Brevet FR2613937A1 — publié le 19881021

Le domaine technique de la présente inven- tion est celui de la thérapie ciblée et de l'imagerie médicale, notamment du cancer. Plus particulièrement, la présente invention concerne des ligands stéroides spécifiques de récep- teurs hormonaux, ligands portant un radionucléide. Les hormones stéroides se lient avec une haute affinité aux récepteurs protéiques cyto- plasmiques des cellules cibles et, après liaison, subissent une translocation dans le noyau cellulaire et activent la transcription des portions du génome relatives d l'effet physiologique propre à l'hormone. Etant donné le passage du complexe stéroide-récepteur à proximité du DNA, un iode radioactif I125 Ou I123 porté par le stéroide pourra endommager gravement le DNA et avoir un effet léthal sur la cellule cible. Or un certain nombre de cancers présentent une concentration élevée en récepteurs spécifiques soit aux estrogènes, soit aux progestagènes, soit aux androgènes. Il s'agit notamment des cancers du sein, de l'utérus, de l'ovaire et de la Prostate. Par exemple, % des cancers du sein présentent des niveaux détec- tables de récepteurs d'estrogènes (de 5000 à 50000 mo- lécules de récepteurs par cellule). Un iode radioactif I125 ou I23 attaché au stéroide permettra la destruction spécifique des cellules cancéreuses. En outre, un iode 123 permettra de visualiser la tumeur par radioimagerie. En fait, ces ligands constituent des agents de pilotage de l'élément actif proprement dit qui est leur radionucléide. Pour des sites de fixation intracellulaire tels que les récepteurs hormonaux, des analogues d'hor- mones présentant une haute affinité pour le récepteur et une faible affinité pour les protéinesde liaison plas- matiquesseront les agents de pilotage les plus appro- priés. Le but de la présente invention est donc de proposer des analogues d'hormones stéroides présentant une haute affinité pour le récepteur hormonal et qui se lie de manière quasi irréversible au récepteur en vue d'améliorer la proportion d'analogues fixés. Un autre but de la présente invention est que les dérivés iodés de ces analogues soient stables dans le milieu extracellulaire, notamment dans le plasma,comme dans le cytoplasme, tout en gardant une haute affinité pour le récepteur hormonal. Toutes les cellules contenant des récep- teurs hormonaux, qu'elles soient malignes ou saines, peuvent être l'objet de cet accroissement de cyto- toxicité. Toutefois, on observe quand même une sélectivité améliorée, puisque dans les traitements de chimiothérapie de cancer conventionnel, les tissus cibles estrogènes sains ont soit un taux de prolifération de cellules faibles, soit ne sont pas essentiels à la vie. Il en est de même pour les récepteurs androgènes et progestagènes. La présente invention a donc pour objet des ligands spécifiques de récepteurs d'hormones stéroIdes utiles pour la thérapie ciblée ou l'imagerie notamment du cancer présentant un squelette structurel de base -3 ayant pour formule (18)CH3 OH (I) caractérisés en ce qu'ils comportent notamment a une fonction hydroxyle ou cétone en position C3, b une fonction chlorométhyle en e sur la position Cll, c une fonction vinyle ou méthyle en a sur la position Cl1 et, d un iode radioactif substitué sur un groupement alkyl ou alkényl rattaché au squelette, notamment un méthyl ou un vinyl. Les fonctions en positions C3 et Cl7 confèrent à ces ligands une affinité élevée pour les récepteurs hormonaux auxquels ils sont destinés, à savoir des ré- cepteurs androgènes, estrogènes ou progestagènesnotamment. La fonction 11 B-chlorométhyle assure une liaison de type irréversible entre le stéroide et le récepteur. La formation d'un lien irréversible entre le stéroide et le récepteur améliore la stabilité du com- plexe et augmente sa concentration dans le noyau. Les sites de liaison des hormones estrogènes, androgènes et progestagènes présentent des homologies de séquences d'acide aminé, ce qui explique leur commun comportement s'agissant de la liaison irréversible entre le récepteur et le stéroide en présence d'une fonction 11 S-chlorométhyle. Ces dérivés possèdent une fonction vinyle ou méthyle en C17en a de la position C17, ce qui leur confère une résistance au métabolisme et une liaison réduite au protéine de liaison plasmatique. Les ligands, plus particulièrement utiles pour la thérapie ciblée, comporteront l'isotope 1125 ou I123 comme iode radioactif. Cet iode radioactif ainsi piloté pré- sente une forte activité cytotoxique, dans la mesure o il est amené à proximité de l'ADN dont il induit des coupures dans la double hélice. Des ligands, plus particulièrement utiles pour l'imagerie médicale, notamment du cancer, porte- ront comme iode radioactif l'isotope 1123 Selon une première variante des ligands selon l'invention, l'iode radioactif est situé sur la double liaison du vinyl en a sur la position C17À Ces ligands sont plus spécifiques des récepteurs estrogènes et pro- gestagènes. Cette position a l'avantage de présenter une grande stabilité. Selon une seconde variante des ligands selon l'invention, l'iode radioactif est situé sur un méthyl angulaire positionné en ClU. La position Cls8 est celle qui est directement liée à Cl3. Ces ligands sont plus parti- culièrement spécifiques des récepteurs androgènes. On peut citer en particulier comme ligands selon la première variante, ceux dont la fonction en C3 est un groupe hydroxyl, le cycle sur lequel il est attaché étant un cycle aromatique. Ces ligands sont plus spécifiques des récepteurs estrogènes. On peut également citer comme ligands selon la première variante de l'invention des ligands dont la fonction en position C3 est une fonction cétone con- juguée à une double liaison en C4-Cs. Ces ligands sont plus particulièrement spécifiques des récepteurs pro- gestagènes. Parmi les ligands, plus particulièrement spécifiques des récepteurs androgènes, dont l'iode radio- actif est situé sur un méthyl angulaire positionné en Cl8, on peut citer ceux dont la fonction en position C3 est une cétone conjuguée à une double liaison en C4-C5. Parmi ces derniers, on peut également citer ceux qui comportent unmrthyleen position C7. Parmi les ligands, plus spécifiques des récepteurs estrogènes vus précédemment, on peut citer le 11 8-chlorométhyl 17 a-iodovinyl estradiol de formule C Ci CH3O II= I1HC Cs l HO Parmi les ligands les plus spécifiques des récepteurs progestagènes, on peut citer particulière- ment le 11 e-chlorométhyl 17 a-iodovinyl 17 e-hydroxy 19-nor 4-androstène 3-one de formule CH 2Cl CH3 H H t - C=C (III) |\I TAJJ Parmi les ligands spécifiques des récepteurs androgènes,. on peut citer les 11 B-chlorométhyle 17 a- méthyle 18-iodotestostérone ou 19-nortestostérone de formule C 2 1 I* OH (IV) CH3 selon que R = CH3 (dérivé testostérone) ou H (dérivé 19-nortestostérone) Parmi ces derniers, on peut également citer les 11 $-chlorométhyle 17 améthyle 18-iodo 7 a-méthyle testostérone ou 19-nortestostérone de formule CfI C HI* OH (V) IR"CH3 R CH3 selon que R = CH3 (dérivé testostérone) ou H (dérivé 19nortestostérone) D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière des exemples qui vont suivre. Exemple I: LIGANDS SPECIFIQUES DU RECEPTEUR ESTROGENE Le schéma I ciaprès reproduit la synthèse d'un ligand 11 B-chlorométhyl 17 a-iodovinyl- estradiol. L'étape 1 consiste en une hydroxylation microbiologique avec une souche "ASPERGILLUS OCHRACEUS" en 11 a selon les détails fournis page 136 de la réfé- rence 4. Le produit de départ est le 17 a-éthynyl estradiol [l]. L'étape 2 est une oxydation avec du pyridinium chlorochromate (PCC) dans CH2Cl2,oxydation qui donne donc une fonction cétone en position 11 selon le protocole décrit page 2649 de la référence 7. L'étape 3 consiste en une protection avec le 1 éthoxy-éthyl-éther par action de l'éthyl-vinyl-éther dans la fonction hydroxyl en position C3. Le mode opéra- toire à suivre est décrit page 334 de la référence 2. L'étape 4 consiste en une méthylénation de la fonction cétone en position Cll par addition de(CH3)3 Si CH3 Mg Cl dont les détails sont décrits page 39 de la référence 3. L'étape 5 consiste en une déshydratation avec un mélange HCl acétone conformément au mode opératoire détaillé page 39 de la référence 3 et une déprotection des fonctions en C3 et C17. L'étape 6 consiste en une hydroboration sélec- tive de la double liaison en Cl, avec le 9-borabicyclo (3.3.1) nonane (BBN) dont les détails sont fournis en référence 8 L'étape 7 consiste en une hydroxylation du dérivé BBN par oxydation avec de la soude (NaOH) et de l'eau oxygénée (H202). Ce type d'hydroxylation est décrit page 334 de la référence 2. L'étape 8 est une chloration par du triphényl phosphine et du N-chlorosuccinimide (NCS) conformément au procédé décrit page 500 de la référence 5. On obtient donc un dérivé 11 B-chlorométhyl. L'étape 9 est une hydroboration par catéchol borane à 70 C pendant 2 heures selon le procédé décrit page 1289 de la référence 6. On obtient donc un dérivé 17 a-vinyl. L'étape 10 est une formation d'un dérivé acétate en position C3 avec de l'anhydride acétique et de la pyridine. Ce type de procédé est décrit page 1289 de la référence 6. L'étape 11 est une étape d'iolination selon la méthode de NAKATSUKA (page 1289 de la référence 6) avec de la chloramine T, du NaI*, du THF et un tampon phosphate. On obtient un dérivé 17 a-iodovinyl. L'étape 12 est une déprotection de la fonction en position C3 par hydrolyse de la fonction acétate avec de l'acétate de sodium et Na2CO3 dans du méthanol, et de l'éther (selon les détails fournis page 1289 de la réfé- rence 6). On obtient ainsi le 11 B-chlorométhyl 17 a- iodovinyl estradiol (I125 ou 1123) [2. Une autre voie d'accès à l'intermédiaire E] obtenu à l'issue de l'étape 8 est l'aromatisation de l'intermédiaire [s], à l'issue de l'étape 8 au cours de la voie de synthèse du schéma II de l'exemple suivant. L'aromatisation de l'intermédiaire [5 inter- venant après déprotection acide de son groupement éthy- lène dioxyde en position C3. Cette aromatisation se fait par voie microbiologique avec la souche "ARTHROBACTER SIMPLEX" (ce procédé se fait selon celui décrit référence 1). Le rendement et la pureté de l'intermédiaire [s] lors de l'étape de chloration étant relativement meilleurs à ceux que l'on peut obtenir lors de la synthèse de [3]. 26 1 3937 SCHEMA I Ll 17o-ETHYNYL ESTRADIOL OH H O Il @C-CHO2CH [1]r' T (1) ASPERGILLUS OCHR. (2) PCC _ HO H (3) - Ethylvinyl éther - H+ OR OH O *' -CHCH2 CECH Q (e.> (CH3),SiCHMgCl RO (5) HC1, acétone H avec R=CH3 CH(OC2 Hs) (6) BBN BBN OH CH2OH OH C * C-CH Q (7) CaOH, 02.O HO H (8) NCS/P / OH CHC1 OH,O CH2 C %CECH iC-C "'OH "H HO Q (9) CATECHOL BORANE H O HOb HOH (10) - anhydride / acétique / COH pyridin A/(OH)2 CH!C1 "H V''CC (11) -Chloramine-T À. ' --NaI*, THFi '[ Qg i,3i- tabmponahos e H -2, R'O (12) - CH, COeNa - avec R' - -C-CH3 - CH3OH, Ca2CO3 O - ETHER [2 1-CHLOROMETHYL 17a-IODOVIYL-ESTRADIOL [2] - 1 11-CHLOROMETHYL 17aIODOVINYL-ESTRADIOL Exemple II: LIGANDS SPECIFIQUES DU RECEPTEUR PROGESTAGENE La voie de synthèse de dérivés 11 B-chloro- méthyl 17 a-iodovinyl 17 B-hydroxy 19-nor 4-androstène 3-one est décrite en référence au schéma II ci-après. Le produit de départ est le 17 a-éthynyl- 17 S-hydroxy-19-nor-4-androstèn-3-one (NORETHINDRONE) b4] - Dans ce schéma I* représente les isotopes 1125 ou 1123. L'étape 1 est une étape de protection de la fonction cétone en C3 par une fonction éthylène dioxy. On utilise,à cet effet, l'éthylène glycol, l'acide p- toluènesulfonique et l'orthoformate d'éthyle et CH2Cl2 comme solvant (détails de ce type de procédé sont fournis page 39 de la référence 3). L'étape 2 est une étape de protection de la fonction hydroxyle en position 17 a protection par une fonction 1-éthoxy-éthyl-éther (selon l'étape 3 du schéma I de l'exemple I). L'étape 3 est une étape d'hydroxylation par voie microbiologique 11 a selon le procédé de l'étape I du schéma I. L'étape 4 est une étape d'oxydation avec pyri- dinium chlorochromate (PCC) en condition neutre par tamponnage avec l'acétate de sodium selon un type de procédé décrit(synthèse du CITRONELLAL page 2649 de la référence 7). On obtient ainsi une fonction cétone en position Cl. L'étape 5 consiste en une méthylénation de la position Cll par réaction de WITTIG utilisant le bromure de méthyltriphényl-phosphonium et le NaH dans du DMSO, conformément au procédé décrit page 39 de la référence 3. Les étapes 6, 7 et 8 sont conformes aux étapes 6, 7 et 8 du schéma I. De même pour les étapes 9 et 10 qui sont conformes aux étapes 9 et 11 respectivement du schéma I. L'étape 11 du présent procédé consiste en une déprotection par HC1 dans l'acétone conformément au mode opératoire décrit page 334 de la référence 2 pour donner le composé [6] 11 B-chlorométhyl- 17 a-iodovinyl-17 e-hydroxy-19-nor-4-androstèn-3-one. OH SCHEMA Il OR' 1iiCaCH HIIC-CH '4R'CrCH O OH > [OH, H- -.4.J (2) Ethylvinyl Ether,H avec o ' ()0hliy' N.. R-CHCH (OCHs) (3) ASPERGILLUS/" OR' 4) PCC,CH COONa OR' O C'C H CHCC 0: O -J (5) (Ph,PCH BM)B;NaH> o N O0 DMSO O (6) BBN BBN OR' CH(OH OR, "' C-CH!'1 CS-CH O-, b J.(7) NaOH, Hz02., O. _. O,0 (8) NCSIP) CH CI OR' OR /OH C'.Ct-'CH C.,,c"CC/BOH O V0 (10) Chloramine-T / NaI*, THF OR' I*/ Tampon phosphate OH "C=C%,Hi C -CCRI* c / .'") " v (11) HCl, CH:-C-CH2 O O1 Exemple III: LIGANDS SPECIFIQUES DU RECEPTEUR ANDROGENE La voie de synthèse d'un dérivé 11 B-chloro- méthyl-17 a-méthyl-18-iodotestostérone-[r8] est présentée sur le schéma III ci-après. Le produit de départ est un dérivé 11 î- hydroxy 17 a-méthyl testostérone [7]. L'étape 1 est une étape de protection conforme à celle de l'étape 1 du schéma II de l'éthylène glycol en milieu acide. L'étape 2 est une étape d'oxydation à l'étape 4 du schéma II du pyridinium chlorochromate en condition neutre avec un tampon acétate de sodium. L'étape 3 est une étape de protection conforme à l'étape 3 du schéma I. L'étape 4 est une étape d'addition d'un méthyle en position Cl, par action de CH3Li dans un mélange ben- zène/éther diéthylique conformément aux détails fournis page 39 de la référence 3. L'étape 5 est une déshydratation conforme à l'étape 5 du schéma I. L'étape 6 est une hydroboration avec du BBN comme à l'étape 6 du schéma I. L'étape 7 est une hydroxylation comme celle de l'étape 7 du schéma I. L'étape 8 est une chloration conforme à l'étape 8 du schéma I avec du NCS/Ph3. On obtient ainsi un produit [l1] 11 -chlorométhyle. L'étape 9 est une iodination du méthyle en position 18, par action préalable du tétraacétate de plomb et de l'iode radioactif sous reflux dans du cyclohexane suivi d'addition du stéroide [il et de l'azodisobutyronitrile selon le procédé décrit page 506 de la référence 5. On obtient ainsi la11 l- chlorométhyl 17 a-méthyl 18-iodotestostérone [8]. Les dérivés analogues [aol et [9] sont formés à partir du produit d'hydroxylation microbiologique, comme à l'étape 1, du dérivé 17 a-méthyl-19-nor- testostérone et de la mibolérone (7 a, 17 a-diméthyl- 19-nor-testostérone) respectivement, et subissent les mêmes étapes de 4 à 9 du présent schéma. La mibolérone et la 17 a-méthyl-19-nor- testostérone ont une meilleure affinité que la testosté- rone pour le récepteur androgène. En outre, la mibolérone décrite dans le brevet US 3 341 557 a une affinité plus faible que la testostérone pour les protéines de liaison plasmatique et une rétention nucléaire nettement plus élevée confère au dérivé [s] un ciblage de haute spécificité. 26 1 3937 SCHEMA III " OH, OH OH..,OH E71 FOH [ L OH, H' I (2) PCC CH3 COONZ OHCH Cj OR' 0(3) Ethylvinyl Ether, CHCH(OC H) O H+ jCH(OCHs) OH OR' (4) CH3L O cW (5) ou 1 cHC-H c (6) BBN CHOHOH OH2OH d/2(7) NaOH, H2q2 * (8) NCS /P, _ (9) I*, Pb(OAc) c% cH2c I* oR R,.? CH2C9] RI-CH, R-CH, Cl R-CH, I* E0] R1-H R2-CH2CI R-CHI* j*,I125 OU 123 REFERENCES (1) A.J. VAN DEN BROEK et al., PHARMACEUTISCH WEEKBLAD SC. ED., p. 182-183, Vol. 5, 1983, (2) K.H. SCHONEMANN et al., EUR. J. MED. CHEM. CHIMICA THERAP. - p. 333-335, 15n 4, 1980 (3) A.J VAN DEN BROEK et al., RECUEIL JOURNAL OF THE ROYAL NETHERLANDS CHEMICAL SOC. - p. 35-39, 94/2, 1975, (4) J. DE FLINES et al., RECUEIL J. ROYAL NETH. CHEM. SOC. p. 129)138, 82, 1963, (5) A.J. VAN DEN BROEK et al., STEROIDS - p. 481510, 30, 1977, (6) I. NAKATSUKA et al., J. OF MEDICINAL CHEMISTRY, p. 1287-1291, 27, n 10, 1984, 7) E.J. COREY et W. SUGGS, TETRAHEDRON LETTERS, p. 2647-2650, n 31, 1975, (a) C.A. BROWN, R.A. COLLMAN, J. ORG. CH., P 2328, 44, 1979. REVENDICATIONS 1. Ligands spécifiques de récepteurs d'hor- mones stéroides utiles pour la thérapie ciblée ou l'imagerie notamment du cancer présentant un squelette structurel de base ayant pour formule (18)CH3 OH (I) caractérisés en ce qu'ils comportent notamment a une fonction hydroxyle ou cétone en position C3, b une fonction chlorométhyle en sur la position Cll, c une fonction vinyle ou méthyle en a sur la position C!7 et, d un iode radioactif substitué sur un groupement alkyl ou alkényl rattaché au squelette, notamment un méthyl ou un vinyl. 2. Ligands utiles pour la thérapie ciblée, notamment du cancer selon la revendication 1, caracté- risés en ce que l'iode radioactif est l'isotope Il ouI'3. 3. Ligands selon la revendication 1, utiles pour l'imagerie médicale, notamment du cancer, caracté- risés en ce que l'iode radioactif est l'isotope I23. 4. Ligands selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisés en ce que l'iode radioactif est situé sur une double liaison d'un vinyl en a sur la position Cl1. 5. Ligands selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisés en ce que l'iode radioactif est situé sur un méthyle angulaire positionné en C18. 6. Ligands selon la revendication 4, caractérisés en ce que la fonction en position C3 est un groupe hydroxyle attaché à un cycle aromatique. 7. Ligands selon la revendication 4, caractérisés en ce que la fonction en position C3 est une fonction cétone conjuguée à une double liaison en C,-Cs. 8. Ligands selon la revendication 5, caractérisés en ce que la fonction en position C3 est une fonction cétone conjuguée à une double liaison en C4-Cs. 9. Ligands selon la revendication 8, caractérisés en ce qu'il comporte en outre un méthyle en C7. 10. Ligands selon la revendication 6, - caractérisés en ce que c'est un 11 e-chlorométhyl 17 a- iodovinyl-estradiol de formule - CH OH HO HO =% 2 613937 11. Ligands selon la revendication 7, caractérisés en ce que c'est un 11 B-chlorométhyl 17 a-iodovinyl 17 B-hydroxy-19-nor-4-androstèn-3-one de formule CH CI CH,3H H 12. Ligands selon la revendication 8, caractérisés en ce que c'est un 11 8-chlorométhyle 17 a-méthyle 18-iodotestosterone ou de préférence 19-nor testostérone de formule C2 C1 MI* OH (IV) 'CH3 avec R = CH3 ou de préférence H 13. Ligands selon la revendication 8, caractérisés en ce que le 11 8-chlorométhyl-17 a-méthyle 18-iodo 7 améthyl 19-testostérone ou, de préférence, 19-nor testostérone a pour formule aeR H odpérceC H. V (V) A"'CH3 CH. avec R = CH3 ou de préférence H.