25.08.2017
217.015.ac90

Новые пролекарства нуклеиновых кислот и способы их применения

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002612521
Дата охранного документа
09.03.2017
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к применимым в медицине олигонуклеотидам формулы 1: где R представляет собой -ОН или -SH; R представляет собой H, -ОН или -OR, где R представляет собой блокирующую группу, которая временно маскирует реакционноспособность функциональной группы и может быть удалена; Ва представляет собой аденин, цитозин, 5-метилцитозин, гуанин, тимин или урацил; фрагмент X выбран из -OCHCHS-S(O)R, -OCHCHS-SCHCHOH, -OCHCHCOH, , , , , , , , , ,, , , , , и , R представляет собой Cалкил; R представляет собой С алкил или С циклоалкил; R представляет собой Н или С алкил; R представляет собой H; n равно целому числу от 10 до 200; и Х-фосфонатный фрагмент в каждом случае независимо образован с более чем 98% диастереомерной чистотой по данным Р ЯМР спектроскопии или обращенно-фазовой ВЭЖХ. Предложен новый олигонуклеотид, перспективный для лечения рака. 6 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 395 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Данная заявка испрашивает приоритет по промежуточной заявке США №61/223,369, поданной 6 июля 2009 г., и промежуточной заявке США №61/242,722, поданной 15 сентября 2009 г., которые включены в данное описание путем отсылки в полном объеме.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

В данном описании описаны пролекарства нуклеиновых кислот и пролекарства нуклеиновых кислот, содержащие хиральные фосфорсодержащие фрагменты, а также способы их получения и применения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Олигонуклеотиды пригодны для применения в терапевтической, диагностической, исследовательской областях, а также в области новых и наноматериалов, Применение природных последовательностей ДНК или РНК ограничено, например, уровнем их устойчивости к действию нуклеаз. Дополнительно, исследования in vitro показали, что на свойства антисмысловых нуклеотидов, такие как сродство связывания, последовательность-специфичное связывание с комплементарной РНК, устойчивость к действию нуклеаз, влияет конфигурация атомов фосфора. Таким образом, существует потребность в пролекарствах стереоопределенных олигонуклеотидов, обеспечивающих дополнительную стабильность молекулам олигонуклеотидов во множестве областей применения in vitro и in vivo. Пролекарства стереоопределенных олигонуклеотидов, которые содержат нуклеиновые кислоты с модифицированным атомом фосфора и способы их применения, описаны в данном описании.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из вариантов предлагается пролекарство хиральной нуклеиновой кислоты.

В одном из вариантов предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты следующей структуры:

где R1 представляет собой -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -Р(O)(Re)2, -HP(O)(Re), -ORa или -SRc;

Y1 представляет собой О, NRd, S или Se;

Ra представляет собой блокирующую группу;

Rc представляет собой блокирующую группу;

Rd, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, P(O)(Re)2 или -HP(O)(Re);

Re, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y2-, алкенил-Y2-, алкинил-Y2-, арил-Y2- или гетероарил-Y2- или катион, который представляет собой Na+, Li+1 или K+1;

Y2 представляет собой О, NRd или S;

R2, в каждом случае независимо, представляет собой водород, -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -ORb или -SRc, где Rb представляет собой блокирующую группу;

Ba, в каждом случае независимо, представляет собой блокированный или неблокированный аденин, цитозин, гуанин, тимин, урацил или модифицированное нуклеиновое основание;

по меньшей мере в одном случае Х представляет собой -OCH2CH2S-S(O)2R10, -OCH2CH2S-SCH2CH2OH, -OCH2CH2CO2H, , ,

, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой;

R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода;

R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил;

R12 представляет собой водород или алкил;

Z представляет собой S или О;

q равно 0, 1 или 3;

w равно 1, 2, 3, 4, 5 или 6;

R15 и R16 независимо представляют собой водород или метил;

R17 выбран из алкила, арила или CH2CH=CH2;

R18 выбран из N(CH3)2, , , , и ; и

n равно целому числу от 1 до приблизительно 200.

В другом варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты следующей структуры:

где R1 представляет собой -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -P(O)(Re)2, -HP(O)(Re), -ORa или -SRc;

Y1 представляет собой О, NRd, S или Se;

Ra представляет собой блокирующую группу;

Rc представляет собой блокирующую группу;

Rd, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, P(O)(Re)2 или -HP(O)(Re);

Re, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y2-, алкенил-Y2-, алкинил-Y2-, арил-Y2- или гетероарил-Y2- или катион, который представляет собой Na+1, Li+1 или K+1;

Y2 представляет собой О, NRd или S;

R2, в каждом случае независимо, представляет собой водород, -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -ORb или -SRc, где Rb представляет собой блокирующую группу;

Ba, в каждом случае независимо, представляет собой блокированный или неблокированный аденин, цитозин, гуанин, тимин, урацил или модифицированное нуклеиновое основание;

по меньшей мере в одном случае Х представляет собой ,

, , ,

, , ,

, , ,

, , ,

или ;

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой;

R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода;

R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил;

R12 представляет собой водород или алкил; и n равно целому числу от 1 до приблизительно 200.

В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где диастереомерная чистота каждого Х-фосфонатного фрагмента соединения Формулы 1 составляет более 98% по данным 31P ЯМР спектроскопии или обращенно-фазовой ВЭЖХ.

В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где каждый Х-фосфонатный фрагмент находится в Rp конфигурации.

В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где каждый Х-фосфонатный фрагмент находится в SP конфигурации. В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где каждый Х-фосфонат независимо находится в RP конфигурации или Sp конфигурации.

В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где R10 представляет собой метил. В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где R11 представляет собой метил. В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где R12 представляет собой метил.

В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где по меньшей мере 25% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из , , , , , , , , , , , ,

, и . В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где по меньшей мере 50% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из , , , , , , , , , , , ,

, и . В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где по меньшей мере 90% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из , , , , , , , , , , , ,

, и .

В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где каждый фрагмент Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбран из

, , , , , , ,

, , ,

, , , и .

В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где каждый фрагмент Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбран из -OCH2CH2S-S(O)2R10, -OCH2CH2S-SCH2CH2OH, -OCH2CH2CO2H, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , или

;

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой;

R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода;

R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил;

R12 представляет собой водород или алкил;

Z представляет собой S или О;

q равно 0, 1 или 3;

w равно 1, 2, 3, 4, 5 или 6;

R15 и R16 независимо представляют собой водород или метил;

R17 выбран из алкила, арила или CH2CH=СН2; и

R18 выбран из N(СН3)2, , , , и .

В одном из вариантов предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты следующей структуры:

где R1 представляет собой -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -P(O)(Re)2, -HP(O)(Re), -ORa или -SRc;

Y1 представляет собой О, NRd, S или Se;

Ra представляет собой блокирующую группу;

Rc представляет собой блокирующую группу;

Rd, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -P(O)(Re)2 или -НР(O)(Re);

Re, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y2-, алкенил-Y2-, алкинил-Y2-, арил-Y2- или гетероарил-Y2- или катион, который представляет собой Na+1, Li+1 или K+1;

Y2 представляет собой О, NRd или S;

R2, в каждом случае независимо, представляет собой водород, -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -ORb или -SRc, где Rb представляет собой блокирующую группу;

Ва, в каждом случае независимо, представляет собой блокированный или неблокированный аденин, цитозин, гуанин, тимин, урацил или модифицированное нуклеиновое основание;

по меньшей мере один Х представляет собой ,

, , , ,

, , или ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил.

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой; и n равно целому числу от 1 до приблизительно 200.

В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где R10 представляет собой метил. В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где R11 представляет собой метил. В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где R12 представляет собой метил

В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где по меньшей мере 25% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из , , , , ,

, , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где по меньшей мере 50% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из , ,

, , ,

, , и

,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где по меньшей мере 90% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из , , , , ,

, , и

,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты, где каждый фрагмент Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбран из , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил.

В одном из вариантов предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты следующей структуры:

где R1 представляет собой -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -P(O)(Re)2, -HP(O)(Re), -ORa или -SRc;

Y1 представляет собой О, NRd, S или Se;

Ra представляет собой блокирующую группу;

Rc представляет собой блокирующую группу;

Rd, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -P(O)(Re)2 или -HP(O)(Re);

Re, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y2-, алкенил-Y2-, алкинил-Y2-, арил-Y2- или гетероарил-Y2- или катион, который представляет собой Na+1, Li+1 или K+1;

Y2 представляет собой О, NRd или S;

R2, в каждом случае независимо, представляет собой водород, -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -ORb или -SRc, где Rb представляет собой блокирующую группу;

Ва, в каждом случае независимо, представляет собой блокированный или неблокированный аденин, цитозин, гуанин, тимин, урацил или модифицированное нуклеиновое основание;

где по меньшей мере один фрагмент Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбран из , , ,

, , , , , ,

, , , , , ,

и ;

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил;

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой; и n равно целому числу от 1 до приблизительно 200;

где способ, применяемый для синтеза пролекарства нуклеиновой кислоты, включает следующие стадии: (1) реакцию молекулы, содержащей ахиральный Н-фосфонатный фрагмент, и нуклеозида, содержащего 5'-ОН фрагмент, с образованием конденсированного промежуточного соединения; и (2) превращение конденсированного промежуточного соединения в пролекарство нуклеиновой кислоты, содержащее хиральный Х-фосфонатный фрагмент.

В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты, структура которого представлена Формулой 1, где диастереомерная чистота каждого Х-фосфонатного фрагмента соединения Формулы 1 составляет более 98% по данным 3l? ЯМР спектроскопии или обращенно-фазовой ВЭЖХ. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты, структура которого представлена Формулой 1, где каждый Х-фосфонатный фрагмент находится в RP конфигурации. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты, структура которого представлена Формулой 1, где каждый Х-фосфонатный фрагмент находится в SP конфигурации. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты, структура которого представлена Формулой 1, где каждый Х-фосфонат независимо находится в RP конфигурации или Sp конфигурации.

В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты, структура которого представлена Формулой 1, где по меньшей мере 25% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты, структура которого представлена Формулой 1, где по меньшей мере 50% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из , , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты, структура которого представлена Формулой 1, где по меньшей мере 90% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты, структура которого представлена Формулой 1, где в каждом случае Х независимо выбран из

, , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил.

В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты, структура которого представлена Формулой 1, где R10 представляет собой метил. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты, структура которого представлена Формулой 1, где R11 представляет собой метил. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты, структура которого представлена Формулой 1, где R12 представляет собой метил.

В одном из вариантов предлагается способ лечения заболевания, связанного с регуляцией вверх РНКазы L путем введения терапевтического количества пролекарства хиральной нуклеиновой кислоты. В другом варианте предлагается способ лечения заболевания, связанного с регуляцией вверх РНКазы L, где заболевание представляет собой синдром хронической усталости. В другом варианте предлагается способ лечения заболевания, связанного с регуляцией вниз РНКазы L, путем введения терапевтического количества пролекарства хиральной нуклеиновой кислоты. В другом варианте предлагается способ лечения заболевания, сопровождающегося регуляцией вниз РНКазы L, где заболевание представляет собой рак. В другом варианте, рак выбран из рака предстательной железы, ободочной и прямой кишки и поджелудочной железы. В одном из вариантов, рак с регуляцией вниз РНКазы L представляет собой рак поджелудочной железы. В другом варианте рак с регуляцией вниз РНКазы L представляет собой рак предстательной железы. Еще в одном варианте, рак с регуляцией вниз РНКазы L представляет собой рак ободочной и прямой кишки.

В одном из вариантов предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества пролекарства нуклеиновой кислоты следующей структуры:

где R1 представляет собой -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -P(O)(Re)2, -HP(O)(Re), -ORa или -SRc;

Y1 представляет собой О, NRd, S или Se;

Ra представляет собой блокирующую группу;

Rc представляет собой блокирующую группу;

Rd, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -P(O)(Re)2 или -HP(O)(Re);

Re, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y2-, алкенил-Y2-, алкинил-Y2-, арил-Y2- или гетероарил-Y2- или катион, который представляет собой Na+1, Li+1 или K+1;

Y2 представляет собой О, NRd или S;

R2, в каждом случае независимо, представляет собой водород, -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -ORb или -SRc, где Rb представляет собой блокирующую группу;

Ва, в каждом случае независимо, представляет собой блокированный или неблокированный аденин, цитозин, гуанин, тимин, урацил или модифицированное нуклеиновое основание;

по меньшей мере один фрагмент Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбран из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил;

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой; и n равно целому числу от 1 до приблизительно 200;

R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода;

где способ, применяемый для синтеза пролекарства нуклеиновой кислоты, включает следующие стадии: (1) реакцию молекулы, содержащей ахиральный Н-фосфонатный фрагмент, и нуклеозида, содержащего 5'-ОН фрагмент, с образованием конденсированного промежуточного соединения; и (2) превращение конденсированного промежуточного соединения в пролекарство нуклеиновой кислоты, содержащее хиральный Х-фосфонатный фрагмент.

В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы 1, где по меньшей мере 25% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы 1, где по меньшей мере 50% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы 1, где по меньшей мере 90% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы 1, где в каждом случае Х независимо выбран из

, , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил.

В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы 1, где R10 представляет собой метил. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы 1, где R11 представляет собой метил. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы 1, где R12 представляет собой метил.

В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы 1, где диастереомерная чистота каждого Х-фосфонатного фрагмента соединения Формулы 1 составляет более 98% по данным 31Р ЯМР спектроскопии или обращенно-фазовой ВЭЖХ. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы 1, где каждый Х-фосфонатный фрагмент находится в RP конфигурации. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы 1, где каждый Х-фосфонатный фрагмент находится в SP конфигурации. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы 1, где каждый Х-фосфонат независимо находится в RP конфигурации или Sp конфигурации.

В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы 1, где рак представляет собой рак поджелудочной железы.

В одном из вариантов предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты следующей структуры:

где R1 представляет собой -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -P(O)(Re)2, -HP(O)(Re)2, -ORa или -SRc;

Y1 представляет собой О, NRd, S или Se;

Ra представляет собой блокирующую группу;

Rc представляет собой блокирующую группу;

Rd, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -P(O)(Re)2 или -НР(O)(Re);

в каждом случае Re представляет собой независимо водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y2-, алкенил-Y2-, алкинил-Y2-, арил-Y2- или гетероарил-Y2- или катион, который представляет собой Na+1, Li+1 или K+1;

Y2 представляет собой О, NRd или S;

R2, в каждом случае независимо, представляет собой водород, -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -ORb или -SRc, где Rb представляет собой блокирующую группу;

Ва, в каждом случае независимо, представляет собой блокированный или неблокированный аденин, цитозин, гуанин, тимин, урацил или модифицированное нуклеиновое основание;

по меньшей мере в одном случае Х представляет собой , , , , , , , , , , , , , или ;

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой;

R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода;

R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил;

R12 представляет собой водород или алкил; и

n равно целому числу от 1 до приблизительно 200.

В одном из вариантов предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты Формулы 2, где диастереомерная чистота каждого Х-фосфонатного фрагмента соединения Формулы 2 составляет более 98% по данным 31Р ЯМР спектроскопии или обращенно-фазовой ВЭЖХ. В другом варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты Формулы 2, где каждый Х-фосфонатный фрагмент находится в RP конфигурации. В другом варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты Формулы 2, где каждый Х-фосфонатный фрагмент находится в SP конфигурации. В другом варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты Формулы 2, где каждый Х-фосфонат независимо находится в RP конфигурации или Sp конфигурации.

В другом варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты Формулы 2, где R10 представляет собой метил. В другом варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты Формулы 2, где R11 представляет собой метил. В другом варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты Формулы 2, где R12 представляет собой метил.

В другом варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты Формулы 2, где по меньшей мере 25% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , и .

В другом варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты Формулы 2, где по меньшей мере 50% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , и .

В другом варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты Формулы 2, где по меньшей мере 90% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , и .

В другом варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты Формулы 2, где каждый фрагмент Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбран из

, , , , , , , , , , , , , и .

В одном из вариантов предлагается фармацевтическая композиция, содержащая пролекарство нуклеиновой кислоты следующей структуры:

где R1 представляет собой -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -P(O)(Re)2, -HP(O)(Re), -ORa или -SRc;

Y1 представляет собой О, NRd, S или Se;

Ra представляет собой блокирующую группу;

Rc представляет собой блокирующую группу;

Rd, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -P(O)(Re)2 или -HP(O)(Re);

Re, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y2-, алкенил-Y2-, алкинил-Y2-, арил-Y2- или гетероарил-Y2- или катион, который представляет собой Na+1, Li+1 или K+1;

Y2 представляет собой О, NRd или S;

R2, в каждом случае независимо, представляет собой водород, -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -ORb или -SRc, где Rb представляет собой блокирующую группу;

Ва, в каждом случае независимо, представляет собой блокированный или неблокированный аденин, цитозин, гуанин, тимин, урацил или модифицированное нуклеиновое основание;

где по меньшей мере один фрагмент Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбран из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил;

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой; и n равно целому числу от 1 до приблизительно 200;

где способ, применяемый для синтеза пролекарства нуклеиновой кислоты, включает следующие стадии: (1) реакцию молекулы, содержащей ахиральный Н-фосфонатный фрагмент, и нуклеозида, содержащего 5'-ОН фрагмент, с образованием конденсированного промежуточного соединения; и (2) превращение конденсированного промежуточного соединения в пролекарство нуклеиновой кислоты, содержащее хиральный Х-фосфонатный фрагмент.

В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение Формулы 2, где диастереомерная чистота каждого X-фосфонатного фрагмента соединения Формулы 2 составляет более 98% по данным 31P ЯМР спектроскопии или обращенно-фазовой ВЭЖХ. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение Формулы 2, где каждый Х-фосфонатный фрагмент находится в RP конфигурации. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение Формулы 2, где каждый Х-фосфонатный фрагмент находится в SP конфигурации. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение Формулы 2, где каждый Х-фосфонат независимо находится в RP конфигурации или Sp конфигурации.

В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение Формулы 2, где по меньшей мере 25% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение Формулы 2, где по меньшей мере 50% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из , , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение Формулы 2, где по меньшей мере 90% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение Формулы 2, где в каждом случае Х независимо выбран из

, , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил.

В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение Формулы 2, где R10 представляет собой метил. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение Формулы 2, где R11 представляет собой метил. В другом варианте предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение Формулы 2, где R12 представляет собой метил.

В одном из вариантов предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества пролекарства нуклеиновой кислоты следующей структуры:

где R1 представляет собой -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -P(O)(Re)2, -HP(O)(Re), -ORa или -SRc;

Y1 представляет собой О, NR1, S или Se;

Ra представляет собой блокирующую группу;

Rc представляет собой блокирующую группу;

Rd, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -P(O)(Re)2 или -HP(O)(Re);

Re, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y2-, алкенил-Y2-, алкинил-Y2-, арил-Y2- или гетероарил-Y2- или катион, который представляет собой Na+1, Li+1 или K+1;

Y2 представляет собой О, NRd или S;

R2, в каждом случае независимо, представляет собой водород, -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -ORb или -SRc, где Rb представляет собой блокирующую группу;

Ва, в каждом случае независимо, представляет собой блокированный или неблокированный аденин, цитозин, гуанин, тимин, урацил или модифицированное нуклеиновое основание;

по меньшей мере один фрагмент Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбран из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил;

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой; и n равно целому числу от 1 до приблизительно 200;

R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода;

где способ, применяемый для синтеза пролекарства нуклеиновой кислоты, включает следующие стадии: (1) реакцию молекулы, содержащей ахиральный Н-фосфонатный фрагмент, и нуклеозида, содержащего 5'-ОН фрагмент, с образованием конденсированного промежуточного соединения; и (2) превращение конденсированного промежуточного соединения в пролекарство нуклеиновой кислоты, содержащее хиральный Х-фосфонатный фрагмент.

В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где по меньшей мере 25% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил.

В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где по меньшей мере 50% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил.

В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где по меньшей мере 90% фрагментов Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где в каждом случае Х независимо выбран из

, , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил.

В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где R10 представляет собой метил. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где R11 представляет собой метил. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где R12 представляет собой метил

В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где диастереомерная чистота каждого Х-фосфонатного фрагмента соединения Формулы 2 составляет более 98% по данным 31P ЯМР спектроскопии или обращенно-фазовой ВЭЖХ.

В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где каждый Х-фосфонатный фрагмент находится в RP конфигурации. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где каждый Х-фосфонатный фрагмент находится в SP конфигурации. В другом варианте предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где каждый Х-фосфонат независимо находится в RP конфигурации или Sp конфигурации.

В одном из вариантов предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где рак представляет собой рак поджелудочной железы.

В одном из вариантов предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где соединение представлено следующей формулой:

где каждый А представляет собой аденин, и каждый R11 независимо выбран из алкила, арила, гетероарила, гетероциклила и циклоалкила. В дополнительном варианте предлагается способ лечения рака поджелудочной железы, который включает введение терапевтического количества соединения Формулы А3-2.

В одном из вариантов предлагается способ лечения рака, который включает введение терапевтического количества соединения, структура которого представлена Формулой 2, где соединение представлено следующей формулой:

В дополнительном варианте предлагается способ лечения рака поджелудочной железы, включающий введение терапевтического количества соединения Формулы A3-3.

В одном из вариантов предлагается соединение или его фармацевтически приемлемая соль следующей формулы:

где каждый А представляет собой аденин; и по меньшей мере один фрагмент Х представляет собой

, , , , , , , , , , , , , , , или ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил.

В другом варианте предлагается соединение или его фармацевтически приемлемая соль, представленное структурой Формулы А3-1, где по меньшей мере два фрагмента Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил.

В другом варианте предлагается соединение или его фармацевтически приемлемая соль, представленное структурой Формулы А3-1, где по меньшей мере три фрагмента Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбраны из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил.

В другом варианте предлагается соединение или его фармацевтически приемлемая соль, представленное структурой Формулы А3-1, где каждый фрагмент Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбран из

, , , , , , , , , , , , , , , и ,

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода; R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил; и R12 представляет собой водород или алкил.

В другом варианте предлагается соединение или его фармацевтически приемлемая соль, представленное структурой Формулы А3-1, где соединение представлено следующей формулой:

Все публикации и патентные заявки, раскрытые в описании данной заявки, включены в данное описание путем отсылки во всем объеме, в такой же степени, как если бы каждая отдельная публикация или патентная заявка была конкретно и отдельно указана как включенная путем ссылки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Новые признаки изобретения конкретно определены в прилагаемой формуле изобретения. Лучшее понимание признаков и преимуществ данного изобретения будет достигнуто со ссылкой на следующее подробное описание, где приведены иллюстративные варианты, в которых применяются принципы изобретения, и сопутствующие фигуры.

На фиг.1 представлен характерный профиль, полученный методом аналитической ВЭЖХ для соединения 64 и GSH.

На фиг.2 представлен характерный профиль, полученный методом ВЭЖХ для соединения 64а, глутатионового аддукта и конечного продукта после высвобождения из про-фрагмента.

На фиг.3 представлен график превращения во времени для соединений 64а и 64b.

На фиг.4 представлено протекание реакции во времени по данным ЖХ-МС для высвобождения соединения 64а из пролекарства при содействии глутатиона.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Заголовки разделов приведены в данном описании только для целей систематизации материала и не должны интерпретироваться как ограничивающие описанный предмет. Все документы или части документов, процитированные в заявке, в том числе, не ограничиваясь ими, патенты, патентные заявки, статьи, книги, руководства и монографии, явно включены путем ссылки в полном объеме для любой цели.

Если не указано иное, следующие термины, используемые в данной заявке, включая описание и формулу изобретения, имеют определения, приведенные ниже. Следует отметить, что в описании и прилагаемой формуле изобретения, формы единственного числа "a" "an" и "the" включают множественное число, если из контекста явно не следует противоположное. Если не указано иное, применяются традиционные методы масс-спектроскопии, ЯМР, ВЭЖХ, химии белков, биохимии, техники рекомбинации ДНК и фармакологические методы. В данной заявке применение слов "или" или "и" обозначает "и/или", если не указано иное. Кроме того, применение термина "в том числе", а также других форм, таких как "включают", "включает" и "включены" не является ограничивающим.

Некоторые химические термины

Если не указано иное, применение общих химических терминов, таких как, не ограничиваясь ими, "алкил", "амин", "арил" обозначает незамещенный радикал.

В данном описании C1-Cx включает C12, С13.. С1х. Только для примера, группа, обозначенная "C1-C4" показывает, что фрагмент содержит от 1 до 4 атомов углерода, т.е. группы, содержащие 1 атом углерода, 2 атома углерода, 3 атома углерода или 4 атома углерода, а также интервалы C1-C2 и C13. Таким образом, только для примера, "C1-C4 алкил" показывает, что алкильная группа содержит от 1 до 4 атомов углерода, т.е. алкильная группа выбрана из метила, этила, пропила, изо-пропила, н-бутила, изо-бутила, втор-бутила и трет-бутила. Если указание на нее содержится в данном описании, численный интервал, например, "1-10" обозначает каждое целое число в указанном интервале; например, "1-10 атомов углерода" означает, что группа может содержать 1 атом углерода, 2 атома углерода, 3 атома углерода, 4 атома углерода, 5 атомов углерода, 6 атомов углерода, 7 атомов углерода, 8 атомов углерода, 9 атомов углерода или 10 атомов углерода.

Термины "гетероатом" или "гетеро" в данном описании отдельно или в комбинации, обозначают атом, который не является атомом углерода или водорода. Гетероатомы могут быть независимо выбраны из кислорода, азота, серы, фосфора, кремния, селена и олова, но не ограничиваются ими. В вариантах, где присутствует два или более гетероатомов, два или более гетероатомов могут быть одинаковыми, или некоторые или все из двух или более гетероатомов могут отличаться от других.

Термин "алкил" в данном описании, отдельно или в комбинации, обозначает неразветвленный или разветвленный насыщенный углеводородный монорадикал, содержащий от 1 до приблизительно 10 атомов углерода или от 1 до 6 атомов углерода. Примеры включают, не ограничиваясь ими, метил, этил, н-пропил, изопропил, 2-метил-1-пропил, 2-метил-2-пропил, 2-метил-1-бутил, 3-метил-1-бутил, 2-метил-3-бутил, 2,2-диметил-1-пропил, 2-метил-1-пентил, 3-метил-1-пентил, 4-метил-1-пентил, 2-метил-2-пентил, 3-метил-2-пентил, 4-метил-2-пентил, 2,2-диметил-1-бутил, 3,3-диметил-1-бутил, 2-этил-1-бутил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, «-пентил, изопентил, неопентил, трет-амил и гексил, а также более длинные алкильные группы, такие как гептил, октил, и т.п. При упоминании в данном описании, численный интервал, например, "С16 алкил" или "C1-6 алкил", обозначает, что алкильная группа может состоять из 1 атома углерода, 2 атомов углерода, 3 атомов углерода, 4 атомов углерода, 5 атомов углерода или 6 атомов углерода. В одном из вариантов "алкил" является замещенным. Если не указано иное, "алкил" является незамещенным.

Термин "алкенил" в данном описании, отдельно или в комбинации, обозначает неразветвленный или разветвленный углеводородный монорадикал, содержащий одну или больше углерод-углеродных двойных связей и содержащий от 2 до приблизительно 10 атомов углерода или от 2 до приблизительно 6 атомов углерода. Группа может находиться в цис- или транс-конформации относительно двойной связи(ей), и предусматривается, что она включает оба изомера. Примеры включают, не ограничиваясь ими, этенил (-СН=CH2), 1-пропенил (-CH2CH=СН2), изопропенил [-C(CH3)=CH2], бутенил, 1,3-бутадиенил, и т.п. При упоминании в данном описании, численный интервал, например, "C2-C6 алкенил" или "С2-6 алкенил", обозначает, что алкенильная группа может состоять из 2 атомов углерода, 3 атомов углерода, 4 атомов углерода, 5 атомов углерода или 6 атомов углерода. В одном из вариантов "алкенил" является замещенным. Если не указано иное, "алкенил" является незамещенным.

Термин "алкинил" в данном описании, отдельно или в комбинации, обозначает неразветвленный или разветвленный углеводородный монорадикал, содержащий одну или больше углерод-углеродных тройных связей и содержащий от 2 до приблизительно 10 атомов углерода или от 2 до приблизительно 6 атомов углерода. Примеры включают, не ограничиваясь ими, этинил, 2-пропинил, 2-бутинил, 1,3-бутадиинил, и т.п. При упоминании в данном описании, численный интервал, такой как "С26 алкинил" или "С2-6 алкинил", обозначает, что алкинильная группа может состоять из 2 атомов углерода, 3 атомов углерода, 4 атомов углерода, 5 атомов углерода или 6 атомов углерода. В одном из вариантов "алкинил" является замещенным. Если не указано иное, "алкинил" является незамещенным.

Термины "гетероалкил", "гетероалкенил" и "гетероалкинил" в данном описании, отдельно или в комбинации, обозначают алкильные, алкенильные и алкинильные структуры, соответственно, как описано выше, где один или больше из атомов углерода в основной цепи (и, при необходимости, любые связанные с ними атомы водорода) независимо заменены на гетероатом (т.е. атом, не являющийся атомом углерода, например, не ограничиваясь ими, кислород, азот, сера, кремний, фосфор, олово или их комбинация) или гетероатомную группу, такую как, не ограничиваясь ими, -O-O-, -S-S-, -O-S-, -S-O-, =N-N=, -N=N-, -N=N-NH-, -P(O)2, -O-P(O)2, -P(O)2-O-, -S(O)-, -S(O)2-, -SnH2-, и т.п.

Термины "галогеналкил", "галогеналкенил" и "галогеналкинил" в данном описании, отдельно или в комбинации, обозначают алкильные, алкенильные и алкинильные группы, соответственно, как определено выше, где один или больше атомов водорода заменены на атомы фтора, хлора, брома или йода или их комбинации. В некоторых вариантах два или более атомов водорода могут быть заменены одинаковыми атомами галогена (например, дифторметил); в других вариантах два или более атомов водорода могут быть заменены разными атомами галогена (например, 1-хлор-1-фтор-1-йодэтил). Неограничивающими примерами галогеналкильных групп являются фторметил, хлорметил и бромэтил.

Неограничивающим примером галогеналкенильной группы является бромэтенил. Неограничивающим примером галогеналкинильной группы является хлорэтинил.

Термин "углеродная цепь" в данном описании, отдельно или в комбинации, обозначает любую алкильную, алкенильную, алкинильную, гетероалкильную, гетероалкенильную или гетероалкинильную группу, которая является линейной, циклической или любой их комбинацией. Если цепь является частью линкера, и такой линкер включает одно или больше колец как часть скелета ядра, для целей вычисления длины цепи, "цепь" включает только те атомы углерода, которые составляют нижнюю часть или верхнюю часть данного кольца, но не обе, и где верхняя и нижняя части кольца(колец) не равны по длине, то более короткое расстояние будет использоваться для определения длины цепи. Если цепь содержит гетероатомы как часть скелета, такие атомы не считаются частью длины углеродной цепи.

Термин "циклоалкил" в данном описании, отдельно или в комбинации, обозначает монорадикал насыщенного углеводородного кольца, содержащий от 3 до приблизительно 15 атомов углерода в кольце или от 3 до приблизительно 10 атомов углерода в кольце, хотя может включать дополнительные неуглеродные атомы кольца в качестве заместителей (например, метилциклопропил). При упоминании в данном описании, численный интервал, например, "С36 циклоалкил " или "С3-6 циклоалкил", обозначает, что циклоалкильная группа может состоять из 3 атомов углерода, 4 атомов углерода, 5 атомов углерода или 6 атомов углерода, т.е. представляет собой циклопропил, циклобутил, циклопентил или циклогептил, хотя данное определение также охватывает употребление термина "циклоалкил", где численный интервал не обозначен. Термин включает конденсированные, неконденсированные, соединенные мостиком и спирорадикалы. Конденсированный циклоалкил может содержать от 2 до 4 конденсированных колец, где кольцо, через которое осуществляется присоединение, представляет собой циклоалкильное кольцо, и другие отдельные кольца могут быть алициклическими, гетероциклическими, ароматическими, гетероароматическими или любой их комбинацией. Примеры включают, не ограничиваясь ими, циклопропил, циклопентил, циклогексил, декалинил и бицикло[2,2,1]гептильную и адамантильную системы колец. Иллюстративные примеры включают, не ограничиваясь ими, следующие фрагменты:

, , , , , , ,

, , , , , ,

, , , , , и т.п.

В одном из вариантов "циклоалкил" является замещенным. Если не указано иное, the "циклоалкил" является незамещенным.

Термины "неароматический гетероциклил" и "гетероалициклил" в данном описании, отдельно или в комбинации, обозначают насыщенные, частично ненасыщенные или полностью ненасыщенные монорадикалы неароматического кольца, содержащего от 3 до приблизительно 12 атомов в кольце, где один или больше из атомов кольца представляют собой атом, не являющийся атомом углерода, независимо выбранный из кислорода, азота, серы, фосфора, кремния, селена и олова, не ограничиваясь указанными атомами. В вариантах, где два или более гетероатомов присутствуют в кольце, два или более гетероатомов могут быть одинаковыми или разными. Термины включают конденсированные, неконденсированные, соединенные мостиком и спирорадикалы. Конденсированный неароматических гетероциклический радикал может содержать от 2 до 4 конденсированных колец, где кольцо, через которое осуществляется присоединение, является неароматическим гетероциклом, и другие отдельные кольца могут быть алициклическими, гетероциклическими, ароматическими, гетероароматическими, или любой их комбинацией. Системы конденсированных колец могут быть конденсированными поперек одинарной связи или двойной связи, а также поперек связей, которые представляют собой связи углерод-угдерод, углерод-гетероатом или гетероатом-гетероатом. Термины также включают радикалы, содержащие от 3 до приблизительно 12 скелетных атомов в кольце, а также содержащие от 3 до приблизительно 10 скелетных атомов в кольце. Присоединение неароматической гетероциклической субъединицы к исходной молекуле может осуществляться через гетероатом или атом углерода. Подобным образом, дополнительное замещение может осуществляться при гетероатоме или атоме углерода. В качестве неограничивающего примера, имидазолидиновый неароматический гетероцикл может быть присоединен к исходной молекуле через содержащиеся в гетероцикле атомы N (имидазолидин-1-ил или имидазолидин-3-ил) или любой из атомов углерода (имидазолидин-2-ил имидазолидин-4-ил или имидазолидин-5-ил). В некоторых вариантах неароматические гетероциклы содержат одну или больше карбонильных или тиокарбонильных групп, например, таких как оксо- и тиосодержащие группы. Примеры включают, не ограничиваясь ими, пирролидинил, тетрагидрофуранил, дигидрофуранил, тетрагидротиенил, тетрагидропиранил, дигидропиранил, тетрагидротиопиранил, пиперидин, морфолино, тиоморфолино, тиоксанил, пиперазинил, азетидинил, оксетанил, тиетанил, гомопиперидинил, оксепанил, тиепанил, оксазепинил, диазепинил, тиазепинил, 1,2,3,6-тетрагидрорпиридинил, 2-пирролинил, 3-пирролинил, индолинил, 2Н-пиранил, 4Н-пиранил, диоксанил, 1,3-диоксоланил, пиразолинил, дитианил, дитиоланил, дигидропиранил, дигидротиенил, дигидрофуранил, пиразолидинил, имидазолинил, имидазолидинил, 3-азабицикло[3,1,0]гексанил, 3-азабицикло[4,1,0]гептанил, 3H-индолил и хинолизинил. Иллюстративные примеры гетероциклоалкильных групп, которые также называются неароматическими гетероциклами, включают:

, , , , , , ,

, , , , , , ,

, , , , , , ,

, , , , , , , и т.д.

Термины также включают все кольцевые формы углеводородов, в том числе, не ограничиваясь ими, моносахариды, дисахариды и олигосахариды. В одном из вариантов "неароматический гетероциклил" или "гетероалициклил" является замещенным. Если не указано иное, "неароматический гетероциклил" или "гетероалициклил" является незамещенным.

Термин "арил" в данном описании, отдельно или в комбинации, обозначает ароматический углеводородный радикал, содержащий от 6 до приблизительно 12 атомов углерода в кольце, и включает конденсированные и неконденсированные арильные кольца. Арильный радикал, содержащий конденсированные кольца, включает от 2 до 4 конденсированных колец, где присоединение осуществляется через арильное кольцо, и другие отдельные кольца могут быть алициклическими, гетероциклическими, ароматическими, гетероароматическими, или любой их комбинацией. Кроме того, термин «арил» включает конденсированные и неконденсированные кольца, содержащие от 6 до приблизительно 12 атомов углерода в кольце, а также содержащие от 6 до приблизительно 10 атомов углерода в кольце. Неограничивающий пример арильной группы с одним кольцом включает фенил; арильные группы с конденсированными кольцами включает нафтил, фенантренил, антраценил, азуленил; и би-арильной группы с неконденсированными кольцами включает бифенил. В одном из вариантов "арил" является замещенным. Если не указано иное, "арил" является незамещенным.

Термин "гетероарил" в данном описании, отдельно или в комбинации, обозначает ароматические монорадикалы, содержащие от приблизительно 5 до приблизительно 12 скелетных атомов в кольце, где один или больше атомов в кольце представляет собой гетероатом, независимо выбранный из кислорода, азота, серы, фосфора, кремния, селена и олова, не ограничиваясь указанными атомами, и при условии, что кольцо в указанной группе не содержит двух смежных атомов О или S. В вариантах, где два или больше гетероатомов присутствуют в кольце, два или больше гетероатомов могут быть одинаковыми, или все из двух или больше гетероатомов могут быть разными. Термин «гетероарил» включает конденсированные и неконденсированные гетероарильные радикалы, содержащие по меньшей мере один гетероатом. Термин «гетероарил» также включает конденсированные и неконденсированные гетероарилы, содержащие от 5 до приблизительно 12 скелетных атомов в кольце, а также содержащие от 5 до приблизительно 10 скелетных атомов в кольце. Присоединение к гетероарильной группе может осуществляться через атом углерода или гетероатом. Таким образом, в качестве неограничивающего примера, имидазольная группа может быть присоединена к исходной молекуле через любой из атомов углерода (имидазол-2-ил, имидазол-4-ил или имидазол-5-ил) или атомов азота (имидазол-1-ил или имидазол-3-ил). Подобным образом, гетероарильная группа дополнительно может быть замещена при любом или всех атомах углерода и/или любом или всех гетероатомах. Конденсированный гетероарильный радикал может содержать от 2 до 4 конденсированных колец, где кольцо, через которое осуществляется присоединение, представляет собой гетероароматическое кольцо, и другие отдельные кольца могут быть алициклическими, гетероциклическими, ароматическими, гетероароматическими, или любой их комбинацией. Неограничивающий пример гетероарильной группы с одним кольцом включает пиридил; гетероарильной группы с конденсированными кольцами включает бензимидазолил, хинолинил, акридинил; и неконденсированной би-гетероарильной группы включает бипиридинил. Другие примеры гетероарилов включают, не ограничиваясь ими, фуранил, тиенил, оксазолил, акридинил, феназинил, бензимидазолил, бензофуранил, бензоксазолил, бензотиазолил, бензотиадиазолил, бензотиофенил, бензоксадиазолил, бензотриазолил, имидазолил, индолил, изоксазолил, изохинолинил, индолизинил, изотиазолил, изоиндолил, оксадиазолил, индазолил, пиридил, пиридазил, пиримидил, пиразинил, пирролил, пиразинил, пиразолил, пуринил, фталазинил, птеридинил, хинолинил, хиназолинил, хиноксалинил, триазолил, тетразолил, тиазолил, триазинил, тиадиазолил, и т.п., и их оксиды, такие как, например, пиридил-N-оксид. Иллюстративные примеры гетероарильных групп включают следующие фрагменты:

, , , , , , , , , ,

, , , , , , , ,

, , , , , и т.д.

В одном из вариантов "гетероарил" является замещенным. Если не указано иное, "гетероарил" является незамещенным.

Термин "гетероциклил" в данном описании, отдельно или в комбинации, коллективно обозначает гетероалициклические и гетероарильные группы. Таким образом, независимо от указанного количества атомов углерода в гетероцикле (например, С16 гетероцикл), по меньшей мере один неуглеродный атом (гетероатом) должен присутствовать в кольце. Такие обозначения, как "C1-C6 гетероцикл" касаются только количества атомов углерода в кольце и не обозначают общего количества атомов в кольце. Такие обозначения, как "4-6-членный гетероцикл" обозначают общее количество атомов, которые содержатся в кольце (т.е. 4-, 5- или 6-членное кольцо, где по меньшей мере один атом представляет собой атом углерода, по меньшей мере один атом представляет собой гетероатом, и остальные 2-4 атома представляют собой атомы углерода или гетероатомы). Для гетероциклов, содержащих два или больше гетероатомов, указанные два или больше гетероатомов могут быть одинаковыми или разными. Неароматические гетероциклические группы включают группы, содержащие только 3 атома в кольце, тогда как ароматические гетероциклические группы должны содержать по меньшей мере 5 атомов в кольце. Присоединение (т.е. присоединение к исходной молекуле или дополнительное замещение) к гетероциклу может осуществляться через гетероатом или атом углерода. В одном из вариантов "гетероциклил" является замещенным. Если не указано иное, "гетероциклил" является незамещенным.

Термины "галоген", "гало" или "галогенид" в данном описании, отдельно или в комбинации обозначают фтор, хлор, бром и/или йод.

Некоторые фармацевтические термины

Термины "субъект", "пациент" или "индивидуум" в данном описании в отношении индивидуумов, страдающих от расстройства, и т.п., включают млекопитающих и субъектов, не относящихся к млекопитающим. Примеры млекопитающих включают, не ограничиваясь ими, любого члена класс Млекопитающих: человека, негуманоидных приматов, таких как шимпанзе и другие виды обезьян и мартышек; сельскохозяйственных животных, таких как телята, лошади, овцы, козы, свиньи; домашних животных, таких как кролики, собаки и кошки; лабораторных животных, в том числе грызунов, таких как крысы, мыши и морские свинки, и т.п. Примеры субъектов, не относящихся к млекопитающим, включают, не ограничиваясь ими, птиц, рыб, и т.п. В одном из вариантов способов и композиций, предложенных в данном описании, млекопитающее представляет собой человека.

Термины "эффективное количество", "терапевтически эффективное количество" или "фармацевтически эффективное количество" в данном описании обозначают количество по меньшей мере одного агента или соединения, которое при введении является достаточным для лечения или профилактики конкретного заболевания или состояния. Результатом может быть уменьшение и/или облегчение признаков, симптомов или причин заболевания, или любое другое желательное изменение биологической системы. Например, "эффективное количество" в терапии представляет собой количество композиции, содержащей соединение, раскрытое в данном описании, необходимое для достижения клинически значимого уменьшения тяжести заболевания. Подходящее "эффективное" количество в любом отдельном случае может быть определено с использованием таких методик, как исследование повышения дозы.

В данном описании термины "лечение" или "терапия", "облегчение" или "улучшение" используются равнозначным образом. Эти термин указывают на подход для получения полезных или желательных результатов, в том числе, но не ограничиваясь ими, терапевтической выгоды и/или профилактической выгоды. Под терапевтической выгодой подразумевается устранение или облегчение основного расстройства, подлежащего лечению. Также, терапевтическая выгода достигается при устранении или облегчении одного или больше физиологических симптомов, связанных с основным расстройством, таким образом, что улучшение наблюдается у больного, несмотря на, что больной может все еще страдать основным расстройством. Для достижения профилактической выгоды композиции могут вводиться больному, подверженному риску развития конкретного заболевания, или больному, который сообщает об одном или больше физиологических симптомов заболевания, даже если диагноз этого заболевания может быть не установлен.

Термин "терапевтический эффект" используется в данном описании и включает терапевтическую выгоду и/или профилактическую выгоду, как изложено выше. Профилактический эффект включает задержку или исключение появления заболевания или состояния, задержку или исключение появления симптомов заболевания или состояния, замедление, остановку или изменение прогрессирования заболевания или состояния, или любую их комбинацию.

Термин "фармацевтически приемлемый" в данном описании обозначает материал, такой как носитель или разбавитель, который не создает помех биологической активности или свойствам соединений, описанных в данном описании, и является относительно нетоксичным, т.е. материал может вводиться индивидууму без провоцирован™ нежелательных биологических эффектов или вредного взаимодействия с любым из компонентов композиции, в которой этот материал содержится.

Термин "фармацевтическая композиция" в данном описании обозначает биологически активное соединение, необязательно смешанное по меньшей мере с одним фармацевтически приемлемым химическим компонентом, таким как, не ограничиваясь ими, носители, стабилизаторы, разбавители, диспергирующие средства, суспендирующие средства, загустители и/или вспомогательные вещества.

Термин "носитель" в данном описании обозначает относительно нетоксичные химические соединения или средства, которые облегчают проникновение соединения в клетки или ткани.

Термин "пролекарство" обозначает соединение, которое может превращаться в физиологических условиях или путем сольволиза в биологически активное соединение, описанное в данном описании. Таким образом, термин "пролекарство" обозначает прекурсор биологически активного соединения, который является фармацевтически приемлемым. Пролекарство может быть инертным при введении субъекту, но превращаться in vivo в активное соединение, например, посредством гидролиза. Пролекарство соединения часто обеспечивает преимущества растворимости, совместимости с тканями или замедленного высвобождения в организме млекопитающих (см., например, Bundgard, П., Design of Prodrugs (1985), pp.7-9, 21-24 (Elsevier, Амстердам). Обсуждение пролекарств приведено в Higuchi, Т., et al., "Pro-drugs as Novel Delivery Systems," A.C.S. Symposium Series, Vol.14, и в Bioreversible Carriers in Drug Design, ed. Edward B. Roche, American Pharmaceutical Association and Pergamon Press, 1987, оба из которых включены в данное описание путем ссылки в полном объеме. Термин "пролекарство" также предназначен включать любые ковалентно связанные носители, которые высвобождают активное соединение in vivo, при введении такого пролекарства субъекту-млекопитающему. Пролекарство активного соединения, описанного в данном описании, может быть получено путем модификации функциональных групп, присутствующих в активном соединении, таким образом, что модифицирующие группы отщепляются при шаблонном манипулировании или in vivo, с образованием исходного активного соединения. Пролекарства включают соединения, где гидрокси-, амино- или меркаптогруппа соединена с какой-либо группой, которая, при введении Пролекарства активного соединения субъекту-млекопитающему, отщепляется с образованием свободной гидрокси-, амино- или меркаптогруппы, соответственно. Примеры пролекарств включают, не ограничиваясь ими, ацилокси, тиоацилокси, 2-карбоалкоксиэтил, дисульфид, тиаминальные и енол-эфирные производные нуклеиновой кислоты с модифицированным атомом фосфора.

Термины "про-олигонуклеотид" или "пронуклеотид" или "пролекарство нуклеиновой кислоты" обозначают олигонуклеотид, модифицированный таким образом, чтобы быть пролекарством олигонуклеотида.

Некоторые термины в области нуклеиновых кислот

Природные нуклеиновые кислоты содержат фосфатный скелет;

искусственные нуклеиновые кислоты могут содержать другие виды скелета, но содержат такие же основания.

Термин "нуклеотид" в данном описании обозначает мономерную единицу полинуклеотида, которая состоит из гетероциклического основания, сахара и одной или больше фосфорнокислых групп. Природные основания (гуанин [G], аденин [А], цитозин [С], тимин [Т] и урацил [U]) - это производные пурина или пиримидина, однако, следует понимать, что природные и неприродные аналоги оснований также включены. Природные сахара - это пентоза (пятиуглеродный сахар), дезоксирибоза (которая формирует ДНК) или рибоза (которая формирует РНК), однако, следует понимать, что природные и неприродные сахара также включены. Нуклеиновые кислоты присоединены через фосфорнокислые связи, с образованием нуклеиновых кислот или полинуклеотидов, однако, множество других соединений известны из уровня техники (например, не ограничиваясь ими, фосфортиоаты, боранофосфаты, и т.п.). Искусственные нуклеиновые кислоты включают ПНК (пептид-нуклеиновые кислоты), фосфортиоаты и другие варианты фосфатного скелета природных нуклеиновых кислот.

Термин "нуклеозид" обозначает фрагмент, где нуклеиновое основание или модифицированное нуклеиновое основание связаны с сахаром или модифицированным сахаром.

Термин "сахар" обозначает моносахарид в закрытой и/или открытой форме. Сахара включают, не ограничиваясь ими, рибозный, дезоксирибозный, пентофуранозный, пентопиранозный и гексопиранозный фрагменты.

Термин "модифицированный сахар" обозначает фрагмент, который может заменить сахар. Модифицированный сахар имитирует пространственное расположение, электронные свойства или некоторое другое физико-химическое свойство сахара.

Термины "нуклеиновая кислота" и "полинуклеотид" в данном описании обозначают полимерную форму нуклеотидов любой длины, т.е. рибонуклеотиды (РНК) или дезоксирибонуклеотиды (ДНК). Эти термины обозначают первичную структуру молекул и, таким образом, включают двухцепочечные и одноцепочечные ДНК, а также двухцепочечные и одноцепочечные РНК. Эти термины включают, как эквиваленты, аналоги РНК или ДНК, полученные из нуклеотидных аналогов и модифицированных полинуклеотидов, таких как например, не ограничиваясь ими, метилированные и/или кэппированные полинуклеотиды. Термины охватывают поли- или олиго-рибонуклеотиды (РНК) и поли- или олиго-дезоксирибонуклеотиды (ДНК); РНК или ДНК, происходящие от N-гликозидов или С-гликозидов нуклеиновых оснований и/или модифицированных нуклеиновых оснований; нуклеиновые кислоты, происходящие от сахаров и/или модифицированных сахаров; и нуклеиновые кислоты, происходящие от фосфатных мостиков и/или модифицированных фосфатных мостиков. Термин включает нуклеиновые кислоты, содержащие какие-либо комбинации нуклеиновых оснований, модифицированных нуклеиновых оснований, сахаров, модифицированных сахаров, фосфатных мостиков или модифицированных фосфатных мостиков. Примеры включают, не ограничиваясь ими, нуклеиновые кислоты, содержащие рибозные фрагменты, нуклеиновые кислоты, содержащие дезоксирибозные фрагменты, нуклеиновые кислоты, содержащие как рибозные, так и дезоксирибозные фрагменты, нуклеиновые кислоты, содержащие рибозные и модифицированные рибозные фрагменты. Приставка поли- обозначает нуклеиновые кислоты, содержащие от приблизительно 1 до приблизительно 10000 мономерных нуклеотидных единиц, и приставка олиго- обозначает нуклеиновые кислоты, содержащие от приблизительно 1 до приблизительно 200 мономерных нуклеотидных единиц.

Термин "нуклеиновое основание" обозначает части нуклеиновых кислот, которые образуют водородную связь, соединяющую одну цепь нуклеиновой кислоты с другой комплементарной цепью специфичным для последовательности образом. Наиболее распространенными природными основаниями являются аденин (А), гуанин (G), урацил (U), цитозин (С) и тимин (Т).

Термин "модифицированное нуклеиновое основание" обозначает фрагмент, который может заменить нуклеиновое основание. Модифицированное нуклеиновое основание имитирует пространственное расположение, электронные свойства или некоторое другое физико-химическое свойство нуклеинового основания и сохраняет свойство образования водородных связей, соединяющих одну цепь нуклеиновой кислоты с другой специфичным для последовательности образом. Модифицированные нуклеиновые основания могут спариваться со всеми пятью природными основаниями (урацил, тимин, аденин, цитозин или гуанин), не влияя в существенной мере на поведение при плавлении, распознавание внутриклеточными ферментами или активность спаренного олигонуклеотида.

Термин "хиральный реактив" обозначает соединение, которое является хиральным или энантиомерно чистым и может использоваться для асимметрической индукции в синтезе нуклеиновых кислот.

Термины "хиральный лиганд" или "хиральный адъювант" обозначаю фрагмент, который является хиральным или энантиомерно чистым и контролирует стереохимический результат реакции.

В реакции конденсации, термин "конденсирующий реактив" обозначает реактив, который активизирует менее реакционноспособный сайт и делает его более восприимчивым к атаке нуклеофила.

Термин "блокирующая группа" обозначает группу, которая временно маскирует реакционноспособность функциональной группы. Маскировка функциональной группы может быть впоследствии отменена удалением блокирующей группы.

Термины "борирующие агенты", "серосодержащий электрофил", "селеносодержащий электрофил" обозначают соединения, пригодные на стадии модификации, используемой для введения групп BH3, S, и Se, соответственно, с целью модификации при атоме фосфора.

Термин "фрагмент" обозначает определенный сегмент или функциональную группу молекулы. Химические фрагментами часто называют химические объекты, введенные в или присоединенные к молекуле.

Термин "твердая подложка" обозначает любую подложку, которая позволяет массовое производство нуклеиновых кислот синтетическим способом и при необходимости может быть использована снова. В данном описании термин обозначает полимер, нерастворимый в средах, используемых на стадиях реакции, целью который является синтез нуклеиновых кислот, и дериватизированных для охвата реакционноспособных групп.

Термин "связывающий фрагмент" обозначает любой фрагмент, необязательно помещенный между терминальным нуклеозидом и твердой подложкой или между терминальным нуклеозидом и другим нуклеозидом, нуклеотидом или нуклеиновой кислотой.

"Молекула ДНК" обозначает полимерную форму дезоксирибонуклеотидов (аденина, гуанина, тимина или цитозина) в форме одноцепочечной или двухцепочечной спирали. Данный термин обозначает только первичную и вторичную структуру молекулы, и не ограничивается какими-либо конкретными третичными формами. Таким образом, данный термин включает двухцепочечную ДНК, среди прочего, в виде линейных молекул ДНК (например, рестрикционные фрагменты), вирусов, плазмид и хромосом. В обсуждении структуры конкретных двухцепочечных молекул ДНК, последовательности могут быть описаны согласно обычному соглашению предоставления только последовательности в 5'→3' направлении вдоль нетранскрибированной цепи ДНК (т.е. цепь, последовательность которого гомологична мРНК).

"Кодирующая последовательность" или "кодирующий участок" ДНК - это двухцепочечная последовательность ДНК, которая транскрибируется и транслируется в полипептид in vivo, при размещении под контролем подходящей последовательности для контроля экспрессии. Границы кодирующей последовательности ("открытая рамка считывания" или "ОРС") определяются стартовым кодоном на 5'-конце (амино) и кодоном остановки трансляции на 3'-конце (карбоксил). Кодирующая последовательность может включать, не ограничиваясь ими, последовательности прокариот, кДНК из мРНК эукариот, геномные последовательности ДНК эукариот (например, млекопитающих) и синтетические последовательности ДНК. Сигнал полиаденилирования и последовательность окончания транскрипции обычно размещены в направлении 3' по отношению к кодирующей последовательности. Термин "некодирующая последовательность" или "некодирующий участок" обозначает участки полинуклеотидной последовательности, которые не транслируются в аминокислоты (например, 5' и 3' нетранслируемые участки).

Термин "рамка считывания" обозначает одну из шести возможных рамок считывания, по три в каждом направлении, двухцепочечной молекулы ДНК. Используемая рамка считывания определяет, какие кодоны используются для кодирования аминокислот в пределах кодирующей последовательности молекулы ДНК.

В данном описании "антисмысловая" молекула нуклеиновой кислоты охватывает последовательность нуклеотидов, комплементарную к "смысловой" нуклеиновой кислоте, кодирующей белок, например, комплементарную к кодирующей цепи двухцепочечной молекуле кДНК, комплементарную к последовательности мРНК или комплементарную к кодирующей цепи гена. Соответственно, молекула антисмысловой нуклеиновой кислоты может образовывать водородную связь с молекулой смысловой нуклеиновой кислоты.

Термин "пара оснований" ("bp"): спаривание аденина (А) с тимином (Т) или цитозина (С) с гуанином (G) в двухцепочечной молекуле ДНК. В РНК урацил (U) замещает тимин.

В данном описании "кодон" обозначает три нуклеотида, которые при транскрибировании и трансляции кодируют одинарный остаток аминокислоты; или в случае UUA, UGA или UAG кодируют сигнал окончания. Кодоны, кодирующие аминокислоты, хорошо известны из уровня техники и для удобства приведены в табл.1.

Таблица 1
Таблица использования кодонов
Кодон Аминокислота АА Сокр. Кодон Аминокислота АА Сокр.
UUU Фенилаланин Phe F UCU Серин Ser S
UUC Фенилаланин Phe F UCC Серии Ser S
UUA Лейцин Leu L UCA Серин Ser S
UUG Лейцин Leu L UCG Серин Ser S
CUU Лейцин Leu L ECU Пролин Pro P
CUE Лейцин Leu L CCC Пролин Pro P
CUA Лейцин Leu L CCA Пролин Pro P
CUG Лейцин Leu L CCG Пролин Pro P
AUU Изолейцин He I ACU Треонин Thr Т
AUC Изолейцин He I ACC Треонин Thr Т
AUA Изолейцин He I АСА Треонин Thr Т
AUG Метионин Met M ACH Треонин Thr Т
GUU Валин Val V GCU Аланин Ala А
GUC Валин Val v GCC Аланин Ala А
GUA Валин Val V GCA Аланин Ala А
GUG Валин Val v GCG Аланин Ala А
UAU Тирозин Tyr Y UGU Цистеин Cys С
UAC Тирозин Tyr Y UGC Цистеин Cys С
UUA Стоп UGA Стоп
UAG Стоп UGG Триптофан Trp W
CAU Гистидин His H CGU Аргинин Arg R
САС Гистидин His H CGC Аргинин Arg R
САА Глутамин Gln Q CGA Аргинин Arg R
CAG Глутамин Gln Q CGG Аргинин Arg R
AAU Аспарагин Asn N AGU Серин Ser S
ААС Аспарагин Asn N AGC Серин Ser S
ААА Лизин Lys K AGA Аргинин Arg R
AAG Лизин Lys K AGG Аргинин Arg R
GAU Аспартат Asp D GGU Глицин Gly G
GAC Аспартат Asp D GGC Глицин Gly G
GAA Глутамат Glu E GGA Глицин Gly G
GAG Глутамат Glu E GGG Глицин Gly G

В данном описании "положение качания" обозначает третье положение кодона. Мутации в молекуле ДНК в пределах положения качания кодона, в некоторых вариантах, приводят к безмолвным или консервативным мутациям на уровне аминокислоты. Например, существует четыре кодона, которые кодируют глицин, т.е. GGU, GGC, GGA и GGG, поэтому мутация какого-либо нуклеотида в «положении качания» до любого другого нуклеотида не приводит к изменению на уровне аминокислоты кодируемого белка и, таким образом, является безмолвной заменой.

Соответственно, "безмолвная замена" или "безмолвная мутация" - такая, при которой нуклеотид в пределах кодона изменен, но не приводит к изменению остатка аминокислоты, кодируемого кодоном. Примеры включают мутации в третьем положении кодона, а также в первом положении некоторых кодонов, таких как кодон "CGG", который, в случае видоизменения до AGG, все еще кодирует Arg.

Термины "ген", "рекомбинантный ген" и "генная конструкция" в данном описании обозначают молекулу ДНК, или часть молекулы ДНК, которая кодирует белок или его часть. Молекула ДНК может содержать открытую рамку считывания, кодирующую белок (как последовательности экзонов), и может дополнительно включать последовательности интрона. Термин "интрон" в данном описании обозначает наличие в представленном гене последовательности ДНК, которая не транслируется в белок и найдена в некоторых, но не во всех случаях, между экзонами. Для гена, который функционально связан (или это может включать) с одним или больше промоторами, энхансерами, репрессорами и/или другими регуляторными последовательностями, может быть желательной модуляция активности или экспрессии гена, как хорошо известно из уровня техники.

В данном описании "комплементарная ДНК" или "кДНК" включает рекомбинантные полинуклеотиды, синтезированные обратной транскрипцией мРНК, из которых исключены перемежающие последовательности (интроны).

"Гомология", "идентичность" или "сходство" обозначают сходство последовательностей между двумя молекулами нуклеиновой кислоты. Каждое из понятий «гомология и идентичность» может быть определено путем сравнения положений в каждой их последовательностей, которая может быть выровнена для целей сравнения. Если равноценное положение в сравниваемых последовательностях занято таким же основанием, то молекулы идентичны в этом положении; если равноценное положение занято таким же или подобным остатком нуклеиновой кислоты (например, со сходной стерической и/или электронной природой), то молекулы могут быть названы гомологичными (сходными) по данному положению. Выражение процента гомологии/сходства или идентичности обозначает функцию количества идентичных или сходных остатков нуклеиновых кислот в положениях, разделяемых сравниваемыми последовательностями. "Несходная" или "негомологичная" последовательность обладает менее чем 40% идентичностью, менее чем 35% идентичностью, менее чем 30% идентичностью или менее чем 25% идентичностью с последовательностью, описанной в данном описании. При сравнении двух последовательностей, отсутствие остатков (аминокислот или нуклеиновых кислот) или присутствие добавочных остатков также уменьшает степень идентичности и гомологии/сходства.

Термин "гомология" описывает математически обоснованное сравнение последовательностей на предмет сходства, которое используется для идентификации генов с подобными функциями или мотивами. Последовательности нуклеиновых кислот, описанные в данном описании, могут использоваться в качестве "последовательности запроса" для выполнения поиска в публичных базах данных, например, с целью идентификации других членов семейства, связанных последовательностей или гомологов. Такой поиск может выполняться с использованием программ NBLAST и XBLAST (версия 2.0) Altschul, et al. (1990) J. Mol. Biol. 215:403-10. Поиск нуклеотида методом BLAST может выполняться с помощью программы NBLAST, score = 100, wordlength = 12, чтобы получить последовательности нуклеотидов, гомологичные молекулам нуклеиновых кислот по изобретению. Чтобы получить выравнивание с промежутками для целей сравнения, Gapped BLAST может использоваться, как описано в Altschul, et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25(17):3389-3402. При использовании программ BLAST и Gapped BLAST, используемые по умолчанию параметры соответствующих программ (например, XBLAST и BLAST) могут применяться (см. www.ncbi.nlm.nih.gov).

В данном описании "идентичность" подразумевает процент идентичных нуклеотидных остатков в соответствующих положениях двух или больше последовательностей, при выравнивании последовательностей с целью максимизации соответствия последовательностей, т.е. с учетом промежутком и вставок. Идентичность может быть легко вычислена известными способами, в том числе, не ограничиваясь ими, описанными в (Computational Molecular Biology, Lesk, A.M., ed., Oxford University Press, New York, 1988; Biocomputing: Informatics and Genome Projects, Smith, D.W., ed., Academic Press, New York, 1993; Computer Analysis of Sequence Data, Part I, Griffin, A.M., and Griffin, H.G., eds., Humana Press, New Jersey, 1994; Sequence Analysis in Molecular Biology, von Heinje, G., Academic Press, 1987; and Sequence Analysis Primer, Gribskov, M. and Devereux, J., eds., M Stockton Press, New York, 1991; и Carillo, H., and Lipman, D., SIAM J. Applied Math., 48: 1073 (1988). Способы определения идентичность разработаны для обеспечения наибольшего совпадения между проверяемыми последовательностями. Кроме того, способы определения идентичности заложены в публично доступных компьютерных программах. Способы определить идентичность двух последовательностей с помощью компьютерной программы включают, не ограничиваясь ими, пакеты программ GCG (Devereux, J., et al., Nucleic Acids Research 12 (1): 387 (1984)), BLASTP, BLASTN и FASTA (Altschul, S.F. et al., J. Molec. Biol. 215: 403-410 (1990) и Altschul et al. Nuc. Acids Res. 25: 3389-3402 (1997)). Программа BLAST X публично доступна от NCBI и из других источников (BLAST Manual, Altschul, S., et al., NCBI NLM NIH Bethesda, Md. 20894; Altschul, S., et al., J. Mol. Biol. 215: 403-410 (1990). Хорошо известный алгоритм Smith Waterman также может применяться для определения идентичности.

"Гетерологичный" участок последовательности ДНК - это идентифицируемый сегмент ДНК в пределах последовательности ДНК большего размера, который не найден в связи с последовательностью большего размера в природе. Таким образом, если гетерологичный участок кодирует ген млекопитающего, фланг гена обычно может быть защищен ДНК, которая не защищает фланг геномной ДНК млекопитающего в геноме исходного организма. Другой пример гетерологичной кодирующей последовательности - это последовательность, где непосредственно кодирующая последовательность не найдена в природе (например, кДНК, где геномная кодирующая последовательность содержит интроны или синтетические последовательности, включающие кодоны или другие мотивы, чем немодифицированный ген). Аллельные вариации или природные мутационные события не дают начало гетерологичному участку ДНК, в соответствии с определением в данном описании.

Термин «переходные мутации» обозначает замены оснований в последовательности ДНК, где пиримидиновое основание (цитидин [С] или тимин [Т]) заменяется на другое пиримидиновое основание или пуриновое основание (аденозин [А] или гуанозин [G]) заменяется на другое пуриновое основание.

Термин «трансверсивные мутации» обозначает замены оснований в последовательности ДНК, где пиримидиновое основание (цитидин [С] или тимин [Т]) заменяется на пуриновое основание (аденозин [А] или гуанозин [G]), или пуриновое основание заменяется на пиримидиновое основание.

Пролекарства нуклеиновых кислот, содержащие хиральный X-фосфонатный фрагмент

Общие принципы дизайна пролекарств описаны Bundgard (Design and Application of Prodrugs. В Textbook of Drug Design and Development; Krogsgaard-Larsen, P., Bundgard, H., Eds.; Harwood: Reading, UK, 1991).

Одна из стратегий улучшения фармацевтических свойств молекул с желательной биологической активностью, но недостаточными фармацевтическими свойствами состоит во введении целевой молекулы в виде производного-пролекарства. Такое пролекарство может демонстрировать одно или больше свойств: повышение биодоступности при пероральном введении, повышение проницаемости клетки, повышение растворимости в воде, уменьшение пресистемного метаболизма, повышение стабильности, активный транспорт кишечными носителями или избегание носителей, выводящих молекулы, по сравнению с исходной молекулой.

Олигонуклеотиды обладают несколькими фармацевтическими свойствами, которые могут быть улучшены с применением пролекарственных стратегий. В частности, олигонуклеотиды быстро разлагаются нуклеазами и слабо захватываются клетками через цитоплазматическую мембрану клетки (Poijarvi-Virta et al., Curr. Med. Chem. (2006), 13(28);3441-65; Wagner et al., Med. Res. Rev. (2000), 20(6):417-51; Peyrottes et al., Mini Rev. Med. Chem. (2004), 4 (4): 395-408; Gosselin et al., (1996), 43(1):196-208; Bologna et al., (2002), Antisense & Nucleic Acid Drug Development 12:33-41). В одном из примеров, Vives et al., (Nucleic Acids Research (1999), 27 (20): 4071-76) обнаружили, что трет-бугил SATE про-олигонуклеотиды демонстрируют значительное увеличение проникновения в клетку по сравнению с исходным олигонуклеотидом.

В некоторых вариантах пролекарственный фрагмент селективно удаляется эстеразами, нуклеазами или ферментом цитохром Р450, в том числе, не ограничиваясь ими, представленными в перечне ниже.

Семейство Ген
CYP1 CYP1A1, CYP1A2, CYP1B1
CYP2 CYP2A6, CYP2A7, CYP2A13, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C18, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP2F1, CYP2J2, CYP2R1, CYP2S1, CYP2U1, CYP2W1
CYP3 CYP3A4, CYP3A5, CYP3A7, CYP3A43
CYP4 CYP4A11, CYP4A22, CYP4B1, CYP4F2, CYP4F3, CYP4F8, CYP4F11, CYP4F12, CYP4F22, CYP4V2, CYP4X1, CYP4Z1
CYP5 CYP5A1
CYP7 CYP7A1, CYP7B1
CYP8 CYP8A1 (простациклинсинтетаза), CYP8B1 (биосинтез желчных кислот)
CYP11 CYP11A1, CYP11B1, CYP11B2
CYP17 CYP17A1
CYP19 CYP19A1
CYP20 CYP20A1

Семейство Ген
CYP21 CYP21A2
CYP24 CYP24A1
CYP26 CYP26A1, CYP26B1, CYP26C1
CYP27 CYP27A1 (биосинтез желчных кислот), CYP27B1 (витамин D3 1-альфагидроксилаза, активирует витамин D3), CYP27C1 (функция неизвестна)
CYP39 CYP39A1
CYP46 CYP46A1
CYP51 CYP51A1 (ланостерол 14-альфадезметилаза)

В некоторых вариантах пролекарственный фрагмент удаляется до переноса про-олигонуклеотида через мембрану клетки. В других вариантах пролекарственный фрагмент удаляется из про-олигонуклеотида только после переноса через мембрану клетки. Альтернативно, пролекарственный фрагмент удаляется только после переноса в органеллу в пределах клетки. В некоторых вариантах пролекарственный фрагмент удаляется посредством неферментативного процесса, в том числе, не ограничиваясь ими, самопроизвольное восстановление внутри клетки.

В данном изобретении описаны пролекарства нуклеиновых кислот, содержащие модификацию хирального Х-фосфоната, где модификация улучшает одно или больше физико-химических, фармакокинетических или фармакодинамических свойств нуклеиновой кислоты. Пролекарственный фрагмент соединен с атомом кислорода или серы, который присоединен к атоме фосфора фосфонатной или фосфортиоатной группы нуклеотида. Пролекарственный фрагмент включает, не ограничиваясь ими, 8-ацил-2-тиоэтильные, ацилокси, тиоацилокси, 2-карбоалкоксиэтильные, дисульфидные, тиаминальные и енол-эфирные производные.

В одном из вариантов пролекарственный фрагмент представляет собой S-ацил-2-тиоэтильный фрагмент следующей структуры:

где R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил. В некоторых вариантах R11 представляет собой метил, этил или циклопропил.

В других вариантах пролекарственный фрагмент представляет собой ацилокси фрагмент следующей структуры:

где R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил, и R12 представляет собой водород или алкил. В некоторых вариантах R11 представляет собой метил, и R12 представляет собой водород.

Альтернативно, пролекарственный фрагмент представляет собой тиоацилокси фрагмент следующей структуры:

где R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил, и R12 представляет собой водород или алкил. В некоторых вариантах R11 представляет собой метил, и R12 представляет собой водород.

В изобретении также предлагаются пролекарства 2-карбоалкоксиэтил фрагмента следующей структуры:

или

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода. В некоторых вариантах R10 представляет собой метил или этил.

В других вариантах, пролекарственный фрагмент представляет собой дисульфидный фрагмент следующей структуры:

где R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил. В некоторых вариантах R11 представляет собой метил, этил или бензил.

В дополнительных вариантах, пролекарственный фрагмент представляет собой тиоацетальный фрагмент следующей структуры:

где R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода, и R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил. В некоторых вариантах R10 представляет собой метил, и R11 представляет собой метил или фенил.

В изобретении также предлагаются фрагменты пролекарства енольного эфира следующей структуры:

или

где R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил. В некоторых вариантах фрагмент пролекарства С3-енольного эфира или фрагмент пролекарства С4-енольного эфира, находящийся в цис-форме. В некоторых вариантах фрагмент пролекарства С3-енольного эфира или фрагмент пролекарства С4-енольного эфира, R11 представляет собой метил, этил или фенил.

В одном из вариантов пролекарственный фрагмент представляет собой триалкиламмонийметильный фрагмент, структура которого представлена одной из следующих формул:

или .

В одном из вариантов пролекарственный фрагмент представляет собой алкилгидроксаматный фрагмент, структура которого представлена одной из следующих формул:

или .

В одном из вариантов пролекарственный фрагмент представляет собой ацилгидроксаматный фрагмент, структура которого представлена одной из следующих формул:

или .

В одном из вариантов предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты следующей структуры:

где R1 представляет собой -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, P(O)(Re)2, -HP(O)(Re), -ORa или -SRc;

Y1 представляет собой О, NRd, S или Se;

Ra представляет собой блокирующую группу;

Rc представляет собой блокирующую группу;

Rd, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, P(О)(Re)2 или -HP(O)(Re);

Re, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y2-, алкенил-Y2-, алкинил-Y2-, арил-Y2- или гетероарил-Y2- или катион, который представляет собой Na+1, Li+1 или K+1;

Y2 представляет собой О, NRd или S;

R2, в каждом случае независимо, представляет собой водород, -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -ORb или -SRc, где Rb представляет собой блокирующую группу;

Ва, в каждом случае независимо, представляет собой блокированный или неблокированный аденин, цитозин, гуанин, тимин, урацил или модифицированное нуклеиновое основание;

по меньшей мере в одном случае Х представляет собой

-OCH2CH2S-S(O)2R10, -OCH2CH2S-SCH2CH2OH, -OCH2CH2CO2H, , ,

, , ,

, , ,

, , ,

, , ,

, , , , , ,

, , или

;

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой;

R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода;

R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил;

R12 представляет собой водород или алкил;

Z представляет собой S или О;

q равно 0, 1 или 3;

w равно 1, 2, 3, 4, 5 или 6;

R15 и R16 независимо представляют собой водород или метил;

R17 выбран из алкила, арила или CH2CH=СН2; , , , и ; и

n равно целому числу от 1 до приблизительно 200.

В одном из аспектов изобретения предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты следующей структуры:

где R1 представляет собой -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -OP(O)(Re)2, -HP(O)(Re), -ORa или -SRc;

Y1 представляет собой О, NRd, S или Se;

Ra представляет собой блокирующую группу;

Rc представляет собой блокирующую группу;

Rd в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -P(O)(Re)2 или -HP(O)(Re);

Re, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y2-, алкенил-Y2-, алкинил-Y2-, арил-Y2- или гетероарил-Y2- или катион, который представляет собой Na+1, Li+1 или K+1;

Y2 представляет собой О, NRd или S;

R2, в каждом случае независимо, представляет собой водород, -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -ORb или -SRc, где R6 представляет собой блокирующую группу;

Ва, в каждом случае независимо, представляет собой блокированный или неблокированный аденин, цитозин, гуанин, тимин, урацил или модифицированное нуклеиновое основание;

в каждом случае X представляет собой

, ,

, , , , , ,

, , ,

, , или

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой;

R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода;

R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил;

R12 представляет собой водород или алкил; и

n равно целому числу от 1 до приблизительно 200.

В одном из аспектов изобретения предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты следующей структуры:

где R1 представляет собой -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -OP(O)(Re)2, -НР(O)(Re), -ORa или -SRc;

Y1 представляет собой О, NRd, S или Se;

Ra представляет собой блокирующую группу;

Rc представляет собой блокирующую группу;

Rd, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -P(O)(Re)2 или -HP(O)(Re);

Re, в каждом случае независимо, представляет собой водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y2-, алкенил-Y2-, алкинил-Y2-, арил-Y2- или гетероарил-Y2- или катион, который представляет собой Na+1, Li+1 или K+1;

Y2 представляет собой О, NRd или S;

R2, в каждом случае независимо, представляет собой водород, -ОН, -SH, -NRdRd, -N3, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1-, -ORb или -SRc, где Rb представляет собой блокирующую группу;

Ва, в каждом случае независимо, представляет собой блокированный или неблокированный аденин, цитозин, гуанин, тимин, урацил или модифицированное нуклеиновое основание;

в каждом случае Х представляет собой

, ,

, , ,

, , ,

, , ,

, , или

.

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой;

R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода;

R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил;

R12 представляет собой водород или алкил; и

n равно целому числу от 1 до приблизительно 200.

В дополнительном варианте предлагается пролекарство нуклеиновой кислоты Формулы 1 или Формулы 2, где каждый фрагмент Х в пролекарстве нуклеиновой кислоты независимо выбран из

-OCH2CH2S-S(O)2R10, -OCH2CH2S-SCH2CH2OH, -OCH2CH2CO2H, , ,

, , ,

, , ,

, , ,

, , ,

, , ,

, , ,

, , или

;

R3 представляет собой водород, блокирующую группу, связывающий фрагмент, соединенный с твердой подложкой или соединенный с нуклеиновой кислотой;

R10 представляет собой алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода;

R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил;

R12 представляет собой водород или алкил;

Z представляет собой S или О;

q равно 0, 1 или 3;

w равно 1, 2, 3, 4, 5 или 6;

R15 и R16 независимо представляют собой водород или метил;

R17 выбран из алкила, арила или CH2CH=СН2; и

R18 выбран из N(СН3)2, , , , и .

В некоторых вариантах n равно целому числу от 1 до приблизительно 50; от 1 до приблизительно 40; от 1 до приблизительно 30; от 1 до приблизительно 25; от 1 до приблизительно 20; от 1 до приблизительно 15; или от 1 до приблизительно 10.

В одном из вариантов предлагается нерацемический про-олигонуклеотид, где про-олигонуклеотид представляет собой аналог 2-5А, структура которого представлена следующей формулой:

где Х представляет собой любой из пролекарственных фрагментов, описанных в данном описании.

В некоторых вариантах нерацемический про-олигонуклеотид представляет собой 2-5А аналог следующей структуры:

где R11 представляет собой алкил, арил, гетероарил, гетероциклил или циклоалкил.

В одном из вариантов нерацемический про-олигонуклеотид представляет собой 2-5А аналог следующей структуры:

.

ПРИМЕРЫ СПОСОБОВ СИНТЕЗА

Общее обсуждение способов синтеза пролекарств нуклеиновой кислоты, содержащих хиральный Х-фосфонатный фрагмент

Способы, описанные в данном описании, предлагают эффективный синтез пролекарств нуклеиновой кислоты, модифицированных по атому фосфора, где стереохимическая конфигурация атома фосфора контролируется таким образом, чтобы получить олигонуклеотид с заданной стереохимией. Хотя в примерах способов синтеза, описанных в данном описании, предлагается 3'-5' нуклеотидная связь, 2'-5' нуклеотидная связь также включена.

Про-олигонуклеотиды по изобретению могут быть синтезированы путем модификации хирального фосфортиоата или хирального Н-фосфоната нуклеотида или нуклеиновой кислоты.

8-Ацил-2-тиоэтил пронуклеотид может быть синтезирован из нуклеиновой кислоты или нуклеотида, содержащего хиральный Н-фосфонат, как показано на следующей схеме:

Схема 1

В некоторых вариантах R1 представляет собой -OP(O)(Re)2, тогда как Re представляет собой . Хиральный Н-фосфонат обрабатывают N-хлорсукцинимидом, и затем вводят в реакцию с 8-ацил-2-тиоэтилспиртом с получением 8-ацил-2-тиоэтил пролекарства. Защитные группы, присутствующие на R1, R2 и/или R3, в дальнейшем могут быть удалены.

Ацилокси пролекарство нуклеиновой кислоты может быть синтезировано из нуклеиновой кислоты или нуклеотида, содержащего хиральный Н-фосфонат, как показано на следующей схеме:

Схема 2

Хиральный Н-фосфонат обрабатывают N-хлорсукцинимидом, и затем вводят в реакцию с гидроксиметилацетатным соединением с получением ацилокси пролекарства. Защитные группы, присутствующие на R1, R2 и/или R3, в дальнейшем могут быть удалены.

Тиоацилокси пролекарство нуклеиновой кислоты может быть синтезировано из нуклеиновой кислоты или нуклеотида, содержащего хиральный фосфортиоат, как показано на следующей схеме:

Схема 3

Хиральный фосфортиоат обрабатывают хлорметилацилокси соединением с получением ацилокси пролекарства. Защитные группы, присутствующие на R1, R2 и/или R3, в дальнейшем могут быть удалены.

2-Карбоалкоксиэтил пролекарство нуклеиновой кислоты может быть синтезировано из нуклеиновой кислоты или нуклеотида, содержащего хиральный фосфортиоат, как показано на следующей схеме:

Схема 4

Депротонированный хиральный фосфортиоат реагирует с алкилакрилатом с образованием 2-карбоалкоксиэтил пронуклеотида. Защитные группы, присутствующие на R1, R2 и/или R3, в дальнейшем могут быть удалены.

Дисульфидное пролекарство нуклеиновой кислоты может быть синтезировано из нуклеиновой кислоты или нуклеотида, содержащего хиральный фосфортиоат, как показано на следующей схеме:

Схема 5

Депротонированный хиральный фосфортиоат реагирует с диалкилсульфидом с образованием алкил дисульфидного пронуклеотида. Защитные группы, присутствующие на R1, R2 и/или R3, в дальнейшем могут быть удалены.

Тиоацетальное пролекарство нуклеиновой кислоты может быть синтезировано из нуклеиновой кислоты или нуклеотида, содержащего хиральный фосфортиоат, как показано на следующей схеме:

Схема 6

1,1-Диалкилокси 3-ацилоксипропан реагирует с триметилсилилтрифлатом, и депротонированный хиральный фосфортиоат затем добавляют к реакционной смеси с образованием тиоацетального пронуклеотида. Защитные группы, присутствующие на R1, R2 и/или R3, в дальнейшем могут быть удалены.

Содержащее С3-енольный эфир пролекарство нуклеиновой кислоты может быть синтезирован из нуклеиновой кислоты или нуклеотида, содержащего хиральный фосфортиоат, как показано на следующей схеме:

Схема 7

Депротонированный хиральный фосфортиоат реагирует с (Е)-3-хлор-1-ацилокси-проп-1-еновым соединением с образованием пролекарства С3-енольного эфира нуклеиновой кислоты. Защитные группы, присутствующие на R1, R2 и/или R3, в дальнейшем могут быть удалены.

Содержащее С4-енольный эфир пролекарство нуклеиновой кислоты может быть синтезировано из нуклеиновой кислоты или нуклеотида, содержащего хиральный фосфортиоат, как показано на следующей схеме:

Схема 8

Депротонированный хиральный фосфортиоат реагирует с (Е)-3-хлор-1-ацилокси-бут-1-еновым соединением с образованием содержащего С3-енольный эфира нуклеиновой кислоты пролекарства. Защитные группы, присутствующие на R1, R2 и/или R3, в дальнейшем могут быть удалены.

В некоторых вариантах нуклеиновую кислоту, содержащую хиральный фосфортиоат или хиральный Н-фосфонат, синтезируют, как описано в данном описании. В других вариантах, другие способы синтеза могут применяться с получением нуклеиновой кислоты, содержащей хиральный фосфортиоат или хиральный Н-фосфонат.

Схема 9

Синтез содержащих хиральный фосфортиоат прекурсоров пролекарственных олигонуклеотидов по изобретению. (Путь А)

Реакция молекулы, содержащей ахиральный H-фосфонатный фрагмент Формулы 2, с нуклеозидом, содержащим нуклеофильный фрагмент Формулы IV, приводит к образованию конденсированного промежуточного соединения (V); который превращают в нуклеиновую кислоту, содержащую хиральный X'-фосфонатный фрагмент, который может быть дополнительно модифицирован для получения пролекарственного олигонуклеотида Формулы I, содержащего хиральный Х-фосфонатный фрагмент. Синтез конденсированного промежуточного соединения включает стадии (а) активации соединения Формулы 2 с помощью конденсирующего агента с образованием промежуточного соединения II, (б) реакцию с хиральным реагентом с образованием промежуточного соединения III, с последующей (в) реакцией с соединением Формулы IV.

Конденсированное промежуточное соединение может быть превращено в нуклеиновую кислоту, содержащую хиральный X'-фосфонатный фрагмент Формулы 1', путем кэппинга хиральной группы с помощью фрагмента А, который представляет собой ацильный, арильный, алкильный, аралкильный или силильный фрагмент, и модификации фосфора для введения J, который представляет собой S, Se или BH3, с получением таким образом соединения Формулы VII.

Соединение Формулы VII может быть превращено в соединение Формулы 1', где X' представляет собой S, Se или BH3 и n равно 1, путем отщепления хирального реагента и снятия блокировки блокирующей группой, при желании с отщеплением от твердой подложки. Альтернативно удлиняют цепь соединения Формулы VII путем снятия блокировки с 5'-конца и повторение стадий сочетания для получения конденсированного промежуточного соединения, как описано выше. Стадии кэппинга, модификации, снятия блокировки и удлинения цепи повторяют до тех пор, пока будет достигнуто целевое значение n. В этой точке, хиральные реагенты при каждом фосфонате отщепляют, остальные блокирующие группы отщепляют, в том числе, отщепляют от твердой подложки, при желании, с получением соединения Формулы 1', где X' представляет собой S, Se или BH3 и n≥2 и меньше приблизительно 200. Далее осуществляют превращения соединения Формулы 1', где X' представляет собой S, в соответствии со способами, описанными в данном описании, с получением про-олигонуклеотида соединения Формулы 1.

Модифицирующие агенты, используемые для введения S, Se или BH3 в положение при хиральном атоме фосфора конденсированного промежуточного соединения V в Пути А.

В некоторых вариантах модифицирующий агент представляет собой серосодержащий электрофил, селеносодержащий электрофил или борирующий агент. В некоторых вариантах серосодержащий электрофил представляет собой соединение следующей формулы:

S8 (Формула В), Z10-S-S-Z11 или Z10-S-X-Z11,

где Z10 и Z11 независимо представляют собой алкил, аминоалкил, циклоалкил, гетероцикл, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, арил, гетероарил, алкилокси, арилокси, гетероарилокси, ацил, амид, имид или тиокарбонил, или Z10 и Z11 вместе образуют 3-8-членное алициклическое или гетероциклическое кольцо, которое может быть замещенным или незамещенным; Х представляет собой SO2, О или NRf и Rf представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил или арил. В других вариантах, серосодержащий электрофил представляет собой соединение Формулы В, С, D, Е или F:

В других вариантах серосодержащий электрофил представляет собой соединение Формулы Е, Формулы Д или Формулы Б.

В некоторых вариантах селеносодержащий электрофил представляет собой соединение, структура которого представлена одной из следующих формул:

Se (Формула G), Z10-Se-Se-Z11 или Z10-Se-X-Z11,

где Z10 и Z11 независимо представляют собой алкил, аминоалкил, циклоалкил, гетероцикл, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, арил, гетероарил, алкилокси, арилокси, гетероарилокси, ацил, амид, имид или тиокарбонил, или Z10 и Z11 вместе образуют 3-8-членное алициклическое или гетероциклическое кольцо, которое может быть замещенным или незамещенным; Х представляет собой SO2, S, О или NRf; и Rf представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил или арил.

В других вариантах селеносодержащий электрофил представляет собой соединение Формулы Ж, 3, И, К, Л или М.

В некоторых вариантах селеносодержащий электрофил представляет собой соединение Формулы Ж или Формулы М.

В некоторых вариантах борирующий агент представляет собой боран-N,N-диизопропилэтиламин (ВН3⋅DIPEA, BH3⋅ДИПЭА), боран-пиридин (BH3⋅Ру), боран-2-хлорпиридин (BH3⋅СРу), боран-анилин (BH3⋅An), боран-тетрагидрофуран (BH3⋅THF, BH3⋅ТГФ) или боран-диметилсульфид (BH3⋅Me2S), анилин-цианоборан, трифенилфосфин-карбоалкоксибораны.

В других вариантах, борирующий агент представляет собой боран-N,N-диизопропилэтиламин (BH3⋅DIPEA, BH3⋅ДИПЭА), боран-2-хлорпиридин (BH3⋅СРу), боран-тетрагидрофуран (BH3⋅THF, BH3⋅ТГФ) или боран-диметилсульфид (BH3⋅Me2S).

Схема 10

Синтез прекурсора пролекарства олигонуклеотида через хиральные Н-фосфонаты (Путь Б).

В другом варианте, описанном на Схеме 10, ахиральный H-фосфонат Формулы 2 обрабатывают конденсирующим реагентом для получения промежуточного соединения структуры II. Промежуточное соединение структуры II в той же емкости обрабатывают без выделения хиральным реагентом с образованием хирального промежуточного соединения структуры III. Промежуточное соединение структуры III в той же емкости без выделения вводят в реакцию с нуклеозидом или модифицированным нуклеозидом структуры IX с получением хирального фосфатного соединения структуры X. В некоторых вариантах соединение структуры Х экстрагируют в растворитель для отделения его от побочных продуктов, примесей и/или реагентов. В других вариантах, если способ выполняют путем твердофазного синтеза, твердую подложку, содержащую соединение структуры X, отфильтровывают от побочных продуктов, примесей и/или реагентов. Соединение структуры Х обрабатывают кислотой для удаления блокирующей группы на 5'-конце растущей цепи нуклеиновой кислоты (структура XI). На стадии подкисления также удаляют хиральный вспомогательный лиганд с получением хирального Н-фосфоната IX. 5'-Разблокированному промежуточному соединению необязательно дают вернуться в цикл удлинения цепи для получения конденсированного промежуточного соединения, содержащего блокированный 5'-конец, который затем подкисляют для удаления блокирующей группы с 5'-конца и хирального вспомогательного лиганда.

Когда целевая длина цепи достигнута, для промежуточного соединения с удаленной с 5'-конца защитной группой проводят стадию модификации для введения фрагмента X, связанного с каждым из атомов фосфора, с получением соединения структуры XII. Модифицированное промежуточное соединение разблокируют путем удаления защитной группы, например, защитную группу в виде нуклеотидного основания, модифицированного нуклеотидного основания, сахара или модифицированного сахара удаляют, с получением нуклеиновой кислоты Формулы 1. В вариантах, где используют твердую подложку, модифицированную по атому фосфора нуклеиновую кислоту далее отщепляют от твердой подложки. В некоторых вариантах нуклеиновые кислоты остаются присоединенными к твердой подложке для последующей очистки, после которой их отщепляют от твердой подложки. В одном из вариантов синтез, описанный на Схеме 10, пригоден в случае, когда G1 и G2 в хиральном вспомогательном лиганде Формулы А не являются водородом.

Модификация соединения Формулы IX, полученного через Путь В, для введения фосфонатного фрагмента Х- или X'-.

Другие способы, применяемые для модификации соединения Формулы IX, полученного через Путь Б, проиллюстрированы на Схемах реакции 10а и 10б. Известно, что фосфонат и фосфит образуют таутомеры и существуют в равновесии. Фосфитный таутомер менее стабилен, чем фосфонат