Brevet FR2777895A1 — publié le 19991029

POLYMERE SEQUENCE NON-RETICULE, PROCEDE POUR SA PREPARATION, ET SES UTILISATIONS La présente invention concerne un polymère séquencé non réticulé. Elle concerne également un procédé pour sa préparation ainsi que son utilisation notamment dans des compositions pharmaceutiques. Le polymère séquencé selon l'invention contient des séquences de polyéthylène glycol liées à des séquences de polyester et/ou de polycarbonate. Les séquences de polyester sont choisies en particulier parmi des séquences de polyfumarate, polymaléate et polysuccinate. Les séquences de polyester les plus avantageuses selon la présente invention sont les polyfumarates et les polysuccinates. Les polysuccinates et polyfumarates ont déjà été testés pour leur utilisation dans des compositions pharmaceutiques mais ont été écartés à cause de leur nature fortement hydrophobe et leur faible biodégradabilité. Néanmoins, la Société Demanderesse est parvenue à mettre au point des polymères contenant ces polyesters qui conviennent tout particulièrement à une utilisation dans des compositions pharmaceutiques. La Société Demanderesse a en fait découvert que l'insertion des séquences hydrophiles de polymères de polyéthylène glycol dans les chaînes de polyfumarate, de polysuccinate et de polymaléate améliore la biocompatibilité de ces polymères tout en diminuant leur toxicité. Le polymère séquencé selon la présente invention possède la formule générale (I) suivante dans laquelle - z = 1 à 75, - Pa et Pc sont identiques ou différents l'un de l'autre et représentent chacun indépendamment où - t = 1 à 150, et - A représente CH=CH ou CH2-CH2 ou où x = O à 50 - Pb et Pd sont différents l'un de l'autre et représentent chacun indépendamment l'un de l'autre : [RO]u où : - u = 1 à 150, et - R représente un groupe alkyle, cycloalkyle, alcène, alcyne ou aryle, éventuellement substitué, ou [CH2-CH2-O- (CH2-GH2-O) n] y OÙ: - y = 1 à 150, et - n = 0 à 200. La masse moléculaire moyenne en poids du polymère est comprise entre 2.000 et 300.000 daltons. Les séquences de polyéthylène glycol (PEG) introduites dans les polymères selon la présente invention peuvent être liées soit directement aux polyesters soit par l'intermédiaire de liaisons polycarbonates. L'avantage de l'introduction des PEG par l'intermédiaire de liaisons polycarbonates réside dans le fait que la dégradation des polymères peut être modifiée selon le nombre et la longueur des séquences polycarbonates introduites dans le polymère. La présence des séquences polycarbonates a pour effet de retarder la vitesse de dégradation. Ainsi, les polymères selon l'invention permettent une grande souplesse dans le choix de leur biodégradabilité et de leur hydrophilicité. En effet, on peut moduler la biodégradabilité et l'hydrophilicité du polymère en modifiant - le nombre de séquences polycarbonates et le nombre de séquences PEG dans chaque motif du polymère, - la longueur des séquences hydrophobes et hydrophiles dans chaque motif du polymère, - la longueur du polymère. La présence du PEG hydrophile augmente la solubilité aqueuse du polymère tout en diminuant son immunogénicité. De plus, l'introduction des séquences PEG permet une meilleure biodégradabilité des polyfumarates et polysuccinates. En effet, pour un même poids de polymère, la biodégradabilité est supérieure en présence du PEG. Les polymères selon la présente invention peuvent posséder un poids moléculaire très élevé, à partir de 20.000 daltons, tout en restant solubles et biodégradables. Ces polymères de haut poids moléculaires peuvent se concentrer au niveau des tumeurs en ciblant les cellules tumorales par un effet connu sous le nom "Enhanced Permeability Retention Effect" (EPR). En effet, les parois vasculaires des cellules tumorales sont plus perméables aux macromolécules que les parois des cellules vasculaires saines. La proportion des séquences PEG dans le polymère permet également de préparer des polymères solubles ou non, qui peuvent être utilisés en tant que supports pour des principes actifs dans des compositions pharmaceutiques ou pour des antigènes dans des vaccins. Ces polymères peuvent donc être utilisés dans la formation des implants, microsphères, microparticules ou nanoparticules en association avec des principes actifs. Les nanoparticules seront composées des polymères à biodégradabilité supérieure afin d'obtenir une libération plus rapide du principe actif. Les implants, microsphères, ou microparticules permettront une libération contrôlée des principes actifs. Les polymères selon l'invention peuvent également être conjugués avec un principe actif. A titre d'exemples, ces principes actifs peuvent être choisis parmi les antiinflammatoires, les antitumoraux, les immunodépresseurs, les antithrombotiques, les neuroleptiques, les antidépresseurs, les antihypertenseurs, les peptides, les protéines, en particulier les cytokines, les nucléotides, ou un sel non toxique de ces substances. Selon un mode préférentiel de réalisation du polymère conjugué selon la présente invention, un polymère contenant une séquence polyfumarate (A égale CH=CH) peut être couplé directement ou via un bras polymérique ou peptidique à un principe actif, par une liaison covalente. A titre d'exemples de principes actifs, on peut citer des agents antitumoraux tels que le taxol, les cis-platines et les doxorubicines. L'invention concerne également un procédé pour la préparation des polymères séquencés de formule générale (I). Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on polymérise des séquences de polyesters avec des séquences de polyéthylène glycol et qu'optionnellement l'on introduit des séquences de polycarbonates dans le polymère. Selon un mode préférentiel de réalisation du procédé selon l'invention, on prépare des séquences de polyesters par polycondensation d'acide dicarboxylique avec des diols. L'introduction des séquences carbonates peut se faire de la façon suivante : on transforme les groupements hydroxyles terminaux d'un monomère ou d'un oligomère à terminaison bis-hydroxy en un dérivé activé par réaction avec un composé de formule où X représente Cl ou imidazole. Ces dérivés activés réagissent avec des composés hydroxylés afin d'obtenir des groupements carbonates. L invention concerne en outre l'utilisation d'un polymère séquencé de formule générale (I) dans des compositions pharmaceutiques. Cependant, ces polymères ne sont pas limités à une telle utilisation. Ils peuvent être utilisés dans tous les domaines nécessitant une biodégradabilité contrôlée, par exemple dans l'agriculture. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples non limitatifs qui suivent. EXEMPLE 1 Préparation d'un polymère séquencé monocarbonate. On prépare un mélange de 0,34 ml (1,96 mmole) d'éthyle diisopropylamine et de 1,97 g (0,98 mmole) d'un polyéthylène glycol ayant un poids moléculaire d'environ 2000 Daltons (PEG 2000) dans 4 ml de chloroforme. On ajoute ce mélange goutte à goutte à une solution de 20% de COCl2 (phosgène) dans du toluène (2,4 ml, 4,91 mmole), maintenue dans un bain de refroidissement à O" C sous azote. 15 minutes après l'ajout du COC12, on élimine le C0C12 restant à l'aide d'un flux d'azote pendant 30 minutes. On agite la solution à l'aide d'un agitateur magnétique et on permet à la solution d'atteindre une température de 5"C. A ce mélange réactionnel, on ajoute goutte à goutte une solution de PBS 3920 (3,85 g, 0,98 mmole), d'éthyl diisopropyl amine (0,34 ml, 1,96 mmole) et diméthylaminopyridine (0,12 g, 0,88 mmole) dans 21 ml de chloroforme. On sort le mélange réactionnel du bain de refroidissement et on agite la solution pendant 12 heures. On évapore les solvants organiques et on sèche le produit sous vide. Le polymère obtenu possède une viscosité intrinsèque dans le chloroforme à 30"C de 0,26 dl/g. Il contient 33,78 en poids de PEG. Il présente la formule générale (I) ci-dessus dans laquelle : A = CH2-CH2, t=23, x=l, y=45,5, z= environ 5. Exemple 2 Préparation d'un polymère séquencé monocarbonate. On maintient une solution de 2 g de PBS 3920 (0,51 mmole), 180 mg (0,55 mmole) de carbonyl diimidazole et 2g (0,5 mmole) de PEG 4000 sous azote à une température de 60"C dans 15 ml de chloroforme pendant 6 jours. On obtient le polymère par précipitation dans de l'éther. La viscosité intrinsèque dans le chloroforme à 30"C du polymère obtenu est de 0,32 dl/g. Le polymère contient 50% en poids de PEG. I1 présente la formule générale (I) ci-dessus dans laquelle : A=CH2-CH2, t=23, u=23, n=89, x=4, z=4. Exemple 3 Préparation d'un polymère séquencé monocarbonate On maintient une solution de lg de PBS 10,034 (0,51 mmole), 129 mg (0,39 mmole) de carbonyl diimidazole et 0,39 g (0,09616 mmole) de PEG 4000 à 60"C dans 15 ml de chloroforme pendant 6 jours. On obtient le produit par précipitation dans de l'éther. La viscosité intrinsèque dans du chloroforme à 30"C est de 0,36 dl/g. Le polymère contient 36,7% en poids de PEG. Il présente la formule générale (I) ci-dessus dans laquelle : A=CH2-CH2, t=59, u=59, n=89, x=2 et z=2. Exemple 4 Préparation d'un polyester On agite 4,8 g (48 mmoles) d'anhydride succinique, 4,1 ml (46 mmoles) de butanediol et 8 g de PEG 4000 (2 mmoles) sous azote à une température de 200"C pendant 24h. On fait barboter de l'azote dans la solution afin d'éliminer l'eau. On refroidit le produit sous vide et on le récupère. Le polymère ainsi obtenu possède une viscosité intrinsèque dans le chloroforme à 30"C de 0,30 dl/g. I1 contient 46% en poids de PEG. Il présente la formule générale (I) ci-dessus dans laquelle : A=CH2-CH2, t= i: environ 47, y=182, z= environ 4. Exemple 5 Préparation d'un polyester On agite 4,7 g (48 mmoles) d'anhydride maléique, 4,1 ml (46 mmoles) de butanediol et 8 g de PEG 4000 (2 mmoles) sous azote à une température de 200"C pendant 24 h. On fait barboter de l'azote dans la solution afin d'éliminer l'eau. On refroidit le produit sous vide et on le récupère. Le polymère ainsi obtenu possède une viscosité intrinsèque dans le chloroforme à 30"C de 0,38 dl/g. Il contient 52% en poids de PEG. Il présente la formule générale (I) ci-dessus, dans laquelle : A=CH=CH, t= environ 47, y=182, z= environ 5. Exemple 6 Préparation d'un polyester On agite 34,9 g (0.3 mole) d'acide fumarique, 21,03 ml (0,231 mole) de butanediol, et 48 g (0,08 mole) de PEG 600 sous azote à une température de 200"C pendant 24 heures. On fait barboter de l'azote dans la solution afin d'éliminer l'eau. On refroidit le produit sous vide et on le récupère. Le polymère ainsi obtenu possède une viscosité intrinsèque dans le chloroforme à 30"C de 0,23 dl/g. Il contient 54E en poids de PEG. Il présente la formule générale (I) ci-dessus, dans laquelle : A=CH=CH, t= environ 47, y=182, z= environ 2,5. Exemple 7 Préparation d'un polymère à partir d'un monoesterdiol On ajoute 45,31 ml (504,8 mmoles) de butanediol à 5 g (50,48 mmoles) d'anhydride maléique. On agite la solution à une température de 1800C sous azote pendant 5 h. Ensuite, l'excès de butanediol est distillé sous vide (0,1 tor) et le résidu huileux est récupéré par dissolution dans du chloroforme, extraction à l'aide de bicarbonate de sodium, et de 0,1 mole d'acide chlorhydrique. Le résidu est séché sur du sulfate de sodium, évaporé sous vide à siccité, et maintenu sous vide élevé, (0, 05 tor) jusqu'à ce que l'on obtienne un poids constant. Le rendement est de 80%. Le spectre RMN du produit montre la structure suivante HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OOC-CH=CH-COO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH Exemple 8 Préparation d'un polymère à motif bicarbonate On mélange 0,34 ml (1,96 mmole) d'éthyldiisopropyl amine, et 0, 588 g (0,98 mmole) de PEG 600 dans 4 ml de chloroforme. On ajoute ce mélange goutte à goutte à une solution de 20% de COCl2 (phosgène) dans du toluène (2,4 ml, 4,91 mmole) refroidie à une température de 00C sous azote. 15 minutes après l'ajout, on élimine l'excès de COCU2 à l'aide d'un flux d'azote pendant 30 minutes. On ajoute goutte à goutte la solution ainsi obtenue à une solution de 0,254 g(0,98 mmole) du diester obtenu à l'exemple précédent, 0,34 ml(1,96 mmole) d'éthyldiisopropylamine et 0,12 g (0,98 mmole) de diméthylaminopyridine dans 21 ml de chloroforme refroidi à 15"C dans un bain de refroidissement. La solution ainsi obtenue est agitée sous azote pendant 3 heures puis diluée avec 5 volumes de chloroforme. La solution est purifiée par extraction avec du bicarbonate de sodium et 0,01 mole d'acide chlorhydrique. Ensuite, on sèche sur du sulfate de sodium, et on évapore sous vide à siccité et on maintient sous vide élevé (0, 05 tor) jusqu'à ce que l'on obtienne un poids constant. Le polymère ainsi obtenu possède une viscosité intrinsèque dans le chloroforme à 30"C de 0,42 dl/g. Il contient 70a en poids de PEG. Le produit est soluble dans le chloroforme et dans l'eau. Il présente la formule (I) ci-dessus dans laquelle : A=CH2-CH2, t=1, u=1, x=l, y=13,6 et z= environ 40. REVENDICATIONS 1. Polymère séquencé non réticulé de formule générale (I) dans laquelle - z = 1 à 75, - Pa et Pc sont identiques ou différents l'un de l'autre et représentent chacun indépendamment où - t = 1 à 150, et - A représente CH=CH ou CH2-CH2 ou où x = O à 50 - Pb et Pd sont différents l'un de l'autre et représentent chacun indépendamment l'un de l'autre [RO]u où - u = 1 à 150, et R représente un groupe alkyle, cycloalkyle, alcène, alcyne ou aryle, éventuellement substitué, ou [CH2-CH2-O- (CH2-CH2-O) n] y où - y = 1 à 150, et - n = 0 à 200, la masse moléculaire moyenne en poids du polymère étant comprise entre 2.000 et 300.000 daltons. 2. Polymère séquencé non réticulé de formule générale (I) tel que défini à la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il possède une masse moléculaire supérieure à 20.000 daltons tout en restant soluble et biodégradable et qu'il cible des cellules tumorales par un effet EPR. 3. Procédé pour la préparation d'un polymère séquencé non réticulé de formule générale (I) tel que défini dans l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on polymérise des séquences de polyesters avec des séquences de polyéthylène glycol et qu'optionnellement l'on introduit des séquences de polycarbonates dans le polymère. 4. Procédé pour la préparation d'un polymère séquencé non réticulé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'on prépare des séquences de polyesters par polycondensation d'acide dicarboxylique avec des diols. 5. Procédé pour la préparation d'un polymère séquencé non réticulé selon l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que l'on introduit les séquences polycarbonates en transformant les groupements hydroxyles terminaux d'un monomère ou d'un oligomère à terminaison bis-hydroxy en un dérivé activé par réaction avec un composé de formule où X représente Cl ou imidazole et par réaction de ces dérivés activés avec des composés hydroxylés. 6. Utilisation d'un polymère séquencé non réticulé de formule générale (I) tel que défini à l'une ou l'autre des revendications 1 et 2 ou tel que préparé par le procédé défini selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans la préparation d'un polymère conjugué, ledit polymère conjugué étant constitué d'un principe actif couplé directement ou via un bras polymérique ou peptidique par une liaison covalente audit polymère séquencé. 7. Utilisation d'un polymère séquencé non réticulé de formule générale (I) tel que défini à l'une ou l'autre des revendications 1 et 2 ou tel que préparé par le procédé défini à l'une quelconque des revendications 3 à 5 dans des compositions pharmaceutiques. 8. Utilisation d'un polymère séquencé non réticulé de formule générale (I) tel que défini selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2 ou tel que préparé par le procédé défini à l'une quelconque des revendications 3 à 5, pour préparer des nanoparticules. 9. Utilisation d'un polymère séquencé non réticulé de formule générale (I) tel que défini selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, ou tel que préparé par le procédé défini à l'une quelconque des revendications 3 à 5, pour préparer des implants, microsphères, ou microparticules permettant la libération contrôlée des principes actifs.