ES2553900T3 - Derivados del ácido 3-O-(3',3'-dimetilsuccinil)-betulínico - Google Patents

Derivados del ácido 3-O-(3',3'-dimetilsuccinil)-betulínico Download PDF

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ES2553900T3 ES11306138.6T ES11306138T ES2553900T3 ES 2553900 T3 ES2553900 T3 ES 2553900T3 ES 11306138 T ES11306138 T ES 11306138T ES 2553900 T3 ES2553900 T3 ES 2553900T3
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Pascale Coric
Pierre Boulanger
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Serge Turcaud
Florence Souquet
Nathalie Chazal
Laurence Briant
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Abstract

Compuesto de la fórmula (I) siguiente:**Fórmula** o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, un estereoisómero o una mezcla de estereoisómero en cualquier proporción, en particular una mezcla de enantiómeros, y particularmente una mezcla de racemato, en el que R representa un grupo -(CHR2)-(CHR3)10 n-X, en el que: - n representa 1, - X representa un grupo COOH o NHR1, representando R1 un átomo de hidrógeno o un grupo -Alk, -C(O)- Alk o -C(O)O-Alk, representando Alk un grupo alquilo (C1-C6), y - R2 y R3 representan, independientemente entre sí, un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo (C1-C8), preferentemente un grupo alquilo (C1-C4), opcionalmente sustituido con un grupo COOH o NHR1, representando preferentemente por lo menos R2 y R3 un átomo de hidrógeno.

Description

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DESCRIPCION
Derivados del acido 3-O-(3',3'-dimetilsuccinil)-betul[nico.
La presente invencion se refiere a derivados del acido 3-O-(3',3'-dimetilsuccinil)-betulfnico, a un procedimiento para su preparacion, y a su utilizacion en el tratamiento de una infeccion con un retrovirus tal como VIH.
La mayorfa de los inhibidores farmaceuticos anti-VIH-1 se centran en las actividades enzimaticas catalizadas por la transcriptasa inversa (RT), la integrasa (IN) o la proteasa (PR), y han provocado la aparicion de cepas del VIH-1 multirresistentes. De este modo, la comunidad cientffica se ha visto implicada en el descubrimiento de nuevas dianas para combatir el SIDA, y en el desarrollo de nuevas moleculas dirigidas contra estas dianas. El ensamblaje del precursor Gag de VIH-1 (Pr55Gag) y las etapas de maduracion de la replicacion del virus representan dianas atractivas para el diseno de nuevas moleculas que puedan inhibir la replicacion retrovfrica.
La poliprotefna Gag es necesaria y suficiente para el ensamblaje de pseudopartfculas similares a virus (VLP). Durante o subsiguientemente al ensamblaje de toda la partfcula del VIH-1, Gag se escinde mediante la PR en cuatro protefnas maduras: matriz (MA), capside (CA), nucleocapside (NC) y p6. Se liberan dos peptidos espaciadores extra, SP1 y SP2, que separan CA/NC y NC/p6 respectivamente. Este proceso de maduracion esta regulado en el tiempo: la primera escision se produce entre SP1 y NCp7, que conduce al producto intermedio MA-CA-SP1, que entonces se escinde en MA y CA-SP1 precursora (p25). La escision de p25 se produce tarde en el ciclo de vida del virus, y genera la CA madura (p24) y el peptido SP1. Esta es una etapa crucial para la formacion apropiada de partfculas vfricas maduras e infecciosas.
Recientemente, se ha demostrado que la inhibicion en el sitio de escision de CA-SP1 provoca la produccion de partfculas vfricas defectuosas y no infecciosas. Ademas, la region que rodea al dominio de CA-SP1 desempena un papel importante en la morfogenesis del virion. Se han llevado a cabo en diferentes aislados del VIH-1 y otros lentivirus de primates mutaciones de restos en la union de CA-SP1 o en el peptido SP1, que muestran un grado elevado de conservacion en sus cuatro restos N-terminales. Se ha sugerido que estas mutaciones bloquean la etapa de procesamiento y dan como resultado la produccion de viriones con nucleos aberrantes. El peptido SP1 desempena un papel crucial en el ensamblaje y en las etapas de maduracion de la replicacion del VIH-1, puesto que se ha mostrado que la incorporacion del dominio SP1 en el termino C de CA permite a Gag multimerizarse.
La acumulacion de partfculas vfricas inmaduras y no infecciosas debido a precursores poliprotefnicos no procesados o parcialmente procesados se puede provocar mediante una nueva clase de antivirales derivados del acido betulfnico. Un miembro importante de esta familia de farmacos antivirales es el acido 3-O-(3',3'-dimetilsuccinil)- betulfnico, abreviado DSB, conocido como YK-FH312 o PA-457, y usado en la clfnica como Bevirimat™. Se sintetiza a partir de acido betulfnico (BA), que se extrae de las hojas de Syzigium claviforum. En el intervalo nanomolar, DSB interfiere con la escision proteolftica mediada por PR del sustrato poliproteico Pr55Gag en la union de los dominios de capside (CA) y nucleocapside (NC), dando como resultado partfculas con un mayor contenido de CAp25 (CAp25 = CAp24 + SP1) y menor infecciosidad. En el intervalo micromolar y en un sistema heterologo, DSB tiene un efecto negativo sobre el ensamblaje y salida de partfculas semejantes a virus (VLP) formadas de Pr55Gag.
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acido betulfnico acido 3-0-(3',3'-dimetilsuccinil)-betul[nico (DSB)
El DSB, el inhibidor de la maduracion del VIH primero de la clase, muestra sin embargo una baja eficacia debido al polimorfismo natural de su diana, la union de CA-SP1 en la poliprotefna Gag, y debido a la baja biodisponibilidad. El documento US 2004/0204389 describe una serie de compuestos derivados de DSB. En particular, se describen compuestos derivados de DSB con diversas cadenas en la posicion C28.
En el contexto de la presente invencion se ha descubierto que es posible obtener agentes anti-VIH con mayor solubilidad y eficacia en la inhibicion de la maduracion, asf como en la inhibicion del ensamblaje, mediante la sustitucion de la posicion C-28 de DSB con cadenas particulares.
Estos derivados triterpenicos se evaluaron para determinar su capacidad para inhibir la replicacion del VIH-1 bloqueando la escision mediada por proteasa (PR) en la union de CA-SP1.
Tambien se evaluo la produccion de virus a partir de celulas 293T transfectadas con el tipo salvaje del VIH-1 en presencia de estos compuestos, y se revelo su funcion como inhibidor de la modulacion.
Paralelamente, se aplico una cuantificacion a base de luciferasa de la produccion de VLP mediante celulas de insecto a estos nuevos derivados, y mostraron su inhibicion del ensamblaje vfrico.
Los resultados muestran que en el intervalo nanomolar los nuevos compuestos, y en particular el compuesto 16, son inhibidores de la maduracion, y que a mayores dosis (micromolar), inhiben el ensamblaje de las partfculas. Esta propiedad dual es nueva y esencial, en estrecha relacion con la naturaleza de los sustituyentes en la posicion C28.
La presente invencion se refiere asf a compuestos de la siguiente formula (I):
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o una sal farmaceuticamente aceptable de los mismos, un estereoisomero o una mezcla de estereoisomeros en cualquier proporcion, en particular una mezcla de enantiomeros, y particularmente una mezcla racemica,
en los que R es como se cita en la reivindicacion 1.
En el contexto de la presente invencion, la expresion “farmaceuticamente aceptable” pretende significar lo que es util para la preparacion de una composicion farmaceutica, y lo que es generalmente seguro y no toxico para un uso farmaceutico.
La expresion “sal farmaceuticamente aceptable” pretende significar, en el contexto de la presente invencion, una sal
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de un compuesto que es farmaceuticamente aceptable, como se define anteriormente, y que posee la actividad farmacologica del compuesto correspondiente. Tales sales comprenden:
(1) hidratos y solvatos,
(2) sales de adicion de acidos formadas con acidos inorganicos tales como acido clorhfdrico, bromhfdrico, sulfurico, nftrico y fosforico, y similares; o formadas con acidos organicos tales como acido acetico, bencenosulfonico, fumarico, glucoheptonico, gluconico, glutamico, glicolico, hidroxinaftoico, 2- hidroxietanosulfonico, lactico, maleico, malico, mandelico, metanosulfonico, muconico, 2-naftalenosulfonico, propionico, succfnico, dibenzoil-L-tartarico, tartarico, p-toluenosulfonico, trimetilacetico y trifluoroacetico, y similares, y
(3) sales formadas cuando un proton acido presente en el compuesto se sustituye por un ion metalico, tal como un ion de metal alcalino, un ion de metal alcalino-terreo, o un ion de aluminio; o se coordina con una base organica o inorganica. Las bases organicas aceptables comprenden dietanolamina, etanolamina, N- metilglucamina, trietanolamina, trometamina, y similares. Bases inorganicas aceptables comprenden hidroxido de aluminio, hidroxido de calcio, hidroxido de potasio, carbonato de sodio de hidroxido de sodio.
En el contexto de la presente invencion, “estereoisomeros” pretende designar diastereoisomeros y enantiomeros. Por lo tanto, son isomeros opticos. Los estereoisomeros que no son imagenes especulares entre si se denominan asf “diastereoisomeros”, y los estereoisomeros que son imagenes especulares no superponibles se denominan “enantiomeros”.
Un atomo de carbono enlazado a cuatro sustituyentes no identicos se denomina un “centro quiral”.
Una mezcla equimolar de dos enantiomeros se denomina mezcla racemica.
El termino “alquilo (C1-C10)”, como se usa en la presente invencion, se refiere a una cadena hidrocarbonada saturada lineal o ramificada que contiene de 1 a 10 atomos de carbono.
El termino “alquilo (C1-C6)”, como se usa en la presente invencion, se refiere a una cadena hidrocarbonada saturada lineal o ramificada que contiene de 1 a 6 atomos de carbono, incluyendo, pero sin limitarse a, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, sec-butilo, t-butilo, n-pentilo, n-hexilo, y similar.
R representa un grupo -(CHR2)-(CHR3)n-X, en el que:
- n representa 1,
X representa un grupo COOH o NHR1, representando R1 un atomo de hidrogeno o un grupo -Alk, -C(O)-Alk o -C(O)O-Alk, representando Alk un grupo alquilo (C1-C6), y
- R2 y R3 representan, independientemente entre si, un atomo de hidrogeno o un grupo alquilo (C1-C8), preferiblemente un grupo alquilo (C1-C4), opcionalmente sustituido con un grupo COOH o NHR1.
Preferentemente, al menos R2 o R3 representa un atomo de hidrogeno.
En la definicion de R anterior, R1 puede representar ventajosamente un atomo de hidrogeno o un grupo -C(O)O-Alk, en particular R1 puede representar H o un grupo Boc (ferc-butiloxicarbonilo).
En particular, R se selecciona de los siguientes grupos:
C .OH )
El compuesto de formula (I) se selecciona preferentemente del siguiente compuesto
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La presente invencion se refiere tambien a los compuestos mencionados anteriormente de formula (I) como un medicamento.
Estos compuestos pueden ser utiles para el tratamiento de una infeccion con un retrovirus tal como VIH, y en particular VIH-1.
La invencion tambien se refiere a la utilizacion de un compuesto de formula (I) para la preparacion de un medicamento destinado a ser usado en el tratamiento de una infeccion con un retrovirus tal como VIH, y en particular VIH-1.
La invencion tambien se refiere a un procedimiento para tratar una infeccion con un retrovirus tal como VIH, y en particular VIH-1, que comprende administrar a una persona que lo necesite una cantidad eficiente de al menos un compuesto de formula (I).
La presente invencion se refiere tambien a una composicion farmaceutica que comprende al menos un compuesto de formula (I) y al menos un vehfculo farmaceuticamente aceptable.
Las composiciones farmaceuticas de la invencion pueden estar destinadas a la administracion oral, sublingual, subcutanea, intramuscular, intravenosa, transdermica, local o rectal. El principio activo se puede administrar en formas unitarias para administracion, mezclado con vehfculos farmaceuticos convencionales, a animales o a seres humanos. Las formas unitarias adecuadas para administracion comprenden las formas para administracion oral, tales como comprimidos, capsulas de gelatina, polvos, granulos y disoluciones o suspensiones orales, las formas para administracion sublingual y bucal, las formas para administracion subcutanea, intramuscular, intravenosa, intranasal o intraocular, y en las formas para administracion rectal.
Cuando una composicion solida se prepara en forma de comprimidos, el principio activo principal se mezcla con un vehfculo farmaceutico tal como gelatina, almidon, lactosa, estearato de magnesio, talco, goma arabiga y similar. Los comprimidos se pueden revestir con sacarosa o con otros materiales adecuados, o se pueden tratar de tal manera que pueden tener una actividad prolongada o retrasada y liberan continuamente una cantidad predeterminada de principio activo.
Una preparacion en capsulas de gelatina se obtiene mezclando el principio activo con un diluyente y vertiendo la mezcla obtenida en capsulas de gelatina blandas o duras.
Una preparacion en forma de un jarabe o un elixir puede contener el principio activo junto con un edulcorante, un antiseptico, o tambien un potenciador del sabor o un agente colorante adecuado.
Los polvos o granulos dispersables en agua pueden contener el principio activo mezclado con agentes dispersantes o agentes humectantes, o agentes de suspension, y con correctores del sabor o edulcorantes.
Para administracion rectal, se usan supositorios que se preparan con aglutinantes que funden a la temperatura rectal, por ejemplo manteca de cacao o polietilenglicoles.
Para administracion parenteral, intranasal o intraocular, se usan suspensiones acuosas, disoluciones salinas isotonicas o disoluciones esteriles e inyectables que contienen agentes dispersantes y/o agentes humectantes farmacologicamente compatibles.
El principio activo tambien se puede formular en forma de microcapsulas, opcionalmente con uno o mas aditivos portadores.
Los compuestos de la invencion se pueden usar en una composicion farmaceutica a una dosis que oscila de 0,01 mg a 1000 mg por dfa, administrada en una sola dosis una vez al dfa o en varias dosis a lo largo del dfa, por ejemplo dos veces al dfa. La dosis administrada diariamente comprende ventajosamente entre 5 mg y 500 mg, y mas ventajosamente entre 10 mg y 200 mg. Sin embargo, puede ser necesario usar dosis fuera de estos intervalos, que
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resultan evidentes para el experto en la materia.
La presente invencion tambien se refiere a un procedimiento como se cita en la reivindicacion 7 para preparar un compuesto de formula (I) segun la presente invencion, que comprende las siguientes etapas sucesivas:
(i) hacer reaccionar un compuesto de la siguiente formula (II):
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con anhidrido 2,2-dimetilsuccinico de la siguiente formula:
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y
(ii) opcionalmente, cuando R comprende un grupo NHR1, desproteger este grupo NHR1 para producir un grupo NH2.
Etapa (i):
R representa un grupo -(CHR2)-(CHR3)n-X, en el que:
- n representa 1,
X representa un grupo COOH o NHR1, representando R1 un grupo -Alk, -C(O)-Alk o -C(O)O-Alk, representando Alk un grupo alquilo (C1-Ca), y
- R2 y R3 representan, independientemente entre si, un atomo de hidrogeno o un grupo alquilo (C1-C8), preferiblemente un grupo alquilo (C1-C4), opcionalmente sustituido con un grupo COOH o NHR1.
Preferentemente, al menos R2 o R3 representa un atomo de hidrogeno.
En la definicion de R anterior, R1 puede representar ventajosamente un grupo -C(O)O-Alk, tal como un grupo Boc (ferc-butiloxicarbonilo).
En particular, R se selecciona de los siguientes grupos:
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La reaccion de la etapa (i) se puede llevar a cabo en presencia de DMAP (N,N-dimetilaminopiridina) en piridina,
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principalmente a reflujo.
La reaccion conduce a una mezcla de derivados de acido 3-O-(2',2'-dimetilsuccinil)- y 3-O-(3',3'-dimetilsuccinil)- betulfnico. Los productos de esta mezcla se pueden separar mediante cromatograffa ultrarrapida para producir el compuesto deseado de formula (I) (un derivado de acido 3-O-(3',3'-dimetilsuccinil)-betulmico.
Etapa (ii):
Esta etapa de desproteccion, si es necesaria, es bien conocida por un experto en la materia.
Preferentemente, el grupo R1 sera en este caso un grupo -C(O)O-Alk, tal como un grupo Boc. La etapa de desproteccion del grupo Boc se puede llevar a cabo haciendo reaccionar en primer lugar el compuesto con trifluorometanosulfonato de ferc-butildimetilsililo en presencia de 2,6-lutidina para dar un carbamato de terc- butildimetilsililo, es decir, el grupo -NHBoc se sustituye por el grupo -NH-C(O)-SiMe2fBu. Despues, la eliminacion del grupo W-ferc-butildimetilsililoxicarbonilo se puede lograr mediante tratamiento con iones fluoruro, que se pueden proporcionar mediante n-Bu4NF, en un disolvente tal como THF. Otra posibilidad es escindir el enlace de N-Boc en presencia de HCl en un disolvente tal como THF.
El compuesto de formula (II) se puede preparar como se cita en la reivindicacion 8 mediante las siguientes etapas sucesivas:
(a) acoplar un compuesto de formula (III)
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en la que GP representa un grupo O-protector, tal como un grupo acetilo, con una amina de la siguiente formula (IV):
R4-NH2 (IV)
para producir un compuesto de la siguiente formula (IV):
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en la que R4 y GP son como se definen anteriormente, y
(b) desproteger el grupo hidroxilo y, cuando sea apropiado, el grupo -COO-Alk1 y/o NHR1 del compuesto de formula (IV) obtenido en la etapa (a) previa para producir un compuesto de formula (II).
Etapa (a):
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R4 representa un grupo -(CHR2)-(CHR3)n-X, en el que:
- n representa 1,
-C(O)-Alk o -C(O)O-Alk, un grupo alquilo (C1-C8),
preferentemente un grupo alquilo (C1-C4), opcionalmente sustituido con un grupo COO-Alk1 o NHR1. Preferentemente, al menos R2 o R3 representa un atomo de hidrogeno.
En la definicion de R4 anterior, R1 puede representar ventajosamente un grupo -C(O)O-Alk1, tal como un grupo Boc (ferc-butiloxicarbonilo). Alk1 puede representar ventajosamente un grupo ferc-butilo.
En particular, R4 se selecciona de los siguientes grupos:
X representa un grupo COO-Alk1 o NHR1, representando R1 un grupo -Alk, representando Alk y Alk1, independientemente entre si, un grupo alquilo (C1-C6), y
- R2 y R3 representan, independientemente entre si, un atomo de hidrogeno o
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La expresion “grupo O-protector”, como se usa en la presente invencion, se refiere a un sustituyente que protege a los grupos hidroxilo frente a reacciones indeseables durante procedimientos de sfntesis, tales como aquellos grupos O-protectores descritos en Greene, “Protective Groups In Organic Synthesis”, (John Wiley & Sons, Nueva York (1981)). Los grupos O-protectores comprenden grupos alquilo (C1-C6), tales como metilo, etilo, ferc-butilo; esteres de metilo sustituidos, por ejemplo metoximetilo (MOM), benciloximetilo, 2-metoxietoximetilo, 2-(trimetilsili l)etoxi metilo, bencilo y trifenilmetilo; eteres tetrahidropiranilo; eteres de etilo sustituidos, por ejemplo, 2,2,2-tricloroetilo; eteres de sililo, por ejemplo, trimetilsililo, t-butildimetilsililo (TBS) y t-butildifenilsililo; y esteres preparados haciendo reaccionar el grupo hidroxilo con un acido carboxflico, por ejemplo acetilo, propionilo, benzoflo y similar. En particular sera un grupo acetilo.
El acoplamiento se puede llevar a cabo mediante acoplamiento peptfdico bien conocido por el experto en la materia.
El acoplamiento peptfdico se llevara a cabo ventajosamente en presencia de un agente de acoplamiento, tal como diisopropilcarbodiimida (DIC), diciclohexilcarbodiimida (DCC), hidrocloruro de 1-(3-dimetilaminopropil)-3- etilcarbodiimida (EDC), carbonildiimidazol (CDI), hexafluorofosfato de 2-H-benzotriazol-1-il)-1,1,3,3-tetrametiluronio (HBTU), tetrafluoroborato de 2-(1H-benzotriazol-1-il)-1,1,3,3-tetrametiluronio (TBTU), hexafluorofosfato de O-(7- azobenzotriazol-1-il)-1,1,3,3-tetrametiluronio (HATU) o hexafluorofosfato de (benzotriazol-1-iloxi)tripirrolodinofosfonio (PiBOP); opcionalmente asociado con un acoplamiento auxiliar, tal como N-hidroxi-succinimida (NHS), N-hidroxi- benzotriazol (HOBt), 3,4-dihidro-3-hidroxi-4-oxo-1,2,3-benzotriazol (HOOBt), 1-hidroxi-7-azabenzotriazol (HAt) o N- hidroxisulfosuccinimida (sulfo NHS).
Ventajosamente, el acoplamiento peptfdico se llevara a cabo en presencia de PyBOP y una base tal como diisopropiletilamina (DIEA).
El compuesto de formula (III) se puede preparar ademas a partir de acido betulfnico mediante una etapa de proteccion del grupo hidroxilo.
Preferiblemente, el grupo O-protector sera un grupo acetilo. Este grupo se puede introducir en el acido betulfnico mediante reaccion con anhfdrido acetico en piridina.
Etapa (b):
La etapa de desproteccion del grupo O-protector se puede llevar a cabo mediante procedimientos bien conocidos por el experto en la materia.
En el caso en el que GP represente un grupo acetilo, la etapa de desproteccion se puede llevar a cabo mediante saponificacion, principalmente en presencia de hidroxido sodico, principalmente en un disolvente tal como una mezcla de tetrahidrofurano y metanol.
En estas condiciones de reaccion, el grupo -COO-Alk1 tambien se desprotege para conducir al grupo -COOH
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deseado.
La invencion se pondra mas claramente de manifiesto a partir de los siguientes ejemplos y figuras, proporcionandose dichos ejemplos unicamente a tftulo ilustrativo de la invencion.
Figuras
Figura 1: Efecto del compuesto sobre la produccion de partfculas vfricas y procesamiento de Gag en lisado virionico. Se observa acumulacion de p25 en presencia de 1, 2, 12, 16 y 15.
Figura 2: Analisis mediante EM de seccion delgada de viriones producidos a partir de celulas tratadas con BA (1), DSB (2), 12, 16, 15. Se transfectaron celulas 293T con pNL4-3 y no se trataron (A) o se trataron (B, C, D, E, F) con BA (1), DSB (2), 12, 16 y 15. Dos dfas despues de la transfeccion, las celulas se fijaron y se analizaron mediante EM de seccion delgada. La flecha discontinua en A indica nucleos conicos maduros; las flechas en B, C, D, E y F indican la capa densa en electrones, con forma de media luna, dentro de la membrana viral que resulta de la inhibicion del procesamiento de p25. (Barra: »100 nm).
Figura 3: Dependencia del empaquetamiento de LucVpr respecto del dominio p6 de Gag. Analisis mediante ultracentrifugacion isopfcnica en gradiente de densidad de sacarosa-D2O de VLP extracelulares aisladas de medio de cultivo de celulas Sf9. (a), Transferencia Western de las fracciones de gradientes analizadas mediante SDS- PAGE. La transferencia se hizo reaccionar con anticuerpo policlonal anti-Gag y con anticuerpo IgG anticonejo marcado con fosfatasa. Lfnea m, marcadores de masa molecular previamente tenidos (PageRuler™; Fermentas Inc.). La posicion de VLP (fracciones 10-13; 1,12-1,15 en densidad) se indica en la parte superior del panel. (b), La actividad de luciferasa se ensayo en cada fraccion de gradiente, y se expreso como unidades de luz relativas (RLU). Sfmbolo en blanco, celulas Sf9 que expresan LucVpr sola; sfmbolos en negro, celulas Sf9 que coexpresan LucVpr y Pr55Gag de longitud completa o Gag sin p6 (GagDp6). Cada fraccion de gradiente se evaluo para determinar la actividad de luciferasa. Los valores de la densidad se indican en la escala de la derecha.
Figura 4: Cuantificacion del ensamblaje y salida de VLP usando ensayo de luciferasa. Celulas que coexpresan Pr55Gag y LucVpr no se trataron (control 0) o se trataron con DSB en DMSO durante 24 h a 24 h pi, a concentraciones crecientes como se indica. VLP se aislaron del medio de cultivo a 48 h pi mediante ultracentrifugacion isopfcnica en gradiente de densidad de sacarosa-D2O, y se evaluaron para determinar la actividad de luciferasa, expresada como unidades de luz relativas (RLU).
Figura 5: Evaluacion de la actividad inhibidora de BA, PA-457, 12, 15 y 16 sobre el ensamblaje de VLP, usando un ensayo a base de empaquetamiento de Vpr con luciferasa.
Alfcuotas de celulas Sf9 coinfectadas con AcMNPV-Pr55Gag y AcMNPV-LucVpr a MOI iguales se trataron a 24 h pi con dosis crecientes de cada inhibidor durante 24 h. Las celulas y el medio de cultivo se cosecharon a 48 h pi, y las VLP se aislaron del medio de cultivo. Los sedimentos celulares y las VLP se procesaron entonces para el ensayo de luciferasa, y los valores de la relacion de la actividad de luciferasa asociada a VLP incorporadas a las celulas, en porcentaje del control (inhibidor 0), se representaron graficamente frente a las concentraciones de DSB. En las muestras de control, la fraccion de luciferasa incorporada por las VLP fue habitualmente 5 a 7% de la actividad total recuperada. Por ejemplo, en el experimento ilustrado aquf, la actividad recuperada fue 35,5 x 106 RLU en sedimentos celulares, frente a 2,5 x 106 en VLP extracelulares. Observese que la curva de inhibicion de 17, que se asemejo a la de 12, no se represento por razones de claridad.
Ejemplos
I. Sfntesis de los compuestos
Los productos se caracterizaron mediante espectroscopfa de masas de alta resolucion (HRMS) y mediante RMN (resonancia magnetica nuclear). Se uso la convencion de IUPAC para numerar los atomos de carbono. La asignacion completa de las resonancias de RMN de 1H y 13C se logro mediante experimentos de RMN 1D y 2D, correlacion heteronuclear de un solo cuanto (1H,13C-HSQC), correlacion heteronuclear a multiples enlaces (1H,13C-HMBC), espectroscopfa de correlacion 1H-1H (COSY) y espectroscopfa de correlacion total (TOCSY).
Los espectros de RMN 1H, RMN 13C, DEPT135, DQF-COSY, TOCSY, HSQC y HMBC se registraron con un espectrometro de RMN Bruker AVANCE 400 a 400,13 MHz (SF) para 1H y 100,623 MHz (SF) para 13C con sonda inversa de 5 mm a temperatura ambiente. Los diferentes compuestos estaban en disoluciones 10 mM en 0,5 ml de C5D5N en tubos de RMN de 5 mm. Todos los desplazamientos qufmicos estaban en ppm (8). Los espectros de RMN 1H se realizaron con una anchura espectral (SW) de 4084,97 Hz, y los espectros de RMN 13C con Sw de 22522,52 Hz con desacoplamiento de 1H con secuencia de pulso WALTZ; el tipo de carbono (es decir, C, CH, CH2, CH3) se determino usando experimentos de DEPT135. Todos los experimentos bidimensionales se realizaron usando secuencias de pulso estandar con el programa de software de Bruker XWIN-NMR vs 3.0. Los espectros de DQF- COSY y TOCSY se registraron con 2048 puntos en la dimension F2 y 512 incrementos en la dimension F1. Cada
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incremento se obtuvo con 40 barridos y se uso una anchura espectral de 4084,97 Hz, un retraso de reciclaje de 2 s y un tiempo de mezclamiento de 80 ms para los experimentos de TOCSY. Los espectros de HSQC se obtuvieron con la constante de acoplamiento de 1H-13C de un enlace ajustada a 145 Hz, un desacoplamiento de 13C GARP WALTZ, 2048 puntos en la dimension F2 y 256 incrementos en la dimension F1, con un retraso de relajamiento de 2 s. La anchura espectral se ajusto a 10964,91 Hz en la dimension F2 y 4084,97 Hz en la dimension F1. Los experimentos de HMBC se realizaron con 40 barridos para cada 256 incrementos de F1, 2048 puntos de datos en F2. Se ha usado una anchura espectral de 4084,97 Hz y 22522,52 Hz en las dimensiones de 1H y 13C respectivamente.
El Acido betulfnico, anhfdrido acetico, PyBOP, DIEA, DMAP, anhfdrido 2,2-dimetilsuccfnico, 2,6-lutidina, trifluorometanosulfonato de terc-butildimetilsililo se adquirieron de Aldrich. Todos los aminoacidos, procedentes de Bachem, estaban protegidos O-tBu, y la cadena lateral de Lys se protegio como N-Boc.
En la parte experimental se han usado las siguientes abreviaturas:
Ac?O: anhfdrido acetico; f-BuMe?SiOTf: trifluorometanosulfonato de ferc-butildimetilsililo; nBu4NF: fluoruro de tetrabutilamonio; DEPT135: aumento sin distorsion por transferencia de polarizacion; DIEA: N,N-diisopropiletilamina; DMAP: 4-(dimetilamino)piridina; DMF: dimetilformamida; DMSO: dimetilsulfoxido; DQF-COSY: espectroscopfa de correlacion con filtro de doble cuanto; HMBC: correlacion heteronuclear a multiples enlaces; HSQC: correlacion heteronuclear de un solo cuanto; MeOH: metanol; PyBOP: hexafluorofosfato de (benzotriazol-1- iloxi)tripirrolodinofosfonio; THF: tetrahidrofurano; TOCSY: espectroscopfa de correlacion total.
Los compuestos se han sintetizado segun el siguiente esquema de reaccion:
Esquema 1a
imagen11
a Reactivos y condiciones: (i) Ac2O, piridina; (ii) PyBop, DIEA, NH2-X-R, rt, 72 h; (iii) NaOH 4M, THF/MeOH, rt, 12 h; (iv) anhfdrido, DMAP, piridina, reflujo, 18 h; (v) 2,6-lutidina, f-BuMe2SiOTf, CH2O2, 30 mn, n-Bu4NF, THF, rt, 1 h; (vi)
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HCl 6M, THF, rt, 1 h
I.a) Procedimiento general para sintetizar derivados (4-7).
A una mezcla de 3-O-Ac-BA (3) (200-300 mg, 0,4-0,6 mmoles) y DIEA (0,28-0,42 ml, 1,6-2,4 mmoles) en DMF (2-3 ml) se le anadieron sucesivamente PyBOP (0,31-0,47 g, 0,6-0,9 mmoles) y la amina NH2-X-R1 apropiada (0,6-0,9 mmoles). La mezcla se agito durante 72 h, y despues se diluyo con CH2Cl2 (50 ml), se lavo con disolucion acuosa de acido cftrico (10%), con agua, con salmuera, y se seco sobre MgSO4. La capa organica se concentro a vacfo, y el residuo se purifico mediante cromatograffa en gel de sflice para proporcionar el producto intermedio deseado 4, 5, 6 o 7.
Ester t-butllico de N-(O3-acetil-betulinil)glicina (4): Rf: 0,38 (tolueno/acetona 10/0,5); Rendimiento: 64% (158 mg); RMN 1H (300 MHz, CDCla): 8 0,75 (m, 1H, -CH en 5), 0,82 (s, 3H, -CH3), 0,83 (s, 3H, -CH3), 0,91 (s, 3H, -CH3), 0,95 (s, 3H, -CH3), 1,09 (m, 2H), 1,10-1,45 (m, 11H), 1,47 (s, 12H, -CH3, t-Bu), 1,50-1,65 (m, 6H), 1,67 (s, 3H, -CH3), 1,752,0 (m, 3H), 2,03 (s, 3H, -COCH3), 2,45 (dt, 1H, J = 3,5 Hz, J = 13 Hz), 3,10 (dt, 1H, J = 3,5 Hz, J = 11 Hz), 3,89 (m, 2H, -CH2), 4,45 (t, 1H, J = 7,5 Hz), 4,58 (s, 1H, = CH), 4,73 (s, 1H, = CH), 6,10 (t, 1H, J = 5,2 Hz). RMN 13C (300 MHz, CDCla): 8 14,6; 16,0; 16,2; 16,5; 18,2; 19,4; 20,9; 21,3; 23,7; 25,5; 27,9; 28,0; 29,4; 30,8; 33,6; 34,3; 36,5; 37,1; 37,6; 37,8; 38,3; 38,4; 40,7; 41,9; 42,5; 45,9; 46,7; 50,0; 50,5; 55,4; 55,7; 80,9; 82,0; 109,4; 150,9; 169,6; 171,0; 176,4.
Ester t-butllico de N-(O3-acetil-betulinil)-B-alanina (5): Rf: 0,45 (tolueno/acetona 10/0,5); Rendimiento: 80% (300 mg); RMN 1H (400 MHz, C5D5N): 8 0,80 (m, 4H, -CH en 5, -CH3 en 25), 0,87-0,9 (m, 7H, -CH3 en 23 y 24, -CH en 1), 1,08 (1s, 3H, -CH3 en 27), 1,12 (1s, 3H, -CH3 en 26), 1,18 (m, 1H, -CH en 12), 1,19 (m, 1H, -CH en 11), 1,21 (m, 1H, -CH en 15), 1,33 (m, 1H, -CH en 9), 1,34 (m, 1H, -CH en 11), 1,35 (m, 1H, -CH en 6), 1,42 (m, 2H, -CH en 7), 1,45 (m, 1H, -CH en 6), 1,49 (s, 9H, -COOtBu), 1,5 (m, 1H, -CH en 21), 1,54 (m, 1H, -CH en 22), 1,6 (m, 2H, -CH en 1 y 16), 1,65 (m, 1H, -CH en 2), 1,7 (m, 1H, -CH en 2), 1,74 (m, 1H, -CH en 15), 1,77 (s, 3H, -CH3 en 30), 1,94 (m, 1H, -CH en 12), 2,08 (s, 3H, -COCH3), 2,13 (m, 1H, -CH en 22), 2,21 (m, 1H, -CH en 21), 2,4 (m, 1H, -CH en 16), 2,77 (m, 1H, -CH en 2”), 2,85 (m, 1H, -CH en 2”), 3,08 (m, 1H, -CH en 13), 3,62 (m, 1H, -CH en 19), 3,7 (m, 1H, -CH en 1”), 3,85 (m, 1H, -CH en 1”), 4,7 (dd, 1H, -CH en 3, J = 4,5 MHz y 11,5 Hz), 4,78 (s, 1H, = CH), 4,94 (s, 1H, = CH), 8,35, (d, 1H, -CO-NH-, J = 7 Hz). RMN 13C (400 MHz, C5D5N): 8 15,2 (C27); 16,8 (C25); 16,9 (C26); 17,2 (C24); 18,9 (C6); 20 (C30); 21,6 (C2'); 21,66 (C11); 24,5 (C2); 26,6 (C12); 28,5 (3C, t-Bu y C23); 30,3 (C15); 31,8 (C21); 34 (C16);
35.1 (C7); 36,3 (C2”); 36,5 (C1”); 37,7 (C10); 38 (C13); 38,5 (C4); 39 (C22 y C1); 41,6 (C8); 43,2 (C14); 47,65 (C19);
51.1 (C18); 51,3 (C9); 56,1 (C5); 56,3 (C17); 80,7 (Ct-Bu); 81,2 (C3); 110,2 (C29); 152,1 (C20); 171,1 (C1'); 172,4 (C COOt-Bu); 177,4 (C28).
N-(O3-acetil-betulinil)-N’-Boc-etilendiamina (6): Rf: 0,48 (tolueno/acetona 90/10); Rendimiento: 86% (330 mg); RMN 1H (300 MHz, CDCl3): 8 0,77 (m, 1H), 0,83 (s, 3H, -CH3), 0,84 (s, 6H, 2-CH3), 0,94 (s, 3H, -CH3), 0,96 (s, 3H, -CH3),
1.09 (m, 1H), 1,10-1,41 (m, 8H), 1,47 (s, 9H, t-Bu), 1,49-1,65 (m, 8H), 1,68 (s, 3H, -CH3), 1,70-1,80 (m, 3H), 1,98 (m, 3H), 2,04 (s, 3H, -COCH3), 2,45 (dt, 1H, J = 3,1 Hz, J = 12,5 Hz), 3,13 (dt, 1H, J = 4,4 Hz, J = 11 Hz), 3,27 (m, 2H, - CH2), 3,34 (m, 2H, -CH2), 4,46 (t, 1H, J = 7,0 Hz), 4,59 (s, 1H, = CH), 4,74 (s, 1H, = CH), 5,04 (m, 1H, -NH-CO-), 6,33 (m, 1H, -CO-NH-).
Ester t-butllico de N2-(O3-acetil-betulinil)-N6-Boc-L-Lisina (7): Rf: 0,28 (tolueno/acetona 95/5); Rendimiento: 73% (410 mg); RMN 1H (400 MHz, C5D5N): 8 0,80 (m, 4H, -CH en 5, -CH3 en 25), 0,90 (m, 7H, -CH3 en 23 y 24, -CH en 1),
1.09 (2s, 6H, -CH3 en 27 y 26), 1,16 (m, 1H, -CH en 11), 1,17 (m, 1H, -CH en 12), 1,29 (m, 1H, -CH en 15), 1,32 (m, 1H, -CH en 11), 1,33 (m, 1H, -CH en 9), 1,42 (m, 3H, -CH en 6 y 7), 1,48 (s, 9H, -COOtBu y m, 1H, -CH en 6), 1,52 (m, 2H, -CH en 21 y 22), 1,55 (s, 9H, -NHBoc), 1,58 (m, 2H, -CH en 1 y 2), 1,69 (m, 2H, -CH2g Lys), 1,70 (m, 3H, -CH en 18, -CH28 Lys), 1,71 (m, 1H, -CH en 2), 1,78 (s, 3H, -CH3 en 30), 1,80 (m, 1H, -CH en 15), 1,86 (m, 1H, -CHp Lys), 1,92 (m, 1H, -CH en 12), 2,07 (m, 1H, -CHb Lys), 2,08 (s, 3H, -COCH3), 2,30 (m, 1H, -CH en 21), 2,33 (m, 1H, - CH en 22), 2,54 (m, 1H, -CH en 16), 3,03 (m, 1H, -CH en 13), 3,40 (m, 2H, -CH2e Lys), 3,58 (m, 1H, -CH en 19), 4,7 (dd, 1H, -CH en 3, J = 5 Hz y 11,5 Hz), 4,75 (s, 1H, = CH), 4,91 (m, 2H, = CH y -CHa Lys), 7,55 (t, 1H, -NH-CO- J = 5 Hz), 8,22 (d, 1H, -CO-NH-, J = 8 Hz). RMN 13C (400 MHz, C5D5N): 8 15,3 (C27); 16,7 (C25); 17 (C26); 17,2 (C24); 19 (C6); 20 (C30); 21,6 (C2'); 21,7 (C11); 24,3 (CgLys); 24,5 (C2); 26,6 (C12); 28,4 (3C, t-Bu); 28,5 (C23); 29 (3C, Boc);
30.3 (C15); 30,5(C8Lys); 31,9 (C21); 32 (CpLys); 34 (C16); 35,1 (C7); 37,8 (C10); 38,1 (C13); 38,5 (C4); 38,65 (C22); 39 (C1); 41,3 (CeLys); 41,6 (C8); 43,2 (C14); 47,6 (C19); 51,1 (C18); 51,3 (C9); 53,4 (CaLys); 56,1 (C5); 56,4 (C17);
78.4 (CBoc); 81,2 (C3); 81,3 (Ct-Bu); 110,2 (C29); 152,1 (C20); 157,25 (C NHCOOt-Bu); 171,1 (C1'); 173,4 (C COOtBu); 177,3 (C28).
I.b) Procedimiento general para sintetizar derivados (8-11). A la disolucion del producto intermedio 4, 5, 6 o 7 anterior (0,3 mmoles) en THF/MeOH (1/1,4 ml) se le anadio NaOH acuoso (4 M, 0,75 ml). Tras agitar durante 12 h a temperatura ambiente, la mezcla se acidifico con HCl 1N. El precipitado resultante se recogio, se lavo con agua y se seco a vacfo para producir los compuestos correspondientes 8 y 9. Para el compuesto 10 y 11, la mezcla se extrajo con CH2Cl2 (50 ml), la capa organica se lavo con agua, con salmuera, y se seco sobre MgSO4, y despues se concentro a vacfo. El residuo se purifico mediante cromatograffa en gel de sflice para proporcionar el producto intermedio 8, 9, 10 u 11 deseado.
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N-betulinil-glicina (8): Rendimiento: 83% (128 mg); RMN 1H (CDCI3): 8 0,70 (m, 1H, -CH en 5), 0,77 (s, 3H, -CH3),
0. 83 (s, 3H, -CH3), 0,93 (s, 3H, -CH3), 0,98 (s, 3H, -CH3), 0,99 (s, 3H, -CH3), 1,09 (m, 1H), 1,10-1,65 (m, 20H), 1,70 (s, 3H, -CH3), 1,90 (m, 3H), 2,40 (dt, 1H, J = 3,5 Hz, J = 13 Hz), 3,10 (dt, 1H, J = 3,5 Hz, J = 11 Hz), 3,20 (m, 1H), 4,05 (t, 2H, J = 7,5Hz), 4,61 (s, 1H, = CH), 4,75 (s, 1H, = CH), 6,14 (t, 1H, J = 5,2 Hz).
N-betulinil-b-alanina (9): Rendimiento: 89% (141 mg); RMN 1H (400 MHz, C5D5N): 8 0,86 (m, 1H, -CH en 5), 0,88 (m, 3H, -CH3 en 25), 0,99 (m, 1H, -CH en 1), 1,04 (s, 3H, -CH3 en 24), 1,08 (s, 3H, -CH3 en 27), 1,16 (s, 3H, -CH3 en 26),
1.2 (m, 1H, -CH en 12), 1,24 (m, 2H, -CH en 11 y -CH en 15), 1,27 (m, 3H, -CH3 en 23), 1,41 (m, 3H, -CH en 6 y -CH en 7), 1,42 (m, 1H, -CH en 9), 1,44 (m, 1H, -CH en 11), 1,5 (m, 2H, -CH en 21 y -CH en 22), 1,58 (m, 2H, -CH en 6 y -CH en 16), 1,68 (m, 1H, -CH en 1), 1,72 (m, 1H, -CH en 18), 1,8 (s, 3H, -CH3 en 30), 1,86 (m, 1H, -CH en 15), 1,89 (m, 2H, -CH en 2), 1,98 (m, 1H, -CH en 12), 2,13 (m, 1H, -CH en 22), 2,28 (m, 1H, -CH en 21), 2,44 (m, 1H, -CH en 16), 2,96 (m, 2H, -CH en 2”), 3,05 (m, 1H, -CH en 13), 3,46 (m, 1H, -CH en 3), 3,65 (m, 1H, -CH en 19), 3,93 (m, 1H, -CH en 1”), 3,98 (m, 1 H, -CH en 1”), 4,77 (s, 1H, = CH), 4,93 (s, 1H, = CH), 8,36 (d, 1H, -CO-NH-, J = 7 Hz). RMN 13C (400 MHz, C5D5N): 8 16,2 (C27); 17,8 (C24); 17,86 (C25); 17,92 (C26); 20,2 (C6); 21 (C30); 22,6 (C11); 27,6 (C12); 29,7 (C2); 30 (C23); 31,2 (C15); 32,8 (C21); 35 (C16); 36,2 (C7); 37,4 (C2”); 37,9 (C1”); 38,9 (C10); 39,2 (C13); 40,1 (C22); 40,6 (C1); 40,9 (C4); 42,6 (C8); 44,1 (C14); 48,7 (C19); 52,1 (C18); 52,4 (C9); 57,28 (C17); 57,34 (C5); 79,5 (C3); 110,1 (C29); 153,1 (C20); 177,5 (C3”); 178,1 (C28).
N-betulinil-N’-Boc-etilendiamina (10): Rf: 0,48 (tolueno/acetona 80/20); Rendimiento 67% (210 mg); RMN 1H (300 MHz, CDCla): 8 0,70 (m, 1H, -CH en 5), 0,77 (s, 3H, -CH3), 0,83 (s, 3H, -CH3), 0,94 (s, 3H, -CH3), 0,97 (s, 6H, 2-CH3),
1,09 (m, 1H), 1,10-1,40 (m, 9H), 1,45 (s, 9H, t-Bu), 1,50-1,65 (m, 7H), 1,69 (s, 3H, -CH3), 1,72 (m, 3H), 1,99 (m, 2H), 2,46 (dt, 1H, J = 3,5 Hz, J = 13 Hz), 3,20 (m, 6 Hz 3,20 (m, 1H), 4,60 (s, 1H, = CH), 4,74 (s, 1H, = CH), 5,01 (m, 1H, - NH-CO-), 6,33 (m, 1 H, -CO-NH-).
N2-betulinil-N6-Boc-L-Lisina (11): Rf: 0,32 (n-heptano/acetato de etilo/acido acetico 10/10/0,25); Rendimiento 97% (277 mg); RMN 1H (400 MHz, C5D5N): 8 0,86 (m, 4H, -CH en 5, -CH3 en 25), 1,02 (m, 1H, -CH en 1), 1,06 (s, 3H, - CH3 en 24), 1,10 (s, 3H, -CH3 en 27), 1,18 (s, 3H, -CH3 en 26), 1,20 (m, 1H, -CH en 12), 1,22 (m, 1H, -CH en 11), 1,26 (s, 3H, -CH3 en 23), 1,35 (m, 1H, -CH en 15), 1,42 (m, 1H, -CH en 11), 1,43 (m, 1H, -CH en 9), 1,48 (m, 1H, -CH en 6), 1,50 (m, 2H, -CH2 en 7), 1,52 (m, 1H, -CH en 21), 1,53 (m, 1H, -CH en 22), 1,55 (s, 9H, -NHBoc), 1,61 (m, 1H, -CH en 6), 1,67 (m, 1H, -CH en 16), 1,70 (m, 1H, -CH en 1), 1,75 (m, 1H, -CH en 18), 1,77 (s, 3H, -CH3 en 30), 1,80 (m, 2H, -CH28 Lys), 1,81 (m, 2H, -CHg Lys), 1,88 (m, 2H, -CH2 en 2), 1,91 (m, 1H, -CH en 15), 1,96 (m, 1H, -CH en 12), 2,05 (m, 1H, -CHb Lys), 2,30 (m, 1H, -CHb Lys), 2,36 (m, 1H, -CH en 21), 2,45 (m, 1H, -CH en 22), 2,58 (m, 1H, -CH en 16), 3,09 (m, 1H, -CH en 13), 3,43 (m, 2H, -CH2£ Lys), 3,49 (m, 1H, -CH en 3), 3,65 (m, 1H, -CH en 19), 4,77 (s, 1H, = CH en 29), 4,92 (s, 1H, = CH en 29), 5,16 (m, 1H, -CHa Lys), 7,58 (m, 1H, -NH-CO-), 8,25 (d, 1H, -CO-NH-, J = 8 Hz). RMN 13C (400 MHz, C5D5N): 8 15,3 (C27); 16,85 (C24); 17 (C25); 17,1 (C26); 19,3 (C6); 20 (C30); 21,7 (C11); 24,5 (CgLys); 26,7 (C12); 28,8 (C2); 29,1 (3C, Boc); 29,2(C23); 30,4 (C15); 30,6 (C8Lys); 31,9 (C21); 32,5 (CbLys); 34,2 (C16); 35,4 (C7); 38 (C10); 38,2 (C13); 38,8 (C22); 39,75 (C1); 40 (C4); 41,4 (CeLys); 41,7 (C8); 43,2 (C14); 47,7 (C19); 51,2 (C18); 51,6 (C9); 53 (CaLys); 56,4 (C5); 56,6 (C17); 78,4 (3CBoc); 78,6 (C3); 110,1 (C29);
152.2 (C20); 157,3 (C, NHCOOt-Bu); 176,6 (C, COOH); 177,4 (C28).
1. c) Procedimiento general para sintetizar derivados (12-15). Una mezcla del producto intermedio 8, 9, 10 u 11 anterior, anhfdrido 2,2-dimetilsuccfnico (10 equiv.) y DMAP (1 equiv.) en piridina anhidra (20 ml/mmoles) se puso a reflujo toda la noche. La mezcla se concentro entonces a vacfo, y el residuo se cromatografio sobre gel de Si para producir el compuesto 12, 13, 14 o 15 deseado.
N-[3b-(3-carboxi-3-metilbutanoiloxi)-luD-20.29-en-28-oin-glicina (12): Rf: 0,23 diclorometano/metanol/acido acetico (10/0,1/0,02); Rendimiento 58% (80 mg); HRMS (ESI) calc. para C38H58N07 [M-H]'640,4219 encontrado 640,4232; RMN 1H (400 MHz, C5D5N): 8 0,73 (s, 3H, -CH3 en 25), 0,77 (m, 1H, -CH en 5), 0,89 (m, 1H, -CH en 1), 0,92 (s, 3H, - CH3 en 24), 0,96 (s, 3H, -CH3 en 23), 1,06 (s, 3H, -CH3 en 27), 1,12 (s, 3H, -CH3 en 26), 1,15 (m, 1H, -CH en 12), 1,15 (m, 1H, -CH en 11), 1,26 (m, 1H, -CH en 15), 1,30 (m, 2H, -CH en 9, -CH en 11), 1,30-1,40 (m, 4H, -CH2 en 6, - CH2 en 7), 1,52 (m, 1H, -CH en 1), 1,54 (m, 1H, -CH en 21), 1,55 (s, 3H, -CH3 en 5'), 1,59 (m, 1H, -CH en 22), 1,67 (m, 2H, -CH en 2, -CH en 16), 1,74 (m, 1H, -CH en 18), 1,77 (m, 1H, -CH en 2), 1,78 (s, 3H, -CH3 en 30), 1,93 (m, 1H, -CH en 12), 2,03 (m, 1H, -CH en 15), 2,38 (m, 1H, -CH en 21), 2,39 (m, 1H, -CH en 22), 2,59 (m, 1H, -CH en 16), 2,91 (d, 1H, -CH en 2', J = 15,5 Hz), 2,95 (d, 1H, -CH en 2', J = 15,5 Hz), 3,08 (m, 1H, -CH en 13), 3,66 (m, 1H, -CH en 19),4,44-4,51 (dd, 2H, -CH2 en 1”, J = 6 Hz, J = 17,5 Hz), 4,75 (s, 1H, -CH en 29), 4,77 (d, 1H, -CH en 3, J = 5 Hz), 4,96 (s, 1H, -CH en 29), 8,76 (t, 1H, -NH-CO-, J = 5,5 Hz). RMN 13C (400 MHz, C5D5N): 8 15,3 (C27); 16,7 (C25); 17 (C26); 17,3 (C24); 18,9 (C6); 20 (C30); 21,6 (C11); 24,6 (C2); 26,6 (C12); 26,7 (C5'); 28,5 (C23); 30,3 (C15); 31,8 (C21); 34 (C16); 35 (C7); 37,7 (C10); 38,1 (C13); 38,5 (C4); 39 (C1); 39,1 (C22); 41,3 (C3'); 41,6 (C8);
42,4 (C1”); 43,2 (C 14); 45,6 (C2'); 47,7 (C 19); 51,0 (C 18); 51,2 (C9); 56,0 (C5); 56,4 (C17); 81,4 (C3); 110,3 (C29);
152.2 (C20); 172,1 (C1'); 174 (C6”); 177,9 (C28); 179,8 (C4').
N-[3b-(3-carboxi-3-metilbutanoiloxi)luD-20.29-en-28-oin-b-alanina (13): Rf: 0,27 n-heptano/acetato de etilo/acido acetico (10/10/0,5); Rendimiento 2,62% (166 mg); HRMS (ESI) calc. para C39H60N07 [M-H]- 654,4375 encontrado 654,4375, calc. para Cs9H59N07Na [M-2H+Na]- 676,4195 encontrado 676,4186; RMN 1H (400 MHz, C5D5N): 8 0,74
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
(m, 1H, -CH en 5 y s, 3H, -CH3 en 25), 0,91 (m, 1H, -CH en 1), 0,94 (s, 3H, -CH3 en 24), 0,97 (s, 3H, -CH3 en 23),
1.04 (s, 3H, -CH3 en 27), 1,08 (s, 3H, -CH3 en 26), 1,17 (m, 2H, -CH en 11 y -CH en 12), 1,2 (m, 1H, -CH en 15), 1,30 (m, 2H, -CH en 9, -CH en 6), 1,31 (m, 1H, -CH en 11), 1,33 (m, 2H, -CH en 7), 1,4 (m, 1H, -CH en 6) 1,52 (m, 2H, -CH en 21 y -CH en 22), 1,55 (s, 3H, -CH3 en 5'), 1,58 (m, 2H, -CH en 1 y -CH en 16), 1,7 (m, 2H, -CH en 18 y - CH en 2), 1,81 (s, 3H, -CH3 en 30), 1,82 (m, 1H, -CH en 2), 1,85 (m, 1H, -CH en 15), 1,96 (m, 1H, -CH en 12), 2,16 (m, 1H, -CH en 22), 2,27 (m, 1H, -CH en 21), 2,47 (m, 1H, -CH en 16), 2,94 (d, 1H, -CH en 2', J = 15,5 Hz), 3,00 (d, 1H, -CH en 2', J = 15,5 Hz), 3,01 (m, 1H, -CH en 2”), 3,07 (m, 1H, -CH en 13), 3,67 (m, 1H, -CH en 19), 3,9 (m, 1H, - CH2 en 1”), 4,03 (m, 1H, -CH2 en 1”) 4,79 (m, 2H, -CH en 3 y -CH en -29), 4,97 (s, 1H, -CH en 29), 8,33 (t, 1H, -NH- CO-, J = 7 Hz). RMN 13C (400 MHz, C5D5N): 8 15,2 (C27); 16,7 (C25); 16,9 (C26); 17,4 (C24); 18,9 (C6); 20 (C30);
21.7 (C11); 24,6 (C2); 26,6 (C12); 26,7 (C5'); 28,6 (C23); 30,3 (C15); 31,8 (C21); 34 (C16); 35 (C7); 35,7 (C2”); 36,7 (C1”); 37,7 (C10); 38,2 (C13); 38,5 (C4); 39 (C1); 39,1 (C22); 41,3 (C3'); 41,6 (C8); 43,2 (C14); 45,7 (C2'); 47,7 (C19); 51,1 (C18); 51,2 (C9); 56,1(C5); 56,3 (C17); 81,4 (C3); 110,2 (C29); 152,2 (C20); 172 (C1'); 175,4 (C6”);
177,2 (C28); 179,8 (C4').
N-O3-(3-carboxi-3-metilbutiril)betulinill-N’-Boc-etilendiamina (14): Rf: 0,25 diclorometano/metanol/acido acetico (10/0,2/0,01); Rendimiento 82% (190 mg); RMN 1H (300 MHz, CDCI3): 8 0,72 (m, 1H, -CH en 5), 0,77 (s, 3H, -CH3),
0. 78 (s, 3H, -CH3), 0,79 (s, 3H, -CH3), 0,89 (s, 3H, -CH3), 0,92 (s, 3H, -CH3), 1,10 (m, 1H), 1,26 (s, 6H), 1,27-1,40 (m, 6H), 1,42 (s, 9H, t-Bu), 1,42-1,63 (m, 7H), 1,69 (s, 3H, -CH3), 1,72 (m, 2H), 1,99 (m, 2H), 2,46 (m, 1H), 2,57 (m, 2H),
3.08 (m, 1H), 3,31 (m, 9H), 4,42 (m, 1H), 4,55 (s, 1H, = CH), 4,69 (s, 1H, = CH), 5,17 (m, 1H, -NH-CO-), 5,28 (m, 1H, -CO-NH-).
N2-[O3-(3-carboxi-3-metilbutiril)betulinill-N6-Boc-L-lisina (15): Rf: 0,31 n-heptano/acetato de etilo/acido acetico (10/10/0,25); Rendimiento 36% (106 mg); HRMS (ESI) calc. para C47H75N2O7 [M-H]- 811,5478 encontrado 811,5476; RMN 1H (400 MHz, C5D5N): 8 0,76 (s, 3H, -CH3 en 25), 0,82 (m, 1H, -CH en 5), 0,9 (m, 1H, -CH en 1), 0,96 (s, 3H, - CH3 en 24), 0,97 (s, 3H, -CH3 en 23), 1,08 (s, 3H, -CH3 en 27), 1,09 (s, 3H, -CH3 en 26), 1,15 (m, 2H, -CH en 12 y - CH en 11), 1,3 (m, 1H, -CH en 9), 1,32 (m, 1H, -CH en 15), 1,33 (m, 1H, -CH en 11), 1,36-1,46 (m, 4H, -CH2 en 6, - CH2 en 7), 1,53 (m, 1H, -CH en 21), 1,54 (m, 1H, -CH en 22), 1,55-1,59 (s, 3H, -CH3 en 5' y s, 9H, -NHBoc y m, 1H, - CH en 1), 1,67-1,7 (m, 2H, -CH en 2, -CH en 16), 1,73 (m, 1H, -CH en 18), 1,78 (m, 1H, -CH en 2), 1,78 (s, 3H, -CH3 en 30), 1,8 (m, 2H, -CH2£ Lys), 1,83 (m, 1H, -CH28 Lys), 1,89 (m, 1H, -CH en 15), 1,95 (m, 1H, -CH en 12), 2,06 (m, 1H, -CH2P Lys), 2,3 (m, 1H, -CH2P Lys), 2,34 (m, 1H, -Ch en 21), 2,43 (m, 1H, -CH en 22), 2,58 (m, 1H, -CH en 16),
2.9 (d, 1H, -CH en 2', J = 15,5 Hz), 2,98 (d, 1H, -CH en 2', J = 15,5 Hz), 3,07 (m, 1H, -CH en 13), 3,43 (m, 2H, -CH2£ Lys), 3,63 (m, 1H, -CH en 19), 4,77 (s, 1H, -CH en 29), 4,78 (dd, 1H, -CH en 3, J = 5 Hz y J = 11,5 Hz), 4,92 (s, 1H, - CH en 29), 5,17 (m, 1H, -CHa Lys), 7,58 (m, 1H, -NH-CO-O), 8,26 (d, 1H, -CO-NH -, J = 8 Hz). RMN 13C (400 MHz, C5D5N): 8 15,3 (C27); 16,7 (C25); 17 (C26); 17,4 (C24); 19 (C6); 20,0 (C30); 21,7 (C11); 24,5 (CgLys); 24,6 (C2);
26.4 (C5'); 26,6 (C12); 28,6 (C23); 29,1 (3C, Boc); 30,3 (C15); 30,6 (C8Lys); 31,9 (C21); 32,4 (CpLys); 34,2 (C16);
35,1 (C7); 37,75 (C10); 38,1 (C13); 38,5 (C4); 38,8 (C22); 39 (C1); 41,3 (C3'); 41,4 (CeLys); 41,6 (C8); 43,2 (C14);
45.7 (C2'); 47,7 (C19); 51,1 (C18); 51,2 (C9); 53 (CaLys) 56,1 (C5); 56,5 (C17); 78,4 (COBoc); 81,4 (C3); 110,2 (C29); 152,2 (C20); 172,1 (C1'); 176,6 (C6”); 177,7 (C28); 179,8 (C4').
1. d) Procedimiento general para la sintesis del compuesto 16. A una disolucion agitada en argon del derivado N-t- Boc 14 (0,19 mg, 0,26 mmoles) y 2,6-lutidina (91 ml, 0,78 mmoles) en CH2Cl2 seco (1 ml) se le anadio gota a gota trifluorometanosulfonato de terc-butildimetilsililo (t-BuMe2SiOTf, 150 ml, 0,65 mmoles). La mezcla de reaccion se agito 30 min., y se paralizo con disolucion acuosa saturada de cloruro de amonio (2 ml). La mezcla se diluyo con CH2Cl2 (5 ml), la capa organica se lavo con agua, con salmuera, y se seco sobre MgSO4. El disolvente se concentro a vacfo, y el residuo se uso en la siguiente etapa sin purificacion.
A una disolucion agitada del derivado de N-(terc-butildimetilsililoxicarbonilo) en THF seco (0,5 ml) a temperatura ambiente se le anadio fluoruro de tetrabutilamonio (260 ml, disolucion 1 M en THF, 0,26 mmoles). La mezcla de reaccion se agito durante 1 h, y se paralizo con disolucion acuosa saturada de cloruro de amonio (2 ml). El precipitado resultante se recogio, se lavo con agua y se seco a vacfo para producir el compuesto 16 correspondiente.
Acido 4-({28-[(2-aminoetil)aminol-28-oxoluo-20.29-en-3Q-il}oxi)-2.2-dimetil-4-oxobutanoico (16): Rendimiento: 26% (45 mg); HRMS (ESI) calc. para C38H61N2O5 [M-H]- 625,4586 encontrado 625,4569; RMN 1H (400 MHz, C5D5N): 8 0,75 (s, 3H, -CH3 en 25), 0,77 (m, 1H, -CH en 5), 0,86 (m, 1H, -CH en 1), 0,93 (s, 3H, -CH3 en 24), 0,97 (s, 3H, -CH3 en 23), 1,03 (s, 3H, -CH3 en 27), 1,03 (s, 3H, -CH3 en 26), 1,12 (m, 1H, -CH en 12), 1,13 (m, 1H, -CH en 11), 1,17 (m, 1H, -CH en 15), 1,30 (m, 2H, -CH en 9, -CH en 11), 1,30-1,40 (m, 4H, -CH2 en 6, -CH2 en 7), 1,48 (m, 1H, -CH en 21), 1,54 (m, 1H, -CH en 1), 1,55 (s, 3H, -CH3 en 5'), 1,55 (m, 1H, -CH en 22), 1,64-1,67 (m, 2H, -CH en 2, -CH en 16), 1,70 (m, 2H, -CH en 15, -CH en 18), 1,77 (m, 1H, -CH en 2), 1,77 (s, 3H, -CH3 en 30), 1,92 (m, 1H, -CH en 12), 2,14 (m, 1H, -CH en 21), 2,25 (m, 1H, -CH en 22), 2,67 (m, 1H, -CH en 16), 2,90 (d, 1H, -CH en 2', J = 15,5 Hz), 2,96 (d, 1H, -CH en 2', J = 15,5 Hz), 3,03 (m, 1H, -CH en 13), 3,28 (m, 2H, -CH2 en 2”), 3,61 (m, 1H, -CH en 19), 3,87-3,81 (m, 2H, -CH2 en 1”), 4,75 (s, 1H, -CH en 29), 4,77 (d, 1H, -CH en 3, J = 5 Hz), 4,93 (s, 1H, -CH en 29), 8,74 (m, 1H, -NH-CO-). RMN 13C (400 MHz, C5D5N): 8 15,2 (C27); 16,7 (C25); 16,9 (C26); 17,4 (C24); 19 (C6); 20,0 (C30); 21,6 (C11); 24,6 (C2); 26,5 (C12); 26,7 (C5'); 28,5 (C23); 30,3 (C15); 31,8 (C21); 34,0 (C16); 35,0 (C7); 37,7 (C10); 38,1 (C13); 38,5 (C4); 39,0 (C22); 39,1 (C1); 41,0 (C1”); -41,4 (C3'); 41,5 (C8); 42,2 (C2”); 43,1 (C14); 45,7
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
(C2'); 47,7 (C19); 51,2 (C18); 51,3 (C9); 56,1 (C5); 56,5 (C17); 81,3 (C3); 110,2 (C29); 152,2 (C20); 172,1 (C1');
177,7 (C28); 179,9 (C4').
I.e) Procedimiento general para la sintesis del compuesto 17 (no segun la presente invencion). La proteccion N-Boc del producto 15 se escindio con HCl 6N en THF durante una hora. El compuesto 17 se obtuvo tras purificar mediante cromatograffa ultrarrapida.
N2-[3Q-(3-carboxi-3-metilbutanoiloxi)luD-20.29-en-28-oin-L-lisina (17). Rendimiento: 45% (20 mg); HRMS (ESI) calc. para C42H67N2O7 [M-H]- 711,4954 encontrado 711,4960; RMN 1H (400 MHz, CD3OD): 8 0,82 (m, 1H, -CH en 5), 0,85
(s, 3H, -CH3 en 24), 0,87 (s, 3H, -CH3 en 23), 0,92 (s, 3H, -CH3 en 25), 0,96 (s, 3H, -CH3 en 26), 0,99 (m, 1H, -CH en 1), 1,01 (s, 3H, -CH3 en 27), 1,04 (m, 1H, -CH en 12), 1,18 (m, 1H, -CH en 15), 1,25 (s, 3H, -CH3 en 5'), 1,26 (m, 1H, -CH en 11), 1,35 (m, 1 H, -CH en 21), 1,36 (m, 1 H, -CH en 9), 1,38-1,52 (m, 9H, -CH2 en 6, -CH2 en 7, -CH en 11, - CH en 15, -CH en 22, -CH2 en 3”), 1,56 (m, 1H, -CH en 16), 1,6 (m, 1H, -CH en 2), 1,64 (m, 1H, -CH en 18), 1,68 (m, 1H, -CH en 2), 1,7 (m, 6H, -CH3 en 30, -CH en 12, 2H, -CH2 en 4”), 1,72 (m, 1H, -CH en 1), 1,75 (m, 1H, -CH en 2”), 1,89 (m, 1H, -CH en 2”), 1,9 (m, 1H, -CH en 21), 1,93 (m, 1H, -CH en 22), 2,17 (m, 1H, -CH en 16), 2,53 (m, 1H, -CH en 13), 2,55 (d, 1H, -CH en 2', J = 15,5 Hz), 2,62 (d, 1H, -CH en 2', J = 15,5 Hz), 2,90 (t, 2H, -CH en 5”, J = 8 Hz), 3,06 (m, 1H, -CH en 19), 4,3 (m, 1H, -CH en 1”), 4,44 (dd, 1H, -CH en 3, J = 5 Hz y J = 10 Hz ), 4,57 (s, 1H, -CH en 29), 4,7 (s, 1H, -CH en 29), 7,1 (m, 1H, -NH-CO-). RMN 13C (400 MHz, CD3OD): 8 15,2 (C27); 17 (C25); 17,1 (C26);
17,2 (C24); 19,4 (C6); 19,8 (C30); 22,3 (C11); 24,05 (C3”); 24,8 (C2); 26,2 (C5'); 27,2 (C12); 28,2 (C4”); 28,7 (C23);
30,9 (C15); 32,1 (C21); 32,7 (C2”); 34,4 (C16); 35,7 (C7); 38,4 (C10); 39 (C4); 39,2 (C13); 39,3 (C22); 39,8 (C1);
40,7 (C5”); 41,5 (C3'); 42,2 (C8); 43,7 (C14); 45,8 (C2'); 48,3 (C19); 51,4 (C18); 52,1 (C9); 54 (C1”); 57 (C5); 57,4 (C17); 82,8 (C3); 110,2 (C29); 152,4 (C20); 173,1 (C1'); 177,3 (C6”); 178,9 (C28); 180,8 (C4').
II. Ensayos bioloaicos
Materiales y procedimientos:
Ensayos de inhibicion de la infeccion.
La evaluacion de la inhibicion del VIH-1 se llevo a cabo usando celulas indicadoras MAGIC-5B, que expresan de forma estable el gen informador de b-galactosidasa clonado en direccion 3' del promotor de LTR del VIH-1. Las celulas se sembraron en placas a 8 x 104 celulas por pocillo, en placas de 24 pocillos, y se expusieron a VIH-1 (x ng p24). Cuarenta y ocho horas despues de la infeccion, la infecciosidad vfrica se monitorizo cuantificando la hidrolisis de o-nitrofenil b-D-galactopiranosido de lisados celulares (kit). La actividad de b-galactosidasa se normalizo segun el contenido proteico total en el lisado celular. Tambien se prepararon pocillos de control que contienen virus y celulas solamente (sin farmaco) y celulas solamente (sin virus ni farmaco).
La inhibicion de la infeccion del 50% (IC50) se definio como la concentracion del compuesto que redujo el nivel de infeccion del VIH-1 en 50% en comparacion con los controles no tratados (Tabla 1).
Citotoxicidad.
La toxicidad celular de los diferentes compuestos se evaluo usando los ensayos de MTT. La concentracion citotoxica del 50% (CC50) se definio como la concentracion de los compuestos que redujo la viabilidad celular en 50% en comparacion con aquella para los controles no tratados. El fndice de selectividad (SI) se definio como la relacion CC50:IC50 (Tabla 1).
Analisis de microscopia electronica.
Unas Celulas 293T se transfectaron en presencia o ausencia de BA, DSB, 12, 15 y 16 (5 mg/ml) con clones moleculares del VIH-1 (pNL4-3) usando el reactivo de transfeccion JetPei (QBiogen). Dos dfas despues de la transfeccion, las celulas 293T se procesaron para la microscopia electronica de capa fina segun lo siguiente:
las celulas se fijaron in situ con 2,5% de glutaraldehido en tampon de cacodilato (pH 7,4) durante 60 min. a 4°C. Las celulas se fijaron entonces posteriormente con 2% de tetraoxido de osmio, se lavaron en tampon de cacodilato que contiene 0,5% de acido tanico, y se embebieron en epon (Embed-812, Electron Microscopy Sciences Inc.). Las secciones se contratineron con acetato de uranilo y citrato de plomo, y se examinaron con un microscopio electronico de transmision Hitachi H7100.
Ensayo de inhibicion de la maduracion del VIH-1.
Se produjeron virus mediante transfeccion de clones moleculares del VIH-1 (pNL4-3) en celulas 293T mantenidas en presencia o ausencia de compuestos BA, DSB, 12, 15 y 16 en DMSO usando el reactivo de transfeccion JetPei (QBiogen). Dos dfas despues de la transfeccion, los sobrenadantes que contienen virus se concentraron mediante ultracentrifugacion a traves de una capa de 20% de sacarosa a 25000 rpm durante 2h30. Los sedimentos viricos se
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resuspendieron entonces en tampon de lisis RIPA [10 mM de Tris-HCl (pH 7,4), 1 mM de EDTA, 100 mM de NaCI, 1% de Triton X-100, 0,1% de SDS, 0,25% de desoxicolato de sodio, 0,2% de fluoruro de fenilmetilsulfonilo (PMSF)]. Las protefnas vfricas se cargaron en un gel de SDS-PAGE al 12,5%. Las protefnas transferidas a membrana de PVDF (Millipore) se revelaron usando suero con anticuerpo de cabra anti-CAp24 de VIH (AbD Serotec). El anticuerpo secundario conjugado a peroxidasa de rabano picante se revelo mediante deteccion quimioluminiscente potenciada (Pierce Biotechnology, Inc).
Celulas y baculovirus recombinantes.
(i) Celulas de insectos. Celulas de Spodoptera frugiperda Sf9 se mantuvieron como monocapas, y se infectaron con baculovirus recombinantes a una multiplicidad de infeccion (MOI) que oscila de 5 a 10 PFU/celula, como se describio previamente [1, 2].
(ii) Clones de Gag. El gen gag del VIH-1, asf como el gen de fusion de luciferasa-vpr, usados en el presente estudio, se insertaron en el genoma del virus de la nucleopoliedrosis multicapside de Autographa californica (AcMNPV) bajo el control de un promotor quimerico de polihedrina AcMNPV-GmMNPV, y los fenotipos de protefnas Gag recombinantes descritos con detalle en estudios previos [1, 2]. AcMNPV-Pr55Gag expreso la poliprotefna Gag de tipo salvaje (WT) de longitud completa (Pr55Gag). El recombinante que expresa la version N-miristoilada del mutante de supresion que carece del dominio carboxi-terminal p6, denominado como AcMNPV-GagDp6(myr+) en estudios previos [3], se denomino simplemente como AcMNPV-GagDp6 por razones de simplificacion de acronimos. En el mutante AcMNPV-GagA364V, el primer resto del dominio de SP1, la alanina, se muto en valina, usando el procedimiento de solapamiento de PCR convencional. GagA364V es el prototipo de mutantes resistentes a la inhibicion por DSB del procesamiento de Gag [4].
(iii) Vpr. El clon de vaculovirus que expresa la protefna Vpr etiquetada con oligohistidina (AcMNPV-Vpr) se obtuvo de Nathaniel Landau via Eric Cohen [5].
(iv) Constructo de fusion luciferasa-Vpr (LucVpr). El plasmido que porta el gen vpr (aislado LAI) se obtuvo de Serge Benichou [6]. La secuencia del gen de luciferasa de luciernaga (Photinus piralis) se aislo mediante PCR del plasmido pGL2 (plasmido de control n° de Cat. E1611; Promega). Tras la supresion de su codon de parada, se inserto en su extremo 3' una secuencia que codifica una etiqueta de 6-histidina y un ligador GSGS, y se fusiono al extremo 5' del gen vpr. El detalle de este constructo se comunicara cuando se solicite. El constructo de fusion final luc(his)e-vpr se inserto en AcMNPV para generar el recombinante AcMNPV- LucVpr. De manera importante, tambien se construyo la fusion del gen inverso vpr-3’-luc(his)e, pero se encontro que la protefna de fusion VprLuc fue incapaz de coempaquetarse con Pr55Gag en VLP. (iii) Vpr. El clon de vaculovirus que expresa la protefna Vpr etiquetada con oligohistidina (AcMNPV-Vpr) se obtuvo de Nathaniel Landau via Eric Cohen.
(iv) Constructo de fusion luciferasa-Vpr (LucVpr). El plasmido portador del gen vpr (aislado LAI) se obtuvo de Serge Benichou. La secuencia del gen de luciferasa de luciernaga (Photinus piralis) se aislo mediante PCR del plasmido pGL2 (plasmido de control n° de Cat. E1611; Promega). Tras la supresion de su codon de parada, se inserto en su extremo 3' una secuencia que codifica una etiqueta de 6-histidina y un ligador GSGS, y se fusiono al extremo 5' del gen vpr. El constructo de fusion final luc(his)e-vpr se inserto en AcMNPV para generar el recombinante AcMNPV-LucVpr.
Aislamiento de partfculas similares a virus (VLP) extracelulares.
Los sobrenadantes del cultivo de celulas Sf9 se aclararon mediante centrifugacion de baja velocidad, despues las VLP se recuperaron usando un procedimiento de dos etapas que comprende una centrifugacion en gradiente por etapas de agarosa [7], seguido de una ultracentrifugacion en gradiente lineal de D2O-sacarosa [8, 9]. (i) En la primera etapa, las VLP contenidas en el medio de cultivo celular se sedimentaron a traves de una almohadilla de sacarosa (20%, p:v, en tampon de TNE; TNE: 100 mM de NaCl, 10 mM de Tris-HCl pH 7,4, 1 mM de Na2EDTA) a 30 krpm durante 1 h a 15°C en un rotor Kontron TST55.5 [8]. Las VLP sedimentadas de la etapa (i) se resuspendieron entonces suavemente en PBS (0,20-0,25 ml), y (ii) se analizaron adicionalmente mediante ultracentrifugacion isopfcnica en gradientes de sacarosa-D2O [8, 9]. Los gradientes lineales (volumen total de 10 ml, 30-50%, p:v) se centrifugaron durante 18 h a 28 krpm en un rotor Beckman SW41. La disolucion de sacarosa al 50% se obtuvo en D2O tamponada a pH 7,2 con NaOH, y la disolucion de sacarosa al 30% se obtuvo en 10 mM de Tris-HCl, pH 7,2, 150 mM de NaCl, 5,7 mM de Na2EDTA. Se recogieron alfcuotas de 0,5 ml de la parte superior, y las fracciones se analizaron para determinar el contenido de protefna mediante SDS-PAGE e inmunotransferencia, y mediante ensayo de luciferasa como se describe a continuacion.
Ensayos de inhibicion del ensamblaje de Gag.
Se infectaron alfcuotas de celulas Sf9 (106) con dos baculovirus recombinantes a igual multiplicidad de infeccion (MOI de 10 PFU/celula, cada uno). Uno expreso el precursor de Gag del VIH-1 (AcMNPV-Pr55Gag o control, AcMNPV-GagDp6 al que se le suprimio p6), el otro la protefna Vpr de control (AcMNPV-Vpr) o la fusion LucVpr
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(AcMNPV-LucVpr). A 24 h post-infeccion (pi), se anadieron cantidades crecientes de PA-457, 12, 16 o 15 en DMSO a los cultivos celulares infectados. Para evitar cualquier interferencia con un posible efecto del DMSO, este se mantuvo constante en volumen en las diferentes muestras. En experimentos estandar, se diluyeron disoluciones madre de PA-457,12, 16 o 15 (10 mg/ml en DMSO) con DMSO para obtener un intervalo de concentraciones de inhibidor desde 0,5 hasta 20 mg por alfcuota de 2 ml de DMSO, y cada alfcuota de 2 ml se anadio por volumen de 1 ml de monocapas de celulas que cubren el medio de cultivo. Las celulas se cosecharon a 48 h pi, y las VLP extracelulares liberadas en el medio de cultivo se cuantificaron usando ensayo de luciferasa. Las VLP envueltas en la membrana se sedimentaron y se resuspendieron en tampon de lisis KDT (KDT:0,1 M de tampon de fosfato de potasio, pH 7,8, 1 mM de DTT, que contiene 0,2% de Triton X100) durante 30 min. a 37°C con vortice cada 10 min. La actividad de luciferasa asociada con VLP se midio como se describio previamente [10] usando un luminometro Lumat LB-9501 (Berthold Technologies, Bad Wildbad, Alemania). Digno de mencion, se encontro que concentraciones finales de Triton X100 mayores que 0,2% en las muestras tienen un efecto perjudicial sobre la actividad enzimatica de la luciferasa. Para compensar efectos negativos eventuales de los farmacos sobre la expresion de LucVpr, la actividad de luciferasa se midio en los lisados celulares correspondientes, obtenidos tras la lisis de las celulas sedimentadas con tampon KDT. Los resultados se expresaron como unidades de luz relativas (RLU) por mg de protefna. Los valores de la relacion de la actividad de luciferasa intracelular asociada a VLP se representaron graficamente frente a la concentracion de inhibidor. La concentracion inhibidora del 50% (IC50) se definio como la concentracion de compuesto requerida para reducir esta relacion en 50%, en comparacion con la relacion obtenida con celulas no tratadas a las que se atribuyo el valor de 100%.
Ensayos de citotoxicidad.
La toxicidad celular de los diferentes compuestos se evaluo usando los ensayos de MTT [11]. La concentracion citotoxica del 50% (CC50) se definio como la concentracion del compuesto que redujo la viabilidad celular en 50%, en comparacion con la de los controles no tratados. El fndice de selectividad (SI) se definio como la relacion de CC50 a
IC50.
Electroforesis en gel y ensayos cuantitativos de proteinas.
La electroforesis en gel de poliacrilamida de muestras de proteinas desnaturalizadas con SDS (SDS-PAGE), y el analisis de inmunotransferencia se han descrito con detalle en estudios previos [1, 2]. De forma breve, las proteinas se sometieron a electroforesis en gel de poliacrilamida al 10% o 15% desnaturalizante con SDS, junto con marcadores proteicos previamente tenidos (escalera proteica previamente tenida (PageRuler™; Fermentas Inc., Hanover, MD, o Dual Color™ Standards, BioRad) y se transfirieron electricamente a membrana de nitrocelulosa (Hybond™-C-extra; GE Healthcare Bio-Sciences). Las transferencias se bloquearon en leche desnatada al 50% en disolucion salina tamponada con Tris (TBS) que contiene 0,05% de Tween-20 (TBS-T), se enjuagaron en TBS-T, se incubaron entonces sucesivamente con anticuerpos anti-Gag primarios de conejo o de raton, y anticuerpos secundarios anti-IgG relevantes, a diluciones de trabajo que oscilan de 1:1.000 a 1:10.000. El anticuerpo policlonal anti-Gag del VIH-1 (obtenido en el laboratorio; [9]) se produjo en conejo mediante inyeccion de protefna Gag truncada en C expresada bacterianamente, fusionada a GST y purificada por afinidad, que consiste en el dominio MA de longitud completa y los primeros setenta y ocho restos del dominio CA (sitio Pst I; secuencia gagLai). El anticuerpo monoclonal de raton (mAb) anti-CAp24 (Epiclone #5001) y el mAb anti-MAp17 (Epiclone #5003) se obtuvieron de Cylex Inc. (Columbia, MD). El anticuerpo monoclonal de raton anti-oligo-histidina se adquirio de Quiagen S.A. (Courtaboeuf, Francia). Los conjugados de IgG anti-conejo o anti-raton marcados con fosfatasa se adquirieron de Sigma (St Louis, MO). Para la cuantificacion inmunologica de VLP o del contenido de protefna VLP, la protefna transferida a la membrana se hizo reaccionar con su anticuerpo primario especffico, despues con protefna A marcada con 125I (MP Biomedicals France, 67402 Illkirch; actividad especffica 30 mCi/mg) usada a 20-30 mCi por 100 cm2 de membrana, y se expuso a pelfculas radiograficas (Kodak BioMax HE film™, Sigma-Aldrich, 38297-St Quentin-Fallavier). Los autorradiogramas se escanearon y se cuantificaron mediante analisis densitometrico, usando el analizador de imagenes VersaDoc y el programa Quantity One (BioRad), o las bandas de protefna se cortaron de las transferencias y se midio la radioactividad en un contador de centelleo (Beckman LS-6500), como se describio previamente [8, 9]. Alternativamente, la cuantificacion de las proteinas en VLP tambien se llevo a cabo usando el radiomarcaje de proteinas. Muestras de celulas infectadas con baculovirus se marcaron con 35S-aminoacidos (ICN Pharmaceuticals France, 91898-Orsay; Tran35S-LABEL™; actividad especffica >1.000 Ci/mmol), anadidos a 15 mCi/ml en medio libre de metionina durante 30 h a 18 h pi en ausencia o presencia de inhibidor en DMSO. Las VLP se recuperaron del medio de cultivo celular como se describio anteriormente, y las proteinas radioactivas se analizaron mediante SDS-PAGE y autorradiograffa de geles secos.
Microscopia electronica y microscopia inmunoelectronica.
Unas celulas Sf9 infectadas con baculovirus se cosecharon a 48 h pi, se sedimentaron, se fijaron con 2,5% de glutaraldehfdo en 0,1 M de tampon de fosfato, pH 7,5, se fijaron posteriormente con tetroxido de osmio (2% en H2O) y se trataron con disolucion de acido tanico al 0,5% en H2O. Las muestras se deshidrataron y se embebieron en Epon (Epon-812; Fulham, Latham, NY). Secciones ultrafinas se tineron con citrato de plomo alcalino al 2,5% y acetato de uranilo al 0,5% en etanol al 50%, y se tineron posteriormente con disolucion de acetato de uranilo al 0,5% en H2O [8, 9]. Las rejillas se examinaron bajo un microscopio electronico Jeol JEM-1400, equipado con una camara
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digitalizada ORIUS™ (Gatan France, 78113-Grandchamp). Para los analisis de EM estadfsticos, se examino un mfnimo de 30 cuadrados de rejilla que contienen 10 a 20 secciones celulares cada uno para contar la germinacion de VLP en la superficie celular, o la germinacion en el compartimento vesicular intracelular.
Para la microscopfa inmunoelectronica, las muestras se fijaron con paraformaldehfdo al 4% en 0,1 M de tampon de fosfato pH 7,3 durante 4 h, se fijaron posteriormente con glutaraldehfdo al 1% en 0,1 M de tampon de fosfato pH 7,4 durante 4 h, despues se enjuagaron toda la noche en 0,1 M de tampon de fosfato pH 7,3. Tras la deshidratacion, las muestras se incluyeron en resina hidrofila LR White (Electron Microscopy Sciences, Hatfield, PA; n° de Catalogo de EMS 14380), y se depositaron secciones ultrafinas sobre rejillas revestidas con nfquel. Las rejillas se incubaron con anticuerpo de conejo anti-Gag (obtenido en el laboratorio; [9]) a una dilucion de 1:50 en TBS durante 1 h a temperatura ambiente (RT). Tras enjuagar con TBS, las rejillas se incubaron posteriormente con anticuerpo de cabra etiquetado con oro coloidal de 6 nm anti-IgG de conejo (British Biocell International Ltd, Cardiff, UK; diluido hasta 1:50 en TBS) durante 30 min. a RT. Tras enjuagar con TBS, las muestras se tineron posteriormente con acetato de uranilo al 1% en H2O durante 1 min. a RT, se enjuagaron nuevamente con TBS, y se examinaron bajo el microscopio electronico.
Reticulacion quimica de Pr55Gag intracelular.
Unas lfcuotas de celulas Sf9 infectadas con baculovirus recombinante (5 x 105 celulas) no tratadas o tratadas con 16 a 10 ug/ml durante 24 h a 24 h pi se centrifugaron a baja velocidad, se resuspendieron en 200 ml de PBS que contiene el reticulador suberato de bis(sulfosuccinimidilo) (BS3; Pierce Biotechnology, Rockford, IL) a molaridades crecientes, que oscilan de 0 a 50 mM [12], y se incubaron en este tampon durante 30 min. a temperatura ambiente (RT). Las muestras celulares se centrifugaron entonces, se resuspendieron y se lisaron en 200 ml de NaCl 0,015 M, tampon de fosfato 0,5 mM pH 7,3 que contiene BS3 a las mismas molaridades como en las mezclas originales, y se incubaron adicionalmente durante 30 min. a RT. Los lisados celulares se mezclaron con 30 ml de tampon de muestra con SDS concentrado 6 veces (6x) sin b-mercaptoetanol, se calentaron hasta 100°C durante 1 min., y las protefnas Gag se analizaron mediante SDS-PAGE e inmunotransferencia. Las transferencias Western (Amersham Hybond™- ECL; GE-Healthcare) se incubaron con suero de conejo policlonal anti-Gag (obtenido en el laboratorio; [9]) diluido hasta 1:3.000 durante 3 h a RT, seguido de anti-IgG de conejo marcado con peroxidasa (Sigma; dilucion 1:10.000) durante 1 h a RT. Las transferencias se hicieron reaccionar entonces con sustrato quimioluminiscente SuperSignal® West Pico (Pierce Biotechnology), y los luminogramas se visualizaron usando el sistema de formacion de imagenes Fusion X7 con el software Bio1 D (Vuilbert-Lourmat, Marne-la-Vallee, Francia).
RESULTADOS:
Los compuestos segun la invencion se evaluaron para determinar su capacidad para inhibir el ensamblaje y/o maduracion del VIH-1, y con respecto a las consecuencias sobre la infecciosidad vinca.
Capacidad para infectar celulas MAGIC-5B.
Para este fin, los virus producidos mediante transfeccion de clones moleculares NL4.3 del VIH-1 en celulas 293T mantenidas en presencia de los compuestos recientemente sintetizados 12, 13, 15 y 16 se analizaron para determinar su capacidad para infectar celulas MAGIC-5B en paralelo con BA (1) y dSb (2). Los datos de los bioensayos obtenidos se resumen en la Tabla 1.
Tabla 1. Eficiencia de la inhibicion de la infeccion del VIH-1 de derivados del acido betulfnico (a)
Compuesto
IC50 (mM) CC50 (mM) SIm
BA
5,315 4,52 0,85
DSB
0,040 31,0 775,00
(12) (ejemplo de referenda)
0,160 49,5 309,37
(15) (ejemplo de referenda)
0,170 33,0 199,41
(16)
0,016 33,9 2118,75
(a) Los valores medios (m) para la actividad inhibidora del 50% (IC50) de la infeccion se dan como mM (m). Los valores medios (m) para la citotoxicidad (CC50) se dan como mM (m). (b) El fndice de selectividad (SI) represento la relacion CC50/IC50.
Conversion de p25 no escindida (CA-SP1) en p24 madura (CA).
Para elucidar adicionalmente el mecanismo de accion, las muestras vincas usadas para ensayos de infeccion se sometieron a caracterizacion bioqufmica (Figura 1). El analisis de la conversion de p25 sin escindir (CA-SP1) en p24 madura (CA) revelo que los compuestos 2, 12, 15 y 16 inhiben la escision de CA-SP1.
Analisis de la morfologia del virus.
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Para determinar si el defecto en el procesamiento de p25 a p24 inducido por BA, DSB, 12, 15 y 16 afecto a la morfologfa del virus, se llevo a cabo el analisis mediante EM. En ausencia de compuestos, las celulas transfectadas con pNL4-3 produjeron partfculas vfricas con la morfologfa madura clasica caracterizada por la presencia de nucleos conicos condensados (Figura 2A). Por el contrario, los virus de celulas tratadas con DSB, 12, 15 y 16 carecieron de nucleos conicos. En su lugar, estos viriones presentaron nucleos acentricos esfericos, y se distinguieron ademas de las partfculas no tratadas por la presencia de una capa densa en electrones adicional en el interior de la membrana vfrica (Figura 2C, 2D, 2E, 2F). Por el contrario, BA tiene un efecto moderado sobre la inhibicion de la maduracion vfrica. Tomados juntos, estos resultados indican que DSB, 12, 15 y 16 bloquean efectivamente la maduracion apropiada de los viriones.
Los compuestos segun la invencion funcionan de este modo como inhibidores de la modulacion, e inhiben la conversion de p25 (CA-SP1) en p24 (CA) en lisados virionicos, conduciendo a un procesamiento defectuoso de Gag y a la produccion de partfculas morfologicamente anormales y no infecciosas.
Empaquetamiento de protefnas Vpr y luciferasa etiquetada con Vpr (LucVpr) en VLP de VIH-1 producidas en celulas de insecto.
Se ha encontrado que Vpr esta coencapsidado con el precursor de Gag del VIH-1 (Pr55Gag) en relacion aproximadamente equimolar a Pr55Gag, una estequiometrfa que se reevaluo posteriormente hasta una relacion menor de 1 copia de Vpr por 7 moleculas de Gag [13]. Celulas Sf9 se coinfectaron con dos baculovirus recombinantes a multiplicidad igual (MOI 10 cada uno), uno que expresa Pr55Gag del VIH-1 y el otro Vpr o la protefna de fusion LucVpr. Las VLP recuperadas del medio de cultivo celular a 48 h pi se analizaron mediante SDS- PAGE y transferencia Western usando anticuerpos anti-Gag y anti-etiqueta de His. Ambas protefnas Vpr y LucVpr se empaquetaron eficientemente en VLP. Tambien se observo una actividad enzimatica de luciferasa asociada con VLP extracelulares recuperadas de celulas que coexpresan Pr55Gag y LucVpr, como se detalla a continuacion. Esto sugirio que (i) la protefna de fusion LucVpr fue competente para el empaquetamiento en las VLP, y (ii) que el resto de luciferasa de LucVpr retuvo su actividad enzimatica tras la fusion con Vpr. Puesto que se pudo portar algo de enzima luciferasa durante la purificacion de las VLP, se diseno el siguiente conjunto de experimentos para discriminar entre material adsorbido a VLP y material incorporado a VLP.
Especificidad de encapsidamiento de LucVpr en VLP: dependencia del domino p6 de Gag.
Para determinar si la actividad de luciferasa que se encontro asociada con VLP de VIH-1 represento LucVpr encapsidada, y no contaminantes enzimaticos adsorbidos sobre VLP, se coinfectaron celulas Sf9 con AcMNPV- LucVpr y AcMNPV-GagDp6, un baculovirus recombinante que expreso una version del precursor de Gag del VIH-1 a la que se le suprimio p6. En estudios previos, se ha mostrado que el dominio p6 es indispensable para la germinacion y salida de VLP de celulas de insecto infectadas con baculovirus recombinante, y, de forma interesante, que VLP constituidas por moleculas precursoras de Gag a las que se les suprimio p6 (GagDp6 de 47 kDa) mostraron una forma mas regular y una mayor esfericidad que las VLP constituidas de Pr55Gag de WT [3]. Las celulas Sf9 coinfectadas con AcMNPV-LucVpr y AcMNPV-Pr55Gag (precursor de Gag de tipo salvaje, de longitud completa) sirvieron como control positivo, y para el control negativo para la produccion de VLP, se infectaron celulas Sf9 con AcMNPV-LucVpr solo.
El medio de cultivo celular de las celulas Sf9 que coexpresan LucVpr y Pr55Gag o GagDp6 se recogio a 48 h pi, usando ultracentrifugacion a traves de una almohadilla de sacarosa seguida de una segunda etapa de ultracentrifugacion en gradiente isopfcnico [8, 9]. Las fracciones de los gradientes se analizaron para determinar el contenido de poliprotefna Gag (Figura 3a), y se procesaron para el ensayo de luciferasa (Figura 3b). Las muestras de celulas que coexpresan Pr55Gag+LucVpr mostraron un pico de actividad de luciferasa que coincidio con la densidad aparente de VLP en densidad de sacarosa-D2O, a saber, 1,15-1,25 [8, 9]. En contraste con estas muestras de control, no se detecto actividad significativa de luciferasa en las fracciones que contienen VLP procedentes del medio de cultivo de celulas que coexpresan GagDp6+LucVpr: el nivel de actividad de luciferasa observado fue comparable al nivel de fondo encontrado en el medio de cultivo de celulas infectadas con AcMNPV-LucVpr (Figura 3b). Este resultado sugirio que la actividad de luciferasa que se encontro asociada con VLP del VIH-1 encerrada en la membrana fue especffica del empaquetamiento, y resulto de un proceso de empaquetamiento dependiente de p6 mediado por el resto Vpr de la protefna de fusion LucVpr.
Cuantificacion del ensamblaje de VLP sobre la base de ensayo de luciferasa, segun se aplica al inhibidor del ensamblaje prototipo PA-457.
Unas celulas Sf9 se coinfectaron con AcMNPV-Pr55Gag y AcMNPV-LucVpr (a una MOI de 10 cada una), y se anadio DSB al cultivo celular a 24 h pi a dosis crecientes, que oscilan de 0 a 10 mg/ml, y se mantuvieron durante 24 h. El medio de cultivo celular se cosecho entonces a 48 h pi, se sometio al analisis de ultracentrifugacion de 2 etapas, y cada fraccion de gradiente se sondo para la poliprotefna Gag y la actividad de luciferasa, como anteriormente. Se observo que el pico de actividad de luciferasa asociada a VLP disminuyo progresivamente de una
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manera dependiente de la dosis de DSB (Figura 4). Las fracciones de gradiente correspondientes al pico de actividad de luciferasa se reunieron, y las VLP contenidas en estas fracciones se sedimentaron, se lisaron y se ensayaron para determinar el contenido de luciferasa. La actividad de luciferasa se determino paralelamente en los lisados celulares correspondientes, y los valores de la relacion de la actividad de luciferasa intracelular asociada a VLP se representaron graficamente frente a las concentraciones de DSB. La curva confirmo la disminucion, dependiente de la dosis, de luciferasa asociada a VLP en presencia de DSB. Se correlaciono con la disminucion progresiva de los niveles de VLP extracelulares, como se muestra mediante la senal de Pr55Gag en el analisis de transferencia Western. La expresion intracelular de Pr55Gag permanecio virtualmente sin cambios dentro de este intervalo de concentraciones de DSB, como ya se observo [8].
Estos datos sugirieron que un ensayo de luciferasa a base del empaquetamiento de VLP de la protefna de fusion LucVpr se pudo usar legftimamente para cuantificar la produccion de VLP y evaluar la eficacia de los antivirales que actuan en la etapa del ensamblaje y de la germinacion extracelular de las partfculas vfricas. Como se ejemplifica mediante este experimento particular, la inhibicion del 50% de la formacion de VLP se observo a una concentracion de DSB de 2,2-2,5 mg/ml, que corresponde a una IC50 de 3,8-4,2 pMI. Este valor fue consistente con el valor de IC50 de 8-10 mM previamente determinado usando un ensayo inmunorradioqufmico de VLP [8], un procedimiento que no se pudo comparar con el ensayo de luciferasa, en terminos de sensibilidad y linealidad de la respuesta a lo largo de un amplio intervalo de concentraciones enzimaticas.
Sin embargo, se concibio la posibilidad de que DSB (o cualquier miembro de esta clase de inhibidores) pueda interferir negativamente con funciones celulares implicadas indirectamente en el coempaquetamiento de LucVpr y Pr55Gag. Para abordar este aspecto, se marcaron cultivos celulares infectados con baculovirus con 35S-metionina y 35S-cistefna, las VLP marcadas con 35S se purificaron mediante ultracentrifugacion, y se analizo su contenido proteico usando SDS-PAGE y autorradiograffa y transferencia Western. Las bandas de las protefnas Gag y Vpr se cortaron del gel, y su contenido de radioactividad respectivo se determino mediante recuento por centelleo. Notablemente, Gag se evaluo como el contenido total de Gag, incluyendo todas las especies proteicas de Gag en nuestro calculo, es decir, Pr55Gag, Pr41Gag, CAp24, y MAp17, y se corrigio para el contenido respectivo de restos de aminoacidos que contienen azufre en las diferentes especies proteicas. Se encontro una relacion molecular promedio de 5,60 ± 0,68 copias de Gag por molecula de VPr (m ± SD; n = 8) en VLP producidas mediante celulas Sf9, un valor que estaba proximo al valor de 7:1 dado a conocer para viriones del VIH-1 liberados por celulas humanas [13].
Se aplico el mismo protocolo a VLP aisladas de celulas Sf9 tratadas con PA-457 que coexpresan LucVpr y Pr55Gag. Cuando se representan frente a las dosis de DSB, las relaciones de Gag a LucVpr permanecieron virtualmente constantes, independientemente de la dosis de DSB, con un valor promedio de 4,92 ± 0,25 copias de Gag por molecula de LucVpr (m ± SD; n = 8). La ausencia de disminucion significativa de la relacion LucVpr:Gag en presencia de dosis crecientes de DSB excluyo por lo tanto una posible interferencia directa de DSB con la maquinaria de encapsidamiento de LucVpr, que podrfa dar como resultado valores aparentemente menores de la actividad de luciferasa a concentraciones elevadas de DSB.
La menor diferencia en los valores medios de las relaciones Vpr:Gag y LucVpr:Gag (5,60 ± 0,68 frente a 4,92 ± 0,25) no fue significativa al nivel de P = 0,05, y sugirio que la fusion de luciferasa al termino N de Vpr no altero significativamente la eficiencia del encapsidamiento de la protefna de fusion LucVpr, en comparacion con Vpr no fusionada. Si se considera un valor promedio de 1 copia de Vpr o LucVpr por 5 moleculas de Gag (aprox. 20%), el empaquetamiento de Vpr y LucVpr en VLP producidas en celulas Sf9 fue tan eficiente como el empaquetamiento de Vpr en los viriones de VlH-1 (15% Vpr; [13]). Este punto importante valido nuestro procedimiento de cuantificacion de las VLP usando ensayo de luciferasa a base de Vpr y el precursor de Gag del VIH-1 recombinante en el sistema de expresion de baculovirus-celulas de insecto.
Evaluacion de los inhibidores potenciales del ensamblaje del VIH-1 usando el ensayo basado en el empaquetamiento de LucVpr.
BA, PA-457, 12, 15 y 16 se administraron a clls Sf9 coinfectadas con AcMNPV-Pr55Gag y AcMNPV-LucVpr a 24 h pi, y a concentraciones crecientes. El tratamiento farmaceutico se mantuvo durante otras 24 h, y las VLP liberadas en el medio de cultivo celular se sedimentaron a traves de una almohadilla de sacarosa [8]. Las cantidades de VLP extracelulares recuperadas en los sedimentos a las 48 h obtenidas en presencia de los diferentes inhibidores se determinaron usando los ensayos de luciferasa. Tras la normalizacion a la actividad de luciferasa determinada en los lisados celulares correspondientes, los valores de la relacion de la actividad de luciferasa asociada a VLP incorporada a las celulas se representaron graficamente frente a las concentraciones de farmaco. 12 y 15, asf como el compuesto lfder PA-457, mostraron un efecto inhibidor neto sobre el ensamblaje de las VLP con algunas diferencias en su eficacia respectiva. 15 presento la actividad inhibidora mas elevada, oscilando IC50 entre 1 y 2 mg/ml, con un valor medio a 1,9 mM, frente a 5,1 mM para DSB y 5,9 mM para ST-327 (Figura 5 y Tabla 2 mas abajo). Los valores del fndice de selectividad (SI) estaban en el mismo orden de magnitud para 15 y PA-457, pero 3 veces menor que DSB para 12 (Tabla 2).
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Tabla 2. Eficiencia de la inhibicion del ensamblaje de VLP de VIH-1 por derivados del acido betulfnico
(a)
Compuesto
IC50 (mg/ml) IC50 (mM) CC50 (mM) SIm
BA
18,0 ± 3,0 39,4 43,8 1,1
DSB
3,0 ± 1,0 5,1 93,5 18,7
12 (compuesto de referencia)
3,8 ± 1,6 5,9 31,1 5,3
15 (compuesto de referencia)
1,6 ± 0,5 1,9 24,7 13,0
16
NA (c) NA (c) 120,0 ND w
(a) Los valores medios (m) para la actividad inhibidora del 50% (IC50) sobre el ensamblaje
de las VLP se dieron como mg/ml (media, m ± SEM; n = 4), o como mM (m). Los valores
medios para la citotoxicidad (CC50) solamente se dieron como mM.
(b) El fndice de selectividad (SI) se dio mediante la relacion CC504C50.
(c) NA, no aplicable.
(d) ND, no determinado.
Curiosamente, la curva de respuesta frente a la dosis de la inhibicion del ensamblaje de VLP obtenida con 16 mostro una pendiente suave hasta 8 mg/ml, seguido de una meseta a una produccion de VLP de 60-50% a concentraciones mayores que 10 mg/ml (que corresponden a una molaridad de 15,6 mM; Figura 5 y Tabla 2). Ademas, EP-39 mostro el nivel mas bajo de citotoxicidad, en comparacion con los otros farmacos, incluyendo BA (Tabla 2). La meseta observada en la curva de inhibicion de 16 implico la aparicion de una produccion residual de VLP positivas a luciferasa en presencia de dosis elevadas de 16. Este resultado fue en cierto modo inesperado, puesto que 16 inhibio la escision de la maduracion de CAp24-SP1 y disminuyo la infecciosidad vfrica con una IC50 media de 16 nM y una SI de alrededor de 2.000 [14], es decir, una eficiencia significativamente mayor en comparacion a la del compuesto lfder PA-457. Entonces se llevo a cabo un analisis posterior de los efectos biologicos de 16 para excluir posibles resultados de falsos negativos.
Propiedades bioffsicas de particulas positivas a luciferasa producidas por celulas tratadas con 16.
Las VLP extracelulares recuperadas en el sedimento a las 48 h de medio de cultivo de celulas tratadas con 16 se analizaron mediante ultracentrifugacion isopfcnica en gradiente de densidad de sacarosa-D2O [8, 9], como en los experimentos de las figuras 3 y 4. Las VLP de control liberadas por celulas no tratadas se equilibraron a una densidad aparente de 1,15, consistente con la de particulas retrovfricas encerradas en la membrana [15]. Sin embargo, las VLP residuales producidas en presencia de 16 mostraron un pico mas amplio de actividad de luciferasa, que corresponde a una densidad promedio de 1,17. Esto sugirio heterogeneidad y un cambio en la composicion de las VLP de 16 en comparacion con las VLP de control, con una diferencia en la relacion de protefna a lipidos que consiste en una mayor proporcion de protefnas frente a lipidos en VLP de 16. Nuestros proximos experimentos estuvieron dirigidos a elucidar este punto usando otro enfoque, basado en un analisis estructural.
Analisis estructural de las particulas de 16.
En un estudio previo, se ha demostrado que DSB anadido a cultivos celulares en el intervalo micromolar tuvo un efecto drastico sobre el ensamblaje vfrico. A 10 mg/ml (17 mM), DSB abolio totalmente la germinacion y salida de VLP desde celulas Sf9 infectadas con AcMNPV-Gag [8]. Tambien bloqueo completamente el ensamblaje citoplasmico de particulas similares a nucleos formadas de precursor de Gag no N-miristoilada [8]. Por el contrario, las celulas Sf9 de control, infectadas con AcMNPV-Gag, no tratadas, se decoraron abundantemente con germinacion de VLP desde la membrana plasmatica [8, 9]. Para investigar adicionalmente la base molecular y celular para la diferencia en el efecto inhibidor entre los tres inhibidores PA-457, 12 y 15 por un lado, y 16 por otro lado, se examinaron mediante microscopfa electronica (EM) celulas Sf9 infectadas con AcMNPV-Gag tratadas con los diferentes farmacos a 5 y 10 mg/ml durante 24 h a 24 h pi. El patron de microscopfa electronica (EM) mostro que las celulas tratadas con 12 y con 15 fue similar al de celulas tratadas con DSB a las mismas concentraciones: se observo un efecto inhibidor neto sobre el ensamblaje y germinacion de VLP con 12 y 15.
Sin embargo, las celulas Sf9 que expresan Pr55Gag mostraron una respuesta diferente a 16, con tipos diferentes de patrones de EM que a menudo coexistieron en las mismas celulas. (i) Se observaron unas particulas densas en electrones de aprox. 100 nm de diametro en el citoplasma, dispersas o dispuestas como pequenos agrupamientos rodeados por una membrana; (ii) tambien se acumularon particulas de 100 nm en grandes inclusiones citoplasmicas; (iii) tambien se observaron agregados irregulares de nanopartfculas de aprox. 20 nm de diametro en el citoplasma, y estas nanopartfculas se inmunomarcaron con oro con anticuerpo anti-Gag. (iv) Ocasionalmente, se observaron particulas de 100 nm en el proceso de salida al medio extracelular, directa o indirectamente via vesfculas que se abren al medio.
Las particulas de 100 nm ensambladas en celulas tratadas con 16 difirieron estructuralmente de las particulas similares a nucleos intracitoplasmicas, no encerradas, de 100-130 nm de diametro ensambladas por Pr55Gag no N- miristoilada [8, 9], y de las VLP encerradas en la membrana, extracelulares, liberadas por celulas que expresan Pr55Gag N-miristoilada. A gran aumento, las subestructuras eran discernibles, confiriendo las particulas inducidas
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por 16 el aspecto de morulas. Las partfculas similares a morulas tuvieron un diametro que oscila de 87 a 120 nm (diametro medio, m ± SD = 109,1 ± 9,2, SD, n = 14). Cada morula parecfa estar constituida por subunidades con forma de perla que se asemejan a las nanopartfculas ya observadas en agregados irregulares, que oscilan de 14 a 27 nm de diametro (m ± SD = 19,4 ± 3,2; n = 17). Se encontro que muchas partfculas similares a morulas tenfan una forma irregular, y/o se encontraron en el proceso de desmantelamiento y liberacion de nanopartfculas aisladas.
Efecto de 16 sobre el mutante de dominio SP1 GagA364V.
GagA364V del VIH-1 es el prototipo de una serie de mutantes de Gag resistentes a PA-457 que muestran un patron normal o subnormal de procesamiento de Gag mediado por PR en presencia de dosis inhibidoras de DSB [4]. En base a la resistencia a DSB conferida por A364V y otros mutantes de fenotipo similar, se ha supuesto que el resto de alanina en la posicion 364 en la secuencia de Pr55Gag (posicion 1 del dominio de SP1), y sus regiones de flanqueo en los dominios de CA y SP1, representan la diana principal de DSB [4]. Por lo tanto, se sustituyo el resto de alanina por valina en el codon 364 en la secuencia de gag del clon baculovfrico AcMNPV-Pr55Gag, a fin de analizar la sensibilidad del mutante GagA364V a 16 en terminos de ensamblaje y germinacion de VLP a partir de celulas que expresan GagA364V.
Inesperadamente, sin embargo, se descubrio que el mutante GagA364V fue inestable: los analisis de SDS-PAGE y de transferencia Western de los lisados de celulas que expresan GagA364V mostraron que las protefnas que reaccionan con el anticuerpo anti-Gag consistieron en una banda apenas visible a 55 kDa, la masa molecular de Pr55Gag de WT sin escindir, y una banda principal a 41 kDa. La especie Pr41Gag correspondio a los dominios de MA-CA, puesto que reacciono con anticuerpos monoclonales tanto anti-MA como anti-CA. Se sabe que la supresion de los dominios de NC y p6 en Pr41Gag es perjudicial para el ensamblaje de VLP [1]. El analisis mediante EM de celulas que expresan GagA364V confirmo el patron de la protefna Gag: se observaron VLP muy raras en el proceso de ensamblaje y germinacion en la membrana plasmatica o en vesfculas citoplasmicas. El mutante GagA364V se verifico mediante secuenciacion del ADN, que mostro la ausencia de codon de parada accidental en el extremo C- terminal del dominio de CA que podrfa explicar la aparicion de la especie Pr41Gag. Los datos insinuan que se produjo una escision prematura en o cerca de la union de CA-SP1 de la poliprotefna mutante GagA364V. Las proteasas de la celula hospedante fueron responsables de esta escision, puesto que la PR del VIH-1 estaba ausente de nuestro sistema de expresion. La inestabilidad de GagA364V no nos permitio estudiar la posible influencia de la mutacion Ala a Val en la posicion 1 del dominio de SP1 en la inhibicion del ensamblaje de VLP mediada por 16.
Reticulacion qufmica de Pr55Gag en celulas tratadas con 16 y celulas no tratadas.
Para analizar adicionalmente el mecanismo del efecto de 16 sobre el ensamblaje de la poliprotefna Gag, se incubaron celulas Sf9 que expresan Pr55Gag, no tratadas y tratadas con 16 (10 mg/ml), con cantidades crecientes del reticulador qufmico BS3 a 48 h pi durante 30 min. a temperatura ambiente, y despues se lisaron en medio hipotonico en presencia de BS3 usado en el mismo intervalo de concentraciones. El estado oligomerico de las protefnas Gag se evaluo mediante analisis de SDS-PAGE y transferencia Western, usando anticuerpo anti-Gag, anticuerpo complementario marcado con peroxidasa, y quimioluminiscencia potenciada (ECL). En muestras de control, no reticuladas, la proporcion de Pr41Gag (el producto de escision espontanea principal de Pr55Gag) fue mayor en celulas tratadas con 16 en comparacion con celulas no tratadas. Esto sugirio que 16 modifico la conformacion de Pr55Gag, y la hizo mas sensible a proteasas celulares. En muestras reticuladas sin tratamiento con 16, la banda de monomeros de Pr55Gag disminuyo rapidamente a concentraciones de BS3 mayores que 10 mM de BS3, y de una manera dependiente de la dosis. La disminucion fue menos pronunciada en muestras tratadas con 16. Tambien se observaron diferencias en el patron de los oligomeros de Pr55Gag entre celulas no tratadas y celulas tratadas con 16, como se evidencia en sobreexposiciones y agrandamientos de los luminogramas de las transferencias Western. Una banda discreta de protefna que reacciona con anti-Gag, que migra con una masa molecular aparente de 140-150 kDa y compatible con el estado de trfmeros de Gag, se detecto a una concentracion entre 2 y 10 mM de BS3 en muestras de control. Esta banda desaparecio a concentraciones mayores de BS3, mientras que, paralelamente, el material que reacciona con anti-Gag de masa molecular elevada se hizo visible como una mancha dentro del gel espaciador o los pocillos de carga. Sin embargo, en muestras tratadas con 16, la banda de trfmeros de Gag putativos alcanzo progresivamente un maximo a 25 mM de BS3, y todavfa era detectable hasta 50 mM. Esto sugirio que 16 favorecio la aparicion y/o la estabilidad y persistencia de trfmeros de Gag, frente a oligomeros de mayor orden, en comparacion con muestras de control. El patron de reticulacion de Gag in situ confirmo nuestra observacion mediante EM, e indico que el estado de oligomerizacion de Gag y el modo del ensamblaje de las partfculas fueron diferentes en celulas no tratadas y en celulas tratadas con 16.
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15. Wilk T, Gross I, Gowen BE, Rutten T, de Haas F, et al. (2001) Organization of immature human immunodeficiency virus type 1. J Virol 75: 759-771.

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Compuesto de la formula (I) siguiente:
    imagen1
    o una sal farmaceuticamente aceptable del mismo, un estereoisomero o una mezcla de estereoisomero en cualquier proporcion, en particular una mezcla de enantiomeros, y particularmente una mezcla de racemato,
    en el que R representa un grupo -(CHR2)-(CHR3)n-X, en el que:
    - n representa 1,
    - X representa un grupo COOH o NHR1, representando R1 un atomo de hidrogeno o un grupo -Alk, -C(O)- Alk o -C(O)O-Alk, representando Alk un grupo alquilo (C1-C6), y
    - R2 y R3 representan, independientemente entre si, un atomo de hidrogeno o un grupo alquilo (C1-C8), preferentemente un grupo alquilo (C1-C4), opcionalmente sustituido con un grupo COOH o NHR1, representando preferentemente por lo menos R2 y R3 un atomo de hidrogeno
  2. 2. Compuesto segun la reivindicacion 1, caracterizado por que R1 representa un atomo de hidrogeno o un grupo -C(O)O-Alk, en particular un atomo de hidrogeno o un grupo ferc-butiloxicarbonilo.
  3. 3. Compuesto segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que R se selecciona de entre los grupos siguientes:
    c .OH )
  4. 4. Compuesto segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, como un medicamento.
  5. 5. Compuesto segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, para su utilizacion en el tratamiento de una infeccion con un retrovirus, tal como el VIH, en particular el VIH-1.
  6. 6. Composicion farmaceutica que comprende por lo menos un compuesto segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y por lo menos un vehfculo farmaceuticamente aceptable.
  7. 7. Procedimiento para preparar un compuesto segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende las etapas sucesivas siguientes:
    (i) hacer reaccionar un compuesto de la formula (II) siguiente:
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    en el
    imagen2
    - n representa 1,
    - X representa un grupo COOH o NHR1, representando R1 un grupo -Alk, -C(O)-Alk o -C(O)O-Alk, representando Alk un grupo alquilo (C1-C6), y
    - R2 y R3 representan, independientemente entre si, un atomo de hidrogeno o un grupo alquilo (CrCs), preferentemente un grupo alquilo (C1-C4), opcionalmente sustituido con un grupo COOH o NHR1,
    con anhfdrido 2,2-dimetilsuccfnico, y
    (ii) opcionalmente, cuando R comprende un grupo NHR1, desproteger este grupo NHR1 para producir un grupo NH2.
  8. 8. Procedimiento segun la reivindicacion 7, caracterizado por que el compuesto de formula (II) se prepara segun las etapas sucesivas siguientes:
    (a) acoplar un compuesto de formula (III)
    en el que GP representa con una amina de la (IV) R4-NH2 (IV)
    imagen3
    siguiente:
    en la que R4 representa un grupo -(CHR2)-(CHR3)n-X, en el que:
    - n representa 1,
    - X representa un grupo COO-Alk1 o NHR1, representando R1 un grupo -Alk, -C(O)-Alk o -C(O)O-Alk, representando Alk y Alk1, independientemente entre si un grupo alquilo (C1-C6), y
    - R2 y R3 representan, independientemente entre si, un atomo de hidrogeno o un grupo alquilo (C1-C8), preferentemente un grupo alquilo (C1-C4), opcionalmente sustituido con un grupo COO-Alk1 o NHR1,
    10
    representando R1 un grupo -Alk, -C(O)-Alk o -C(O)O-Alk, representando Alk y Alk1, independientemente entre si, un grupo alquilo (Ci-Ca),
    para producir un compuesto de la formula (IV) siguiente:
    en el que R4 y GP
    imagen4
    (b) desproteger el grupo hidroxilo y, cuando resulte apropiado, el grupo -COO-Alk1 del compuesto de formula (IV) obtenido en la etapa (a) previa para producir un compuesto de formula (II).
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