| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| DESIGN AND BIOLOGICAL EVALUATION OF MULTIFUNCTIONAL METAL PHENANTHROLINE-BASED GLYCOCONJUGATES FOR CANCER THERAPY | | Autor/a | Torre Rubio, Elena de la | | Departamento | Química Orgánica y Química Inorgánica | | Director/a | Cuenca Agreda, José Tomás | | Codirector/a | Royo Cantabrana, Eva | | Fecha de depósito | 24-07-2024 | | Periodo de exposición pública | 25 de julio a 9 de septiembre de 2024 | | Fecha de defensa | Sin especificar | | Programa | Química (RD 99/2011) | | Mención internacional | Solicitada | | Resumen | La presente tesis doctoral se centra en el estudio de complejos metálicos glicoconjugados y de sus posibles aplicaciones como agentes terapéuticos en la enfermedad del cáncer. El trabajo descrito parte de la hipótesis de que la combinación de unidades fenantrolina y carbohidratos con diferentes metales pueden dar lugar a nuevos metalofármacos no convencionales, posiblemente con un modo de acción multifuncional. Se sabe que las fenantrolinas son buenos agentes intercalantes de ADN, mientras que los carbohidratos pueden unirse a los surcos de este e incluso reconocer el ADN G4. Para abordar esto, el objetivo fue sintetizar complejos metálicos basados en fenantrolina con paladio(II) y platino(II), areno-rutenio(II), y rutenio(II)-polipiridilo, y estudiar el efecto de la presencia de diferentes carbohidratos en procesos biológicos relacionados con el cáncer.
Estos compuestos podrían ofrecer selectividad hacia las células cancerosas que sobreexpresan transportadores de carbohidratos debido al efecto Warburg, y/o podrían exhibir diferentes interacciones con biomoléculas como proteínas de unión a carbohidratos o ácidos nucleicos. Resumidamente, la tesis se divide en:
Introducción general: Esta sección presenta una breve revisión de la literatura sobre la función esencial de los carbohidratos y su posible aplicación en diferentes áreas de la química medicinal, específicamente para la terapia anticancerígena. También se incluye una explicación del posible modo de interacción de pequeñas moléculas con ADN de doble hebra y ADN G4, y los motivos estructurales necesarios para la unión. También se incluye un anexo con la síntesis, caracterización y citotoxicidad de los ligandos amino-fenantrolina utilizados a lo largo de la tesis.
Capítulo 1: En este capítulo se discute la síntesis y caracterización de complejos del tipo areno-rutenio(II), que fueron diseñados por su potencial actividad contra la metástasis. Para evaluar su potencial anticancerígeno, se ha estudiado su capacidad para interactuar con el ADN mediante diferentes técnicas (ensayo de desnaturalización del ADN por FRET, diálisis de equilibrio, o valoraciones de viscosidad relativa), así como otras características biológicas como la lipofilia, y estudios in vitro de viabilidad celular, formación de colonias, internalización celular, ciclo celular, internalización por GLUTs, migración y adhesión celular e inhibición de MMPs.
Capítulo 2: En este capítulo se discute la síntesis y caracterización de complejos del tipo rutenio(II)-polipiridilo que contienen tres ligandos de fenantrolina, los cuales fueron diseñados para su uso en Terapia Fotodinámica. Para estos complejos se describe la fotostabilidad en soluciones acuosas y el estudio de las propiedades fotoquímicas y fotofísicas. Para evaluar su actividad anticancerígena y antimetastásica, se realizaron diferentes ensayos biológicos que permiten la fotoactivación de los complejos bajo irradiación de luz azul: citotoxicidad fotoselectiva, migración celular, resistencia a la tripsina, ciclo celular y generación de ROS. Además, se realizaron ensayos de lipofilia e internalización celular mediante microscopía confocal.
Capítulo 3: Este capítulo presenta la síntesis y caracterización de complejos plano cuadrados de paladio(II) y platino(II) con dos ligandos lábiles que podrían ser selectivos para la unión con ADN G4. Para medir su actividad anticancerígena, se evaluaron la lipofilia, citotoxicidad, citotoxicidad selectiva, efecto sobre el ciclo celular y proliferación celular, así como su capacidad para actuar como ligandos selectivos para ADN G4, la cual se estudió mediante diferentes técnicas (ensayos de desnaturalización de ADN por FRET, valoraciones por UV-Vis o Dicroísmo Circular).
Conclusiones y perspectivas: En esta sección se revisan los resultados obtenidos con todos los compuestos preparados y los datos comparativos relevantes alcanzados, para llegar a algunas conclusiones relevantes. También se describe el trabajo futuro que sería deseable desarrollar para seguir desentrañando el potencial de este trabajo.
Apéndice I: En esta sección se describe el trabajo realizado durante la estancia predoctoral de tres meses en el MIT bajo la supervisión de la Prof. Barbara Imperiali y la Dra. Megan Kizer. Durante este período, se trabajó en el desarrollo de Proteínas de Unión a Glicanos mediante evolución dirigida usando la expresión sobre superficie de levaduras. Para ello, sintetizamos esferas magnéticas con glicanos y glicopéptidos mediante reacciones de clic, para utilizarlas en métodos basados en selección (MACS y FACS) para seleccionar las poblaciones de levaduras deseadas. También realizamos modelado de proteínas usando Pymol.
La tesis va acompañada de dos apéndices con información importante sobre los procedimientos experimentales y espectros adicionales de los capítulos, así como de un resumen en español. |
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