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WO2025248194A1 - Agent de contraste pour imagerie médicale - Google Patents

Agent de contraste pour imagerie médicale

Info

Publication number
WO2025248194A1
WO2025248194A1 PCT/FR2025/050460 FR2025050460W WO2025248194A1 WO 2025248194 A1 WO2025248194 A1 WO 2025248194A1 FR 2025050460 W FR2025050460 W FR 2025050460W WO 2025248194 A1 WO2025248194 A1 WO 2025248194A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
hydroxyl
alkyl
amine
ether
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/FR2025/050460
Other languages
English (en)
Inventor
Fabrice Thomas
Jennifer MOLLOY
Richard BARRE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Grenoble Alpes
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Grenoble Alpes
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite Grenoble Alpes filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of WO2025248194A1 publication Critical patent/WO2025248194A1/fr
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
    • A61K49/085—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier conjugated systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
    • A61K49/10—Organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D401/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
    • C07D401/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
    • C07D403/12—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links

Definitions

  • the present invention relates to a contrast agent for medical imaging.
  • Magnetic resonance imaging allows for non-invasive imaging of the human body. It is based on the difference in relaxation of protons in water molecules after they have been subjected to electromagnetic irradiation. Indeed, the human body is composed of 68% water, and the rate of relaxation depends on the tissues and organs.
  • a contrast agent is generally administered to a patient intravenously or intramuscularly before a clinical examination in order to increase the contrast of the imaging image and facilitate its interpretation.
  • the contrast agent may comprise a complex of a highly paramagnetic metal whose coordination sphere is unsaturated and complemented by one (or more) water molecule(s).
  • the strong paramagnetism of the metal drastically modifies the relaxation of this (or these) water molecule(s).
  • This (or these) coordinated water molecule(s) is (are) in chemical exchange with the surrounding water, thus contributing to modifying its relaxation, hence the contrast.
  • the effectiveness of a contrast agent is quantified by the relaxivity "r", expressed in mM ⁇ 1 s ⁇ 1 , which represents the influence of the contrast agent on the water relaxation rate. This value "r" is weighted by the quantity of contrast agent.
  • n related to longitudinal relaxation
  • r2 related to transverse relaxation. The higher the r, the more effective the contrast agent.
  • the size of the contrast agent the larger it is, the slower it moves, leading to significant relaxivity at high fields;
  • Gadolinium is the metal of choice for designing contrast agents for MRI because the Gd(lll) ion is both very stable and the element in the periodic table with the largest number of unpaired electrons (7 in total). Therefore, contrast agents are known to comprise a gadolinium complex, which is a molecular compound in which this metal and an organic structure (hereinafter referred to as "the ligand") are combined.
  • Gadolinium chelates are thus injected daily in France to improve the contrast of medical images.
  • Examples include gadoteric acid, gadobutrol, gadoteridol, gadobenate dimeglumine, and gadoxetic acid. All these contrast agents are based on chelating frameworks based on polyaminecarboxylate, which are either linear or macrocyclic.
  • MRI contrast agents containing gadolinium have a relaxivity ⁇ ri of approximately 4 to 4.5 mM 1 s ⁇ 1 . This corresponds to a water molecule coordinated to the metal, and this relaxivity does not vary significantly with pH over a range of 4 to 9. Thus, these commercial contrast agents do not exhibit significant pH-dependent relaxivity variation within the physiological pH range of 6.4 to 7.4. Furthermore, there is a linear relationship between relaxation and contrast agent concentration. Therefore, the distribution of the contrast agent within the tissues is currently the parameter that most influences contrast.
  • the extracellular pH is the pH of the environment in which the cells forming tissues are bathed. Warburg demonstrated that tumors, due to their intense metabolism and an inappropriate supply of glucose and oxygen, expel larger quantities of lactate and protons than healthy cells. This results in greater acidity in tumor tissues, with an extracellular pH that can reach 6.4 in certain human cancers such as carcinoma. For comparison, the extracellular pH is approximately 7.4 in healthy tissues. This acidic pH (i.e., lower than normal physiological values) observed around tumor cells is called acidosis. Tissue acidosis is a phenomenon underlying the intense metabolic activity of tumor cells and also results in increased cancer aggressiveness, notably stimulating the production of metastases.
  • Tissue acidosis is also encountered during acute infarctions. Indeed, in this disease, the affected areas are acidic due to the accumulation of lactic acid (pH 4.7 to 6.8).
  • contrast agents comprising a gadolinium complex for medical imaging that are capable of precisely and easily localizing tissue acidosis on images. Indeed, this would allow, in the field of imaging, and particularly in oncology:
  • contrast agents would not be limited to imaging for oncology but could also be considered for imaging of acute myocardial infarction or ischemia, or more generally for imaging of any pathology clinically manifesting as localized tissue acidosis.
  • this gadolinium complex should ideally have the following characteristics:
  • the inventors of the present invention have developed new contrast agents comprising at least one gadolinium complex (also referred to as "gadolinium compound" in the context of the disclosure of the present invention) which fully satisfy the criteria detailed above for being able to precisely and easily localize tissue acidosis on medical imaging images.
  • gadolinium complex also referred to as "gadolinium compound” in the context of the disclosure of the present invention
  • Said contrast agents according to the invention equal, or even surpass, the properties of commercial contrast agents, while providing a novel functionality with regard to the localization of tissue acidosis.
  • the gadolinium complexes comprising the contrast agent according to the invention have the following remarkable characteristics:
  • contrast agents according to the invention therefore have maximum sensitivity in vivo;
  • the relaxivity at pH 6.25 is higher than that of commercial contrast agents (7.5 mM 1 s ⁇ 1 vs. 4-4.5 mM 1 s ⁇ 1 ), making them more effective contrast agents and therefore usable at lower concentrations.
  • the relaxivity at pH 7.9 is lower (2.5 mM 1 s ⁇ 1 ), reducing contrast in areas where the pH is physiological;
  • the contrast agents according to the invention exhibit a relaxivity that increases considerably under slightly acidic conditions (namely, within a pH range compatible with the phenomenon to be observed, i.e., between 6.4 and 7.4). They thus have the ability to induce a strong increase in contrast in areas of acidosis (i.e., at the tumor level in the case of oncology imaging), without increasing contrast elsewhere. Therefore, the contrast agents according to the invention also have the advantage, when tumor research may require injecting a smaller dose while obtaining superior contrast, thus leading to an easier and more reliable diagnosis.
  • the contrast agents according to the invention which have been tested against M21 cell lines do not exhibit cytotoxicity, presumably due to a lack of cell penetration, which is an essential characteristic for an injectable contrast agent.
  • the coordination sphere can contain up to nine complexing atoms at pH 7.9. This number is unprecedented in contrast agents known to date. It suggests a very high affinity of gadolinium for the ligand at this pH and therefore a lower risk of gadolinium release, and thus lower toxicity, than with currently used contrast agents.
  • the framework of the gadolinium complexes of the contrast agents according to the invention is perfectly modular, offering the possibility of post-functionalization. This opens up numerous perspectives, both in vectorization, theragnostics, interaction with targets in order to modulate relaxivity, for the optimization of residence time in the blood, or even the addition of functions detectable by tomography for bimodal imaging.
  • the present invention thus relates to a contrast agent comprising at least one gadolinium compound in an effective quantity and which is selected from the group consisting of compounds (1) to (12) of the following chemical structures:
  • - x independently represents a hydrogen or an alkyl group in C1-C2 which is optionally substituted by a hydroxyl, amine, ether group, preferably x represents a hydrogen or a methyl group;
  • R is a group chosen from -(CH2)n-G1 to -(CH2)n-G8 in which n is equal to 1 or 2 and the chemical structures of groups G1 to G8 are defined below;
  • A is a group selected from the following groups: carboxylate, C2-C4 alkynyl, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyl, alkylhydroxyl, ether, sulfonate, triazole, thiolate, thioether, and thiocyanate, or A is a chemical motif configured to vector said gadolinium compound and/or to modulate the physicochemical properties of said gadolinium compound; as well as the following groups of chemical structures (13) to (17): in which X17 is a hydrogen or a chemical motif configured to vector said gadolinium compound,
  • - y independently represents a hydrogen or an alkyl group in C1-C4 which is optionally substituted by at least one group chosen from among the carboxylate, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyl, alkylhydroxyl, ether, sulfonate, triazole, thiolate, thioether or thiocyanate groups;
  • - z independently represents a hydrogen, a halogen, a hydroxyl, an ether, an alkyloxy, a cyano, a nitro, a sulfonate, a trifluoromethyl, or a C1-C4 alkyl group that is optionally substituted by at least one group chosen from among the following: carboxylate, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyl, alkylhydroxyl, ether, sulfonate, triazole, thiolate, thioether, or thiocyanate; and groups G1 to G8 respectively have the following chemical structures: in which: g11 to g13 independently represent a hydrogen, halogen, hydroxyl, ether, alkyloxy, cyano, nitro, sulfonate, trifluoromethyl or a C1-C4 alkyl group which is optionally
  • g81 represents a C1-C4 alkyl group optionally substituted by a hydroxyl, amine, triazole, ether, or amide group
  • g82 represents a C1-C4 hydrogen or alkyl group optionally substituted by a hydroxyl, amine, triazole, ether, or amide group
  • g82 represents CH2 whose carbon is directly connected to g81, which represents CH
  • g84 represents a C1-C4 hydrogen, imine, amine, hydroxyl, alkyl, or acyl group, said alkyl or acyl group optionally substituted by a hydroxyl, amine, triazole, ether, or amide group
  • g85 represents a C1-C4 hydrogen, hydroxyl, alkyl, or acyl group optionally substituted by a hydroxyl, amine, triazole, ether, or amide group
  • g84 represents a C1-C2 alkyl or alkylamine group with
  • Compounds (1) to (12) are gadolinium complexes.
  • alkyl refers to linear or branched alkyl groups.
  • alkynyl refers to linear or branched alkynyl groups.
  • All groups G1 to G8 contain a hydroxylamine function (or its nitrone tautomer form). This is an essential technical feature of all these compounds (1) to (12) of the contrast agent according to the invention.
  • hydroxylamine chemical function is acid-base, it can be protonated or deprotonated depending on the pH. It can also isomerize to a zwitterion or to alpha-aminonitrone in the specific case of alpha-iminohydroxylamines, depending on the experimental conditions (solvent polarity, presence of ions in solution, etc.).
  • the term hydroxylamine thus designates, within the context of the present invention, all of these forms in tautomeric or acid-base equilibrium: hydroxylammonium, hydroxylamine, alpha-aminonitrone, zwitterion, and deprotonated hydroxylamine.
  • Hydroxylamine can be secondary or tertiary. In all cases, it is an N-hydroxylamine (i.e., substituted at the nitrogen atom and not at the oxygen atom).
  • hydroxylamine When hydroxylamine is in its protonated form, the electrostatic repulsion between ammonium and gadolinium (both positively charged) prevents the arm containing said hydroxylamine from coordinating with gadolinium.
  • hydroxylamine When hydroxylamine is in its deprotonated form, it can convert to a nitrone: its negatively charged oxygen atom will coordinate strongly with gadolinium, expelling the water molecules bound to gadolinium.
  • the relaxivity ri depends on the number of water molecules bound to gadolinium. Thus, the relaxivity will be low at physiological pH, but will increase sharply in the case of tissue acidosis. As explained above, the higher the ri, the greater the contrast in medical imaging (e.g., MRI).
  • the gadolinium complex advantageously has a pKa between approximately 6 and 8, preferably approximately 7, in order to obtain maximum contrast effect at physiological pH and in the case of mild acidosis (such as around tumor cells).
  • Hydroxylamine is predominantly in protonated form (i.e., "hydroxylammonium") at pH below the pKa and predominantly in non-protonated or zwiterrionic form at pH above the pKa.
  • the positioning of the hydroxylamine is closely linked to the nature of the chemical bond between the hydroxylamine and the rest of the organic structure (i.e., the rest of the ligand) of these compounds (1) to (12) so as to allow the oxygen of the hydroxylamine in its deprotonated, zwitterionic, or nitrone form to coordinate with gadolinium.
  • the positioning of the hydroxylamine is essential because the Lewis acidity of gadolinium helps to modulate the pKa of the gadolinium complex, which is between 6 and 8, in order to obtain the maximum effect at physiological pH and in the case of acidosis.
  • Groups G1 to G8 enhance this effect, i.e., they modulate the number of water molecules to be expelled. This is because they contain an additional complexing group, which is an imine.
  • This complexing group is preferably a pyridine, as is the case for groups G1 and G5.
  • Compound (1) is a derivative of cyclene (in other words, a derivative of 1,4,7,10-tetraazacyclododecane).
  • Compound (3) is a derivative of 1,4,7-triazacyclononane (also known by the abbreviation "TACN”).
  • Compound (5) is a derivative of cyclame.
  • Compound (9) is a derivative of pyclene.
  • the carbon chains can be functionalized, as can the amines, to modulate the size and residence time in the blood of the contrast agent according to the invention.
  • - g11 to g13 are chosen from hydrogen, C1-C4 alkyl groups and halogens and
  • - g14 to g17 are chosen from the methyl or ethyl groups.
  • - g11 to g13 are chosen from hydrogen and methyl or ethyl groups and
  • - g14 to g17 are chosen from the methyl or ethyl groups.
  • g11 to g13 are hydrogens and g14 to g17 are methyl groups.
  • g21 is a hydrogen or a methyl group
  • g22 is CH2
  • g23 to g26 are methyl groups.
  • g31 is a hydrogen or a methyl group
  • g32 is CH2
  • g34 is an imine or an amine
  • g35 is a tert-butyl group.
  • the tert-butyl group lacking a hydrogen on the carbon adjacent to the hydroxylamine, helps to limit the risk of beta-elimination. Beta-elimination would lead to the decomposition of the hydroxylamine.
  • g41 is a hydrogen or a methyl group
  • g42 is a methyl group
  • g43 is an imine or an amine
  • g44 is a tert-butyl group
  • g45 is a hydrogen.
  • g51 to g53 are hydrogens
  • g54 is an imine or an amine
  • g55 is a tert-butyl group.
  • g61 is CH2
  • g62 is a methyl group
  • g63 to g66 are methyl groups.
  • g71 is a hydrogen or a methyl group
  • g72 is a methyl group
  • g73 is an imine or an amine
  • g74 is a tert-butyl group
  • g75 is a hydrogen.
  • g82 is a hydrogen or a methyl group
  • g81 is CH2
  • g84 is an imine or an amine
  • g85 is a tert-butyl group.
  • an R is a -(CH2)n-G1 group in which n is equal to 1 or 2, preferably equal to 1.
  • an R is a -(CH2)n-G1 group in which n is equal to 1 or 2, preferably equal to 1, and in the group G1:
  • - g11 to g13 can be chosen from hydrogen, C1-C4 alkyl groups and halogens and
  • - g14 to g17 can be chosen from the methyl or ethyl groups.
  • an R is a -(CH2)n-G1 group in which n is equal to 1 or 2 (preferably n is equal to 1) and in group G1 g11 to g13 can be hydrogens and g14 to g17 can be methyl groups.
  • compounds (1) to (12) may comprise a group R which is -(CH2)n-A with n equal to 1 or 2 (preferably n equals 1) and A is a chemical motif configured to vector said gadolinium compound and/or modulate the physicochemical properties of said gadolinium compound.
  • a chemical motif configured to deliver said gadolinium compound means a chemical motif that is configured to deliver said gadolinium compound to a specific location in the body (for example, to the surface of cancer cells) after administration of the contrast agent according to the invention to the patient. Due to the presence of this chemical delivery motif in the ligand, the gadolinium compound will accumulate at this specific location in the body to increase local contrast and thus facilitate the detection of this specific location.
  • the chemical motif configured to deliver the gadolinium compound may be an RGD motif (preferably a cyclo-RGD motif) having an affinity for an integrin (preferably avPs integrin).
  • RGD motif preferably a cyclo-RGD motif
  • avPs integrin is a chemical motif containing the following sequence: arginine, glycine, and aspartic acid.
  • avPs integrin is the most important protein present on the cell surface during tumor angiogenesis. Its overexpression has been observed in Many types of cancer (brain, glioblastoma, melanoma, ovarian, prostate, pancreatic, breast) are affected.
  • the RGD pattern allows the gadolinium compound to be delivered to tumor cells and accumulated there to increase contrast and facilitate the detection of these tumor cells.
  • RGD chemical motif may be the following chemical structure motif (26):
  • a chemical motif configured to modulate the physicochemical properties of the gadolinium compound means a chemical motif that is configured to, for example:
  • the chemical motif configured to modulate the physicochemical properties of the gadolinium compound may be a lipophilic chain aimed at promoting the formation of micelles, or a polyethylene glycol chain aimed at increasing the residence time of said compound in the blood.
  • at least one of the remaining Rs is a group selected from -(CH2)nA with n equal to 1 or 2 (preferably n equals 1) and A is a chemical motif configured to vector said gadolinium compound and/or modulate the physicochemical properties of said gadolinium compound.
  • R(s) is/are chosen from -(CH2)n-A with n equal to 1 or 2 (preferably n equals 1) and A is a group chosen from the following groups: carboxylate, C2-C4 alkynyl, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyl, alkylhydroxyl, ether, sulfonate, triazole, thiolate, thioether and thiocyanate.
  • the contrast agent comprises at least one compound in macrocycle form.
  • the contrast agent preferably comprises at least one compound selected from compounds (1), (3), (5), (7) and (9) as defined above.
  • the contrast agent comprises at least one compound selected from compounds (1), (3) and (5).
  • the contrast agent comprises at least compound (1).
  • the contrast agent comprises at least one derivative of cyclene.
  • the Xs of said compound (1) independently represent a hydrogen or a methyl group, preferably the Xs are hydrogens;
  • an R in said compound (1 ) is a group-(CH2)n-G1 in which n is equal to 1 or 2 (preferably n is equal to 1);
  • an R is the group -(CH2)n-G1 in which n is equal to 1 or 2 (preferably n is equal to 1) and in which g11 to g13 are chosen from hydrogen, C1-C4 alkyl groups and halogens and g14 to g17 are chosen from methyl or ethyl groups;
  • an R is the group -(CH2)n-G1 in which n is equal to 1 or 2 (preferably n is equal to 1) and in which g11 to g13 are chosen from hydrogen and methyl or ethyl groups and g14 to g17 are chosen from methyl or ethyl groups;
  • an R is the group -(CH2)n-G1 in which n is equal to 1 or 2 (preferably n is equal to 1) and in which g11 to g13 are hydrogens and g14 to g17 are methyl groups;
  • the remaining R groups are -(CH2)nA with n equal to 1 or 2 (preferably n equals 1) and A is a group chosen from among the following: carboxylate, C2-C4 alkynyl, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyl, alkylhydroxyl, ether, sulfonate, triazole, thiolate, thioether and thiocyanate groups; 7) at least 2 of the remaining R are (CH2)nA groups with n equal to 1 or 2 (preferably n equals 1) and A is a carboxylate;
  • One of the remaining Rs is a group chosen from -(CH2)n-A with n equal to 1 or 2 (preferably n equals 1), and A is a chemical motif configured to vector said gadolinium compound and/or modulate the physicochemical properties of said gadolinium compound.
  • the other two remaining Rs are chosen from -(CH2)n-A with n equal to 1 or 2 (preferably n equals 1), and A is a group chosen from the following: carboxylate, C2-C4 alkynyl, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyl, alkylhydroxyl, ether, sulfonate, triazole, thiolate, thioether, and thiocyanate groups.
  • the other two remaining Rs are chosen from -(CH2)n-A with n equal to 1 or 2 (preferably n equals 1).
  • n is equal to 1) and A is a carboxylate or an ethyne.
  • one R is the -(CH2)n-G1 group in which n is equal to 1 or 2 (preferably n is equal to 1) and at least two of the remaining Rs are carboxylates, this has the advantage of creating good affinity between the ligand and gadolinium within the gadolinium complex. Furthermore, this provides suitable parameters for medical imaging (in particular magnetic imaging).
  • the contrast agent comprises at least one gadolinium compound selected from the following gadolinium compounds with chemical structures (A) and (B):
  • the concentration of at least one gadolinium compound included in the contrast agent may be between 0.1 and 0.2 mmol/kg of patient weight.
  • the contrast agent comprises at least one compound (1) to (12) as detailed above in effective quantity and in association with one or more pharmaceutically acceptable excipients, diluents or solvents.
  • the invention also relates to a method for acquiring medical imaging images comprising:
  • the contrast agent may be administered intravenously or intramuscularly, preferably intravenously.
  • the medical imaging technique is a magnetic imaging technique, such as magnetic resonance imaging (MRI).
  • MRI magnetic resonance imaging
  • this acquisition method has the advantage of providing medical imaging images with better contrast than those produced with commercial contrast agents.
  • Image acquisition can be performed at the level of one or more organs of the patient.
  • These may be organs suspected of containing cancer cells, for example, the breasts, lungs, pancreas, brain, bladder, bones, and prostate.
  • the medical imaging acquisition method according to the invention is particularly suitable and reliable for detecting tumors. It can therefore be used in oncology.
  • the method for acquiring medical imaging images according to the invention is particularly suitable and reliable for imaging acute myocardial infarction or ischemia.
  • the invention also relates to a contrast agent according to the invention and as described above for its use in the diagnosis of tissue acidosis. Said diagnosis can be established thanks to:
  • the contrast areas on these images correspond to tissues exhibiting acidosis.
  • These tissues may be tissues affected by a pathology resulting in tissue acidosis, for example, tissues containing cancer cells or heart tissue.
  • FIG. 1 Figure 1 schematically details all the synthesis steps described above up to obtaining the 1st gadolinium complex of chemical structure (A).
  • Figure 2 represents the 1st gadolinium complex of chemical structure (A) depending on whether the pH is lower or higher than the pKa.
  • FIG. 3 Figure 3 schematically details all the synthesis steps described above up to obtaining the 2nd gadolinium complex of chemical structure (B).
  • Step 1 Synthesis of 2,3-dimethyl-2,3-dinitrobutane:
  • Step 3 Synthesis of 6-(hydroxymethyl)-2-pyridinecarboxaldehyde:
  • Step 4 Synthesis of 6-(chloromethyl)pyridine-2-carbaldehyde:
  • the trifluoroacetic acid was removed under vacuum to obtain an oily solution, which was dissolved in dichloromethane and evaporated. This operation was performed three times and repeated with methanol to eliminate all traces of trifluoroacetic acid. The oily residue was then dissolved in a minimal amount of methanol and precipitated with the addition of diethyl ether. The resulting solution was decanted, and excess solvent was removed using a Pasteur pipette.
  • Ligand 1 (50 mg, 0.086 mmol) as described above was mixed with gadolinium trifluoromethanesulfonate salt (52 mg, 0.086 mmol) in 10 mL of water at a pH adjusted to 7 by adding sodium hydroxide solution (0.5 mol/L). The resulting reaction mixture was maintained for 48 hours at 50°C. The complex thus obtained was then purified by size-exclusion chromatography on a Sephadex LH-20 column to obtain 30 mg of the first gadolinium complex with a yield of 48%.
  • Figure 1 schematically details all the synthesis steps described above up to obtaining the 1st gadolinium complex of chemical structure (A).
  • the hydroxylamine and more specifically the alpha-iminohydroxylamine function, is in the zwitterionic form alpha-aminonitrone.
  • the nitrone arm is coordinated, thus displacing water molecules into the coordination sphere.
  • the ri value is low.
  • Figure 2 represents the 1st gadolinium complex of chemical structure (A) depending on whether the pH is lower or higher than the pKa.
  • Ligand 2 (40 mg, 0.072 mmol) as described above was mixed with gadolinium trifluoromethanesulfonate salt (43.3 mg, 0.072 mmol) in 10 mL of water at a pH adjusted to 7 by adding sodium hydroxide solution (0.5 mol/L). The resulting reaction mixture was maintained for 48 hours at 50°C. The complex thus obtained was then purified by size-exclusion chromatography on a Sephadex LH-20 column to obtain 54 mg of the second gadolinium complex with a yield of 93%.
  • Figure 3 schematically details all the synthesis steps described above up to obtaining the 2nd gadolinium complex of chemical structure (B).

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

Agent de contraste pour imagerie médicale L'invention concerne un agent de contraste qui comprend un composé de gadolinium en une quantité effective, ledit composé de gadolinium comprend un groupe complexant sous la forme d'une N- hydroxylamine qui peut se protoner ou se déprotoner en fonction du pH et un autre groupe complexant sous la forme d'une imine (de préférence une pyridine). Les composés de gadolinium préférés sont les composés de structures chimiques (A) et (B): L'invention concerne aussi un procédé d'acquisition d'images d'imagerie médicale comprenant l'administration dudit agent de contraste, ainsi que l'utilisation de ce dernier dans le diagnostic d'une acidose tissulaire.

Description

Description
Titre : Agent de contraste pour imagerie médicale
[0001] La présente invention concerne un agent de contraste pour imagerie médicale.
[0002] La technique d’imagerie par résonance magnétique (ci-après abrégée « IRM ») permet l’imagerie non-invasive du corps humain. Elle est basée sur une différence de relaxation des protons des molécules d’eau après qu’ils aient été soumis à une irradiation électromagnétique. En effet, le corps humain est composé à 68% d’eau et la vitesse de relaxation dépend des tissus et organes.
[0003] Un agent de contraste est généralement administré à un patient par voie intraveineuse ou par voie intramusculaire avant un examen clinique afin d’augmenter le contraste du cliché d’imagerie et faciliter son interprétation.
[0004] L’agent de contraste peut comprendre un complexe d’un métal très paramagnétique dont la sphère de coordination est non-saturée et complétée par une (ou plusieurs) molécule(s) d’eau. Le fort paramagnétisme du métal modifie drastiquement la relaxation de cette (ou ces) molécule(s) d’eau. Or cette (ou ces) molécule(s) d’eau coordinée(s) est (sont) en échange chimique avec l’eau environnante, contribuant ainsi à en modifier la relaxation, d’où le contraste. L’efficacité d’un agent de contraste se quantifie par la relaxivité « r », exprimée en mM 1 s 1, qui matérialise l’influence de l’agent de contraste sur la vitesse de relaxation de l’eau. Cette valeur « r » est pondérée par la quantité d’agent de contraste. On distingue n, lié à la relaxation longitudinale et r2, lié à la relaxation transversale. Plus r est élevé et plus l’agent de contraste est efficace.
[0005] Il y a principalement trois paramètres qui influencent la relaxivité de l’agent de contraste :
- le nombre de molécules d’eau liées au métal : plus il est élevé et plus la relaxivité est importante. Par contre, un nombre élevé de molécules d’eau va de pair avec un effet chélate moindre, avec risque de libération du métal dans les tissus (et donc toxicité) ;
- la taille de l’agent de contraste : plus elle est importante, plus il se meut lentement, conduisant à une relaxivité importante à champ élevé ;
- la vitesse d’échange de la molécule d’eau.
[0006] Le gadolinium est le métal de choix pour concevoir des agents de contraste pour l’ IRM car l’ion Gd(lll) est à la fois très stable et l’élément du tableau périodique possédant le plus grand nombre d’électrons non appariés (7 au total). C’est pourquoi, il est connu que les agents de contraste comprennent un complexe de gadolinium qui est un composé moléculaire dans lequel sont associés ce métal et une structure organique (ci-après dénommée « le ligand »).
[0007] Des chélates de gadolinium sont ainsi quotidiennement injectés en France pour améliorer le contraste d’images médicales. A titre d’exemples, on peut citer l’acide gadotérique, le gadobutrol, le gadoteridol, gadobenate dimeglumine et l’acide gadoxétique. Tous ces agents de contraste sont basés sur des charpentes chélatantes à base de polyaminecarboxylate, qui sont soit linéaires, soit macrocycliques.
[0008] Les agents de contraste commerciaux pour l’IRM comprenant du gadolinium présentent une relaxivité ri d’environ 4 à 4,5 mM 1 s 1. Cela correspond à une molécule d’eau coordinée au métal, et cette relaxivité ne varie pas significativement avec le pH sur une gamme allant de 4 à 9. Ainsi, ces agents de contraste commerciaux ne présentent pas de variation importante de relaxivité en fonction du pH dans la gamme de pH physiologique qui est comprise entre 6,4 et 7,4. De plus, il y a une dépendance linéaire entre la relaxation et la concentration de l’agent de contraste. C’est pourquoi, la distribution de l’agent de contraste au sein des tissus est actuellement le paramètre influençant le plus le contraste.
[0009] Par ailleurs, il est connu que certaines pathologies ont comme effet secondaire de modifier le pH extracellulaire. Le pH extracellulaire est le pH du milieu dans lequel baignent les cellules formant des tissus. Warburg a en effet démontré que les tumeurs, du fait de leur métabolisme intense et d’un apport inapproprié de glucose et d’oxygène, expulsaient des quantités plus importantes de lactate et de protons que les cellules saines. Il en résulte une acidité plus importante des tissus tumoraux, avec un pH extracellulaire qui peut atteindre 6,4 dans certains cancers humains comme le carcinome. Pour comparaison, le pH extracellulaire est d’environ 7,4 dans les tissus sains. Ce pH acide (à savoir inférieur aux valeurs physiologiques normales) qui est observé autour des cellules tumorales s’appelle une acidose. L’acidose tissulaire est un phénomène sous-jacent à l’activité métabolique intense des cellules tumorales et a également pour conséquence une augmentation de l’agressivité du cancer, avec notamment une stimulation de la production de métastases.
[0010] L’acidose tissulaire est également rencontrée lors d’infarctus aigus. En effet, pour cette maladie, les régions concernées sont acides du fait de l’accumulation d’acide lactique (pH 4,7 à 6,8).
[0011] Ainsi, comme expliqué ci-dessus, les agents de contraste commerciaux comprenant des complexes de gadolinium ne sont pas (ou très peu) sensibles au pH et donc pas en mesure de refléter une acidose tissulaire par une augmentation de leur relaxivité au niveau des tissus présentant ladite acidose. En d’autres termes, ces agents de contraste commerciaux, bien que généralement basés sur une charpente macrocyclique et comportant une fonction acidobasique, ne ciblent pas spécifiquement la gamme de pH située entre 6,4 et 7,4 et ne présentent pas un changement abrupt de relaxivité (synonyme de sensibilité) à un pH compris entre 6,4 et 7,4.
[0012] C’est pourquoi, il serait particulièrement bénéfique de mettre au point des agents de contraste comprenant un complexe de gadolinium pour de l’imagerie médicale qui soient en mesure de localiser précisément et aisément une acidose tissulaire sur les clichés. En effet, cela permettrait dans le domaine de l’imagerie, et notamment pour l’oncologie :
- de différentier plus facilement une tumeur d’une inflammation (dont le pH extracellulaire est d’environ 7,1 à 7,4) ou d’une infection (dont le pH extracellulaire est d’environ 7) ;
- d’évaluer l’agressivité d’une tumeur au plus tôt. [0013] L’utilisation de ces agents de contraste ne se limiterait pas à l’imagerie pour l’oncologie mais pourrait être également envisagée pour l’imagerie de l’infarctus aigu du myocarde ou l’ischémie, ou plus généralement pour l’imagerie de toute pathologie se manifestant cliniquement par une acidose tissulaire localisée.
[0014] Pour ce faire, ce complexe de gadolinium devrait idéalement présenter les caractéristiques suivantes :
- un pKa proche de 7 ;
- une amplitude de variation de relaxivité très importante lorsque le pH extracellulaire est proche de la valeur dudit pKa ;
- un nombre de fonctions chélatantes (à savoir inversement proportionnel au nombre de molécules d’eau coordinées) maximal pour éviter le relargage de gadolinium in vivo.
[0015] Les inventeurs de la présente invention ont au mis au point de nouveaux agents de contraste comprenant au moins un complexe de gadolinium (également dénommé « composé de gadolinium » dans le cadre de l’exposé de la présente invention) qui satisfont pleinement les critères détaillés ci-dessus pour être en mesure de localiser précisément et aisément une acidose tissulaire sur des clichés d’imagerie médicale.
[0016] Lesdits agents de contraste selon l’invention égalent, voire surpassent, les propriétés des agents de contraste commerciaux, tout en apportant une fonctionnalité inédite quant à la localisation d’une acidose tissulaire.
[0017] En effet, les complexes de gadolinium que comprend l’agent de contraste selon l’invention présentent les caractéristiques remarquables suivantes :
- leur pKa est très proche de la neutralité (7,07 dans un des deux exemples décrits ci-après), c’est- à-dire exactement dans la zone ciblée pour mettre en évidence une acidose tissulaire. Les agents de contraste selon l’invention ont donc une sensibilité maximale in vivo ;
- une variation de relaxivité très importante, avec des variations de l’ordre de +200 à +250% (en fonction de la fréquence de l’appareil) lorsque le pH est abaissé de 7,9 à 6,25. La relaxivité à pH de 6,25 est supérieure à celle des agents de contraste commerciaux (7,5 mM 1 s 1 vs. 4-4.5 mM 1 s 1), ce qui en fait des agents de contraste plus efficaces et donc utilisables en moindres concentrations. La relaxivité à pH de 7,9 est par contre inférieure (2.5 mM 1 s 1), abaissant le contraste dans les zones dans lesquelles le pH est physiologique ;
- une réversibilité d’action : le mécanisme mis en jeu est une simple protonation et non pas une réaction chimique complexe.
[0018] En d’autres termes, les agents de contraste selon l’invention présentent une relaxivité qui augmente considérablement en conditions faiblement acides (à savoir dans une gamme de pH compatible avec le phénomène à observer, c’est-à-dire entre 6,4 et 7,4). Ils ont ainsi la capacité à induire une forte augmentation de contraste dans les zones d’acidose (c’est-à-dire au niveau de la tumeur dans le cas de l’imagerie pour oncologie), sans que le contraste ne soit augmenté ailleurs. C’est pourquoi, les agents de contraste selon l’invention présentent également l’avantage, lors de recherches de tumeurs, de nécessiter d’en injecter une dose moindre tout en obtenant un contraste supérieur, et ainsi un diagnostic plus aisé et fiable.
[0019] En outre, les agents de contraste selon l’invention qui ont été testés vis-à-vis de lignées cellulaires M21 ne présentent pas de cytotoxicité, vraisemblablement du fait d’une absence de pénétration cellulaire, ce qui est une caractéristique essentielle pour un agent de contraste injectable.
[0020] La sphère de coordination peut comporter jusqu’à neuf atomes complexants à pH 7,9. Ce nombre est sans précédent dans les agents de contraste connus à ce jour. Il préfigure une très forte affinité du gadolinium pour le ligand à ce pH et donc un risque de relargage du gadolinium, et ainsi de toxicité, plus faibles que les agents de contraste utilisés actuellement.
[0021] Enfin, la charpente des complexes de gadolinium des agents de contraste selon l’invention est parfaitement modulaire, offrant la possibilité de post-fonctionnalisations. Ceci ouvre de nombreuses perspectives, à la fois en vectorisation, théragnostic, interaction avec des cibles en vue de moduler la relaxivité, pour l’optimisation du temps de résidence dans le sang, ou encore l’adjonction de fonctions détectables par tomographie pour l’imagerie bimodale.
[0022] Dans le cadre de l’exposé de la présente invention, ainsi que dans les revendications, l’abrégé . ï » et les figures, dans les structures chimiques détaillées ci-dessous, , le symbole « » signifie un ion Gd(lll).
[0023] La présente invention a ainsi pour objet un agent de contraste comprenant au moins un composé de gadolinium en une quantité effective et qui est choisi dans le groupe constitué par les composés (1 ) à (12) de structures chimiques suivantes :
dans lesquelles : est un ion Gd(lll) ;
- x représente indépendamment les uns des autres un hydrogène ou un groupe alkyle en C1-C2 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, éther, de préférence x représente un hydrogène ou un groupe méthyle ;
- un R est un groupe choisi parmi -(CH2)n-G1 à -(CH2)n-G8 dans lesquels n est égal à 1 ou 2 et les structures chimiques des groupes G1 à G8 sont définies ci-dessous;
- les R restants étant choisis indépendamment les uns des autres parmi :
-(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 et A est un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, alcynyle en C2-C4, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyle, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther et thiocyanate ou A est un motif chimique configuré pour vectoriser ledit composé de gadolinium et/ou pour moduler les propriétés physico-chimiques dudit composé de gadolinium ; ainsi que les groupes de structures chimiques (13) à (17) suivantes : dans laquelle X17 est un hydrogène ou un motif chimique configuré pour vectoriser ledit composé de gadolinium,
- y représente indépendamment les uns des autres un hydrogène ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par au moins un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyl, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther ou thiocyanate ;
- z représente indépendamment les uns des autres un hydrogène, un halogène, un hydroxyle, un éther, un alkyloxy, un cyano, un nitro, un sulfonate, un trifluorométhyle ou un groupe alkyle en C1- C4 qui est optionnellement substitué par au moins un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyl, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther ou thiocyanate ; et les groupes G1 à G8 présentent respectivement les structures chimiques suivantes : dans laquelle : g11 à g13 représentent indépendamment les uns des autres un hydrogène, halogène, hydroxyle, éther, alkyloxy, cyano, nitro, sulfonate, trifluorométhyle ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par au moins un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyl, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther ou thiocyanate; g14 à g17 représentent indépendamment les uns des autres un hydrogène, un groupe méthyle ou éthyle ; dans laquelle : g21 représente un hydrogène, un hydroxyle ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g22 représente CH2, un oxygène, un azote, un soufre ou un groupe alkyle en C1-C4 optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g21 représente CH2 dont le carbone est directement connecté à g22 qui représente CH, g23 à g26 représentent indépendamment les uns des autres un hydrogène, un groupe méthyle ou éthyle ; dans laquelle : g31 représente un hydrogène, un hydroxyle ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g32 représente CH, CH2, un oxygène, un azote, un soufre ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide; ou g31 représente CH2 dont le carbone est directement connecté à g32 qui représente CH ; g34 représente un hydrogène, une amine, une imine, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g35 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g34 représente un groupe alkyle ou alkylamine en C1-C2 dont un carbone est directement connecté à g35 qui représente un groupe alkyle en C1-C2 ; dans laquelle : g41 représente un hydrogène, un hydroxyle ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g42 représente CH3, un oxygène, un azote, un soufre ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyl, amine, triazole, éther ou amide ; ou g41 représente CH2 dont le carbone est directement connecté, ou connecté via un groupement méthyle, à g42 qui représente CH2 ; g43 représente un hydrogène, une imine, une amine, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g44 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g43 représente un groupe alkyle ou alkylamine en C1-C2 dont un carbone est directement connecté à g44 qui représente un groupe alkyle en C1-C2 ; g45 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, éther ou amide ; ou g44 représente un groupe alkyle ou alkylamine en C1-C2 dont un carbone est directement connecté à g45 qui représente un groupe alkyle en C1-C2 ; g52 représente indépendamment les uns des autres un hydrogène, halogène, hydroxyle, éther, alkyloxy, cyano, nitro, sulfonate, trifluorométhyle, alkyle ou un groupe alkyle C1-C4 qui est optionnellement substitué par au moins un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyl, alkylhydroxyl, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther ou thiocyanate; g51 et g53 représentent indépendamment les uns des autres un hydrogène, halogène, hydroxyle, éther, alkyloxy, cyano, nitro, sulfonate, trifluorométhyle ou un groupe alkyle C1-C4 qui est optionnellement substitué par au moins un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyl, alkylhydroxyl, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther, ou thiocyanate ; ou g52 est connecté à g51 ou à g53 de manière à former une chaîne carbonée en C2-C3 ; g54 représente un hydrogène, une imine, une amine, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g55 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4 optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther, amide ou un alkyl en C1-C2 directement connecté à g54 ; ou g54 représente un groupe alkyle ou alkylamine en C1-C2 dont un carbone est directement connecté à g55 qui représente un groupe alkyle en C1-C2 ; dans laquelle : g61 représente un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide; g62 représente un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide; ou g62 représente CH2 dont le carbone est directement connecté à g61 qui représente CH ; g63 à g66 représentent indépendamment les uns des autres un hydrogène, un groupe méthyle ou éthyle ; dans laquelle : g71 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g72 représente un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g71 représente CH2 dont le carbone est directement connecté à g72 qui représente CH2 ; g73 représente un hydrogène, une imine, une amine, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g74 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g73 représente un groupe alkyle ou alkylamine en C1-C2 dont un carbone est directement connecté à g74 qui représente un groupe alkyle en C1-C2; g75 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, éther ou amide ;
982 081 dans laquelle : g81 représente un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g82 représente un hydrogène ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g82 représente CH2 dont le carbone est directement connecté à g81 qui représente CH ; g84 représente un hydrogène, une imine, une amine, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g85 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g84 représente un groupe alkyle ou alkylamine en C1-C2 dont un carbone est directement connecté à g85 qui représente un groupe alkyle en C1-C2.
[0024] Les composés (1 ) à (12) sont des complexes de gadolinium.
[0025] Tel qu’utilisé ici, le terme « alkyle » se réfère aux groupes alkyles linéaires ou ramifiés. Le terme « alcynyle » se réfère aux groupes alcynyles linéaires ou ramifiés. [0026] Il s’agit de composés moléculaires dans lesquels sont associés le gadolinium et une structure organique qu’on appelle également, dans le cadre de l’exposé de la présente invention, « le ligand ».
[0027] Tous les groupes G1 à G8 comportent une fonction hydroxylamine (ou sa forme tautomère nitrone). Il s’agit d’une caractéristique technique essentielle de tous ces composés (1 ) à (12) de l’agent de contraste selon l’invention.
[0028] La fonction chimique hydroxylamine étant acidobasique, elle peut se protoner ou se déprotoner en fonction du pH. Elle peut également s’isomériser en zwitterion ou en alpha-aminonitrone dans le cas spécifique d’alpha-iminohydroxylamines en fonction des conditions expérimentales (polarité du solvant, présences d’ions en solution...). Le terme hydroxylamine désigne ainsi dans le cadre de la présente invention l’ensemble de toutes ces formes en équilibre tautomère ou acidobasique : hydroxylammonium, hydroxylamine, alpha-aminonitrone, zwitterion, hydroxylamine déprotonée. L’hydroxylamine peut être une hydroxylamine secondaire ou tertiaire. Dans tous les cas, il s’agit d’une N-hydroxylamine (à savoir substituée au niveau de l’azote et non pas au niveau de l’oxygène).
[0029] Lorsque l’hydroxylamine est sous forme protonée, la répulsion électrostatique ammonium- gadolinium (tous deux chargés positivement) empêche le bras comprenant ladite hydroxylamine de coordiner le gadolinium. Lorsque l’hydroxylamine est sous forme déprotonée, l’hydroxylamine peut se convertir en nitrone : son oxygène chargé négativement va se coordiner fortement au gadolinium, expulsant les molécules d’eau liées au gadolinium. La relaxivité ri dépend du nombre de molécules d’eau liées au gadolinium. Ainsi, la relaxivité sera faible à pH physiologique, mais augmentera très fortement dans le cas d’une acidose tissulaire. Or, comme expliqué ci-dessus, plus ri est élevé, et plus le contraste en imagerie médicale (par exemple en IRM) est élevé.
[0030] De plus, le complexe de gadolinium présente avantageusement un pKa compris entre environ 6 et 8, de préférence environ 7, afin d’obtenir le maximum d’effet de contraste à pH physiologique et dans le cas d’une acidose légère (comme par exemple autour des cellules tumorales). L’hydroxylamine se présente majoritairement sous forme protonée (autrement dit « hydroxylammonium ») à pH inférieur au pKa et majoritairement sous forme non protonée ou zwiterrionique à pH supérieur au pKa.
[0031] Dans les composés (1 ) à (12), le positionnement de l’hydroxylamine est étroitement lié à la nature du lien chimique entre l’hydroxylamine et le reste de la structure organique (autrement dit dans le reste du ligand) de ces composés (1 ) à (12) de manière à permettre à l’oxygène de l’hydroxylamine sous sa forme déprotonée, zwitterionique ou nitrone de coordiner le gadolinium. Le positionnement de l’hydroxylamine est essentiel, car l’acidité de Lewis du gadolinium contribue à moduler le pKa du complexe de gadolinium, qui est compris entre 6 et 8, afin d’obtenir le maximum d’effet à pH physiologique et dans le cas d’acidose. C’est la coordination de l’hydroxylamine via l’atome d’oxygène qui permet d’expulser les molécules d’eau de la sphère de coordination, et donc de moduler la relaxivité. [0032] Les groupes G1 à G8 tels que définis ci-dessus permettent d’améliorer cet effet, c’est-à-dire moduler le nombre de molécules d’eau à expulser. En effet, ils comportent un groupe complexant additionnel qui est une imine. Ce groupe complexant est préférentiellement une pyridine, comme cela est le cas pour les groupes G1 et G5.
[0033] Le composé (1 ) est un dérivé du cyclène (autrement dit un dérivé du 1 ,4,7,10- tetraazacyclododecane). Le composé (3) est un dérivé du 1 ,4,7-triazacyclononane (aussi connu sous l’abréviation « TACN »). Le composé (5) est un dérivé du cyclame. Le composé (9) est un dérivé du pyclène.
[0034] Dans les composés (1 ) à (12) tels que détaillés ci-dessus, les chaînes carbonées peuvent être fonctionnalisées, tout comme les amines pour moduler la taille, le temps de résidence dans le sang de l’agent de contraste selon l’invention.
[0035] Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, en ce qui concerne le groupe G1 :
- g11 à g13 sont choisis parmi l’hydrogène, les groupes alkyles en C1-C4 et les halogènes et
- g14 à g17 sont choisis parmi les groupes méthyle ou éthyle.
[0036] Dans des modes de réalisation encore plus préférés de l’invention, en ce qui concerne le groupe G1 :
- g11 à g 13 sont choisi parmi l’hydrogène et les groupes méthyle ou éthyle et
- g14 à g17 sont choisis parmi les groupes méthyle ou éthyle.
[0037] De manière tout à fait préférée, g11 à g 13 sont des hydrogènes et g14 à g17 sont des groupes méthyles.
[0038] Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, en ce qui concerne le groupe G2, g21 est un hydrogène ou un groupe méthyle, g22 est CH2 et g23 à g26 sont des groupes méthyles.
[0039] Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, en ce qui concerne le groupe G3, g31 est un hydrogène ou un groupe méthyle, g32 est CH2, g34 est une imine ou une amine et g35 est un groupe tertiobutyle. Le groupe tertiobutyle, ne présentant pas d’hydrogène sur le carbone adjacent à l’hydroxylamine, permet de limiter les risques de beta-élimination. La béta-élimination conduirait à la décomposition de l’hydroxylamine.
[0040] Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, en ce qui concerne le groupe G4, g41 est un hydrogène ou un groupe méthyle, g42 est un groupe méthyle, g43 est une imine ou une amine, g44 est un groupe tertiobutyle et g45 est un hydrogène.
[0041] Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, en ce qui concerne le groupe G5, g51 à g53 sont des hydrogènes, g54 est une imine ou une amine, g55 est un groupe tertiobutyle.
[0042] Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, en ce qui concerne le groupe G6, g61 est CH2, g62 est un groupe méthyle et g63 à g66 sont des groupes méthyles. [0043] Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, en ce qui concerne le groupe G7, g71 est un hydrogène ou un groupe méthyle, g72 est un groupe méthyle, g73 est une imine ou une amine, g74 est un groupe tertiobutyle et g75 est un hydrogène.
[0044] Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, en ce qui concerne le groupe G8, g82 est un hydrogène ou un groupe méthyle, g81 est CH2, g84 est une imine ou une amine et g85 est un groupe tertiobutyle.
[0045] De manière préférée, dans les composés (1 ) à (12), un R est un groupe -(CH2)n-G1 dans lequel n est égal à 1 ou 2, de préférence égal à 1 .
[0046] Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, dans les composés (1 ) à (12), un R est un groupe -(CH2)n-G1 dans lequel n est égal à 1 ou 2, de préférence égal à 1 et dans le groupe G1 :
- g11 à g 13 peuvent être choisis parmi l’hydrogène, les groupes alkyles en C1-C4 et les halogènes et
- g14 à g17 peuvent être choisis parmi les groupes méthyle ou éthyle.
[0047] Dans un mode de réalisation tout à fait préféré de l’invention, dans les composés (1 ) à (12), un R est un groupe -(CH2)n-G1 dans lequel n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et dans le groupe G1 g11 à g13 peuvent être des hydrogènes et g14 à g17 peuvent être des groupes méthyles.
[0048] Comme expliqué ci-dessus, les composés (1 ) à (12) peuvent comprendre un groupe R qui est -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et A est un motif chimique configuré pour vectoriser ledit composé de gadolinium et/ou moduler les propriétés physicochimiques dudit composé de gadolinium.
[0049] Dans le cadre de la présente invention, « un motif chimique configuré pour vectoriser ledit composé de gadolinium » signifie un motif chimique qui est configuré pour véhiculer ledit composé de gadolinium à un endroit précis dans le corps (par exemple à la surface de cellules cancéreuses) après administration au patient de l’agent de contraste selon l’invention. Du fait de la présence de ce motif chimique de vectorisation dans le ligand, le composé de gadolinium va s’accumuler à cet endroit précis du corps pour augmenter le contraste localement et ainsi faciliter la détection de cet endroit précis du corps.
[0050] De tels motifs chimiques permettant la vectorisation de composés de gadolinium que comprennent les agents de contraste sont parfaitement connus et à la portée de l’homme du métier.
[0051] A titre d’exemple, et sans que cela n’en limite pour autant la portée de l’invention, le motif chimique configuré pour vectoriser le composé de gadolinium peut être un motif RGD (de préférence un motif cyclo-RGD) ayant une affinité pour une intégrine (de préférence l’intégrine avPs). Autrement dit, il s’agit d’un motif chimique qui contient la séquence suivante : arginine, glycine et acide aspartique. L’intégrine avPs est la protéine la plus importante qui est présente à la surface cellulaire lors de l’angiogénèse tumorale. Sa surexpression a été constatée dans de nombreux types de cancers (cerveau, glioblastome, mélanome, ovaire, prostate, pancréas, sein). Le motif RGD permet de vectoriser le composé de gadolinum vers les cellules tumorales et de l’accumuler dans cette zone pour augmenter le contraste et faciliter la détection desdites cellules tumorales.
[0052] Un exemple de motif chimique RGD peut être le motif de structure chimique (26) suivante :
[0053] Dans le cadre de la présente invention, « un motif chimique configuré pour moduler les propriétés physico-chimiques du composé de gadolinium » signifie un motif chimique qui est configuré pour par exemple:
- agir sur la taille dudit composé de gadolinium (afin d’augmenter r2 et de réaliser des mesures ratiométriques) ;
- réaliser la formation d’édifices supramoléculaires ;
- réaliser son greffage sur des supports (par exemple des polymères, des particules) ;
- contrôler la solubilité et la stabilité dudit composé de gadolinium dans le sang, ou encore - effectuer une détection bimodale (par tomographie par émissions de positons ou luminescence).
[0054] De tels motifs chimiques permettant de moduler les propriétés physico-chimiques de composés de gadolinium sont parfaitement connus et à la portée de l’homme du métier.
[0055] A titre d’exemple, et sans que cela n’en limite pour autant la portée de l’invention, le motif chimique configuré pour moduler les propriétés physico-chimiques du composé de gadolinium peut être une chaîne lipophile visant à favoriser la formation de micelles, ou une chaîne polyéthylène glycol visant à augmenter le temps de résidence dudit composé dans le sang. [0056] Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, dans les composés (1 ) à (12), au moins un des R restants est un groupe choisi parmi -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et A est un motif chimique configuré pour vectoriser ledit composé de gadolinium et/ou moduler les propriétés physico-chimiques dudit composé de gadolinium.
[0057] Dans des modes de réalisation préférés de l’invention, dans les composés (1 ) à (12), parmi les R restants :
- un R est un groupe choisi parmi -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 ( de préférence n est égal à 1 ) et A est un motif chimique configuré pour vectoriser ledit composé de gadolinium et/ou moduler les propriétés physico-chimiques dudit composé de gadolinium et
- le ou les autres R restants est/sont choisi(s) parmi -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 ( de préférence n est égal à 1 ) et A est un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, alcynyle en C2- C4, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyle, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther et thiocyanate.
[0058] De préférence, l’agent de contraste comprend au moins un composé sous forme de macrocycle. Autrement dit, l’agent de contraste comprend de préférence au moins un composé choisi parmi les composés (1 ), (3), (5), (7) et (9) tels que définis ci-dessus.
[0059] De manière tout à fait préférée, l’agent de contraste comprend au moins un composé choisi parmi les composés (1 ), (3) et (5).
[0060] De manière tout à fait préférée, l’agent de contraste comprend au moins le composé (1 ). Autrement dit, l’agent de contraste comprend au moins un dérivé du cyclène.
[0061] Dans des modes de réalisation de l’invention, l’agent de contraste comprend au moins le composé (1 ) qui peut présenter les caractéristiques techniques 1 ) à 10) suivantes, prises seules ou en combinaison de celles-ci :
1 ) les X dudit composé (1 ) représentent indépendamment les uns des autres un hydrogène ou un groupe méthyle, de préférence les X sont des hydrogènes ;
2) un R dans ledit composé (1 ) est un groupe-(CH2)n-G1 dans lequel n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 );
3) un R est le groupe -(CH2)n-G1 dans lequel n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et dans lequel g11 à g13 sont choisis parmi l’hydrogène, les groupes alkyles en C1-C4 et les halogènes et g14 à g17 sont choisis parmi les groupes méthyle ou éthyle ;
4) un R est le groupe -(CH2)n-G1 dans lequel n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et dans lequel g11 à g 13 sont choisi parmi l’hydrogène et les groupes méthyle ou éthyle et g14 à g17 sont choisis parmi les groupes méthyle ou éthyle ;
5) un R est le groupe -(CH2)n-G1 dans lequel n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et dans lequel g11 à g13 sont des hydrogènes et g14 à g17 sont des groupes méthyles ;
6) les groupes R restants sont -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et A est un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, alcynyle en C2-C4, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyle, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther et thiocyanate ; 7) au moins 2 R des R restants sont des groupes (CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et A est un carboxylate ;
8) les 3 R restants sont tous des groupes (CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et A est un carboxylate ;
9) 2 R des R restants sont des groupes (CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 de préférence n est égal à 1 ) et A est un carboxylate et le 3ème R des R restants est un groupe (CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 de préférence n est égal à 1 ) et A est une éthyne ;
10) un R des R restants est un groupe choisi parmi -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et A est un motif chimique configuré pour vectoriser ledit composé de gadolinium et/ou moduler les propriétés physico-chimiques dudit composé de gadolinium et les 2 autres R restants sont choisis parmi -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et A est un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, alcynyle en C2-C4, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyle, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther et thiocyanate, de préférence les 2 autres R restants sont choisis parmi -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et A est un carboxylate ou une éthyne.
[0062] Lorsque dans le composé (1 ), un R est le groupe -(CH2)n-G1 dans lequel n est égal à 1 ou 2 (de préférence n est égal à 1 ) et au moins 2 des R restants sont des carboxylates, cela présente l’avantage de créer une bonne affinité entre le ligand et le gadolinium au sein du complexe de gadolinium. De plus, cela procure des paramètres adéquats pour l’imagerie médicale (notamment l’imagerie magnétique).
[0063] Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, l’agent de contraste comprend au moins un composé de gadolinium choisi parmi les composés de gadolinium de structures chimiques (A) et (B) suivantes :
[0064] La concentration en l’au moins un composé de gadolinium que comprend l’agent de contraste (à savoir au moins un des composés (1 ) à (12)) peut être comprise entre 0,1 et 0,2 mmol/kg du poids du patient.
[0065] De préférence, l’agent de contraste comprend au moins un composé (1 ) à (12) tels que détaillés ci-dessus en quantité effective et en association avec un ou plusieurs excipients, diluants ou solvants pharmaceutiquement acceptables.
[0066] L’invention a aussi pour objet un procédé d’acquisition d’images d’imagerie médicale comprenant :
- l’administration de l’agent de contraste selon l’invention et tel que décrit ci-dessus à un patient,
- l’acquisition d’images par une technique d’imagerie médicale.
[0067] L’administration de l’agent de contraste peut être par voie intraveineuse ou par voie intramusculaire, de préférence par voie intraveineuse.
[0068] De préférence, la technique d’imagerie médicale est une technique d’imagerie magnétique, telle que l’imagerie par résonance magnétique (IRM).
[0069] Grâce à l’agent de contraste selon l’invention, ce procédé d’acquisition présente l’avantage de fournir des images d’imagerie médicale avec un meilleur contraste que ceux réalisés avec des agents de contraste commerciaux.
[0070] L’acquisition d’images peut être réalisée au niveau d’un ou plusieurs organes du patient.
[0071] Il peut s’agir d’organes suspectés de comprendre des cellules cancéreuses, par exemple les seins, les poumons, pancréas, cerveau, vessie, os, prostate. Le procédé d’acquisition de clichés d’imagerie médicale selon l’invention est particulièrement approprié et fiable pour détecter des tumeurs. Il peut donc être utilisé en oncologie.
[0072] Il peut également s’agir du cœur. Le procédé d’acquisition de clichés d’imagerie médicale selon l’invention est particulièrement approprié et fiable pour l’imagerie de l’infarctus aigu du myocarde ou l’ischémie.
[0073] L’invention a aussi pour objet un agent de contraste selon l’invention et tel que décrit ci-dessus pour son utilisation dans le diagnostic d’une acidose tissulaire. Ledit diagnostic peut être établi grâce à :
- la mise en œuvre du procédé d’acquisition d’images d’imagerie médicale selon l’invention et tel que décrit ci-dessus ;
- l’analyse des images pour détecter des zones de contraste.
[0074] Comme expliqué ci-dessus, les zones de contraste sur ces clichés correspondent à des tissus présentant une acidose. Ces tissus peuvent être des tissus atteints d’une pathologie ayant pour conséquence une acidose tissulaire, par exemple des tissus comprenant des cellules cancéreuses ou des tissus du cœur.
[0075] L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description détaillée d’expérimentations réalisées avec deux agents de contraste selon l’invention.
[0076] [Fig. 1] La figure 1 détaille de manière schématique toutes les étapes de synthèse décrites ci- dessus jusqu’à l’obtention du 1er complexe de gadolinium de structure chimique (A).
[0077] [Fig. 2] La figure 2 représente le 1er complexe de gadolinium de structure chimique (A) selon que le pH est inférieur ou supérieur au pKa.
[0078] [Fig. 3] La figure 3 détaille de manière schématique toutes les étapes de synthèse décrites ci- dessus jusqu’à l’obtention du 2ème complexe de gadolinium de structure chimique (B).
[0079] PARTIE EXPERIMENTALE :
[0080] Des expérimentations ont été réalisées sur deux complexes de gadolinium que peuvent comprendre les agents de contraste selon l’invention.
[0081] La synthèse de ces deux complexes de gadolinium est détaillée ci-dessous.
[0082] Synthèse du 1er complexe de gadolinium :
[0083] Le 1er complexe de gadolinium présentant la structure chimique (A) détaillée ci-dessus a été synthétisé selon les étapes telles que détaillée ci-dessous :
[0084] 1ère étape : synthèse du 2,3-diméthyl-2,3-dinitrobutane :
[0085] A 0°C, 7,3 mL (0,14 mol) de Br2 ont été ajoutés goutte à goutte pendant une heure à une solution de 25 mL 2-nitro-propane (0,39 mol) dans un mélange de 180 mL au total de soude (6 mol/L) et d’éthanol (7 : 11 v/v). A l’issue de cet ajout, le mélange réactionnel a été agité à 84°C pendant 3 heures, puis transféré dans un litre d’eau glacée. Les cristaux jaune pâle ainsi formés ont été récupérés par filtration, puis recristallisés dans du méthanol de manière à obtenir 6,3 g (rendement de 25%) de 2,3-diméthyl-2,3-dinitrobutane sous la forme de cristaux.
[0086] Caractérisation du 2,3-diméthyl-2,3-dinitrobutane : 1H RMN (400 MHz, CDCH) 5/ppm = 1.73 (s, 12H). 13C RMN (100 MHz, CDCh) 5/ppm = 91.4, 23.0. Ces données correspondent à celles de la Littérature.
[0087] 2ème étape : synthèse du 2,3-diméthylbutane-2,3-dihvdroxylamine hydrosulfate : [0088] Une feuille d’aluminium a été découpée et disposée sur un erlenmeyer. Une solution de 40 mL de tétrahydrofurane et de HgCk (0,907 g, 0,33 mmol, 0,23 équivalents) a été ajoutée à la feuille d’aluminium découpée (1 ,5 g, 56 mmol 3,8 équivalents) et la solution a été agitée manuellement à 0°C. Après 6 minutes, la solution a été extraite et l’amalgame ainsi obtenu a été rincé avec 10 mL de méthanol et 10 mL de tétrahydrofurane. Ensuite, 40 mL de tétrahydrofurane et 10 mL d’eau ont été ajoutés sur l’amalgame formé et la solution ainsi obtenue est devenue noire et s’est auto- chauffée. Le 2,3-diméthyl-2,3-dinitrobutane (2,62 g, 14,7 mmol, 1 équivalent) a été ajouté à 40 mL de cette solution noire d’amalgame dans le tétrahydrofurane à 0°C, puis agité pendant 2 heures et demi en contrôlant le dégagement de H2. Le mélange ainsi obtenu a été filtré sur célite, rincé avec du tétrahydrofurane et les solvants ont été évaporés. Le composé obtenu a été solubilisé dans de l’éthanol et précipité avec de l’acide sulfurique de manière à obtenir le sel de 2,3-diméthylbutane- 2,3-dihydroxylamine hydrosulfate de structure chimique (29) telle que détaillée ci-dessous avec un rendement de 55% :
[0089] Caractérisation du 2,3-diméthylbutane-2,3-dihydroxylamine hydrosulfate : 1H RMN (400 MHz, DMSO) 5= 1.19 (s, 12H). Ces données correspondent à celles de la Littérature.
[0090] 3ème étape : synthèse de 6-(hydroxyméthyl)-2-pyridinecarboxaldéhyde :
[0091] Sous une atmosphère d’argon, une solution de 2,6-pyridinedimethanol et de SeO2 dans 60 mL de 1 ,3-dioxane a été agitée à 50°C pendant 23 heures. 100 mL de dichlorométhane ont été ajoutés à la solution qui a ensuite été filtrée sur de la célite. Le 6-(hydroxyméthyl)-2- pyridinecarboxaldéhyde de structure chimique (30) telle que détaillée ci-dessous a été obtenu après évaporation des solvants :
[0092] Caractérisation du 6-(hydroxyméthyl)-2-pyridinecarboxaldéhyde : 1H NMR (400 MHz, CDCh) 5/ppm = 10.07 (s, 1 H), 7.88 (m, 2H), 7.53 (m, 1 H), 4.87 (s, 2H). Ces données correspondent à celles de la Littérature.
[0093] 4ème étape : synthèse de 6-(chlorométhyl)pyridine-2-carbaldéhyde :
[0094] Sous une atmosphère d’argon, SOCI2 (1 ,25 mL, 17,2 mmol, 1 ,2 équivalents) ont été ajoutés goutte à goutte à une solution 6-(hydroxyméthyl)-2-pyridinecarboxaldéhyde synthétisé à la 3ème étape dans 120 mL de dichlorométhane à 0°C. Après 30 minutes, le mélange ainsi obtenu (une solution jaune) était à température ambiante, puis maintenu ainsi toute une nuit. Ensuite, 30 mL d’eau ont été ajoutés et la solution a été extraite avec du dichlorométhane, puis séchée sur du Na2SÛ4 et les solvants ont été évaporés. Le composé ainsi obtenu a été purifié par chromatographie sous vide sur colonne sèche (avec comme éluants du toluène et de l’éther diéthylique). Le 6-(chlorométhyl)pyridine-2-carbaldéhyde de structure chimique (31 ) telle que détaillée ci-dessous a été obtenu avec un rendement de 40% :
[0095] Caractérisation du 6-(chlorométhyl)pyridine-2-carbaldéhyde : 1H NMR (400 MHz, CDCh) 5/ppm = 10.07 (s, 1 H), 7.88 (m, 2H), 7.53 (m, 1 H), 4.87 (s, 2H). Ces données correspondent à celles de la Littérature.
[0096] 5ème étape : synthèse du 2-(chlorométhyl)-6-(4,4,5,5-tetraméthylimidazolidin-2-yl)pyridine :
[0097] Une solution du 2,3-diméthylbutane-2,3-dihydroxylamine hydrosulfate (2ème étape de synthèse) (0,300 g, 1 ,22 mmol) dans 10 mL d’eau a été ajoutée à une solution de 6-(chlorométhyl)pyridine- 2-carbaldéhyde (4ème étape de synthèse) (0,190 g, 1 ,22 mmol) dans 10 mL de méthanol sous agitation vigoureuse. De l’acétate de sodium (120 mg, 1 ,46 mmol) a été ajouté au mélange réactionnel ainsi obtenu et la solution jaune trouble ainsi formée s’est transformée en un précipité blanc au bout de 30 minutes qui a été maintenu sous agitation toute une nuit à température ambiante. Le solide blanc ainsi obtenu a été filtré et séché sous vide pour obtenir le 2- (chlorométhyl)-6-(4,4,5,5-tetraméthylimidazolidin-2-yl)pyridine de structure chimique (32) telle que détaillée ci-dessous (0,273 g, rendement de 78%) :
[0098] Caractérisation du 2-(chlorométhyl)-6-(4,4,5,5-tetraméthylimidazolidin-2-yl)pyridine : 1H RMN (500 MHz, DMSO-de) 5/ ppm = 7.85 (t, 3JH-H = 8Hz, 1 H), 7.56 (d, 3JH-H = 8Hz, 1 H), 7.43 (d, 3JH-H= 8Hz, 1 H), 4.76 (s, 2H), 4.63 (s, 1 H), 1.07 (d, 3JH-H= 4HZ, 12H). 13C RMN (125 MHz, DMSO-de) 5/ ppm = 161.9 (Ar), 155.2 (Ar), 137.7 (Ar), 122.6 (Ar), 122.5 (Ar), 91.6 (imidazole), 66.9 (C-quat), 66.8 (C-quat), 47.5 (CH2CI), 24.5 (CH3), 17.9 (CH3). Spectrométrie de masse à haute résolution- ionisation par électronébuliseur m/z calculé pour C13H21O2N3CI [M+H]+ 286.1317, trouvé à 286.1127. Spectre infra-rouge (cm 1, pur): 3245, 2984, 1594, 1448, 1377, 1045, 995, 719, 580. [0099] 6ème étape : synthèse de 2-(chlorométhyl)-6-(1-hydroxy-4,4,5,5-tetraméthyl-imidazol-2- yl)pyridine
[0100] Du périodate de sodium (0,019 g, 0,089 mmol) a été ajouté à une solution de 2-(chlorométhyl)- 6-(4,4,5,5-tetraméthylimidazolidin-2-yl)pyridine (0,017 g, 0,059 mmol) (5ème étape de synthèse) dans un mélange de 5 mL de dichlorométhane, 2,5 mL d’acétate d’éthyle et 5 mL d’eau. Après 5 minutes, la solution est devenue violet foncé. Le mélange réactionnel a été agité pendant 30 minutes à température ambiante tandis que la réaction était suivie par chromatographie sur plaques de silice. La phase aqueuse a été extraite avec du dichlorométhane (10 mL). Les phases organiques ont été rassemblées et séchées avec du Na2SÛ4 et les solvants évaporés sous vide de manière à obtenir le 2-(chlorométhyl)-6-(1-hydroxy-4,4,5,5-tetraméthyl-imidazol-2-yl)pyridine sous la forme d’une poudre violette (0,016 g, 88%) et de structure chimique (33) suivante :
[0101] Caractérisation du 2-(chlorométhyl)-6-(1-hydroxy-4,4,5,5-tetraméthyl-imidazol-2-yl)pyridine : Spectrométrie de masse à haute résolution- ionisation par électronébuliseur m/z calculé pour C13H18O2N3CI [M+H]+ 283,1082, trouvé à 283,1081. Spectre infra-rouge (cm 1, pur): 2965, 2918, 2851 , 1359, 1087, 705, 643. Résonance paramagnétique électronique (RPE) (MeCN): Signal de nitroxyde isotrope à 5 raies à g = 2.00, ANI = AN2 = 0.7 mT.
[0102] 7ème étape Synthèse de 3-oxyl-4,4,5,5-tetramethyl-2-(6-((4,7,10-tris(2-(tert-butoxy)-2- oxoethyl)-1 , 4,7,10-tetraazacyclododecan-1-yl)methyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1 H-3l4-imidazol-1- olate
[0103] Le tri-tert-butyl 2,2',2”-(1 ,4,7,10-tetraazacyclododecane-1 ,4,7-triyl)triacetate de structure chimique (34) suivante :
[0104] (0,071 g, 0138 mmol) a été dissous dans 25 mL d’acétonitrile anhydre et du carbonate de potassium (0,038 g, 0,276 mmol) a été ajouté. Après 5 minutes d’agitation, le 2-(chlorométhyl)-6- (1-hydroxy-4,4,5,5-tetraméthyl-imidazol-2-yl)pyridine (6ème étape de synthèse) (0,038 g, 0,138 mmo) et du iodure de potassium (0,023 g, 0,138 mmol) ont été ajoutés et le mélange réactionnel ainsi obtenu a été agité pendant 48 heures sous une atmosphère d’argon. La suspension a été filtrée sur un entonnoir filtrant et le filtrat a été dilué dans 5 mL d’eau. Cette solution a été extraite avec du dichlorométhane (3 fois 15 ml_). Les phases organiques ont été rassemblées, séchées avec du Na2SÛ4 et les solvants évaporés sous vide de manière à obtenir le 3-oxyl-4, 4,5,5- tetram ét h y I -2-(6 -((4 ,7,10-t r i s (2-( te rt-butoxy )-2-oxoéthyl )- 1 ,4,7,10-tetraazacyclodod ecan- 1 - yl)méthyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1 H-3l4-imidazol-1-olate sous la forme d’un solide violet (0,101 g, 97% de rendement) et de structure chimique (35) suivante :
[0105] Caractérisation du 3-oxyl-4,4,5,5-tetramethyl-2-(6-((4,7, 10-tris(2-(tert-butoxy)-2-oxoethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan-1-yl)methyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1 H-3l4-imidazol-1-olate : Spectrométrie de masse à haute résolution- ionisation par électronébuliseur m/z calculé pour C39H67O8N7 [M+H]+ 761 ,5046, trouvé à 761 ,5045. Spectre infra-rouge (cm 1, pur): 2975, 2930, 2850, 1724, 1367, 1153, 1101. Résonance paramagnétique électronique (RPE) (MeCN): Signal de nitroxyde isotrope à 5 raies à g = 2.00, ANI = AN2 = 0.7 mT.
[0106] 8ème étape : Synthèse du 3-hydroxy-4,4,5,5-tetramethyl-2-(6-((4,7,10-tris(2-(tert-butoxy)-2- oxoethyl)-1 , 4,7,10-tetraazacyclododecan-1-yl)methyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1 H-3l4-imidazol-1- olate
[0107] Le ligand protégé 3-oxyl-4,4,5,5-tetraméthyl-2-(6-((4,7,10-tris(2-(tert-butoxy)-2-oxoéthyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan-1-yl)méthyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1 H-3l4-imidazol-1-olate (7ème étape de synthèse) (0,101 g, 0,133 mmol) a été dissous dans 14 mL de dichlorométhane et 2 mL d’acide trifluoroacétique anhydre ont été ajoutés au mélange réactionnel de manière à obtenir une solution jaune qui a été maintenue sous agitation pendant toute une nuit. L’acide trifluoroacétique a été retiré sous vide de manière à obtenir une solution sous forme huileuse qui a été dissoute dans du dichlorométhane et évaporée. Cette opération a été effectuée 3 fois et répétée également avec du méthanol de manière à éliminer toute trace de l’acide trifluoroacétique. Ensuite, le résidu huileux a été dissous dans un minimum de méthanol et précipité avec l’addition d’éther diéthylique. La solution obtenue a été décantée et l’excès de solvant retiré avec une pipette Pasteur. Le solide ainsi obtenu a été séché sous vide pour obtenir un composé qui a été purifié par chromatographie d’exclusion stérique sur une colonne Sephadex LH-20 de manière à obtenir 3-hydroxy-4,4,5,5- tetraméthyl-2-(6-((4 ,7,10-t r i s (2-( te rt-butoxy )-2-oxoethyl )- 1 ,4,7,10-tetraazacyclodod ecan- 1 - yl)méthyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1 H-3l4-imidazol-1-olate (0,067 g, 83%) sous la forme d’une poudre jaune et de structure chimique (36) suivante :
[0108] Il s’agissait du ligand 1. Deux formes tautomères sont accessibles pour le ligand 1 , l’une montrant la fonction alpha-iminohydroxylamine (gauche) et l’autre la fonction alpha-aminonitrone (droite). La forme prédominante dépend du solvant d’analyse et l’équilibre est réversible. Nous décrirons uniquement celle observée dans nos conditions d’analyse.
[0109] Caractérisation du 3-hydroxy-4,4,5,5-tetraméthyl-2-(6-((4,7,10-tris(2-(tert-butoxy)-2-oxoethyl)- 1 ,4,7,10-tetraazacyclododecan-1-yl)méthyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1 H-3l4-imidazol-1-olate : 1H RMN (500 MHz, D2O) 5/ppm = 8.22 (d, 3JH-H = 8Hz, 1 H, CHpyr), 8.13 (d, 3JH-H =8HZ, 1 H, CHpyr), 8.04 (t, 3JH-H =8HZ, 1 H, CHpyr), 4.08 (s, 2H, Ncycien-CH2-Npyr), 3.90 (s, 1 H), 3.53-3.30 (br, 6H) 3.25-2.89 (br, 16H), 1.46 (d, 3JH-H = 6Hz, 12H). 13C RMN (125 MHz, D2O) 5/ppm = 174.4, 169.8, 163.3, 163.1 , 162.8, 162.5, 159.9, 140.2, 139.5, 130.1 , 125.8, 117.5, 115.2 112.8, 74.4, 66.0, 63.9, 58.2, 57.4, 56.2, 55.8, 53.4, 53.2, 51.6, 51.3, 50.4, 49.0, 48.0, 47.8, 42.3, 21.7, 18.0, 16.8. Spectrométrie de masse à haute résolution- ionisation par électronébuliseur m/z calculé pour C27H44O7N7 [M+H]+ 578,3297, trouvé à 578,3275. Spectre infra-rouge (cm'1, pur): 2990, 1673, 1399, 1173, 1124, 799, 719.
[0110] 9ème étape : Synthèse du 1er complexe de gadolinium de structure chimique (A):
[0111] Le ligand 1 (50 mg, 0,086 mmol) tel que décrit ci-dessus a été mélangé avec un sel de trifluorométhanesulfonate de gadolinium (52 mg, 0,086 mmol) dans 10 mL d’eau à un pH ajusté à 7 grâce à l’addition d’une solution de soude (0,5 mol/L). Le mélange réactionnel ainsi obtenu a été maintenu pendant 48 heures à 50°C. Le complexe ainsi obtenu a ensuite été purifié par chromatographie d’exclusion stérique sur une colonne Sephadex LH-20 de manière à obtenir 30 mg du 1er complexe de gadolinium avec un rendement de 48%.
[0112] Caractérisation du 1er complexe de gadolinium de structure chimique (A) : Spectrométrie de masse à haute résolution- ionisation par électronébuliseur m/z calculé pour C27H41O7N7EU [M+H]+, 728,2277 trouvé à 728,2265. Spectre infra-rouge (cm 1, pur): 3379, 3259, 2980, 2870, 1587, 1448, 1394, 1320, 1239, 1085, 1005, 935, 906, 837, 717.
[0113] La figure 1 détaille de manière schématique toutes les étapes de synthèse décrites ci-dessus jusqu’à l’obtention du 1er complexe de gadolinium de structure chimique (A).
[0114] Résultats obtenus avec le 1er complexe de gadolinium de structure chimique (A) : [0115] La relaxivité du 1er complexe de gadolinium a été suivie en fonction du pH. La relaxivité de ce 1er complexe de gadolinium augmente de +200 % (à une fréquence de 30 MHz) jusqu’à +250 % (à une fréquence de 0.1 1 MHz) lorsque le pH décroît de 7,9 à 6,25.
[0116] Ce résultat s’explique par le fait que l’hydroxylamine se protone, se décoordine, laissant la place à deux molécules d’eau dans la sphère de coordination. Le pKa du premier complexe de gadolinium a été déterminé à partir des données relaxométriques et il est de 7,07.
[0117] Ainsi, à pH inférieur à ce pKa, l’hydroxylamine que comporte ce 1er complexe de gadolinium est sous forme protonée. Le bras comportant l’hydroxylamine est décoordiné et laisse ainsi la place à des molécules d’eau dans la sphère de coordination. La valeur de ri est élevée.
[0118] A pH supérieur à ce pKa, l’hydroxylamine, et plus spécifiquement la fonction alpha- iminohydroxylamine se trouve sous forme zwitterionique alpha-aminonitrone. Le bras nitrone est coordiné chassant ainsi les molécules d’eau dans la sphère de coordination. La valeur de ri est faible.
[0119] La figure 2 représente le 1er complexe de gadolinium de structure chimique (A) selon que le pH est inférieur ou supérieur au pKa.
[0120] La toxicité du 1er complexe de gadolinium a été évaluée vis-à-vis de la lignée cellulaire M21 (mélanome). Aucune toxicité n’a été observée, même après 72 heures d’incubation et en utilisant une concentration importante de 40 pM.
[0121] Synthèse du 2ème complexe de gadolinium :
[0122] Le 2ème complexe de gadolinium de structure chimique (B) telle que détaillée ci-dessus a été synthétisé selon les étapes telles que détaillée ci-dessous :
[0123] Les étapes de synthèse 1 à 6 étaient identiques à celles du 1er complexe de gadolinium.
[0124] 7ème étape : synthèse de 3-hydroxy-4,4,5,5-tetramethyl-2-(6-((4,10-tris(2-(tert-butoxy)-2- oxoethyl)-10-prop-2-ynyl-1 , 4,7,10-tetraazacyclododecan-1-yl)methyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1H- 3l4-imidazol-1-olate
[0125] Du carbonate de potassium (378 mg, 2,74 mmol) et de l’iodure de potassium (151 mg, 1 ,00 mmol) ont été ajoutés à une solution de 50 mL d’acétonitrile contenant :
- 1 ,7-bis(tert-butoxycarbonylmethyl)-4-prop-2-ynyl-1 ,4,7,10-tetreazacyclododecane (400 mg, 0,91 mmol) et dont la structure chimique (37) est la suivante : et de - 2-(chloromethyl)-6-(1 -hydroxy-4, 4, 5, 5-tetramethyl-imidazol-2-yl)pyridine (6ème étape de synthèse du 1er complexe de gadolinium) (285 mg, 1 ,00 mmol).
[0126] Le mélange réactionnel ainsi obtenu de couleur violette a été maintenu à 60°C pendant toute une nuit. La solution est devenue jaune indiquant la décomposition du radical nitroxyde nitronyl. Des matières inorganiques ont été retirées de la solution par filtration et le solvant évaporé sous pression réduite. Les résidus ont été dissous dans une solution de soude à 3 mol/L, puis extraits 3 fois avec 40 mL de dichlorométhane et séchés avec du Na2SC>4. Le solvant a été évaporé sous pression réduite de manière à obtenir 3-hydroxy-4,4,5,5-tetramethyl-2-(6-((4,10-tris(2-(tert-butoxy)- 2-oxoethyl)-10-prop-2-ynyl-1 , 4,7,10-tetraazacyclododecan-1-yl)methyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro- 1 H-3l4-imidazol-1-olate dont la structure chimique (38) est la suivante :
[0127] Caractérisation du 3-hydroxy-4,4,5,5-tetramethyl-2-(6-((4,10-tris(2-(tert-butoxy)-2-oxoethyl)- 10-prop-2-ynyl-1 , 4,7,10-tetraazacyclododecan-1-yl)methyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1H-3l4- imidazol-1-olate : Spectrométrie de masse à haute résolution- ionisation par électronébuliseur m/z calculé pour C36H59O7N5 [M+H]+ 669,45, trouvé à 669,48. Résonance paramagnétique électronique (RPE) (MeCN): Signal de nitroxyde isotrope à 5 raies à g = 2.00, ANI = 1.0 mT and AN2 = 0.5 mT.
[0128] 8ème étape: synthèse du 3-oxyl-4,4,5,5-tetramethyl-2-(6-((4,10-tris(2-(tert-butoxy)-2-oxoethyl)- 10-prop-2-ynyl-1 , 4,7,10-tetraazacyclododecan-1-yl)methyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1H-3l4- imidazol-1-olate
[0129] Le ligand protégé 3-hydroxy-4,4,5,5-tetramethyl-2-(6-((4,10-tris(2-(tert-butoxy)-2-oxoethyl)-10- prop-2-ynyl-1 , 4,7,10-tetraazacyclododecan-1-yl)methyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1 H-3l4-imidazol- 1-olate (étape de synthèse précédente) (0,138 g, 0,206 mmol) a été dissous dans 20 mL de dichloromethane et 4 mL d’acide trifluoroacétique anhydre ont été ajoutés au mélange réactionnel. La solution jaune ainsi obtenue a été maintenue sous agitation pendant toute une nuit et l’acide trifluoroacétique a été retiré sous vide de manière à obtenir une solution sous forme huileuse qui a été dissoute dans du dichlorométhane et évaporée. Cette opération a été effectuée 3 fois et répétée également avec du méthanol de manière à éliminer toute trace de l’acide trifluoroacétique. Ensuite, le résidu huileux a été dissous dans un minimum de méthanol et précipité avec l’addition d’éther diéthylique. La solution obtenue a été décantée et l’excès de solvant retiré avec une pipette Pasteur. Le solide ainsi obtenu a été séché sous vide pour obtenir 0,123 g (rendement de 98%) de 3-oxyl-4,4,5,5-tetramethyl-2-(6-((4, 10-tris(2-(tert-butoxy)-2-oxoethyl)-10-prop-2-ynyl-1 ,4,7,10- tetraazacyclododecan-1-yl)methyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1H-3l4-imidazol-1-olate sous la forme d’une poudre jaune et dont la structure chimique (39) est la suivante :
[0130] Il s’agissait du ligand 2. Il comporte une fonction alcyne destinée à être post-fonctionnalisée par cycloaddition de Huigsden. Comme pour le ligand 1 deux formes tautomères sont accessibles pour le ligand 2, l’une montrant la fonction alpha-iminohydroxylamine (gauche) et l’autre la fonction alpha-aminonitrone (droite). La forme prédominante dépend du solvant d’analyse et l’équilibre est réversible. Nous décrirons uniquement celle observée dans nos conditions d’analyse.
[0131] Caractérisation du 3-oxyl-4,4,5,5-tetramethyl-2-(6-((4,10-tris(2-(tert-butoxy)-2-oxoethyl)-10- prop-2-ynyl-1 , 4,7,10-tetraazacyclododecan-1-yl)methyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydro-1 H-3l4-imidazol- 1-olate : 1H RMN (500 MHz, MeOD) 5/ppm = 8.43 (dd, 3JH-H = 8Hz, 1 H, CH-pyr), 8.15 (t, 3JH-H = 8Hz, 1 H, CH-pyr), 7.90 (d, 3JH-H =8HZ, 1 H, CH-pyr), 4.03 (s, 2H, Ncycien-CH2-Npyr), 3.59-2.71 (br, 23H (CH2-cyclen, CH2-CO2H, CH-alkyne, and CH2-alkyne)), 1.47 (s, 12H, CH3-imidazole). Spectrométrie de masse à haute résolution- ionisation par électronébuliseur m/z calculé pour C28H4457N7 [M+H]+ 558,33984, trouvé à 558,33856. Spectre infra-rouge (cm'1, pur): 3079, 2989, 2924, 2852, 2325, 1668, 1569,1456, 1419, 1401 , 1371 , 1178, 1125, 997, 875, 832, 798, 719, 701.
[0132] 9ème étape : Synthèse du 2ème complexe de gadolinium de structure chimique (B) :
[0133] Le ligand 2 (40 mg, 0,072 mmol) tel que décrit ci-dessus a été mélangé avec un sel de trifluorométhanesulfonate de gadolinium (43,3 mg, 0,072 mmol) dans 10 mL d’eau à un pH ajusté à 7 grâce à l’addition d’une solution de soude (0,5 mol/L). Le mélange réactionnel ainsi obtenu a été maintenu pendant 48 heures à 50°C. Le complexe ainsi obtenu a ensuite été purifié par chromatographie d’exclusion stérique sur une colonne Sephadex LH-20 de manière à obtenir 54 mg de 2ème complexe de gadolinium avec un rendement de 93%.
[0134] La figure 3 détaille de manière schématique toutes les étapes de synthèse décrites ci-dessus jusqu’à l’obtention du 2ème complexe de gadolinium de structure chimique (B).
[0135] Caractérisation du 2ème complexe de gadolinium de structure chimique (B) : Spectrométrie de masse à haute résolution- ionisation par électronébuliseur m/z calculé pour C2sH4iGdO7N5 [M+H]+, 713,24 trouvé à 713,21. Spectre infra-rouge (cm 1, pur): 3331 , 2983, 2911 , 2867, 1685, 1594, 1481 , 1435, 1395,1256, 1208, 1169, 1230, 1081 , 1035, 860, 836, 800, 724, 640. [0136] Résultats obtenus avec le 2ème complexe de gadolinium de structure chimique (B) :
[0137] La relaxivité du 2ème complexe de gadolinium a été suivie en fonction du pH. Il présentait également une variation de relaxivité importante avec le pH, ri =2.7 mM 1 s 1 à pH 8,5 et ri =7,2 rnM- 1 s 1 à pH=5,8.
[0138] La toxicité du 2ème complexe de gadolinium de structure chimique (B) a été évaluée vis-à-vis de la lignée cellulaire M21 (mélanome). Une très faible toxicité (90% de survivants) a été observée, mais seulement à la plus forte concentration testée (40 pM) et sur des temps supérieurs à 48 heures.

Claims

Revendications
1. Agent de contraste, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un composé de gadolinium en une quantité effective et qui est choisi dans le groupe constitué par les composés (1) à (12) de structures chimiques suivantes : dans lesquelles : est un ion Gd(lll) ;
- x représente indépendamment les uns des autres un hydrogène ou un groupe alkyle en C1-C2 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, éther, de préférence x représente un hydrogène ou un groupe méthyle ;
- un R est un groupe choisi parmi -(CH2)n-G1 à -(CH2)n-G8 dans lesquels n est égal à 1 ou 2 et les structures chimiques des groupes G1 à G8 sont définies ci-dessous ;
- les R restants étant choisis indépendamment les uns des autres parmi :
-(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2 et A est un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, alcynyle en C2-C4, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyle, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther et thiocyanate ou A est un motif chimique configuré pour vectoriser ledit composé de gadolinium et/ou pour moduler les propriétés physico-chimiques dudit composé de gadolinium ; ainsi que les groupes de structures chimiques (13) à (17) suivantes : dans laquelle X17 est un hydrogène ou un motif chimique configuré pour vectoriser ledit composé de gadolinium,
- y représente indépendamment les uns des autres un hydrogène ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par au moins un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyl, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther ou thiocyanate ;
- z représente indépendamment les uns des autres un hydrogène, un halogène, un hydroxyle, un éther, un alkyloxy, un cyano, un nitro, un sulfonate, un trifluorométhyle ou un groupe alkyle en C1- C4 qui est optionnellement substitué par au moins un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyl, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther ou thiocyanate ; et les groupes G1 à G8 présentent respectivement les structures chimiques suivantes : dans laquelle : g11 à g13 représentent indépendamment les uns des autres un hydrogène, halogène, hydroxyle, éther, alkyloxy, cyano, nitro, sulfonate, trifluorométhyle ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par au moins un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyl, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther ou thiocyanate ; g14 à g17 représentent indépendamment les uns des autres un hydrogène, un groupe méthyle ou éthyle ; dans laquelle : g21 représente un hydrogène, un hydroxyle ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g22 représente CH2, un oxygène, un azote, un soufre ou un groupe alkyle en C1-C4 optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g21 représente CH2 dont le carbone est directement connecté à g22 qui représente CH, g23 à g26 représentent indépendamment les uns des autres un hydrogène, un groupe méthyle ou éthyle ; dans laquelle : g31 représente un hydrogène, un hydroxyle ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g32 représente CH, CH2, un oxygène, un azote, un soufre ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide; ou g31 représente CH2 dont le carbone est directement connecté à g32 qui représente CH ; g34 représente un hydrogène, une amine, une imine, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g35 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g34 représente un groupe alkyle ou alkylamine en C1-C2 dont un carbone est directement connecté à g35 qui représente un groupe alkyle en C1-C2 ; dans laquelle : g41 représente un hydrogène, un hydroxyle ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g42 représente CH3, un oxygène, un azote, un soufre ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyl, amine, triazole, éther ou amide ; ou g41 représente CH2 dont le carbone est directement connecté, ou connecté via un groupement méthyle, à g42 qui représente CH2 ; g43 représente un hydrogène, une imine, une amine, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g44 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g43 représente un groupe alkyle ou alkylamine en C1-C2 dont un carbone est directement connecté à g44 qui représente un groupe alkyle en C1-C2 ; g45 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, éther ou amide ; ou g44 représente un groupe alkyle ou alkylamine en C1-C2 dont un carbone est directement connecté à g45 qui représente un groupe alkyle en C1-C2 ;
g52 représente indépendamment les uns des autres un hydrogène, halogène, hydroxyle, éther, alkyloxy, cyano, nitro, sulfonate, trifluorométhyle, alkyle ou un groupe alkyle C1-C4 qui est optionnellement substitué par au moins un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyl, alkylhydroxyl, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther ou thiocyanate; g51 et g53 représentent indépendamment les uns des autres un hydrogène, halogène, hydroxyle, éther, alkyloxy, cyano, nitro, sulfonate, trifluorométhyle ou un groupe alkyle C1-C4 qui est optionnellement substitué par au moins un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyl, alkylhydroxyl, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther, ou thiocyanate ; ou g52 est connecté à g51 ou à g53 de manière à former une chaîne carbonée en C2-C3 ; g54 représente un hydrogène, une imine, une amine, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g55 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4 optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther, amide ou un alkyl en C1-C2 directement connecté à g54 ; ou g54 représente un groupe alkyle ou alkylamine en C1-C2 dont un carbone est directement connecté à g55 qui représente un groupe alkyle en C1-C2 ; dans laquelle : g61 représente un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide; g62 représente un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide; ou g62 représente CH2 dont le carbone est directement connecté à g61 qui représente CH ; g63 à g66 représentent indépendamment les uns des autres un hydrogène, un groupe méthyle ou éthyle ; dans laquelle : g71 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g72 représente un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g71 représente CH2 dont le carbone est directement connecté à g72 qui représente CH2 ; g73 représente un hydrogène, une imine, une amine, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g74 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g73 représente un groupe alkyle ou alkylamine en C1-C2 dont un carbone est directement connecté à g74 qui représente un groupe alkyle en C1-C2 ; g75 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, éther ou amide ; dans laquelle : g81 représente un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g82 représente un hydrogène ou un groupe alkyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g82 représente CH2 dont le carbone est directement connecté à g81 qui représente CH ; g84 représente un hydrogène, une imine, une amine, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4, ledit groupe alkyle ou acyle étant optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; g85 représente un hydrogène, un hydroxyle, un groupe alkyle ou acyle en C1-C4 qui est optionnellement substitué par un groupe hydroxyle, amine, triazole, éther ou amide ; ou g84 représente un groupe alkyle ou alkylamine en C1-C2 dont un carbone est directement connecté à g85 qui représente un groupe alkyle en C1-C2.
2. Agent de contraste selon la revendication 1 , caractérisé en ce que dans les composés (1 ) à (12) un R est un groupe -(CH2)n-G1 dans lequel n est égal à 1 ou 2, de préférence n est égal à 1.
3. Agent de contraste selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le groupe G1 g11 à g 13 sont choisis parmi l’hydrogène, les groupes alkyles en C1-C4 et les halogènes et g14 à g17 sont choisis parmi les groupes méthyle ou éthyle.
4. Agent de contraste selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans les composés (1 ) à (12) parmi les R restants :
- un R est un groupe choisi parmi -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2, de préférence n est égal à 1 et A est un motif chimique configuré pour vectoriser ledit composé de gadolinium et/ou moduler les propriétés physico-chimiques dudit composé de gadolinium, et
- le ou les autres R restants est/sont choisi(s) parmi -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2, de préférence n est égal à 1 et A est un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, alcynyle en C2- C4, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyle, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther et thiocyanate.
5. Agent de contraste selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un composé choisi parmi les composés (1 ), (3), (5), (7) et (9), de préférence parmi les composés (1 ), (3) et (5).
6. Agent de contraste selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend au moins le composé (1 ).
7. Agent de contraste selon la revendication 6, caractérisé en ce que les x dudit composé (1 ) représentent indépendamment les uns des autres un hydrogène ou un groupe méthyle, de préférence des hydrogènes.
8. Agent de contraste selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que dans le composé (1 ) un R est un groupe -(CH2)n-G1 dans lequel n est égal à 1 ou 2, de préférence n est égal à 1.
9. Agent de contraste selon la revendication 8, caractérisé en ce que dans le groupe G1 g11 à g 13 sont choisis parmi l’hydrogène, les groupes alkyles en C1-C4 et les halogènes et g14 à g17 sont choisis parmi les groupes méthyle ou éthyle.
10. Agent de contraste selon la revendication 9, caractérisé en ce que dans le groupe G1 g11 à g 13 sont choisi parmi l’hydrogène et les groupes méthyle ou éthyle et g14 à g17 sont choisis parmi les groupes méthyle ou éthyle.
11. Agent de contraste selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que dans le composé (1 ) les groupes R restants sont -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2, de préférence n est égal à 1 et A est un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, alcynyle en C2-C4, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyle, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther et thiocyanate.
12. Agent de contraste selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que dans le composé (1 ) un R des R restants est un groupe choisi parmi -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2, de préférence n est égal à 1 et A est un motif chimique configuré pour vectoriser ledit composé de gadolinium et/ou moduler les propriétés physico-chimiques dudit composé de gadolinium et les 2 autres R restants sont choisis parmi -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2, de préférence n est égal à 1 et A est un groupe choisi parmi les groupes carboxylate, alcynyle en C2- C4, ester, alkylcarboxylate, alkylamide, amide, amine, alkylamine, phosphonate, alkylphosphonate, hydroxyle, alkylhydroxyle, éther, sulfonate, triazole, thiolate, thioéther et thiocyanate, de préférence les 2 autres R restants sont choisis parmi -(CH2)n-A avec n est égal à 1 ou 2, de préférence n est égal à 1 et A est un carboxylate ou une éthyne.
13. Agent de contraste selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un composé de gadolinium choisi parmi les composés de gadolinium de structures chimiques (A) et (B) suivantes : iG .j dans lesquelles est un ion Gd(lll) ;
14. Procédé d’acquisition d’images d’imagerie médicale, caractérisé en ce qu’il comprend :
- l’administration d’un agent de contraste selon l’une quelconque des revendications 1 à 13 à un patient,
- l’acquisition d’images par une technique d’imagerie médicale.
15. Agent de contraste selon l’une quelconque des revendications 1 à 13 pour son utilisation dans le diagnostic d’une acidose tissulaire.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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ANDR� F. MARTINS ET AL: "A Bis(pyridine N -oxide) Analogue of DOTA: Relaxometric Properties of the Gd III Complex and Efficient Sensitization of Visible and NIR-Emitting Lanthanide(III) Cations Including Pr III and Ho III", CHEMISTRY - A EUROPEAN JOURNAL, vol. 20, no. 45, 3 November 2014 (2014-11-03), DE, pages 14834 - 14845, XP055540209, ISSN: 0947-6539, DOI: 10.1002/chem.201403856 *
ANEMONE ANNASOFIA ET AL: "Imaging tumor acidosis: a survey of the available techniques for mapping in vivo tumor pH", vol. 38, no. 1-2, 14 February 2019 (2019-02-14), NL, pages 25 - 49, XP093270534, ISSN: 0167-7659, Retrieved from the Internet <URL:http://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10555-019-09782-9.pdf> DOI: 10.1007/s10555-019-09782-9 *
BARR� RICHARD ET AL: "Lanthanide Complexes (Gd III and Eu III ) Based on a DOTA-TEMPO Platform for Redox Monitoring via Relaxivity", vol. 17, no. 17, 28 July 2022 (2022-07-28), Hoboken, USA, XP093270426, ISSN: 1861-4728, Retrieved from the Internet <URL:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1002/asia.202200544> DOI: 10.1002/asia.202200544 *
BARR� RICHARD ET AL: "Luminescent pro-nitroxide lanthanide complexes for the detection of reactive oxygen species", CHEMICAL COMMUNICATIONS, vol. 56, no. 3, 1 January 2020 (2020-01-01), UK, pages 435 - 438, XP093270367, ISSN: 1359-7345, DOI: 10.1039/C9CC06524E *

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