Brevet FR2667506A1 — publié le 19920410

AGENT DE CONTRASTE COMPORTANT UN CATION PARAMAGNETIQUE ASSOCIE A UNE BASE DE SCHIFF. L'invention concerne de nouveaux agents de contraste utilisables dans le diagnostic par imagerie par résonance magnétique (1ru). La résonance magnétique nucléaire est maintenant largement utilisée pour obtenir des images spatiales de sujets humains en vue de l'établissement de diagnostics cliniques. Par cette technique, on obtient in vivo une image d'un organe ou d'un tissu en plaçant le sujet dans un champ magnétique externe fort et en observant les effets de ce champ sur les propriétés magnétiques des protons notamment du proton de l'eau, contenus dans, et aux environs desdits organes ou desdits tissus. Une fois que la source d'énergie externe est supprimée, les noyaux à l'état excité tendent à revenir à un état d'énergie plus stable. Le retour du noyau à l'équilibre est caractérisé par deux temps de relaxation appelés T1 et T2. Ces deux paramètres dépendent de l'environnement physique et chimique de l'eau de l'organe ou du tissu, et ils décrivent le retour à l'équilibre du magnétisme nucléaire des noyaux de l'échantillon dans les directions parallèle ou perpendiculaire aux champs magnétiques appliqués. Ainsi, T1 représente une constante de temps qui décrit un mode de dissipation de l'énergie, en particulier la perte d'énergie vers l'environnement moléculaire local, c'est-à-dire le réseau.C'est par l'étude des temps de relaxation des protons des molécules présentes, en particulier des protons de l'eau, qu'il est possible de produire, par des calculs relativement complexes, une image visuelle de la structure du tissu concerné. L'image produite, toutefois, manque souvent de définition et de clarté, à cause de la similitude des signaux d'autres tissus. Pour éviter cet inconvénient, on fait appel à des agents de contraste. Ce sont des substances qui ont un effet sur les parametres RMN (temps de relaxation T1, T2 et relaxivité) de diverses espèces chimiques présentes autour d'eux. En tant qu'agents de contraste, , on a déjà utilisé des produits paramagnétiques, qui contiennent des électrons non appareillés qui n'intéragissent pas et ne sont pas couplés. Il s'agit par exemple d'ions en solution. Ainsi, la publication Européenne de brevets EP 071 564 décrit l'utilisation, pour le diagnostic par IRM chez l'homme, d'ions Gd3+ chélatés avec de l'acide pentaacétique diéthylène triamine (DTPA). Le chélate ainsi formé permet de diminuer le temps de relaxation T1 et d'augmenter ainsi le contraste et la précision de l'image. L'ion Gd3+ étant lui-même toxique, il est nécessaire de le chélater pour une utilisation in vivo. Ce composé a été utilisé par voie intraveineuse pour démontrer des altérations pathologiques de "blood brain barrier" (R.C.BRASCH et al American Journal of ROENTGENOLOGY, 142, page 625, 630 - 1984). Toutefois, ce produit n'est pas adapté à d'autres utilisations diagnostiques. Par exemple, dans le foie, il est absorbé de la même façon par les cellules normales et les cellules cancéreuses et on ne peut donc distinguer les tissus sains des tissus altérés. L'invention vise donc à fournir de nouveaux agents de contraste utilisables en IRM qui présentent par rapport aux agents connus, une plus grande spécificité tissulaire. Un but de la présente invention est de proposer un agent de contraste du type chélate paramagnétique soluble en solution aqueuse pouvant être administré par voie parentérale, par exemple par injection intraveineuse, de façon à obtenir un effet de contraste en imagerie par RMN d'un organe spécifique. Plus précisément, un but de la présente invention est de proposer un agent de contraste qui, après administration à faible dose, conduit à un accroissement spécifique de la relaxation du proton de l'eau dans un organe particulier sans interférer avec d'autres organes et sans causer d'effets secondaires. Un autre but est que l'agent de contraste présente à la fois une haute stabilité, une faible toxicité, c'est-à-dire soit physiologiquement tolérable d'une part, et que d'autre il présente les propriétés de relaxivité et d'osmolarité satisfaisantes pour une bonne imagerie par contraste. On a maintenant constaté, de façon surprenante, que les composés répondant à la formule générale des bases de Schiff, permettent la formation de chélates d'ions métalliques paramagnétiques qui présentent une spécificité tissulaire accrue lors de leur utilisation en tant qu'agents de contraste en IRM. C'est pourquoi l'invention a pour objet un agent de contraste utilisable en diagnostic par IRM constitué d'un complexe entre un agent chélateur et un cation métallique, un sel physiologiquement acceptable de ce complexe ou encore un hydrate de ce sel, ayant pour formule [M(L)](n-2)+[X-](n-2).mH2O (I) dans laquelle - M désigne un cation métallique paramagnétique de charge +n divalent ou trivalent, - n = 2 ou 3 - X est un anion monovalent physiologiquement acceptable. - L est un agent chélatant de formule dans laquelle R1 à R6 représentent H, OH, un halogène, un groupe alkyle, alcoxy, aryle, hydroxyalkyle, carboxyalkyle éventuellement substitués, - A à F et A' à F' représentent H, OH, un halogène, un groupe alkyle, alcoxy, hydroxyalkyle, carboxyle, carboxyalkyle, phosphonyle (PO3H), sulfonyle (SO3H), un groupe alkyle substitué par un groupe phosphonyl ou sulfonyle, - L'un au moins de A à F et l'un au moins de A' à F' représentent un groupe hydroxyle, carboxyle, phosphonyle ou sulfonyle ou un alkyle substitué par ces groupes, groupes dont l'hydrogène est remplacé par le cation paramagnétique Mn+, - Y représente NH, O ou S - p et m sont des entiers allant de 1 à 5 - Z désigne N ou C, quand Z désigne N alors F et F' n'existent pas, Ces complexes entre l'agent chélatant et le cation paramagnétique peuvent être neutres ou ioniques en fonction de la charge du cation. Lorsque des atomes d'hydrogène acido labile des groupes substituants de A à F et A' à F' ne sont pas remplacés par le cation Mon+, il est possible pour augmenter la solubilité du complexe de les remplacer par des cations inoffensifs du point de vue physiologique provenant de base minérale et/ou organique, notamment d'aminoacide. La présentation du complexe sous forme salifiée permet en général d'accroître la solubilité du complexe en phase aqueuse. Selon la présente invention, on entend par alkyle ou alcoxy des radicaux en C1 à C7 de préférence en C1 à C3 et par aryl de préférence un phényl. On citera en particulier les agents pour lesquels R1 à R6 représentent H, un halogène et un alkyl en C1-C3. Les agents de contraste de l'invention sont particulièrement efficaces lorsque le métal paramagnétique est choisi parmi les ions divalents ou trivalents de métaux de transition ou de lanthanides paramagnétiques. On peut citer plus particulièrement les ions suivants Co 2+, Mn2+, Cu 2+, Cr 3+, Fe2+, Fe3+, Eu2+, Gd 3+, Dy3+, Ho 3+ de préférence Gd3+ On peut citer à titre d'exemple comme anion monovalent X les ions halogénures, NO3, BPh4 On citera également plus spécialement les agents pour lesquels X = O ou NH et ceux pour lesquels p est un entier de 2 à 4. De même, on cite plus particulièrement les agents pour lesquels A à F et A? à F' représentent H ou OH, l'un seulement de A à F et A' à F' représentant OH qui sont alors sous forme d'hydroxylate. On cite comme exemple l'agent de contraste approprié selon l'invention les agents de formule : Cd (L 1 ) X et Gd (L2) X. dans lesquels L1 a pour formule et L2 a pour formule Enfin la présente invention a également pour objet un procédé de préparation des agents de contraste selon l'invention. Pour préparer les composés selon l'invention, on procède dans un premier temps à la préparation des bases de Schiff que l'on chélate ensuite avec des cations paramagnétiques. La formation du chélate s effectue très simplement par réaction d'une solution d'halogénure dudit cation métallique dans l'alcool sur une solution de la base de Schiff dans le même alcool. Le processus réactionnel de préparation de la base de Schiff peut être réalisé en deux étapes, selon le schéma qui suit dans les conditions connus de l'homme de l'Art Ethanol ================ > > puis la complexation Ethanol [M(L)](n-2)+[X-](n-2).mH2O (I) D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lumière des exemples qui vont suivre. Dans l'ensemble des exemples, le temps de relaxation T1 est mesuré à l'aide du Minispec Brücker, 20 MHz à 37"C. Tous les réactifs chimiques, sauf indication contraire, sont couramment disponibles dans le commerce et utilisés tels quels sans étape ultérieure de purification. Les spectres infra-rouges sont enregistrés sur un appareil PE 297. Les spectres RMN sont enregistrés sur un appareil Jeol 6 x 270 (270 MHz) et les spectres de masse sont enregistrés sur un appareil Kratos MS80 en utilisant la spectrométrie Fab à l'argon. EXEMPLE 1 : Préparation du composé [Gd (L1) j C1 Le composé L1 a la formule suivante FORMULE III Il est préparé selon la méthode décrite dans la publication C.J. Jones et al., J. Chem. Soc. Dalton Trans, 1989, 1405. A une solution incolore de GdC13 (0,17 g ; 0,64 mmol) dans 50 ml d'éthanol, on ajoute une solution de L1 (0,23 g ; 0,65 mmol) dans 30 ml d'éthanol et on observe un dépôt immédiat de solide microcristallin de couleur jaune vif. Après avoir agité le mélange pendant deux heures à 20"C, on filtre le solide jaune, on le lave à l'éthanol et à l'éther, et on le sèche sous vide. On observe un rendement de 68,6 % (0,24 g de produit récupéré). Le produit obtenu présente les caractéristiques suivantes correspondant à la formule C20H22N204 ClGd - calculée : C, 43,91 ; H, 4,02 ; N, 5,12 % - trouvée : C, 45,7 ; H, 5,0 ; N, 6,5 %. Spectre de masse M/Z = 512. I.R. = (C=N) = 1650 cm 1. EXEMPLE 2 : Préparation du produit [Gd (L2)1 C1, H2O. Le produit L présente la formule suivante : Pour le préparer, on ajoute goutte à goutte une solution de tetraethylenepentamine (0,5 g ; 0,32 mI ; 2,64 mmol) dans 10 ml d'éthanol à une solution de salicylaldehyde (0,63 g ; 0,56 ml ; 5,20 mmol). On agite le mélange réactionnel pendant 24 heures à 20 C., puis on filtre la solution et on élimine les matières volatiles sous vide pour donner une huile jaune orangée. On constate par RMN que l'huile jaune obtenue convient quant à sa pureté, pour la synthèse ultérieure du complexe métallique. L'analyse pour C22H31N502 + 0,5H2O donne les résultats suivants - calculée : C, 65,02 ; H, 7,90 ; N, 17,24 %. - trouvée : C, 64,9 ; H, 7,8 ; N, 16,4 %. I.R. :# (C=N) = 1625 cm-1. 1H n.m.r.# /ppm: fippm Multiplicité Intégrant Attribution 8,53 ; 8,45 Singlet 2H - CH = N 7,43 - 6,84 Multiplet 8H - C H 3,65 - 3,30 br. multiplet 19H - NC2H4N, NH On prépare le composé chélaté final en ajoutant goutte à goutte une solution de L2 (1,05 g ; 266 mmol) dans 30 ml d'éthanol à une solution de Gd C13 (0,7 g ; 266 mmol). On observe le dépôt immédiat d'un solide microcristallin jaune pâle.Le mélange réactionnel est ensuite chauffé à 60 C pendant deux heures, puis après refroidissement, on filtre le solide jaune pâle et on le lave avec un mélange éthanol/éther. Après recristallisation à partir du mélange éthanol/éther, on obtient des cristaux incolores (rendement : 56 % soit 0,9 g de produit). L'analyse du produit C22H31N5O3GdCl donne les résultats suivants - calculée : C, 43,6 ; H, 5,2 ; N, 11,6 %. - trouvée : C, 44,2 ; H, 5,3 ; N, 12,0 %. Spectre de masse : M/Z = 553 l.R. : (C=N) = 1620 cm-1 EXEMPLE 3 : Résultats Le temps de relaxation T1 et la relaxivité R ont été mesurés pour les deux complexes des exemples 1 et 2. COMPLEXE T1 (m.sec) R(mMsec 1) Gd(L1)Cl 352 2.84 Gd(L2)Cl, H2O 256 3.91 Le temps de relaxation T1 a été déterminé sur Minispec Brücker à 20 MHz à 37"C. La relaxivité des composés selon l'invention a été mesurée sur le minispec 20 MHz. Les résultats figurent au tableau 1 ci-dessus. Les mesures ont été effectuées dans l'eau. Ces complexes injectées dans le rat à une dose de 0,1 mmol/kg, donne un pourcentage d'accroissement du contraste dans le foi d'environ 30 %, 20 minutes après l'injection, alors même que pour le MagnevistR (Gd (DTPA) l'accroissement 20 minutes après l'injection est nul. REVENDICATIONS 1. Agent de contraste pour l'imagerie par RMN constitué d'un complexe entre un agent chélateur et un cation métallique, un sel physiologiquement acceptable de ce complexe ou encore un hydrate de ce sel, ayant pour formule [M(L)](n-2)+[X-](n-2).mH2O (I) dans laquelle - M désigne un cation métallique paramagnétique de charge +n divalent ou trivalent. - n = 2 ou 3 - X est un anion monovalent physiologiquement acceptable, - L est un agent chélatant de formule dans laquelle - R1 à R6 représentent H, OH, un halogène, un groupe alkyle, alcoxy, alkyl, hydroxyalkyl, carboxyalkyl éventuellement substitués, - A à F et A' à F' représentent H, OH, un halogène, un groupe alkyle, alcoxy, hydroxyalkyle, carboxyle, carboxyalkyle, phosphonyle (PO3H), sulfonyle (S03H), un groupe alkyle substitués par un groupe phosphonyle ou sulfonyle, - L'un au moins de A à F et l'un au moins de A' à F' représentent un groupe hydroxyle, carboxyle, phosphonyle ou sulfonyle ou un alkyle substitué par ces groupes, groupes dont l'hydrogène est remplacé par le cation paramagnétique Mn+, - Y représente NH, O ou S - p et m sont des entiers allant de 1 à 5 - Z désigne N ou C, quand Z désigne N alors F et F' n'existent pas. 2. Agent de contraste selon la revendication 1 caractérisé en ce que M représente un cation divalent ou trivalent de métal de transition ou de lanthanides notamment Co 2+, Mn2+, Cu 2+, Eu2+, Cr3+, Fe3+, Gd3+, Dy3+, Ho 3+ de préférence Cd3+. 3. Agent de contraste selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que X = O ou NH. 4. Agent de contraste selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que A à F et A' à F' représentent H ou OH, l'un au moins de A à F et A' à F' étant un hydroxylate. 5. Agent de contraste selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que p est un entier de 2 à 4. 6. Agent de contraste selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que R à R6 représentent H, un halogène, un alkyle en C1 à C3 éventuellement substitué par un halogène. 7. Agent de contraste selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que X est un halogénure, NO3, BPh4 8. Agent de contraste selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le cation métallique est Bd3 + 9. Agent de contraste selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que il répond à la formule Gd (L1) X, dans laquelle L1 a pour formule ou Gd (L2) X, dans laquelle L2 a pour formule 10. Procédé de préparation d'un agent de contraste selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'en milieu alcoolique on fait réagir une solution d'un sel du cation métallique Mon+, notamment un sel d'halogénure avec une solution de base de Schiff de formule (II)