ES2217408T3

ES2217408T3 - Agentes diagnosticos de contraste para formacion de imagenes bioactivados.

Info

Publication number: ES2217408T3
Application number: ES97916974T
Authority: ES
Inventors: Randall B. Lauffer; Thomas J. Mcmurry; Stephen O. Dunham; Daniel M. Scott; David J. Parmelee; Stephane Dumas
Original assignee: Epix Pharmaceuticals Inc
Current assignee: Epix Pharmaceuticals Inc
Priority date: 1996-04-01
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 2004-11-01
Anticipated expiration: 2017-03-25
Also published as: IS4833A; US20020034476A1; IL125895A; DK0907379T3; JP2000507577A; PT907379E; BR9708470A; US20060275216A1; CN1215341A; US6709646B2; NO984543D0; CA2247620A1; HK1016877A1; DE69729380D1; AU726914B2; AU2544897A; US7147837B2; NO319674B1; NO984543L; IL125895A0

Abstract

LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A AGENTES DE DIAGNOSTICOS PERFECCIONADOS PARA IMAGEN POR RESONANCIA MAGNETICA Y OTROS TIPOS DE IMAGENES OPTICAS. EN PARTICULAR, ESTA INVENCION SE REFIERE A LOS AGENTES PARA RESONANCIA MAGNETICA E IMAGENES OPTICAS, QUE PERMITEN LA DETECCION SENSIBLE DE UNA DETERMINADA BIOACTIVIDAD EN EL INTERIOR DE UN TEJIDO. ESTOS AGENTES DE CONTRASTE SON PROFARMACOS QUE SON BIOACTIVADOS IN VIVO EN PRESENCIA DE LA BIOACTIVIDAD ESPECIFICA. ESTA INVENCION SE REFIERE IGUALMENTE A COMPOSICIONES FARMACEUTICAS QUE COMPRENDEN ESTOS AGENTES Y A PROCEDIMIENTOS DE USOS DE LOS AGENTES Y COMPOSICIONES QUE LOS COMPRENDEN.

Description

Agentes diagnósticos de contraste para formación de imágenes bioactivados.

Campo técnico de la invención

Esta invención se refiere a agentes de diagnóstico mejorados para formación de imágenes por resonancia magnética (MRI) y formación de imágenes ópticas. Estos agentes permiten la detección sensible de una bioactividad específica dentro de un tejido. Esta invención también se refiere a composiciones farmacéuticas que comprenden estos agentes y a métodos para usar los agentes y las composiciones que comprenden los agentes.

Antecedentes de la invención

Las técnicas de formación de imágenes para diagnóstico, tales como MRI, formación de imágenes por rayos X, formación de imágenes radiofarmacéutica nuclear, formación de imágenes por luz ultravioleta/visible/infrarroja y formación de imágenes por ultrasonidos, se han usado en el diagnóstico médico durante un número de años.

Los materiales de contraste usados comúnmente incluyen moléculas orgánicas, iones metálicos, sales o quelatos, partículas (particularmente partículas de hierro), o péptidos marcados, proteínas, polímeros o liposomas. Después de la administración, estos agentes pueden difundirse no específicamente a través de compartimentos del cuerpo antes de ser metabolizados y/o excretados; estos agentes se conocen generalmente como agentes no específicos. Alternativamente, estos agentes pueden tener afinidad para un compartimento del cuerpo, una célula, un órgano o un componente tisular particular; estos agentes pueden denominarse agentes de contraste orientados.

Los procedimientos de formación de imágenes de diagnóstico mejorados con agentes de contraste incrementan deseablemente el contraste entre tejido normal y patológico de tal modo que proporcionan dos clases básicas de información:

1) Datos de detección. Estos incluyen datos necesarios para determinar si está presente una anormalidad en el tejido del que se ha formado la imagen y el grado en el que está presente. La capacidad para proporcionar esta clase de información se refiere a la "sensibilidad" del procedimiento de formación de imágenes.

2) Datos de diagnóstico diferenciales. Estos incluyen datos necesarios para identificar con precisión el tipo de anormalidad presente. La capacidad para proporcionar esta clase de información se refiere a la "especificidad" del procedimiento de formación de imágenes. La especificidad es necesaria para hacer un pronóstico exacto del estado del paciente y un plan de terapia. Por ejemplo, aunque los procedimientos actuales pueden ser capaces de detectar un tumor, generalmente son inadecuados para determinar si el tumor es benigno o maligno, si el tumor es propenso a metastatizarse o si el tumor es sensible a la terapia. Tales determinaciones requieren algún conocimiento del estado bioquímico específico del tejido.

Se ha presentado un número de sistemas para crear agentes de contraste orientados. La Patente de EE.UU. Nº 4.880.008 describe agentes de contraste de MRI que exhiben una señal, o capacidad de relajación, superior cuando se unen no covalentemente a proteínas del suero, tales como albúmina de suero humano. Para esta clase de agentes, la capacidad de relajación se refiere al porcentaje del agente de contraste unido a proteína y es típicamente de cinco a diez veces superior que la observada para agentes que no se unen a proteínas. En la solicitud de EE.UU. Nº de Serie 08/382.317 en tramitación junto con la presente (presentada el 1 de Febrero de 1995), publicada como WO 96 123526, se añaden restos que prolongan la semi-vida en sangre ("BHEMs") a los agentes de contraste que se unen a proteína. Los agentes resultantes exhiben una señal mejorada o alterada durante un período de tiempo más prolongado en sangre con relación a agentes que carecen del BHEM, haciendo a estos materiales especialmente útiles para formación de imágenes vascular.

La Patente de EE.UU. Nº 4.899.755 describe agentes de contraste para MRI que son recogidos preferentemente en hepatocitos normales, dando como resultado una mejora del contraste entre tejido hepático normal y anormal.

Otro sistema de orientación se basa en la conjugación de agentes de contraste a proteínas, anticuerpos u otras biomoléculas que se sabe que interactúan con receptores de la superficie celular, receptores intracelulares, transportadores u otros constituyentes bioquímicos. Véase, por ejemplo, la Patente de EE.UU. Nº 5.171.563. Sin embargo, tal orientación implica habitualmente una interacción de uno a uno entre el agente conjugado y la diana bioquímica, que a menudo está presente en concentraciones relativamente bajas (frecuentemente nanomolares). Por consiguiente, el número de moléculas de agente de contraste orientadas que se acumulan en un tejido particular usando este sistema es limitado. Para modalidades de formación de imágenes en las que a menudo es necesaria una concentración significativa de moléculas de agente para la detección (por ejemplo, > 1 \muM), tal como formación de imágenes por MRI y óptica, este sistema de "uno a uno" es generalmente demasiado insensible para ser útil.

Intentos de formar imágenes del estado bioquímico de los tejidos incluyen aplicaciones radiofarmacéuticas, en las que ciertos agentes de formación de imágenes se retienen en un tejido particular. Por ejemplo, la fluorodesoxigluclosa marcada con ^{18}F que emite positrones es transportada al cerebro mediante difusión pasiva, donde se fosforila y se retiene dentro del tejido cerebral, dando como resultado una indicación del metabolismo de la glucosa (véase M. Blau, Seminars in Nuclear Medicine, Vol. XV, Nº 4 (Octubre), 1985). De forma similar, se presenta que un nitroimidazol marcado con tecnecio 99m es retenido preferentemente en corazón isquémico (véase Y.-W. Chan y otros, Proceedings of the 41st Annual Meeting of the Society of Nuclear Medicine, 5 de Junio, 9 de Junio de 1994, J. Nuclear Medicine (1994), Volumen 35, Extracto Nº 65, p. 18P). Sin embargo, en estos casos, la señal del producto radiofarmacéutico permanece constante (es decir, cada radioisótopo tiene una descomposición y una energía invariantes características de las partículas emitidas) y no está afectada por la biomodificación o la retención preferente en un tejido. Esta especificidad y sensibilidad de la información que puede obtenerse mediante esta técnica es limitada.

Sigue existiendo una necesidad de agentes de contraste con especificidad y sensibilidad mejoradas. En particular, sigue existiendo una necesidad de agentes de formación de imágenes de contraste de MRI y ópticos orientados que exhiban suficiente mejora de la señal o alteración de la señal en respuesta a la presencia de bioactividades específicas para ser útiles en el diagnóstico de la presencia de esas bioactividades.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona nuevos agentes de formación de imágenes de MRI y óptica de diagnóstico para la detección sensible de una bioactividad específica dentro de un tejido, y sus derivados farmacéuticamente aceptables. Los agentes de formación de imágenes son agentes de contraste de profármaco que son bioactivados in vivo en presencia de la bioactividad específica. Cuando la bioactividad es catalítica (por ejemplo, originándose de la actividad de una enzima), se genera un gran número de moléculas de agente de contraste activadas para cada unidad de sustancia bioactiva. La forma bioactivada en el agente de formación de imágenes exhibe afinidad de unión incrementada para una o más proteínas en comparación con el profármaco, y este cambio en la afinidad de unión provoca un cambio detectable en las características de señal del agente de formación de imágenes. Este cambio de señal detectable incrementa el contraste de señal (o imagen) entre tejidos que contienen la bioactividad elegida y los que no, lo que refleja así la presencia de la bioactividad elegida.

Un objetivo de esta invención es proporcionar el uso de un profármaco para la preparación de un agente de contraste de MRI u óptico.

Descripción detallada de la invención

Para que la invención descrita aquí pueda entenderse más a fondo, se indica la siguiente descripción detallada.

Los nuevos profármacos de la presente invención se diseñan teniendo en cuenta tres restricciones: 1) deben tener uno o más sitios específicos en su estructura que puedan ser modificados in vivo por una bioactividad específica; 2) la forma modificada del agente de formación de imágenes generado por esta bioactividad debe unirse a una o más proteínas en un grado mayor que el profármaco; y 3) las características de señal del agente de formación de imágenes deben alterarse cuando se une a una proteína.

Para la presente invención, el contraste de imágenes entre tejido normal y anormal requiere generalmente que la bioactividad en uno de los tejidos sea superior que en el otro. Si el tejido anormal expresa una concentración superior de bioactividad que el tejido normal, entonces el tejido anormal convertirá más agente de contraste de profármaco en la forma activada que el tejido normal (con tal de que estén presentes concentraciones similares de profármaco en ambos tejidos). En el ejemplo específico en el que la unión a proteína incrementada por el agente de contraste activado genera una señal más intensa, la presencia de bioactividad da como resultado que la imagen (o la señal) se detecte como un "punto caliente". A la inversa, si el tejido anormal expresa la bioactividad menor, entonces el tejido anormal tendrá una concentración relativamente inferior de agente de contraste bioactivado. En este caso, si la unión a proteína incrementada por el agente de contraste activado genera una señal más intensa, la presencia de bioactividad da como resultado una imagen (o una señal) que se detecta como un "punto frío".

I. Definiciones

Se listan posteriormente definiciones de términos usados para describir la presente invención. Estas definiciones se aplican a los términos según se usan a lo largo de la memoria descriptiva a no ser que se indique otra cosa.

El término "alifático", según se usa aquí solo o como parte de otro grupo, indica hidrocarburos saturados o insaturados de cadena lineal y/o ramificada, opcionalmente sustituidos, incluyendo hidrocarburos de alquenilo, alquinilo, cicloalquilo y cicloalquenilo.

El término "alquilo", según se usa aquí solo o como parte de otro grupo, indica hidrocarburos saturados de cadena lineal y/o ramificada opcionalmente sustituidos.

Los términos "alcoxi" o "alquiltio" indican un grupo alquilo como el descrito previamente unido a través de una conexión de oxígeno (-O-) o una conexión de azufre (-S-), respectivamente. El término "alquilcarbonilo", según se usa aquí, indica un grupo alquilo unido a través de un grupo carbonilo. El término "alquilcarboniloxi", según se usa aquí, indica un grupo alquilo unido a través de un grupo carbonilo que, a su vez, está unido a través de una conexión de oxígeno.

El término "alquenilo", según se usa aquí, solo o como parte de otro grupo, indica grupos de hidrocarburo de cadena lineal o ramificada, opcionalmente sustituidos, que contienen al menos un doble enlace carbono-carbono en la cadena.

El término "alquinilo", según se usa aquí solo o como parte de otro grupo, indica grupos de hidrocarburo de cadena lineal o ramificada opcionalmente sustituidos que contienen al menos un triple enlace carbono-carbono en la cadena.

El término "cicloalquilo", según se usa aquí solo o como parte de otro grupo, indica sistemas anulares de hidrocarburo cíclico saturado, opcionalmente sustituidos.

El término "cicloalquenilo", según se usa aquí solo o como parte de otro grupo, indica grupos opcionalmente sustituidos tales como los descritos anteriormente para cicloalquilo, que contienen además al menos un doble enlace carbono-carbono que forma un anillo parcialmente insaturado.

El término "arilo", según se usa aquí solo o como parte de otro grupo, indica grupos aromáticos homocíclicos opcionalmente sustituidos.

El término "heterocíclico", según se usa aquí solo o como parte de otro grupo, indica grupos cíclicos aromáticos o no aromáticos, completamente saturados o insaturados, opcionalmente sustituidos, que tienen al menos un heteroátomo.

El término "acilo", según se usa aquí solo o como parte de otro grupo, indica el resto formado por la retirada del grupo carboxilo del grupo -COOH de un ácido carboxílico orgánico.

El término "bioactividad" incluye cambios en el pH, el potencial redox, la concentración de especies reactivas tales como radicales libres o la presencia o el nivel de enzimas o biomoléculas (incluyendo enzimas de RNA) que pueden promover la modificación o la rotura de uno o más enlaces en el profármaco. Una "bioactividad" puede comprender dos o más tipos de biomoléculas que juntos o secuencialmente provocan la modificación del profármaco. Puede producirse más de una modificación en el profármaco (por ejemplo, una ruptura enzimática seguida por hidrólisis o descarboxilación simple).

II. Estructura del profármaco

Los profármacos de esta invención deben comprender tres dominios: un resto que mejora la imagen (o que genera señales) ("IEM"), un sitio de modificación ("MS") y un resto que se une a proteína (PBM).

Se contempla que los profármacos de esta invención también pueden comprender un resto conector fisiológicamente compatible (L) que conecta los dominios funcionales. En general, L no contribuye significativamente a la unión a proteínas o la funcionalidad mejoradora de imágenes del agente de contraste. En algunos casos, la presencia de L puede preferirse basándose en consideraciones sintéticas. En otros casos, L puede facilitar la operación de la bioactividad en el MS. Ejemplos de L's incluyen alquilo lineal, ramificado o cíclico, arilo, éter, polihidroxilo, poliéter, poliamina, heterociclo, péptido, peptoide u otros enlaces covalentes fisiológicamente compatibles.

Un método preferido para bioactivar los agentes de contraste de esta invención implica la rotura enzimática del profármaco en el MS (por ejemplo, mediante una esterasa, proteinasa, fosfatasa, etc.). En este caso, los profármacos de esta invención comprenden además un resto enmascarador (MM). El MM "enmascara" (o disminuye) la unión del profármaco a la proteína dentro del tejido con el que se desean formar imágenes; una vez que el MM se retira mediante rotura en el MS, a continuación la afinidad de unión incrementada del agente se expresa. En este caso, la diana o el sustrato para la bioactividad (por ejemplo, un enlace amida) se define como el MS del profármaco. Este método particular de bioactivación da como resultado la separación física de al menos dos fragmentos moleculares, uno que contiene el IEM y el PBM y el otro el MM.

Los dominios de los compuestos de esta invención pueden disponerse en una variedad de posiciones unos con respecto a otros. Aunque estos dominios pueden existir sin límites específicos entre ellos (por ejemplo, el MS puede ser parte del IEM), es conveniente conceptualizarlos como unidades separadas de la molécula.

El profármaco tiene una estructura seleccionada del grupo que consiste en:

1

100

en las que cada uno de m, n, o, p y q son iguales o diferentes, q, n, m y p pueden ser mayores que o iguales a uno, pero no cero; y o puede ser mayor que o igual a cero. Generalmente, q, m, n y p son menores que cinco. Lo más comúnmente, m, n, p y q son uno y o es cero o uno.

Según se usa aquí, los compuestos de esta invención se definen para incluir sus derivados farmacéuticamente aceptables. Un "derivado farmacéuticamente aceptable" significa cualquier sal, éster, sal de un éster u otro derivado, farmacéuticamente aceptable, de un compuesto de esta invención que, al administrarse a un receptor, sea capaz de proporcionar (directamente o indirectamente) un compuesto de esta invención o uno de sus metabolitos o residuos inhibidoramente activos. Derivados particularmente favorables son los que incrementan la biodisponibilidad de los compuestos de esta invención cuando tales compuestos se administran a un mamífero (por ejemplo, dejando que un compuesto oralmente administrado se absorba más fácilmente en la sangre) o que mejoran el aporte del compuesto precursor a un compartimento biológico (por ejemplo, el cerebro o el sistema linfático) con relación a la especie precursora.

Sales farmacéuticamente aceptables de los compuestos de esta invención incluyen las derivadas de ácidos y bases inorgánicos y orgánicos farmacéuticamente aceptables. Ejemplos de ácidos adecuados incluyen ácidos clorhídrico, bromhídrico, sulfúrico, nítrico, perclórico, fumárico, maleico, fosfórico, glicólico, láctico, salicílico, succínico, tolueno-p-sulfónico, tartárico, acético, cítrico, metanosulfónico, etanosulfónico, fórmico, benzoico, malónico, naftaleno-2-sulfónico y bencenosulfónico. Otros ácidos, tales como el oxálico, aunque no son ellos mismos farmacéuticamente aceptables, pueden emplearse en la preparación de sales útiles como productos intermedios para obtener los compuestos de la invención y sus sales por adición de ácidos farmacéuticamente aceptables.

Sales derivadas de bases apropiadas incluyen sales de metales alcalinos (por ejemplo, sodio), metales alcalinotérreos (por ejemplo, magnesio), amonio y N-(alquilo C_{1-4})_{4}^{+}.

Los compuestos de esta invención contienen uno o más átomos de carbono asimétricos y así se presentan como racematos y mezclas racémicas, enantiómeros simples, mezclas diastereoisómeras y diastereoisómeros individuales. Todas estas formas isómeras de estos compuestos se incluyen expresamente en la presente invención. Cada carbono estereogénico puede ser de la configuración R o S. Aunque los compuestos específicos ejemplificados en esta solicitud pueden representarse en una configuración estereoquímica particular, también se prevé la estereoquímica opuesta en cualquier centro quiral dado o sus mezclas.

Combinaciones de sustituyentes y variables previstas por esta invención son sólo las que dan como resultado la formación de compuestos estables. El término "estable", según se usa aquí, se refiere a compuestos que poseen una estabilidad suficiente para permitir la fabricación y que mantiene la integridad del compuesto durante un período de tiempo suficiente para ser útil para los propósitos detallados aquí (por ejemplo, la administración terapéutica o profiláctica a un mamífero o para usar en aplicaciones de cromatografía de afinidad). Típicamente, tales compuestos son estables a una temperatura de 40ºC o menos, en ausencia de humedad u otras condiciones químicamente reactivas, durante al menos una semana.

Los compuestos de la presente invención pueden usarse en la forma de sales derivadas de ácidos inorgánicos u orgánicos, incluidas entre tales sales de ácido, por ejemplo, están las siguientes: acetato, adipato, alginato, aspartato, benzoato, bencenosulfonato, bisulfato, butirato, citrato, canforato, canforsulfonato, ciclopentanopropionato, digluconato, dodecilsulfato, etanosulfonato, fumarato, glucoheptanoato, glicerofosfato, hemisulfato, heptanoato, hexanoato, hidrocloruro, hidrobromuro, hidroyoduro, 2-hidroxietanosulfonato, lactato, maleato, metanosulfonato, 2-naftalenosulfonato, nicotinato, oxalato, pamoato, pectinato, persulfato, 3-fenilpropionato, picrato, pivalato, propionato, succinato, tartrato, tiocianato, tosilato y undecanoato.

Esta invención también prevé la cuaternización de cualesquiera grupos que contienen nitrógeno básico de los compuestos descritos aquí. El nitrógeno básico puede cuaternizarse con cualesquiera agentes conocidos para los expertos normales en la especialidad, incluyendo, por ejemplo, haluros de alquilo inferior, tales como cloruro, bromuros y yoduros de metilo, etilo, propilo y butilo, sulfatos de dialquilo incluyendo sulfatos de dimetilo, dietilo, dibutilo y diamilo; haluros de cadena larga tales como cloruros, bromuros y yoduros de decilo, laurilo, miristilo y estearilo; y haluros de aralquilo incluyendo bromuros de bencilo y fenetilo. Pueden obtenerse productos solubles o dispersables en agua o aceite mediante tal cuaternización.

Debe entenderse que los compuestos de esta invención pueden modificarse al anexionar grupos químicos apropiados para mejorar propiedades biológicas selectivas. Tales modificaciones son conocidas en la especialidad e incluyen las que incrementan la penetración biológica en un compartimento biológico dado (por ejemplo, sangre, sistema linfático, sistema nervioso central), incrementan la disponibilidad oral, incrementan la solubilidad para permitir la administración mediante inyección, alteran el metabolismo y alteran la velocidad de excreción.

También debe entenderse que los compuestos de esta invención pueden adoptar una variedad de formas de conformación e iónicas en solución, en composiciones farmacéuticas e in vivo. Aunque las presentes representaciones de los compuestos específicos de esta invención son de conformaciones y formas iónicas particulares, otras conformaciones y formas iónicas de esos compuestos son previstas y abarcadas por esas representaciones.

Una descripción detallada adicional de los restos IEM, PBM, MM, MS se presenta posteriormente. Debe entenderse que los compuestos de esta invención se obtienen al seleccionar entre las diversas estructuras de los restos enseñados aquí e incorporarlas en los compuestos finales.

A. Resto mejorador de la imagen (IEM)

El IEM puede ser cualquier producto químico o sustancia que proporcione la señal o el contraste en la formación de imágenes. Cuando los agentes de contraste de esta invención se unen a una proteína, hay un cambio en la característica de señal del IEM que es detectable mediante el detector externo. Para una formación de imágenes óptima, este puede ser un cambio en la absorbancia, la reflectancia, la fluorescencia, un incremento o una disminución en el número de picos de absorbancia o cualquier cambio en sus máximos de longitud de onda, o cualquier otro cambio que mediante detección externa corresponda a un IEM unido. De forma similar, para el MRI, este puede ser un cambio en las velocidades de relajación inducidas de protones del agua (1/T_{1} o 1/T_{2}) o cualesquiera otros núcleos próximos, o un desplazamiento de uno o más tipos o una alteración en la intensidad de señal del espectro de NMR del IEM o picos que aparecen desde los núcleos en el sitio de unión para el PBM.

Para los propósitos de esta solicitud, se entiende que "MRI" incluye técnicas de espectroscopía de resonancia magnética. Las señales generadas mediante espectroscopía de resonancia magnética proporcionan generalmente información en la forma de un desplazamiento químico (\delta, en unidades de ppm) en lugar de imágenes tridimensionales. El desplazamiento químico de un núcleo particular se relaciona con su ambiente químico. Cuando un profármaco se bioactiva, el desplazamiento químico de los núcleos dentro del profármaco se alterará.

Cada IEM comprende un complejo entre al menos un agente quelante orgánico cíclico o acíclico fisiológicamente compatible y uno o más iones metálicos con números atómicos 13, 21-34, 39-42, 44-50 ó 57-83. Iones metálicos paramagnéticos preferidos para MRI incluyen aquellos con números atómicos 21-29, 42, 44 ó 57-83.

Si el IEM es un quelato metálico, el quelato metálico no debe disociarse en un grado significativo durante el paso del agente de formación de imágenes a través del cuerpo, incluyendo un tejido en el que pueda sufrir biomodificación. La liberación significativa de iones metálicos libres puede dar como resultado un MRI grande o alteraciones de la señal óptica, pero también puede estar acompañado por toxicidad, lo que solo sería aceptable en tejidos patológicos. Se prefiere que la bioactivación no comprometa significativamente la estabilidad del quelato de modo que el complejo metálico pueda permanecer intacto y excretarse. Para complejos en los que la labilidad cinética es baja, es deseable una alta estabilidad termodinámica (una constante de formación preferiblemente de al menos 10^{15} M^{-1} y más preferiblemente al menos 10^{20} M^{-1}) para minimizar la disociación y su toxicidad concomitante. Para complejos en los que la labilidad cinética es comparativamente superior, la disociación puede minimizarse con una constante de formación inferior, es decir, preferiblemente 10^{10} M^{-1} o superior.

Las constantes de formación de complejos de coordinación conocidos son generalmente menores que 10^{60} y más típicamente en el intervalo de 10^{15} a 10^{40}. Complejos de coordinación con constantes de formación adecuadas incluyen hierro-enterobactina (constante de formación 10^{52}; W.R. Harris y otros, J. Am. Chem. Soc. (1981), 103, p. 2667), hierro-MECAMS (constante de formación 10^{41}; W.R. Harris y otros, J. Am. Chem. Soc. (1979), 101, p. 2213), gadolinio-ácido dietilentriaminopentaacético ("DTPA") (constante de formación 10^{22, 46}; D.L. Wright y otros, Anal. Chem. (1965), 37, pp. 884-892), gadolinio-ácido 1,4,7,10-tetraazaciclotetradeceno-1,4,7,10-tetraacético ("DOTA") (constante de formación 10^{25, 3}; K. Kumar y otros, Inorganic Chemistry (1993), 32, pp. 587-593), gadolinio-DTPA-BMA (constante de formación 10^{16, 9}; W.P. Cacheris y otros, Mag. Res. Imag. (1990), 8 pp. 467-481) y gadolinio-EDTA (constante de formación 10^{17, 3}; D.L. Wright y otros, Anal. Chem. (1965) 37, pp. 884-892). Las formulaciones de gadolinio DTPA, -DOTA y -DTPA-BMA se usan clínicamente como agentes de contraste de MRI.

La toxicidad también es una función del número de sitios de coordinación abiertos en el complejo. Cuantos menos sitios de coordinación, existe menos tendencia, generalmente, para que el agente quelante libere la sustancia paramagnética. Preferiblemente, por lo tanto, el complejo contiene dos, uno o cero sitios de coordinación abiertos. La presencia de más de dos sitios abiertos en general incrementará inaceptablemente la toxicidad mediante la liberación del ion metálico in vivo.

Para mejorar eficazmente las imágenes de MRI, el complejo es capaz preferiblemente de mejorar las velocidades de relajación 1/T_{1} (longitudinal o espín-red) y/o 1/T_{2} (transversal o espín-espín) de protones del agua y otros núcleos de formación de imágenes o espectroscópicos, incluyendo protones, P-31, C-13, Na-23 o F-19 u otras biomoléculas o biomarcadores inyectados. Las capacidades de relajación R_{1} y R_{2} se definen como la capacidad para incrementar 1/T_{1} o 1/T_{2}, respectivamente, por mM de ion metálico; las unidades son mM^{-1}s^{-1}. Para la forma más común de MRI clínica, MRI de protones del agua, la capacidad de relajación es óptima cuando el ion paramagnético unido al ligando quelante todavía tiene uno o más sitios de coordinación abiertos para el intercambio de agua. Véase S.M. Rocklage y otros "Contrast Agents in Magnetic Resonance", Magnetic Resonance Imaging, Segunda Edición, Volumen 1, Capítulo 14, (1992), Mosby-Year Book, Inc.; R.B. Lauffer, Chemical Reviews (1987), 87, pp. 901-927.

Además de incrementar la 1/T_{1} o 1/T_{2} de núcleos de los tejidos a través de interacciones dipolo-dipolo, los agentes de MRI pueden afectar a otras dos propiedades magnéticas y así ser útiles clínicamente:

1) una partícula de hierro o un quelato metálico de alta susceptibilidad magnética, particularmente quelatos de Dy, Gd o Ho, puede alterar la intensidad de las señales de MRI del tejido al crear gradientes de susceptibilidad magnética microscópicos. Véase A. Villringer y otros, Magn. Reson. Med. (1988), 6, pp. 164-174. No se requieren sitios de coordinación abiertos sobre un quelato para esta aplicación.

2) una partícula de hierro o un quelato metálico también puede usarse para desplazar la frecuencia de resonancia de protones del agua u otros núcleos de formación de imágenes o espectroscópicos, incluyendo protones, P-31, C-13, Na-23 o F-19, sobre el agente inyectado o la proteína a la que se une. Aquí, dependiendo del núcleo y la estrategia usados, pueden emplearse de 0 a 3 sitios de coordinación abiertos.

El metal paramagnético preferido se selecciona del grupo que consiste en Gd(III), Fe(III), Mn(II) y Mn(III), Cr(III), Cu(II), Dy(III), Tb(III), Ho(III), Er(III) y Eu(III). El más preferido es Gd(III).

El ligando quelante orgánico debe ser fisiológicamente compatible. El tamaño molecular del ligando quelante debe ser compatible con el tamaño del metal paramagnético. Así, el gadolinio (III), que tiene un radio iónico del cristal de 0,938 \ring{A}, requiere un ligando quelante mayor que el hierro (III), que tiene un radio iónico del cristal de 0,64 \ring{A}.

Muchos ligandos quelantes adecuados para agentes de MRI son conocidos en la especialidad. Pueden usarse para quelatos metálicos para otras formas de formación de imágenes biológica. Para la formación de imágenes por MRI, IEMs preferidos incluyen:

2

Se sabe en la especialidad que el Gd^{3+} puede ser sustituido por otros metales en ciertas aplicaciones.

También se contempla que el IEM puede comprender una sal farmacéuticamente aceptable. Sales farmacéuticamente aceptables de esta invención incluyen las derivadas de ácidos y bases inorgánicos u orgánicos. Incluidas entre tales sales de ácido están las siguientes: acetato, adipato, alginato, aspartato, benzoato, bencenosulfonato, bisulfato, butirato, citrato, canforato, canforsulfonato, ciclopentanopropionato, digluconato, dodecilsulfato, etanosulfonato, fumarato, glucoheptanoato, glicerofosfato, hemisulfato, heptanoato, hexanoato, hidrocloruro, hidrobromuro, hidroyoduro, 2-hidroxietanosulfonato, lactato, maleato, metanosulfonato, 2-naftalenosulfonato, nicotinato, oxalato, pamoato, pectinato, persulfato, 3-fenilpropionato, picrato, pivalato, propionato, succinato, tartrato, tiocianato, tosilato y undecanoato. Sales de bases incluyen sales de amonio, sales de metal alcalino, tales como sales sódicas y potásicas, sales de metales alcalinotérreos, tales como sales cálcicas, magnésicas y de zinc, sales con bases orgánicas, tales como sales de diciclohexilamina, N-metil-D-glucamina, y sales con aminoácidos tales como arginina, lisina, etc. Además, los grupos que contienen nitrógeno básico pueden cuaternizarse con agentes tales como haluros de alquilo inferior, tales como cloruro, bromuro y yoduros de metilo, etilo, propilo y butilo; sulfatos de dialquilo, tales como sulfatos de dimetilo, dietilo, dibutilo y diamilo, haluros de cadena larga tales como cloruros, bromuros y yoduros de decilo, laurilo, miristilo y estearilo, haluros de aralquilo, tales como bromuros de bencilo y fenetilo, y otros. Se obtienen de ese modo productos solubles o dispersables en agua o aceite. Las sales preferidas de IEM son las sales de N-metil-D-glucamina, calcio y sodio.

B. Resto que se une a proteína (PBM)

El PBM de los agentes de contraste de esta invención contribuye a la unión de los agentes a una o más proteínas dentro del tejido que contiene la bioactividad. Esta unión no covalente debe ser suficientemente fuerte y el número total de sitios de unión para el PBM suficientemente grande de modo que se genere contraste entre tejidos que tienen diferentes niveles de bioactividad elegida.

Ejemplos de PBMs adecuados incluyen: fármacos, moléculas orgánicas lipófilas o anfifílicas, porfirinas, ligandos receptores, esteroides, lípidos, hormonas, péptidos, proteínas, oligonucleótidos (DNA, RNA o sus versiones químicamente modificadas), anticuerpos (incluyendo versiones monoclonales y genéticamente manipuladas y sus fragmentos) u otras biomoléculas o sustancias que se sabe que se unen a una o más proteínas en el tejido que contiene la bioactividad y del que se desean formar imágenes.

PBMs preferidos son los que se unen reversiblemente a proteínas en el plasma, el espacio intersticial (el fluido entre las células) o el espacio intracelular. Aunque podría usarse cualquier biomolécula o sustancia que se uniera a una proteína, las más útiles son las que se unen a proteínas que existen en concentración alta o tienen un gran número de sitios de unión para la biomolécula o la sustancia. Esto permite la capacidad de "atrapar" temporalmente el gran número de agentes modificados producidos catalíticamente por la bioactividad. La naturaleza reversible de la unión incrementa la probabilidad de que los agentes se excreten finalmente, una propiedad muy deseable para los agentes de formación de imágenes.

Ejemplos de proteínas preferidas son: albúmina de suero humano (HSA) (0,7 mM en plasma, concentraciones inferiores en el espacio intersticial); proteína que se une a ácidos grasos (FABP; también conocida como proteína Z o proteína A) (alrededor de 0,1 mM en las células primarias del hígado, el riñón, el corazón y otros tejidos); glutationa-S-transferasa (GST, también conocida como ligandina), (alrededor de 0,1 mM en las células primarias del hígado, el riñón, el corazón y otros tejidos); glicoproteína ácida alfa 1 (AAG, PM 41.000) (0,55 g-1,4 g/l) y lipoproteínas (concentradas en la placa aterosclerótica). Otros ejemplos preferidos incluyen las proteínas estructurales de la matriz extracelular (colágenos, laminina, elastina, fibronectina, entactina, vitronectina), amiloide (incluyendo la proteína amiloide beta-2 (A4) de la enfermedad de Alzheimer), ceroide (o lipofuscina) y glicoproteína (por ejemplo, osteonectina, tenascina y tromboespondina).

Una proteína más preferida para agentes de contraste cargados positivamente o agentes de contraste que contienen PBMs básicos es glicoproteína ácida alfa 1 (AAG). Los niveles plasmáticos de esta proteína de fase aguda positiva varían significativamente con el estado de enfermedad. Por ejemplo, las concentraciones de AAG se incrementan de dos a cuatro veces después de estímulos inflamatorios y los niveles plasmáticos de AAG se han sugeridos como un adyuvante de pronóstico para el glioma, el carcinoma de mama mestatático y otros, una infección neonatal y el dolor crónico. Se han apreciado niveles elevados en la aterosclerosis, la enfermedad de Chron, el infarto de miocardio, la nefritis y las infecciones bacterianas, virales y postoperatorias. Ligandos que se unen a AAG incluyen numerosos fármacos básicos, tales como propanolol (K_{a} = 11,3x10^{5}), imipramina (K_{a} = 2,4x10^{5}) y clorpromacina (K_{a} = 35,4x10^{5}), que por lo tanto pueden emplearse como PBMs.

Los ligandos para HSA, FABP y GST son PBMs más preferidos ya que estos tienden a ser neutros con grupos cargados negativamente parciales (por ejemplo, un éster, una amida o un oxígeno de carbonilo cetónico); tales compuestos son, en general, menos tóxicos que las moléculas cargadas positivamente. Para agentes activados diseñados para unirse a FABP o GST, se prefieren PBMs de cadena larga hidrófobos que imitan a los ligandos naturales (tales como el ácido palmítico) o PBMs que contienen anillo (tales como verde de indocianina).

De estas tres proteínas, la HSA se prefiere mucho ya que los ligandos para HSA, a diferencia de los ligandos para FABP y GST, no requieren captación intracelular antes de la unión. No necesita haber captación intracelular de ligandos para HSA ya que la HSA está presente en cantidades sustanciales en muchos ambientes fluidos extracelulares incluyendo el plasma, el espacio intersticial de tejidos normales y cancerosos, el fluido sinobial, el fluido espinal cerebral y el fluido inflamatorio o de abscesos. En muchos tejidos patológicos, tales como tumores, inflamación, placa aterosclerótica o las paredes de arterias ateroscleróticas, los capilares son permeables, dando como resultado niveles de HSA localizados todavía superiores.

Otra razón por la que la HSA se prefiere mucho es que cada molécula de proteína tiene un número grande de sitios de unión a ligandos. Véase U. Kragh-Hansen, Pharm. Rev. (1981), 33, pp. 17-53; X.M. He y otros, Nature (1992), 358, pp. 209-215; D.C. Carter, Adv. Protein. Chem. (1994), 45, pp. 153-203.

El diseño de PBMs adecuados se analiza en la Patente de EE.UU. Nº 4.880.008 y en la solicitud de EE.UU. Nº de Serie 08/382.317 (presentada el 1 de Febrero de 1995), publicada como WO96/23526. Para la unión a HSA, una amplia gama de sustancias hidrófobas o anfifílicas funciona como el PBM. Estas incluyen, pero no se limitan a, grupos alifáticos, alcoxi o alquiltio, alquilcarbonilo, alquilcarboniloxi, arilo o heterocíclicos con de 1 a 60 carbonos y, opcionalmente, uno o más sustituyentes nitrógeno, oxígeno, azufre, halógeno, amida alifática, éster, sulfonamida, acilo, sulfonato, fosfato, hidroxilo u organometálicos.

Alternativamente, el PBM puede ser un péptido que contiene residuos de aminoácido hidrófobos y/o sustituyentes con o sin grupos de terminación hidrófobos o hidrófilos.

Es probable que la adición de grupos lipófilos a un agente de contraste disminuya la solubilidad del agente. Para retener una solubilidad eficaz del agente de contraste a niveles de dosificación químicamente eficaces o superiores, puede preferirse incorporar uno o más grupos que se unen a hidrógeno (oxígeno, nitrógenos, etc.) al PBM.

Aunque pueden usarse grupos puramente alifáticos como PBMs, estos pueden no ser tan preferidos como los grupos alifáticos-arilo mixtos o grupos puramente arilo. Especialmente cuando una carga negativa está ligada al extremo de grupos alifáticos largos y flexibles, los agentes de contraste tienden a romper las interacciones entre proteínas y lípidos de membrana. Esto puede incrementar la toxicidad del agente. Así, se prefiere que el PBM contenga al menos un anillo de arilo.

En el caso de agentes de MRI unidos a HSA para la mejora tisular, es preferible que el agente de contraste contenga dos o más grupos lipófilos para inmovilizar completamente el agente cuando se une a la proteína. Estos grupos pueden estar sobre un PBM, o como dos o más grupos químicos separados ligados al agente de contraste. Debido a su naturaleza voluminosa y su rigidez, es altamente preferible que los dos o más grupos contengan cada uno un anillo de arilo, con los dos o más anillos dispuestos en una orientación rígida no plana.

PBMs preferidos adecuados para la incorporación en los agentes de contraste de profármaco de esta invención incluyen las siguientes estructuras:

3

30

en las que R comprende un grupo alifático y/o al menos un anillo de arilo, o comprende un péptido que contiene residuos de aminoácido hidrófobos y/o sustituyentes con o sin grupos de terminación hidrófobos o hidrófilos.

Los fenómenos de resonancia magnética son complejos y diferentes materiales paramagnéticos alteran la señal de MRI en diversos grados. Véase R.B. Lauffer, Chemical Reviews (1987), 87, pp. 901-927. Una medida cuantitativa de la capacidad de un agente de contraste para relajar diversos protones, y por consiguiente afectar a la imagen de MRI, es proporcionada por su capacidad de relajación. La capacidad de relajación es la dependencia de la intensidad de señal de los protones del agua sobre la concentración de ion metálico paramagnético en solución. La capacidad de relajación se define como la relajación T_{1} o T_{2} inducida por unidad de tiempo (R_{1} o R_{2} en unidades de mM^{-1} s^{-1}) observada para un agente de contraste, donde la concentración del agente se expresa en milimoles (mM).

Las propiedades físicas de un complejo de gadolinio afectan a la capacidad de relajación del agente de contraste. El número de moléculas de agua unidas al complejo de gadolinio, la velocidad de intercambio de la molécula de agua con solución en masa, el tiempo de relajación de los siete electrones desapareados y el tiempo de caída rotacional (conocido como el tiempo de correlación rotacional) del agente de contraste en solución contribuyen todos a la capacidad de relajación observada global. La alteración en estas propiedades físicas puede alterar drásticamente la capacidad de relajación. Por ejemplo, la unión de quelatos de gadolinio de pequeño peso molecular a macromoléculas grandes frena el tiempo de caída rotacional e incrementa la mejora de relajación en factores de 3 a 10. La unión del agente de contraste a la proteína hace que las fluctuaciones magnéticas entre el ion paramagnético y los protones del agua se produzcan en la misma escala temporal que la frecuencia de Larmor, generando la relajación longitudinal (T_{1}) más eficaz posible y la capacidad de relajación más alta posible. Así, la unión no covalente de agentes de contraste de MRI a macromoléculas grandes, tales como proteínas, es un modo eficaz de incrementar la señal de MRI. El contraste de imágenes se genera entre áreas que tienen diferentes niveles de unión no covalente de un agente activado.

Para generar contraste relacionado con la bioactividad entre tejidos normales y anormales, debe existir una diferencia sustancial entre la afinidad de unión a proteínas del profármaco y la del agente bioactivado. La afinidad de unión del profármaco es deseablemente 80% o menos de la afinidad de unión del agente activado. Por ejemplo, si el agente activado está 90% unido a una proteína dentro de un tejido que contiene la bioactividad bajo condiciones fisiológicamente pertinentes (es decir, concentración de agente de contraste en plasma 0,01-10 mM para MRI y formación de imágenes ópticas), el profármaco debe estar 72% unido o menos bajo las mismas condiciones. Se prefiere que el profármaco exhiba 50% o menos de la afinidad de unión del agente activado, se prefiere más 40% o menos, se prefiere aún más 30% o menos, se prefiere aún más 20% o menos, y lo que más se prefiere es 10% o menos.

En la MRI, el contraste relacionado con la bioactividad entre tejidos normales y anormales puede manifestarse como un cambio en las velocidades de relajación inducidas (1/T_{1} o 1/T_{2}) de protones del agua, o las capacidades de relajación, R_{1} y R_{2}. En la presente invención, la capacidad de relajación R_{1} del profármaco es deseablemente 80% o menos de la R_{1} del agente bioactivado. Preferiblemente, la capacidad de relajación R_{1} del profármaco es 50% o menos de la capacidad de relajación R_{1} del agente bioactivado, más preferiblemente 20% o menos y lo más preferiblemente 10% o menos.

La unión a proteínas de agentes de contraste puede determinarse in vitro mediante diálisis en equilibrio o ultrafiltración usando una concentración de proteína fisiológicamente pertinente en tampón. Véase, G.N. Rolinson y R. Sutherland, British J. Pharmac. Chemoter. (1965), 25, p. 638 (ultrafiltración); D. Glick, Methods Biochem. Anal. (1956), 3 p. 265 (diálisis en equilibrio). Las medidas de unión a proteínas indicadas en esta aplicación se determinan mediante ultrafiltración usando albúmina de suero humano al 4,5% (p/p) en solución salina tamponada con fosfato (NaCl 0,15, fosfato 10 mM, pH 7,4). Preferiblemente, al menos 10%, y más preferiblemente al menos 50%, y aún más preferiblemente al menos 80%, y lo más preferiblemente al menos 95%, de un agente de contraste que se une a proteína activado se unirá a la proteína bajo condiciones fisiológicamente pertinentes. En esta aplicación, la medida del porcentaje de unión del agente de contraste a HSA tiene un error de aproximadamente +/- 5%. La unión proteínica a otras proteínas o a suero puede determinarse de un modo similar.

El grado hasta el que un agente se ha ajustado para la capacidad de relajación máxima puede determinarse al medir la capacidad de relajación unido (R_{1}-unido) en presencia de HSA. Esto requiere medir la capacidad de relajación del quelato libre (R_{1}-libre) así como la capacidad de relajación (R_{1}-observado) y el porcentaje de unión del agente en HSA al 4,5%. La R_{1}-observada es un promedio ponderado de fracción molar de R_{1}-libre y R_{1}-unido:

R_{1}-observado = (fracción-libre * R_{1}-libre) + (fracción-unido * R_{1}-unido)

Así:

R_{1}-unido = \frac{[R_{1}-observado - (fracción-libre \ \text{*} \ R_{1}-libre)]}{fracción-unido}

La unión a proteína de ligandos también puede evaluarse teóricamente. Para una clase común de ligandos, la afinidad de unión a HSA y otras proteínas se incrementará generalmente con la hidrofobia del PBM. Estimaciones teóricas de la hidrofobia de un sustituyente tal como PBM pueden obtenerse calculando la contribución al logaritmo del coeficiente de reparto de octanol-agua (u octanol-tampón) (log P) para el propio PBM usando la constante \pi de Hansch para los sustituyentes. Véanse A. Leo y C. Hansch, "Partition Coefficients and their Uses", Chemical Reviews, 71, pp. 525-616 (1971); K.C. Chu, "The Quantitative Analysis of Structure-Activity Relationships", Burger's Meidicinal Chemistry, Parte 1, pp. 393-418, (4ª ed. 1980). La afinidad de unión se incrementará con contribuciones crecientes del log P. Por ejemplo, para sustituyentes en grupos alifáticos, pueden usarse las siguientes constantes \pi:

Grupo		n-alifático
CH_{3}		0,50
Fenilo		2,15

Para sustituyentes en grupos arilo, pueden usarse las siguientes constantes^{1}:

Grupo		n-alifático
CH_{3}		0,56
CH_{2}-CH_{3}		1,02
Fenilo		1,96
C(CH_{3})_{3}		1,98

Así, la contribución del log P para un grupo p-metilbencilo ligado a un IEM se calcularía como sigue (usando el valor del ^{1}-alifático para CH_{3} como una estimación para el grupo -CH_{2}-):

contribución de log P = 0,50 + 2,15 + 0,56 = 3,21

La contribución de log P para un grupo p-[4-(t-butil)fenil]bencilo ligado a un IEM se calcularía como sigue (usando el valor del \pi-alifático para CH_{3} como una estimación para el grupo -CH_{2}-):

contribución de log P = 0,56 + 2,15 + 2,15 + 1,98 = 6,84

En la unión a HSA, se requiere una contribución del log P mínima de 2 (equivalente a cuatro grupos CH_{3} o un anillo de fenilo) para alcanzar una unión significativa). Se prefiere más una contribución de log P de 4 o más. Se prefiere aún más una contribución de log P de 6 o más.

En la formación de imágenes óptica, la invención requiere que exista una diferencia medible entre las propiedades ópticas del profármaco no unido a proteína y el agente de contraste unido a proteína bioactivado. Por ejemplo, la absorbancia máxima del verde de indocianina se desplaza desde 770-780 hasta 790-805 nm durante la unión a proteínas en plasma o sangre. Esta diferencia se usa para detectar la bioactividad mediante formación de imágenes o detectar el agente de formación de imágenes óptica activado unido a proteína. Como en el caso de la MRI, el uso de un profármaco bioactivado del agente óptico incrementa la especificidad del agente.

C. Sitio de modificación (MS)

El dominio del sitio de modificación (MS) sobre el profármaco se altera mediante la bioactividad específica de la que se desean formar imágenes. Esa alteración, que es una biotransformación (enzimática o de otro modo), tal como rotura de enlaces, formación de enlaces, oxidación, reducción o protonación/desprotonación, da como resultado la generación de un agente bioactivado. El MS puede ser una parte inherente del IEM o el PBM (con tal de que no afecte adversamente a sus funciones individuales) o puede constituir un sustituyente separado. Un experto en la especialidad reconocerá las estructuras químicas del MS que son capaces de ser alteradas por la bioactividad.

Cada MS es, independientemente, un sitio de modificación que comprende al menos un enlace capaz de ser alterado in vivo por una enzima o que es un enlace directo entre PBM y MM o entre IEM y MM.

Enzimas útiles para modificar los profármacos de esta invención son las expresadas en mamíferos o en microorganismos infecciosos (bacterias, levaduras, virus, etc.) que promueven la modificación o la rotura de uno o más enlaces en el profármaco. La expresión de moléculas de enzima y sus inhibidores in vivo asociados es muy sensible al tipo de tejido o su estado. Sitios de modificación altamente preferidos son los que son alteradas por enzimas que tienen niveles elevados de actividad en pacientes que tienen enfermedades inflamatorias, una enfermedad infecciosa, cáncer, aterosclerosis, trombosis, infarto de miocardio, artritis reumatoide, osteoartritis, endometriosis, enfermedad periodontal, una enfermedad autoinmune, etc. En el caso de la bioactividad enzimática, la estructura química del MS debe estar estrechamente relacionada con la de los sustratos naturales u óptimos para la enzima. Los sustratos naturales u óptimos son bien conocidos y se describen en la literatura o pueden identificarse mediante técnicas bioquímicas estándar.

Sitios de modificación preferidos incluyen los que se rompen mediante la clase EC de enzimas conocidas como Hidrolasas (EC 3.1.*.* a EC 3.99.*.*). Estos sitios de modificación consisten en enlaces carbono-oxígeno, carbono-nitrógeno, fósforo-oxígeno, carbono-carbono y otros que se rompen hidrolíticamente por la acción de la enzima apropiada. Sitios de modificación más preferidos incluyen enlaces fósforo-oxígeno, que son hidrolizados por enzimas conocidas como fosfatasas (EC.3.1.3.*) (Clase, Hidrolasa; subclase, esterasa; sub-subclase, fosfomonoesterasa). Ejemplos específicos de enzimas fosfatasa y sus nombres comunes se listan en la Tabla I más adelante.

TABLA I

Número EC	Nombre Común	Otros Nombres
EC 3.1.3.1	Fosfatasa Alcalina	Fosfomonoesterasa alcalina;
		fosfomonoesterasa glicerofosfatasa
EC 3.1.3.2	Fosfatasa Ácida	Fosfomonoesterasa ácida;
		fosfomonoesterasa glicerofosfatasa

Un ejemplo específico de un sitio MS de fósforo-oxígeno es el que está contenido en el agente de contraste de MRI de profármaco 1. Tales derivados de monoéster de fosfato son rápidamente hidrolizados por fosfatasa alcalina para generar un alcohol (o fenol) y fosfatasa (PO_{4}^{2-}) como productos. En este caso específico, el profármaco de monoéster de fosfato 1 se une a HSA menos fuertemente que su producto de rotura enzimática, el alcohol correspondiente. La relevancia clínica de enzimas que actúan como sitios MS de fósforo-oxígeno se ejemplifica mediante el caso de la fosfatasa ácida, que tiene niveles elevados en pacientes con cáncer de próstata y se ha usado intensivamente en el diagnóstico, la determinación de estadios y el control del cáncer de próstata durante décadas.

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Sitios de modificación preferidos adicionales incluyen los que se rompen mediante sulfatasas (EC 3.1.6.*; Clase, Hidrolasa; subclase, esterasa; sub-subclase, sulfatasa), enzimas que rompen enlaces azufre-oxígeno. La actividad de esteroide sulfatasa es particularmente alta en tumores de mama y juega un papel en la regulación de la formación de estrógenos dentro de tumores. Un listado de sulfatasas capaces de alterar sitios MS de sulfato y sus números EC se lista en la Tabla II más adelante.

TABLA II

Número EC	Nombre Común	Otros Nombres
EC 2.8.2.4	Estrona sulfatasa	Estrona sulfotransferasa
EC 2.8.2.15	Esteroide sulfotransferasa
EC 3.1.6.2	Esterilsulfatasa
EC 3.1.5.1	Arilsulfatasa	Sulfatasa
EC 3.1.6.4	N-acetilgalactosamina-6-sulfatasa
EC 3.1.6.11	Disulfoglucosamina-6-sulfatasa
EC 3.1.6.18	Glucuronato-2-sulfatasa
EC 3.1.6.6	Colina-sulfatasa
EC 3.1.6.8	Cerebrósido-sulfatasa
EC 3.1.6.9	Condro-4-sulfatasa
EC 3.1.6.10	Condro-6-sulfatasa
EC 3.1.6.12	N-acetilgalactosamina-4-sulfatasa
EC 3.1.6.13	Iduronato-2-sulfatasa
EC 3.1.6.16	Monometil-sulfatasa
EC 3.1.6.17	D-lactato-2-sulfatasa

MSs altamente preferidos son enlaces peptídicos carbono-nitrógeno que son hidrolizados por una subclase de enzimas hidrolasa tales como proteinasas (EC 3.4.*.*). Estas enzimas hidrolizan un enlace amida para formar dos productos de rotura, una amina y un ácido carboxílico, uno de los cuales permanece ligado al agente bioactivado. El MS se diseña para imitar a un sustrato peptídico natural u óptimo para la actividad enzimática específica con la que han de formarse imágenes.

MSs peptídicos de carbono-nitrógeno especialmente preferidos son los que son hidrolizados por serina proteasas (EC 3.4.21.*; Clase, Hidrolasa; subclase, peptidasa; sub-subclase, serina endopeptidasa). La actividad de las serina proteasas se ha relacionado con el cáncer de mama primario, la progresión de tumores que conduce a metástasis en el cáncer de mama, la activación de la coagulación en pacientes con cáncer de pulmón, cáncer pancreático, pancreatitis grave y cáncer de próstata. Un MS útil para agentes de diagnóstico para el cáncer de próstata es uno que está alterado por antígeno específico de la próstata (PSA), una glicoproteína de serina proteasa (30-34 kDa) producida exclusivamente por tejido prostático. El PSA exhibe actividad enzimática típica de las peptidasas quimotripsina y tripsina, y su sustrato fisiológico parece ser proteína de vesícula seminal de alta masa molecular (HMM-SV-proteína). El PSA es extremadamente útil para controlar la terapia, particularmente la prostatectomía, debido a que su presencia se disminuye hasta casi cero después de la extirpación de la próstata. Un aumento lento en el PSA después de la prostatectomía indica que no se extirpa la totalidad de la próstata o que metástasis de nódulos linfáticos están presentes y produciendo el antígeno. La concentración de PSA también es proporcional a la carga de tumor o el potencial maligno y cambia rápidamente en respuesta a la terapia. Un listado de enzimas serina proteasas y sus nombres comunes se lista en la Tabla III más adelante.

TABLA III

Número EC	Nombre Común	Otros Nombres
EC 3.4.21.77	Antígeno específico de la próstata	Semenogelasa;
		PSA;
		gamma-seminoproteína;
		seminina
EC 3.4.21.37	Leucocito elastasa	Elastasa liposómica;
		Neutrófilo;
		elastasa;
		Serina proteasa de médula ósea;
		Medulasina
EC 3.4.21.36	Elastasa pancreática	Pancreatopeptidasa E;
		Elastasa pancreática I
EC 3.4.21.76	Mieloblastina	Proteinasa 3
		Autoantígeno de Wegener

Mss preferidos son los que son alterados por metaloproteinasas de matriz (MMPs) (EC 3.4.24.*, subclase, peptidasa; sub-subclase metalendopeptidasa), enzimas que exhiben alta bioactividad en el espacio extracelular, un compartimiento tisular que es fácilmente accesible a los agentes de contraste. Por otra parte, la actividad de MMP se altera por muchas enfermedades. Hasta grados variables, los miembros de la familia de MMP están relacionados con las siguientes enfermedades: cáncer (especialmente en la degradación de la matriz extracelular antes de metástasis), aterosclerosis (especialmente en la degradación de la cápsula fibrosa de la placa aterosclerótica que conduce a la ruptura, trombosis e infarto de miocardio o angina inestable), artritis reumatoide y osteoartritis (destrucción de agrecano y colágeno del cartílago), enfermedad periodontal, inflamación, enfermedad autoinmune, rechazo de trasplante de órganos, ulceraciones (corneal, epidérmica y gástrica), escleroderma, epidermolisis bulosa, endometriosis, enfermedad renal y enfermedad ósea. Enzimas metaloproteinasa específicas y sus nombres comunes se listan en la Tabla IV más
adelante.

TABLA IV

Número EC	Nombre Común	Otros Nombres
EC 3.4.24.23	Matrilisina	MMP-7;
		Matrina;
		Metaloendopeptidasa uterina;
		PUMP-1
EC 3.4.24.7	Colagenasa intersticial	MMP-1;
		Colagenasa de vertebrados;
		Colagenasa de fibroblastos
EC 3.4.24.17	Estromelisina-1	MMP-3;
		Transina;
		Proteoglicanasa
EC 3.4.24.22	Estromelisina-2	MMP-10;
		Transina-2
EC 3.4.24.24	Gelatinasa	MMP-2;
		Gelatinasa de 72 kDa;
		Colagenasa tipo IV
EC 3.4.24.26	Pseudolisina	Pseudomonas en elastasa;
		Metaloproteinasa neutra de
		pseudomonas aeruginosa
EC 3.4.24.34	Colagenasa de neutrófilo	MMP-8

Número EC	Nombre Común	Otros Nombres
EC 3.4.24.35	Gelatinasa B	MMP-9;
		Gelatinasa de 92 kDa;
		Colagenasa tipo V;
		Colagenasa tipo IV de 92 kDa;
		Gelatinasa de macrófago
EC 3.4.24.39	Deuterolisina	Proteasa II de
		penicillium
		Roqqueforti;
		Proteinasa II neutra microbiana;
		Metaloproteinasa ácida

En el caso en el que la bioactividad elegida como diana sea la actividad enzimática expresada por MMP-1, una metaloproteinasa de matriz que se eleva en ciertas enfermedades inflamatorias, un MS preferido es el enlace amídico carbono-nitrógeno que conecta los aminoácidos glicina (Gly) e isoleucina (Ile). Un ejemplo de un profármaco que contiene un sitio MS de enlace amínico Gly-Ile es el profármaco compuesto 2.

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Será evidente para los expertos en la especialidad que otros tipos de MS (por ejemplo, ésteres, éteres) son hidrolizados por enzimas elegidas como diana apropiadas, tales como las clasificadas como esterasas (EC 3.1.*.*) o éter hidrolasas (EC 3.3.*.*) y que, basándose en el conocimiento de la química de la enzima elegida como diana, pueden incorporarse a continuación MSs óptimos en el profármaco.

En algunos casos, es deseable que la alteración del sitio de modificación esté seguida por una segunda reacción química para generar el agente de contraste activado. Se prefieren PBMs neutros o cargados negativamente sobre PBMs cargados positivamente para los agentes que están diseñados para unirse a HSA (véase la Patente de EE.UU. Nº 4.550.008). Así, un método especialmente preferido para la activación de agentes de contraste que se unen a HSA es una reacción química secundaria que contiene un residuo de rotura de MS cargado positivamente en un grupo neutro o cargado negativamente. Esto incrementa la hidrofobia del agente (log P incrementado) y tiende a incrementar la unión a HSA.

D. Resto de enmascaramiento (MM)

Cuando está presente en un profármaco de esta invención, un MM se segmenta del profármaco cuando está bioactivado. Un MM puede ser cualquier resto orgánico o inorgánico que, cuando se incorpora al profármaco en una posición apropiada, disminuye la actividad de unión a proteínas del profármaco en comparación con el agente de contraste bioactivado.

Ejemplos de MMs adecuados incluyen polietilenglicol, dextrano, ácido hialurónico u otras sustancias que alteran la carga o la hidrofobia de la superficie del PBM. Tales materiales se han usado ampliamente para prevenir la interacción de materiales de peso molecular grande (por ejemplo, polímeros, proteínas o liposomas) con superficies celulares en la sangre. Por ejemplo, el polietilenglicol (PEG) ligado a liposomas evita la captación celular en el sistema reticuloendotelial, dando como resultado una circulación prolongada de los liposomas. Véanse D. Paphadjopoulos y otros, Proceedings of the National Academy of Sciences (1991), 88, pp. 11460-11464; T.M. Allen y otros, Biochimica Biophysica Acta (1991), 1066, pp. 29-36.

Para agentes de contraste de profármaco de bajo peso molecular (<5000 Daltons), pueden usarse de forma similar grupos hidrófilos y/o cargados. Tales grupos pueden situarse razonablemente dentro del MM/conector de modo que enmascaren eficazmente la unión a proteínas, y sin embargo se liberen durante la bioactivación, permitiendo así que se exprese la capacidad de unión incrementada del IEM/PBM. Para agentes de contraste que están diseñados para unirse a proteínas del suero tales como HSA después de la bioactivación, grupos hidrófilos y/o cargados tales como hidroxilo, amina (o amonio), amina cuaternaria, ciertos aminoácidos (especialmente lisina, arginina e histidina), sulfóxido, fosfato, sulfato, carboxilato, carbohidrato, azúcar y quelatos metálicos en configuraciones simples o múltiples representan MMs potencialmente eficaces.

Ejemplos de grupos hidrófilos y/o cargados que afectan a la afinidad de unión a HSA se describen en la especialidad. La unión a HSA de agentes de contraste de rayos X yodados es enmascarada por la sustitución razonable de grupos hidroxilo combinada con la eliminación de grupos carboxilato. Por ejemplo, el agente de contraste de rayos X yodipamida se une a HSA con alta afinidad (>98%), mientras que los agentes de contraste de rayos X yodados neutros correspondientes, que se modifican para contener numerosos grupos hidroxilo hidrófilos, se unen a HSA con baja afinidad (>1%). Véase Radiocontrast Agents, M. Sovak, ed., Springer-Verlag, Nueva York (1984), Capítulo 1, "Chemistry of X-Ray Contrast Media", pp. 23-125. De forma similar, se aprecia una reducción de la afinidad de unión a HSA para una serie de derivados de ácido biliar a medida que se incrementa el número de grupos hidroxilo hidrófilos. Así, el ácido litocólico (constante de unión = 2,0x10^{5}) se une más estrechamente que el ácido chenodexocólico (constante de unión = 5,5x10^{4}) que se une más estrechamente que el ácido cólico (constante de unión = 0,3x10^{4}). Véase Roda y otros, J. Lipid Research (1982), 23, pp. 490-495.

Se ha observado que las aminas primarias, secundarias o terciarias situadas apropiadamente reducen la afinidad de unión a HSA de ciertos antibióticos en comparación con fármacos similares que carecen de esta funcionalidad. Este efecto se ilustra mediante datos presentados para algunos nuevos antibióticos, enoxacina y NY-198. Véase E. Okezaki y otros, Drug Metabolism and Disposition (1988), 16, pp. 865-74. Se presentó que la fracción de estos compuestos que se unía a HSA (f_{b}) era 0,35 y 0,28, respectivamente, en comparación con los análogos miloxacina (f_{b} = 0,86) y ácido nalidíxico (f_{b} = 0,71) que carecían de los grupos amina.

Así, la presente invención proporciona el uso de un profármaco para la preparación de un agente de contraste para MRI u óptico que está modificado en un sitio particular y que permite la detección de bioactividad específica dentro de un tejido, dicho profármaco caracterizado por una afinidad de unión a proteína inferior en comparación con el agente de contraste bioactivado; y teniendo dicho profármaco una estructura, seleccionada del grupo que consiste en:

6

7

en la que:

cada IEM es un resto mejorador de imágenes que comprende un complejo entre al menos un agente quelante orgánico cíclico o acíclico fisiológicamente compatible y uno o más iones metálicos con números atómicos 13, 21-34, 39-42, 44-50 ó 57-83, en donde dicho IEM tiene uno o dos sitios de coordinación abiertos;

cada PBM es, independientemente, un resto que se une a proteína que comprende un grupo arilo capaz de unirse a proteína dentro del tejido que contiene la bioactividad que ha de detectarse;

cada MS es, independientemente, un sitio de modificación que comprende al menos un enlace capaz de ser alterado in vivo por una enzima o que es un enlace directo entre PBM y MM o entre IEM y MM;

cada MM es, independientemente, un resto de enmascaramiento que disminuye la afinidad de unión a proteína del profármaco en comparación con el agente de contraste bioactivado;

y cada uno de m, n, o, p y q es igual o diferente; q, n, m y p pueden ser mayores que o iguales a uno, pero no cero; y o puede ser mayor que o igual a cero.

En los profármacos preferidos de esta invención, el IEM comprende un quelato con DTPA, DOTA, DTPA-BMA o HP-DO3A de Gd^{3+}; el PBM comprende una o más de las siguientes estructuras:

8

9

en donde R comprende un grupo alifático y/o al menos un anillo de arilo, o comprende un péptido que contiene residuos de aminoácido hidrófobos y/o sustituyentes con o sin grupos de terminación hidrófobos o hidrófilos; y

el MS comprende un enlace capaz de ser alterado in vivo por una enzima hidrolasa.

Preferiblemente, el MS es un enlace fósforo-oxígeno capaz de ser hidrolizado in vivo por una enzima fosfatasa o un enlace amida capaz de ser hidrolizado in vivo por una enzima metaloproteinasa o una enzima serina proteasa. El complejo de gadolinio 1, el complejo de gadolinio 2 y el complejo de gadolinio 10, identificados aquí, son ejemplos de profármacos preferidos.

III. Síntesis

Los compuestos de esta invención pueden sintetizarse usando técnicas convencionales. Ventajosamente, estos compuestos se sintetizan convenientemente a partir de materiales de partida fácilmente disponibles. Muchos materiales de partida están disponibles comercialmente, por ejemplo de Aldrich Chemical Company, Inc., Milwauikee, WI. Aunque son conocidos por los expertos normales en la especialidad de la síntesis orgánica métodos de síntesis de los compuestos de esta invención, los siguientes métodos generales se indican para ilustrar estas síntesis. No debe considerarse que estos métodos limiten el alcance de esta invención de ningún modo.

La síntesis de agentes quelantes de DTPA y DOTA modificados con sustituyentes orgánicos usados para conectar el quelato resultante covalentemente a proteínas, incluyendo anticuerpos monoclonales, se ha descrito en la literatura. Por ejemplo, el 1-(p-isotiocianatobencil)DTPA se preparó al hacer reaccionar éster metílico de p-nitrofenilalanina disponible comercialmente (Aldrich Chemical) con etilendiamina y la reducción subsiguiente con borano para formar la triamina. La alquilación con ácido bromoacético seguida por reducción (H_{2}/Pd-C) y reacción con tiofosgeno da el isotiocianato. Véase M.W. Brechbiel y otros, Inorganic Chemistry (1986), 25, pp. 2772-2781. También se han presentado agentes quelantes en los que la cadena principal de carbono de DTPA se ha sustituido con un grupo amino derivado de lisina. Véase, J.P.L. Cox y otros, J. Chemical Society Perkin Transactions I (1990), pp: 2567-2576. Un sistema sintético para moléculas de DTPA sustituidas con acetato a través de alquilación doble de p-nitrofenilalanina también se ha descrito. Véase M.A. Williams y otros, Journal of Organic Chemistry (1993), 58, pp. 1151-1158. De forma similar, se han preparado moléculas de DOTA macrocíclicas funcionalizadas partiendo de aminoácidos y técnicas de ciclación estándar, incluyendo la química del tosilato de Richman-Atkins (J.P.L. Cox y otros, J. Chemical Society Perkin Transactions I (1990), pp: 2567-2576) o formación de anillo con alta dilución (T.J. McMurry y otros, Bioconjugate Chemistry (1992), pp. 108-117.

La síntesis de agentes de contraste de MRI hepatobiliares que contienen sustituyentes bencilo lipófilos se describe en la Patente de EE.UU. Nº 4.899.755. Agentes de contraste de MRI que contienen PBMs y restos que prolongan la semivida en sangre se describen en la solicitud de EE.UU. Nº de serie 08/382.317 (presentada el 1 de Febrero de 1995), publicada como WO 96/23526. Esa solicitud describe la síntesis de agentes quelantes de DTPA conectados a PBMs a través de conexiones de fosfodiéster, así como la síntesis de algunos productos intermedios versátiles, incluyendo carbonato de hidroximetildietilentriamina, compuesto 3, y éster penta-t-butílico de 1-(p-hidroxibencil)-DTPA, compuesto 4 (Esquema 1).

Otros productos intermedios sintéticos versátiles para la preparación de agentes de contraste de profármaco incluyen 1-p-hidroxibencildietilentriamina (compuesto 6). Véase Schumhmann-Giampieri, G. Radiology (1992), 183, pp. 59-64. El compuesto 6 se convierte en éster penta-t-butílico de 1-(p-hidroxibencil)-DTPA, compuesto 7, mediante alquilación con bromoacetato de t-butilo (Esquema 1):

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Esquema 1

Productos intermedios sintéticos

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El carbamato 5 o los productos intermedios de éster penta-t-butílico 4 y 7 se derivan en una sola etapa con grupos PBM que incorporan los dominios funcionales deseados (MS, MM, L) así como grupos funcionales que se sabe en la especialidad que forman enlaces covalentes con grupos hidroxilo o fenol (por ejemplo, se forman éteres mediante la reacción de haluros de alquilo con alcoholes o mediante la reacción catalizada con diazodicarboxilato de dietilo (DEAD) con un segundo alcohol. Véase J. March, Advanced Organic Chemistry, Tercera Edición, John Wiley & Sons (1995), p. 1161, para otras reacciones y conexiones covalentes apropiadas. Alternativamente, los dominios MS y MM y/o L opcionales se añaden al PBM por etapas. Por ejemplo, un PBM que contiene un haluro de alquilo reactivo y un segundo grupo reactivo adecuadamente protegido (por ejemplo, hidroxilo o carboxilato) se acopla al éster penta-t-butílico de DTPA a través de la formación de una conexión éter. La protección transitoria de grupos reactivos puede efectuarse por medios conocidos en la especialidad. Véase, por ejemplo, Greene, T.W. y Wuts, P.G.M., Protective Groups in Organic Synthesis, Segunda Edición© 1991 John Wiley and Sons, Inc., Nueva York, NY en las pp. 10-276. El segundo grupo reactivo se desprotege y se modifica a continuación para añadir el MS deseado o tanto un MS como un MM. La desprotección final de los grupos protectores de éster t-butílico usando ácido (HCl o TFA) da como resultado el ligando libre de pentaácido, que a continuación se hace reaccionar con gadolinio (III) y base para formar el complejo de gadolinio.

Como puede apreciarse por el experto, los esquemas sintéticos anteriores no pretenden comprender una lista exhaustiva de todos los medios por los que pueden sintetizarse los compuestos descritos y reivindicados en esta solicitud. Métodos adicionales serán evidentes para los expertos normales en la especialidad.

IV. Uso de los agentes de contraste mejorados

Se contempla que pueden prepararse composiciones farmacéuticas que comprenden cualquiera de los profármacos de la presente invención, o sus sales farmacéuticamente aceptables, junto con cualquier portador, adyuvante o vehículo farmacéuticamente aceptable. El término "portador, adyuvante o vehículo farmacéuticamente aceptable" se refiere a un portador o adyuvante que puede administrarse a un paciente, junto con un compuesto de esta invención, y que no destruye su actividad y es atóxico cuando se administra en dosis suficientes para aportar una cantidad eficaz del agente. Portadores, adyuvantes y vehículos farmacéuticamente aceptables que pueden usarse en las composiciones farmacéuticas de esta invención incluyen, pero no se limitan a, intercambiadores de hierro, alúmina, estearato de alúmina, lecitina, proteínas séricas, tales como albúmina de suero humano, sustancias tamponadoras tales como fosfatos, glicina, ácido sórbico, sorbato potásico, TRIS (tris(hidroximetil)aminometano), mezclas de glicéridos parciales de ácidos grasos vegetales saturados, agua, sales o electrolitos, tales como sulfato de protamina, hidrogenofosfato disódico, hidrogenofosfato potásico, cloruro sódico, sales de zinc, sílice coloidal, trisilicato magnésico, polivinilpirrolidona, sustancias basadas en celulosa, polietilenglicol, carboximetilcelulosa sódica, poliacrilatos, ceras, polímeros de bloques de polietileno-polioxipropileno, polietilenglicol y grasa de lana.

De acuerdo con esta invención, las composiciones farmacéuticas pueden estar en la forma de una preparación inyectable estéril, por ejemplo una suspensión acuosa u oleaginosa inyectable estéril. Esta suspensión puede formularse de acuerdo con técnicas conocidas en la especialidad usando agentes dispersantes o humectantes y agentes de suspensión adecuados. La preparación inyectable estéril también puede ser una solución o suspensión inyectable estéril en un diluyente o disolvente parenteralmente aceptable atóxico, por ejemplo como una solución en 1,3-butanodiol. Entre los vehículos y disolventes aceptables que pueden emplearse están el agua, la solución de Ringer y la solución isotónica de cloruro sódico. Además, aceites fijos estériles se emplean convencionalmente como un disolvente o medio de suspensión. Para este propósito, puede emplearse cualquier aceite fijo blando, incluyendo mono- y di-glicéridos sintéticos. Los ácidos grasos, tales como ácido oleico y sus derivados de glicérido, son útiles en la preparación de productos inyectables, como también los aceites farmacéuticamente aceptables naturales, tales como aceite de oliva o aceite de ricino, especialmente en sus versiones polioxietiladas. Estas soluciones o suspensiones aceitosas también pueden contener un diluyente o dispersante de alcohol de cadena larga.

En algunos casos, dependiendo de la dosis y la velocidad de inyección, los sitios de unión sobre proteínas plasmáticas pueden saturarse con profármaco y agente activado. Esto conduce a una fracción disminuida de agente unido a proteína y podría comprometer su semivida o tolerabilidad así como la eficacia del agente. En estas circunstancias, es deseable inyectar el agente de profármaco junto con una albúmina estéril o una solución de sustitución de plasma. Alternativamente, puede usarse un aparato/una jeringa que contiene el agente de contraste y lo mezcla con sangre extraída en la jeringa; esto se reinyecta a continuación en el paciente.

Los compuestos de profármaco y las composiciones farmacéuticas de la presente invención pueden administrarse oralmente, parenteralmente, mediante un aerosol de inhalación, tópicamente, rectalmente, nasalmente, bucalmente, vaginalmente o a través de un depósito implantado en formulaciones de dosificación que contienen portadores, adyuvantes y vehículos farmacéuticamente aceptables atóxicos convencionales. El término "parenteral", según se usa aquí, incluye técnicas de inyección o infusión subcutánea, intravenosa, intramuscular, intraarticular, intrasinobial, intraesternal, intratecal, intrahepática, intralesional e intracraneal.

Cuando se administran oralmente, las composiciones farmacéuticas de esta invención pueden administrarse en cualquier forma de dosificación oralmente aceptable incluyendo, pero no limitada a, cápsulas, tabletas, suspensiones o soluciones acuosas. En el caso de tabletas para uso oral, portadores que se usan comúnmente incluyen lactosa y almidón de maíz. También se añaden típicamente agentes lubricantes, tales como estearato magnésico. Para la administración oral en una forma de cápsula, diluyentes útiles incluyen lactosa y almidón de maíz secado. Cuando se requieren suspensiones acuosas para uso oral, el ingrediente activo se combina con agentes emulsionantes y de suspensión. Si se desea, también pueden añadirse ciertos agentes edulcorantes, saboreantes o colorantes.

Alternativamente, cuando se administran en la forma de supositorios para administración rectal, las composiciones farmacéuticas de esta invención pueden prepararse al mezclar el agente con un excipiente no irritante adecuado que es sólido a temperatura ambiente pero líquido a temperatura rectal y por lo tanto se fundirá en el recto para liberar el fármaco. Tales materiales incluyen mantequilla de cacao, cera de abejas y polietilenglicoles.

Como se apunta anteriormente, las composiciones farmacéuticas de esta invención también pueden administrarse tópicamente, especialmente cuando el objetivo de tratamiento incluye áreas u órganos fácilmente accesibles mediante aplicación tópica, incluyendo el ojo, la piel o el tracto intestinal inferior. Formulaciones tópicas adecuadas se preparan fácilmente para cada una de estas áreas u órganos.

La aplicación tópica para el tracto intestinal inferior puede efectuarse en una formulación de supositorios rectal (véase anteriormente) o en una formulación de enema adecuada. También pueden usarse parches tópicamente transdérmicos.

Para aplicaciones tópicas, las composiciones farmacéuticas pueden formularse en una pomada adecuada que contiene el componente activo suspendido o disuelto en uno o más portadores. Portadores para la administración tópica de los compuestos de esta invención incluyen, pero no se limitan a, un aceite mineral, vaselina líquida, vaselina blanca, propilenglicol, polioxietileno, un compuesto de polioxipropileno, una cera emulsionante y agua. Alternativamente, las composiciones farmacéuticas pueden formularse en una loción o crema adecuada que contiene los componentes activos suspendidos o disueltos en uno o más portadores farmacéuticamente aceptables. Portadores adecuados incluyen, pero no se limitan a, aceite mineral, monoestearato de sorbitán, polisorbato 60, ésteres cetílicos, cera, alcohol cetearílico, 2-octildodecanol, alcohol bencílico y agua.

Para uso oftálmico, las composiciones farmacéuticas pueden formularse como suspensiones micronizadas en solución salina estéril isotónica de pH ajustado o, preferiblemente, como soluciones en solución salina estéril isotónica de pH ajustado, con o sin un conservante tal como cloruro de benzalconio. Alternativamente, para usos oftálmicos, las composiciones farmacéuticas pueden formularse en una pomada tal como vaselina.

Para la administración mediante aerosol nasal o inhalación, las composiciones farmacéuticas de esta invención se preparan de acuerdo con técnicas bien conocidas en la especialidad de la formulación farmacéutica y pueden prepararse como soluciones en solución salina, empleando alcohol bencílico y otros conservantes adecuados, promotores de la absorción para mejorar la biodisponibilidad, fluorocarbonos y/u otros agentes solubilizantes o dispersantes convencionales.

La cantidad de ingrediente activo que puede combinarse con los materiales portadores para producir una sola forma de dosificación variará dependiendo del paciente tratado y el modo particular de administración. Una preparación típica contendrá de aproximadamente 5% a aproximadamente 95% de compuesto activo (p/p). Preferiblemente, tales preparaciones contienen de aproximadamente 20% a aproximadamente 80% de compuesto activo.

Para la administración intravenosa y otros tipos de administración, intervalos de dosis aceptables están entre 0,001 y 1,0 milimoles/kg de peso corporal, estando la dosis preferida del compuesto ingrediente activo entre 0,001 y 0,5 milimoles/kg de peso corporal. Aún se prefiere más entre 0,01 y 0,1 milimoles/kg, y la dosis más preferida del compuesto de ingrediente activo está entre 0,02 y 0,05 milimoles/kg.

Como apreciará el experto, pueden requerirse dosis inferiores o superiores a las citadas anteriormente. Los regímenes de dosificación específicos para cualquier paciente particular dependerán de una variedad de factores, incluyendo la actividad del compuesto específico empleado, la edad, el peso corporal, el estado de salud general, el sexo, la dieta, el momento de la administración, la velocidad de excreción, la combinación de fármacos y el juicio del médico que realiza el tratamiento.

Se apreciará que las composiciones farmacéuticas preferidas son las que comprenden los profármacos preferidos de esta invención.

Para que esta invención pueda entenderse mejor, se indican los siguientes ejemplos. Estos ejemplos tienen propósitos de ilustración solamente y no pretende considerarse que limiten el alcance de esta invención de ningún modo. En cada uno de los ejemplos, se usa HSA como la proteína a la que se une el agente de contraste bioactivado.

Ejemplos Ejemplo Ia Síntesis de complejo de gadolinio 1

En primer lugar, el carbamato 5 se hace reaccionar con el éster de mono(dialilfosfato) de 4,4'-dihidroxibifenilo en presencia de azodicarboxilato de dietilo y trifenilfosfina para formar un éter (Esquema 2). Después de la desprotección (TFA) y la alquilación con acetato de bromo-t-butilo, el fosfato se desprotege con paladio-tetraquis(trifenil)fosfina. Los ésteres t-butílicos se hidrolizan con ácido trifluoroacético. La reacción con GdCl_{3} e hidróxido sódico produce el complejo de gadolinio 1.

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Esquema 2

Síntesis de complejo de Gd 1

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a) DEAD, PPh_{3}; b) TFA; c) BrCH_{2}CO_{2}tBu; d) Pd(Ph_{3}P)_{4}, n-BuNH_{2}, HCO_{2}H; e) TFA; f) GdCl_{3}, NaOH

Ejemplo Ib Síntesis más preferida del complejo de Gd 1

En primer lugar, se preparó ácido borónico 13 en tres etapas a partir de p-bromofenol (Esquema 2a). El fenol se protegió como un terc-butildimetilsilil-éter. El tratamiento del bromuro de arilo con butil-litio producía un aril-litio. La reacción del aril-litio con borato de triisopropilo seguida por la hidrólisis del producto intermedio de éster de borato usando condiciones ácidas suaves produce el ácido borónico 13.

Esquema 2a

Síntesis de ácido borónico 13

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12

a) tBuMe_{2}SiCl, imidazol, THF; b) nBuLi, -78ºC, THF; c) (i-PrO)_{3}B, THF y a continuación H_{3}O^{+}

La reacción de Mitsunobu entre el producto intermedio 5 y bromofenol daba el éter 14. La desprotección de los tres grupos BOC con ácido trifluoroacético seguida por alquilación de la triamina con bromoacetato de terc-butilo daba el pentaacetato 15.

El acoplamiento de tetraquis(trifenilfosfina)paladio (acoplamiento de Suzuki) del bromuro de arilo 15 con el ácido borónico 13 daba como resultado el derivado bifenílico 16. La hidrólisis del éter silílico seguida por fosforilación e hidrólisis alcalina del dicloruro de fosforilo resultante producía el monofosfato 17. Los ésteres t-butílicos se desprotegieron con ácido trifluoroacético. La reacción con GdCl_{3} e hidróxido sódico producía el complejo de gadolinio 1 (Esquema 2b).

Esquema 2b

Síntesis más preferida del complejo de Gd 1

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d) p-Bromofenol, DEAD, PPH_{3}, THF; e) TFA; f) BrCH_{2}CO_{2}tBu, i-Pr_{2}NEt, DMF; g) 13 (PPh_{3})_{4}Pd, Na_{2}CO_{3}, Tolueno, MeOH, H_{2}O, \Delta; h) POCl_{3}, Et_{3}N y a continuación H_{2}O/OH^{-}; i) TFA; j) GdCl_{3}, NaOH

Ejemplo IIa Síntesis del complejo de gadolinio 2

El carbamato 5 se hace reaccionar con el 5-bromosalicilato de metilo en presencia de azodicarboxilato de dietilo y trifenilfosfina para formar el éter bromoarílico. El acoplamiento catalizado por tetraquis(trifenilfosfina)paladio del éter bromoarílico con ácido fenilborónico proporciona el éter bifenílico. La hidrólisis con ácido trifluoroacético de los carbamatos de t-butilo y la alquilación subsiguiente con bromoacetato de t-butilo produce el pentaacetato de penta-t-butildietilentriamina sustituido con éter bifenílico. La hidrólisis del éster metílico con NaOH 1 N en dioxano da el carboxilato de bifenilo, que se acopla con el fragmento peptídico H_{2}N-gly-ile-arg(Boc)_{2}-lys(Boc)-OtBu) usando diciclohexilcarbodiimida en dimetilformamida. La hidrólisis en HCl 6N/dioxano produce el ácido dietilentriaminopentaacético sustituido con péptido bifenílico. La reacción con GdCl_{3} y base da el complejo de gadolinio 2 que se purifica mediante HPLC en fase inversa (Esquema 3a).

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Esquema 3a

Síntesis del complejo de gadolinio 2

14

a) 5-Bromosalicilato de metilo, DEAD, Pph_{3}; b) ArB(OH)_{2}, Na_{2}CO_{3}, (Ph_{3}P)_{4}Pd; c) TFA; d) BrCH_{2}CO_{2}tBu, iPr_{2}NET; e) NaOH; H_{2}O/dioxano; f) H_{2}N-gly-ile-arg(boc)_{2}-lys(boc)-OtBu, DCC; g) HCl/dioxano; h) GdCl_{3}, base.

Ejemplo IIb Síntesis más preferida de complejo de Gd 2

El carbamato 5 se hizo reaccionar con 5-bromosalicilato de metilo en presencia de azodicarboxilato de dietilo y trifenilfosfina formando un éter bromoarílico. La hidrólisis del éster metílico seguida por tratamiento con cloroformiato de bencilo y trietilamina en presencia de una cantidad catalítica de dimetilaminopiridina daba como resultado el éster bencílico 18. La desprotección de los tres grupos BOC con ácido trifluoroacético y la alquilación subsiguiente con bromoacetato de terc-butilo producían el pentaacetato de penta-terc-butildietilentriamina sustituido con éter bromoarílico 19. El acoplamiento de Suzuki de éter bromoarílico con ácido fenilborónico daba el éter bifenílico. La hidrogenolisis del éster bencílico en presencia de catalizador de paladio daba el carboxilato de bifenilo 20. El acoplamiento de 20 con glicinato de bencilo seguido por la hidrogenolisis del éster bencílico daba la amida 21. El acoplamiento de 21 con el tripéptido protegido, H_{2}N-Ile-Arg(BOC)_{2}-Lys(BOC)-OtBu, usando diciclohexilcarbodiimida en DMF y la desprotección subsiguiente de los ésteres t-butílicos y los grupos BOC con TFA daban como resultado el tetrapéptido 22. La reacción con GdCl_{3} en presencia de hidróxido sódico daba el complejo 2 que se purifica mediante HPLC en fase inversa (Esquema 3b).

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Esquema 3b

Síntesis más preferida del complejo de Gd 2

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a) 5-Bromosalicilato de metilo, DEAD, PPh_{3}, THF; b) 2N KOH (aq), MeOH; c) CICO_{2}Bn, Et_{3}N, DMAP, CH_{2}Cl_{2}; d) TFA; e) BrCH_{2}CO_{2}tBu, i-Pr_{2}NEt, DMF; f) Ph-B(OH)_{2}, (Pph_{3})_{4}Pd, Na_{2}CO_{3}, Tolueno, MeOH, H_{2}O, \Delta; g) H_{2}, Pd, C, MeOH; h) H_{2}NCH_{2}CO_{2}Bn, DCC, CH_{2}Cl_{2}, l) H_{2}, Pd, C, MeOH; j) H_{2}N-113-Arg(BOC)_{2}-Lys(BOC)-OtBu, DCC, HOBt, DMF; k) TFA; i) GdCl_{3}, NaOH.

Ejemplo IIIa Activación del compuesto de profármaco 1

El profármaco 1 se activa mediante fosfatasa alcalina según se muestra posteriormente. El agente de contraste activado 8, producido mediante la hidrólisis del MS (enlace fósforo-oxígeno), se une a una concentración de 0,1 mM a HSA con mayor afinidad que el profármaco 1. La capacidad de relajación incrementada resulta de un acortamiento de T_{1}, que se detecta como un incremento en la intensidad de señal en una imagen de MRI.

Activación del compuesto de profármaco 1

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Ejemplo IIIb Activación más preferida del compuesto de profármaco 1

El compuesto 1 (véanse los Ejemplos Ib y IIIa) se sintetizó como se describe en el Ejemplo 1b. El profármaco 1 se activó mediante fosfatasa alcalina (véase el Ejemplo IIIa, Activación del Profármaco 1) que hidroliza el MS (enlace fósforo-oxígeno), formando el agente de contraste activado 8. El compuesto 8 se une en una concentración de 0,1 mM a HSA con mayor afinidad que el profármaco 1 y con una capacidad de relajación superior. La capacidad de relajación superior resultaba de un acortamiento de T_{1}, que se detectó como un incremento en la intensidad de señal en una imagen de MRI (véase la Tabla V posteriormente).

TABLA V Capacidad de relajación y porcentaje de unión a HSA

Compuesto	Capacidad de Relajación en HSA al 4,5%	Porcentaje de Unión en HSA al 4,5%
1	15,9 \pm 0,2	47 \pm 1
8	26,4 \pm 0,4	63 \pm 2

En la Tabla V, las capacidades de relajación longitudinales (R_{1}) se obtuvieron a 20 MHz y 37ºC al determinar la velocidad de relajación dependiente de la concentración (1/T_{1}) de protones del agua en solución salina tamponada con fosfato (PBS, NaCl 150 mM, fosfato 10 mM, pH=7,4) o en soluciones de PBS que contenían albúmina de suero humano (HSA) al 4,5%. El porcentaje unido a HSA se determinó mediante la ultrafiltración de un quelato 0,1 mM, solución de HSA al 4,5%.

Se preparó una solución de profármaco 1 (0,3 mM) en tampón de PBS (pH 7) que contenía HSA al 4,5%. No se observó cambio con el tiempo en la velocidad de relajación de protones a 20 MHz 1/T_{1}. Se añadieron tres unidades de fosfatasa alcalina (1 unidad convierte 1 nanomol de fosfato de p-nitrofenilo en p-nitrofenol por minuto en solución salina tamponada con fosfato en sustrato 0,1 mM) a la solución en HSA al 4,5% de compuesto 1 y la 1/T_{1} se controló a lo largo del tiempo. Se observó que la 1/T_{1} para la solución cambiaba a medida que 1 se convertía enzimáticamente en 8 (Tabla VI). Al terminar la activación enzimática de 1 en 8, el cambio en 1/T_{1} desde el tiempo cero era 2,86 s^{-1}, que corresponde a un incremento esperado aproximado en la intensidad de señal de 24%.

TABLA VI Bioactivación del Profármaco 1 a 20 MHz

Tiempo (minutos)	1/T1 (s^{-1})
0	4,440
1	4,348
2	4,651
4	4,878
6	5,025
14	5,376
48	6,250
90	6,849
110	7,042
137	7,299

Se prepararon soluciones de HSA al 4,5% que contenían los compuestos 1 y 8 (0,1-0,2 mM). Después de 15 minutos, se obtuvo una exploración de MRI ponderada para T1 inicial (FISP-3D, TR=60, TE=5, alfa=60) en 1,0 Tesla de las soluciones de HSA al 4,5%. Las exploraciones de MRI de las soluciones que contenían 8 eran más brillantes que las soluciones que contenían 1 a concentraciones equivalentes. Se añadieron tres unidades de fosfatasa alcalina a la mitad de las soluciones de HSA que contenían 1 y se obtuvieron exploraciones de MRI ponderadas para T1 adicionales. Después de 130 minutos, las soluciones que contenían 1 y fosfatasa alcalina obtenían 96% de la intensidad de señal de las soluciones que contenían 8 en concentraciones equivalentes. Las soluciones que contenían 1 sin fosfatasa alcalina permanecían como imágenes oscuras constantes durante las exploraciones de MRI. Se observó un incremento de 20% en la intensidad de señal después de la adición de fosfatasa alcalina a soluciones que contenían 1.

Activación del complejo de gadolinio 2

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Ejemplo V Activación del complejo de gadolinio 10

Este ejemplo también muestra cómo se acopla una reacción química secundaria a un suceso relacionado con la bioactividad primaria. El profármaco 10 que contiene un MM compuesto por el tripéptido tmLys-tmLys-Arg (donde tmLys es N\varepsilon,N\varepsilon,N\varepsilon-trimetil-lisina) se activa mediante serina proteasa. El MS es el enlace peptídico carbono-nitrógeno de Arg-Glu que se rompe mediante la bioactividad enzimática de serina proteasa para liberar el resto de enmascaramiento. La hidrólisis enzimática para dar el compuesto intermedio 11 es seguida por una reacción química (ciclación intramolecular) con un éster alifático o activado (por ejemplo, R=nitrofenilo). Esto convierte el resto PBM cargado positivamente en 11 en el derivado de lactama neutro 12 más lipófilo, más altamente unido a HSA.

Activación del compuesto de profármaco 10

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Ejemplo VI Administración de agentes de contraste de profármaco

El compuesto de profármaco 2, un sustrato de MMP, se sintetiza mediante técnicas químicas y peptídicas conocidas en la especialidad y descritas previamente. Una formulación de pH 7,0 en agua se prepara y se esteriliza.

La formulación se inyecta intravenosamente en un paciente que se sospecha que tiene uno o más tumores. La dosificación usada es 0,025 milimoles/kg. Después de 15 minutos de la inyección, se obtienen exploraciones de MRI ponderadas para T_{1} de la región del cuerpo que se sospecha que contiene tumores. Las masas que aparecen brillantes en las imágenes son más propensas a ser tumores malignos que benignos.

Esta misma formulación se inyecta intravenosamente en un paciente que se sospecha que tiene artritis reumatoide en una o más articulaciones. La dosificación usada es 0,025 milimoles/kg. Después de 15 minutos de la inyección, se obtienen exploraciones de MRI ponderadas para T_{1} de las articulaciones del cuerpo que se sospecha que contienen artritis. Las articulaciones que aparecen brillantes en las imágenes son más propensas a contener inflamación activa.

Esta misma formulación se inyecta intravenosamente en un paciente con aterosclerosis en una o más arterias. La dosificación usada es 0,025 milimoles/kg. Después de 15 minutos de la inyección, se obtienen exploraciones de MRI ponderadas para T_{1} (exploraciones de sección transversal o angiografía MR) de las arterias. La placa aterosclerótica que aumenta brillantemente es más propensa a ser una placa inestable, propensa a la ruptura y provocar isquemia en el órgano que alimenta la arteria alimenta.

Claims

1. El uso de un profármaco para la preparación de un agente de contraste para MRI u óptico que está modificado en un sitio particular y que permite la detección de bioactividad específica dentro de un tejido, dicho profármaco caracterizado por una afinidad de unión a proteína inferior en comparación con el agente de contraste bioactivado; y teniendo dicho profármaco una estructura, seleccionada del grupo que consiste en:

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en la que:

2. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el ion metálico para el complejo del IEM es un ion metálico paramagnético seleccionado de grupo que consiste en Gd(III), Fe(III), Mn(II), Mn(III), Cr(III), Cu(II), Dy(III), Tb(III), Ho(III), Er(III) y Eu(III).

3. El uso de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el ion metálico paramagnético es Gd(III).

4. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el complejo tiene una constante de formación de más de 10^{10} M^{-1}.

5. El uso de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el complejo tiene una constante de formación de más de 10^{15} M^{-1}.

6. El uso de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el complejo tiene una constante de formación de más de 10^{20} M^{-1}.

7. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el agente quelante para el complejo del IEM se selecciona del grupo que consiste en DTPA, DOTA, DTPA-BMA y HP-DO3A.

8. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el PBM se selecciona del grupo que consiste en fármacos, moléculas orgánicas lipófilas y anfifílicas, porfirinas, ligandos receptores, esteroides, lípidos, hormonas, péptidos, proteínas, oligonucleótidos y anticuerpos.

9. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el profármaco tiene una afinidad inferior que la forma bioactivada del agente de contraste para más de una proteína tisular.

10. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el profármaco tiene una afinidad inferior que la forma bioactivada del agente de contraste para una proteína del plasma, el espacio intersticial de un tejido, el fluido sinobial, el fluido espinal cerebral, el fluido inflamatorio, el fluido de abscesos o el espacio intracelular.

11. El uso de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la proteína se selecciona del grupo que consiste en albúmina de suero humano, proteína que se une a ácidos grasos, glutationa-S-transferasa, glicoproteína ácida alfa 1, lipoproteínas, proteínas estructurales de la matriz extracelular, amiloide, ceroide y glicoproteínas.

12. El uso de acuerdo con la reivindicación 11, en el que la proteína es una glicoproteína de ácido alfa 1.

13. El uso de acuerdo con la reivindicación 11, en el que la proteína se selecciona del grupo que consiste en albúmina de suero humano, proteína que se une a ácidos grasos y glutationa-S-transferasa.

14. El uso de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la proteína es albúmina de suero humano.

15. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que al menos 10% del agente de contraste bioactivado se une a albúmina de suero humano bajo condiciones fisiológicamente pertinentes.

16. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que al menos 50% del agente de contraste bioactivado se une a albúmina de suero humano bajo condiciones fisiológicamente pertinentes.

17. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que al menos 80% del agente de contraste bioactivado se une a albúmina de suero humano bajo condiciones fisiológicamente pertinentes.

18. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que al menos 95% del agente de contraste bioactivado se une a albúmina de suero humano bajo condiciones fisiológicamente pertinentes.

19. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la afinidad de unión del profármaco para albúmina de suero humano es menor que 80% de la afinidad de unión del agente de contraste bioactivado.

20. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la afinidad de unión del profármaco para albúmina de suero humano es menor que 50% de la afinidad de unión del agente de contraste bioactivado.

21. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la afinidad de unión del profármaco para albúmina de suero humano es menor que 40% de la afinidad de unión del agente de contraste bioactivado.

22. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la afinidad de unión del profármaco para albúmina de suero humano es menor que 20% de la afinidad de unión del agente de contraste bioactivado.

23. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la afinidad de unión del profármaco para albúmina de suero humano es menor que 10% de la afinidad de unión del agente de contraste bioactivado.

24. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la capacidad de relajación (R_{1}) del profármaco es 80% o menos de la capacidad de relajación (R_{1}) del agente de contraste bioactivado.

25. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la capacidad de relajación (R_{1}) del profármaco es 50% o menos de la capacidad de relajación (R_{1}) del agente de contraste bioactivado.

26. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la capacidad de relajación (R_{1}) del profármaco es 20% o menos de la capacidad de relajación (R_{1}) del agente de contraste bioactivado.

27. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la capacidad de relajación (R_{1}) del profármaco es 10% o menos de la capacidad de relajación (R_{1}) del agente de contraste bioactivado.

28. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un PBM comprende al menos dos anillos de arilo.

29. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el agente de contraste de profármaco comprende dos PBMs.

30. El uso de acuerdo con la reivindicación 29, en el que los PBMs comprenden cada uno al menos un anillo de arilo.

31. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un PBM comprende al menos una estructura seleccionada del grupo que consiste en:

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32. El uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que un MS es alterado in vivo por una enzima seleccionada del grupo que consiste en oxidorreductasas, transferasas, hidrolasas, liasas, isomerasas, ligasas, metaloproteinasas, proteinasas, serina proteasas, fosfatasas, fosfolipasas, eterasas y sulfatasas.

33. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el MS es un enlace fósforo-oxígeno capaz de ser hidrolizado in vivo por una enzima fosfatasa.

34. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el MS es un enlace amida capaz de ser hidrolizado in vivo por una enzima metaloproteinasa o una enzima serina proteasa.

35. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el MM comprende polietilenglicol.

36. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el MM comprende un grupo hidrófilo y/o cargado seleccionado del grupo que consiste en hidroxilo, amina, amonio, amina cuaternaria, aminoácido, sulfóxido, fosfato, sulfato, carboxilato, carbohidrato, azúcar y quelato metálico.

37. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el IEM comprende un quelato con DTPA, DOTA, DTPA-BMA o HP-DO3A de Gd^{3+};

el PBM comprende al menos una estructura seleccionada del grupo que consiste en las siguientes estructuras:

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en las que R comprende un grupo alifático y/o al menos un anillo de arilo, o comprende un péptido que contiene residuos de aminoácido hidrófobos y/o sustituyentes con o sin grupos de terminación hidrófobos o hidrófilos; y

38. El uso de acuerdo con la reivindicación 37, en el que el MS es un enlace fósforo-oxígeno capaz de ser hidrolizado in vivo por una enzima fosfatasa.

39. El uso de acuerdo con la reivindicación 37, en el que el MS es un enlace amida capaz de ser hidrolizado in vivo por una enzima metaloproteinasa o una enzima serina proteasa.

40. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el profármaco tiene la siguiente estructura:

24

41. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el profármaco tiene la siguiente estructura:

25

42. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el profármaco tiene la siguiente estructura:

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en la que R es un éster alifático o activado.