Nuevos antimitóticos basados en sulfonamidasdiseño, síntesis y evaluación como agentes antitumorales y leishmanicidas

  1. González Díaz, Myriam
Supervised by:
  1. Rafael Peláez Lamamie de Clairac Director
  2. Manuel Medarde Agustín Director
  3. Raquel Álvarez Lozano Director

Defence university: Universidad de Salamanca

Fecha de defensa: 26 July 2021

Committee:
  1. Andrés Rafael Alcántara Leon Chair
  2. María Purificación Corchete Sánchez Secretary
  3. Carmen Jiménez Antúnez Committee member
Department:
  1. CIENCIAS FARMACÉUTICAS

Type: Thesis

Teseo: 674813 DIALNET

Abstract

Los agentes antimitóticos, que se utilizan como antineoplásicos, antiparasitarios, antifúngicos y herbicidas, bloquean la división celular al interferir con la maquinaria mitótica. El cáncer y la leishmaniasis son enfermedades que tienen un enorme impacto y cuyos tratamientos presentan múltiples limitaciones. Este trabajo de Tesis Doctoral tiene como objetivo principal diseñar y sintetizar nuevas N-fenilbencenosulfonamidas que se unan al dominio de colchicina en tubulina, y evaluar su actividad antitumoral y leishmanicida. Los microtúbulos son polímeros dinámicos, formados por la asociación de dímeros de α,β-tubulina, que se encuentran implicados en procesos esenciales para la supervivencia celular tales como la formación del huso mitótico, la motilidad y el mantenimiento de la morfología celular, entre otros. Los ligandos de unión al dominio de colchicina en tubulina son moléculas estructuralmente sencillas y de pequeño tamaño, lo que las hace sintéticamente accesibles. Además, su estructura sencilla les permite evadir resistencias mediadas por proteínas transportadoras de membrana (MDR). Basándose en las estructuras de rayos X descritas de complejos proteína-ligando, el dominio de la colchicina se ha dividido en 3 zonas consecutivas: zonas 1, 2 y 3. Los ligandos diseñados en este trabajo actúan uniéndose simultáneamente a las zonas 1-2. Para ello, deben estar formados por dos anillos aromáticos conectados entre sí por un puente de longitud variable que permita su disposición cisoide y no coplanar, premisa que se cumple con la elección del esqueleto común de N-fenilbencenosulfonamida. Este trabajo ha dado lugar al diseño y la síntesis de una biblioteca de 350 nuevas N-fenilbencenosulfonamidas en las que se han explorado numerosas modificaciones estructurales, variando tanto los sustituyentes como el patrón de sustitución de ambos anillos aromáticos e introduciendo una gran variedad de sustituyentes de diferente longitud y naturaleza sobre el nitrógeno de la sulfonamida. A pesar de que la tubulina es una proteína altamente conservada, existen diferencias suficientes entre el dominio de la colchicina de mamíferos y el de Leishmania spp. Estas diferencias en las secuencias se han aprovechado para el diseño selectivo de ligandos con actividad antitumoral y/o leishmanicida. La biblioteca de sulfonamidas sintetizada ha sido evaluada in vitro frente a líneas celulares tumorales humanas y formas extra- e intra- celulares de parásitos de Leishmania infantum. Los resultados sugieren que ejercen su acción antimitótica por unión al dominio de colchicina en la β-tubulina. Los ligandos evaluados no fueron sustrato de las MDR, lo que sugiere que no son susceptibles de sufrir resistencias mediadas por MDR. Además, la solubilidad acuosa fue apreciablemente mayor que la de los ligandos de referencia. Los compuestos citotóxicos presentaron actividad antitumoral con potencias en el rango submicromolar y nanomolar. En el estudio del mecanismo de acción antitumoral los compuestos se comportaron como agentes de unión a tubulina, causando una clara desestabilización de la red microtubular, la inhibición de la polimerización de tubulina in vitro y la parada del ciclo celular en la región G2/M seguida por la muerte celular mediada por apoptosis. La evaluación de la actividad antiparasitaria alcanzó tasas de éxito de más del 10% y potencias similares o incluso mejores que los fármacos de referencia actualmente en clínica. Por lo tanto, podemos concluir que este trabajo contribuye al desarrollo de ligandos antimitóticos de unión a tubulina, con potencial aplicación en terapias antitumorales o antiparasitarias.