Resumen de Macrociclos poliamínicos de 1H-Pirazol que complejan eficazmente L-Glutamato a pH fisiológico e inhiben procesos de muerte neuronal excitotóxica
El trabajo de la Tesis Doctoral se ha centrado en la síntesis y estudio de macrociclos poliamínicos de pirazol capaces de inhibir procesos excitotóxicos inducidos por L-glutamato (Glu) mediante procesos de complejación selectiva en solución acuosa a pH fisiológico. El Glu esel principal neurotransmisor excitatorio del SNC, pero existen numerosas evidencias experimentales de que acumulaciones anómalas en las sinapsis de las neuronas desencadenan procesos irreversibles de muerte neuronal excitotóxica, en importante conexión con la isquemia, la esclerosis lateral amiotrófica, la epilepsia, la enfermedad deAlzheimer, cáncer cerebral...
Es sabido que a pH fisiológico dicho aminoácido se encuentra en forma zwitteriónica y que el reconocimiento simultáneo de sus dos grupos carboxilato y del grupo amonio reviste una gran dificultad. Sobre esta base, el diseño de los receptores sintéticos propuestos en este trabajo se ha llevado a cabo teniendo en cuenta las siguientes consideraciones: (a) que en solución acuosa los macrociclos poliamínicos actúan como receptores ditópicos de tipo poliamonio capaces de complejar los grupos carboxilato del Glu zwitteriónico; (b) que la basicidad de estas poliaminas varía en función de la longitud de los espaciadores hidrocarbonados; (c) que los anillos de pirazol pueden contribuir eficazmente en el reconocimiento mediante formación de enlaces de hidrógeno; (d) que a nivel biológico el grupo amonio del Glu puede dar lugar a interacciones con anillos aromáticos; (e) que el carácter lipófilo de estos receptores puede contribuir en cierta medida al fenómeno de complejación.
Siguiendo un procedimiento descrito en nuestro grupo, se han preparado derivados de 26 y 30 miembros funcionalizados en los nitrógenos centrales de la cavidad con sustituyentes aromáticos de tipo bencilo o fenetilo, o por largas cadenas polimetilénicas de octilo. Y además, se ha preparado un receptor tetramínico de 26 miembros que carece de los agrupamientos amínicos centrales.
Los estudios de basicidad, protonación y complejación con Glu determinados por técnicas potenciométricas en solución acuosa de todos los macrociclos hexamínicos evaluados de 26 y 30 miembros complejan Glu zwitteriónico con valores log(Keff) aprox. 2-4, y que las más altas corresponden a los derivados N-Bn y/o N-fenetil sustituidos. En el proceso de complejación los dos grupos carboxilato del Glu interaccionan simultáneamente con los nitrógenos amínicos de la cavidad macrocíclica, como demuestran los estudios estructurales de complejación por RMN en D2O a pH 7.4, y que se confirma con los estudios de modelización molecular. Además, los modelos teóricos muestran interacciones adicionales con los nitrógenos del pirazol, y en el caso de derivados portadores de sustituyentes aromáticos se detectan adicionalmente interacciones de tipo catión-pi con el grupo amonio del Glu. Los ensayos in vitro de actividad neuroprotectora utilizando cultivos de neuronas granulares de cerebelo han puesto de manifiesto que tres de los derivados evaluados son activos, y que dicha actividad parece estar ligada a la presencia de sustituyentes aromáticos en los nitrógenos centrales de la cavidad macrocíclica capaces de interaccionar con el grupo amonio del Glu a través de interacciones catión-pi.
Por otra parte, se planteó una estrategia alternativa a la complejación de L-glutamato en forma zwitteriónica basándonos en la formación de metaloreceptores de Cu(II) o Zn(II) a partir del macrociclo tetramínico. Y en este caso, los resultados evidencian que únicamente el metaloreceptor de Zn(II) es capaz de formar especies ternarias L-Zn(II)-Glu de estequimetría 1:2:1, aunque a valores de pH>7.4, mientras que a pH fisiológico se detecta la formación de una especie ternaria de estequimoetría 1:1:1.
Teniendo en cuenta que, al igual que otras tetraminas derivadas de metoctramina interaccionan con los numerosos residuos de aminoácidos ácido situados en la boca del canal iónico del receptor TRPV1 inhibiendo su función, se ha evaluado in vitro la inhibición de dicho receptor a partir del macrociclo tetramínico. Y se ha comprobado que tanto en forma libre, como de complejo dinuclear de Zn(II), bloquea la actividad del canal del receptor TRPV1 al 100% sin mostrar indicios de toxicidad, abriendo una nueva línea en la búsqueda de nuevos fármacos que atenúan la inflamación neurogénica subyacente a distintas patologías y que está principalmente mediada por este receptor.
