DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne des nouvelles prodrogues de molécules actives. Ces prodrogues permettent en particulier l’administration sous-cutanée ou intramusculaire de molécules actives dont l’administration sous-cutanée ou intramusculaire est problématique ou impossible en particulier du fait de la toxicité au niveau du site d’injection. Les prodrogues de l’invention comprennent un principe actif, lié de manière covalente avec une chaîne polymère, de préférence une chaîne polymère hydrophile et/ou thermosensible.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

A la connaissance des inventeurs, lors du développement de formulations pour injections sous-cutanée (SC) ou intramusculaire (IM) trois paramètres majeurs empêchent leur utilisation : la biodisponibilité du principe actif (PA), la stabilité du PA dans la formulation SC ou IM et les réactions locales au niveau du site d’administration.

• Les PA possèdent une faible biodisponibilité par la voie SC. Soit leurs propriétés physico-chimiques (log P, solubilité, masse molaire, etc.) ne leur permettent pas de franchir la barrière SC, soit ils ne sont pas stables en milieu biologique et sont dégradés avant d’atteindre la circulation, et parfois même ils combinent les deux désavantages ;

• Ils induisent une toxicité locale grave comme des irritations ou des nécroses (effets irritants/vésicants) au niveau du tissu sous cutané. Ces réactions peuvent avoir plusieurs sources telles que l’osmolarité de la solution, un effet vasoconstricteur du PA, le mécanisme d’action ou une rétention au niveau des tissus ;

• Les volumes d’injection faibles inhérents à l’administration SC ne sont pas compatibles avec les doses de chimiothérapies actuelles. On peut usuellement injecter 2 mL en injection directe, et des volumes relativement plus importants en injection lente (perfusion, pompes type « pompe à insuline »). Ces volumes vont dépendre de la vitesse d’absorption du PA (jusqu’à 1 L/24 h pour du glucose 5%). Il est donc nécessaire de concentrer les PA en solution. Cependant, les PA ne sont plus stables en solution à de fortes concentrations et vont donc cristalliser ou s’agréger.

La voie sous-cutanée (SC) reste pourtant plus attrayante que la voie intraveineuse (IV) car elle est plus facile et plus rapide d’utilisation. On pourrait même envisager une auto administration par le patient à son domicile. Cependant, en oncologie, seules 9 chimiothérapies anticancéreuses (méthotrexate, cytarabine, azacitidine, cladribine, bléomycine, bortezomib, omacetaxine, rituximab, trastuzumab) sont disponibles par voie SC. Parmi elles, on ne retrouve peu de PA parmi les plus efficaces et les plus couramment prescrits pour le traitement du cancer.

Différents acteurs tentent de résoudre les problèmes détaillés ci-dessus. Par exemple, Otsuka (en collaboration avec BMS) a développé une technologie à base de cyclodextrines. Ces oligosaccharides cycliques possèdent une cavité intérieure hydrophobe et une surface extérieure hydrophile. Les PA hydrophobes vont donc s’encapsuler dans la cavité intérieure, induisant ainsi une augmentation de leur solubilité apparente. Cette augmentation de solubilité entraîne une augmentation de la biodisponibilité SC.

La société Adocia développe des polymères bio-chaperons qui vont s’associer aux biomolécules telles que l’insuline par interactions physico-chimiques. L’insuline va être stabilisée sous forme individualisée (« monomérique ») et aura une biodisponibilité SC plus élevée que l’insuline sous sa forme hexamèrique classique (absorption plus rapide de la forme « monomère » car sa masse molaire est plus faible). On joue donc ici sur la stabilité du monomère d’insuline à haute concentration.

La société Halozyme développe, quant à elle, une formulation à base de Hyaluronidase ; une enzyme qui va dégrader de manière réversible le tissu SC constitué majoritairement d’acide hyaluronique. Le volume d’injection direct va donc pouvoir être augmenté de 2 à 5 mL

Bien que toutes ces formulations permettent une amélioration de l’administration SC en jouant sur la biodisponibilité pour Otsuka, la stabilité pour Adocia ou le volume d’injection pour Halozyme, elles ne sont applicables qu’à un nombre restreint de molécules (neuroleptiques, protéines (insulines) et anticorps monoclonaux respectivement).

Les limitations des technologies actuellement disponibles pour la voie SC sont liées au fait qu’elles n’agissent que sur un seul des paramètres précités à la fois (biodisponibilité et stabilité, volume d’injection) et aucune ne permet de diminuer les toxicités SC.

Ainsi, il existe un besoin de technologies qui permettent l’administration sous-cutanée ou intramusculaire de PA évitant les problèmes liés à sa biodisponibilité et à sa stabilité, et surtout ne causant pas d’irritation/nécrose au patient au site d’injection.

Par ailleurs, l’administration d’un PA à concentration élevée pour atteindre des doses thérapeutiques efficaces, par exemple à partir de 5 mg/mL et en particulier à partir de 10 mg/mL, présente en général l’inconvénient technique que la formulation devient trop visqueuse et incompatible avec une injection SC.

BUTS DE l’INVENTION

La présente invention a pour but de résoudre les problèmes techniques énoncés ci- dessus.

En particulier, la présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir une composition injectable en particulier par voie sous-cutanée (« SC ») ou intramusculaire (« IM ») d’un ou plusieurs principes actifs, par exemple d’anticancéreux, évitant les problèmes de biodisponibilité et stabilité du principe actif et ne causant pas d’irritation, voire nécrose, au patient au site d’injection.

La présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir une composition injectable, en particulier par voie sous-cutanée (« SC ») ou intramusculaire (« IM »), avec une haute concentration de PA, et en particulier des concentrations de 5 mg/mL, voire 10 mg/mL ou plus.

La présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir une composition injectable, en particulier par voie sous-cutanée (« SC ») ou intramusculaire (« IM »), d’une quantité thérapeutiquement efficace d’au moins un principe pharmaceutiquement actif dans un faible volume de solution injectable, par exemple de 1 à 20 mL.

La présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir une composition injectable, en particulier par voie sous-cutanée (« SC ») ou intramusculaire (« IM »), d’au moins un principe pharmaceutiquement actif formulé dans une solution peu visqueuse, permettant une injection facile.

DESCRIPTION DE L’INVENTION

Les inventeurs ont développé une nouvelle technologie de prodrogues polymères qui permet l’administration des principes actifs par voie SC ou IM sans toxicité cutanée/locale observée. Il a été découvert de manière surprenante que l’approche prodrogue permet d’inactiver le PA d’intérêt au niveau du tissu SC ou IM et de le libérer par clivage de la liaison PA/polymère une fois dans la circulation générale ou au site d’action. Le couplage chimique entre des PA et des polymères très hydrosolubles tel le polyacrylamide permet aussi de modifier les propriétés physico-chimiques des molécules thérapeutiques. Les propriétés physico-chimiques du polymère seront conférées au PA. Contrairement aux autres polymères utilisés pour former des prodrogues (comme le poly(ethylène glycol) et ses dérivés), le polyacrylamide permet d’augmenter très fortement la solubilité du PA même lorsqu’il a une faible masse molaire. Ces caractéristiques permettent de maintenir une stabilité à haute concentration tout en limitant la viscosité, de maximiser son absorption à partir du tissu SC ou IM et de limiter sa métabolisation à ce niveau, conduisant alors à une biodisponibilité augmentée. Le fait de pouvoir modifier la vitesse et le taux d’absorption, combiné à l’approche prodrogue (où le PA est inactif jusqu’à sa libération) permet de supprimer les effets indésirables locaux des PA nécrosants/irritants. Une fois dans la circulation générale ou au site d’action, le principe actif est libéré de la prodrogue par clivage de la liaison et retrouve alors son activité.

La technologie développée par les inventeurs conduit à la modification des propriétés physico-chimiques des principes actifs. Ceci permet leur administration SC ou IM à haute concentration tout en limitant les problèmes d’irritations et de nécroses. Avantageusement, les prodrogues polymères de l’invention augmentent la biodisponibilité et la stabilité du PA. Avantageusement, les prodrogues polymères de l’invention maintiennent une stabilité à haute concentration de PA, et en particulier à une concentration d’au moins 1 mg/mL, par exemple d’au moins 2 mg/mL et de préférence d’au moins 5 mg/mL en concentration équivalente en PA. Selon une variante, la prodrogue polymère est injectable à une concentration équivalente en PA d’au moins 10 mg/mL et de préférence d’au moins 20 mg/mL.

Avantageusement, les prodrogues polymères de l’invention maximisent l’absorption du PA à partir du tissu SC ou IM

Avantageusement, les prodrogues polymères de l’invention limitent la métabolisation du PA, conduisant alors à une biodisponibilité augmentée.

Avantageusement, les prodrogues polymères de l’invention permettant l'injection SC de fortes doses de PA tout en évitant les phénomènes d'irritations et/ou nécroses SC ou IM.

Avantageusement, les prodrogues polymères de l’invention permettent de s’adapter à un grand nombre de principes actifs, ce qui rend les prodrogues polymères, leur préparation et leurs utilisations particulièrement intéressantes.

De manière surprenante, les inventeurs ont mis en évidence des prodrogues polymères dont les propriétés leur permettent d’être administrées par voie SC ou IM sans réactions d’irritation ou de nécrose.

Les inventeurs ont constaté que les propriétés physico-chimiques du polymère sont conférées à la prodrogue, et en particulier les propriétés de solubilité dans une solution injectable par voie SC ou IM.

En effet, l’utilisation de prodrogues polymères selon la présente invention, conduit à l’obtention de solutions à des concentrations équivalentes en principe actif, par exemple de 1 à plus de 20 mg/mL en comparaison aux faibles solubilités de certains principes actifs autour de 1 pg/mL. Les prodrogues polymères de cette invention ont été choisies pour leur grande hydro solubilité par rapport à un grand nombre de polymères testés. De par leur nature extrêmement hydrophile ils vont pouvoir solubiliser des PA hydrophobes tout en ayant une faible masse molaire. Du fait de cette faible masse molaire le taux de charge sera élevé, la viscosité sera faible et l’absorption sera rapide au niveau du tissu SC (la vitesse d’absorption est inversement proportionnelle à la masse molaire). De plus le choix de la liaison entre le polymère et le PA permet de libérer la molécule uniquement après absorption depuis le tissu SC ou IM (pas de libération précoce au niveau du tissu). Ces 3 caractéristiques permettent d’injecter des quantités importantes de PA sans toxicité. De plus, des essais in vivo montrent l’absence de manifestations de toxicité, d’irritations ou de nécrose suite à l’administration SC d’un cytotoxique sous forme de prodrogue qui conduit habituellement à ce type de réaction lorsque injecté sans notre formulation. Les prodrogues utilisées dans l’invention montrent donc des propriétés adéquates pour être administrées par voie SC ou IM.

RÉSUMÉ DE L’INVENTION

La présente invention concerne une prodrogue polymère comprenant :

une chaîne de polymère formée au moins en partie de monomère d’acrylamide ou l’un de ses dérivés, comme par exemple le N-hydroxyacrylamide, le N- (4-hydroxybutyl)methacrylamide, le le N-(poly(ethylène glycol))-acryalamide, le N-(3- methoxypropyl)methacrylamide, le N-(2-(dimethylamino)ethyl)-N- methylmethacrylamide, le le N-(2-(diethylamino)ethyl)-N-methylmethacrylamide, ledit polymère comprenant une partie proximale et une partie terminale ;

une première molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la partie proximale du polymère

éventuellement une deuxième molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la partie terminale du polymère.

Les parties proximales et terminales sont définies arbitrairement comme les extrémités d’une chaîne de polymère essentiellement linéaire, c’est-à-dire que les chaînes pendantes si présentes sont de longueur inférieure à la chaîne principale. En général, la chaîne principale est la chaîne comprenant les groupes réactifs pour la polymérisation et se propageant lors de la polymérisation. Les parties proximales et terminales désignent les extrémités du polymère. De préférence, lorsque la polymérisation est directionnelle, la partie proximale désigne l’extrémité qui ne s’allonge pas et la partie terminale l’extrémité qui s’allonge. Les termes « parties » proximale et terminale désignent globalement les extrémités proximale et terminale, respectivement ainsi la partie proximale peut comprendre le premier PA et le premier monomère et la partie terminale peut comprendre le dernier monomère et, si présent, le deuxième PA. On parle également dans l’invention de parties proximale et terminale pour l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire.

L’invention concerne en particulier une prodrogue polymère comprenant une partie proximale et une partie terminale et comprenant :

au moins une première molécule pharmaceutiquement active, au moins une chaîne de polymère formée au moins en partie à partir de monomères acrylamide ou l’un de ses dérivés,

au moins un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant une partie proximale et une partie terminale ; la première molécule pharmaceutiquement active étant située en partie proximale du polymère prodrogue et liée de manière covalente à la partie proximale de l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire,

la partie terminale de l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire étant située en partie terminale du polymère prodrogue et étant liée de manière covalente à la chaîne de polymère.

L’invention concerne aussi une prodrogue polymère soluble dans l’eau, comprenant une partie proximale et une partie terminale et comprenant : au moins une première molécule pharmaceutiquement active au moins une chaîne de polymère au moins un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant une partie proximale et une partie terminale ; la première molécule pharmaceutiquement active étant située en partie proximale du polymère prodrogue et liée de manière covalente à la partie proximale de l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire, la partie terminale de l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire étant située en partie terminale du polymère prodrogue et étant liée de manière covalente à la chaîne de polymère, ladite solubilité étant appréciée à une concentration de 200 mg/mL dans l’eau distillée avec comme première molécule pharmaceutiquement active le paclitaxel.

Selon une variante, le polymère est formé au moins en partie de monomère d’acrylamide, ou l’un de ses dérivés, et de co-monomères pour former des polymères statistiques ou à blocs, comme par exemple le poly(acrylamide-co-acrylonitrile).

Selon une variante spécifique, le polymère est un poly(acrylamide).

La présente invention concerne une prodrogue polymère comprenant :

une chaîne de polymère soluble dans l’eau, ledit polymère comprenant une partie proximale et une partie terminale ;

une première molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la proximale du polymère ;

éventuellement, une deuxième molécule pharmaceutiquement active couplée de manière covalente à la partie terminale du polymère ;

ladite solubilité étant appréciée à une concentration de 200 mg/mL dans l’eau distillée avec comme première molécule pharmaceutiquement active le paclitaxel.

Selon une variante, la chaîne de polymère présente un indice de polydispersité inférieur à 1,5 ledit indice de polydispersité déterminé par chromatographie exclusion stérique. Selon une variante, la chaîne de polymère présente une masse molaire de 1000 à 1000000 g/mol, de préférence inférieure à 100000 g/mol, de préférence inférieure à 50000 g/mol.

Avantageusement, le polymère comprend un agent de contrôle de polymérisation radicalaire étant choisi parmi les agents de contrôle de la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert de chaîne réversible par addition-fragmentation (en anglais Réversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT), polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d'atomes (en anglais Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP)) et ses dérivées (polymérisation radicalaire contrôlée par le cuivre(I)), polymérisation radicalaire contrôlée par les nitroxydes (en anglais Nitroxide-Mediated Polymerization (NMP), polymérisation radicalaire contrôlée par le cobalt (CoMRP), polymérisation radicalaire contrôlée par des organotellures (TERP) et la polymérisation radicalaire contrôlée par les organoantimoines (SbRP), et par exemple parmi les agents de transfert thiocarbonylthio comme par exemple les dithiocarbonate, xanthate, dithiocarbamate et trithiocarbonate, parmi les complexes à base de métaux de transition (Cu, Fe, Ru, etc.), parmi les alkoxyamines, parmi les complexes à base de cobalt, les organotellures et parmi les organoantimoines.

Selon une variante, le polymère comprend un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant en partie terminale une chaîne alkyle terminale, par exemple comprenant de 1 à 20 atomes de carbone, une fonction acide carboxylique, une fonction alcool, une fonction amine, une fonction amide, une fonction thiol, ladite fonction étant éventuellement supportée par la chaîne alkyle terminale, et ladite fonction étant éventuellement liée à une deuxième molécule pharmaceutiquement active.

Selon une variante, le polymère comprend un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant en partie proximale une fonction proximale choisie parmi une fonction amide, ester, carbonate, carbamate, succinate, disulfide, acétal, thioether, triazole ; et/ou linker diglycolate, succinate, succinimidyl 4-(N- maleimidomethyl)cyclohexane-l-carboxylate (SMCC), glycinate, glucuronate, valine- citrulline, maléimide, ladite fonction et/ou linker proximal formant liaison covalente avec le premier principe pharmaceutiquement actif.

Selon une variante, la molécule active est une molécule anticancéreuse, une molécule antibiotique (bactério/fungo-statique, bactério/fungo-toxique ou agent antiviraux), une molécule antidiabétique, une molécule traitant les pathologies vasculaires ou cardiovasculaire, une molécule traitant les pathologies du système nerveux central, une molécule anti-inflammatoire, une molécule agoniste d’un récepteur physiologique, une molécule antagoniste ou partiellement antagoniste d’un récepteur physiologique, une molécule immuno-modulatrice.,

Selon une variante, la molécule active est une molécule anticancéreuse choisie parmi, le paclitaxel, le docétaxel, la gemcitabine, la cladribine, la capécitabine, la daunorubicine, la doxorubicine, l’épirubicine, l’idarubicine, l’actinomycine, l’amsacrine, la dacarbazine, la dactinomycine, la vincristine, la vimblastine, la vindésine, le methotrexate, la colchiccine, le cyclophosphamide, l’azathioprine, la 6- mercaptopurine, la lomustine, la carmustine, la dacarbazine, le cisplatine, le fluoro uracile, le tenoposide ou l’étoposide., la fotémustine, la mitomycine C, la mitoxantrone, la streptozocine, la trabectédine, la vinflunine, la vinorelbine, le trioxyde d’asernique, la bendamustine, le busulfan, le cabazitaxel, la carboplatine, l’eribuline, l’irinotécan, le topotécan, l’ixabepilone, la nélarabine, l’oxaliplatine, le pralatrexate, le temozolomide, le pemetrexed, l’imatinib, le sunitinib, le sorafenib

Avantageusement, la prodrogue polymère induit une libération étalée dans le temps de la molécule pharmaceutiquement active dans la circulation sanguine ou au site d’action, et par exemple au niveau d’une tumeur ou au niveau intracellulaire.

La présente invention concerne une prodrogue polymère selon l’invention, pour son utilisation dans une méthode de traitement thérapeutique, ou dans une méthode de diagnostic, ou dans une méthode d’imagerie médicale, chez un être humain ou animal par administration sous-cutanée ou intra-musculaire.

La présente invention concerne une prodrogue polymère selon l’invention, pour son utilisation dans une méthode de traitement thérapeutique d’un être humain ou animal par administration sous-cutanée ou intra-musculaire, ladite prodrogue polymère comprenant une liaison covalente entre une molécule pharmaceutiquement active et un polymère, ladite molécule pharmaceutiquement active n’étant pas administrable par voie sous-cutanée ou intra-musculaire du fait de sa toxicité au niveau du site d’injection (irritation/nécrose du tissu) lorsqu’elle n’est pas liée par liaison covalente audit polymère, de préférence ladite prodrogue polymère présentant une biodisponibilité de la molécule prévenant les toxicités locales (au site d’injection) et libérant la molécule pharmaceutiquement active dans la circulation sanguine.

Selon une variante, la méthode de traitement selon l’invention est une méthode de traitement du cancer.

La présente invention concerne un procédé de polymérisation radicalaire contrôlée, notamment par la méthode dit du principe actif amorceur, d’au moins une prodrogue polymère selon l’invention, ledit procédé comprenant les étapes :

couplage covalent d’au moins une première molécule pharmaceutiquement active avec un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant une partie proximale et une partie terminale, pour former une première molécule couplée ;

la polymérisation radicalaire contrôlée de la première molécule couplée en présence de monomères acrylamide ou l’un de ses dérivés pour former la prodrogue polymère ; éventuellement, le couplage covalent d’une deuxième molécule pharmaceutiquement active en partie terminale de l’agent de contrôle après polymérisation radicalaire contrôlée du polymère.

La présente invention concerne aussi un procédé de polymérisation radicalaire contrôlée d’au moins une prodrogue polymère selon l’invention, ledit procédé comprenant les étapes :

la polymérisation radicalaire contrôlée d’un polymère en présence de monomère d’acrylamide ou l’un de ses dérivés pour former un polymère comprenant une partie proximale et une partie terminale ; couplage covalent d’au moins une première molécule pharmaceutiquement active avec la partie proximale du polymère pour former ladite prodrogue polymère ;

éventuellement, le couplage covalent d’une deuxième molécule pharmaceutiquement active en partie terminale de la prodrogue polymère.

La présente invention concerne également un médicament comprenant au moins une prodrogue polymère selon l’invention.

La présente invention concerne aussi une composition injectable dans un tissue d’un mammifère, de préférence un être humain, et en particulier formulée pour une injection par voie sous-cutanée ou intramusculaire, ladite composition comprenant une prodrogue polymère telle que définie selon l’invention.

La présente invention concerne une prodrogue polymère pour son utilisation dans une méthode de traitement. Cette méthode comprend l’administration sous-cutanée ou intra musculaire d’une quantité pharmaceutiquement efficace de ladite prodrogue polymère à un patient.

DÉFINITIONS

Dans la présente invention, les termes ci-dessous sont définis de la manière suivante : « Polymère » désigne un polymère ou un copolymère.

Le terme « amorceur de polymérisation radicalaire » fait référence à l’ensemble des composés utilisés pour produire des radicaux et amorcer ainsi la polymérisation radicalaire. Ces composés possèdent une fonction chimique capable de libérer des radicaux sous l’action de la chaleur, d’irradiation de lumière, par réaction d’oxydo- réduction, rayonnement ionisants, réactions électrochimiques et sonication. Des exemples non limitatifs d’amorceurs comprennent les composés de type azoïque, tels que le 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile), l’acide 4,4’-azobis(4-cyanovalérique), le 1 , 1 '-azobis(cyclohexanecarbonitiïle) ; de type peroxyde inorganique ; ou de type peroxyde organique tel que le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de lauroyle, le peroxyde de méthyl éthyl cétone, le tert-butyl peroxybenzoate.

Le terme « agent de contrôle » fait référence à l’ensemble des composés utilisés lors d’une réaction de polymérisation afin d’obtenir des polymères ayant un rapport masse molaire moyenne en nombre sur masse molaire moyenne en poids, ou dispersité, inférieur à 1,5. La nature de ces composés dépend de la technique de polymérisation radicalaire contrôlée mise en œuvre. Pour la polymérisation contrôlée par transfert de chaîne réversible par addition-fragmentation (Réversible Addition-Fragmentation chain Transfer, ci-après « RAFT ») il s’agit de composés de type dithiocarbonate (xanthate), trithiocarbonate, dithioester ou dithiocarbamate. Pour la polymérisation radicalaire contrôlée par les nitroxydes (Nitroxide-Mediated Polymerization, « NMP »), l’amorceur de polymérisation radicalaire et l’agent de contrôle sont combinés en une seule et même molécule de type alcoxyamine. Pour la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d’atomes (Atom Transfer Radical Polymerization, « ATRP »), l’amorceur de polymérisation radicalaire est un halogénure d’alkyl et l’agent de contrôle est un atome d’halogène impliqué dans une réaction d’oxydo-réduction orchestrée par un catalyseur de type complexe à base de métal de transition.

Méthode du « principe actif amorceur » sous-entend une technique de polymérisation radicalaire contrôlée mettant en œuvre un agent de contrôle modifié par couplage chimique avec un principe actif. Ainsi l’agent de contrôle modifié porte une molécule de principe actif et le polymère obtenu porte également un principe actif par chaîne de polymère en partie proximale. Par « alkyle », on entend toute chaîne hydrocarbonée linéaire ou ramifiée saturée, de 1 à 20 atomes de carbone, de préférence de 1 à 6 atomes de carbone, tel que par exemple méthyle, éthyle, n-propyle, isopropyle, n-butyle, sec-butyle, isobutyle, tertio-butyle, pentyle et ses isomères (e.g. n-pentyle, iso-pentyle), hexyle et ses isomères (e.g. n-hexyle, iso-hexyle).

Le terme « arylalkyle » fait référence à un groupe alkyle substitué par un groupe aryle et peut s’écrire : aryle- alkyle-.

Le terme « aryle » fait référence à un groupe polyinsaturé hydrocarbyle aromatique ayant un seul cycle (par exemple phényle) ou plusieurs cycles aromatiques fusionnés (par exemple naphtyle) ou lié par covalence, contenant typiquement 5 à 12 atomes de carbone ; de préférence 6 à 10, dans lequel au moins un cycle est aromatique. Le cycle aromatique peut éventuellement inclure un à deux cycles supplémentaires (soit cycloalkyle, hétérocyclyle ou hétéroaryle) fusionnés à celui-ci. Des exemples non limitatifs de groupes aryles comprennent les groupes phényle, biphénylyle, biphénylényle, 5 ou 6 tétralinyle, naphtalène-l- ou -2-yle, 4, 5, 6 ou 7- indényle, 1- 2-, 3-, 4- ou 5- acénaphtylényl, 3-, 4- ou 5-acénaphtényl, 1- ou 2- pentalényle, 4- ou 5-indanyle, 5-, 6-, 7- ou 8-tétrahydronaphtyle, 1, 2,3,4- tétrahydronaphtyle, l,4-dihydronaphtyle, le 1-, 2-, 3-, 4- ou 5-pyrényle.

Le terme « environ », placé devant un nombre, signifie plus ou moins 10% de la valeur nominale de ce nombre.

« Excipient pharmaceutiquement acceptable » concerne un véhicule ou un support inerte utilisé en tant que solvant ou diluant dans lequel l'agent pharmaceutiquement actif est formulé et/ou administré, et qui ne produit pas une réaction indésirable, allergique ou autre lorsqu'il est administré à un animal, de préférence un être humain. Cela comprend tous les solvants, milieux de dispersion, revêtements, agents antibactériens et antifongiques, agents isotoniques, retardants d'absorption, agents tensioactifs tels que les polymères tensioactifs, lipides et autres ingrédients similaires. Le choix des excipients pharmaceutiquement acceptables peut être fait par la personne du métier en fonction des propriétés de la nature et les propriétés de l’agent pharmaceutiquement actif, le sujet à traiter et la voie d’administration. Pour l'administration humaine, les préparations doivent répondre à des normes de stérilité, de sécurité générale et de pureté, telles que requises par les offices de régulation, tels que par exemple la FDA ou GEMA.

« Quantité pharmaceutiquement ou thérapeutiquement efficace » concerne la quantité nécessaire et suffisante d’un agent pharmaceutique ou thérapeutique à administrer à un sujet permettant le ralentissement ou l’arrêt de la progression, l’aggravation, la détérioration d’au moins un des symptômes d’une maladie. Cette quantité administrée peut permettre le soulagement des symptômes d’une maladie ou la guérison de cette maladie.

« Pharmaceutique » fait référence à un composé ou principe actif dans le domaine de la santé, présentant par exemple des propriétés thérapeutiques et/ou utiles pour un diagnostic thérapeutique, notamment aux fins du traitement (curatif et/ou symptomatique et/ou prophylactique) d’une maladie ou de recherche thérapeutique. Le terme pharmaceutique regroupe donc les molécules ou principes actifs thérapeutiques et ceux de diagnostic.

« Milieu aqueux » concerne un milieu à base de molécules d’eau (H ₂ 0), en particulier une solution aqueuse. De préférence, un milieu aqueux comprend entre 50% et 100% d’eau, en masse par rapport à la masse total du milieu. Un milieu aqueux peut notamment être un liquide biologique tel que le sang, la lymphe, la salive ou l’urine.

« Molécule active » et « Principe actif » sont synonymes et concernent un composé à usage thérapeutique se rapportant à la santé. En particulier, une molécule active peut être indiquée pour traiter ou prévenir une maladie, de préférence chez un sujet. On parle ainsi de molécule pharmaceutiquement active. Au sens de la présente invention, le terme « traitement d'une maladie » désigne la réduction ou l'atténuation d'au moins un effet ou symptôme indésirable d'une maladie, d'un trouble ou d'un état associé à une déficience d'une fonction d'un organe, d’un tissu ou d’une cellule. Au sens de la présente invention, l'expression « prévenir une maladie » ou « inhiber le développement d'une maladie » concerne le fait de prévenir ou d’éviter l'apparition de symptômes. Par principe actif, on entend un composé ayant en particulier des propriétés thérapeutiques et/ou utiles pour un diagnostic thérapeutique, notamment aux fins du traitement (curatif et/ou symptomatique et/ou prophylactique) d’une maladie ou de recherche thérapeutique. « Prodrogue » : Le terme « prodrogue » fait référence à des dérivés pharmacologiquement acceptables des composés molécules actives, tels que par exemple des amides ou esters, dont le produit de biotransformation in vivo génère la molécule biologiquement active. Les prodrogues sont généralement caractérisées par une augmentation de la bio-disponibilité et sont facilement métabolisées en composés biologiquement actifs in vivo. De préférence, une prodrogue est un polymère hydrosoluble lié de manière covalente avec une molécule active.

« Prodrogue polymère » : Ce terme fait référence au polymère conjugué à au moins un principe actif.

« Sujet » concerne un animal, y compris un être humain. Au sens de la présente invention, un sujet peut être un patient, à savoir une personne recevant des soins médicaux, subissant ou ayant subi un traitement médical, ou surveillée dans le cadre du développement d'une maladie. Dans un mode de réalisation le sujet est traité pour la première fois. Dans un autre mode de réalisation, le sujet est résistant à un autre type de traitement et il est traité avec les prodrogues de la présente invention dans le cadre d’une deuxième, troisième ou quatrième intention.

« Température critique supérieure de solubilité », « Upper Critical Solution Température » et « UCST » sont synonymes et concernent la température critique au-dessus de laquelle un polymère thermosensible est complètement soluble.

« Thermosensible » concerne une propriété d’un polymère dont les propriétés physiques évoluent abruptement en fonction de la température. Dans l’invention, la propriété concernée est la solubilité du polymère en milieu aqueux. De préférence, un polymère thermosensible présente une température critique supérieure de solubilité (UCST).

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION

Polymère

Avantageusement, les prodrogues polymères selon l’invention sont obtenues par polymérisation d’un monomère ou de co-monomères.

Avantageusement, les prodrogues polymères selon l’invention sont obtenues par polymérisation radicalaire contrôlée.

Ainsi la dispersité de la prodrogue-polymère formé est très faible.

Avantageusement, la prodrogue polymère de l’invention comprend une molécule active liée de manière covalente avec une chaîne de polymère hydrophile par la méthode du principe actif amorceur. Avantageusement, le PA est couplé à un agent de contrôle de la polymérisation avant la polymérisation suivant la méthode dite du principe actif amorceur. Dans ce procédé le PA est couplé de manière covalente à un agent de contrôle de polymérisation. Une fois ce couplage effectué, il est possible de faire croître un polymère vinylique de manière contrôlée à partir de cet adduit agent de contrôle/PA. Le PA se retrouvera finalement couplé de manière covalente à l’extrémité proximale du polymère. Contrairement aux autres méthodes de synthèse de prodrogues polymères (notamment celle consistant en un couplage entre le PA et un polymère préformé, appelée post-fonctionnalisation ou celle couplant le PA au monomère avant polymérisation), cette technique permet de positionner un PA à une extrémité de chaque chaîne de polymère. Les prodrogues polymères résultantes ont une structure bien définie, un taux de charge élevé et une purification simple. Elle est facilement transposable à un grand nombre de PA et de polymères.

Selon un aspect, la prodrogue polymère de l’invention comprend une molécule active liée de manière covalente avec une chaîne de polymère hydrosoluble par la méthode du principe actif amorceur.

Ainsi, avantageusement, on effectue la polymérisation radicalaire contrôlée des monomères acrylamide en présence de la première molécule couplée à l’agent de tansfert de chaîne pour former la prodrogue polymère. Selon un mode de réalisation, on peut polymériser en présence de monomères acrylamide et de co-monomères. Selon une variante, la prodrogue polymère est composée de polyacrylamide, de dérivés hydrophiles de polyacrylamide, ou d’un copolymère de polyacrylamide comme le poly(acrylamide-co-acrylonitrile).

Avantageusement, le polymère selon l’invention comprend une structure polyacrylamide dont l’unité de répétition a la formule [-CH ₂ -CH(CONH ₂ )-]„, où n représente le nombre d’unité de répétition dans le polymère (ou copolymère).

Selon un mode de réalisation, on peut polymériser en présence de dérivés de monomères acrylamide. Par exemple les dérivés de l’acrylamide comme le N- hydroxyacrylamide, le N-(4-hydroxybutyl)methacrylamide, le le N-(poly(ethylène glycol))-acrylamide, le N-(3-methoxypropyl)methacrylamide, le N-(2- (dimethylamino)ethyl)-N-methylmethacrylamide, le le N-(2-(diethylamino)ethyl)-N- methylmethacrylamide .

Le procédé ou méthode selon l’invention permet avantageusement de fournir une prodrogue polymère présentant une molécule pharmaceutiquement active (ou PA) à une extrémité de la molécule prodrogue-polymère et permet ainsi avantageusement de contrôler le taux de charge du PA. En général, un tel contrôle n’est pas présent dans les techniques antérieures dans lesquelles le PA est couplé soit après polymérisation soit au monomère avant polymérisation. Ces techniques résultent en un nombre variable de PA par chaîne de polymère et une purification complexe du PA non couplé.

Selon un mode de réalisation, on couple par couplage covalent une deuxième molécule pharmaceutiquement active à la partie terminale de l’agent de contrôle. Ce couplage a lieu après la fin de la polymérisation radicalaire.

Chaîne de polymère

Avantageusement, le choix du polymère et de sa taille permet l’obtention des prodrogues polymères qui peuvent être administrées par voie SC ou IM.

Avantageusement, la taille des prodrogues polymères est contrôlée par les conditions de polymérisation radicalaire. Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère comprend une molécule active, liée de manière covalente avec une chaîne polyacrylamide par la méthode du principe actif amorceur.

Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère comprend une molécule active, liée de manière covalente avec un copolymère par la méthode du principe actif amorceur obtenu à partir de monomères acrylamide et d’un ou plusieurs autres comonomères

Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère comprend une molécule active, liée de manière covalente avec un copolymère par la méthode du principe actif amorceur obtenu à partir de monomères acrylamide et d’acrylonitrile pour donner la prodrogue polymère thermosensible à UCST poly(acrylamide-r -acrylonitrile),

Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère comprend une molécule active, liée de manière covalente avec un polymère par la méthode du principe actif amorceur ou copolymère obtenu à partir de monomères hydrophiles dérivés de G acrylamide comme le N-hydroxyacrylamide, le N-(4-hydroxybutyl)methacrylamide, le le N-(poly(ethylène glycol))-acryalamide, le N-(3-methoxypropyl)methacrylamide, le N-(2- (dimethylamino)ethyl)-N-methylmethacrylamide, le le N-(2-(diethylamino)ethyl)-N- methylmethacrylamide .

Selon un mode de réalisation, on peut polymériser en présence d’autres monomères hydrophiles.

Selon un mode de réalisation, le copolymère selon l’invention est un copolymère aléatoire.

Dans un autre mode de réalisation, le copolymère selon l’invention est un copolymère statistique.

De préférence, le polymère de la prodrogue polymère selon l’invention n’est pas réticulé.

Typiquement, la prodrogue polymère selon l’invention ne forme pas un hydrogel réticulé. Avantageusement, une masse molaire significativement supérieure à celle de la molécule active améliore le maintien des propriétés liées aux interactions entre le polymère et le solvant, et en particulier améliore la solubilité en phase aqueuse de la molécule active.

Par conséquent, dans un mode de réalisation le polymère de l’invention présente une masse moléculaire de 1.000 à 100.000 g/mol. Dans un mode de réalisation particulier, le polymère de l’invention présente une masse moléculaire de 2.000 à 70.000 g/mol, de 5.000 à 70.000 g/mol, de 5.000 à 60.000 g/mol, de 5.000 à 50.000 g/mol, de 5.000 à 40.000 g/mol, de 5.000 à 30.000 g/mol, de 5.000 à 40.000 g/mol, de 10.000 à 40.000 g/mol, de 15.000 à 40.000 g/mol, de 15.000 à 30.000 g/mol ou de 20.000 à 30.000 g/mol.

Selon une variante, la masse molaire du polymère (partie polymère uniquement) est de 1 000 à 80 000 g/mol.

Avantageusement, la partie terminale de la prodrogue polymère fait varier la solubilité et/ou la viscosité de la prodrogue polymère.

Selon un mode de réalisation, la chaîne de polymère, par exemple de polyacrylamide, comprend une chaîne alkyl terminale, par exemple comprenant de 2 à 20 atomes de carbone ou une fonction -SH, -COOH, -NH ₂ , halogène. Avantageusement, la longueur de la chaîne alkyl ou sa nature permet de faire varier la viscosité de la prodrogue polymère.

Selon une variante, la prodrogue polymère est thermosensible, présentant une température critique supérieure de solubilité (UCST) de 0 à 60 °C en milieu aqueux. La prodrogue polymère comprend une molécule active qui est liée de manière covalente avec une chaîne de polymère thermosensible de poly(acrylamide-co-acrylonitrile).

Jusqu’à présent, à la connaissance des inventeurs, personne n’a décrit des polymères présentant une UCST greffés sur des molécules actives par la méthode du principe actif amorceur. La personne du métier s’attendrait à une altération du caractère thermosensible due à la modification chimique du polymère par la molécule active. Les inventeurs ont démontré que l’association covalente d’une molécule active à une chaîne de polymère présentant une UCST, altère peu le caractère thermosensible dudit polymère. De manière surprenante, il est possible, une fois la molécule active conjuguée, de modifier la masse molaire et la composition en monomère pour retrouver un polymère avec des propriétés thermosensibles. Par conséquent, le couplage de la molécule active avec un polymère optimisé permet la conservation du caractère thermosensible du polymère qui présente toujours une UCST.

Selon un mode de réalisation, la chaîne de poly(acrylamide-co-acrylonitrile) de ces prodrogues polymères présente une masse molaire de 1.000 à 100.000 g/mol.

Selon un mode de réalisation, le pourcentage molaire d’acrylonitrile est de plus de 0 à 100% de préférence de 1 à 50%, et plus préférentiellement de 5 à 35 % par rapport au nombre de moles du polymère.

Molécule active

Typiquement, la molécule pharmaceutiquement active à utiliser pour la préparation des prodrogues polymères de l’invention est une molécule libre ou une molécule liée avec une autre molécule. Selon un mode de réalisation, la molécule active pour la préparation des prodrogues polymères de l’invention est libre.

En général, la molécule pharmaceutiquement active à utiliser pour la préparation des prodrogues polymères de l’invention présente une fonction susceptible de réagir avec un agent de polymérisation radicalaire contrôlée selon l’invention de manière à coupler par liaison covalente la molécule active (ou PA) et l’agent de polymérisation.

Selon un mode de réalisation, la molécule pharmaceutiquement active à utiliser pour la préparation des prodrogues polymères de l’invention est une molécule présentant au moins une fonction libre (susceptible de réagir avec un agent de polymérisation radicalaire contrôlée) par exemple choisie parmi les fonctions -OH, -NH ₂ , -NH, -NHR (R = alkyle tel que défini), -SH, -COOH, -C=0, -CHO ou halogène. Dans un mode de réalisation, la fonction libre est une fonction nucléophile.

La molécule pharmaceutiquement active peut ne pas porter des fonctions libres. Elle peut être traitée chimiquement préalablement à son couplage à l’agent de polymérisation afin qu’elle présente une fonction libre (susceptible de réagir avec l’agent de polymérisation radicalaire contrôlée). Plusieurs approches sont connues dans l’art pour fonctionnaliser une molécule active. Un exemple indicatif et non limitatif pour la présente invention consiste au traitement d’une molécule active avec des hypéroxydes conduisant à G hydroxylation de la molécule active.

Selon un mode de réalisation, la fonction nucléophile libre de la molécule active est sélectionnée parmi les groupements -OH, -NH ₂ , -NHR et -SH. De préférence, la fonction nucléophile est -OH ou -NH ₂ .

Par exemple, pour mieux contrôler le greffage de la chaîne de polymère sur la molécule active, les autres fonctions nucléophiles de la molécule, si elle en possède, peuvent être protégées ou non.

Selon un premier mode de réalisation, les fonctions nucléophiles de la molécule active qui ne participent pas à la polymérisation radicalaire contrôlée ne sont pas protégées.

Selon un deuxième mode de réalisation, les fonctions nucléophiles de la molécule active qui ne participent pas à la polymérisation radicalaire contrôlée sont protégées par des groupements connus dans l’art tels que le chlorure tert- butoxycarbonyle, le dicarbonate de d\-lerl butyle, l’azoture ou les amides de /e/7-butoxycarbonyle, le chlorure de tert- butyl(diméthyl)silyle, le chlorure de tosyle, des alkyles, des aryles, des alkylaryles, des esters, des éthers, des éthers silylés,

Comme il est indiqué par les exemples, l’invention peut être mise en œuvre indépendamment de la polarité de la molécule active. Par conséquent, la molécule active à utiliser dans les polymères de l’invention est une molécule polaire, amphiphile ou apolaire. Selon un premier mode de réalisation la molécule active à utiliser dans les polymères de l’invention est une molécule polaire. Selon un deuxième mode de réalisation la molécule active à utiliser dans les polymères de l’invention est une molécule apolaire. Selon un troisième mode de réalisation la molécule active à utiliser dans les polymères de l’invention est une molécule amphiphile.

Selon une variante, le taux de charge est de 0.1 à 20% (masse du PA par rapport à la masse totale de la molécule prodrogue -polymère). Dans un mode de réalisation, la molécule active est choisie d’un groupe de molécules actives comprenant :

les molécules anticancéreuses,

les molécules antibiotiques (bactério/fungo-statiques, bactério/fungo-toxiques ou agents anti viraux),

les molécules antidiabétiques,

les molécules traitant les pathologies vasculaires et cardiovasculaires, les molécules traitant les pathologies du système nerveux central

les molécules anti-inflammatoires,

les molécules agonistes des récepteurs physiologiques,

les molécules antagonistes ou partiellement antagonistes des récepteurs physiologiques,

Les molécules immuno-modulatrices.

Dans un mode de réalisation, la molécule active est une molécule anticancéreuse choisie parmi, le paclitaxel, le docétaxel, la gemcitabine, la cladribine, la capécitabine, la daunorubicine, la doxorubicine, l'épirubicine, ridarubicine, ractinomycine, ramsacrine, la dacarbazine, la dactinomycine, la vincristine, la vimblastine, la vindésine, le methotrexate, la colchiccine, le cyclophosphamide, G azathioprine, la 6- mercaptopurine, la lomustine, la carmustine, la dacarbazine, le cisplatine, le fluoro uracile, le tenoposide ou l’étoposide., la fotémustine, la mitomycine C, la mitoxantrone, la streptozocine, la trabectédine, la vinflunine, la vinorelbine, le trioxyde d’asernique, la bendamustine, le busulfan, le cabazitaxel, la carboplatine, l’eribuline, l’irinotécan, le topotécan, l’ixabepilone, la nélarabine, l’oxaliplatine, le pralatrexate, le temozolomide, le pemetrexed, l’imatinib, le sunitinib, le sorafenib.

Dans un mode de réalisation, la molécule active est choisie parmi les molécules anticancéreuses (paclitaxel, gemcitabine), parmi les peptides (RGD cyclique) et ou les sondes fluorescentes (rhodamine et Cyanine 5.5)

Dans un mode de réalisation, la molécule active est une molécule anticancéreuse choisie parmi, le paclitaxel ou la gemcitabine. Selon un mode de réalisation, les prodrogues de l’invention comprennent comme molécule active le paclitaxel. Dans un mode de réalisation, la première molécule active est le paclitaxel. Dans un mode de réalisation, la première molécule active est la gemcitabine.

Selon un mode de réalisation, une prodrogue polymère selon l’invention comprend une molécule active à une extrémité.

Selon un mode de réalisation, une prodrogue polymère selon l’invention comprend une molécule active à son extrémité proximale.

Selon un mode de réalisation, une prodrogue polymère selon l’invention comprend une molécule active à son extrémité terminale.

Selon un mode de réalisation, une prodrogue polymère selon l’invention comprend deux molécules actives, une à chaque extrémité. Polymérisation

La présente invention concerne des molécules sur lesquelles une chaîne de polymère, notamment telle que décrite précédemment, est greffée.

Avantageusement, la polymérisation selon l’invention est réalisée par voie radicalaire contrôlée. Avantageusement, la polymérisation selon l’invention est réalisée par voie radicalaire contrôlée par la méthode du principe actif amorceur.

Ainsi, la chaîne de polymère est greffée sur la molécule active en appliquant un procédé de polymérisation radicalaire contrôlée. Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère de l’invention est obtenue par un procédé de polymérisation radicalaire contrôlée choisi parmi :

la polymérisation contrôlée par transfert de chaîne réversible par addition- fragmentation (Réversible Addition-Fragmentation chain Transfer, ci-après « RAFT »), la polymérisation radicalaire contrôlée par les nitroxydes (Nitroxide-Mediated Polymerization, « NMP »), la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d’atomes (Atom Transfer Radical Polymerization, « ATRP »), la polymérisation radicalaire contrôlée SET-LRP (« Single Electron Transfer- Living Radical Polymerization »),

la polymérisation radicalaire contrôlée par le cobalt,

la polymérisation radicalaire contrôlée par des organotellures, ou

la polymérisation radicalaire contrôlée par G organostilbine,

Typiquement, la prodrogue polymère comprend en outre un agent de transfert de chaîne.

Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère est synthétisée par polymérisation radicalaire contrôlée par transfert réversible par addition-fragmentation (ci-après « RAFT »).

Dans un mode de réalisation, les prodrogues polymère selon l’invention sont obtenues par polymérisation radicalaire contrôlée de type polymérisation radicalaire contrôlée par transfert réversible par addition-fragmentation (ci-après « RAFT »), en faisant réagir au moins un monomère, un amorceur de polymérisation radicalaire et un agent de contrôle de polymérisation radicalaire contrôlée (appelé aussi agent de transfert de chaîne) sur lequel est couplée la molécule pharmaceutiquement active.

En particulier, une prodrogue polymère selon l’invention est préparée par polymérisation radicalaire contrôlée et comprend selon une variante, un couplage covalent d’au moins une première molécule pharmaceutiquement active avec un agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprenant une partie proximale et une partie terminale, pour former une première molécule couplée.

L’agent de contrôle de polymérisation radicalaire comprend une partie proximale et une partie terminale car lors de la polymérisation l’agent de contrôle de polymérisation (ou agent de transfert de chaîne) est clivé avec une partie, dite ici proximale restant liée au PA qui viendra se positionner en début de chaîne de polymère et une partie, dite ici terminale, qui vient se fixer en fin de chaîne polymère pour la terminer. Cet agent de contrôle de polymérisation permet de contrôler précisément et avantageusement la longueur de la chaîne polymère.

Selon une variante, on parle de première molécule couplée pour désigner le PA couplé à l’agent de contrôle de polymérisation ou à la partie proximale de l’agent de contrôle. Dans un mode de réalisation, le polymère de la prodrogue de l’invention comprend en outre un agent de transfert de chaîne de type RAFT choisi parmi :

• les trithiocarbonates tels que l’acide 3,5-bis(2-dodecylthiocarbonothioylthio-l- oxopropoxy)benzïque, le 3-butenyl 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2- methylpropionate, l’acide 2-(2-carboxyethylsulfanylthiocarbonylsulfanyl)- proprionique, l’acide 4-((((2-carboxyethyl)thio)carbonothioyl)thio)-4- cyanopentanoïque, le 2-cyanobutan-2-yl 4-chloro-3,5-dimethyl-lH-pyrazole-l- carbodithioate, le 2-cyanobutanyl-2-yl 3,5-dimethyl-lH-pyrazole-l-carbodithioate, l’acide 4-cyano-4-[(dodecylsulfanylthiocarbonyl) sulfanyl] pentanoïque, l’acide 2- (butylthiocarbonothioylthio)propanoïque, l’acide 4-cyano-4-

(ethylcarbonothioylthio)pentanoïque, le 4-cyano-4-

[(dodecylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanol, le cyanomethyl (3,5-Dimethyl- lH-pyrazole)-carbodithioate, le cyanomethyl dodecyl trithiocarbonate, le cyanomethyl [3-(trimethoxysilyl)propyl] trithiocarbonate, le 2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate, le S,S-dibenzyl trithiocarbonate, l’acide 2-(dodecyl- thiocarbonothioylthio)-2-methylpropionique, G acide 2-(dodecyl-thiocarbonothioyl- thio)-2-methylpropionique, le 3-azido-l-propanol ester, l’acide 2- (dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionique, le /V-hydiOxysuccinimide ester de l’acide 4-cyano-4-[(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïq ue, le pentafluorophenyl ester de l’acide 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2- methylpropionique, l’acide 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)propionique, le methyl 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionate, le pentaerythritol tetrakis[2- (dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionate], le phthalimidomethyl butyl trithiocarbonate, le poly(acide acrylique) ayant une extrémité d’acide 2- (dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionique, le poly(ethylene glycol) bis[2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionate], le poly(ethylene glycol) methyl ether 4-cyano-4-[(dodecylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoate, le poly(ethylene glycol) methyl ether (4-cyano-4-pentanoate dodecyl trithiocarbonate), le poly(ethylene glycol) methyl ether (4-cyano-4-pentanoate dodecyl trithiocarbonate), le poly(ethylene glycol) methyl ether (4-cyano-4- pentanoate dodecyl trithiocarbonate), le poly(ethylene glycol) methyl ether 2- (dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionate, le poly(ethylene glycol) methyl ether 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionate, le poly(ethylene glycol) methyl ether (2-methyl-2-propionic acid dodecyl trithiocarbonate), le poly(L-lactide) 4-cyano-4-[(dodecylsulfanyl- thiocarbonyl)sulfanyl]pentonate, le poly(L-lactide) 4-cyano-4-[(dodecylsulfanyl- thiocarbonyl)sulfanyl]pentonate, le poly(D,L-lactide), 4-cyano-4-[(dodecylsulfanyl- thiocarbonyl)sulfanyl]pentonate, le polystyrène avec une extrémité d’acide 2-

(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionique ou le 1,1,1- tris[(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionate]ethan e ;

• les dithiocarbamates tels que le benzyl lH-pyrrole-l-carbodithioate, le cyanomethyl diphenylcarbamodithioate, le cyanomethyl methyl(phenyl)carbamodithioate, le cyanomethyl methyl(4-pyridyl)carbamodithioate, le 2-cyanopropan-2-yl N-methyl-

N-(pyridin-4-yl)carbamodithioate, le methyl 2-[methyl(4- pyridinyl)carbamothioylthio]propionate, le l-succinimidyl-4-cyano-4-[N-methyl- N-(4-pyridyl)carbamothioylthio]pentanoate ;

• les dithioabenzoates tels que le benzyl benzodithioate, le cyanomethyl benzodithioate, l’acide 4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoïque, le N- succinimidyl ester de l’acide 4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoïque, le 2-cyano-2-propyl benzodithioate, le 2-cyano-2-propyl 4-cyanobenzodithioate, G ethyl 2-(4-methoxyphenylcarbonothioylthio)acetate, G ethyl 2-methyl-2- (phenylthiocarbonylthio)propionate, G ethyl 2-(phenylcarbonothioylthio)-2- phenylacetate, G ethyl 2-(phenylcarbonothioylthio)propionate, le 1-

(methoxycarbonyl)ethyl benzodithioate, l’acide 2-(4- methoxyphenylcarbonothioylthio)ethanoïque, le 2-nitro-5-(2-propynyloxy)benzyl 4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoate, l’acide 2-

(phenylcarbonothioylthio)propanoïque ou le 2-phenyl-2-propyl benzodithioate ; · les agents RAFT commutables tels que le cyanomethyl methyl(4- pyridyl)carbamodithioate, le 2-cyanopropan-2-yl N-methyl-N-(pyridin-4- yl)carbamodithioate, le methyl 2-[methyl(4-pyridinyl)carbamothioylthio]propionate ou le l-succinimidyl-4-cyano-4-[N-methyl-N-(4- pyridyl)carbamothioylthio]pentanoate. L'agent de transfert de chaîne est par exemple choisi parmi : l’acide 4-cyano-4- [(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïque, l’acide 2- (dodécylthiocarbonothioylthio)-2-méthylpropionique, acide 4-cyano-4-

(phenylcarbonothioylthio)pentanoïque, l’acide 2-(2- carboxyethylsulfanylthiocarbonylsulfanyl)propionique, G acide 2-

(butylthiocarbonothioylthio)propanoïque, l’acide 4-cyano-4-

(ethylcarbonothioylthio)pentanoïque, le benzodithioate de 2-cyanopropan-2-yle, ou le trithiocarbonate de 2-cyano-2-propyl dodecyle. l'amorceur radicalaire conventionnel est choisi parmi : le 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile), le 1,1'- azobis(cyclohexanecarbonitrile), l’acide 4,4'-azobis(4-cyanovalerique), le 2,2'-azobis(2- methylbutyronitrile), le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de lauroyle, le peroxyde de méthyl éthyl cétone, le tert-butyl peroxybenzoate.

Dans un mode de réalisation, l’agent de transfert de chaîne choisi parmi : l’acide 4- cyano-4-[(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïque , G acide 2-

(dodécylthiocarbonothioylthio)-2-méthylpropionique, G acide 4-cyano-4-

(phenylcarbonothioylthio)pentanoïque, l’acide 2-(2- carboxyethylsulfanylthiocarbonylsulfanyl)propionique, G acide 2-

(butylthiocarbonothioylthio)propanoïque, l’acide 4-cyano-4-

(ethylcarbonothioylthio)pentanoïque, le benzodithioate de 2-cyanopropan-2-yle, ou le trithiocarbonate de 2-cyano-2-propyl dodecyle.

Dans un mode de réalisation, l’agent de transfert de chaîne est choisi parmi :

l’acide 4-cyano-4-[(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïq ue, l’acide 2-(butylthiocarbonothioylthio)propanoïque, l’acide 4-cyano-4-

(ethylcarbonothioylthio)pentanoïque, le N-hydroxysuccinimide ester de l’acide 4-cyano-4-[(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïq ue

Dans un mode de réalisation, l’agent de transfert de chaîne est l’acide 4-cyano-4- [(dodecylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïque (« CDP » ci-après).

Dans un mode de réalisation, l’agent de transfert est directement lié à la molécule active. Cependant, lors de la polymérisation radicalaire, l’agent de transfert, de par sa fonction de contrôle de la polymérisation est scindé en deux parties, l’une proximale qui reste liée au principe actif et l’autre qui vient réagir avec la partie terminale du polymère en croissance. Selon une variante, l’agent de transfert est lié de manière covalent à la molécule pharmaceutiquement active par une fonction ester, amide, carbonate, carbamate, acétal, disulfide, thioether, triazole ; linker diglycolate, succinate, succinimidyl 4-(N- maleimidomethyl)cyclohexane-l-carboxylate (SMCC), glycinate, glucuronate, valine- citrulline, maléimide, ladite fonction et/ou linker proximal formant liaison covalente avec le premier principe actif pharmaceutiquement actif.

Dans un autre mode de réalisation l’agent de transfert est préalablement fonctionnalisé avec un oligomère d’un acide hydroxy carboxylique. Selon ce mode de réalisation, cette chaîne oligomère qui se situe après greffage entre la molécule active et l’agent de transfert, permet de contrôler la vitesse de libération de la molécule active de la prodrogue polymère de l’invention. Selon un mode de réalisation, G oligomère est un dimère, de préférence l’acide diglycolique.

Par ailleurs, un amorceur de polymérisation radicalaire est nécessaire car il permet le déclenchement de la polymérisation et ainsi de faire croître la chaîne de polymère à partir de la molécule active fonctionnalisée par l’agent RAFT. L’ amorceur peut être de type azoïque tel que le 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile), le 1,1'- azobis(cyclohexanecarbonitrile), l’acide 4,4'-azobis(4-cyanovalerique), le 2,2'-azobis(2- methylbutyronitrile) ; de type peroxyde inorganique ; ou de type peroxyde organique tel que le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de lauroyle, le peroxyde de méthyl éthyl cétone, le tert-butyl peroxybenzoate.

Dans un mode de réalisation particulier, G amorceur de radicaux libres est le 2,2'- azobis(2-methylpropionitrile), n° CAS : 78-67-1.

Polymère à blocs

Dans un mode de réalisation, la prodrogue polymère de l’invention est une prodrogue polymère dont la molécule active est liée de manière covalente avec un copolymère à blocs. Ce dernier comprend le polymère ou copolymère tels que décrits précédemment et une extension par au moins un polymère hydrophile. En effet, la présence de l’agent de transfert à l’extrémité de la chaîne du polymère ou copolymère permet l’ajout d’une chaîne de polymère additionnelle. Le copolymère de l’invention peut comprendre au moins deux blocs. Selon un mode de réalisation, la prodrogue de l’invention comprend un polymère dont la chaîne comprend en outre une extension de sa chaîne par un polymère supplémentaire, de préférence le polymère supplémentaire étant un polymère hydrosoluble. Dans un mode de réalisation, le polymère hydrosoluble est choisi parmi le poly[oligo(éthylène glycol) méthyl éther méthacrylate], poly[oligo(éthylène glycol) méthyl éther acrylate]le poly[oligo(éthylène glycol) méthacrylate], le polyacrylamide, les glycopolymères (synthétisées à partir de monomères de type méthacrylate, acrylate, acrylamide vinyl ether ou styrénique portant une fonction sucre), le poly(/V,/V-di méthyl acrylamide), le polystyrène sulfonate, le poly(/V-vinyl pyrrolidone), les polypeptides hydrophiles et les polysaccharides.

Dans un mode de réalisation, le polymère hydrosoluble est le polyacrylamide.

Procédé

Dans un deuxième aspect, l’invention concerne le procédé de préparation du polymère, tels que décrits précédemment. Procédé d’obtention du polymère

La personne du métier peut choisir la technique de polymérisation adaptée parmi celles connues dans l’art en fonction des propriétés physicochimiques de la molécule active et des caractéristiques structurelles et physicochimiques souhaitées pour le polymère.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend au moins une étape de polymérisation à partir de la molécule active.

Selon ce mode de réalisation, le procédé de préparation d’un polymère selon l’invention comprend les étapes de :

i) couplage d’un composé actif, avec un agent de transfert de chaîne tel que décrit précédemment,

ii) polymérisation du ou des monomère(s) tels que décrits précédemment à partir de la molécule active.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend au moins une étape de polymérisation radicalaire contrôlée à partir de la molécule active. La polymérisation radicalaire contrôlée peut être choisie parmi les techniques connues dans l’art telles que :

la polymérisation contrôlée par transfert de chaîne réversible par addition- fragmentation (Réversible Addition-Fragmentation chain Transfer, ci-après « RAFT »),

la polymérisation radicalaire contrôlée par les nitroxydes (Nitroxide Mediated Polymerization, « NMP »),

la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d’atomes (Atom Transfer Radical Polymerization, « ATRP »),

la polymérisation radicalaire contrôlée SET-LRP (« Single électron transfer- living radical polymerization »),

la polymérisation radicalaire contrôlée par le cobalt,

la polymérisation radicalaire contrôlée par des organotellures, ou

la polymérisation radicalaire contrôlée par G organostilbine,

Dans un mode de réalisation, le procédé de préparation de la prodrogue polymère de l’invention comprend au moins une étape de polymérisation RAFT.

Selon ce mode de réalisation, le procédé de préparation d’un polymère selon l’invention comprend les étapes de :

i) couplage d’un composé actif, avec un agent de transfert de chaîne tel que décrit précédemment, et

ii) polymérisation du ou des monomère(s) tels que décrits précédemment, à partir de l’agent de transfert.

Pour la polymérisation radicalaire contrôlée, telle que la polymérisation RAFT, l’étape (ii) est réalisée en présence d’un amorceur de polymérisation radicalaire (générateur de radicaux libres). L’ amorceur de polymérisation permet le déclenchement de la polymérisation et ainsi de faire croître la chaîne de polymère à partir de la molécule active fonctionnalisée par l’agent RAFT. L’ amorceur peut être de type azoïque tel que le 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile), le l,F-azobis(cyclohexanecarbonitrile), l’acide 4,4'-azobis(4-cyanovalerique), le 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile) ; de type peroxyde inorganique ; ou de type peroxyde organique tel que le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de lauroyle, le peroxyde de méthyl éthyl cétone, le tert- butyl peroxybenzoate. Dans un mode de réalisation particulier, l’amorceur de radicaux libres est le 2,2'- azobis(2-methylpropionitrile), n° CAS : 78-67-1.

Dans un mode de réalisation, l’étape (ii) est réalisée à température ambiante. Dans un autre mode de réalisation l’étape (ii) est réalisée à une température de 25° à l50°C.

Prodrogues polymères téléchéliques

La présente invention présente l’avantage d’offrir une plateforme qui peut être appliquée à une grande variété de principes actifs, d’agents d’imagerie et/ou de ciblage. Un groupe fonctionnel à chaque extrémité d’une chaîne du polymère peut être utilisé pour lier chimiquement la molécule d’intérêt permettant ainsi de fabriquer des systèmes mono- ou bifonctionnels dits polymères téléchéliques. Il est possible de concevoir un grand nombre de systèmes qui vont du système le plus simple (une molécule greffée à une extrémité de la chaîne polymère) jusqu’à des systèmes plus complexes dits hétéro- bifonctionnels où on peut avoir une molécule pharmaceutiquement active à une extrémité et un agent d’imagerie ou un ligand de ciblage à l’autre extrémité du polymère. Par ailleurs, diverses prodrogues polymères avec différents principes actifs peuvent aussi être synthétisées puis ensuite formulées ensemble pour produire des thérapies combinées

Ce type de polymères téléchéliques d’architecture macromoléculaire est particulièrement intéressant car il va être possible de créer des prodrogues polymères avec différentes propriétés et applicables à de nombreux domaines. Les polymères hétérobifonctionnels sont plus particulièrement intéressants car ils permettent d’associer deux fonctionnalités différentes dans un même composé. Ces prodrogues polymères selon l’invention sont donc notamment adaptées pour des applications biomédicales, où il serait possible de conjuguer sur une même chaîne deux types de molécules pouvant être pharmaceutiquement/biologiquement actives dans différents buts, par exemple :

Pour une délivrance ciblée de principe actif, en associant un principe actif et un ligand de ciblage (e.g., anticorps, ligand, peptide, etc.)

Pour l’imagerie, en associant un ligand de ciblage et une molécule de traçage comme un fluorophore. Ces prodrogues polymères peuvent être par exemple utilisées pour la détection et l’imagerie dans le cas du cancer, en utilisant des marqueurs spécifiques des cellules tumorales.

De nombreuses techniques existent pour synthétiser ces polymères hétérobifonctionnels. Selon une variante la méthode de préparation de prodrogues polymères téléchéliques comprend une ou plusieurs modifications pré ou post polymérisation pour coupler les différentes molécules d’intérêt.

Selon une variante, on couple par liaison covalente une prodrogue polymère comprenant un premier principe actif à un peptide, typiquement un couplage peptidique.

Par exemple, on utilise le principe de synthèse suivant pour effectuer une bioconjugaison entre un peptide d’intérêt et un polymère de polyacrylamide terminé par l’agent R AFT :

La première voie (voie 1) permet d’associer le peptide au polymère via un linker de type maléimide par un couplage thiol-maléimide, alors que la deuxième (voie 2) permet de réaliser le couplage directement par la formation d’une liaison peptidique par couplage peptidique.

Selon une variante, la polymérisation est amorcée par le peptide puis le couplage avec le principe actif est réalisé après polymérisation. L’invention concerne une composition comprenant au moins une prodrogue polymère de l’invention.

Dans un premier mode de réalisation, les compositions comprennent une seule prodrogue polymère de l’invention.

Dans un deuxième mode de réalisation, les compositions comprennent au moins deux, au moins trois, au moins quatre ou au moins cinq prodrogues polymères de l’invention. Selon ce mode de réalisation, les compositions comprennent des prodrogues polymères comprenant la même molécule active. La présence de prodrogues polymères avec des chaînes polymères différentes permet une libération bimodale, tri-modale ou pluri- modale de la molécule active. Selon un mode de réalisation différent, les compositions comprennent des prodrogues polymères comprenant des molécules actives différentes et la même chaîne polymère. Ceci permet d’avoir dans la même formulation deux molécules actives avec un profil pharmacodynamique différent. Selon un autre mode de réalisation, les compositions comprennent des prodrogues polymères comprenant des molécules actives et des chaînes polymère différentes. Ceci permet d’avoir dans la même formulation deux molécules actives avec un profil pharmacodynamique différent dont la libération est adaptée en fonction de ces propriétés physicochimiques.

Dans un troisième mode de réalisation, les compositions comprennent au moins une prodrogue polymère de l’invention et au moins une molécule active libre, ses sels pharmaceutiquement acceptables ou ses prodrogues telles que connues dans l’art. Par molécule active libre, on entend une molécule non liée, ou à tout le moins non liée de manière covalente avec le polymère.

Formulations

La présente invention concerne des compositions sous forme de solution aqueuse comprenant un milieu aqueux et au moins une prodrogue polymère selon l’invention.

Avantageusement, la prodrogue polymère selon l’invention est soluble en milieu aqueux. Typiquement, la prodrogue polymère selon l’invention est soluble dans l’eau distillée à au moins 100 mg/mL et de préférence 150 mg/mL et encore de préférence à 200 mg/mL.

De préférence on teste la solubilité de la prodrogue polymère selon la méthode suivante :

Les différentes prodrogues polymères sont mises en solution à une concentration équivalente (200 mg/mL) puis centrifugées pendant 30 min à 16 783 g. La non solubilité est observée par l’apparition d’un dépôt blanchâtre ou coloré dans le fond de l’Eppendorf.

Avantageusement, la solution comprenant la prodrogue polymère selon l’invention est peu visqueuse.

Avantageusement, la viscosité de la solution de la prodrogue polymère peut être modulée en fonction de la taille, de la nature/composition du polymère. La polymérisation radicalaire contrôlée présente encore ici un avantage technique important pour l’invention.

Avantageusement, la prodrogue polymère selon l’invention permet de concentrer le PA sans augmenter la viscosité de la formulation de manière importante, ce qui permet de limiter les quantités (en volume notamment) de formulation injectée.

Avantageusement, une prodrogue polymère selon l’invention est formulée sous forme injectable.

Avantageusement, la prodrogue polymère selon l’invention est formulée en solution aqueuse facilement injectable.

Par exemple, la viscosité de la solution comprenant une prodrogue polymère selon l’invention permet son injection via une seringue de 26 G. Avantageusement, la solution comprenant une prodrogue polymère selon l’invention nécessite une force d’injection au travers d’une aiguille de 26 G de moins de 30 N. De préférence, la solution comprenant une prodrogue polymère selon l’invention est injectable au travers d’une aiguille de 26 G à une concentration d’au moins 50 mg/mL, par exemple d’au moins 100 mg/mL et de préférence d’au moins 125 mg/mL. Selon une variante, la solution comprenant une prodrogue polymère selon l’invention est injectable au travers d’une aiguille de 26 G à une concentration d’au moins 150 mg/mL et de préférence d’au moins 200 mg/mL.

De préférence on teste l’injectabilité (ou seringuabilité) (exprimée en newton en fonction de la concentration) selon la méthode suivante :

La seringabilité/injectabilité des solutions de polymères est estimée grâce à un appareillage fait sur mesure tel que décrit par Burckbuchler et al. (Eur. J. Pharm. Biopharm., 76, 2010, 351-356) couplé à un analyseur de texture (TA.XT Plus Texture Analyser, Stable Micro Systems) disposant d’un capteur de force de 30 kg. 400 pL de chaque solution sont prélevés puis injectés à travers une seringue de 1 mL (MeritMedical, Médaillon® Syringe) et une aiguille 26G x ½” (Terumo Neolus, 0.45x12 mm) à une vitesse d’l mm/s. La force d’injection est mesurée à raison de 25 mesures par seconde.

Utilisations

Avantageusement, au moins certaines propriétés physico-chimiques du polymère sont conférées au PA. En particulier le polymère permet d’augmenter la solubilité du PA, de maintenir une stabilité à haute concentration, de maximiser son absorption et de limiter sa métabolisation, conduisant alors à une biodisponibilité augmentée.

La présente invention concerne en particulier une prodrogue polymère pour son utilisation dans une méthode de traitement thérapeutique. La méthode comprend l’administration d’une quantité thérapeutiquement efficace de la prodrogue polymère à un patient.

Avantageusement, l’approche prodrogue (où le PA est inactif jusqu’à sa libération) permet de supprimer les effets indésirables locaux des PA nécrosants/irritants. Typiquement, une fois dans la circulation générale, le principe actif est libéré du polymère par clivage de la liaison et retrouve alors son activité. Le clivage est obtenu du fait des conditions biologiques présentes dans la circulation sanguine. Une fois dans la circulation générale, le principe actif est libéré de la prodrogue par clivage de la liaison et retrouve alors son activité. Typiquement, la prodrogue polymère est injectée dans un tissu (par voie SC ou IM notamment) et passe dans la circulation sanguine. La prodrogue polymère est ensuite clivée pour libérer le PA d’intérêt dans la circulation sanguine.

Avantageusement, le contrôle de la nature du monomère, de la taille et de la dispersité du polymère, de la nature de l’agent de contrôle de polymérisation et de la liaison entre celui-ci et le PA permet de modifier la vitesse et le taux d’absorption, couplé à la prodrogue (où le PA est inactif jusqu’à sa libération) permet de supprimer les effets indésirables locaux des PA nécrosants/irritants.

Les prodrogues polymères de l’invention ainsi que leurs compositions, peuvent avoir plusieurs applications dans le domaine biomédical.

Selon une variante, le PA désigne une molécule active liée à un agent ciblant permettant de cibler une zone spécifique à traiter et par exemple de diriger la molécules active libérée vers son site d’action.

Selon une variante, le PA désigne une molécule active liée à un agent diagnostic permettant l’imagerie d’une zone spécifique à traiter.

Selon une variante, le PA désigne un agent ciblant lié à un agent diagnostic permettant de cibler le PA vers le tissu ou les cellules à traiter.

L’invention concerne aussi un médicament comprenant au moins une prodrogue polymère de l’invention. L’invention concerne encore l’utilisation de la prodrogue polymère selon l’invention pour la prévention et/ou le traitement d’une maladie, en particulier d’un être humain ou animal.

L’invention concerne également l’utilisation d’au moins une prodrogue selon l’invention pour la préparation d’un médicament. Typiquement, le médicament comprend au moins une prodrogue polymère selon l’invention dans une quantité thérapeutiquement efficace. Selon un mode de réalisation, le médicament comprend en outre des excipients pharmaceutiquement acceptables. Ces excipients correspondent aux normes de la Pharmacopée Européenne ou de la FDA. Une formulation de médicament est déterminée par la personne du métier en fonction de la maladie à prévenir et/ou traiter, de la voie d’administration du médicament et la nature de la molécule active. Dans un mode de réalisation les formulations sont des formulations injectables. Selon ce mode de réalisation, l’administration est par bolus ou continue (perfusion), de préférence l’administration est par bolus. Selon ce mode de réalisation les formulations sont des formulations injectables à administration :

sous-cutanée,

intramusculaire,

intratumorale,

intradermale, ou

intraveineuse,

de préférence sous-cutanée ou intramusculaire.

De préférence, une prodrogue polymère selon l’invention est administrée (ou administrable) par voie sous-cutanée ou intra-musculaire. Méthodes

L’invention concerne également une prodrogue polymère pour son utilisation dans une méthode de traitement thérapeutique. Cette méthode comprend l’administration d’une quantité thérapeutiquement efficace d’au moins une prodrogue polymère selon l’invention à un sujet, en particulier un être humain ou animal. Les méthodes de traitement peuvent concerner le traitement de maladies telles que décrites précédemment.

Dans un mode de réalisation particulier, la méthode de traitement est une méthode de traitement du cancer.

L’administration d’au moins une prodrogue polymère selon l’invention peut être simultanée avec l’administration d’autres molécules actives, formulées selon l’invention ou non. L’administration d’au moins une prodrogue polymère selon l’invention peut être séquentielle à l’administration d’autres molécules actives, formulées selon l’invention ou non.

Dans un mode de réalisation, ces formulations permettent d’augmenter la biodisponibilité du principe actif et sont administrées par voie sous-cutanée, intramusculaire, intratumorale ou intradermale, de préférence par voie sous-cutanée ou intramusculaire.

Compte tenu de la polyvalence de l’invention qui permet de coupler plusieurs types de molécules actives à une chaîne de polymère, les maladies pouvant être prévenues ou traitées par le médicament de l’invention sont non limitativement choisies parmi les cancers, les infections bactériennes, les infections virales, les infections fongiques, les infections parasitaires, les maladies inflammatoires, les maladies métaboliques, les maladies micro- vasculaires, les maladies macro- vasculaires, les maladies cardiovasculaires, les maladies pulmonaires, les maladies endocriniennes ou les maladies du système nerveux central.

Selon l’invention, le type de cancers qui peuvent être traités par l’administration d’une prodrogue polymère selon l’invention ne sont pas particulièrement limité puisque le traitement dépend de la molécule active greffée. La molécule active greffée sur le polymère étant choisie en fonction de ses propriétés biologiques, pharmacodynamiques et pharmacocinétiques en relation avec le cancer à traiter.

Dans un mode de réalisation, le cancer traité est un cancer solide tel que le cancer mammaire, le cancer du foie, le mélanome, le cancer des ovaires ou de l’endomètre, de la prostate et/ ou de la vessie, de l’estomac, de l’intestin, le sarcome de Kaposi, le cancer du cerveau, le cancer osseux, le cancer du pancréas ou le cancer des poumons.

Dans un autre mode de réalisation, le cancer est un cancer des cellules sanguines tel que la leucémie.

Selon un mode de réalisation, la molécule active est libérée rapidement, par exemple 80% en poids de la molécule active est libérée en moins de 24h. Selon un mode de réalisation, la molécule active est libérée lentement, par exemple 50% en poids de la molécule active est libérée en plus 72h.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES Figure 1 montre trois spectres de Transmittance en fonction de la température de 3 copolymères selon l’invention ayant différents agents RAFT : Le CDP-33%-5, le PTX- CDP-33%-lO et le Gem-33%-5. Acquisition à 4,5 mg/mL dans du PBS, à 600 nm et à une vitesse d’augmentation de température de 0,5 °C/min.

Figure 2 En haut, montre des courbes Transmittance vs. Température montrant le comportement UCST des particules CP5-PEGMA et CP7-PEGMA à une concentration en polymère égale à 4,5 mg/mL. En bas, montre la courbe comparative des comportements UCST de CP5 et CP5-PEGMA obtenues après PEGylation et formulation de CP5.

Figure 3 En haut (A), montre les effets de toxicité locale de l’administration sous- cutanée d’une solution de paclitaxel dans du PBS. En bas (B), montre l’absence de toxicité locale suite à l’administration sous-cutanée d’une solution de paclitaxel formulé en prodrogue selon l’invention PTX-P(AAm-co-AN) avec 20% d’AN.

Figures 4 et 5 : Graphiques des résultats des études de viscosités de différentes prodrogues polymères par seringabilité (Force (N) en fonction de la concentration (mg/mL)).

Figures 6 et 7 : libération dans le PBS (Figure 6) et dans le plasma murin (Figure 7) du paclitaxel à partir des polymères prodrogues ayant différentes liaisons chimiques entre le PTX et le polymère (ester, diglycolate, carbonate).

Figure 8 : pharmacocinétique dans un modèle murin du PTX libéré dans le plasma après dégradation de la liaison au polymère (concentration (mg/mL) en fonction du temps en minutes) dosé par spectrométrie de masse. Figure 9 : étude de toxicité dans un modèle du murin. Variation du poids des souris en fonction du temps pour le PTX-digly-PAAm, PTX-ester-PAAm, Taxol et PAAm.

Figure 10 : Pharmacocinétique et biodistribution du PTX radiomarqué dans la formulation commerciale de Taxol® ou sous forme de PTX-PAAm administré à raison de 7 mg / kg équivalent de PTX (0,14 mg de PTX total par souris) par voie intraveineuse et sous-cutanée. Les résultats pour PTX-PAAm tiennent compte de PTX gratuit plus PTX couplé à PAAm. Figure 11 : Etude biodistribution dans un modèle murin de rhodamine libre et Rhodamine-PAAm administrées par voie IV et SC.

Figure 12 : En haut, montre les effets de toxicité locale de l’administration sous- cutanée d’une solution de paclitaxel dans du PBS. En bas, montre l’absence de toxicité locale suite à l’administration sous-cutanée d’une solution de paclitaxel formulé en prodrogue selon l’invention PTX-PAAm.

Figure 13 : Viscosité de solutions de prodrogue paclitaxel polymère en fonction de la concentration et de la teneur en acrylonitrile (AN) dans le polymère. Ces mesures ont été obtenues à l’aide d’un rhéomètre doté d’une géométrie plan-plan.

EXEMPLES

La présente invention se comprendra mieux à la lecture des exemples suivants qui illustrent non-limitativement l’invention.

Abréviations

AAm : désigne l'acrylamide - CAS n° 79-06-1

AIBN : désigne l'amorceur radicalaire Azobisisobutyronitrile - CAS n° 78-67-1

AN : désigne l'acrylonitrile - CAS n° 107-13-1

CDP : désigne l'agent de contrôle RAFT l’acide 4-cyano-4- [(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanoïque - CAS n° 870196-80-8

CDP-ol désigne l'agent fonctionnalisant RAFT le 4-cyano-4- [(dodécylsulfanylthiocarbonyl)sulfanyl]pentanol - CAS n° 1394136-26-5

Chromatographie flash : désigne une méthode de séparation préparative. La phase mobile traverse la phase stationnaire par application d'une pression de 10 à 20 psi

DCM : désigne le dichlorométhane anhydre - CAS n° 75-09-2 DMAP : désigne 4-Diméthylaminopyridine - CAS n° 1122-58-3 DMF : désigne le N,N-Diméthylformamide - CAS n° 200-679-5

DMSO : désigne le Diméthylsulfoxyde - CAS n° 67-68-5

EDC-HC1 : désigne le l-éthyl-3-(3- diméthylaminopropyl)carbodiimide hydrochlorure - CAS n° 25952-53-8

EtOAC : désigne l'acétate d'éthyle - CAS n° 7487-88-9

Gem : désigne la Gemcitabine hydrochloride - CAS n° 122111-

03-9

GemTBDMS : désigne la Gemcitabine dont les fonctions alcool sont protégées par du tert-Butyldimethylsilyl

H : désigne des heures

NHS : N-hydroxysuccinimide - CAS n° 6066-82-6 PEGMA : Poly(ethylene glycol) methyl ether méthacrylate, moyenne Mn 300 g/mol - CAS n° 26915-72-0

PTX-A%-B désigne le polymère de paclitaxel-CDP-Poly(AAm-co- AN) avec un poids moléculaire de B kg/mol et comportant A% de acrylonitrile par rapport aux moles du polymère.

PTX-A%-B-PEGMA-C : désigne le polymère de paclitaxel-CDP-Poly(AAm-co- AN) avec un poids moléculaire de B kg/mol et comportant A% de acrylonitrile et C% de PEGMA par rapport aux moles du polymère

PTX : désigne le paclitaxel - CAS n° 33069-62-4

Saumure : désigne une solution aqueuse saturée en chlorure de sodium

TB AF : désigne le fluorure de tétra-n-butylammonium - CAS n°429-4l-4

TBDMS : désigne le radical tert-Butyldimethylsilyl

TBDMSC1 : désigne le tert-Butyldimethylsilyl chloride - CAS h°18162-48-6

THF : désigne le tétrahydrofurane - CAS n° 109-99-9

Matériel et Méthodes

Matériel

Tous les réactifs ont été fournis par Sigma Aldrich sauf l’amorceur radicalaire AIBN qui a été fourni par Acros. L’acrylamide (AAm) et l’AIBN ont été respectivement recristallisés dans du chloroforme et de l’éthanol absolu. L’ acrylonitrile (AN) a été purifié sur une colonne d’alumine basique afin d’éliminer l’éther monométhylique d’hydroquinone. Quant aux autres réactifs chimiques, ils ont été utilisés tels qu’ils ont été reçus. Méthodes

RMN

Süectroscoüie par résonance magnétique nucléaire (RMN) du proton : L’analyse RMN 1H des petites molécules a été faite à l’aide d’un spectromètre Brucker Avance 300 à 300 MHz dans le CDCI ₃ . Toutes les analyses RMN 1H des échantillons polymères ont été effectuées à l’aide d’un spectromètre Bruker Avance 3 HD 400 à 400 MHz et à une température de 70 °C dans le d _ô -DMSO.

Mesure de la transition UCST

Spectroscopie UV-visible : Pour les mesures de transmittance des solutions aqueuses de polymères à une concentration fixe de 4,5 mg/mL, les spectres d’absorption ont été enregistrés sur un spectrophotomètre UV-visible Perkin-Elmer Lambda 25 en faisant une rampe de montée et de descente de température de 20 à 60 °C à une vitesse de 0,5 °C/min grâce à un système par effet Peltier.

Mesures de viscosité/seringabilité La viscosité est mesurée grâce à des études de seringabilité en fonction de la concentration. La seringabilité des solutions de polymères a été estimée grâce à un appareillage fait sur mesure (Burckbuchler et al., Eur. J. Pharm. Biopharm., 76, 2010, 351-356) couplé à un analyseur de texture (TA.XT Plus Texture Analyser, Stable Micro Systems) disposant d’un capteur de force de 30 kg. 400 pL de chaque solution sont prélevés puis injectés à travers une seringue de 1 mL (MeritMedical, Médaillon® Syringe) et une aiguille 26G x ½” (Terumo Neolus, 0.45x12 mm) à une vitesse d’l mm/s. La force d’injection est mesurée à raison de 25 mesures par seconde. Chaque échantillon est injecté 3 fois de suite. Par cette méthode on considère qu’une solution est difficilement injectable si la force nécessaire à l’injection dépasse 30 N.

Exemple 1 : Couplage du paclitaxel ( PTX ) à l’agent de contrôle 4-cyano-4- G (dodécylsulfanylthiocarbonyl Isulfanyllpentanoïque (CPP) L’exemple suivant présente la modification chimique de l’agent de contrôle CDP afin qu’il soit lié à une molécule de PTX par une liaison ester, l’image ci-dessous correspond à la structure chimique du produit synthétisé :

770 mg (1,80 mmol) de CDP, 231 mg (1,90 mmol) de DMAP, et 362 mg (1,90 mmol) de EDC.HC1 sont dissouts dans un ballon muni d’un barreau aimanté avec 5 mL de DCM anhydre, et mélangés sous argon à température ambiante à l’aide d’un agitateur magnétique. Après 15 min, une solution de 557 mg (0,66 mmol) de PTX dans 2 mL de DCM anhydre est ajoutée au goutte-à-goutte. Le mélange réactionnel est porté à 30 °C. Après 12 h d’agitation, une solution de 160 mg (0,83 mmol) de EDC.HC1 et de 120 mg (1,00 mmol) de DMAP dans 1 mL de DCM anhydre est ajouté puis le mélange réactionnel est laissé agité pendant encore 12 h à 30 °C. La phase organique est lavée avec une solution aqueuse de NaHCCP et séchée sur Na ₂ S0 ₄ avant évaporation du solvant. Le produit est purifié par chromatographie sur gel de silice avec un gradient de DCM/EtOAc (16 % jusqu’à 50 %). Une poudre jaune collante est isolée avec un rendement de 65 %. 1H NMR (300 MHz, CDCl ₃ ) d 8.17 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.78 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.72 - 7.31 (m, 15H), 6.93 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 6.54 - 6.15 (m, 2H), 6.01 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 5.70 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.51 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 5.00 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 4.47 (s, 1H), 4.28 (dd, J = 34.7, 8.5 Hz, 2H), 3.84 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 3.34 (t, J = 9.4 Hz, 1H), 2.51 (d, J = 13.8 Hz, 6H), 2.25 (s, 3H), 1.96 (s, 2H), 1.83 (d, J = 3.1 Hz,

3H), 1.78 - 1.60 (m, 10H), 1.38 - 1.13 (m, 20H), 0.90 (t, J = 6.5 Hz, 3H). ¹³ C NMR (75 MHz, CDCl ₃ ) d 216.76, 203.76, 171.19, 170.69, 169.81, 167.88, 167.03, 142.63, 136.75, 133.68, 133.47, 132.88, 132.04, 130.23, 129.18, 128.74, 128.60, 127.15, 126.51, 118.97, 84.45, 81.08, 79.14, 76.43, 75.59, 75.11, 74.65, 72.13, 72.00, 58.53, 52.79, 46.26, 45.60, 43.18, 37.13, 35.54, 33.61, 31.90, 29.61, 29.53, 29.42, 29.33,

29.07, 28.94, 27.66, 26.82, 24.81, 24.75, 22.74, 22.68, 22.10, 20.82, 14.83, 14.12, 9.61. Cette espèce correspond au paclitaxel couplé de façon covalente à l’agent de contrôle CDP appelé dans les exemples suivants PTX-CDP.

Exemple 2 : Polymérisation de l’acrylamide par la méthode du principe actif amorceur avec PTX-CDP comme agent de contrôle

5 Cet exemple présente l’obtention d’une prodrogue polymère paclitaxel-polyacrylamide par polymérisation de type RAFT de l’acrylamide en présence du PTX-CDP, l’image suivante correspond à la structure chimique de la prodrogue polymère synthétisée :

0,8 mg (0,005 mmol) d’AIBN, 30 mg (0,024 mmol) de PTX-CDP, 454 mg (6,39 mmol) 10 d’AAm et 1,76 g (1,6 mL) de DMSO, sont introduits dans un flacon droit de 7 mL pourvu d’un barreau aimanté. Le flacon est scellé avec un septum puis le mélange réactionnel est mis à buller avec de l’argon pendant 15 min. Le mélange réactionnel est introduit dans un bain d’huile préalablement chauffé à 70 °C et la réaction court pendant 24 h sous agitation. Le polymère est ensuite précipité deux fois dans un excès de f5 méthanol froid avant d’être solubilisé dans le DMSO et dialysé dans de l’eau à l’aide d’un boudin de dialyse 3.5 kD Spectra/Por 3 pendant trois jours. La solution est ensuite lyophilisée pendant 24 h afin d’obtenir un solide jaunâtre. M _n 21,600, M _w /M _n 1,12.

Exemple 3 : Comparaison des solubilités et des viscosités de prodrogues polymères de paclitaxel synthétisées par la méthode du principe actif amorceur

20 Différentes prodrogues polymères de paclitaxel ont été préparées et leur solubilité et leur viscosité ont été comparées.

Synthèses des prodrogues polymères de paclitaxel La préparation des différentes prodrogues de paclitaxel suit la même méthode que l’exemple 2, en changeant le monomère utilisé à la place de l’acrylamide : soit du N,N- dimethylacrylamide (DMAAm), soit de l’oligo(ethylène glycol) methyl ether méthacrylate (OEGMA), soit du glycerol monomethacrylate (GMA). Ces trois monomères sont connus pour leur hydrosolubilité. Pour la prodrogue paclitaxel- polyéthylène glycol) linéaire, la synthèse a consisté en un simple couplage ester déjà décrit par Ceruti et al. (Journal of Controlled Release, 63, 2000, 141-153).

Les polymères obtenus possèdent les caractéristiques suivantes : PTX-PAAm M _n 21,600, MJM _a 1,12 (exemple 2) ; PTX-PDMAAm M _n 20,200, MJM _n 1,02 ; PTX- POEGMA M _n 24,500 ; PTX-PGMA M _n 20,500, M _w /M _n 1,11 ; PTX-PEG M _n 21,000, MJM _n 1,05.

Comparaison des solubilités des prodrogues polymères

La solubilité est évaluée à une concentration de 200 mg/mL de prodrogues polymères, pour distinguer les prodrogues polymères solubles des prodrogues polymères en suspension une ou deux centrifugations (16 873 g, 30 min) sont effectuées. La solubilité est évaluée par l’absence d’agrégats visibles au niveau du culot de l’Eppendorf.

De façon surprenante, toutes les solutions de polymère présentent un dépôt sauf pour PTX-PAAm pour laquelle la solution reste transparente. PAAm permet donc une solubilisation complète du paclitaxel à 200 mg/mL. Les autres prodrogues ont donc une solubilité plus faible que PTX-PAAm.

Etudes de viscosités de différentes prodrogues polymères par seringabilité La viscosité est le reflet de la solubilité d’un polymère. Les phénomènes d’enchevêtrement des chaînes de polymère sont plus importants lorsque la prodrogue polymère est très soluble ce qui conduit à une viscosité augmentée. La viscosité est mesurée grâce à des études de seringabilité en fonction de la concentration. La seringabilité des solutions de polymères a été estimée grâce à un appareillage fait sur mesure (Burckbuchler et al., Eur. J. Pharm. Biopharm., 76, 2010, 351-356) couplé à un analyseur de texture (TA.XT Plus Texture Analyser, Stable Micro Systems) disposant d’un capteur de force de 30 kg. 400 pL de chaque solution sont prélevés puis injectés à travers une seringue de 1 mL (MeritMedical, Médaillon® Syringe) et une aiguille 26G x ½” (Terumo Neolus, 0.45x12 mm) à une vitesse d’l mm/s. La force d’injection est mesurée à raison de 25 mesures par seconde. Chaque échantillon est injecté 3 fois de suite. Par cette méthode on considère qu’une solution est difficilement injectable si la force nécessaire à l’injection dépasse 30 N. Les résultats sont reportés sur la figure 4.

La viscosité du PTX-PAAm est supérieure à celle des autres polymères ce qui est lié au plus fort enchevêtrement des chaînes de polymères et donc à la plus grande viscosité. De manière surprenante le PAAm est le polymère ayant la plus forte capacité à solubiliser les PA très hydrophobes comme le PTX.

Exemple 4 : Comparaison des viscosités de prodrogues polyacrylamide de paclitaxel en fonction de la nature de la partie terminale de la prodrogue

Dans cet exemple la viscosité de trois prodrogues PTX-PAAm a été comparée en fonction de la nature de la partie terminale de la prodrogue. Pour ce faire, trois agents de contrôle ont été synthétisés par la même voie de synthèse que celle donnée en exemple 1 à partir d’agents RAFT différents : l’un terminé par une chaîne alkyle en C12 (exemple 1, noté RAFT-C12), un autre par une chaîne alkyle en C4 (l’acide 2- (butylthiocarbonothioylthio)propanoïque, noté RAFT-C4) et un dernier terminé par une chaîne alkyle en C2 (l’acide 4-cyano-4-(ethylcarbonothioylthio)pentanoïque, RAFT C2). Ensuite ceux-ci ont été utilisés pour polymériser l’acrylamide comme décrit dans l’exemple 2 pour obtenir les prodrogues PTX-PAAm-Cl2 (exemple 2), PTX-PAAm-C4 et PTX-PAAm-C2 respectivement. Fe schéma suivant récapitule ces différentes synthèses :

Les polymères obtenus possèdent les caractéristiques suivantes : PTX-PAAm-Cl2 M _n 21,600, MJM _n 1,12 (exemple 1) ; PTX-PAAm-C4 M _n 26,400, M _w /M _n 1,04 ; PTX- PAAm-C2 M _n 24,100, M _w /M _n 1,09. La viscosité des différentes prodrogues a été mesurées par le même procédé décrit dans l’exemple 3, les résultats sont regroupés dans la figure 5.

De façon surprenante, il a été observé une viscosité décroissante en fonction de la nature de la partie terminale de la prodrogue : PTX-PAAm-Cl2 > PTX PAAm-C4 > PTX PAAm-C2. Exemple 5 : Polymérisation amorcée par un peptide (RGD)

Synthèse du nouvel agent RAFT RGD-CDP, dont la structure chimique est donnée dans l’image ci-après :

Le Cyclo-RGD (50,00 mg, 0,083 mmol) est dissout dans du DMF anhydre (3 mF), puis du DIPEA est ajouté et la solution est agitée. Dans un flacon séparé, du CDP activé par NHS (41,00 mg, 0,083 mmol) est dissout dans du DMF anhydre (2 mF) et la solution est ajoutée goutte-à-goutte à la solution de RGD. Fa solution résultante est agitée pendant 24 h à température ambiante sous atmosphère d'argon. Au bout de 24 h, du RGD (25,00 mg, 0,042 mmol) est ajouté et la solution est agitée pendant une nuit. Le DMF est ensuite éliminé pour donner un solide jaune qui est trituré dans du DCM et séché. Le RGD-CDP est obtenu sous forme d'un solide jaune (80,5 mg) avec un rendement de 98%. 1H NMR (300 MHz, DMSO-d6) d 8.40 (s, 1H), 8.09 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 8.00 (d, J = 5.1 Hz, 2H), 7.70 (d, J = 7.1 Hz, 1H), 7.60 (s, 1H), 7.21 (m, 6H), 4.60 (m, 1H), 4.46 (m, 1H), 4.19 (m, 1H), 4.06 (m, 1H), 3.97 (s, 1H), 3.09 (m, 3H), 2.95 (s, 3H), 2.60 (s, 2H), 2.35 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 1.86 (s, 3H), 1.25 (s, 18H), 0.85 (t, J = 6.8 Hz, 3H); ¹³ C NMR (75 MHz, DMSO-d6) d 171.65, 171.13, 170.57, 157.10, 137.23, 129.54, 128.57, 126.73, 49.34, 47.55, 36.88, 35.58, 34.34, 29.34, 28.95, 28.59, 27.72,

25.67, 24.36, 22.54, 14.39; IR v = 3270, 2924, 2854, 1635, 1546, 1439, 1379, 1200, 1182, 1075, 1130, 799, 720, 698, 606, 517 cm ¹ .

Synthèse du polymère

La polymérisation de l’acrylamide est ensuite réalisée en présence de ce nouvel agent RAFT en suivant la procédure décrite dans l’exemple 2. A l’issue de la purification, on obtient un solide blanc. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) d 8.30 (s, 2H), 8.09 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 7.76 (s, 2H), 7.58 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 7.20 (m, 6H), 6.73 (m, 330H), 3.36 (m, 2H), 3.23 (s, 1H), 2.68 (m, 1H), 2.33 (m, 3H), 2.13 (s, 170H), 1.56 (s, 345H), 1.27 (s,

18H), 0.87 (t, J = 6.8 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) d 176.97; ); IR v = 3335, 3194, 2933, 1652, 1610, 1451, 1415, 1347, 1321, 1191, 1124, 491 cm ¹ .

Exemple 6 : Synthèse de polymères fluorescents rhodamine La rhodamine (Rho) pipérazine utilisée a été synthétisée en suivant une voie de synthèse déjà décrite par Nguyen et al. (Organic Letters, 2003, 5, 3245-3248). Celle-ci est couplée à l’agent RAFT CDP pour obtenir le Rho-CDP dont la structure est donnée dans la figure suivante :

La rhodamine pipérazine (200,00 mg, 0,39 mmol) a été dissoute dans du DCM sec (12 mL). Sous atmosphère d'argon, HATU (223,00 mg, 0,59 mmol), DIPEA (0,20 ml, 1,20 mmol) et CDP (158,00 mg, 0,39 mmol) ont été ajoutés et la solution a été agitée pendant une nuit à la température ambiante. Le solvant a été éliminé sous vide et le mélange brut a été purifié par chromatographie sur colonne (DCM jusqu'à 2% de MeOH / DCM) pour donner une poudre rose (170 mg) avec un rendement de 49%. Rf = 0.75 (DCM/MeOH 5%); 1H NMR (300 MHz, DMSO-d6) d 7.76 (m, 4H), 7.54 (s, 2H), 7.13 (dd, J = 18.4, 10.1 Hz, 4H), 6.95 (s, 3H), 3.66 (d, J = 6.7 Hz, 9H), 3.40 (t, J = 29.9 Hz, 18H), 2.09 (s, 2H), 1.85 (s, 2H), 1.63 (s, 2H), 1.23 (m, 21H), 0.84 (t, J = 6.1 Hz, 3H); ¹³ C NMR (75 MHz, CDC13) d 157.71, 155.70, 148.72, 132.35 (CH2), 130.04 (CH2),

127.23 (CH2), 114.38, 110.01, 96.09 (CH2), 46.07, 41.45, 36.83, 32.14, 29.17, 27.69, 22.49, 13.78, 12.84 (CH2); IR v = 2922, 1634, 1585, 1465, 1411, 1335, 1272, 1245, 1178, 1132, 1072, 1006, 835, 682, 556 cm ^-1 ; HR-MS (ESI+): m/z calculé pour C51H70N5O3S3+ [M+H]+ 896.4635 trouvé 896.4641. Synthèse du polymère

La polymérisation de l’acrylamide est ensuite réalisée en présence de ce nouvel agent RAFT en suivant la procédure décrite dans l’exemple 2. A l’issue de la purification, on obtient un solide rose. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) d 7.77 - 7.72 (m, 2H), 7.70 - 7.65 (m, 1H), 7.52 - 7.48 (m, J = 8.6 Hz, 2H), 7.23 - 6.40 (m, 501H), 3.66 (dd, J = 14.3, 7.2 Hz, 5H), 3.32 (m, 6H), 2.66 (m, 2H), 2.33 - 2.29 (m, 5H), 2.15 (s, 227H), 1.54 (m,

484H), 1.25 (s, 18H), 1.23 (s, 5H), 1.21 (s, 3H), 1.17 (s, 1H), 1.15 (s, 1H), 0.86 (t, J = 6.8 Hz, 3H); ¹³ C NMR (75 MHz, DMSO-d6) d 177.35; IR v = 3344, 3193, 1652, 1415, 1146, 1330, 556 cm ¹ .

Exemple 7 : Synthèse de polymères fluorescents cyanine 5.5 Dans un premier temps on synthétise le polyacrylamide avec l’agent RAFT CDP activé par le N-hydroxysuccinimide en suivant le protocole donné dans l’exemple 2. La structure du polymère est donnée dans la figure suivante :

Ce polymère est ensuite dissout dans du DMSO (0.7 mL). Dans un flacon séparé, Cyanine (0.005mmol) et TEA (1.4 pL, 0.01 mmol) sont dissouts dans du DMSO (0.3 mL) et ajoutés gouttes à gouttes sur la solution du polymère. Le mélange est agité sous argon pendant une nuit à température ambiante. Un précipité est formé après ajout du méthanol froid, le précipité est filtré et redissout dans le DMSO, et la solution est dialysée dans l’eau Milli-Q pendant 24 h. La solution est lyophilisée pour donner un solide bleu. 1H RMN (400 MHz, DMSO-d6) d 6.77 (s, 458 H), 2.12 (s, 232H), 1.69 (s, 112H), 1.47 (s, 329H), 1.26 (s, 18H), 0.87 (t, J = 6.3 Hz, 3H); ¹³ C NMR (75 MHz, DMSO-d6) ô 177.36; IR v = 3337, 3190, 1651, 1607, 1451, 1412, 1317, 1120 cm ^-1 .

Exemple 8 : Synthèse de prodrogues polyacrylamide avec différentes liaisons entre le principe actif et le polymère

Afin de changer la liaison chimique entre le polyacrylamide et le principe actif, ici le paclitaxel, nous avons synthétisé trois nouveaux agents RAFT avec des liaisons différentes : liaison diglycolate pour le PTX-digly-CDP, carbamate pour le PTX- carbamate-CDP et carbonate pour le PTX-carbonate-CDP.

Synthèse de PTX-digly-CDP

Cette synthèse est réalisée en deux étapes ; une première consiste à faire réagir le CDP avec de l’anhydride glycolique en présence d’une base (la triethylamine). La réaction s’effectue à température ambiante pendant 24 h et forme quantitativement le CDP-acide glycolique 1. Un couplage entre ce dernier avec le paclitaxel en présence de l’EDC comme agent de couplage et du DMAP comme base pendant 24 h à 30 °C donne le produit PTX-digly-CDP 2 avec un rendement de 50 %.

Dans un ballon sont dissouts CDP 1 (800 mg, 1.40 mmoles), DMAP (170 mg, 1.40 mmoles), EDC HCl (276 mg, 1.40 mmoles) du DCM anhydre (6 mL). Ensuite paclitaxel (1.00 g, 1.17 mmoles) dans du DCM anhydre (2 mL) est rajouté dans le ballon. Après 7 de réaction à 30 °C EDC. HCl (130 mg, 0.68 mmoles) et DMAP (75.0 mg, 0.61 mmoles) sont rajoutés et le mélangés est agités pendant une nuit à 30 °C. La phase organique est lavée avec une solution aqueuse de NaHCCP et séchée sur Na ₂ S0 ₄ . Le produit est purifié par chromatographie sur gel de silice avec un gradient de DCM/EtOAc (16 jusqu’à 50 %). Le produit est isolé comme une poudre jaune avec 50 % de rendement. 1H NMR (300 MHz, CDC13) d 8.17 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.77 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.69 - 7.33 (m, 15H), 7.13 (d, J = 9.1 Hz, 1H), 6.35 - 6.19 (m, 2H), 6.05

(dd, J = 9.1, 2.5 Hz, 1H), 5.70 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.61 (s, 1H), 4.98 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 4.57 - 4.39 (m, 1H), 4.40 - 4.03 (m, 10H), 3.84 (d, J = 6.9 Hz, 1H), 3.33 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 2.49 (s, 3H), 2.24 (s, 3H), 2.06 - 1.80 (m, 12H), 1.70 (s, 5H), 1.39 - 1.20 (m, 23H), 0.89 (t, J = 6.5 Hz, 3H). ¹³ C NMR (75 MHz, CDC13) d 217.21, 203.75, 171.18, 169.84, 169.45, 168.98, 167.65, 167.14, 167.00, 142.54, 136.75, 133.64, 133.56, 132.91, 131.98, 130.24, 129.22, 129.13, 128.72, 128.64, 128.57, 127.27, 126.59,

119.23, 109.97, 84.44, 81.07, 79.14, 76.44, 75.57, 75.13, 74.47, 72.09, 68.15, 68.02, 63.75, 58.51, 52.75, 46.68, 45.58, 43.20, 37.07, 35.54, 31.89, 29.60, 29.53, 29.40, 29.32, 29.06, 28.92, 27.67, 26.84, 24.86, 24.79, 24.19, 22.72, 22.67, 22.16, 20.82, 14.80, 14.11, 9.62. Synthèse de PTX-carbamate-CDP

Cette voie de synthèse comprend 3 parties résumée dans le schéma ci-dessous :

La première partie consiste en la formation du CDP-NH ₂ . Ce dernier n’ayant jamais été décrit dans la littérature. Dans un premier temps le CDP est activé en présence de NHS et de DCC pour fournir le produit 4 avec 60 % de rendement. L’étape suivante consiste à coupler une chaîne de diaminoéthane avec le CDP-NHS pour former une liaison peptidique. Afin d’éviter un double couplage, le diaminoéthane est protégé par un groupement (BOC). Le diaminoéthane-BOC a été ajouté sur une solution dueCDP-NHS dans du DCM anhydre à 0 °C pour donner le produit 5 avec un rendement de 91 %. Ensuite une étape de déprotection du produit 5 en présence de l’acide triflu oroacétique à température ambiante fournit le CDP-NH ₂ , produit 6, d’une manière quantitative, ce produit est engagé dans l’étape suivante sans aucune purification.

La deuxième partie est l’activation du paclitaxel avec le chloformiate de paranitrophényle pour donner le PTX-PNPh. Cette réaction s’effectue par ajout successif du formiate pendant 4 h sur une solution du paclitaxel dans du dichlorométhane anhydre à -50 °C et en présence de pyridine. Après purification le PTX-PNPh, produit 7, est obtenu avec un rendement de 45 %.

La troisième partie consiste à coupler le paclitaxel activé PTX-PNPh avec le CDP-NH ₂ en présence de la triethylamine à -20 °C dans du DMF anhydre, le PTX-carbamate- CDP, produit 8, est obtenu avec 51 % de rendement.

Dans un ballon contenant une solution de paclitaxel (16.00 mg, 0.028 mmoles) et la Et3N (10 pL) dans DMF anhydre (2 mL), est ajouté goutte à goutte une solution de

CDP et de la Et3N dans du DMF anhydre sous argon et à -30 °C. Le mélange est agité pendant 2 : 30 h à -20 °C. Il est ensuite dilué avec une solution de bicarbonate saturée et extrait avec l’AcOEt. Les phases organiques sont évaporées et le résidu brut est purifié par chromatographie sur gel de silice (AcOEt:Cyclohexane 1:1). Le produit est obtenu comme une poudre jaune claire avec un rendement de 51 %.

1H NMR (300 MHz, CDC13) d 8.16 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.78 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.69 - 7.31 (m, 15H), 7.09 (dd, J = 16.4, 7.7 Hz, 1H), 6.28 (m, J = 18.3 Hz, 2H), 6.09 - 5.87

(m, 2H), 5.70 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.50 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 5.00 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 4.27 (m, J = 25.6 Hz, 4H), 3.83 (s, 2H), 3.32 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 2.56 (s, 3H), 2.45 (s, 6H), 2.25 (s, 3H), 1.95 (s, 3H), 1.85 (s, 3H), 1.67 (d, J = 17.9 Hz, 10H), 1.26 (d, J = 9.8 Hz, 20H), 0.90 (t, J = 6.5 Hz, 3H). HRMS (ESI)+ calculated for C29H89N4016S3 1325.5436, found 1325.5425.

Synthèse de PTX-carbonate-CDP

Cette synthèse est effectuée à partir du PTX-PNPh et de l’agent RAFT CDP terminé par une fonction alcool, le CDP-OH. Le mélange est agité pendant 48 h à température ambiante dans du DCM anhydre et en présence d’un base (DMAP), le PTX-carbonate- CDP, produit 9 est obtenu avec 65 % de rendement.

Dans un ballon sont mélangés le paclitaxel activé PTX-PNPh (60.00 mg, 0.058 mmoles), le CDP-OH (23.00 mg, 0.058 mmoles), et le DMAP (8.30 mg, 0.068 mmoles) et du DCM anhydre (4 mL). Le mélange est agité pendant 48 h à température ambiante à l’abri de la lumière. Il est ensuite dilué avec du DCM et lavé avec du bicarbonate de sodium saturé. Les phases organiques sont séchées sur du Na ₂ S0 ₄ et évaporées. Le produit est purifié par chromatographie sur gel de silice (Cyclo/AcOEt 20 -> 50 %) et est obtenu comme une poudre jaune claire avec 65 % de rendement. 1H NMR (300 MHz, CDC13) d 8.17 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.78 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.72 - 7.30 (m, 15H), 6.95 (d, J = 9.1 Hz, 1H), 6.32 (s, 2H), 6.02 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 5.71 (d, J = 7.1 Hz, 1H),

5.44 (s, 1H), 5.00 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 4.45 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 4.35 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 4.23 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 3.84 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 3.34 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 2.49 (s, 3H), 2.25 (s, 3H), 2.01 - 1.85 (m, 10H), 1.71 (s, 8H), 1.39 - 1.13 (m, 20H), 0.90 (t, J = 6.5

Hz, 3H). ¹³ C NMR (75 MHz, CDC13) d 203.78, 203.62, 171.25, 169.85, 167.83, 142.61, 136.66, 133.69, 132.87, 132.07, 130.23, 129.17, 128.74, 128.59, 127.16, 126.57, 84.45, 81.10, 79.18, 76.46, 75.59, 75.10, 72.13, 67.82, 58.53, 57.70, 52.74, 47.65, 47.23, 46.65, 45.57, 43.21, 37.07, 35.55, 35.39, 31.91, 29.62, 29.54, 29.42, 29.34, 29.08, 28.94, 27.68, 26.85, 24.92, 24.19, 22.74, 22.69, 22.17, 20.84, 14.84, 14.13, 9.61.

Synthèse des prodrogues paclitaxel-polyacrylamide avec différentes liaisons chimiques Les prodrogues polyacrylamide de paclitaxel avec différentes liaisons chimiques ont été synthétisées en suivant la procédure décrite dans l’exemple 2 et en utilisant les agents RAFT synthétisés : PTX-digly-CDP, PTX-carbamate-CDP et PTX-carbonate-CDP. On obtient les polymères suivants : PTX-digly-PAAm M _n 27,300, M _w /M _n 1,10 ; PTX- carbamate-PAAm M _n 27,100, M _w /M _n 1,17 ; PTX-carbonate-PAAm M _n 27,800, M _w /M _n 1,09.

Cinétique de libération du paclitaxel dans le PBS et le plasma murin

Des expériences de libération de paclitaxel ont été réalisées dans du PBS (Tween 80, 1%) et dans du plasma de souris. Le PTX, le PTX-ester-PAAm (exemple 2), le PTX- digly-PAAm et le PTX-carbonate-PAAm ont été incubés dans du PBS et du plasma murin à 37 ⁰ C à la même concentration ( 1 m g / mL eq. PTX). À 0, 2h, 4h, 6h, 24h et 48h, 200 pL d’échantillon est prélevé pour la quantification.

Préparation de l’échantillon : Des aliquots de 200 pL sont mélangés avec 600 pL d'acétonitrile et 20 pL de Paclitaxel deutéré (PTX-d5) à 1 pg/mL (étalon interne). Les échantillons sont agités pendant 15 minutes et centrifugés pendant 10 minutes avant l'analyse.

Conditions LC: Colonne: Colonne C18 (HILIC) (Nucleodur, EC 125/2, 100-5-C18, Macherey-Nagel, Hoerdt, France). Phase mobile : Acétonitrile / eau (50/50) avec acide formique à 0,1% ; Durée : 8 min.

Conditions ESI-MS / MS: Les analyses sont effectuées sur un détecteur à spectromètre de masse à triple quadripôle (TQD) avec interface à ionisation électrospray (ESI) (Quattro Ultima, Waters, Guyancourt, France). L'électro spray et les paramètres de masse ont été optimisés par infusion directe d'analytes purs dans le système. Paramètres ESI: tension capillaire 3,5kV, tension conique 35V, température source 120 ⁰ C température de désolvatation 350 ⁰ C, avec un débit d'azote de 506 L/h. Paramètres de masse : Les transitions sont surveillées comme suit PTX 854/286; PTX-d5 859/291. Étalonnage : la courbe d'étalonnage était linéaire dans la plage de 5 à 1 000 ng/mL (y = 0,0047x + 0,0838 R ² = 0,9936 dans du PBS et y = 0,0052x à 0,0131 R ² = 0,9949 dans le plasma de la souris). Les profils de libérations sont illustrés aux figures 6 et 7. Les prodrogues polymères avec des liaisons carbonate ou ester présentent une meilleure stabilité dans le PBS qu’avec une liaison diglycolate. La même tendance est observée dans le plasma murin mais les liaisons ester et carbonate libèrent quantitativement plus de molécule active (ici PTX).

Exemple 9 : Polymères téléchéliques

Voie 1 : Bioconjugaison par couplage thiol-maléimide

La synthèse se divise en différentes étapes : dans un premier temps, le peptide est couplé à un linker présentant une fonction maléimide, la fonction trithiocarbonate en fin de chaîne polymère est ensuite modifiée pour donner un thiol puis les deux éléments sont couplés par une liaison thioether.

Couplage SMCC/Peptide

La première étape consiste à réaliser le couplage du ligand de ciblage sur le linker par couplage peptidique. Le RGD cyclique de séquence cyclo(-Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys) possède une amine libre provenant du résidu de la lysine qui pourra être utilisé pour le couplage peptique avec le linker.

Le sel trifluoroacétique de cyclo-RGD 5 (50,00 mg, 0,083 mmol) a été dissout dans du DCM sec (3 mL). Du DMF a été ajouté goutte à goutte jusqu'à solubilisation du solide. Du DIPEA (0,023 mL, 0,12 mmol) a été ajouté et la solution a été agitée. Dans un flacon séparé, du SMCC (27,70 mg, 0,083 mmol) a été dissout dans du DCM sec (2 mL) et la solution a été ajoutée goutte à goutte à la solution de RGD. La solution résultante a été agitée à température ambiante pendant 24 h. Le mélange brut a été purifié par HPLC préparative (H ₂ 0 / ACN 10 à 50% en 15 minutes) et lyophilisé pour donner une poudre blanche (69,2 mg) rendement 51 %. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) d 8.39 (m, protons amide), 8.31 (s, protons amide), 8.29 - 8.13 (m, protons amides), 7.77 (d, J = 8.6 Hz, Ha), 7.71 (t, J = 5.4 Hz, H arginine), 7.23 (m, Hl), 7.15 (dd, J = 10.2, 4.3 Hz, Hk), 6.99 (m, Hw), 4.59 (dd, J = 8.5 Hz, Hi), 4.44 (s, Hg), 4.26 (s, He and Hm), 4.13 (m, Hf), 3.23 (d, J = 7.0 Hz, Hv), 3.08 (m, Hq), 2.95 (m, Hb), 2.63 (m, Hj), 2.19 (dd, J = 16.3, 4.8 Hz, Hr), 2.00 (m, Hu), 1.68 (m, Hd or Hn), 1.61 (m, Hd or Hn), 1.55 - 1.39 (m, Ho/Hp/Hc), 1.38 - 1.19 (m, Ho/Hp/Hc), 1.19 - 1.04 (m, Ho/Hp/Hc); ¹³ C NMR (100 MHz, DMSO-d6) d 174.87, 173.71, 172.16, 171.25, 170.65, 167.78, 156.93, 138.27, 134.34, 128.94, 127.99, 126.00, 54.83, 53.30, 50.96, 48.68, 43.78, 43.07, 37.83, 36.68, 36.13, 31.81, 31.49, 29.44, 28.57, 27.33, 24.61, 22.94.

51 %

Schéma 4 Synthèse du conjugué RGD-SMCC

L’analyse LC-MS du brut réactionnel a permis de mettre en évidence la formation du conjugué RGD/SMCC souhaité.

Modification de la fonction trithiocarbonate par aminolyse

Afin de réaliser le couplage thiol-maléimide, la deuxième étape consiste à modifier l’agent RAFT en fin de chaîne du polymère pour donner un thiol. Cette réaction est réalisée par coupure de la fonction trithiocarbonate du CDP par une amine par aminolyse.

Le PTX-PAAm-CDP a été dissout dans du DMSO et la solution a été dégazée avec de l'argon pendant 10 min. De la propylamine et de la n-tributylphosphine ont été ajoutés à la solution et agités à température ambiante pendant 48 h sous atmosphère d'argon. Le PAAm-SH a été obtenu sous forme de poudre après précipitation dans du diéthyléther froid. La poudre a été remise en suspension dans du DMSO et dialysée dans de l'eau Milli-Q pendant 3 jours. La solution a été lyophilisée pour donner un solide blanc, le PTX-PAAm-SH. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) d 8.97 (s, 1H), 8.00 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.84 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.70-7.46 (m, 13H), 7.28 - 6.43 (m, 615H), 6.31 (s, 2H), 5.90 (m, 2H), 5.66 (m, 2H), 5.46 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.41 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 4.92 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 4.65 (d, J = 6.4 Hz, 1H), 4.46 (s, 1H), 4.08 - 4.00 (m, 3H), 2.67 (dd, J = 3.8, 1.9 Hz, 4H), 2.32 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 6H), 2.13 (s, 290H), 1.66 (s, 141H), 1.63 (s, 325H), 1.25 (s, 12H), 0.85 (t, J = 7.0 Hz, 3H); ¹³ C NMR (75 MHz, DMSO-d6) d 177.48; IR v = 3346, 3196, 2942, 1655, 1615, 1451, 1415, 1347, 1322, 1123, 519 cm ^-1 .

L’étape suivante de synthèse du bioconjugué par liaison thioether comprend le couplage entre le thiol du linker maléimide avec le thiol libre du polymère précédemment obtenu.

Bioconjugué PTX-PAAm-RGD obtenu par liaison thioether 2. Voie 2 : Bioconjugaison par couplage peptidique

La deuxième voie de synthèse pour le bioconjugué PTX-PAAm-RGD représente une stratégie alternative permettant de coupler le peptide au polymère par une liaison peptidique plus stable que la liaison thioether. Cette synthèse consiste dans un premier temps à modifier le groupement trithiocarbonate par voie radicalaire pour donner une chaîne terminée par un acide carboxylique, puis de coupler le ligand de ciblage par couplage peptidique, selon par exemple la synthèse :

PTX-PAAm-CDP (300 mg, 0.015 mmol), ACPA (84 mg, 0.30 mmol) et du DMSO ont été ajoutés dans un ballon à fond rond. La solution a été dégazée avec de l'argon pendant 10 min, puis chauffée à 80 °C pendant 48 h. La solution a été refroidie et le polymère a été précipité par addition goutte à goutte dans du diéthyléther froid pour donner une poudre. La poudre a été remise en suspension dans du DMSO et dialysée dans de l'eau Milli-Q pendant 3 jours. La solution a été lyophilisée pour donner un solide blanc, le PTX-PAAm-COOH avec un rendement de 50%. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) d 8.97 (m, 1H), 8.00 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.85 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.70 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 7.62 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 7.57 - 7.40 (m, 8H), 7.40 - 6.35 (m, 756H), 5.90 (m, 2H), 5.67 (m, 2H), 5.46 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 5.42 (m, 1H), 4.92 (d, J = 10.4 Hz, 1H), 4.64 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 4.47 (s, 1H), 3.64 (d, J = 6.6 Hz, 2H) , 2.21 (s, 360H), 1.69 (s, 186H), 1.48 (d, J = 42.9 Hz, 564H), 1.25 (s, 9H), 0.87 (t, , J = 6.0 Hz, 3H).; ¹³ C NMR

(75 MHz, DMSO-d6) d 177.32; IR v = 3346, 3196, 2937, 1652, 1613, 1451, 1417, 1353, 1322, 1124, 519 cm ^-1 .

Le PTX-PAAm-COOH (80.00 mg, 0.004 mmol) est alors dissout dans l’eau (8 mL). Ensuite, du NHS (0.5000 mg, 0.0048 mmol) et de l’EDC.HCl (1.500 mg, 0.008 mmol) sont ajoutés. Le mélange est agité à t.a. pendant 24h. Ensuite, le cyclo-RGD trifluoroacetate (2.4 mg, 0.004 mmol) et le DIPEA (1.4 pL, 0.008 mmol) sont rajoutés et le mélange est agité à nouveau pendant 24h. Le PTX-PAAm-RGD est obtenu comme une poudre blanche après dialyse dans l’eau Milli-Q water pendant 4 jours et lyophilisation (rendement 82 %). 1H RMN (400 MHz, DMSO-d6) d 8.96 (m, 1H), 8.00 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.85 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.71 (t, J = 7.2 Hz, 2H), 7.62 (t, J = 7.5 Hz,

2H), 7.48 (m, 11H), 6.76 (m, 720H), 5.90 (m, 2H), 5.68 (m, 2H), 5.46 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.40 (m, 1H), 4.92 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 4.64 (d, J = 6.6 Hz, 1H), 4.46 (s, 1H), 3.64 (d, J = 7.1 Hz, 2H), 2.29 - 1.95 (m, 333H), 1.55 (t, J = 53.7 Hz, 713H), 1.25 (s, 8H), 0.87 (t, J = 6.9 Hz, 3H); ¹³ C RMN (75 MHz, DMSO-d6) d 177.31; IR v = 3345, 3195, 2933, 1652, 1614, 1452, 1416, 1351, 1321, 1123, 491 cm ^-1 .

Synthèse du polymère PTX-PAAm-Rho

La synthèse de ce polymère a été réalisée par la méthode de couplage thiol-maléimide précédemment décrite. Dans un premier temps, la rhodamine et la cyanine ont été couplé au linker maléimide, puis le couplage a été réalisé entre la fonction maléimide et le thiol du polymère PTX-PAAm obtenu après aminolyse.

Dans un ballon est dissout le PTX-PAAm-SH (30.00 mg, 0.0015 mmol) dans du DMSO (1.5 mL). Dans un flacon séparé, Rhodamine-maléimide (2.03 mg, 0.003mmol) et TEA (1 pL, 0.003 mmol) sont dissouts dans du in DMSO (1.5 mL). Cette solution est rajoutée goutte à goutte sur la solution du polymère. Le mélange est agité sous argon à température ambiante pendant 36 h et est ensuite dialysé dans l’eau pendant trois jours. Le PTX-PAAm-Rhodamine est obtenu comme une poudre rose avec 73% rendement; 1H RMN (400 MHz, DMSO-d6) d 8.97 (s, 1H), 8.01 (d, J = 7.0 Hz, 2H), 7.85 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.70 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.66 - 7.60 (m, 2H), 7.48 (m, 9H), 7.36 - 6.28 (m, 524H), 5.92 (m 2H), 5.47 (d, J = 4.9 Hz, 1H), 5.42 (m, 1H), 4.93 (d, J = 9.0 Hz, 1H),

4.64 (m, 2H), 4.46 (s, 1H), 4.16 (s, 2H), 3.64 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 2.20 (s, 281H), 1.70 (s, 123H), 1.48 (d, J = 43.7 Hz, 376H), 1.26 (s, 11H), 0.86 (t, J = 7.0 Hz, 3H); ¹³ C RMN (75 MHz, DMSO-d6) d 177.31; IR v = 3337, 3190, 2929, 1651, 1451, 1411, 1318, 1121 cm ¹ .

Exemple 10 : Diminution de la toxicité SC

Des essais in vivo ont montré que, contrairement à la formulation de paclitaxel actuellement utilisée en clinique (le Taxol®), une composition selon l’invention n’entraîne pas de toxicité au niveau du tissu SC après injection. Les résultats obtenus avec une administration SC de Taxol et de polymère-Paclitaxel à 30 mg/kg (équivalent paclitaxel) une fois par jour pendant 4 jours, montrent la toxicité au site d’injection avec le Taxol mais pas avec le polymère-Paclitaxel (figure 12 ).

Les mêmes études ont été conduites avec un polymère selon l’invention couplé à de la cyanine 5.5. La cyanine 5.5 libre est très nécrosante pour le tissu SC alors que la Cyanine 5.5-PAAm n'entraîne aucune toxicité SC (Administration SC de Cyanine 5.5 (haut) et de Cyanine 5.5-polymère (bas) à 0.8 mg/kg (équivalent cyanine) une fois).

Les inventeurs sont à leur connaissance les premiers à montrer que l’approche prodrogue polymère permet d’éviter les effets irritants/nécrosants des PA après injection SC.

Exemple 11 : Etude de toxicité

La toxicité a été étudiée chez la souris. Des quantités croissantes de PTX (formulation commerciale de Taxol), de PAAm (sans PA), de PTX-ester-PAAm (exemple 2) et de PTX-digly-PAAm (exemple 8) ont été injectées à J0. Le poids de la souris est suivi, une perte de poids de -10% est un signe de toxicité grave. Aucune toxicité n’a été observée avec les différentes formulations testées. Les résultats sont reproduits sur la figure 9.

Exemple 12 : Etude de pharmacocinétique et biodistribution (PTX radiomarqué) Des Souris BALB / c OlaHsd femelles âgées de 7 semaines (~ 22 g; Envigo, France) ont été utilisées. Le Taxol® radiomarqué et le PTX*-PAAm radiomarqué (synthétisé comme dans l’exemple 1 avec du paclitaxel radiomarqué [ ³ H]-PTX) ont été injectés à une dose de 7 mg.kg ¹ (1 pCi par souris) pour effectuer les études de pharmacocinétique et de biodistribution. Les souris ont été divisées en quatre groupes: (i) Taxol® injecté par voie intraveineuse; (ii) Taxol® injecté par voie sous-cutanée ; (iii) PTX-PAAm injecté par voie intraveineuse et (iv) PTX-PAAm injecté par voie sous-cutanée. Chaque groupe était composé de 40 souris divisées en 10 temps différents (0,25 h, 0,5 h, 1 h, 2 h, 4 h, 4 h, 7 h, 24 h, 48 h, 96 h et 144 h) conduisant à 4 souris par groupe. Du PTX radiomarqué a été ajouté à la formulation de Taxol® et du PTX-PAAm radiomarqué a été ajouté à du PTX-PAAm (environ 1 pCi ont été injectés par souris) pour effectuer la pharmacocinétique et la biodistribution. À chaque point final, les souris ont été euthanasiées avec du pentobarbital et le sang a été prélevé par ponction cardiaque avant que le plasma soit récupéré par centrifugation dans des tubes contenant de l'EDTA (tube VACUETTE® K3 EDTA, centrifugation 5 min, 3000 g). Des foies, des reins, des rates, des poumons et certains tissus SC au site d'injection ont également été recueillis. Tous les échantillons ont été stockés dans un congélateur (- 20 ⁰ C) pendant une semaine au maximum avant analyse. Pour la numération de la radioactivité, environ 100 pL de plasma et 100 mg de chaque organe / tissu ont été prélevés et pesés avec précision. Les organes ont tout d'abord été dissous en ajoutant 1 ml de solution soluble (PerkinElmer, USA) et les échantillons ont été placés dans un four à 60 ⁰ C pendant une nuit. Ils ont ensuite été blanchis à la chaux en ajoutant deux fois 100 pL de H202 à 30% (poids / volume) et chauffés pendant 30 min à 60 ⁰ C dans un four. Enfin, les échantillons de plasma et d'organes traités ont été mélangés avec du Hionic- FluorUltimagold (PerkinElmer, USA) et la radioactivité a été mesurée avec un compteur à scintillation polyvalent LS 6500 (Beckman Coulter). Le comptage radioactif permettait d'accéder à la concentration totale en PTX: [Total PTX] = [PTX libre] + [PTX-PAAm] Les résultats sont reproduits sur la figure 10.

Des études de pharmacocinétique et de biodistribution ont aussi été conduites pour le composé polyacrylamide contenant du paclitaxel. Le paclitaxel a été radiomarqué et couplé au polymère par une liaison ester (liaison stable) pour pouvoir être suivi dans le sang et dans différents organes (foie, poumons, reins, rate, tissu SC). La technique de radio marquage permet de suivre le Paclitaxel total (paclitaxel total = paclitaxel couplé + paclitaxel non couplé). Le Taxol commercial est utilisé comme contrôle. A une dose de 7 mg/kg (en équivalent paclitaxel), le Taxol injecté par voie IV présente une demi- vie courte (quelques dizaines de minutes). A la même dose, par voie SC la combinaison de sa lente absorption et de sa métabolisation rapide conduit à des concentrations plasmatiques très faibles (Cmax<lpg/mL). Après injection IV, comme montré qualitativement avec la rhodamine, le couplage du paclitaxel au polymère entraîne une augmentation importante de la demi-vie et les concentrations sont encore détectables 6 jours après l’injection. Après administration SC de la prodrogue polymère, on obtient une biodisponibilité importante (> 85%), une absorption rapide (Cmax à 4 h) et une demi-vie comparable à celle de l’injection IV. Lorsque l’on compare l’AUC de la prodrogue polymère (paclitaxel total = paclitaxel couplé + paclitaxel non couplé) au Taxol IV on a une augmentation d’un facteur 70. Le couplage au polymère augmente donc le temps de circulation du paclitaxel en empêchant sa métabolisation. Les études de biodistribution montrent une élimination majoritairement hépatique du paclitaxel. Celle-ci est retardée pour le polymère paclitaxel en concordance avec la pharmacocinétique. Dans les autres organes, les quantités sont faibles sans accumulation inquiétante. Les quantités de paclitaxel-polymère au point d’injection diminuent rapidement ce qui confirme le passage rapide de la prodrogue dans la circulation et la bonne biodisponibilité du polymère-Paclitaxel.

La présente invention permet donc d’augmenter la solubilité, la stabilité à haute concentration et biodisponibilité du principe actif. Ces résultats, combinés à l’approche prodrogue permettent d’éliminer de manière surprenante les effets toxiques au niveau du tissu SC. Exemple 13 : Etude de pharmacocinétique et biodistribution

Le polyacrylamide a été marqué avec une sonde fluorescente (Rhodamine, exemple 6) et la fluorescence suivie in vivo chez la souris grâce à un système d’imagerie Lumina (PerkinElmer) avec les filtres d’excitation entre 500 et 535 nm, et les filtres d’émission entre 575 et 650 nm. Les résultats sont reproduits sur la figure 11. La rhodamine libre injectée par voie SC a une bonne biodisponibilité (la fluorescence diminue en 24 h au point d’injection) et est rapidement éliminée. Lorsque la Rhodamine-PAAm est injectée par voie IV, la rhodamine est encore détectable 4 jours après l’injection. Le greffage au polymère protège la sonde contre la métabolisation et l’excrétion, la demi-vie est fortement augmentée. La rhodamine -polymère administrée par voie SC est biodisponible et présente un temps de circulation augmenté (encore présente à 4 jours). Ces résultats montrent que le couplage au polymère augmente le temps de circulation de la molécule active. La présente invention est donc intéressante pour ralentir l’élimination des principes actifs une fois couplés La liaison diglycolate qui libère plus rapidement le PTX permet d’avoir des concentrations plus élevées au temps cours. La liaison ester qui libère plus lentement permet d’avoir une libération prolongée. La liaison carbonate libère faiblement.

On peut ainsi faire varier le profil de libération selon le polymère de l’invention utilisé comme illustré en figure 8.

Synthèse de copolvmères statistiques et à blocs

Exemple 14 : Synthèse de Gemcitabine-polvtacrylamide-r -acrylonitnlel-CDP

L’exemple suivant présente la synthèse d’un polymère ayant comme molécule active greffée, une molécule polaire. Protection des fonctions hydroxyles de la Gemcitabine

Dans un ballon, 4 g (13,3 mmol) de gemcitabine hydrochloride sont mélangés avec 5,1 g (33,8 mmol) de tertbutyldimethylsilylchloride, et 2,75 g (40,4 mmol) d’imidazole dans 6 g (6,36 mL) de DMF anhydre. Puis 1,5 g (2,07 mL soit 14,9 mmol) de triéthylamine sont ajoutés goutte-à-goutte. Le mélange est agité à 25 °C pendant 24 h. Les sels d’imidazole sont filtrés et le DMF est évaporé. Une solution aqueuse saturée de NaHCCh est ajoutée et cette solution est extraite à l’acétate d’éthyle (3 fois). Fes phases EtOAc organiques sont groupées et lavées avec de la saumure puis séchées sur MgS0 ₄ et concentrées.

Le résidu est purifié par flash chromatographie sur gel de silice (Eluant : EtOAc).

5,94 g de GemTBDMS sont obtenus sous forme de poudre blanche, soit un rendement de 93 %.

Couplage de la GemTBDMS au CDP

1,2 g (2,97 mmol) de CDP sont ajoutés dans un mélange de 9 g (10,12 mL) de THF anhydre et 370 mg (510 pL soit 3,66 mmol) de triéthylamine. Le mélange est refroidi à 0 °C et une solution de chloroformiate d’éthyle (190 pL soit 2,03 mmol est ajoutée goutte-à-goutte dans 3,6 g (4,05 mL) de THF. Le mélange est agité à 0 °C pendant 30 minutes.

Une solution de 1 g (2,03 mmol) GemTBDMS est ajoutée au goutte-à-goutte dans 6 g (6,36 mL) de DMF. Le mélange réactionnel est agité à 20 °C pendant 2 jours.

Les solvants volatils sont évaporés. La solution obtenue est diluée à la saumure et extraite à l’acétate d’éthyle. Les phases EtOAc sont groupées et lavées avec de la saumure puis séchées sur MgS0 ₄ puis concentrées au rotavapor.

Le résidu est purifié par flash chromatographie sur gel de silice (Eluant : Ether de pétrole/EtOAc 4:1).

699,4 mg de GemTBDMS-CDP sont obtenus sous forme d’une pâte jaune/orange, soit un rendement de 39,2 %.

Greffage de la chaîne polymère Poly(AAm-co-AN)

3,73 mg (0,023 mmol) d’AIBN, 45,88 mg (0,114 mmol) de GemTBDMS-CDP, 415,46 mg (5,85 mmol) d’AAm, 152,87 mg (2,88 mmol) d’AN et 2,40 g (2,182 mL) de DMSO sont introduits dans un flacon droit pourvu d’un barreau aimanté. Le flacon est scellé avec un septum puis le mélange réactionnel est mis à buller avec de l’argon pendant 15 min. Le mélange réactionnel est introduit dans un bain d’huile préalablement chauffé à 70 °C et la réaction court pendant 24 h sous agitation. Par la suite, le polymère GemTBDMS-P(AAm-co-AN) est précipité une fois dans le méthanol puis séché.

Dé-protection des fonctions hydroxyle de la Gemcitabine-TBDMS-P(AAm-co-AN) Environ 700 mg de polymère est dissout dans 5,5 mL de DMSO auxquels 880 pL de TB AF sont ajoutés. Le mélange réactionnel est laissé pendant 45 min sous agitation à température ambiante. Le tout est ensuite précipité dans du méthanol froid.

Le Spectre RMN 1H confirme la présence de la Gem-P(AAm-co-AN).

Le produit obtenu est caractérisé par une masse molaire de 25 700 g/mol. Exemple 15 : Synthèse des polymères Paclitaxel-Polv(AAm-r -AN )

Couplage du paclitaxel (PTX) au CDP selon l’exemple 1 Greffage de la chaîne polymère Poly(AAm-co-AN)

En appliquant le protocole de greffage dérivé l’exemple 1 avec ajout du monomère d’acrylonitrile, plusieurs polymères de Paclitaxel- Poly(AAm-co-AN)- CDP sont obtenus et présentés dans le tableau 1. L’intérêt de ce copolymère vient de sa thermo sensibilité UCST.

Tableau 1. Présentation des produits de départ pour la synthèse des polymères CDP-P(AAm-co-AN), PTX-P(AAm-co-AN) obtenus.

Exemple 16 : Mesures de transmittance en fonction de la température Cet exemple met en évidence pour la première fois, à la connaissance des inventeurs, des copolymères greffés par des molécules actives par la méthode du principe actif amorceur qui sont thermosensibles et qui présentent une UCST, voir Figure 1.

Les résultats de transmittance en fonction de la température sont résumés dans le tableau 2. L’UCST se détermine comme la température où la transmittance atteint environ 100 %, soit quand le polymère est totalement solubilisé.

Tableau 2. Caractéristiques des polymères synthétisés. UCST mesurée par rampe de température.

Exemple 17 : synthèse du polymère dibloc PTX-P/AAm-ro-AN )-/?-PEGMA

1,7 mg (0,01 mmol) d’AIBN, 100 mg de RTC-33%-10 synthétisé comme indiqué dans l’exemple 16, 37,5 mg (0,125 mmol) de PEGMA et 2,475 g (2,25 mL) de DMSO sont introduits dans un flacon droit pourvu d’un barreau aimanté. Le flacon est scellé avec un septum puis le mélange réactionnel est mis à buller avec de l’argon pendant 15 min. Le mélange réactionnel est introduit dans un bain d’huile préalablement chauffé à 70 °C et la réaction court pendant 5 h sous agitation.

En fin de réaction, le polymère est dialysé contre 1 L d’eau pendant 24 h. L’eau est changée en journée toutes les 4 heures. A l’issue de la dialyse, le polymère est lyophilisé. Des flocons pâteux blancs sont obtenus. Le Spectre 1H-RMN du produit obtenu confirme la présence de la polymérisation de

PEGMA sur le produit RTC-33%-10.

Suivant le même protocole d’autres copolymères diblocs PTX-P(AAm-r -AN)-/?- PEGMA ont été synthétisés et présentés dans le tableau 4.

Tableau 4. Caractéristiques des copolymères séquencés synthétisés. L’UCST est mesurée par rampe de température.

Pour chaque copolymère statistique PTX-P(AAm-co-AN), une chaîne de PEGMA de longueur de 1400 à 2000 g/mol a été ajouté.

CP5-PEGMA et CP7-PEGMA ont été analysées par spectromètre UV-visible pour déterminer leur UCST comme étant 4l°C et 52°C respectivement avec une faible hystérésis (de l’ordre de 1 à 2 °C).

La comparaison des courbes obtenues pour CP5 et celles pour la suspension de CP5- PEGMA, conduit à la déduction que la valeur de l’UCST diminue de quelques degrés en raison du caractère hydrophile du bloc PEGMA. Les résultats de cet essai comparatif sont présentés à la Figure 2. Exemple 18 : Solubilité de la prodrogue polymère PTX-PAAm-co-AN en fonction du % d’AN

La viscosité de solutions de PTX-(PAAm-co-AN) avec des taux d’AN entre 0% et 15% jusqu’à une concentration de 50 mg/mL a été mesurée.

Protocole de Viscosité (en fonction du taux de cisaillement) :

Un rhéomètre (ARG2, TA Instrument) a été utilisé avec une géométrie plan-plan de dimension d = 20 mm avec garde à solvant, thermostaté à 20°C et muni d’une cloche à solvant en plastique. L’échantillon est déposé à l’aide d’une pipette en plastique sur le plan inférieur, et la garde à solvant est remplie d’eau. L’appareil place les deux plans à une distance de 200 nm et le surplus est éliminé afin d’éviter les frottements parasites. La procédure appliquée est ensuite la suivante :

- équilibration de l’échantillon à 20 °C pendant 2 minutes.

- mesure du couple appliqué pour un taux de cisaillement variant de 10 à 1000 s ¹ (5 mesures par décade, 3 minutes d’équilibrage maximum pour chaque mesure).

D’après la figure 13, la viscosité diminue avec une augmentation du taux d’acrylonitrile, jusqu’à 5 mol% et l’effet est démontré jusqu’à 50 mg/mL en PTX- P(AAm-co-AN).

Exemple 19 : Essai de toxicité avec PTX-2l%-5

Un essai de toxicité locale est effectué chez la souris avec le PTX-2l%-5. Sur un groupe de 3 souris « nude », 0,6 mg de PTX dans 200 pL de solution PBS sont administrés par voie sous-cutanée. Cette injection est répétée 4 fois sur 4 jours consécutifs. A l’issue du troisième jour, une toxicité locale (irritation aigüe, légère nécrose) est apparue au voisinage du site d’injection pour toutes les souris, comme présenté à la Ligure 3.

La même dose de paclitaxel formulé avec prodrogue polymère PTX-2l%-5 (correspondant à une concentration de polymère de 17,6 mg/mL). Comme il est présenté à la Ligure 3, à l’issue des quatre injections, le groupe de 3 souris n’a présenté aucune trace de toxicité locale.