Brevet FR2914306A1 — publié le 20081003

OLIGOMERES DE CYCLODEXTRINES, VECTEURS DE MOLECULES ACTIVES La présente invention se rapporte à des oligomères de cyclodextrines capables de capturer, solubiliser et vectoriser des molécules actives et de cibler leur libération sur des zones spécifiques. L'invention concerne également leur utilisation pour la réalisation de 5 médicaments. Aujourd'hui, la plupart des médicaments et thérapies utilisés pour le traitement de pathologies humaines lourdes, notamment de type cancer, posent d'importants problèmes d'effets secondaires et de tolérance par les patients. En effet, les principes actifs thérapeutiques administrés ne sont pas spécifiques des cellules à 10 traiter et peuvent fortement endommager les cellules saines. De nombreuses recherches sont donc menées pour trouver des moyens d'agir sélectivement sur les cellules à traiter, à l'exclusion des cellules saines. En particulier, la vectorisation desdits principes actifs constitue un axe de recherche important. 15 La vectorisation des médicaments correspond au transport de molécules biologiquement actives jusqu'à leur cible biologique. Parmi les différentes stratégies envisagées, les prodrogues présentent un intérêt notable. Une prodrogue désigne toute molécule, destinée à un usage thérapeutique, qui doit subir une biotransformation après son administration à un organisme pour 20 que s'exerce une activité pharmacologique. Dans le domaine du traitement du cancer l'utilisation de propriétés biologiques, physiques et chimiques des cellules cancéreuses, permet d'activer sélectivement une prodrogue. Notamment, on connaît les protocoles AbEPT (Antibody birected Enzyme Prodrug Therapy) et PMT(Prodrug Mono Therapy). Le protocole AbEPT vise à modifier la distribution d'un agent cytotoxique en le générant sélectivement au niveau de la tumeur. Pour cela on utilise une protéine de fusion avec un anticorps spécifique des cellules tumorales pour assurer le ciblage, et une enzyme spécifique d'une prodrogue non toxique pour assurer l'activation de cette dernière et libérer l'agent anticancéreux dans la zone tumorale. La PMT correspond à l'activation d'une prodrogue par des stimuli majoritairement présents dans les zones tumorales. Il peut s'agir d'enzymes qui sont surexprimées dans cette zone comme l'acide phosphatase, des collagènases ou encore de la p-glucuronidase. Il existe un certain nombre de prodrogues susceptibles de fonctionner selon ces protocoles. L'activation par la p-glucuronidase a particulièrement démontré son efficacité in vivo dans le cas d'une prodrogue de la doxorubicine HMR 1826, tel que décrit dans le brevet EP-648.503. On connaît également le brevet US WO-2004/019993 qui décrit une prodrogue capable de libérer deux unités de molécule active après une hydrolyse d'un motif central reliant les deux unités. Toutefois les prodrogues existantes demandent des procédés de préparation complexes avec une mise en oeuvre lourde et coûteuse nécessitant une modification chimique de la drogue elle-même. En outre elles ne sont pas adaptées à la diversité des fonctions chimiques de la 25 plupart des molécules thérapeutiques. Il existe donc un besoin pour un système simple, stable et efficace, capable de transporter dans l'organisme différentes substances médicamenteuses et de les libérer pour qu'elles exercent leur activité pharmacologique uniquement sur leur site d'action. Pour y répondre, la présente invention se propose d'utiliser des cyclodextrines. Les cyclodextrines, ou cyclomaltooligosaccharides, sont des oligosaccharides cycliques qui possèdent une structure tronconique, avec une surface externe hydrophile et une surface interne relativement hydrophobe. bu fait de cette structure particulière, les cyclodextrines présentent de nombreuses propriétés, la plus notable étant leur aptitude à inclure dans leur cavité, des structures moléculaires diverses, préférentiellement de type hydrophobe, pour former des complexes d'inclusions solubles dans l'eau. Cette spécificité a donné lieu notamment à des applications en pharmacie pour la formulation de médicaments. Les cyclodextrines sont généralement utilisées sous forme de monomère ou de dimère, défini comme deux molécules de cyclodextrines couplées ou réticulées ensemble. A ce sujet, la demande de brevet FR-2.862.649 décrit des dimères de cyclodextrines capables de solubiliser des anticancéreux de la famille des taxanes, et possédant un motif de reconnaissance biologique. On peut citer également Breslow et coll., J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 12488-1294, qui décrit une série de dimères de cyclodextrines photoclivables capables de transporter des phtalocyanines et de les rendre actives sélectivement au niveau de la zone tumorale. Toutefois, ces différentes structures sont très spécifiques à certaines catégories de molécules, peu efficaces et ne permettent pas de cibler correctement les sites d'action. La présente invention a pour objectif d'éviter toute libération prématurée des drogues transportées tout en permettant leur action pharmacologique sur les zones visées. Elle a également pour but d'améliorer la capture, la solubilisation et la vectorisation de drogues de différentes natures. Pour cela, l'invention propose un oligomère de cyclodextrines qui comporte au moins deux molécules de cyclodextrines couplées entre elles de façon covalente via un ou plusieurs bras espaceur(s) auto-immolable(s) associé(s) à un ou plusieurs élément(s) de bioreconnaissance, ledit oligomère de cyclodextrines formant un transporteur capable de complexer, solubiliser et vectoriser au moins une molécule active. Dans la présente description, on entend par cyclodextrine toute cyclodextrine naturelle ou modifiée. De façon avantageuse on utilise des cyclodextrines modifiées. Dans le cas de cyclodextrines mono-modifiées, on choisit préférentiellement les cyclodextrines modifiées sur leur face primaire ou secondaire et en particulier la 6-monoamino-6-desoxy-p-cyclodextrine. Dans le cas de cyclodextrines poly-modifiées, on choisit préférentiellement les cyclodextrines modifiées sur leur face primaire ou secondaire. On peut citer comme particulièrement efficace pour la présente invention, la 6i-monoamino-61-desoxy-2i-O-méthyl-hexakis(21-"ii, 61-"ii-di-O-methyl) cyclomaltoheptaose. De même, on désigne par bras espaceur tout élément de multiplication à plusieurs ramifications capable de se détruire par lui-même de manière irréversible. De manière préférentielle, le ou les bras espaceurs contiennent au moins un motif crésol ou bisphénol. Par élément de bioreconnaissance on entend toute structure capable de cibler l'administration de molécules actives vers leur site d'action, comme par exemple un motif p-glucuronide. La ou les molécules actives sont des molécules à visée thérapeutique. Elles sont préférentiellement choisies parmi les médicaments anti-cancéreux, les médicaments anti-tumoraux, les médicaments neurologiques, les alcaloïdes et les peptides bioactifs. Selon un autre aspect, la présente invention vise également l'utilisation de l'oligomère de cyclodextrines pour la préparation de médicaments, en particulier pour la préparation de médicaments destinés au traitement des tumeurs. L'invention est maintenant décrite en détail en regard d'exemples non limitatifs et des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique d'un oligomère de cyclodextrines selon l'invention et du principe de décomposition conduisant à la libération d'une molécule active, - la figure 2A est une représentation d'un oligomère particulier selon 10 l'invention comportant un motif bisphénol A, - la figure 2B représente le principe de décomposition de l'oligomère de la figure 2A, - la figure 3A est une représentation d'un oligomère particulier selon l'invention comportant un motif crésol, et 15 - la figure 3B représente le principe de décomposition de l'oligomère de la figure 3A. L'oligomère selon l'invention est principalement constitué de trois parties distinctes : au moins un motif de bioreconnaissance (1), au moins un bras espaceur auto-immolable (2) et des cyclodextrines (3). 20 Les cyclodextrines (3) servent à complexer au moins une molécule (4) pour l'emmener vers son site d'action. Elles sont couplées entre elles de façon covalente via un ou plusieurs bras espaceur(s) (2) auto-immolable(s) associé(s) à un ou plusieurs élément(s) de bioreconnaissance (1). Le motif de bioreconnaissance (1) sert de déclencheur au système selon 25 l'invention. Il doit être spécifique de la zone à traiter. Selon un mode de réalisation préféré il doit s'agir du substrat d'une enzyme spécifique ou surexprimée dans la zone visée pour que l'oligomère selon l'invention puisse vectoriser efficacement la molécule active (4). Dans le cas où la molécule active (4) a une visée anti-tumorale, le motif de bioreconnaissance (1) doit être le substrat d'une enzyme spécifique ou surexprimée dans les zones tumorales. A titre d'exemple, on peut citer comme motif de bioreconnaissance (1) particulièrement adapté à la présente invention le p-glucuronide, qui peut être utilisé dans le cadre d'une stratégie PMT. Comme schématisé sur la figure 1, une décomposition de l'élément de bioreconnaissance (1) entraîne une réaction d'élimination ou de cyclisation intramoléculaire du bras espaceur (2) qui entraîne une coupure entre ce bras espaceur (2) et les cyclodextrines (3) ayant pour conséquence la libération des cyclodextrines (3) complexées avec la molécule active (4). La décomposition de l'élément de bioreconnaissance est préférentiellement une hydrolyse enzymatique. La libération des cyclodextrines entraîne une modification de la constante de complexation qui permet la délivrance de la molécule (4). Avantageusement, la structure particulière de la présente invention permet de délivrer la molécule active au plus près de son site d'action. La présence d'au moins deux molécules de cyclodextrines couplées ou réticulées entre elles de façon covalente permet d'assurer une complexation coopérative importante avec au moins une molécule active invitée. Cette forte complexation permet de s'affranchir de sa libération prématurée et d'éviter ses effets secondaires. En outre, l'oligomère selon la présente invention est capable de complexer différents types de molécules thérapeutiques, sans avoir à être modifié chimiquement. Selon un mode de réalisation particulier, pour obtenir l'oligomère de cyclodextrines selon l'invention on utilise des précurseurs réactionnels qui permettent d'intégrer le motif de bioreconnaissance dans la molécule finale. 10 15 A titre d'exemple, on peut citer comme précurseurs réactionnels permettant d'intégrer un glucuronide dans l'oligomère final, particulièrement adaptés pour la présente invention : - le 1,2,3,4-tétra-O-acétyl-p-b-glucopyranosiduronate de méthyle, de formule: OAc O AcO~/ \0 Ace 'O OAc - le 2,3,4-tri-O-acétyl-l-bromo-p-b-glucopyranosiduronate de méthyle, de formule : OAc O AcOO AcO Br - le 4-méthyl-2-hydroxy-isophtalaldéhyde, de formule : O OH O H H - le 4-méthyl-2-(2,3,4-tri-O-acétyl-p-b-glucopyranosiduronate de méthyle)-isophtalaldéhyde, de formule : OAc O AcOO AcO"' ~O O 0 O H Exemples d'oligomères de cyclodextrines selon l'invention 1. Oligomères bisphénol A Selon un mode de réalisation particulier présenté sur la figure 2A, l'oligomère selon l'invention comporte : - deux cyclodextrines (3), - un bras espaceur (2), à savoir un squelette 2,2-bis-(4-hydroxy 3-hydroxyméthylephényl)-propane, c'est-à- dire le bisphénol A possédant deux alcools benzyliques, et - deux motifs de bioreconnaissance (1), à savoir deux motifs glucuronides. Le squelette général du bisphénol A (2) possède un gem diméthyle sur le carbone central. La présence de ces deux groupements méthyle contraignent la structure globale dans une forme de pince . Les deux cyclodextrines (3) sont alors dans une conformation favorable à la complexation dans un ratio 1 :1. Le principe de décomposition est présenté sur la figure 2B. Les deux motifs de bioreconnaissance (1) peuvent être hydrolysés séparément. Quand un glucuronide (1) est hydrolysé, le phénol formé initie une décomposition par une élimination 1,4 du carbamate benzylique. Après décarboxylation, une amino-p-cyclodextrine est obtenue. La constante de complexation est fortement diminuée et la molécule active (4) est relarguée. Le deuxième glucuronide (1) peut ensuite être hydrolysé et engendrer une seconde décomposition de manière identique. On peut citer plusieurs exemples de bras espaceurs 2,2-bis-(4-hydroxy 3-hydroxyméthylephényl)-propane pouvant être intégrés à un oligomère de cyclodextrines selon l'invention : - le 2,2-bis-(4-tert-butyldiméthylsilanoxy-3-méthyl-phényl) propane, répondant à la formule suivante : - le 2,2-bis-(4-tert-butyldiméthylsilanoxy-3-hydroxyméthyl-phényl) propane, répondant à la formule suivante : - le 2,2-bis-(4-tert-butyldiméthylsilanoxy-3-formyl-phényl) propane, 10 répondant à la formule suivante : HO Si - le 2,2-bis-(4-hydroxy-3-formyl-phényl) propane, répondant à la formule suivante : 15 HO' O 20 - le 2,2-bis-[4-(2,3,4-tri-O-acétyl-p-b-glucopyranosiduronate de méthyle-1-oxy)-3-formyl-phényl] propane, répondant à la formule suivante : OAc ACON,, o AcO~~ 0 0 O OAc \~O~ j~~OAc O O On peut citer plusieurs exemples particuliers d'oligomères bisphénol (A) de cyclodextrines selon l'invention : - le 2,2-bis-[4-(2,3,4-tri-O-acétyl-p-b-glucopyranosiduronate de méthyle-1-oxy)-3-(mono carbamoyloxyméthyl cyclodextrinyl)-phényl] propane, 10 répondant à la formule suivante : OAc ACON,, AcO O OO O NH CD 1 OAc O~ j~ .OAc O O le 2,2-bis-[4-(p-b-glucopyranosiduronate de méthyle-1-oxy)-3-(mono 15 carbamoyloxyméthyl cyclodextrinyl)-phényl] propane, répondant à la formule suivante : OH 1 HOC,pO' O O 0 0 OH O~j~ .OH O O~ "OH HN O OO CD HO le NH CD - le 2,2-bis-[4-( acide p-D-glucopyranosiduronique-1-oxy)-3-(mono carbamoyloxyméthyl cyclodextrinyl)-phényl] propane, répondant à la formule suivante : avec CD correspondant à des cyclodextrines non méthylées ou méthylées, telles que par exemple la 6i-monoamino-6i-désoxy-cyclomaltoheptaose et la 61-monoamino- 6i-desoxy- 21-O- méthyl-hexakis (211 V11, 6"-m-di-O- méthyl) 10 cyclomaltoheptaose. II. Oligomères crésol Selon un autre mode de réalisation particulier, présenté sur la figure 3A, l'oligomère selon l'invention comporte : 15 -deux cyclodextrines (3), - un bras espaceur (2), à savoir un motif crésol, et - un motif de bioreconnaissance (1), à savoir un motif glucuronide. Le principe de décomposition est présenté sur la figure 3B. L'hydrolyse du motif de bioreconnaissance (1) entraîne une double élimination 1,4. 20 Mais comme pour le mode de réalisation avec le bisphénol A, dès la première élimination le système est décomposé au profit de deux monomères de cyclodextrines (3). Une première amino-cyclodextrine (3) est libérée ce qui entraîne une forte diminution de la constante de complexation et la molécule active (4) est relarguée. OH HO,,,. '"oH O~OH NH HN O CD CD 10 15 La méthylène quinone est ensuite hydratée avant de réaliser la seconde élimination qui conduit à la formation d'une deuxième amino-cyclodextrine (3) et au crésol (2). On peut citer plusieurs exemples particuliers d'oligomères crésol de 5 cyclodextrines selon l'invention : - le (2,3,4-tri-O-acétyl-p-b-glucopyranosiduronate de méthyle)-2,6 bis cyclodextrines-carbamate de méthyle-p-crésol, répondant à la formule suivante : OAc O AcOL0 AcO" ~0 O O O CDùN~O~ NùCD H H - le (p-b-glucopyranosiduronate de méthyle)-2,6 bis cyclodextrinescarbamate de méthyle-p-crésol, répondant à la formule suivante : OH O HOC Oi HO" O O O CDùN O ONùCD H H 20 - le (Acide-p-D-glucopyranosiduronique)-2,6 bis cyclodextrines-carbamate de méthyle-p-crésol, répondant à la formule suivante : OH O CD-N H HOC HOC" O OH O ON-CD H avec CD correspondant à des cyclodextrines non méthylées ou méthylées, telles que par exemple la 6i-monoamino-6i-désoxy-cyclomaltoheptaose et la 61-monoamino6i-desoxy-21-O- méthyl-hexakis (211 V11, 6"-m-di-O- méthyl) cyclomaltoheptaose. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée aux exemples représentés et décrits ci-dessus, mais couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne la nature des cyclodextrines, des bras espaceurs et des motifs de bioreconnaissance, ainsi que les utilisations des oligomères de cyclodextrines obtenus. REVENDICATIONS 1. Oligomère de cyclodextrines comportant au moins deux molécules de cyclodextrines couplées entre elles de façon covalente via au moins un bras espaceur auto-immolable associé à au moins un élément de bioreconnaissance, ledit oligomère de cyclodextrines formant un transporteur capable de complexer, solubiliser et vectoriser au moins une molécule active. 2. Oligomère de cyclodextrines selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une décomposition de l'élément de bioreconnaissance entraîne une réaction d'élimination ou de cyclisation intramoléculaire du bras espaceur ayant pour conséquence la libération des cyclodextrines complexées avec la au moins une molécule active. 3. Oligomère de cyclodextrines selon la revendication 2, caractérisé en ce que la décomposition de l'élément de bioreconnaissance est une hydrolyse. 4. Oligomère de cyclodextrines selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'élément de bioreconnaissance est un substrat d'au moins une enzyme. 5. Oligomère de cyclodextrines selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'élément de bioreconnaissance est un substrat d'une enzyme spécifique ou surexprimée dans les zones tumorales. 6. Oligomère de cyclodextrines selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'élément de bioreconnaissance est le 13-glucuronide. 7. Oligomère de cyclodextrines selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les cyclodextrines sont mono- et/ou polymodifiées et liées par leur face secondaire ou primaire. 8. Oligomère de cyclodextrines selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le bras espaceur est auto-immolable de manière irréversible et contient un motif de type crésol ou bisphénol A. 9. Oligomère de cyclodextrines selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la ou les molécule(s) active(s) sont choisies parmi les médicaments anti-cancéreux, les médicaments anti-tumoraux, les médicaments neurologiques, les alcaloïdes et les peptides bioactifs. 10. Utilisation de l'oligomère selon l'une quelconque des précédentes revendications pour la préparation d'un médicament destiné au traitement des 10 tumeurs.