Конъюгированные бисфосфонаты для диагностики и терапии заболеваний костей

Группа изобретений относится к области медицины и фармацевтики, а именно к соединению формулы II для комплексообразования изотопов металлов: где X обозначает хелатообразователь, выбранный из ДОТК (1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетрауксусная кислота), ДОТКГК (додека-1-глутаровая кислота-1,4,7,10-тетрааминтриуксусная кислота), ДОТКМ (1,4,7,10-тетракис-(карбамоилметил)-1,4,7,10-тетраазациклододекан) и других производных ДОТК, НОТК (нона-1,4,7-триаминтриуксусная кислота) и ее производных, таких как НОТКГК (1,4,7-триазациклононан,1-(глутаровая кислота),4,7-уксусная кислота), ААЗТК (6-амино-6-метилпергидро-1,4-диазепин-N,N,N',N'-тетрауксусная кислота), и R₃ обозначает ; а также к фармацевтическим средствам, состоящим из соединения формулы II и образующих с ним комплекс изотопов металлов, к способу получения указанного средства и к его применению в диагностических способах, в способах лечения костных заболеваний и в качестве добавок в искусственном костном веществе, в костном цементе или в костных имплантатах. Группа изобретений обеспечивает создание средства, обладающего высоким и селективным накоплением в костях и в опухолях костей. 9 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 табл., 9 пр., 6 ил.

 

Настоящее изобретение относится к соединению V для комплексования изотопов металлов, содержащему хелатообразователь (хелатирующий агент) X и один или несколько конъюгированных с ним таргетирующих векторов со структурой -L₁-R₁-L₂-R₂-L₃-R₃, где R₃ содержит бисфосфонат. Изобретение относится далее к фармацевтическому препарату, состоящему из соединения V и образующего с ним комплекс изотопа металла, а также к способу получения такого фармацевтического препарата.

Бисфосфонаты (БФ или англ. "BP") образуют группу веществ, используемых для лечения метаболических заболеваний костной ткани и заболеваний, связанных с нарушением кальциевого обмена. Речь при этом идет о лечении болезни Педжета, остеопороза и о традиционном системном лечении опухолей костей. Бисфосфонаты отличаются выраженной способностью избирательно накапливать в организме минеральный фосфат кальция. В целевой ткани они проявляют несколько эффектов. Они подавляют, во-первых, минерализацию костного вещества, а во-вторых, деструкцию кости. Их действие основано помимо прочего на ингибировании фарнезилпирофосфат-синтазы (ФПФС), представляющей собой фермент пути синтеза мевалоната при участии ГМГ-КоА-редуктазы. В результате ингибирования этого фермента подавляется продуцирование фарнезила, являющегося важной молекулой для фиксации сигнальных белков на клеточной мембране в клетке (ФПФС). Вследствие этого в клетке начинается апоптоз. Тем самым подобные бисфосфонатные производные обладают терапевтически значимой функцией уже даже на уровне отдельной клетки.

Благодаря избирательному накоплению бисфосфонатов на поверхности костей апоптическое действие в особой мере затрагивает остеогенные клетки, а среди них - в первую очередь остеокласты, которые в повышенном объеме поглощают бисфосфонаты в результате деминерализации костного матрикса. Благодаря снижению активности остеокластов достигается антирезорбтивный эффект.

Клинически важное значение на сегодняшний день имеют следующие бисфосфонаты: клодронат, алендронат, этидронат, ибандронат, ризедронат и золедронат. В последующем для обозначения золедроната используется сокращенное обозначение "ЗОЛ", а для обозначения памидроната - сокращенное обозначение "ПАМ". Эти сокращения у описанных ниже конъюгатов используются в виде верхнего индекса после названия или сокращенного обозначения хелатообразователя X, например, ДОТК^ПАМ обозначает конъюгат памидроната с ДОТК.

Среди соединений класса бисфосфонатов различают α-Н-бисфосфонаты, α-гидроксибисфосфонаты, азотсодержащие бисфосфонаты (N-БФ) и гетероциклические азотсодержащие бисфосфонаты. Такие соединения обладают разной зависимостью их действия от их химической структуры и поэтому явно различаются между собой по своей эффективности связывания с костной тканью, по своей фармакокинетике и по своей способности ингибировать ФПФС.

Сродство кинетического связывания с минеральным костным веществом, соответственно с искусственным гидроксиапатитом (ГА) возрастает в следующей последовательности соединений: клодронат < этидронат < ризедронат < ибандронат < алендронат < памидронат < золедронат и в последовательности от α-Н-бисфосфонатов к α-гидроксибисфосфонатам. Дополнительная ОН-группа образует координационное место для связывания с ГА. Еще одним важным фактором, которым определяется сродство к ГА, является атом азота в положении С_3-4 у геминальных бисфосфонатов, а именно: N-бисфосфонатов и гетероциклических N-бисфосфонатов. Он равным образом служит дополнительным местом донорной связи с ГА, но имеет также решающее влияние на дзета-потенциал бисфосфонатов при физиологическом значении рН. Бисфосфонаты с положительно заряженной боковой цепью, такие как алендронат, памидронат и золедронат, проявляют повышенную способность к связыванию с ГА (R.G.G. Russell, N.B. Watts, F.H. Ebetino, M.J. Rogers, Mechanisms of action of bisphosphonates: similarities and differences and their potential influence on clinical efficacy, Osteoporose Int., 19, 2008, cc. 733-759).

Радиоактивные индикаторы (маркеры) на основе соединений, обладающих способностью к связыванию с различными функциональными группами, давно используются в повседневной практике в диагностических, равно как и в терапевтических целях.

Бисфосфонаты с радиоактивной меткой, такие как [^99mTc]МДФ (метандифосфоновая кислота) или [^99mTc]ГМДФ (гидроксиметандифосфоновая кислота), используются в сцинтиграфии костей скелета для выявления метаболических заболеваний костной ткани и опухолей костей. Однако по сравнению со сцинтиграфией костей скелета, соответственно с ОФЭКТ (однофотонной эмиссионной компьютерной томографией) гораздо более чувствительным методом обнаружения опухолей костей является ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография) с использованием [¹⁸F]NaF. Бисфосфонаты с радиоактивной меткой в качестве радиоактивных индикаторов для ПЭТ не нашли широкого коммерческого применения (Е. Even-Sapir, U. Metser, G. Lievshitz, H. Lerman, I. Leibovitch, The Detection of Bone Metastases in Patients with High-Risk Prostate Cancer: ^99mTc-MDP Planar Bone Scintigraphy, Single- and Multi-Field-of-View SPECT, ¹⁸F-Fluoride PET, and ¹⁸F-Fluoride PET/CT, J. Nucl. Med., 47, 2006, cc. 287-297).

Еще одной областью применения радиоактивных металлов является паллиативное обезболивающее лечение людей с опухолями костей. В данном случае используются прежде всего радиоизотопы металлов второй главной подгруппы, такие как ⁸⁹Sr(II) и ²²³Ra(II). Такие аналоги кальция аналогично ему накапливаются с высоким биологическим полупериодом существования при минерализации кости. Изотоп ²²³Ra(II) был разрешен к применению в 2013 г. в качестве паллиативного эндорадиотерапевтического средства для лечения опухолей костей. Однако проблема, присущая таким кальцимиметикам, заключается в выделении радиоактивного вещества через кишечник (см. фиг. 1, где представлено сравнение [^99mTc]МДФ и ²²³RaCl₂ в дни 1, 2 и 6 после инъекции из работы авторов О. Sartor, P. Hoskin, ∅.S. Bruland, Targeted radionuclide therapy of skeletal metastases, Cancer Treatment Reviews, 39, 2013, cc. 18-26).

Радионуклиды трехвалентных металлов, такие как ¹⁵³Sm(III), ¹⁷⁷Lu(III) и ⁹⁰Y(III), необходимо инъецировать с помощью слабого хелатообразователя, такого как цитрат, ЭДТМФ (этилендиаминтетра[метиленфосфоновая кислота]) или ГЭДТК ([гидроксиэтил]этилендиаминтриуксусная кислота), во избежание диссоциации комплексов и накопления в печени. Стабилизация трехвалентных радиоактивных лантаноидов макроциклическими хелатообразователями не нашла широкого применения. Данный факт примечателен постольку, поскольку, например, испускающий β-излучение ¹⁷⁷Lu благодаря своим ядерным характеристикам (период полураспада, доля и энергия β-частиц), своей коммерческой доступности и концентрации без носителя является также коммерчески многообещающим для терапевтических подходов к лечению опухолей костей.

В области количественной визуализации чрезвычайно важное значение имеет позитронный излучатель ⁶⁸Ga по причине его основанной на генераторном методе получения доступности, а также благодаря его ядерным и химическим характеристикам. Как трехвалентный катион сам он не обладает достаточной селективностью касательно накопления в опухолях костей. Поэтому обычно необходимы ⁶⁸Ga-комплексы, у которых лиганды обладают свойствами фосфонатов, которые должны обеспечивать сродство к ГА и благоприятное фармакологическое действие в остальных органах.

При исследовании обладающих сродством к костной ткани соединений оценивали комплекс ЭДТМФ с ⁶⁸Ga(III), который, однако, проявил лишь неудовлетворительную способность к накоплению в ткани-мишени и поэтому лишь малопригоден для применения в качестве диагностического средства (J. Goyal, E.S. Antonarakis, Bone-targeting radiopharmaceuticals for the treatment of prostate cancer with bone metastases, Cancer Letters, 232, 2012, cc. 135-146; O. Sartor, P. Hoskin, ∅.S. Bruland, Targeted radio-nuclide therapy of skeletal metastases, Cancer Treatment Reviews, 39, 2013, cc. 18-26; M. Mitterhauser, S. Toegela, W. Wadsak, R. Klugerg, H. Viernstein, R. Dudczaka, K. Kletter, Pre vivo, ex vivo and in vivo evaluations of [⁶⁸Ga]EDTMP, Nuclear Medicine and Biology, 34, 2007, cc. 391-397).

В фокусе современных исследований находятся макроциклические лиганды, прежде всего ДОТК (1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетрауксусная кислота), ДОТКМ (1,4,7,10-тетракис-(карбамоилметил)-1,4,7,10-тетраазациклододекан), соответственно НОТК (1,4,7-триазациклононан-1,4,7-триуксусная кислота) в качестве конъюгированных бисфосфонатов. Они по причине их макроциклического бифункционального хелатообразователя пригодны для образования стабильных комплексов с самыми разнообразными радиоактивными металлами, такими, например, как ⁶⁸Ga(III) и терапевтический радионуклид ¹⁷⁷Lu(III). Среди описанных в специальной и патентной литературе ДОТК-бисфосфонатов, соответственно НОТК-бисфосфонатов упоминаются исключительно α-Н-бисфосфонаты и α-гидроксибисфосфонаты, но не N-гетероароматические соединения (М. Meckel, М. Fellner, N. Thieme, R. Bergmann, V. Kubicek, F. , In vivo comparison of DOTA based ⁶⁸Ga-labelled bisphosphonates for bone imaging in non-tumour models, Nucl. Med. Biol., 40, 2013, cc. 823-830; K. Ogawa, K. Takai, H. Kanbara, T. Kiwada, Y. Kitamura, K. Shiba, A. Odani, Preparation and evaluation of a radiogallium complex-conjugated bisphosphonate as a bone scintigraphy agent, Nuc. Med. Biol., 38, 2011, cc. 631-636; US 2012/0148492 A1, 14 июня 2012, Bisphosphonic acid derivative and compound thereof labeled with radioactive metal nuclide, Hiroyuki Dozono, Fujifilm RI Pharma Co. Ltd., Токио, Япония).

У известных из уровня техники N-содержащих α-Н-бисфосфонатов, соответственно α-гидроксибисфосфонатов используется ДОТК или НОТК в качестве хелатообразователя, при этом геминальные бисфосфонаты конъюгированы через амидную связь с атомом азота в положении С_3-4 хелатообразователя. Однако известные конъюгаты N-содержащих α-Н-бисфосфонатов, соответственно α-гидроксибисфосфонатов обладают по сравнению с геминальным бисфосфонатом значительно сниженным сродством к костному веществу. Предполагается, что образование производного (дериватизация) соответствующего геминального бисфосфоната существенно снижает его сродство к костному веществу. Другие N-гетероароматические α-гидроксибисфосфонаты, такие, например, как золедронат, которые обладают высоким сродством к костному веществу, до настоящего времени не удалось конъюгировать с бифункциональным хелатообразователем.

В основу изобретения была положена задача предложить фармацевтический препарат с повышенным по сравнению с уровнем техники его накоплением в костях, прежде всего в опухолях костей. При этом должны достигаться лучшее соотношение между накоплением в костях и накоплением в крови и между накоплением в костях и накоплением в мягких тканях, способность связываться с опухолями костей в повышенных количествах, а также эффективное выделение несвязанного фармацевтического препарата через почки. В зависимости от выбора радионуклида предлагаемые в изобретении производные бисфосфонатов должны быть применимы для молекулярной визуализации, прежде всего в качестве диагностического средства при ПЭТ, и в качестве эндорадиотерапевтического средства.

Указанная задача решается с помощью соединения V, содержащего хелатообразователь X и один или несколько конъюгированных с ним таргетирующих векторов со структурой -L₁-R₁-L₂-R₂-L₃-R₃, в которой

L₁ выбран из группы, включающей амид, фосфинат, алкил, триазол, тиомочевину, этилен, малеимид, -(СН₂)_k- и -(СН₂СН₂О)_k-, где k обозначает 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10,

L₂ выбран из -(СН₂)_m- и -(CH₂CH₂O)_m-, где m обозначает 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10, и

L₃ выбран из -(СН₂)_n- и -(CH₂CH₂O)_n-, где n обозначает 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10, а

R₁ обозначает

R₂ выбран из группы, включающей группу-остаток фурана, азола, оксазола, тиофена, тиазола, азина, оксазина, тиазина, нафталина, хинолина, хромена или тиохромена, и

R₃ обозначает

Термин "хелатообразователь", соответственно условное обозначение "X" в настоящем описании и в формуле изобретения означает в общем соединение, которое способно образовывать комплекс с ионом металла. К предпочтительным хелатообразователям относятся циклические соединения, которые возможно имеют одну или несколько боковых цепей. Подобные циклические соединения с боковой(-ыми) цепью(-ями) или без нее(них) называют также "макроциклическими лигандами" или "макроциклическими хелатообразователями". Примером макроциклического хелатообразователя с четырьмя боковыми цепями является ДОТК, которая состоит из 12-членного макроцикла в виде 1,4,7,10-тетраазациклододекана, который у четырех своих атомов азота, т.е. в положениях 1, 4, 7 и 10 макроцикла, замещен остатками уксусной кислоты, т.е. представляет собой 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетрауксусную кислоту.

Термин "производное" применительно к хелатообразователю X означает соединение, которое отличается от этого хелатообразователя X тем, что по меньшей мере одна его группа заменена на другую группу. Применительно к производному хелатообразователя можно синонимично сказать, что такое производное "происходит" от этого хелатообразователя ("дериватизировано" из него). Подобные соединения в отношении хелатообразователя X называют в настоящем описании его производными, соответственно их производными. В том случае, если под хелатообразователем X подразумевается макроциклический лиганд, то производное отличается от хелатообразователя (а) тем, что по меньшей мере одна группа, которая является составной частью макроцикла, заменена на другую группу (например, метиленовая группа может быть заменена на этиленовую группу или наоборот), и/или (б) тем, что по меньшей мере одна группа, которая образует боковую цепь или является составной частью боковой цепи, заменена на другую группу (например, группа уксусной кислоты может быть заменена на ацетамидную группу или наоборот). Производные с отличием типа (б) предпочтительны. Среди них более предпочтительны производные с отличием типа (б), но без отличия типа (а). Примером производного хелатообразователя ДОТК является соединение ДОТКМ, у которого все четыре образованные группами уксусной кислоты боковые цепи ДОТК заменены на ацетамидные группы. Такое производное предпочтительно само является хелатообразователем, т.е. соединением, которое способно образовывать комплекс с ионом металла.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения отличаются тем, что

- хелатообразователь X выбран из группы, включающей ЭДТА (этилендиаминтетраацетат), ЭДТМФ (диэтилентриамин-пента(метиленфосфоновая кислота)), ДТПК (диэтилентриаминпентауксусная кислота) и ее производные, ДОТК (1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетрауксусная кислота), ДОТКГК (додека-1-(глутаровая кислота)-1,4,7,10-тетрааминтриуксусная кислота), ДОТКМ (1,4,7,10-тетракис-(карбамоилметил)-1,4,7,10-тетраазациклододекан) и другие производные ДОТК, ТРИТК (тридека-1,4,7,10-тетрааминтетрауксусная кислота), ТЕТК (тетрадека-1,4,8,11-тетрааминтетрауксусная кислота) и ее производные, НОТК (нона-1,4,7-триаминтриуксусная кислота) и ее производные, такие, например, как НОТКГК (1,4,7-триазациклононан,1-(глутаровая кислота),4,7-уксусная кислота), НОФО (1,4,7-триазациклононан-1,4-бис-[метилен(гидроксиметил)фосфиновая кислота]-7-[метилен(2-карбоксиэтил)фосфиновая кислота]), ПЕПК (пентадека-1,4,7,10,13-пентааминпентауксусная кислота), ГЕГК (гексадека-1,4,7,10,13,16-гексаамингексауксусная кислота) и ее производные, ГБЭД (гидроксибензилэтилендиамин) и его производные, DEDPA и его производные, такие как H₂DEDPA (1,2-[{6-(карбоксилат-)пиридин-2-ил}метиламин]этан), ДФО (дефероксамин) и его производные, деферипрон, СР256 (бис-[(3-гидрокси-1,6-диметил-4-оксо-1,4-дигидропиридин-2-илметил)амид] 4-ацетиламино-4-{2-[(3-гидрокси-1,6-диметил-4-оксо-1,4-дигидропиридин-2-илметил)карбамоил]этил}гептандиовой кислоты) и его производные, такие как YM103, ТРАФ (триазациклононанфосфиновая кислота), ТЕАФ (тетраазациклодеканфосфиновая кислота) и ее производные, ААЗТК (6-амино-6-метилпергидро-1,4-диазепин-N,N,N',N'-тетрауксусная кислота) и производные, такие как ДАТК, SarAr (1-N-(4-аминобензил)-3,6,10,13,16,19-гексаазабицикло[6.6.6]эйкозан-1,8-диамин) и их соли,

- соединение V имеет структуру формулы I

где X обозначает хелатообразователь, и/или

- соединение V имеет структуру формулы II

где X обозначает хелатообразователь.

Задача изобретения состояла, кроме того, в том, чтобы предложить фармацевтический препарат для лечения заболеваний костей. Эта задача решается с помощью фармацевтического препарата, содержащего описанное выше соединение V и образующий с ним комплекс изотоп металла М. В предпочтительном варианте изотоп металла М выбран из группы, включающей ⁴⁴Sc, ⁴⁷Sc, ⁵⁵Со, ⁶²Cu, ⁶⁴Cu, ⁶⁷Cu, ⁶⁶Ga, ⁶⁷Ga, ⁶⁸Ga, ⁸⁹Zr, ⁸⁶Y, ⁹⁰Y, ⁹⁰Nb, ^99mTc, ¹¹¹In, ¹³⁵Sm, ¹⁵⁹Gd, ¹⁴⁹Tb, ¹⁶⁰Tb, ¹⁶¹Tb, ¹⁶⁵Er, ¹⁶⁶Dy, ¹⁶⁶Ho, ¹⁷⁵Yb, ¹⁷⁷Lu, ¹⁸⁶Re, ¹⁸⁸Re, ²¹³Bi и ²²⁵Ac. Особенно предпочтительны изотопы ⁶⁶Ga, ⁶⁷Ga, ⁶⁸Ga и ¹⁷⁷Lu.

Согласно изобретению особенно предпочтительны комбинации из предпочтительного изотопа металла и/или предпочтительного хелатообразователя X и/или предпочтительного соединения V с предпочтительным бисфосфонатом.

Еще одна задача настоящего изобретения состояла в том, чтобы предложить способ получения фармацевтического препарата из соединения V и изотопа металла М.

Эта задача решается с помощью способа, заключающегося в том, что

(а) приготавливают раствор S, содержащий соединение V,

(б) подготавливают изотоп металла М, такой, например, как ⁶⁸Ga(III), и

(в) изотоп металла М лигируют с соединением V с образованием комплекса MV изотопа металла М с соединением V в растворе F.

Предпочтительные варианты осуществления предлагаемого в изобретении способа отличаются тем, что

- на стадии (б) подготавливают изотоп металла М в растворе,

- на стадии (б) используют изотопный генератор с материнским нуклидом и с образовавшимся в результате его распада изотопом металла М и на стадии (в) изотоп металла М раствором S отделяют от материнского нуклида,

- на стадии (б) изотоп металла М содержится в ионообменнике, с которого на стадии (в) элюируют изотоп металла М раствором S,

- на стадии (б) изотоп металла М содержится в ионообменнике, с которого на стадии (в) изотоп металла М элюируют растворителем Е для получения содержащего изотоп металла М раствора ME, который смешивают с раствором S для получения раствора F с комплексом MV,

- на стадии (в) перед элюированием изотопа металла М ионообменник промывают одним или несколькими растворителями для удаления загрязнений,

- ионообменник представляет собой катионообменник,

- ионообменник содержит в качестве активного компонента сульфированный сополимер стирола с дивинилбензолом, содержащий дивинилбензол в количестве от 2 до 20 мол. % в пересчете на принятое за 100 мол. % количество стирольных и дивинилбензольных мономерных звеньев,

- раствор F после стадии (в) фильтруют и/или нейтрализуют,

- длительность стадии (в) до ее завершения составляет от 6 с до 5 мин, от 6 с до 3 мин, от 6 с до 2 мин или преимущественно от 6 с до 1 мин,

- стадию (в) проводят при температуре в пределах от 10 до 95°С, от 10 до 90°С, от 10 до 40°С или преимущественно от 10 до 30°С,

- на стадии (б) используют изотопный генератор, который содержит адсорбированный на хроматографической колонке материнский нуклид, такой, например, как ⁶⁸Ge, а образовавшийся в результате распада этого материнского нуклида дочерний нуклид, такой, например, как ⁶⁸Ga, элюируют с хроматографической колонки и/или

- на стадии (б) используют изотопный генератор, который содержит раствор с материнским нуклидом, таким, например, как ⁹⁰Sr, и из этого раствора элюируют образовавшийся в результате распада этого материнского нуклида дочерний нуклид, такой, например, как ⁹⁰Y.

Предлагаемое в изобретении соединение V содержит хелатообразователь X и один или несколько конъюгированных с ним таргетирующих векторов со структурой-L₁-R₁-L₂-R₂-L₃-R₃. Соединение V имеет прежде всего одну из следующих структур:

и

где

k обозначает 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10,

m обозначает 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10,

n обозначает 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 и

Z обозначает ОН, Н, NH₂ или Cl.

R₂ в предпочтительном варианте выбран из группы, включающей группы-остатки следующих молекул:

и изомеры вышеуказанных молекул.

В соответствии с этим предлагаемое в изобретении соединение V имеет структуру, которая идентична или аналогична представленным ниже соединениям, в каждом из которых обозначена молекула, производным которой является группа R₂:

В некоторых из приведенных выше предлагаемых в изобретении соединениях, соответственно структурных формулах группа R₂ обведена штриховой линией, которая символизирует оттенение в структуре Маркуша и указывает, что для связи между R₂ и группой R₃, соответственно -L₃-R₃ (т.е. бисфосфонатом), а также для связи между R₂ и группой R₁, соответственно -R₁-L₂- используется любое из возможных для присоединения положений группы R₂. Группа -R₁-L₂- и/или группа -L₃-R₃ прежде всего могут/может быть также присоединены/присоединена через атом азота NH-заместителя группы R₂, при этом подобная связь заменяет атом водорода в этом NH-заместителе.

В приведенных выше структурных формулах

R₁ обозначает

L₁ обозначает -(СН₂)_k-, где k равно 1,

L₂ обозначает -(СН₂)_m-, где m равно 2,

L₃ обозначает -(СН₂)_n-, где n равно 1, и

Z обозначает ОН, Н, NH₂ или Cl.

В объем изобретения включены, кроме того, соединения, в которых

R₁ обозначает

L₁ выбран из группы, включающей амидный, фосфинатный, алкильный, триазольный, тиомочевинный, этиленовый, малеимидный остаток и -(СН₂)_k- или -(CH₂CH₂O)_k-, где k обозначает 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10,

L₂ обозначает -(СН₂)m- или -(CH₂CH₂O)_m-, где m обозначает 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10, и/или

L₃ обозначает -(СН₂)_n- или -(CH₂CH₂O)_n-, где n обозначает 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10.

Ниже представлена базовая структура некоторых из предлагаемых в изобретении хелатообразователей X:

Одним из особенно предпочтительных согласно изобретению соединений V является ДОТК^ЗОЛ структурной формулы III

Еще одним особенно предпочтительным согласно изобретению соединением V является ДОТКМ^ЗОЛ.

Фармацевтические препараты на основе ДОТК^ЗОЛ типа [М]ДОТК^ЗОЛ, такие, например, как [⁶⁸Ga]ДОТК^ЗОЛ и [¹⁷⁷Lu]ДОТК^ЗОЛ, а также все их производные (например, производные на основе ДОТКМ) позволяют получать их эффективным путем и стабильны химически, а также в физиологических условиях. В приведенных выше структурных формулах комплексование изотопа металла М условно обозначено его заключением в квадратные скобки.

В настоящем изобретении предлагаются также устройства для получения радиофармацевтического препарата.

На фиг. 3 схематично показано первое устройство 1 для получения радиофармацевтического препарата из предлагаемого в изобретении соединения V и радиоизотопа металла М, выбранного преимущественно из ⁶⁶Ga, ⁶⁷Ga и ⁶⁸Ga. Такое устройство 1 имеет изотопный генератор 10 с хроматографической колонкой 12, на которой адсорбирован металлический материнский нуклид, такой как ⁶⁸Ge, и с элюационным устройством 11 для элюирования образовавшегося в результате распада материнского нуклида дочернего нуклида М, такого как ⁶⁸Ga, с хроматографической колонки 12 пригодным для этого растворителем. Элюационное устройство 11 имеет, например, расходную емкость для растворителя и насос. Различные компоненты устройства 1 соединены между собой трубопроводами, которые везде на фиг. 3 обозначены позицией 9. Выход хроматографической колонки 12 соединен трубопроводом через первый многоходовой клапан 13 со входом ионообменника 14. Ионообменник 14 в предпочтительном варианте содержит в качестве активного компонента сульфированный сополимер стирола с дивинилбензолом, содержащий дивинилбензол в количестве от 2 до 20 мол. % в пересчете на принятое за 100 мол. % количество стирольных и дивинилбензольных мономерных звеньев. Элюированный с хроматографической колонки 12 дочерний нуклид М адсорбируется на ионообменнике 14, тогда как также элюированный материнский нуклид не адсорбируется и практически полностью направляется через второй многоходовой клапан 15 в приемный сосуд 16.

Устройство 1 в предпочтительном варианте имеет еще и другие элюационные устройства 21, 22, 23, которые соединены трубопроводами через первый многоходовой клапан 13 со входом ионообменника 14. Такие элюационные устройства 21, 22, 23 предназначены для очистки ионообменника 14, соответственно адсорбированного на нем дочернего нуклида М. Посредством элюационных устройств 21, 22, 23 прежде всего удаляются остатки, источником которых является изотопный генератор 10, такие как материнский нуклид, Fe^III, Zn^II и Ti^IV. Один или несколько элюатов, соответственно растворителей, выходящих из ионообменника 14, также направляются через второй многоходовой клапан 15 в приемный сосуд 16.

Со входом ионообменника 14 трубопроводом через первый многоходовой клапан 13 соединено еще одно элюационное устройство 30, которое используется для элюирования очищенного дочернего нуклида М с ионообменника 14. Элюат с дочерним нуклидом М направляется через второй многоходовой клапан 15 в реакционный сосуд 17. Реакционный сосуд 17 в предпочтительном варианте снабжен электронагревательным устройством 17А. В реакционный сосуд 17 из расходной емкости 40 поступает содержащий предлагаемое в изобретении соединение V раствор, и таким путем инициируется комплексование, т.е. образование комплекса, дочернего нуклида М с соединением V. По завершении комплексования снабженное радиоактивной меткой соединение VM, т.е. радиофармацевтический препарат, состоящий из соединения V и лигированного с ним дочернего нуклида М, направляется через необязательный фильтр 18 в сосуд 19 для продукта, где этот препарат при необходимости нейтрализуют подаваемым из расходной емкости 50 раствором.

На фиг. 4 показано второе устройство 2 для получения радиофармацевтического препарата из предлагаемого в изобретении соединения V и радиоизотопа металла М, выбранного преимущественно из ⁶⁶Ga, ⁶⁷Ga и ⁶⁸Ga. На фиг. 4 компоненты этого второго устройства, выполняющие ту же функцию, что и соответствующие компоненты первого устройства, обозначены теми же позициями, что и на фиг. 3. Второе устройство 2 отличается от первого устройства 1 тем, что содержащий предлагаемое в изобретении соединение V раствор из элюационного устройства 43 подается по трубопроводу через многоходовой клапан 13 на вход ионообменника 14. Такой раствор с соединением V подается непосредственно в ионообменник 14, при этом дочерний нуклид М одновременно элюируется и подвергается комплексованию. Из ионообменника 14 элюат с предлагаемым в изобретении соединением V и радиоизотопом металла М направляется через многоходовой клапан 15 и необязательный фильтр 18 в сосуд 19 для продукта. В тех случаях, когда предлагаемое в изобретении соединение V эффективно и стабильно образует комплекс с дочерним нуклидом М, возможно быстрое и эффективное получение радиофармацевтического препарата посредством устройства 2.

На фиг. 3 и 4 показаны особые устройства с изотопным генератором и ионообменником. Однако отдельный ионообменник требуется не всегда. Более того, в многочисленных практических областях целесообразно использовать ионообменник как адсорбер в изотопном генераторе.

В других практических областях, соответственно вариантах не требуются ни изотопный генератор, ни ионообменник. В таких практических областях, соответственно вариантах изотоп металла, соответственно радиоизотоп металла используют в растворе.

Медицинское применение и другое имеющее к нему отношение применение

Объектом настоящего изобретения является также применение предлагаемого в нем соединения V в качестве меченого предшественника для получения медикамента, соответственно фармацевтического препарата. Объектом изобретения является также применение подобного фармацевтического препарата в методе визуализации путем позитронно-эмиссионной томографии или однофотонной эмиссионной компьютерной томографии. Предлагаемый в изобретении фармацевтический препарат пригоден для применения в методе лечения или терапии. Он прежде всего пригоден для применения в методе лечения заболеваний костей и опухолей костей. Поэтому подобный метод лечения заболеваний костей и опухолей костей является соответствующим изобретению. Подобные методы охватывают прежде всего способы применения фармацевтического препарата для лечения заболеваний с неманифестированными метастазами в кость. Такие методы в предпочтительном варианте предусматривают накопление фармацевтического препарата в опухолевой клетке для ингибирования тем самым фарнезилпирофосфат-синтазы (ФПФС). Другие медицинские методы и возможности применения предлагаемого в изобретении фармацевтического препарата охватывают визуализацию фармакокинетических процессов, таких как процессы при заболеваниях сердца, путем позитронно-эмиссионной томографии или однофотонной эмиссионной компьютерной томографии. Фармацевтический препарат можно также применять in vivo или ex vivo в качестве добавки в искусственном костном веществе, в костном цементе или в костных имплантатах.

Объектом изобретения является далее применение предлагаемого в нем соединения V в сочетании с изотопом металла М, такого как гадолиний, для получения фармацевтического препарата, при этом изотоп металла М в предпочтительном варианте выбран среди изотопов ⁴⁴Sc, ⁴⁷Sc, ⁵⁵Со, ⁶²Cu, ⁶⁴Cu, ⁶⁷Cu, ⁶⁶Ga, ⁶⁷Ga, ⁶⁸Ga, ⁸⁹Zr, ⁸⁶Y, ⁹⁰Y, ⁹⁰Nb, ^99mTc, ¹¹¹In, ¹³⁵Sm, ¹⁵⁹Gd, ¹⁴⁹Tb, ¹⁶⁰Tb, ¹⁶¹Tb, ¹⁶⁵Er, ¹⁶⁶Dy, ¹⁶⁶Ho, ¹⁷⁵Yb, ¹⁷⁷Lu, ¹⁸⁶Re, ¹⁸⁸Re, ²¹³Bi и ²²⁵Ac.

Предлагаемый в изобретении фармацевтический препарат может быть подготовлен для использования при диагностической визуализации путем магнитно-резонансной томографии (ЯМР-томографии) или при оптической визуализации. Подобная подготовка может заключаться в выпуске такого фармацевтического препарата в составе набора, который помимо самого этого фармацевтического препарата содержит также инструкцию по его применению.

Фармацевтические препараты на основе ДОТК^ЗОЛ типа [М]ДОТК^ЗОЛ, а также их производные (например, производные на основе ДОТКМ) проявляют в исследованиях in vitro такое сродство к гидроксиапатиту, которое намного превосходит сродство известных радиофармацевтических препаратов, содержащих радиоизотопы трехвалентных металлов М.

Радиофармацевтические препараты типа [М]ДОТК^ЗОЛ, а также их производные (например, производные на основе ДОТКМ) проявляют в исследованиях in vivo существенно лучшую способность к связыванию с костной тканью, чем известные радиофармацевтические препараты, содержащие радиоизотопы трехвалентных металлов М. Помимо этого [М]ДОТК^ЗОЛ и его производные (например, производные на основе ДОТКМ) отличаются более благоприятным соотношением между накоплением в костях и накоплением в крови и между накоплением в костях и накоплением в мягких тканях. Сказанное проиллюстрировано, например, на фиг. 6.

Радиофармацевтические препараты типа [М]ДОТК^ЗОЛ, а также их производные (например, производные на основе ДОТКМ) в отличие от ²²³RaCl₂ (препарат Xofigo^®) не накапливаются в кишечнике и быстро выделяются через почки.

Радиофармацевтические препараты типа [М]ДОТК^ЗОЛ, а также их производные (например, производные на основе ДОТКМ) проявляют по сравнению с особо успешно используемыми на сегодняшний день ПСМА-маркерами (где сокращение "ПСМА" обозначает "простат-специфический мембранный антиген", англ. "prostate-specific membrane antigen (PSMA)") гораздо более интенсивное накопление на метастазах в кость у одного и того же пациента (с превышением в 2-8 раз) при одновременно значительно меньшем накоплении на здоровых органах (см. пример 9). В соответствии с этим радиофармацевтические препараты класса [⁶⁸Ga]ДОТК^ЗОЛ (а также их производные, например производные на основе ДОТКМ, такие как [⁶⁸Ga]ДОТКМ^ЗОЛ) превосходят в диагностической визуализации известные маркеры.

Аналогично этому радиофармацевтические препараты класса [¹⁷⁷Lu]ДОТК^ЗОЛ (а также их производные, например производные на основе ДОТКМ, такие как [¹⁷⁷Lu]ДОТКМ^ЗОЛ по своему терапевтическому действию превосходят известные маркеры на основе радиоизотопов трехвалентных металлов. Первые клинические исследования подтвердили высокую избирательность соединения [¹⁷⁷Lu]ДОТКМ^ЗОЛ (см. фиг. 5).

Благодаря своему эффективному и избирательному накоплению на опухолях костей, а также благодаря своей терапевтически незначительной длительности пребывания во всех других органах радиофармацевтические препараты класса [¹⁷⁷Lu]ДОТК^ЗОЛ (а также их производные, например производные на основе ДОТКМ, такие как [¹⁷⁷Lu]ДОТКМ^ЗОЛ) предоставляют альтернативу сложной и дорогостоящей терапии опухолей костей изотопом ²²³Ra. Лечение опухолей костей изотопом ²²³Ra обладает существенными недостатками, такими как

(I) ограниченные терапевтические доза и эффективность из-за гематотоксического действия и накопления изотопа ²²³Ra в кишечнике, селезенке и печени,

(II) трудности с пользованием и с расчетом дозировки, а также необходимость соблюдения сложных и дорогостоящих мер предосторожности при обращении с изотопом ²²³Ra и

(III) химическое загрязнение изотопом ²²⁵Ас, которое требует проведения дополнительных затратоемких стадий очистки и значительно осложняет применение изотопа ²²³Ra.

Помимо этого меченный изотопом ¹⁷⁷Lu конъюгат ДОТК^ЗОЛ (а также его производные, например производные на основе ДОТКМ, такие как [¹⁷⁷Lu]ДОТКМ^ЗОЛ) обеспечивает гораздо более действенное лечение метастазов в кость после заболевания предстательной железы, чем интенсивно обсуждаемые в настоящее время производные ¹⁷⁷Lu-ПСМА. В сравнении с ними следует ожидать гораздо более интенсивного, превышающего более чем в 2 раза накопления на метастазах в кость у одного и того же пациента и тем самым терапевтически превосходящей дозиметрии при одновременно значительно меньшем накоплении на здоровых органах и тем самым меньшей нагрузки на организм.

Примеры

Ниже различные варианты осуществления настоящего изобретения и его аспекты поясняются на примерах, которые, однако, не ограничивают объем изобретения рассмотренными в них вариантами и аспектами. В тех случаях, когда в примерах описывается ДОТК или ее превращение либо применение, альтернативно вместо этого хелатообразователя ДОТК возможно использование хелатообразователя ДОТКМ (1,4,7,10-тетракис-(карбамоилметил)-1,4,7,10-тетраазациклододекан).

Пример 1: Синтез соединения ДОТК^ЗОЛ

Применяемые оборудование и химикаты

ИЭС-МС: спектрометр Agilent Technologies 6130 Quadrupole LC/MS или спектрометр Finnigan МАТ-95. ЯМР-спектрометр: Bruker 600 (фирма Bruker BioSpin AG, Фелланден, Швейцария). ТСХ, соответственно ТСРХ (тонкослойная радиохроматография): диоксид кремния Merck Silica на алюминиевой фольге, растворитель: 0,1М цитрат с рН 4 или ацетилацетон/ацетон/конц. HCl (10:10:1). Детектор: Canberra Packard Instant Imager. ВЭЖРХ (высокоэффективная жидкостная радиохроматография): Waters-system 1525, колонка: MultoKrom (фирма CS-Chromatographie) RP18, 5 мкм, 250×4 мм. Растворители: А (ЮмМ цитрат тетрабутиламмония с рН 4,5), Б (ацетонитрил). Градиент с изменением соотношения между растворителями с 70(А):30(Б) до 20(А):80(Б) при скорости потока 1 мл/мин. Детектор: фирмы Berthold Technologies (Дрезден). Генератор ⁶⁸Ga/⁶⁸Ge: фирмы Eckert & Ziegler AG (Берлин). ¹⁷⁷Lu(III) в 0,05М HCl: фирмы itm AG (Мюнхен). Микро-ПЭТ (μPET): Siemens Focus 120. Данные ПЭТ обрабатывали с помощью программного обеспечения Pmod и путем реконструкции двухмерных изображений по алгоритму OSEM 2D. Радиоактивность в пробах тканей измеряли с поправкой на распад автоматическим счетчиком гамма-излучения (WIZARD2, фирма Perkin Elmer, Германия).

Из гистамина с помощью уксусного ангидрида получают первичный Nω-ацетилгистамин в качестве исходного соединения. Это соединение имеется в продаже (фирма Sigma-Aldrich), однако его можно также синтезировать известным из литературы методом, описанным у van der Merwe и др., Норре-Seyler's Zeitschrift Physiologische Chemie, 177, 1928, с. 305. N-Гидроксисукццнимидный эфир ДОТК (ДОТК-N-ГС) равным образом имеется в продаже, однако его можно также синтезировать известным из литературы методом, описанным у Rasaneh и др., Nucl. Med. Biol., 36, 2009, cc. 363-369.

Альтернативно вместо хелатообразователя ДОТК возможно использование хелатообразователя ДОТКМ (1,4,7,10-тетракис-(карбамоилметил)-1,4,7,10-тетраазацикло до декан), который также имеется в продаже или который можно синтезировать соответствующим путем.

1-(Бензилацетат)-4-(этилацетамид)имидазол (1)

1 г (6,53 ммоля) Nω-ацетилгистамина растворяют в 50 мл сухого диметилформамида (ДМФ) и добавляют 4,4 г (13 ммолей) карбоната цезия. Затем раствор перемешивают в атмосфере аргона при охлаждении льдом. После этого к суспензии по каплям медленно добавляют 2,2 г (13 ммолей) бензилбромацетата, растворенного в 50 мл сухого ДМФ. Смесь перемешивают в течение 12 ч, после чего добавляют активированный уголь. Затем отфильтровывают твердые вещества и удаляют растворитель в вакууме. Сырой продукт перекристаллизовывают из ацетилацетата с получением 1,14 г (58%) 1-(бензилацетат)-4-(этилацетамид)имидазола (1) в виде желтоватого твердого вещества.

¹Н-ЯМР (CDCl₃, 300 МГц): δ 1,97 (s, 3Н, СН₃-СО), 2,76 (t, JH=6,3 Гц, 2Н, СН₂-СН₂), 3,53 (q, JH=6,0 Гц, 2Н, СН₂-СН₂), 4,70 (s, 2Н, N-CH₂-CO), 5,22 (s, 2Н, Bn-СН₂-СО), 6,53 (ушир. s, 1H, NH), 6,75 (d, JH=1,3 Гц, имидазол-Н), 7,39 (m, 5Н, бензил), 7,44 (d, JH=1,3 Гц, ¹Н, имидазол-Н). ПД-МС(+): рассч. 301,14, измер. 302,3 (М+Н⁺), 603,2 (2М+Н⁺).

1-(1-Гидроксиэтан-1,1-бис-(фосфоновая кислота))-4-(этиламин)имидазол (3)

300 мг (1 ммоль) соединения (1) растворяют в 20 мл сухого метанола и добавляют Pd/C (10 мас. %). Затем суспензию в течение 12 ч перемешивают в атмосфере водорода (5 бар). После удаления растворителя и твердых веществ кислоту (2) с удаленной защитной группой (208 мг, 98%) непосредственно подвергают дальнейшему превращению. Для этого при перемешивании добавляют 1 мл метансульфоновой кислоты и 164 мг (2 экв.) фосфористой кислоты. Затем смесь нагревают до 75°С и в атмосфере защитного газа по каплям медленно добавляют 300 мг (2,2 экв.) трихлорида фосфора. По истечении 12 ч реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и смешивают с 2 мл ледяной воды. Затем раствор в течение 24 ч нагревают с обратным холодильником. После добавления активированного угля отфильтровывают все твердые вещества и по каплям добавляют концентрированный раствор гидроксида натрия до тех пор, пока в осадок не начнет выпадать белое твердое вещество. Для обеспечения полноты осаждения суспензию выдерживают в течение 24 ч при 4°С. В завершение полученное твердое вещество перекристаллизовывают из кипящей воды с получением 88,6 мг (28%) вышеуказанного гидроксибисфосфоната (3).

¹Н-ЯМР (D₂O/NaOD, 300 МГц): δ 2,46 (m, 2Н, СН₂-СН₂), 2,66 (m, 2Н, СН₂-СН₂), 4,28 (m, 2Н, N-СН₂-фосфонат), 6,89 (s, 1Н, имидазол-Н), 7,54 (s, 1Н, имидазол-Н). ³¹Р-ЯМР (D₂O/NaOD, 162,05 МГц): δ 14,4. ИЭС-МС(+): рассч. 315,04, измер. 316,05 (М+Н⁺), 338,04 (М+Na⁺).

ДОТК^ЗОЛ

15,75 мг (0,05 ммоля) соединения (3) суспендируют в 1 мл воды и добавляют триэтиламин (ТЭА) до растворения всех твердых веществ. Затем к раствору бисфосфоната по каплям медленно добавляют 38 мг (0,05 ммоля) ДОТК-N-ГС, растворенного в 0,5 мл воды. Далее реакционную смесь в течение 24 перемешивают при 50°С. В ходе реакции регулярно контролируют значение рН, которое добавлением ТЭА поддерживают в пределах от 8 до 9. После этого сырой продукт путем препаративной ВЭЖХ (Phenomenex Synergy Hydro-RP 80, 10 мкм, 250×30 мм, растворитель: Н₂О+0,1% трифторуксусной кислоты (ТФУК)) отделяют от исходных материалов. На второй стадии сырой продукт подвергают дальнейшей очистке путем твердофазной экстракции (NH₂-фаза, Merck LiChroprep NH₂). Продукт после промывки твердой фазы водой/метанолом/водой элюируют с этой твердой фазы смесью из H₂O и 2% ТФУК. После лиофилизации получают 5,6 мг (15,7%) белого твердого вещества.

¹Н-ЯМР (D₂O/NaOD, 300 МГц): δ 2,42 (m, 2Н, СН₂-СН₂), 2,61 (m, 2Н, СН₂-СН₂), 2,9-3,5 (b, 16Н, циклен-СН₂), 3,75 (ушир. s, 8Н, -СН₂-СО), 4,55 (m, 2Н, N-СН₂-фосфонат), 7,28 (s, 1Н, имидазол-Н), 8,54 (s, 1Н, имидазол-Н). ³¹Р-ЯМР (D₂O/NaOD, 162,05 МГц): δ 14,3. ИЭС-MS(+): рассч. 701,2, измер. 702,5 (М+Н⁺), 351,1 (М+2Н⁺).

Альтернативно вместо хелатообразователя ДОТК возможно использование хелатообразователя ДОТКМ (1,4,7,10-тетракис-(карбамоилметил)-1,4,7,10-тетраазациклододекан).

Пример 2: Синтез [⁶⁸Ga]ДОТК^ЗОЛ

25 нмолей ДОТК^ЗОЛ растворяют в 500 мкл натрийацетатного буфера (0,5М, рН 4) и смешивают с 400 мкл раствора ⁶⁸Ga(III). Смесь нагревают до 98°С с выдержкой при этой температуре в течение 15 мин. После этого реакционный раствор стерилизуют фильтрацией. Радиохимическая чистота по результатам ее определения путем тонкослойной хроматографии и ВЭЖХ составляет не менее 95%.

Пример 3: Синтез [¹⁷⁷Lu]ДОТК^ЗОЛ

10 нмолей ДОТК^ЗОЛ на 1 ГБк ¹⁷⁷Lu(III) растворяют в 1 мл натрийацетатного буфера (0,1М, рН 5,0) и смешивают с раствором ¹⁷⁷Lu(III). Смесь нагревают до 98°С с выдержкой при этой температуре в течение 30 мин.. После этого реакционный раствор стерилизуют фильтрацией. Радиохимическая чистота по результатам ее определения путем тонкослойной хроматографии и ВЭЖХ составляет не менее 98%.

Пример 4: Присоединение ДОТКГК по N-ГС-группе в слегка щелочном водном растворе

Пример 5: Присоединение производного ГЕГК по NCS-группе в слегка щелочном водном растворе

Пример 6: Присоединение производного РОЗА и квадратной кислоты в слегка щелочном водном растворе

Пример 7: Реакция Манниха с участием РОЗА в кислом растворе

Пример 8: Эксперименты in vivo на крысах

Здоровым крысам линии "Вистар" (N=5) весом от 140 до 220 г под анестезией изофлураном в хвостовую вену вводили меченное изотопом ⁶⁸Ga соединение, соответственно меченное изотопом ¹⁷⁷Lu соединение, разбавленное в изотоническом растворе поваренной соли, в дозе, соответствующей 15-18 МБк. Через 60 мин после инъекции крыс умерщвляли, брали пробы органов, взвешивали их и определяли накопление меченого бисфосфоната в ткани в виде величины SUV (от англ. "standardized uptake value", стандартизованный уровень накопления), рассчитываемой по следующей формуле:

SUV = (активность на г ткани)/(инъецированная активность) × (масса тела) В качестве сравнительных веществ выбирали известный α-гидроксибисфосфонат BPAPD и конъюгат памидроната с ДОТК (ДОТК^ПАМ). Эти соединения являются представителями упомянутых выше, известных из уровня техники соединений, которые потеряли свою обладающую сродством функциональную аминогруппу явно в результате дериватизации бифункциональным хелатообразователем.

Результаты по определению распределения вышеописанных меченных изотопом ⁶⁸Ga бисфосфонатов в различных органах представлены ниже в таблицах 1 и 2.

Альтернативно вместо хелатообразователя ДОТК возможно использование хелатообразователя ДОТКМ (1,4,7,10-тетракис-(карбамоилметил)-1,4,7,10-тетраазациклододекан).

Пример 9: Накопление на метастазах в кость

Радиофармацевтические препараты типа [М]ДОТК^ЗОЛ, а также их производные (например, производные на основе ДОТКМ) проявляют по сравнению с особо успешно используемыми на сегодняшний день ПСМА-маркерами (где сокращение "ПСМА" обозначает "простат-специфический мембранный антиген", англ. "prostate-specific membrane antigen (PSMA)") гораздо более интенсивное накопление на метастазах в кость у одного и того же пациента (с превышением в 2-8 раз) при одновременно значительно меньшем накоплении на здоровых органах. В приведенной ниже таблице представлены, результаты измерения накопления [⁶⁸Ga]ДОТК^ЗОЛ и [⁶⁸Ga]ГБЭД-ПСМА^СС (в виде максимальных значений SUV (SUV-max)) с непосредственным сравнением на одном пациенте с раком предстательной железы и с метастазами в кость.

Краткое описание чертежей

Различные варианты осуществления настоящего изобретения и его аспекты проиллюстрированы на прилагаемых к описанию чертежах, которые, однако, не ограничивают объем изобретения представленными на них вариантами и аспектами. В тех случаях, когда на чертежах упоминается ДОТК или ее превращение либо применение, альтернативно вместо этого хелатообразователя ДОТК возможно использование хелатообразователя ДОТКМ (1,4,7,10-тетракис-(карбамоилметил)-1,4,7,10-тетраазациклододекан).

На фиг. 1 представлено сравнение [^99mTc]МДФ и ²²³RaCl₂ в дни 1, 2 и 6 после инъекции из работы авторов О. Sartor, P. Hoskin, ∅.S. Bruland, Targeted radio-nuclide therapy of skeletal metastases, Cancer Treatment Reviews, 39, 2013, cc 18-26.

На фиг. 2 представлены снимки, полученные путем микро-ПЭТ в режиме "проекция максимальной интенсивности" и отражающие распределение различных меченных изотопом ⁶⁸Ga(III) макроциклических бисфосфонатов в органах здоровых крыс линии "Вистар" через 60 мин.

На фиг. 3 схематично показано первое, подробно описанное выше устройство 1 для получения радиофармацевтического препарата из предлагаемого в изобретении соединения V и радиоизотопа металла.

На фиг. 4 схематично показано второе, подробно описанное выше устройство 2 для получения радиофармацевтического препарата из предлагаемого в изобретении соединения V и радиоизотопа металла М.

На фиг. 5 представлена картина распределения [¹⁷⁷Lu]ДОТК^ЗОЛ в организме пациента с раком предстательной железы и с диссеминированными метастазами в кость, полученная путем сцинтиграфии через 6 ч после инъекции [¹⁷⁷Lu]ДОТК^ЗОЛ. При первом терапевтическом применении количество ПСА (простат-специфического антигена), который является важным маркером при контроле за течением рака предстательной железы, удалось в течение двух месяцев снизить с первоначальных 478 нг/мл до 88 нг/мл после лишь однократного введения [¹⁷⁷Lu]ДОТК^ЗОЛ в дозе, соответствующей 5,5 ГБк. Эквивалентно возможно использование [¹⁷⁷Lu]ДОТКМ^ЗОЛ.

На фиг. 6 представлено изображение, полученное путем ПЭТ/КТ (позитронно-эмиссионная томография, совмещенная с компьютерной томографией) при исследовании пациента с раком предстательной железы и с метастазами в кость с использованием [⁶⁸Ga]ДОТК^ЗОЛ. Эквивалентно возможно использование [⁶⁸Ga]ДОТКМ^ЗОЛ.

1. Соединение формулы II для комплексообразования изотопов металлов:

где X обозначает хелатообразователь, выбранный из ДОТК (1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетрауксусная кислота), ДОТКГК (додека-1-глутаровая кислота-1,4,7,10-тетрааминтриуксусная кислота), ДОТКМ (1,4,7,10-тетракис-(карбамоилметил)-1,4,7,10-тетраазациклододекан) и других производных ДОТК, НОТК (нона-1,4,7-триаминтриуксусная кислота) и ее производных, таких как НОТКГК (1,4,7-триазациклононан,1-(глутаровая кислота),4,7-уксусная кислота), ААЗТК (6-амино-6-метилпергидро-1,4-диазепин-N,N,N',N'-тетрауксусная кислота), и

R₃ обозначает .

2. Соединение формулы II по п. 1, отличающееся тем, что представляет собой

3. Соединение формулы II по п. 1, отличающееся тем, что представляет собой соединение, в котором R₃ обозначает ,

а хелатообразователь X представляет собой ДОТКМ.

4. Фармацевтическое средство, состоящее из соединения формулы II по пп. 1-3 и образующего с ним комплекс изотопа металла М.

5. Фармацевтический средство по п. 4, отличающееся тем, что изотоп металла М выбран из группы, включающей ⁴⁴Sc, ⁴⁷Sc, ⁵⁵Со, ⁶²Cu, ⁶⁴Cu, ⁶⁷Cu, ⁶⁶Ga, ⁶⁷Ga, ⁶⁸Ga, ⁸⁹Zr ⁸⁶Y, ⁹⁰Y, ⁹⁰Nb, ^99mTc, ¹¹¹In, ¹³⁵Sm, ¹⁵⁹Gd, ¹⁴⁹Tb, ¹⁶⁰Tb, ¹⁶¹Tb, ¹⁶⁵Er, ¹⁶⁶Dy, ¹⁶⁶Ho, ¹⁷⁵Yb, ¹⁷⁷Lu, ¹⁸⁶Re, ¹⁸⁸Re, ²¹³Bi и ²²⁵Ac.

6. Фармацевтическое средство по пп. 4, 5 для применения в методе лечения заболеваний костей и опухолей костей.

7. Фармацевтическое средство по п. 6 для лечения заболеваний с неманифестированными метастазами в кость.

8. Фармацевтическое средство по п. 7, где лечение предусматривает накопление фармацевтического средства в опухолевой клетке для ингибирования фарнезилпирофосфат-синтазы (ФПФС).

9. Фармацевтическое средство по пп. 4, 5 в методе визуализации фармакокинетических процессов, таких как процессы при заболеваниях сердца, путем позитронно-эмиссионной томографии или однофотонной эмиссионной компьютерной томографии.

10. Фармацевтическое средство по пп. 4, 5 для применения в качестве добавки в искусственном костном веществе, в костном цементе или в костных имплантатах.

11. Фармацевтическое средство по пп. 4, 5, которое подготовлено для использования при диагностической визуализации путем магнитно-резонансной томографии (ЯМР-томографии) или при оптической визуализации.

12. Способ получения фармацевтического средства по пп. 4, 5, заключающийся в том, что

(а) приготавливают раствор S, содержащий соединение формулы II по одному из пп. 1-3,

(б) подготавливают изотоп металла М, и

(в) изотоп металла М легируют с соединением формулы II с образованием комплекса M II изотопа металла М с соединением формулы II в растворе F.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что изотоп металла М на стадии (б) представляет собой ⁶⁸Ga(III).

14. Способ по п. 12 или 13, отличающийся тем, что на стадии (б) подготавливают изотоп металла М в растворе.

15. Способ по пп. 12-14, отличающийся тем, что на стадии (б) используют изотопный генератор с материнским нуклидом и с образовавшимся в результате его распада изотопом металла М и на стадии (в) изотоп металла М раствором S отделяют от материнского нуклида.

16. Применение соединения формулы II по пп. 1-3 в качестве меченого предшественника для получения фармацевтического средства.

17. Применение фармацевтического средства по пп. 4, 5 в методе визуализации путем позитронно-эмиссионной томографии или однофотонной эмиссионной компьютерной томографии.

18. Применение фармацевтического средства по пп. 4, 5 в методе лечения заболеваний костей и опухолей костей.

19. Применение фармацевтического средства по п. 18 для лечения заболеваний с неманифестированными метастазами в кость.

20. Применение фармацевтического средства по п. 19, где лечение предусматривает накопление фармацевтического средства в опухолевой клетке для ингибирования фарнезилпирофосфат-синтазы (ФПФС).

21. Применение фармацевтического средства по пп. 4, 5 в методе визуализации фармакокинетических процессов, таких как процессы при заболеваниях сердца, путем позитронно-эмиссионной томографии или однофотонной эмиссионной компьютерной томографии.

22. Применение фармацевтического средства по пп. 4, 5 в качестве добавки в искусственном костном веществе, в костном цементе или в костных имплантатах.

23. Применение соединения формулы II по пп. 1-3 в сочетании с изотопом металла М для получения фармацевтического средства.

24. Применение по п. 23, где изотоп металла М выбран из группы, включающей ⁴⁴Sc, ⁴⁷Sc, ⁵⁵Со, ⁶²Cu, ⁶⁴Cu, ⁶⁷Cu, ⁶⁶Ga, ⁶⁷Ga, ⁶⁸Ga, ⁸⁹Zr ⁸⁶Y, ⁹⁰Y, ⁹⁰Nb, ^99mTc, ¹¹¹In, ¹³⁵Sm, ¹⁵⁹Gd, ¹⁴⁹Tb, ¹⁶⁰Tb, ¹⁶¹Tb, ¹⁶⁵Er, ¹⁶⁶Dy, ¹⁶⁶Ho, ¹⁷⁵Yb, ¹⁷⁷Lu, ¹⁸⁶Re, ¹⁸⁸Re, ²¹³Bi и ²²⁵Ac.

25. Применение по п. 23, где изотоп металла М представляет собой гадолиний.