Desarrollo de análogos carboránicos y adamantánicos de la vitamina D para la terapia del cáncer

Resumo

El receptor nuclear de la vitamina D (VDR) es un factor de transcripción dependiente de ligando que regula múltiples respuestas biológicas, que incluyen la mineralización ósea, la diferenciación y proliferación celular y el sistema inmunológico. El ligando natural del VDR, la hormona 1α,25-dihidroxivitamina D3 (1,25D), y otros ligandos se utilizan como agentes terapéuticos para el tratamiento de la psoriasis, la osteoporosis y el hiperparatiroidismo secundario. Sin embargo, el desarrollo de ligandos del VDR como agentes terapéuticos para el tratamiento de cánceres (piel, próstata, colon y mama), la leucemia y enfermedades del sistema inmunológico, ha sido limitada debido a sus efectos hipercalcémicos tóxicos colaterales. La necesidad de desarrollar ligandos del VDR con potente actividad anti-proliferativa que carezcan de efectos adversos sobre el metabolismo del calcio ha dado lugar a un importante esfuerzo de la química sintética. No obstante sigue siendo necesario el desarrollo de ligandos de VDR sin acción hipercalcémica para desarrollar nuevas terapias para estas enfermedades relacionadas con el VDR. En este proyecto se llevó a cabo el diseño y síntesis de una serie de análogos con una unidad adamantil y una unidad closo-carboránica en la posición terminal de la cadena lateral con el objetivo de que ambas unidades interaccionasen con la H-12 y sus residuos Val414 y Phe418, importantes para la actividad agonista. También se llevó a cabo el diseño y síntesis de una serie de análogos con la unidad closo-carboránica, tanto en la cadena lateral, en el anillo A y tanto en la cadena lateral como en el anillo A. El diseño de estos nuevos ligandos se basó en cálculos de Docking utilizando la estructura cristalográfica del VDR(LBD) complejado con el ligando natural 1,25D y correlaciones estructura-actividad biológica. Las unidades carboránicas se introdujeron en el paso final de las síntesis para evitar problemas relacionados con la estabilidad de los intermedios y su caracterización. Mediante estudios de Docking se han determinado las interacciones polares con el VDR(LBD) y se han establecido puntuaciones relativas de cada análogo respecto a la hormona natural 1,25D (100%), lo que permitó determinar que análogos se unen bien in silico al VDR. Después de estos estudios preliminares, se llevó a cabo la síntesis de los análogos tanto con unidad adamantil como con unidad closo-carboránica. El primer análogo sintetizado con una unidad closo-carboránica en la cadena lateral se envió a los laboratorios del Prof. Román Pérez-Fernández (Departamento de Fisiología-Facultad de Medicina, CIMUS, Universidad de Santiago de Compostela) donde se realizaron distintos ensayos para evaluar las propiedades biológicas. Este nuevo análogo redujo significativamente la proliferación celular a concentraciones de 10-8 y 10-7 M, de manera similar a la 1,25D. Se estudió la afinidad biológica de este nuevo análogo para unirse al VDR mediante un ensayo de unión competitiva, en comparación con la hormona natural 1,25D, siendo su afinidad aproximadamente el doble que la de la 1,25 D. Mediante estudios de actividad transcripcional se determinó que el análogo es aproximadamente unas 43 veces menos potente que la 1,25D. Resultados similares se obtuvieron para los análogos con unidad adamantil, estos estudios se llevaron a cabo mediante colaboración con el grupo de investigación de la Prof. Sachiko Yamada (Universidad de Rikkyo, Tokyo). El resto de la serie de los análogos (3) se encuentran en estudio en los laboratorios del Prof. Román Pérez-Fernándezpara la determinación de la afinidad por el VDR, la transactivación, la diferenciación-proliferación celular y los efectos calcémicos con fines preclínicos. • BIBLIOGRAFÍA. Rochel N, Wurtz JM, Mitschler BK, Moras D. The crystal structure of the nuclear receptor for vitamin D (bound to its natural ligand. Mol. Cell 2000 , 5 , 173-179. Jurutka PW, Whitfield GK, Hsieh JC, Thompson PD, Haussler CA, Haussler MR. Molecular nature of the vitamin D receptor and its role in regulation of gene expression. Rev. Endocr. Metab. Disord . 2001 , 2 , 203-216. Yamada S, Shimizu MN, Yamamoto K. Structure-function relationships of vitamin D including ligand recognition by the vitamin D receptor. Med. Res. Rev . 2003 , 23 , 89-115. Rochel N, Moras D. Ligand binding domain of vitamin D receptor. Curr. Top. Med. Chem . 2006 , 6 , 1229-1241. 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