[发明专利]核苷激酶旁路组合物和方法

说明书

优先权要求

本申请要求2012年12月6日提交的美国临时申请号61/734,049和2013年3月15日提交的美国临时申请号61/787,377的优先权。

技术领域

本发明涉及易于被还原剂（诸如谷胱甘肽）生物活化的、二硫化物掩蔽的前药化合物、组合物和方法。这样的基于二硫化物的化合物、组合物和方法可以用于例如提供用作治疗剂的新前药。

背景技术

下面是关于某些前药组合物的相关技术的讨论。所述讨论仅仅为了理解下面的发明而提供。该概要并非承认下面描述的任何工作是要求保护的发明的现有技术。

药物化学和生物技术领域已经产生了许多具有充分证实的体外活性的生物活性化合物。但是，需要将这些化合物有效地递送至感兴趣的靶细胞和组织，以便用作研究工具或体内治疗剂。许多生物活性分子具有由于它们的净负(阴离子)电荷、它们的大小或阴离子电荷和大小二者的组合而受损的体内活性谱。在克服这些屏障的尝试中，已经开发了多种策略。在寡核苷酸递送的情况下，病毒的和非病毒的递送策略已经产生了混合的结果，其中大多数具有剂量限制毒性或其它安全性问题。这样的安全性问题是给感兴趣的细胞和组织有效地递送其它带电荷的分子所面临的挑战的代表。这些挑战已经驱动前药的差异方案中的创新。

前药是以无活性形式或显著更少活性形式施用的药理学物质。一旦施用，前药在被称作生物活化的过程中在体内代谢成活性代谢物。在前药应用背后的基本原理通常是关于吸收、分布、代谢和排泄(ADME)优化。阴离子掩蔽前药代表一个新的化合物平台，其会提供通过多种机制改善ADME性能的优点。首先，阴离子掩蔽前药会中和阴离子电荷，且因此克服细胞吸附和组织分布的屏障。其次，因为某些核酸酶依赖于阴离子电荷来鉴别它们的底物，所以阴离子掩蔽前药可以绕过代谢。此外，前药的电荷掩蔽基团还可以充当多种化学实体的支架，所述化学实体可以赋予改善的靶向、免疫抑制或可溶性谱。所有这些因素可以导致感兴趣的化合物或分子的改善的药代动力学和药效动力学性能。

已经公开了阴离子掩蔽磷酸三酯保护基的例子，参见例如Lebleu等人, (2000), Russ. J. Bioorg. Chem., 26, 174-182。但是，该方案利用紫外辐射进行去保护，因而不适合体内应用。Beaucage等人(2007), J. Org. Chem., 72, 805-815描述了某些磷酸三酯寡核苷酸前药的体内生物活化。但是，该方案产生THF作为生物转化后的副产物。WO 2010/039543描述了某些阴离子掩蔽二硫化物磷酸三酯寡核苷酸前药。尽管如此，这些二硫化物前药的环脱酯化会导致反应性的硫杂丙环物质的释放，这可以由于剂量限制毒性而限制这样的前药的应用。

谷胱甘肽(GSH)是含有半胱氨酸（其通过正常肽键连接至甘氨酸）的胺基和谷氨酸盐侧链的羧基之间的不寻常肽键的三肽。谷胱甘肽是一种重要的抗氧化剂，会阻止由活性氧诸如自由基和过氧化物造成的对细胞组分的损伤。谷胱甘肽硫醇基团是还原剂，以大约5 mM的浓度存在于细胞中。谷胱甘肽通过充当电子供体而将在细胞质蛋白内形成的二硫键还原为半胱氨酸。在该过程中，谷胱甘肽转化成它的氧化形式谷胱甘肽二硫化物(GSSG)，它也被称为L(-)-谷胱甘肽。谷胱甘肽一旦被氧化，使用NADPH作为电子供体，通过谷胱甘肽还原酶可以将所述谷胱甘肽还原回去。因此，谷胱甘肽是前药的有吸引力的生物转化还原剂。

谷胱甘肽活化的前药的某些例子公开在，例如，Gunnarsdottir等人, (2003), Drug Metabolism and Disposition, 32, 321-327和Tirouvanziam等人, (2006), PNAS, 103, 12, 4628-4633。但是，这些谷胱甘肽活化的前药不会提供任何阴离子电荷掩蔽能力。因此，需要易于在体内生物转化的改善的阴离子掩蔽前药。

发明内容

本发明提供了关于提供谷胱甘肽活化的前药组合物和方法的问题的解决方案，所述前药组合物和方法能够掩蔽阴离子电荷且不会导致生物转化后反应性物质的形成。