Brevet FR2548189A1 — publié le 19850104

- 1 "Nouveaux produits contenant des oligosaccharides, leur préparation et leurs applications biologiques et biochimiques" L'invention est relative à de nouveaux produits con5 tenant des oligosaccharides, ces derniers possédant une forte affinité pour l'antithrombine III et étant dotés d'une activité spécifique anti-Xa élevée. Elle concerne également leur obtention et leurs applications biologiques et biochimiques. Les oligosaccharides de ces dérivés correspondent ou comprennent des fragments de mucopolysaccharides acides possédant la structure de ceux rencontrés dans les chaînes de dérivés biologiquement actifs du type de l'héparine ou de l'héparane-sulfate. Dans ces produits naturels, les mucopolysaccharides en question sont formés de motifs alternés sucre aminéacide uronique ou inversement. Le sucre aminé, désigné ci-après par a, présente plus spécialement une structure D-glucosamine et l'acide uroni20 que, qu'on appellera U présente une structure b de type acide D-glucuronique ou c de type acide L-iduronique. Les structures de base pour a, b et c sont les suivantes: COOH 6 OH 1-10 1 deriva d'amine CH (a) D-gluccsamine eb) acide D-glucuronioue O COOH I\ O HO OH (c) acide L-iduronique Ces différents motifs sont liés entre eux de manière stéréospécifique dans les produits naturels Ainsi on trouve, par exemple dans l'héparine des liaisons de type 1-a 4 {entre les motifs c et a, a et b, et a et c) et de type 1 i 4 (entre les motifs b et a). Grâce au procédé de synthèse par voie organique des oligosaccharides en question mis au point par la Demanderesse et qui fait l'objet notamment de la demande FR 82 18003 du 27 octobre 1982, il est à présent possible de dis10 poser aisément de ces produits, sous une forme extrêmement pure et ce, selon l'enchaînement, la configuration et les substitutions souhaitées. Cette disponibilité a permis de progresser d'une manière générale dans la connaissance de la relation de l'activité de fragments de molécules biologiquement actives leur structure. On sait que l'héparine et différents fragments de celle-ci inhibent un certain nombre de protéases procoagulantes essentiellement en potentialisant l'activité 20 de V'ATIII sur laquelle ils se fixent. Sur la base de différents travaux effectués, les inventeurs ont été amenés à considérer que la séquence oligosaccharidique minimale pour obtenir une fixation à ATIII était constituée par une séquence de 5 motifs sucre 25 correspondant à un enchainement, en ce qui concerne la structure de base, de type a-b-a-c-a. L'étude approfondie d'un pentasaccharide de ce type a permis d'établir qu'il augmentait in vitro et in vivo l'activité inhibitrice de i'ATIII vis-à-vis du facteur Xa 30 de la coagulation sanguine, l'activité anticoagulante globale étant nulle (les mesures d'activité anti-Xa ont été effectues selon la méthode de Yin et Wessler décrite par ces auteurs dans J Lab Clin Mled 1976, 81, 298-300, et une méthode modifiée de Teien et al dans Thrombosis Research n 10, 1977, 388-410). 35 L'activité anticoagulante globale a été mesurée selon le test USP décrit dans US Pharmacopea XX p 915. -3 Les inventeurs ont alors constaté qu'en mettant à profit l'affinité pour l'ATIII d'oligosaccharides à activité spécifique anti-Xa élevée, il était possible notamment d'augmenter encore cette activité. L'invention a donc pour but de fournir de nouveaux produits contenant des oligosaccharides, ces derniers possédant une forte affinité pour i'ATIII et une activité spécifique anti-Xa élevée. Elle a également pour but de fournir un procédé d'ob10 tention aisée de ces produits. Elle vise également leurs applications biologiques et biochimiques, en particulier la mise à profit de leur forte activité anti-Xa spécifique pour l'élaboration de médicaments à activité antithrombotique. Les produits de l'invention sont caractérisés en ce qu'il s'agit de complexes formés d'ATIII et d'oligosaccharides renfermant de 5 à 12 motifs a et U a représentant une structure acide aminé de type Dglucosamine et U une structure acide uronique soit b de type acide D- glucuronique, soit c de type acide L-iduronique, ces motifs a et U formant des chaînes régulières choisies dans le groupe comprenant: U(a U) n, (a U)na, (Ua)m et (a U)m avec 4 S N 11 et 3 de dérivés tels que conjugués faisant intervenir une liai30 son chimique covalente irréversible. Il s'avère que dans les complexes de l'invention l'activité spécifique anti-Xa est considérablement augmentée, ce qui permet de disposer de produits possédant une forte activité antithrombotique. Selon une variante, l'alternance régulière des motifs a et U est modifiée par la présence à la suite d'un ou plusieurs motifs a ou U et/ou d'un ou plusieurs motifs de sucres neutres et/ou de désoxy-sucres et/ou de sucres de configuration différente. Une famille préférée de complexes de l'invention com5 prend des oligosaccharides comportant ou correspondant, en totalité ou en partie, à une séquence octasaccharidique de type b-a-c-a-b-a-c-a. Dans cette séquence, les groupes alcool primaire et alcool secondaire peuvent être libres En variante, certains 10 d'entre eux ou la totalité peuvent être substitués par des anions minéraux ou organiques. Les anions phosphate et plus spécialement sulfate sont particulièrement préférés, notamment sous forme de sels avec un cation minéral ou organique, en particulier un cation métallique, notamment un cation alcalin, ou encore un cation dérivé d'une base organique azotée, par exemple triâthylammonium Des cations préférés sont constitués par du sodium D'autres cations appropriés comprennent le potassium, le magnésium ou le calcium. Les groupes amino des motifs a peuvent être libres ou substitués avec, dans ce cas, des substitutions identiques ou différentes. Des groupes de substitution préférés comprennent les groupes acyle, tels qu'acétyle ou benzyle ou des anions 25 tels que ceux évoqués ci-dessus, en particulier, l'anion SO 3 Ces anions se présentent avantageusement sous forme de sel avec un cation tel que défini ci-dessus. Les groupes carboxyle des motifs b ou c sont libres ou se présentent de préférence sous forme de sels avec un 30 cation organique ou minéral comme défini plus haut. Des produits préférés renferment des motifs c comportant un groupe sulfate en position 2. D'autres produits préférés renferment, éventuellement en plus des dispositions qui précèdent, un motif a avec un 35 groupe 3 et/ou 6-0-sulfate. Des produits préférés ont un groupe a N-substitué, -2 5 -4 -5 notamment N-sulfate avec un groupe 3 et/ou 6-0-sulfate. Des produits plus particulièrement préférés parmi ceux définis ci-dessus sont totalement dépourvus d'activité antithrombine ou activité anti-I Ia. Compte tenu de leur présence, en particulier, dans l'héparine, des oligosaccharides préférés comprennent en partie ou en totalité la séquence octasaccharidique de structure ABCDEFGH décrite par les inventeurs, notamment dans la demande de brevet EP 80 40 1425-6 du 6 octobre 1980 10 répondant à la formule: OO C O coOR OR OR OR 1-o go LO O _ O UHO "f Hi Og s A B C D E F G H dans laquelle R représente un groupe -OH ou -SO 3. Il est entendu qu'il s'agit là d'une structure de base et que des produits équivalents peuvent comporter des substituants différents de ceux indiqués dans la formule. En particulier, pour le motif D, le substituant en position 2 peut être un groupe -NHR avec R' représentant H, un grou25 pe acyle, en particulier acétyle ou -SO 3-. Les références à ces motifs donnés ci-après concernent donc avant tout leur structure. Des hexasaccharides, notamment de structure CDEFGH sont avantageusement utilisés dans les complexes de l'in30 vention. Des produits, particulièrement préférés, étant donné qu'ils correspondent selon toute vraisemblance à la séquence minimale requise pour la fixation à i'ATIII, et qu'ils sont doués d'une activité anti-Xa spécifique élevée, sont cons35 titués par les pentasaccharides de structure du type a-ba-c-a sous forme de complexe avec l'ATIII. Des complexes tout spécialement préférés renferment une séquence de type DEFGH. Dans ces complexes, la séquence pentasaccharidique peut être substituée comme indiqué sur la formule ci5 dessus, ou comporter des substituants différents, en particulier au niveau des groupes -OSO 3 qui peuvent être remplacés par des groupes tels que des groupes -Oe ou au niveau des groupes amino. En particulier, les groupes amino des motifs D, F et H 10 sont avantageusement identiques Ils peuvent représenter, par exemple, un groupe -NH-SO 3 Dans les complexes ci-dessus, on utilise avantageusement de 1 'ATIII humaine, compte tenu des applications biologiques envisagées chez l'homme. Conformément à l'invention, les complexes définis ci-dessus sont obtenus par simple mélange, avantageusement de quantités équimolaires d'ATIII et d'oligosaccharides dans un milieu tampon. Ce mélange est laissé à température ambiante Une durée 20 d'environ 15 mn apparaît généralement suffisante pour l'obtention du complexe Ce dernier peut être récupéré par gel filtration L'utilisation de tampon d'élution a forte concentration en sels conduit à la dissociation du coeplexe. On mesurera l'intérêt de la mise en oeuvre dans ce 25 procédé d'oligosaccharides obtenus par voie de synthèse, selon le procédé décrit précédemment par la denanderesse, ce qui permet de disposer des produits désirés avec une grande pureté. L'étude des complexes ATIII-oligosaccharides de l'invention ont permis de montrer diverses de leurs caractêristiques: des vérifications expérimentales, notamment par filtration sur gel (opération dénommée ciavant gel filtration) et études de fluorescence exploitée selon la méthode de Scatchard, montrent que ces complexes sont équi35 molaires et possèdent une forte constante d'association de a 107 mole-1 environ. -7 On a également constaté que ces complexes ATIII-oligosaccharides présentent une activité anti-Xa supérieure à celle de l'oligosaccharide seul En raison de son engagement dans le complexe, l'oligosaccharide est avantageuse5 ment protégé de l'action des autres protéines et agit plus rapidement. Lorsque i'ATIII présente dans le complexe est engagée dans l'inhibition du facteur Xa, l'oligosaccharide se trouve libéré; il peut ainsi de nouveau se lier à l'ATIII présente 10 normalement dans le plasma et promouvoir ainsi de façon répétitive de nouvelles quantités du facteur Xa. On mesurera l'intérêt de cet apport en ATIII pour des patients souffrant d'une déficience en ATIII ou lorsqu'il s'agit de malade en état d'hypercoagulabilité ou d'hyper15 coagulation notamment en état de coagulation intra-vasculaire disséminé ou souffrant d'une thrombose aigue, tous états nécessitant un traitement d'attaque très rapide Le traitement par les complexes de l'invention permettant de ne pas dépendre du taux d'ATIII du malade. Cet apport en ATIII et sa meilleure utilisation permettent également d'éviter les déficiences provoquées en ATIII par des traitements de longue durée avec de l'héparine. De plus l'activité anti-Xa de l'oligosaccharide aura une demi-vie plus longue lorsque ce dernier est engagé dès le départ sous forme d'un complexe puisque l'oligosaccharide échappe de ce fait aux enzymes et à des protéines neutralisantes. Des complexes préférés renferment, en tant qu'oligosaccharide, une séquence constituant la copie, tout au moins 30 en ce qui concerne lastructure, des séquences naturelles présentes dans l'héparine. Il s'agit, en particulier, de complexes ATIII-hexasaccharides ou encore ATIII-pentaxaccharides de structure du type des chaînes CDEFGH et DEFGH définies ci-dessus. Les complexes ATIII-pentasaccharides définis ci-dessus présentent un intérêt tout particulier étant donné que le pentasaccharide renferme la séquence considérée, d'après les résultats obtenus, comme étant la séquence minimale pour la fixation à 1 'ATIII. L'activité anti-Xa de ces complexes est au moins trois fois plus importante environ que celle du pentasaccharide utilisé seul, atteignant des valeurs de l'ordre de 9000 u/mg (unité YW) pour le complexe ATIIIpentasaccharide de type DEFGH. Des résultats semblables sont également obtenus dans 10 le test amidolytique de Teien modifié en utilisant du tampon tris-maléate ( 0,02 M) p H 7,5 au lieu de tampon tris-H Cl pour la dilution du plasma. Selon un aspect d'un intérêt considérable, cette activité anti-Xa est totalement spécifique vis-à-vis du facteur 15 Xa En effet, l'activité anti-thrombine, vis-à-vis du facteur I Ia, est nulle comme démontré par les résultats obtenus en effectuant l'essai amidolytique de Larsen M-L Abildgaard U, Teien A M et Gjesdalk K ( 1978), Thromb Res. 13, 285-288. Ces complexes qui sont, en outre, dépourvus de toxicité sont donc avantageusement utilisables pour la fabrication de médicaments utilisables notamment pour la prévention et le traitement des thromboses. L'invention est donc relative également à des prépara25 tions pharmaceutiques qui renferment lesdits complexes ATIII-oligosaccharides à activité spécifique anti-Xa élevée, plus spécialement les complexes ATIIIpentasaccharides dont question ci-dessus. Elle est plus particulièrement relative à des prépara30 tions pharmaceutiques, dépourvues de substances pyrogènes, contenant une quantité efficace de principes actifs en association avec des excipients pharmaceutiques, notamment sous forme lyophylisée. Elle concerne également les compositions dans lesquelles 35 le véhicule pharmaceutique est approprié pour l'administration par voie orale Des formes d'administration de l'invention appropriées pour l'administration par voie -9 orale peuvent être avantageusement des gélules gastrorésistantes, des comprimés ou tablettes, des pilules, ou encore présentées sous forme de liposomes. D'autres compositions pharmaceutiques comprennent ces 5 oligosaccharides en association avec les excipients appropriés pour l'administration par voie rectale Des formes d'administration correspondantes sont constituées par des suppositoires. D'autres formes d'administration de l'invention sont 10 constituées par des aérosols ou des pommades. L'invention concerne également des compositions pharmaceutiques injectables, stériles ou stérilisables pour l'administration tant par voie intraveineuse qu'intramusculaire ou souscutanée. Ces solutions renferment avantageusement 1 000 à 000 u(Yin-Wlessler)/ml de préférence de 1 500 à 30 000 par exemple de 25 000 u/ml, lorsque ces solutions sont destinées à l'injection par voie intraveineuse. Avantageusement, de telles préparations pharmaceutiques 20 sont présentées sous la forme de seringues non récupérables prêtes à l'emploi. Les compositions pharmaceutiques de l'invention sont particulièrement adaptées pour le contrôle (préventif ou curatif) de certaines étapes de la coagulation du sang chez l'homme ou l'animal, notamment dans le cas o le patient est soumis à des risques d'hypercoagulabilité résultant notamment d'opérations chirurgicales, de processus athéromateux, de développement de tumeurs et de troubles de la coagulation par des activateurs bactériens ou enzy- matiques, etc en particulier dans le cas de déficiences en ATIII. Afin d'illustrer l'invention, on indique ci-après, un exemple de posologie utilisable chez l'homme: cette poso5 logie comprend, par exemple, l'administration au patient de 5 000 à 50 000 u(Yin et Wessler) d'oligosaccharide engagé dans le complexe par voie intraveineuse, par exemple de 8 000 à 30 000, en une ou plusieurs injections, en administrations discontinues à intervalles réguliers, ou 10 continues par perfusion, ou encore tous les deux ou trois jours, selon le niveau des risques d'hypercoagulabilité ou la condition thrombotique du patient Ces doses peuvent être naturellement ajustées pour chaque patient en fonction des résultats et des analyses de sang effectuées auparavant, la 15 nature des affections dont il souffre et, d'une manière générale, son état de santé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront dans les exemples qui suivent. EXEMPLE 1 Préparation d'un complexe d'ATIII humaine et 20 i de pentasaccharide de formule: r.OSO;ia c Oo(-N+ _ oso N+ r OSQ+ " X+ O N ( 2 O H$ OH OH N H S Oj H OS O N"+ NH S q A 4 N HSO;W Mt OHNS/V so N sc ( 50) On mélange 65 mg ( 1 vmole) d'ATIII humaine avec 1,7 mg ( 1 Vmole) de pentasaccharide dans 10 ml de tampon Na Cl 0,15 M, Tris-HCI 0,01 M, p H 7, 5 et on laisse reposer environ mn & température ambiante. Le pentasaccharide mis en oeuvre est obtenu selon le 35 procédé de synthèse décrit dans l'exemple 9 de la demande de brevet FR 82 18003 au nom de la Demanderesse. On vérifie la formation du complexe ATIII-pentasaccharide en soumettant un aliquot du mélange obtenu à une opération de gel-filtration et en mesurant la densité optique à 280 nm de fractions éluées. On utilise une colonne de Séphadex G 50 fine (dérivé du dextrane commercialisé par Pharmacie Suede) de lx 95 cm, équilibrée avec le tampon ci-dessus On dépose au sommet de la colonne le mélange d'ATIII et de pentasaccharide La colonne est ensuite éluée avec ce même tampon et l'on 10 recueille des fractions de 1 ml. Sur la figure 1, on a représenté la variation de la densité optique DO à 280 nm et le dosage d'acide uroniques à la DO 530 nm en fonction du volume élué pour l'ATIII seul, le pentasaccharide et le complexe ATIII-pentasaccha15 ride recueilli. L'examen de cette figure montre que les volumes d'élution de l'ATIII et du pentasaccharide sont respectivement de 27 et 48 ml. Avec le complexe ATIII-pentasaccharide, on n'observe 20 qu'un pic à 27 ml et pas de pic à 48 ml Lorsqu'on répète l'expérience avec un excès de pentasaccharide, par exemple avec 6,5 mg d'ATIII et 0,313 mg de pentasaccharide, l'excès d'oligosaccharide est élué à 48 ml ce qui prouve la formation d'un complexe équimoléculaire et, par consé25 quent, la présence d'un seul site de fixation sur le pentasaccharide. On détermine la constante d'association du complexe par fluorimétrie. On mesure l'effet du pentasaccharide sur l'augmenta30 tion de fluorescence de résidus de tryptophane dans l'ATIII à l'aide d'un spectrofluorimètre de type FICA MK II. Ces mesures sont effectuées à 25 C dans un tampon tris-HC 1 0,01 M p H 7, 5 Na Cl 0,15 M. Les longueursd'ondesd'excitation et d'émission sont respectivement de 278 et 335 nm. On constate que l'addition de pentasaccharide à l'ATIII augmente la fluorescence de la protéine vraisemblablement au niveau des résidus de tryptophane. Sur la figure 2 on a rapporté une courbe de la varia5 tion du rapport v du nombre v de moles de pentasaccharide lié par mole d'ATIII à la molarité c de pentasaccharide en fonction de v (courbe de Scatchard) pour le complexe considéré. La pente de la droite obtenue permet de calculer la 10 constante d'association de 7 x 106 M-1 L'intersection de la courbe avec l'axe des x s'effectue pratiquement v=l, ce qui confirme la présence d'un seul site de fixation. L'activité anti-Xa est mesurée selon la méthode de Yin et Al par le test amidolytique de Teien en utili15 sant du tampon tris-maléate 0,02 M p H 7, 5 pour la dilution du plasma au lieu de tampons Tris-HC 1. On observe une activité anti-Xa respectivement de l'ordre de 9 000 u/mg de pentasaccharide (YW}) L'activité anti-thrombique mesurée selon le test 20 amidolytique de Larsen est nulle. EXEMPLE 2 Préparation d'un complexe ATIII-hexasaccharide de type CDEFGH o DEFGH correspondant à la séquence de l'exemple 1-: On opère, comme décrit dans l'exemple 1 et en prépa25 rant l'hexasaccharide selon le procédé de synthèse décrit dans la demande de brevet FR ci-dessus On obtient un complexe à forte constante d'association dont l'activité spécifique anti-Xa est également largement supérieure à celle de l'hexasaccharide seul. REVENDICATIONS 1 Nouveaux produits contenant des oligosaccharides ces derniers possédant notamment une activité anti-Xa élevée, caractérisés en ce qu'il s'agit de complexes à base d'ATIII et d'oligosaccharides renfermant de 5 à 12 motifs a et U, a représentant une structure acide aminé de type D- glucosamine et U une structure acide uronique soit b de type acide D- glucuronique, soit c de type acide L-iduronique, ces motifs a et U formant des chaînes 10 régulières choisies dans le groupe comprenant U(a U)n, (a U)na, (Ua)met (a U)m avec 4 2 Nouveaux produits selon la revendication 1 caractérisés en ce que l'alternance régulière des motifs a et U est modifiée par la présence à la suite d'un ou plusieurs motifs a ou U et/ou d'un ou plusieurs motifs de sucres neutres et/ou de désoxy-sucres et/ou de sucres de configuration différente. 3 Nouveaux produits selon la revendication 1 ou 2, 20 caractérisés en ce qu'ilscomportent des oligosaccharides comportant ou correspondant, en totalité ou en partie, à une séquence octasaccharidique de type b-a-c-a-b-a-c-a. 4 Nouveaux produits selon la revendication 3, caractérisés en ce que dans les oligosaccharides, les groupes 25 alcool primaire et alcool secondaire sont libres, ou sont en partie ou en totalité substitués par des anions tels que des anions phosphate ou en particulier sulfate, notamment sous forme de sel avec un cation minéral ou organique, en particulier un cation alcalin tel que le sodium et/ou 30 que les groupes amino des motifs a sont libres ou substitués par des groupes identiques ou différents comprenant les groupes acyle, en particulier acétyle, ou des anions tels que définis ci-dessus, ces différents anions étant avantageusement sous forme de sels avec un cation tel que décrit plus haut et/ou que les groupes carboxyle des motifs b ou c sont libres ou se présentent de préférence sous forme de sels avec un cation organique ou minéral comme défini plus haut. Nouveaux produit selon la revendication 6, caract 6 risés en ce qu'ils comportent des oligosaccharides com5 prenant en totalité ou en partie la séquence octasaccharidique de structure ABDCEFGH CO OR OR OR ro R L o t O o J /o h l n O 0- o Hm dû m m -0 $O; NHSO OH NHAC OH: HS O$ 3 l NHSO 3 3 J 3 3 A B C D E F G H ou de structure équivalente comportant des substituants 15 différents avec R' représentant un atome d'hydrogène, un groupe acyle, en particulier acétyle ou -SO 3 6 Nouveaux produits selon la revendication 5, caractérisés en ce qu'il s'agit de complexe ATIII-hexasaccharide en particulier de structure de type CDEFGH. 7 Nouveaux produits selon la revendication 4 ou 5, caractérisés en ce qu'ils comportent des pentasaccharides e structure de type a-b-a-c-a sous forme de complexe avec 1 'ATIII. 8 Nouveaux produits selon la revendication 7, carac25 tlrisés en ce qu'il s'agit de complexe ATIII-pentasaccharide de structure DEFGH dans laquelle les substitutions sont identiques a celles données ci-dessus ou différentes, les substitutions OSO 3 pouvant être remplacées par des groupes -OH, les groupes NH-acyle par des groupes -NHSO 3 30 9 Nouveaux produits selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisés en ce qu'il s'agit d'un complexe d'ATIII et d'un oligosaccharide choisi parmi ceux définis dans les revendications précédentes totalement dépourvus d'activité anti-I Ia. 10 Nouveaux produits caractérisés en ce qu'il s'agit d'un complexe d'ATIII humaine et de pentasaccharide de 2548189: de formule -SUS;i c ON,+ r O S ;t+ H H OH H NHSO;t+ OH NH 503/ O SON Vq N H S ON 4 ( 50) 11 Procédé de préparation des produits selon l'une 10 quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on mélange des quantités équimolaires d'ATIII et d'oligosaccharides dans un milieu tampon. 12 Composition pharmaceutique, caractérisÉeen ce qu'elle renferme une quantité efficace d'un complexe 15 selon l'une quelconquedes revendications 1 à 10 en association avec un excipient pharmaceutique.