Blockade of tumoral processes by inhibition of angiogenesis and RAS protein activity

• Autores: Nagore Isabel Marín Ramos
• Directores de la Tesis: María Luz López Rodríguez (dir. tes.), Jesús Jiménez Barbero (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2015
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 168
• Títulos paralelos:
  • Bloqueo de procesos tumorales mediante la inhibición de angiogénesis y de la actividad de la proteína RAS
• Tribunal Calificador de la Tesis: Maria Cristina Sanchez Garcia (presid.), María Angeles Canales Mayordomo (secret.), María J. Vicent Docon (voc.), Ramón Colomer Bosch (voc.), Faustino Mollinedo (voc.)
• Materias:
  • Química
    • Química orgánica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense (pdf)
• Resumen
  • español

    CAPÍTULO I: NUEVOS INHIBIDORES DE ANGIOGÉNESIS CON ACTIVIDAD ANTITUMORAL IN VIVO La angiogénesis es esencial para la supervivencia y proliferación de los tumores sólidos. Sin embargo, los actuales fármacos antiangiogénicos poseen limitaciones como la falta de eficacia en algunos pacientes y la aparición de efectos adversos o de resistencia al tratamiento. Se ha visto que al bloquear el factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF), otros factores proangiogénicos como el factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) cumplen su función, favoreciendo la angiogénesis tumoral. Además, la hipoxia tumoral causada por la terapia antiangiogénica potencia la supervivencia celular al estimular varios factores, particularmente el factor inducible por hipoxia 1 alfa (HIF 1 alfa). En este contexto, el objetivo del presente trabajo es identificar nuevos compuestos que bloqueen simultáneamente varios factores proangiogénicos e induzcan una inhibición sostenida de la señalización proangiogénica generada por la hipoxia. Así, en este capítulo describimos una nueva serie de compuestos antiangiogénicos, entre los cuales destaca UCM-2711 (22), que disminuye los niveles de VEGF, FGF, y óxido nítrico; reduciendo además la activación de los receptores VEGFR y FGFR, de las vías MEK/ERK y PI3K/AKT, así como los niveles de la enzima óxido nítrico sintasa inducible (iNOS), y la migración celular. Dichos efectos están mediados por HIF 1 alfa, puesto que la actividad del compuesto 22 prácticamente desaparece cuando la expresión de este factor se reduce mediante knock down genético transitorio. Además, se ha identificado un conjunto de genes relacionados con la angiogénesis cuya expresión se altera con el compuesto 22. Por último, su empleo in vivo en un modelo xenograft de cáncer de mama redujo el crecimiento tumoral en un 46-55 por cien en el 38 por cien de los animales tratados, en los que se observó una reducción significativa del número de vasos sanguíneos y de los niveles de VEGF sin inducir toxicidad alguna, lo que refuerza su potencial como lead para el desarrollo de nuevos agentes antiangiogénicos aptos para el tratamiento del cáncer.

    CAPÍTULO II: PROCESO DE OPTIMIZACIÓN Y CARACTERIZACIÓN BIOLÓGICA DE UN NUEVO INHIBIDOR DE ICMT CON ACTIVIDAD ANTITUMORAL Las mutaciones de ras llevan a una proteína Ras constitutivamente activa, resultando en una estimulación constante de la proliferación celular y en la inhibición de la apoptosis. La dificultad para inhibir farmacológicamente Ras de forma directa hace que la posibilidad de bloquearla interfiriendo con las modificaciones post traduccionales responsables de su activación sea una prometedora alternativa. Ras es un miembro de la clase de proteínas CAAX, donde C es cisteína, A es un aminoácido alifático, y X es cualquier aminoácido. Dicha secuencia CAAX es primero prenilada por una prenil transferasa, y a continuación se da la proteólisis de los tres últimos aminoácidos AAX por la enzima Rce1. Por último, la prenilcisteína resultante es metilada por la enzima isoprenilcisteína carboximetiltransferasa (ICMT), neutralizando la carga negativa y aumentando su afinidad por la membrana plasmática. En este contexto, nuestro grupo inició un proyecto orientado al diseño de nuevos inhibidores de ICMT, obteniendo el lead UCM 1325, que inhibe ICMT en un 54 por cien a 50 micromolar. En este capítulo describimos su optimización hasta llegar al compuesto UCM 1336, con una inhibición de ICMT del 93 por cien a 50 micromolar. UCM 1336 potencia la muerte celular programada, induce la deslocalización de Ras y reduce su actividad, bloqueando la activación de las vías MEK/ERK y PI3K/AKT, y la migración celular. Es además más potente que el ya validado cysmethynil, reforzando su interés para el tratamiento de cánceres caracterizados por una elevada activación de Ras.

  • English

    Angiogenesis, the process of new blood vessel formation, is an essential requirement for the survival and proliferation of solid tumors. Accordingly, the search for angiogenesis inhibitors has become a leading line of investigation in anticancer research, and it has translated into several drugs in the market that have clearly improved outcomes in patients with different tumor types and metastatic disease. However, several limitations still exist, such as the lack of efficacy in some patients, the appearance of adverse effects, and drug resistance. It has been suggested that when the vascular endothelial growth factor (VEGF) signaling is pharmacologically blocked, other proangiogenic factors -especially the fibroblast growth factor (FGF)- take over its signaling, thereby supporting tumor angiogenesis. Besides, it has been described that increasing tumor hypoxia during antiangiogenic therapy enhances cell survival through the stimulation of several factors, particularly the hypoxia-inducible factor-1α (HIF- 1α).7 In this context, the main objective of the present work is the identification of new small molecules able to block angiogenesis affecting various proangiogenic factors (especially VEGF and FGF signaling pathways), and to induce a sustained inhibition of the proangiogenic signaling generated by hypoxia. This overall objective involves the following steps: 1. Hit identification and hit to lead process. 2. Biological characterization of selected compound(s) in terms of impairment of proangiogenic signaling under hypoxia. 3. Antitumor effect of selected compound(s)...