Síntesis total y elucidación estructural de los peyssoneninos y análogos, inhibidores de DNA metiltransferasa 1 (DNMT1)

Resumo

Los peyssoneninos A y B son dos metabolitos oxilipínicos que fueron aislados del alga roja Peyssonelia caulífera. Estas estructuras fueron descritas como dos estereoisómeros con estructura de glicérido que poseen un acetoxienodiino como motivo estructural más característico. Asimismo, se comprobó la actividad de los peyssoneninos como inhibidores de DNA metiltransferasa 1 (DNMT1). Las DNA metiltransferasas (DNMTs) son un grupo de enzimas encargadas de la metilación del DNA. La metilación del DNA constituye, junto con los diferentes patrones de modificación de las histonas, un mecanismo epigenético que regula la expresión génica operando con anterioridad a los procesos de transcripción. En la tumorogénesis, la inactivación de genes mediante estos mecanismos es una fuerza motora tan importante como la inactivación de genes por mutación. Se ha observado que la reexpresión de muchos de estos genes puede conducir a la supresión del crecimiento de las células tumorales o a la alteración de la sensibilidad a terapias anticancerosas ya existentes. Para el mantenimiento de estas epimutaciones, se requiere de la actividad continua tanto de las DNMTs como de las enzimas encargadas de las modificaciones de las histonas, lo cual explica su reversibilidad mediante inhibidores específicos. Durante mi tesis doctoral se desarrollaron cuatro aproximaciones sintéticas a los peyssoneninos A y B, las cuales se centraron en la construcción del acetoxienodiino, que es el motivo estructural principal de estos compuestos. Dos de las rutas sintéticas se basaron en la formación del enlace alqueno-alquino (Csp2-Csp), bien mediante una reacción de Sonogashira entre un Z-cloroenol éster y un diino terminal o mediante la adición del anión de un diino terminal a una amida de Weinreb. En las otras dos estrategias sintéticas se llevó a cabo la formación del esqueleto mediante reacciones de acoplamiento alquino-alquino (Csp-Csp) utilizando Cu o Ni/Cu como catalizadores. En todas las secuencias sintéticas desarrolladas fue crucial la elección tanto del orden de la etapa de formación del enolacetato como de la metodología empleada, ya que esta es la funcionalidad más sensible de la molécula. Una vez completada la síntesis total de estos productos naturales, el siguiente paso fue la determinación de la geometría de doble enlace del enolacetato. La ausencia de protones en la región del diino impidió determinar la geometría mediante experimentos NOE, NOESY o ROESY, dado que el grupo acetoxi siempre se dispone hacia esta parte de la molécula estéricamente menos impedida. Como alternativa se empleó un método denominado 2D EXSIDE que permite calcular con bastante precisión las constantes de acoplamiento 1H-13C de largo alcance. Con este experimento se pudo comprobar que la constante de acoplamiento heteronuclear a distancia de tres enlaces es la más sensible a la configuración E/Z del doble enlace (con valores ? 5.24 Hz para geometrías Z y ?10.49 Hz para E). Además, se observó que el desplazamiento químico en las proximidades del doble enlace también es sensible a su geometría, encontrando una diferencia de hasta 5 ppm en el C6 de ambos isómeros. El siguiente problema a resolver fue la determinación del exceso enantiomérico de los peyssoneninos. Los peyssoeninos son derivados monoacilados del glicerol (MAGs) y como tal están formados por un par de enantiómeros (sn-1y sn-3) y un regiosiómero sn-2 a través del cual un enantiómero se transforma en el otro y se produce la racemización. La escasez de ejemplos bibliográficos de separación cromatográfica directa de MAGs enantioméricos, nos llevó a desarrollar un método analítico para determinar, no sólo los excesos enantioméricos de los peyssoneninos, sino también de MAGs derivados de ácidos grasos con diferentes longitudes de cadena y número de insaturaciones. Siguiendo las estrategias sintéticas desarrolladas también se sintetizaron una serie de análogos de estos productos naturales de estructura más simple. Estos compuestos poseen la misma funcionalidad de acetoxienodiino de los peyssoneninos, pero la cadena alquílica fue sustituida por diferentes anillos aromáticos, heteroaromáticos y alquílicos, que normalmente están presentes en productos naturales. Finalmente, también se llevó a cabo la síntesis del SGI-1027, un conocido inhibidor sintético de DNMTs con estructura basada en la quinolina, con la finalidad de comparar su actividad con la de los peyssoneninos y análogos. Todos los compuestos sintetizados fueron ensayados biológicamente lo que ha permitido una mejor comprensión de su perfil como inhibidores de DNMTs.