Desarrollo de nuevas moléculas vectorizadas con ácidos biliares mediante cicloadición 1,3-dipolar para la evaluación de la función hepatobiliar y el tratamiento de cáncer hepático

Resumen

La escasa respuesta del cáncer hepático y digestivo a la quimioterapia generalmente se debe a la combinación de varios mecanismos de fármacorresistencoa (MPR), entre los que destaca la reducción en la captación del fármaco por las células tumorales (MPR-1a). Con objeto de superar este tipo de MOC en tumores enterohepáticos, se ha sintetizado en nuestro grupo de investigación un nuevo compuesto cabeza de serie de una nueva familia de moléculas denominada BATKI de las siglas BA de ”bile acid” y TKI de “tyrosine kinase inhibitor”. Estas moléculas presentan regiones similares a un ácido biliar en su estructura, con el que se pretende conferir el tropismo necesario para dirigir hacia los transportadores de ácidos biliares en particular al compuesto farmacológicamente activo, que lo constituye otra región de la molécula con analogía estructural a un TKI. Por otro lado, en la práctica clínica actual, para el diagnóstico de enfermedades hepatobiliares (lesiones focalizadas, tumoraciones, colestasis, etc.) en el paciente se utiliza la resonancia magnética con gadoxetato y colescintigrafía con derivados del ácido iminodiacético, compuestos que carecen de una estructura que les confiera vectorización enterohepática y por tanto especificidad de tejido. Por esa razón, nos planteamos realizar la síntesis de un compuesto fluorescente denominado NIRBAD, de las siglas "bile acid derivative" y "near infrarred". Durante el desarrollo de esta Tesis Doctoral se han sintetizado un total de cinco nuevos compuestos con estas características estructurales gracias a la utilización de reacciones de Huisgen de cicloadición 1,3-dipolar entre azidas y alquinos que se han denominado: BATKI-1C, BATKI-1G, BATKI-2C, BATKI-2G y NIRBAD.. Además de la obtención y purificación, también se ha llevado a cabo su completa caracterización estructural, tanto de los compuestos finales como de todos los intermedios, mediante técnicas de espectroscopía de infrarrojo, técnicas de resonancia magnética de protón y carbono aplicadas a estudios bidimensionales como son NOE, ROESY, HSQC y HMBC; y técnicas de espectrometría de masas. Gracias a estos estudios sintéticos, se ha generado una quimioteca que cuenta con 5 compuestos finales y 14 intermediarios. Todos los compuestos BATKIs y el compuesto NIRBAD, han sido evaluados en los estudios de actividad biológica. En cuanto a los compuestos BATKIs, se ha analizado su capacidad antiproliferativa y su toxicidad aguda, en modelos in vitro de células hepaticas en cultivo con o sin sobrexpresión de los posibles transportadores de ácidos biliares que podrían estar involucrados en su captación celular. Para ello, se han empleado líneas celulares de diferente origen como son las células Alexander, de hepatocarcinoma humano, las células TFK-1 de colangiocarcinoma y las células CHO de ovario de hámster chino, en las que se sobreexpresan diferentes transportadores, como son OATP1B1, OATP1B3, NTCP y ASBT con el objetivo de estudiar las diferencias en la viabilidad celular de los cultivos tratados con los diferentes compuestos respecto a las células “wild-type”. En estos modelos celulares, también se han realizado experimentos de captación mediante estudios de citometría de flujo de todos estos compuestos, para dilucidar las posibles vías de entrada en la célula a través de los transportadores antes mencionados. En estos estudios, se ha observado que el transportador del cual son sustratos estos nuevos derivados, es el OATP1B3, además de mostrar un perfil de toxicidad análogo a los TKI de partida en la línea celular Alexander. Por otro lado, utilizando las propiedades fluorescentes del compuesto NIRBAD, se han realizado estudios in vivo en ratas Wistar, para discernir su biodistribución, bioseguridad, posible hepatotropismo y su potencialidad como sonda no invasiva para el estudio de la funcionalidad hepática, observándose que el compuesto NIRBAD posee tropismo hacia el circuito enterohepático, además de no mostrar signos de hepatotoxicidad ni de nefrotoxicidad mediante estudios de los parámetros bioquímicos por química seca. Por último, con el objetivo de realizar cálculos de dinámica molecular (MD) para investigar las interacciones entre los diferentes compuestos sintetizados y los transportadores OATP1B1 y OATP1B3, se ha establecido un posible proceso teórico de captación y transporte de ácidos biliares y sus derivados, a través de estos transportadores. Como conclusiones generales de esta Tesis Doctoral cabe destacar que se ha preparado una batería de compuestos finales e intermedios con posible actividad antitumoral, los BATKIs, caracterizándolos por completo mediante técnicas espectroscópicas. Además, se han realizado estudios para evaluar su actividad antiproliferativa y citotóxica, así como los transportadores involucrados en su captación. Estos estudios muestran resultados prometedores, ya que nos permite tener una amplia gama de moléculas que son susceptibles de presentar actividad antitumoral y que además podrían mejorar las terapias actuales por su direccionalidad y especificidad de tejido, lo que otorga ventajas para la superación de quimiorresistencia tipo MPR-1a. En cuanto a la molécula NIRBAD, se ha podido concluir que sus propiedades fluorescentes son ideales para realizar estudios de la funcionalidad hepática, sin necesidad de realizar cirugías invasivas en los modelos animales.