Diseño, síntesis y actividad antitumoral de inhibidores de dihidrofolato reductasa basados en la estructura de las catequinas de té

Abstract

La dihidrofolato reductasa (DHFR) es una enzima clave para el ciclo del ácido fólico y su inhibición provoca el bloqueo de la síntesis, metilación y reparación del ADN, dando lugar a la muerte celular. Este hecho la convierte en una diana terapéutica muy interesante para el tratamiento de enfermedades como el cáncer. Previamente, nuestro Grupo de Investigación, demostró que algunas catequinas que se encuentran en el té actúan como antifolatos, inhibiendo la actividad de la DHFR. Debido a los problemas de biodisponibilidad que presentan estas catequinas naturales y con el objetivo de mejorar la acción farmacológica de este tipo de compuestos, se sintetizaron nuevos compuestos con una estructura similar a la de las catequinas activas del té para aumentar su estabilidad y absorción celular. Se sintetizaron, mediante técnicas de química orgánica, seis nuevos compuestos con pequeñas modificaciones en la estructura de las catequinas del té y se caracterizaron estructuralmente todos ellos. Se estudió la actividad biológica de los compuestos sintetizados mediante ensayos de inhibición de DHFR y ensayos de proliferación en diversos tipos de líneas celulares humanas de cáncer. Se identificaron los dos compuestos que presentaban mayor actividad frente a células cancerígenas y se eligieron para realizar un estudio más exhaustivo. Estos compuestos fueron la pareja de isómeros TMECG (3-O-(3,4,5-trimetoxibenzoil)-epicatequina) y TMCG (3-O-(3,4,5-trimetoxibenzoil)-epicatequina). Se realizó un estudio comparativo entre TMECG y TMCG y se determinó el mecanismo de acción de su actividad antiproliferativa y apoptótica en las células tumorales. También se identificó el mecanismo por el que los compuestos TMECG y TMCG se activan en las células de melanoma por la enzima tirosinasa formando una especie activa, que resultó ser la misma para los dos isómeros, ya que desaparecen las diferencias estructurales. Posteriormente, se estudió la implicación del factor de transcripción MITF en el mecanismo de resistencia que presenta el melanoma frente al antifolato metotrexato (MTX). Se determinó que el MTX provoca un aumento de la diferenciación celular en melanoma al inducir la expresión de MITF. Este factor de transcripción activa diversos genes diana que caracterizan la diferenciación funcional de células de melanoma y ponen en marcha un mecanismo de resistencia por el que el MTX es secuestrado en melanosomas y expulsado al exterior celular. Para evadir este mecanismo de resistencia se diseñó una terapia combinada con TMECG y MTX para el tratamiento del melanoma, que aprovechaba la sobreexpresión de la enzima tirosinasa (TYR) inducida por el MTX a través de la activación de MITF. Se estudiaron los efectos producidos por la terapia combinada TMECG/MTX en diversas líneas celulares de melanoma y en modelos animales y de piel artificial y se determinó la elevada efectividad de la combinación. Se estudió el mecanismo de acción de la terapia combinada TMECG/MTX y se observó que, aunque la sobreexpresión de TYR debida al tratamiento por MTX contribuye a la activación de TMECG en las células de melanoma, no es el único factor responsable de la sinergia. Se determinó que la elevada disminución de los niveles de dihidrofolato, debido a la acción del MTX, favorece la unión de la especie activa a la enzima DHFR y que el agotamiento de los niveles de dTTP, producido por la combinación TMECG/MTX, da lugar a la inducción de la cascada apoptótica mediada por el factor de transcripción E2F1. En este mecanismo de acción, la inducción de E2F1 activaría p73 y Apaf1, seguida de una señalización proapoptótica independiente de p53. También se diseñó una terapia combinada con TMECG y el fármaco dipiridamol (DIPY) para el tratamiento del cáncer de mama, que producía el bloqueo del ciclo de la metionina en las células tumorales. Se estudiaron los efectos producidos por la terapia combinada TMCG/DIPY en diversas líneas celulares de cáncer de mama y se determinó la elevada efectividad de la combinación induciendo apoptosis y desmetilando genes supresores de tumores en células cancerígenas.