ES2546897B2 - Uso de la metformina y derivados con actividad como inductores de la fosforilación de AMPK para el tratamiento de la fibromialgia - Google Patents

Abstract

La presente invención tiene por objeto el uso de la metformina, derivados de la metformina y compuestos que contengan metformina con actividad como inductores de la activación de la fosforilación de AMPK para el tratamiento de la fibromialgia, reduciendo el dolor y depresión, así como parámetros biológicos disfuncionales.#El principal sector de aplicación es el farmacéutico y médico, mediante el desarrollo de comprimidos a dosis menores de las actuales para estos pacientes.

Description

Uso de la metformina y derivados con actividad como inductores de la fosforilación de AMPK para el tratamiento de la fibromialgia

OBJETO DE LA INVENCiÓN

La presente invención tiene por objeto el uso de la metformina, derivados de la metformina y compuestos que contengan metformina con actividad como inductores de la activación de la fosforilación de AMPK para el tratamiento de la fibromialgia, reduciendo el dolor y depresión, así como parámetros biológicos disfuncionales. El principal sector de aplicación es el farmacéutico y médico, mediante el desarrollo de comprimidos a dosis menores de las actuales para estos pacientes.

ESTADO DE LA TÉCNICA

La fibramialgia es un sindrame de dolor crónico generalizado acompa~ado de otras síntomas como la depresión·, ansiedad, fatiga o alteraciones del sueño. Su diagnóstico se realiza a partir de los criterios de clasificación establecidos por el Colegio Americano de Reumatologia (ACR) (Wolfe et aL , 1990) y no presenta alteraciones bioquímicas en ninguna prueba diagnóstica de rutina (Yunus et aL, 1981), por lo que surge la necesidad de encontrar nuevos marcadores diagnósticos de la enfermedad. La prevalencia de la fibromialgia en los países industrializados oscila entre el 2% y el 4% en la pOblación siendo 11 veces más frecuente en las mujeres que en los hombres (Lawrence et aL , 2008), sin embargo los mecanismos etiopatogénicos de la enfermedad son aún desconocidos.

En los últimos años, nuevas investigaciones han aportado importantes datos para entender los mecanismos fisiopatológicos de la fibromialgia. Se ha determinado que diversas alteraciones en el metabolismo, transporte y recaptación de la serotonina (Cordero et aL, 2011), así como en las citoquinas inflamatorias podrían tener un papel en la patogénesis de la fibromialgia (Cordero et aL, 2013). Ningún medicamento ha mostrado una alta eficacia en el control de todos los síntomas de la fibromialgia, siendo una combinación racional e individualizada de fármacos el tratamiento más adecuado de está enfermedad. La medicación más usada en la actualidad para aliviar la sintomatologia de la fibromialgia incluye analgésicos, ansiolíticos, antidepresivos tricíclicos y de otros tipos, relajantes musculares, inhibidores duales de la recaptaci6n de serotonina y noradrenalina, inductores del sueno no benzodiaceplnicos, modificadores del metabolismo de la dopamina, etc. No obstante, aunque existe un amplio numero de fármacos de prescripción destinados a aliviar los síntomas de la fibromialgia estos solo son altamente efectivos en un porcentaje bajo de los pacientes (alrededor del 20% de estos mejoran considerablemente), pero acompañados de numerosos efecto secundarios.

Desarrollar un nuevo fármaco puede llevar entre 10 Y 17 años con un coste superior a los 800 millones de euros. Una vía más rápida para encontrar nuevos tratamientos contra una enfermedad consiste en descubrir potenciales nuevas funciones en viejos fármacos ya autorizados para otras enfermedades. Es el caso de la metformina, uno de los antidiabéticos más populares. La presente invención está basada en una nueva indicación para este Viejo fármaco. La fibromialgia presenta una serie de características biológicas como estrés oxidativo, bajos niveles de ATP, disfunción mitocondrial, inflamación, baja biogénesis mitocondrial, y baja expresión de AMPK asociados a síntomas clínicos como el dolor, la fatiga, la depresión (Cordero et al., 2013a, 2013b). Todas las alteraciones descritas en la fibromialgia han sido restauradas mediante el tratamiento con metforrnina en células mononucleares y fibroblastos de pacientes con fibromialgia. Además, la metformina ha demostrado un fuerte efecto analgésico en otras patologías de dolor crónico como el dolor neuropático (Russe et al., 2013) o la adiposis dolorosa (Labuzek et al., 2013). A ese respecto, nosotros hemos podido comprobar que tras la inhibición de AMPK mediante compuesto C (un inhibidor específico de la activación de AMPK) en ratones, estos presentaban slntomas propios de la fibromialgia como el dolor O la depresión. Estos animales, tras el tratamiento con metformina mostraron una recuperación en los síntomas (Ver figuras).

Por otro lado, otro de los parámetros encontrados en pacientes con fibromialgia es la activación del complejo inflamasoma (Cordero el aL, 2013c) el cual, está relacionado con el dolor en ratones Irás la inhibición de AMPK (Ver figuras). El inflamasoma es un grupo de protelnas que participan en el sistema de detección y erradicación intracelular, siendo un aspecto fundamental del sistema inmune innato. Los modelos animales relacionados con alteraciones moleculares del complejo inflamasoma son modelos genéticos y no existen referencias sobre su relación con el dolor generalizado. La metformina ha demostrado una inhibición del inflamasoma en las células de pacientes con fibromialgia así como en los ratones con AMPK inhibido.

Por tanto, la metformina actúa activando el AMPK con las consecuentes reducciones de estrés oxidativoj disfunci6n mitocondrial e inflamación, así como activación de la sintesis de ATP y biogénesis milocondrial en la fibromialgia, y controlando los slntomas asociados a la fibromialgla. EN la actualidad, se han descrito nuevas funciones de la metforrnina, 5 gracias a estas habilidades, que han servido para el tratamiento de otras patologías

diferentes a la Diabetes tipo 11, como el síndrome metabólico (W0I2013/159190), Distrofia Miot6nica tipo 1 (20130085169), enfenmedades autoinmunes (1020130031229), Cáncer (20120220664).

Es de gran importancia el hecho de que la metformina sea una droga que ya está

10 comercializada, ya que ha pasado la fase I cHnica satisfactoriamente y ha sido aprobada para su uso en humanos por su seguridad. Por tanto, si se decidiera utilizarla para otra indicación terapéutica, se conseguiría alcanzar la fase clínica de desarrollo en un tiempo mucho más corto que los modelos tradicionales basados en nuevas entidades químicas de largo desarrollo precHnico. Nosotros proponemos utilizar la metformina como fármaco

15 para la fibromialgia permitiendo, según nuestros datos, su uso a dosis reducidas respecto a su uso en la Diabetes tipo 11. La metformina cuenta con una amplia variedad de formas en venta que han demsotrado seguridad en los pacientes:

COMPETACT Comp. recub. con película 15 mg/850 mg

20 DIANBEN Comp. recub. con película 850 mg DtANBEN Polvo para sol. en sobres 850 mg DtANBEN Polvo para sol. oral en sobres 1000 mg EFFICIB Comp. recub. 50 mg/1000 mg EUCREAS Comp. recub. con película 50 mg/1000 mg

25 EUCREAS Comp. recub. con película 50 mg/850 mg GLUBRAVA Comp. recub. con película 15 mg/850 mg ICANDRA Comp. recub. con película 50/1000 mg ICANDRA Comp. recub. con película 50/850 mg JANUMET Comp. recub. con pellcula 50 mg/1000 mg

30 JENTADUETO Comp. recub. con película 2,5/850 mg KOMBOGLYZE Comp. recub. con pellcula 2,5/1000 mg

KOMBOGL YZE Comp. reeub. con película 2,5/850 mg METFORMINA ACTAVIS Comp. recub. con película 850 mg METFORMINA ADLER-APOTHEKE Comp. recub. con película 1000 mg

35 METFORMINA ADLER-APOTHEKE Comp. recub. con película 850 mg METFORMINA ALDO-UNION Comp. recub. con película 850 mg METFORMINA ALMUS EFG Comp. recub. con película 850 mg METFORMINA APOTEX Comp. recub. con película 850 mg METFORMINA AUROBINDO Comp. recub. con película 850 mg METFORMINA BLUEFISH Comp. recub. con pellcula 850 mg METFORMINA CINFA EFG Comp. recub. con película 850 mg METFORMINA COMBIX Comp. recub. con película 850 mg METFORMINA DAVUR Comp. recub. con pellcula 850 mg METFORMINA DRAGENOPHARM Comp. recub. con película 1000 mg METFORMINA DRAGENOPHARM Comp. recub. con película 850 mg METFORMINA EDIGEN Comp. recub. con película 850 mg METFORMINA KERN PHARMA Comp. recub. con pellcula 1000 mg METFORMINA KERN PHARMA EFG Comp. recub. con película 850 mg METFORMINA MYLAN Comp. recub. con película 1000 mg METFORMINA MYLAN Comp. recub. con película 850 mg

Si bliografia

Cordero MD, de Miguel M, Moreno-Fernández AM. Milochondrial dyslunction in

fibromyalgia and lts implication in the pathogenesis af disease. Med Clin (Bere). 2011 Mar

12; 136(6):252-6.

Cordero MD, Dlaz-Parrado E, Carrión AM, Allonsí S, Sánchez-Alcazar JA, Bullón P,

8attino M, de Miguel M. 18 inflammation a mitochondrial dysfunction-dependent avent in

fibromyalgia? Antioxid Redox Signal. 2013a Mar 1 ;18(7):800-7.

Cordero MD, Alcocer-Gómez E, de Miguel M, Culíc O, Carrión AM, Alvarez-Suarez JM,

Bullón P. Battino M, Fernánctez-Rodríguez A, Sánchez-Alcazar JA). Can Coenzyme Q10 Improve Clinical and Molecular Parameters in Fibromyalgia? Anlioxid. Redox. Signa1.

2013b.19:1356-61.

Cordero MO, Alcocer-G6mez E, Culie 0, Carrión AM, de Miguel M, Dlez-Perrado E,

Perez-Villegas EM, Bullan P, Batlino M, Sánchez-Alcázar JA . NLRP3 Inftammasome is aclivaled in Fibromyalgia: the effeel 01 Coenzyme Q10. Antioxid Redox Signal. 2012c. doi:10.1089/ars.2013.5198.

Labuzek K, Liber S, Suchy D, Okopiea BA. A successful case af pain management using metformin in a patient with adiposis dolorosa. Int J Cljn Pharmacol Ther. 2013

Jun;51(6):517-24.

Lawrence Re, Felson DT, Helmick CG, Arnold LM, Chai H, Deyo RA, el al. Eslimates of the prevalence of arthritis and other rheumatic conditions in the United States. Part 11. Arthr~is Rheum 2008;58:26-35.

Russe OQ, Meser CV, Kynast KL, King TS, Stephan H, Geisslinger G, Niederberger E. 5 Activation of the AMP-Activated Protein Kinase Reduces Inflammatory Nociception. J Pain. 2013 Nov;14(11): 1330-40.

Wolfe F el al. The American Callege of Rheumatology 1990 Critería for the Classificalion of Fibrornyalgia. Report of the Multicenter Griteria Committee. Arthritis Rheum 1990; 33: 160-172.

10 Yunus M, Masi AT, Calabro JJ, et al. Primary fibromyalgia (fibrositis): clinieal study 01 50 patients with matched normal contrals. Semin Arthritis Rheum 1981; 11:151-71.

DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS

15 Figura 1: Niveles de síntesis de ATP intracelular en células mononucleares de sangre (BMes) de pacientes con fibromialgia tras el tratamiento con metformina

Figura 2: Niveles de producción de radicales libre de oxígeno (ROS) en BMCs de pacientes con fibromialgia tras el tratamiento con metformina.

Figura 3: Niveles séricos de IL-1~ (a) e IL-18 (b) en sobrenadantes de las células de 20 pacientes tratadas con metformina (pg/ml).

Figura 4: Nieveles de protección de la metformina tras la exposición de fibroblastos de pacientes con fibromialgia a peróxido de hidrógeno. %muerte celular.

Figura 5: Niveles de síntesis de ATP intracelular en células mononucleares de sangre (BMCs) del modelo experimental por inhibición de la fosforilación de AMPK tras el 25 tratamiento con metformina

Figura 6: Niveles de citrato sintasa (masa mitocondrial) en el modelo experimental por inhibición de la fosforilación de AMPK (Actividad enzimática) y tras el tratamiento con metforrnina.

Figura 7: Niveles séricos de peroxidación liprdica como marcador de estrés oxidativo en 30 el modelo experimental por inhibición del AMPK y tratamiento con metformina (nMol/ml).

Figura 8: Niveles séricos de IL-1~ (a) e IL-18 (b) en sueros de ratones a los que se les inhibió la fosforilación de AMPK y tras el tratamiento con metofibromialgiairna (pg/ml) .

•

Figura 9: Evaluación nociceptiva del modelo (latencia en segundos) . Porcentaje de animales con dolor.

Figura 10: Evaluación de depresión (tiempo de inmovilidad,segundos). Porcentaje de animales con sintoma.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

La fibromialgia es una enfermedad caracterizada por dolor crónico de gran prevalencia siendo casi un 5% de la población mundial (Lawrence et al., 2008). El estudio de los mecanismos moleculares del dolor, y más concretamente de la fibromialgia constituye uno de los retos de la ciencia, y por tanto para la industria farmacéutica en su misión de desarrollar fármacos cada vez más eficaces para su abordaje. Mediante los estudios en muestras biológicas procedentes de pacientes con fibromialgia, se han demostrado numerosas alteraciones asociadas a la fisiopatología de la fibromialgia como ya hemos descrito. La metformina ha demostrado un importante potencial para la restauración de estas alteraciones, siendo por ello objeto de nuevas funciones en otras patologías por las que ha generado patentes, enumeradas en el apartado anterior.

Nuestra invención ofrece un nuevo uso de un fármaco ya conocido, que ha pasado las fases clinicas que demuestras su seguridad, y que a dosis reducidas respecto a las de uso en la Diabetes tipo 11 que ofrecen nuevo y efectivo tratamiento para la fibromialgia. Su puesta en el mercado sería en poco tiempo a que solo habría que preparar comprimidos de menor dosis, y su efectividad en cuanto al dolor para la fibromialgia viene acompañada de la mejora de otros slntomas, eliminando aquellos efecto secundarios adscritos a los tratamientos comunes a la fibromialgia y con baja efectividad como el estrés oxidativo o la disfunción mitocondrial. Además, la metformina y compuestos inductores de AMPK son moléculas pequenas, lo que le confieren caracterlsticas idóneas para su conjugación en vehículos como nanopartículas o liposomas de cara a su direccionamiento a diferentes tejidos. Por otro lado, podrlan ser aplicadas mediante inyectables en pacientes con dificultades digestivas. La metformina es además, una molécula pequena lo que es idóneo para el desarrollo de fármacos a partir de metformina con otras moléculas que ayuden a la mejora de su función en la patologla como antioxidantes o aminoácidos que potencien su efecto, así como coadyuvantes que mejoren la disponibilidad biológica del principio activo.

La metformina ha demostrado su seguridad en pacientes con diabetes meltitus tipo 11, asl como nuevas funciones que se están desarrollando en la actualidad, por su efecto en la activación del metabolismo, vla AMPK, induciendo la baja de peso del paciente. Su mlnima dosis de uso es un comprimido al dia de alguna de sus formas comerciales que son 850mg o 1000mg. En nuestros estudios hemos comprobado que a niveles por debajo de la dosis de uso normal, la efectividad es significativa. Este efecto puede ser extrapolable a cualquier composición que contenga metformina, asl como inductores de la fosforilación de AMPK, siendo esle, el eje cenlral del mecanismo terapéutico de la metformina y compuestos inductores de AMPK en la fibromialgia.

Para estudiar el papel de la fosforilaci6n de AMPK en pacientes con fibromialgia, se indujo la activación de AMPK en BMCs de 20 pacientes con metfonnina, un potente estimulador de AMPK. Después de este tratamiento, en las BMCs de los pacientes se mostró una recuperación importante de los niveles de ATP (Figura 1) Y una disminución de ROS mitocondrial (Figura 2) e interleuquinas del innamasoma IL-1~ and IL-18 (Figura 3), ambas alteraciones comunes que normalmente se encuentran en el BMCs de los pacientes con fibromialgia (Cordero el al. , 2013b). Por otro lado, la metformina proporciona un efecto protector a las células de pacientes con fibromialgia sometidas a factores estresantes como el estrés oxidativo. Fibroblastos de pacientes con fibromialgia muestran un incremento de la muerte celular al ser sometidas a bajas dosis de peróxido de hidrógeno, mientras que al ser cometidas al mismo y añadiendo metformina, la muerte celular era reducida importantemente (Figura 4).

La metformina ha demostrado también tener un efecto en los slntomas inducidos por la deficiencia de la activación de AMPK. Para ello, un modelo ha sido desarrollado en ratones no cosangulneos de la cepa Swiss de 2-3 meses de edad, mediante la inducción de una deficiencia de la activación de AMPK por administración de compuesto C -(6-[4(2-Piperidin-1-II-etoxi)-fenil)I-3-piridin-4-il-pirazol [1 ,5-al pirimldina" un potente inhibidor de la fosforilación del AMPK. Los ratones inyectados intraperitonealmente 1 veces al días, siendo la dosis final diaria de 20 mg/Kg/dia. Otro grupo de ratones recibió el tratamiento de compuesto C además de metformina. El tratamiento se realiza hasta el dja del sacrificio de los animales. La inhibición de AMPK indujo en los ratones alteraciones propias de la fibromialgia que fueron restauradas por la metformina como déficit de ATP (Figura 5) y citrato sintasa (masa mitocondrial) (Figura 6), peroxidación lipidica (Figura 7), así como activación de las interleuquinas del inflamasoma IL-113 and IL-18 (Figura 8).

Tras los cinco primero días de administración de compuesto C, se realizaron determinaciones conductuales para evaluar los síntomas. El test de placa caliente muestra una disminución de la latencia de respuesta al estimulo térmico tanto a temperaturas no dolorosas (T8<500C) como dolorosa (P>500C), lo cual refleja alodinia e hiperalgesia respectivamente un incremento de dolor en los ratones tratados con compoound e (Figura 9). Otro slntoma asociado con el dolor en la fibromialgia es la depresión. Ratones tratados con compuesto e, además de mostrar dolor generalizado, al ser evaluados mostraron depresión, usando la prueba de suspensión de la cola, mostraron mayor parálisis a lo largo de la prueba, un rasgo que se considera refleja depresión (Figura 10).

MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

Con el fin de evaluar el efecto de la metformina en modelos in vitro de fibromialgia, usaremos células mononucleares aisladas de pacientes con fibromialgia y mantenidas en condiciones de cultivo, con medio RPMI al 10% de suero y 5% de eo2 . Paralelamente, se usaran fibroblastos de piel, aislados de pacientes con fibromialgia y mantenidos en cultivo con medio DMEN al 20% de suero y 5% de eo2. Estos cultivos nos permitirán evaluar la toxicidad de diferentes dosis de metformina y compuestos inductores de la fosforilación de AMPK mediante la cuantificación de apotosis y crecimiento ce lular por conteo de nucleos de células vivas. Una vez encontrada la dosis idónea de trabajo, por debajo de 5mM, podremos cuantificar la protección frente a estímulos estresantes con el efecto de peróxido de hidrógenos, un radical libre muy potente. Por citometria de flujo, se evaluara la producción de ROS antes y después del tratamiento por debajo de 5mM. Otros parámetros a esas dosis a cuantificar serán el ATP, mediante luminometría, citrato sintasa como marcador de masa mitocondrial, mediante espectrofotometria de cinética enzimática, interleuquinas inflamatorias mediante ELlSA.

Con el fin de seguir el efecto de la metformina en un modelo in vivo de déficit de AMPK, usaremos ratones a los que se les administrará compuesto e, un inhibidor específico de la fosforilación de AMPK, en el tiempo, y se realizará una caracterización conductual de los ratones una semana antes de comenzar las administraciones de compuesto C, así como 7, días después de la primera administración. Este diseño experimental nos dará una visión de cómo la metformina inhibe los efectos inducidos por el déficit de AMPK y su influencia en la conducta de los ratones, siguiendo con especial interés las pruebas que delaten una alteración de la nocicepción (hot plate, dolor visceral [J Neurochem (2007) 103:2629-39] y dolor muscular [J Neurosci (2007) 27:10000-6]). Antes de comenzar la administración de compuesto e y metformina yposteriormente a las pruebas de conducta dolorosa se complementarán con otros test conductuales que denoten otros slntomas que presentan los enfermos de fibromialgia:

Test de depresión: Suspensión por el rabo, natación forzada.

5 Tras acabar el tratamiento con compuesto e y metformina, los ratones serán sacrificados y se obtendrán:

Sangre: La sangre será el punto de partida para obtener suero o bien aislar leucocitos. En el suero se realizarán medidas de glucosa, triglicéridos, colesterol, lactato, protelnas, potencial redox, proterna oxidada, etc. En los leucocitos se medirá ATP, interleuquinas

10 inflamatorias, estrés oxidativo, masa mitocondrial.

Músculo esquelético estriado: En las necrosias de músculo se realizarán mediciones de ATP. interleuquinas inflamatorias, actividades mitocondriales, actividad citocromo c oxidasa y morfologla y número de mitocondrias.

En pacientes, es posible el uso para evaluar sus efectos en la fibromialgia mediante dosis

15 por debajo de su uso en la diabetes. La evaluación del paciente antes y después del tratamiento con metformina de 200 a 400 mg diarios seria posible mediante test de impacto de la fibromialgia, escalas visuales de dolor, test de depresión de Beck, etc.

Claims (3)

1. REIVINDICACIONES

   1. Uso de la metformina, derivados o compuestos que contengan melformina para la elaboración de un medicamento para el tratamiento de la fibromialgia y sus

   5 srntomas, mediante comprimidos que la contengan en dosis reducidas, en un intervalo de 200 a 400mg diarios
2. 2. Uso de compuesto derivados de la metformina con potencial inductor de la fosforilación de AMPK para la elaboración de un medicamento para el tratamiento de la Fibromialgia y sus síntomas según cualquiera de las reivindicaciones

   10 anteriores
3. 3. Uso de la la metformina, derivados o compuestos que contengan metforrnina con actividad como inductores de la fosforilación de AMPK para la elaboración de un medicamento para el tratamiento de la fibromialgia y sus slntomas, mediante inyectables, intravenosos o intramusculares, incorporado a un ~vehículo~ como

   15 nanoparticulas o liposomas en terapia dirigida pasiva o activa, así como otros compuestos o coadyuvantes, que mejoren la disponibilidad biológica del principio activo o potencien su efecto, siendo la dosis final diaria de 200 a 400mg al día.