Nuevos ligandos poliamínicos de tipo escorpiando para aplicaciones biomédicas

Resumen

La presente Tesis Doctoral nace en el marco del proyecto Consolider titulado “Aplicación de la Química Supramolecular al Diseño, Síntesis y Estudio de Compuestos Bioactivos de Acción Antiinflamatoria, Antitumoral o Antiparasitaria” (CSD2010-00065, BOE del 27 de febrero de 2010). El principal objetivo de este proyecto era la formación en España de un grupo de investigación multidisciplinar dedicado a la Química Médica Supramolecular (SUPRAMED, www.supramedic.com) que centraría sus esfuerzos, como su nombre indica, en el desarrollo de nuevos agentes terapéuticos con actividad antiparasitaria, antiinflamatoria o antitumoral. Como miembro investigador en este proyecto (dentro del grupo de Química Supramolecular de la Universidad de Valencia), el autor de la presente tesis ha orientado su trabajo a desarrollar y cumplir con las metas del mismo. Los sistemas estudiados, concretamente, corresponden a una familia de compuestos denominados poliaminas de tipo escorpiando. Estos compuestos son capaces de generar movimientos moleculares debido a cambios conformacionales inducidos por estímulos externos, tales como el pH o la presencia de cationes metálicos. Estos movimientos se asemejan a los de algunas proteínas, que modifican su actividad por un mecanismo conocido como regulación alostérica. En la presente tesis se sintetizaron once nuevos ligandos poliamínicos de tipo escorpiando. Este proceso requirió, en algunos casos, el desarrollo y puesta a punto de nuevas rutas sintéticas. Dado que las poliaminas poseen, por definición, varios grupos susceptibles a la protonación y que las características químicas y su actividad biológica pueden depender de la especie concreta que hay en disolución a un determinado valor de pH, se determinaron, para todos los ligandos sintetizados, las constantes de protonación y las constantes de estabilidad con diferentes metales de transición (cobre, zinc, manganeso y hierro) mediante técnicas potenciométricas y espectroscópicas. Para determinar su potencial como agentes antitumorales, se realizaron estudios de interacción con ácidos nucleicos, utilizando diversas secuencias de ADN y de ARN, tanto monhebra como de doble hebra. Así mismo se realizaron estudios in vitro con diferentes líneas celulares y estudios preliminares con ratones inmunodeprimidos. También se evaluó la capacidad de los complejos de manganeso (II) para mimetizar el comportamiento de la superóxido dismutasa. Para ello se determinaron los potenciales redox de los complejos de manganeso mediante técnicas electroquímicas y se realizaron estudios cinéticos indirectos para evaluar la actividad de los complejos para dismutar eficientemente el radical superóxido en disolución acuosa. Para complementar estos estudios se realizaron ensayos in vitro con cultivos de bacterias deficientes de la enzima SOD para evaluar el posible efecto protector de los complejos metálicos más prometedores. Aprovechando la red multidisciplinar de grupos de investigación organizada dentro del proyecto SUPRAMED se establecieron colaboraciones para determinar la citotoxicidad de los compuestos estudiados, así como la posibilidad de modular su actividad biológica mediante estímulos externos, como la presencia de cationes metálicos. Finalmente, en colaboración con el Grupo de Parasitología Molecular, del Departamento de Parasitología de la Universidad de Granada, se determinó la eficiencia de los compuestos sintetizados para actuar como agentes tripanocidas frente a la enfermedad de Chagas y la leishmaniasis, obteniéndose resultados prometedores. En el transcurso de esta tesis se utilizaron una gran variedad de técnicas experimentales: potenciometría, resonancia magnética nuclear, espectroscopia UV-Vis, emisión de fluorescencia, dicroísmo circular, viscosimetría, voltamperometría cíclica, difracción de rayos-X.