1984 supra; Urtasun, 1986, supra; Franko, et al., Cancer Res., 1987, 47, 5367. Un derivado monofluorado de misonidazol ha utilizado el isótopo emisor de positrones ¹⁸F para formar imágenes del fármaco unido in vivo, Rasey, et al., Radiat. Res., 1987, 111, 292. El procedimiento de la preparación del derivado de etanidazol por PET se describió en Tewson T. J., Nuclear Medicine & Biology, 1997 24(8):755-60. Un isótopo de yodo se ha incorporado en otro derivado de azomicina, arabinósido de azomicina, permitiendo técnicas de detección radiológicas. Parliament, et al., Br. J. Cancer, 1992, 65, 90.

Un derivado hexafluorado de misonidazol, 1-(2-hidroxi-3-hexafluoro-isopropoxi-propil)-2-nitroimidazol, se ha ensayado directamente (isótopos no radiactivos) por técnicas de espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN o MRI). Raleigh, et al., Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 1984, 10, 1337. Los anticuerpos policlonales para este mismo derivado han permitido la identificación inmunohistoquímica de aductos del fármaco. Raleigh, et al., Br. J. Cancer, 1987, 56, 395.

Los ensayos con el fármaco biorreductor descritos anteriormente no miden directamente la presión parcial de oxígeno, aunque este es el valor requerido, usando el ejemplo de la terapia de radiación para predecir la respuesta de radiación. En lugar de ello, los ensayos miden la formación de aductos, un procedimiento bioquímico que se inhibe por oxígeno. Los datos generados usando estos procedimientos han demostrado que el grado de inhibición por oxígeno...

1. Un procedimiento que comprende la etapa de poner en contacto un compuesto que tiene la fórmula:

en la que R₂ tiene la fórmula:

y R₃ y R₄ son independientemente H o flúor; con F₂ en presencia de un disolvente orgánico durante un tiempo y en condiciones eficaces para formar un compuesto que tiene la fórmula:

2. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que R₃ y R₄ son F.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que dicho disolvente orgánico es un ácido orgánico seleccionado entre el grupo constituido por HCOOH, CH₃COOH, CFH₂COOH, CHF₂COOH y CF₃COOH.

4. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que dicho disolvente orgánico es CF₃COOH.

5. Un procedimiento que comprende la etapa de poner en contacto un precursor que tiene la fórmula:

en la que R₂ tiene la fórmula:

y R₃ y R₁₄ son, independientemente, hidrógeno, F o ¹⁸F; con [¹⁸F]-F₂ en presencia de un disolvente orgánico durante un tiempo y en condiciones eficaces para formar un compuesto que tiene la fórmula;

en la que al menos un F es ¹⁸F.

6. El procedimiento de la reivindicación 5 en el que R₃ y R₄ son independientemente F o ¹⁸F.

7. El procedimiento de la reivindicación 5 en el que dicho disolvente orgánico se selecciona entre el grupo constituido por HCOOH, CH₃COOH, CFH₂COOH, CHF₂COOH, y CF₃COOH.

8. El procedimiento de la reivindicación 5 en el que dicho disolvente orgánico es CF₃COOH.