Brevet FR3091873A1 — publié le 20200724

Description Titre de l'invention : COMPLEXE DE GADOLINIUM ET D'UN LIGAND CHELATEUR DERIVE DE PCTA DIASTEREOISOME- RIQUEMENT ENRICHI ET PROCEDE DE PREPARATION ET DE PURIFICATION [0001] La présente invention a trait à un nouveau procédé de préparation et de purification d'un complexe de gadolinium et d'un ligand chélateur dérivé de PCTA, qui permet d'obtenir, de manière préférentielle, les stéréoisomères dudit complexe qui présentent des propriétés physico-chimiques tout particulièrement intéressantes pour des applications en tant qu'agent de contraste dans le domaine de l'imagerie médicale, notamment pour l'Imagerie par Résonance Magnétique. La présente invention concerne également le complexe diastéréoisomériquement enrichi en tant que tel, une composition comprenant ledit complexe, ainsi qu'un procédé de préparation du ligand chélateur correspondant par décomplexation dudit complexe, et le ligand en tant que tel. [0002] On connaît de nombreux agents de contraste à base de chélates de lanthanides (métal paramagnétique), en particulier de gadolinium (Gd), décrits par exemple dans le brevet US 4,647,447. Ces produits sont souvent rassemblés sous le terme GBCA (Gadolinium-based Contrast Agent, produits de contraste à base de gadolinium). Plusieurs produits sont commercialisés, parmi lesquels figurent des chélates macrocycliques, tels que le gadotérate de méglumine à base de DOTA (acide 1,4,7,10-tétraazacyclododécane-N,M,N",N1"-tétraacétique), le eadobutrol à base de DO3A-butrol, le galotéridol à base de HPDO3A, ainsi que des chélates linéaires, notamment à base de DTPA (acide diéthylènetriaminepentaacétique) ou de DTPABMA (ligand du galodiamide). [0003] D'autres produits, dont certains sont en cours de développement, représentent une nouvelle génération de GBCA. Il s'agit essentiellement de complexes de chélates macrocycliques, tels que l'acide bicyclopolyazamacrocyclocarboxylique (EP 0 438 206) ou dc dérivés dc PCTA (c'est-à-dire comprenant a minima la structure chimique de l'acide 3,6,9,15-tétraazab icyclo [9,3,1 Jpentadéca-1(15),11,13-triène-3,6,9-triacétique), comme décrits dans le document EP 1 931 673. [0004] Les complexes de ligands chélateurs dérivés de PCTA décrits dans le document EP 1 931 673 ont notamment comme avantage d'être relativement faciles à synthétiser chimiquement et, de surcroît, de présenter une relaxivité supérieure aux autres GBCA (relaxivité ri pouvant aller jusqu'à 11-12 mM 1.s-1 dans l'eau) actuellement surie marché, cette relaxivité correspondant à l'efficacité de ces produits et donc à leur 2 pouvoir contrastant. [0005] Dans l'organisme, les chélates (ou complexes) de lanthanide - et notamment de ga- dolinium - sont en situation d'équilibre chimique (caractérisé par sa constante thermodynamique Kak.,',), cc qui peut conduire à une libération non souhaitée dudit lanthanide (voir équation 1 ci-après) : [Chem.1] Ln Cbtri. [0006] (équation 1) [0007] Equilibre chimique de complexation entre le chélate ou ligand (Ch) et le lanthanide (L ) pour conduire au complexe Ch-L . [0008] Depuis 2006, une pathologie appelée NSF (Nephrogenic Systemic Fibrosis, fibrose néphroeénique systémique ou dermopathie fibrogénique), a été reliée, au moins en partie, à la libération de gadolinium libre dans l'onanisme. Cette maladie a conduit à une alerte des autorités de santé vis-à-vis d'agents de contraste gadolinés commercialisés pour certaines catégories de patients. [0009] Des stratégies ont donc été mises en place pour résoudre de manière complètement sécurisée le problème complexe de la tolérance chez le patient, et limiter, voire éliminer, le risque de libération de lanthanide non souhaitée après administration. Ce problème est d'autant plus délicat à résoudre que l'administration d'agents de contraste est souvent répétée, que ce soit lors d'examens de diagnostic, ou pour l'ajustement des doses et le suivi de l'efficacité d'un traitement thérapeutique. [0010] En outre, depuis 2014 est évoqué un possible dépôt cérébral de gadolinium après ad- ministration répétée de produits gadolinés, plus particulièrement de chélates de gadolinium linéaires, un tel dépôt n'ayant pas, ou peu, été rapporté avec les chélates macrocycliques de gadolinium, comme Dotarem®. En conséquence, différents pays ont décidé soit de retirer la plupart des chélates linaires du marché, soit de limiter drastiquement leur indication d'utilisation, compte tenu de leur stabilité estimée insuffisante. [0011] Une première stratégie de limitation du risque de libération de lanthanide dans l'organisme consiste ainsi à opter pour des complexes qui se distinguent par des stabilités thermodynamique et/ou cinétique les plus élevées possible. En effet, plus le complexe est stable, plus la quantité de lanthanide libérée au cours du temps sera limitée. [0012] D'autres axes d'amélioration de la tolérance des chélates de lanthanide (notamment de gadolinium) sont déciits dans l'art antérieur. Le document US 5,876,695, datant de plus de trente ans, rapporte par exemple des formulations comprenant, outre le chélate de lanthanide, un agent complexant additionnel, destiné à prévenir une libération in- 3 vivo non souhaitée du lanthanide, en venant complexer le lanthanide (ion métallique Ge) relargué. L'agent chélatant additionnel peut être introduit dans la formulation soit sous sa forme libre, soit sous la forme d'un complexe faible, typiquement de calcium, sodium, zinc ou magnésium. S'il peut, éventuellement, être distinct du ligand constitutif du complexe actif, il importe néanmoins que le complexe qu'il forme avec le lanthanide libéré soit moins stable que le complexe actif, de façon à prévenir une réaction de transligation entre le complexe actif et le chélate additionnel, qui aurait notamment pour effet de consommer totalement ledit ligand additionnel, qui ne pourrait dès lors plus piéger le lanthanide relargué. Ce risque de consommation de l'agent chélatant additionnel par transligation est plus prononcé lorsqu'il est ajouté sous forme libre que sous forme d'un complexe de calcium par exemple. [0013] Ainsi, dans les deux stratégies décrites ci-dessus, il importe que le complexe actif soit le plus stable possible. [0014] Or, les complexes de ligands chélateurs dérivés de PCTA comprenant une structure de type pyclene décrits dans le document EP 1 931 673, tout en ayant une bonne stabilité cinétique, ont, en général, une constante thermodynamique plus faible que celle des complexes des autres macrocycles dérivés du cyclène. [0015] C'est notamment le cas du complexe de formule (II) représentée ci-après : [Chem.2] o r )P-1 [0016] (II) 10017] En effet, comme cela est notamment décrit dans le document WO 2014/174120, la constante d'équilibre thermodynamique correspondant à la réaction de formation du complexe de formule (II), également appelée constante de stabilité, est de 1014» (i.e. 102 (Kther.) = 14,9). A titre de comparaison, la constante de stabilité du complexe de gadolinium de l'acide 1, 4, 7, 10 tétra-afacyclododécane N, N', N", N' tétra-acétique (DOTA-Gd), est de 1025.6 (i.e. log (1',') = 25,6). 10018] 11 convient toutefois de noter que le complexe de formule (11) correspond à plusieurs stéréoisomères, notamment du fait de la présence des trois atomes de carbones asymétriques situés en position a sur les chaînes latérales du complexe, par rapport aux atomes d'azote du macrocycle sur lesquels sont greffées lesdites chaînes latérales. Ces trois carbones asymétriques sont marqués d'un astérisque (*) dans la formule (II) représentée ci-dessus. [0019] Ainsi, la synthèse du complexe de formule (II) telle que décrite dans le document EP 1 931 673 aboutit à l'obtention d'un mélange de stéréoisomères. [0020] Les groupements aminopropanediol des chaînes latérales du complexe de formule (II) comportent également un carbone asymétrique. Toutefois, dans la suite de la description, la seule source de stéréoisomeric considérée pour une chaîne latérale donnée sera, par souci de simplification, celle correspondant au carbone asymétrique portant le groupement carboxylate, marqué d'un astérisque (*) dans la formule (II) représentée ci-dessus. [0021] Dans la mesure où chacun de ces 3 carbones asymétriques peut être de configuration absolue R ou S, le complexe de formule (II) existe sous la forme de 8 familles de stéréoisomères, dénommées ci-après II-RRR, II-SSS, II-RRS, II-SSR, II-RSS, II-SRR, IIRSR et II-SRS. Plus précisément, selon la nomenclature usuelle en stéréochimie, le complexe de formule (II) existe sous la forme de 8 familles de diasteréoisornères. [0022] L'emploi du terme « famille » se justifie en cela que chacune de ses familles regroupe plusieurs stéréoisomères, notamment du fait de la présence d'un carbone asymétrique au sein du groupement aminopropanediol, comme évoqué précédemment. [0023] Néanmoins, dans la mesure où, dans la suite de la description, la stéréoisomérie liée au carbone asymétrique d'un groupement aminopropanediol donné ne sera pas considérée, on parlera indifféremment d'isomères, stéréoisomères ou encore diastéréoisomères II-RRR, II-SSS, II-RRS, II-SSR, II-RSS, II-SRR, II-RSR et II-SRS, sans préciser que chacun correspond à une famille de stéréoisomères. [0024] Les inventeurs sont parvenus à séparer et à identifier par chromatographie en phase liquide à haute performance (CLHP, plus communément désignée par l'acronyme anglais HPLC) et par chromatographie en phase liquide à ultra haute performance (CLUHP, plus communément désignée par l'acronyme anglais UHPLC) 4 massifs ou groupes d'isomères du complexe de formule (II) obtenu selon le procédé de l'art antérieur, correspondant à 4 pics d'élution différents caractérisés par leur temps de rétention sur le chromatogramme, que l'on nommera isol, iso2, iso3 et iso4 dans la suite de la description. En mettant en oeuvre le procédé décrit dans le document EP 1 931 673, les teneurs respectives des groupes isol, iso2, iso3 et iso4 dans le mélange obtenu sont les suivantes : 20%, 20%, 40% et 20%. [0025] Ils ont alors découvert que ces différents groupes d'isomères présentaient des propriétés physico-chimiques distinctes, et ont déterminé que le groupe d'isomères dénommé iso4, qui comprend un mélange des isomères II-RRR et II-SSS de formules (II-RRR) et (II-SSS) représentées ci-après, s'avère être le plus intéressant en tant qu'agent de contraste pour l'imagerie médicale. [Chem.3] [Chem.4] 100261 (11-RRR) 100271 Ainsi, l'iso4 se distingue, de façon étonnante, par une stabilité thermodynamique nettement supérieure à celle du mélange de diastéréoisomères sous la forme duquel est obtenu le complexe de formule (11) en mettant en oeuvre le procédé décrit dans le document EP 1 931 673. En effet, sa constante thermodynamique d'équilibre Kthermis0,1 est égale à 10,8.7 (Le. log (1 REVENDICATIONS[Revendication 1] Complexe de formule (11) suivante : constitué d'au moins 90 % d'un excès diastéréoisomérique comprenant un mélange d'isomères II-RRR et II-SSS de formules : ( II- S S S ), OH (II-RRR). [Revendication 2] Composition comprenant le complexe selon la revendication 1 et un ligand macrocyclique libre, et ayant avantageusement une concentration 45 [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] en gadolinium libre inférieure à 1 ppm (m/s'). Composition selon la revendication 2, caractérisée en cc qu'elle comprend entre 0.002 et 0.4% mol/mol de ligand macrocycliquc libre par rapport au complexe de formule (II). Composition selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en cc que le ligand tnacrocyclique libre est sélectionné dans le groupe constitué de DOTA, NOTA, DO3A, BT-DO3A, HP-DO3A, PCTA, DOTA-GA et leurs dérivés. Composition selon la revendication 4, caractérisée en cc que le ligand macrocycliquc libre est l'acide 1,4,7,10-tétraazacyclododecane-1,4,7,10-tétraacetique (DOTA). Procédé dc purification du complexe de formule (II) suivante : (II) constitué d'au moins 80 % d'un excès diastéréoisomérique comprenant un mélange d'isomères II-RRR et II-SSS de formule : PH (II-SSS), 46 HO eq, ON [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] comprenant : 1) la combinaison des 2 étapes suivantes : lb) passage sur résine(s) échangeuse(s) d'ions, et 1c) ultrafiltration dudit complexe, et 2) l'isolement du complexe purifié ainsi obtenu sous forme solide. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les étapes lb) et 1c) sont en outre combinées à une étape la) de nanofiltration. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les étapes la) lorsque celle-ci est présente, lb et lc sont effectuées dans cet ordre. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'étape 2) comprend une atomisation. Complexe de formule (II) : (II-RRR) constitué d'au moins 80 % d'un excès diastéréoisomérique comprenant un mélange d'isomères II-RRR et II-SSS de formules : 47 (II-SSS), [ OH (II-RRR), OH HN [Revendication 11] OH [Revendication 12] susceptible d'être obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9. Composition comprenant le complexe selon la revendication 10 et du DOTA libre, et ayant avantageusement une concentration en gadolinium libre inférieure à 1 ppm (m/v). Composition selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend entre 0,002 et 0,4 % mol/mol de DOTA par rapport au complexe de formule (II).