Diterpenos como nuevos modelos de fármacos para terapias de regeneración neuronal
- Autores: Fátima Vela Benavides
- Directores de la Tesis: Rosario Hernández Galán (dir. tes.), Antonio José Macías Sánchez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Cádiz ( España ) en 2024
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ana M. Benito (presid.), Ana Maria Simonet Morales (secret.), Hernando Bolivar Anillo (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Las enfermedades neurodegenerativas causan alteraciones en el sistema nervioso central provocando daños cerebrales para los cuales no existen un tratamiento efectivo disponible. Las estrategias enfocadas en promover la neurogénesis en el cerebro adulto representan una vía para tratar los daños cerebrales. Se conoce que la modulación de la actividad de las PKCs puede conducir a tratamientos que estimulen la neurogénesis endógena. Estas enzimas son activadas por diacilglicerol (DAG), aunque también puede ser activadas por otras moléculas, como los diterpenos de tipo latirano, que han demostrado la capacidad de inducir la proliferación o diferenciación en células progenitoras neurales a neuronas.
Los diterpenos macrocíclicos tipo latiranos son productos naturales presentes en la naturaleza. Una familia de plantas que presenta una gran diversidad de latiranos con demostrada actividad biológica es la Euphorbiaceae. Sin embargo, la disponibilidad limitada, la variabilidad estacional y el laborioso proceso de extracción de estos compuestos es un obstáculo para su posible desarrollo como agentes terapéuticos. Una de las estrategias que se plantea para solventar estos obstáculos es la búsqueda de microorganismos endófitos con capacidad de producir los mismos compuestos que su planta huésped. En esta tesis, se han aislado cuatro hongos endofíticos de la planta Euphorbia boetica, conocida por su capacidad para producir dos latiranos (euphoboetirano A y, en menor medida, epoxiboetirano A) en cantidades apreciables. Los microorganismos fueron identificados e identificados fenotípicamente como Trichoderma gamsii, Cladosporium ramotenellum, Leptobacillium chinense y Meira nashicola. Estos microorganismos fueron cultivados en diferentes condiciones y sus extractos fueron analizados mediante UHPLC-MS para determinar la posible presencia de euphoboetirano A. El estudio detallado de los análisis realizados permitió identificar euphoboetirano A en varios extractos de 3 de los hongos, siendo Leptobacillium chinense el que lo produce en mayor cantidad. La producción de este compuesto por L. chinense fue confirmada mediante el cultivo a mayor escala y su identificación mediante RMN-1H. Según nuestros conocimientos, esta es la primera vez que se describe la producción de un diterpeno macrocíclico por un microorganismo.
Otros de los factores importantes para el desarrollo de estos compuestos como agentes terapéuticos, para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, es el conocimiento de los requerimientos estructurales claves que promueven la proliferación o diferenciación de células progenitoras neurales (NPC). Para ello, es necesario disponer de una colección de compuestos a los que evaluar su actividad. En esta memoria describimos la preparación de catorce compuestos a partir de ingol 3,8,12-tri-O-acetato 7-O-(p-metoxifenil)acetato (EOF2) e ingol 3,8,12-tri-O-acetato,7-O-fenilacetato (EOF1). Mediante hidrolisis selectivas y posteriores esterificaciones, se han preparado compuestos que presentan variaciones en el número y naturaleza de las cadenas laterales situadas en las posiciones 3 y 7. Además, se ha explorado la transformación química y microbiana del diterpeno euphoboetirano A. La biotransformación de este compuesto utilizando el microorganismo Sordaria tormento-alba ST1-UCA dio lugar a un compuesto de cicloadición [2 2] además de un compuesto de isomerización del doble enlace en C-12. Los intentos de realizar la reacción de cicloadición fotocatalizada, dieron como resultados productos de isomerización de los dobles enlaces y el ciclopropano, sin que, en ningún caso, se obtuviera el producto de cicloadición. Los resultados obtenidos indican que la cicloadición [2,2] está catalizada por una enzima, lo que aporta nuevas evidencias de la existencia de enzimas con la capacidad de catalizar este tipo de reacciones.
Para conocer la actividad de los compuestos sintetizados, se llevó a cabo la realización de bioensayos de proliferación y diferenciación de neuroesferas. Los estudios de relación estructura-actividad indicaron que ambos factores, el número y la naturaleza de las cadenas laterales influyen en la actividad, encontrando que las cadenas de tigliato y p-metoxifenilacetato le confieren a este esqueleto las propiedades de lipofilicidad, superficie polar topológica y números de enlaces rotables, más adecuadas para una interacción más efectivas con las PKC responsables de la promoción de la diferenciación de NPCs.
Por último, para que estos y otros compuestos sean llevados a la clínica es necesario contar con un sistema de administración eficaz que evite la barrera hematoencefálica. Con este fin, se ha desarrollado el diseño de nanoportadores basados en lípidos, logrando una encapsulación del compuesto activo (EOF2) de aproximadamente el 1%.
