Síntesis y evaluación biológica de derivados de Honokiol y del ácido 3-Metilglutamínico

Abstract

La presente tesis titulada "Síntesis y evaluación biológica de derivados de honokiol y del ácido 3-metilglutámico" se centra en el estudio de compuestos prometedores en la lucha contra el cáncer. El cáncer es una de las principales causas de mortalidad en los países desarrollados y la tercera en países en vías de desarrollo. El desarrollo del cáncer se inicia con la aparición de una alteración genética en una célula que provoca la anormal proliferación de células mutadas cuyo resultado es la formación de un tumor o neoplasia. La falta de selectividad y especificidad hacia las células cancerosas, la aparición de resistencias a los fármacos y la incapacidad de los compuestos de penetrar tumores sólidos agresivos explican la constante búsqueda de nuevos fármacos antitumorales que sean capaces de evitar las deficiencias mencionadas. Las células tumorales presentan un conjunto de características que las diferencian de las células no tumorales.[1] Dentro de estas características se encuentra la inducción a la angiogénesis y la capacidad proliferativa ilimitada. La angiogénesis es el proceso de formación de nuevos vasos sanguíneos a partir de la proliferación de células endoteliales de vasos preexistentes. Las células tumorales necesitan un constante suministro de nutrientes y oxígeno con el fin de desarrollarse y dividirse. Este aporte se realiza a través de la angiogénesis. El factor activador de la angiogénesis de mayor relevancia es el VEGF. La capacidad proliferativa ilimitada se debe en gran medida a la acción de la telomerasa, enzima que se encuentra activada en más del 90% de los distintos tipos de cánceres. La telomerasa se encarga de alargar los telómeros, nombre que reciben las secuencias repetitivas de ADN no codificante situadas en los extremos de los cromosomas lineales. La principal función del telómero es la de proteger el ADN cromosómico de la degradación que tiene lugar, de forma natural, durante la replicación de las moléculas lineales de ADN. Debido a la importante función de la telomerasa en el cáncer, la inhibición de esta enzima se ha revelado como una nueva y prometedora diana biológica en los tratamientos antitumorales. En la última década ha surgido un gran interés por los productos naturales como extractos activos obtenidos de plantas medicinales en el tratamiento contra el cáncer. El honokiol es un producto natural bifenílico extraído de la corteza y raíz de ciertas especies arbóreas de la familia de las Magnoliáceas y que presenta entre otras propiedades antiinflamatorias, antiangiogénicas y antitumorales.[2] En esta tesis se realiza la síntesis y evaluación biológica de 116 compuestos derivados del producto natural honokiol. La síntesis de estos compuestos se llevó a cabo con diversas metodologías sintéticas, entre ellas se encuentran la reacción de Suzuki, reacción de alilación o transposición Claisen. Una vez obtenidos los análogos de honokiol se procedió a su evaluación biológica. En primer lugar, se determinó su citotoxicidad a través del valor de IC50 en diferentes líneas celulares tumorales (HT-29, MCF-7) y no tumorales (HEK-293 y BAEC). A partir de estos datos se seleccionan aquellos compuestos más citotóxicos en las líneas tumorales con respecto a la no tumoral y se realizaron diversos ensayos con el fin de evaluar su actividad antiangiogénica y antitelomerasa. En relación a su actividad antiangiogénica se realizaron diversos ensayos como el ELISA para determinar los niveles de proteína VEGF secretados al medio de cultivo en células tumorales, el ensayo de tubulogénesis para evaluar la capacidad de inhibición de la diferenciación celular endotelial, la expresión génica del gen VEGF mediante qPCR y el ensayo de la herida para medir el grado de migración celular. Con respecto a la actividad antitelomerasa se determina la expresión del gen hTERT que codifica la proteína hTERT de la telomerasa y el gen c-Myc que codifica el factor de transcripción c-Myc encargado de la regulación transcripcional de hTERT. La segunda parte de la tesis se centra en el cáncer de mama triple negativo (TNBC). Este cáncer se caracteriza por la falta de genes que expresan los receptores de estrógeno, progesterona y HER-2, por lo que presentan baja respuesta frente a los fármacos habituales para cáncer de mama. En estudios previos se ha demostrado la elevada presencia de alfaB-crystallin (CRYAB) en varios tipos de tumores sólidos de tipo TNBC. Una posible diana para TNBC es la disrupción de la interacción entre las proteínas CRYAB y VEGF. Dicha unión ayuda al correcto plegamiento de VEGF en presencia de tumores y por tanto ayuda a activar la cascada de señalización del VEGF y como consecuencia directa activa la angiogénesis. Investigaciones recientes han puesto de manifiesto que el ácido 3-metilglutámico es capaz de bloquear la interacción entre las dos proteínas.[3] El segundo objetivo de esta tesis es la síntesis y evaluación biológica de 11 derivados del ácido 3-metilglutámico (MGA). Los derivados sintetizados se han basado en la protección de los grupos ácido y amino del MGA a través de reacciones adición Michael y aminaciones. Los grupos protectores utilizados han sido el bencilo, t-butilo, etilo y metilo para los grupos ácido y Boc, acetilo y benzoílo para el grupo amino. Finalmente, se determinó su actividad citotóxica en células tumorales (MDA-MB-231, MDA-MB-436, HT-29 y MCF-7) y en no tumorales (MCF-10, HMVECd y HEK-293). Además, se realizó un estudio de la proliferación celular en MDA-MB-231, MDA-MB-436, MCF-10 y HMVECd.

[1] a) Hanahan, D.; Weinberg, R. A. Cell 2000, 100, 57-70. b) Hanahan, D.; Weinberg, R. A. Cell 2011, 144, 646-674. [2] Bai, X.; Cerimele, F.; Ushio-Fukai, M.; Waqas, M.; Campbell, P.M.; Govindarajan, B.; Der, C.J.; Battle, T.; Frank, D.A.; Ye, K.; Murad, E.; Dubiel, W.; Soff, G.; Arbiser, J.L. J. Biol. Chem. 2003, 278, 35501-35507. [3] a) Ruan, Q.; Han, S.; Jiang, W. G.; Boulton, M. E.; Chen, Z. J.; Law, B. K.; Cai, J. Mol. Cancer Res. 2011, 9, 1632-1643. b) Chen, Z.; Ruan, Q.; Han, S.; Xi, L.; Jiang, W.; Jiang, H.; Ostrov, D. A.; Cai, J. Breast Cancer Res. Treat. 2014,145, 45-59.