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Estudio de la actividad tripanocida y de los mecanismos de acción antiparasitaria de dos nuevas familias de nitrocompuestos
No full textTesis para optar al grado académico de Doctor en QuímicaLa presente tesis doctoral exhibe un estudio químico y biológico de dos familias de
nitrocompuestos: derivados de Nitrofurano y derivados de Nitroindazol, con el propósito
principal de obtener nuevos aspectos acerca de los mecanismos de acción tripanocida de
estos potenciales nuevos fármacos, capaces de superar las limitancias que presentan las
actuales drogas empleadas en el tratamiento de la enfermedad de Chagas.
Nifurtimox, Benznidazol y otros fármacos empleados en contra el mal de Chagas y
algunos tipos de cánceres son capaces de producir radicales libres, los cuales en
presencia de oxígeno, generan a través de un ciclo redox, especies reactivas de oxígeno,
las cuales son sustancias altamente reactivas. El exceso de radicales libres puede generar
daño celular (estrés oxidativo), este daño ocurre sólo si la acción de estos radicales no es
remediada por los mecanismos de defensa presentes en cada organismo, como son los
antioxidantes. En el mismo orden de ideas, se utilizó la Resonancia de Espín Electrónico
para obtener información directa de las especies radicalarias.
Además el uso de la técnica de spin trapping permitió evidenciar especies reactivas de
oxígeno en medio biológico, durante la metabolización de los compuestos testeados.
Voltamperometría cíclica se empleó como una herramienta valiosa para evaluar el
mecanismo de reducción de ambas familias, donde fue posible identificar un mecanismo
de autoprotonación. Además resultó útil para la determinación parámetros de
significancia biológica.
Por otra parte, también se realizó la exploración de los confórmeros de mínima energía y
de las propiedades electrónicas empleando cálculos teóricos, específicamente teoría de
funcionales de la densidad (DFT). Estos indicaron que los derivados de nitrofurano
neutros tendían a adoptar una conformación plana estabilizada, mientras que los
radicalarios lo hacían a través del plegado de su cadena lateral respecto del anillo.
La familia de nitroindazoles también mostró que las conformaciones más estables
dependían de la influencia de los sustituyentes. La correlación de las propiedades
electrónicas con el potencial de pico catódico fue posible empleando el funcional híbrido
B3LYP/6-31G*+(d,p).
Finalmente, los ensayos biológicos mostraron que los derivados de nitrofurano resultan
ser activos contra T. cruzi cepa Dm28C, frente a sus formas morfológicas epimastigotes
y tripomastigote, encontrando valores de IC50 comparables y mejores a los reportados
para las drogas parentalesThe present investigation show a chemical and biological study about two families of
nitro compounds: Nitrofurane and Nitroindazole derivatives, whith the target to obtain
the main characteristic about tripanocide action mechanism of its new potential drugs,
able to overcome the limitation the current treatment of Chagas disease.
Nifirtimox, benznidazol and other drugs used against Chagas disease and some of the
other types of cáncer disease are able to produce free radicals in which the presence of
the oxygen, create through the redox cicle a reactive oxygen species (ROS) they are
higly reactive subtances . The excess of the free radical can produce a celular damage
(oxidative stress) this damage ocurs only if the action of these free radicals is not
avoided by the action of antioxidant mechanism present in the organism.
In the same order we used the Electronic Spin Resonance to get direct information about
the free radicals.
Besides the technique use of Spin Trapping allowed to show the ractive oxygen species
of in a biological enviroment, during the methabolism of the testing compound.
We used a very important tool called Cyclic Voltametry in order to valued the reduction
mechanism of these compund. It was posible to identify an autoprotonation mechanism,
besides CV was used to obtain parameters of biologycal significance. In the other hand we also realized a conformational study and
the electronic properties using theorical calculations, specifically Density Functional
Theory (DFT).
This study indicates that the neutral nitrofurane derivatives adopt one plane stabilized
conformation, meanwhile the nitro radical structures adopted the stabilised conformation
trough the plication of the lateral chains respect to the nitrofurane ring.
The Nitroindazoles family showed that stabilised conformation depends on the
influence of the subtituents. The correlation of the electronic properties with the cathodic
peak potential was possbile using the Hybrid functional B3LYP/6-31G*+(d,p).
Finally the biologycal essays showed that the nitrofuranes derivates are actives against
T. cruzi strain Dm28C, obtained values of IC50, better and comparables with the parental
drugsConicy
Estudio fisicoquímico de los complejos de inclusión de ciclodextrinas en derivados heterociclos polinitrogenados y su evaluación química-biológica como potenciales agentes tripanocidas
No full textEn el presente trabajo se estudiaron las propiedades fisicoquímicas de los complejos de inclusión de una nueva serie de moléculas triazólicas, conocidas como derivados de [1,2,3] triazolo [1,5 a] piridina cetona en β-ciclodextrina (β-CD), Metil-β-ciclodextrina (M-β-CD) e Hidroxipropil-β-ciclodextrina (HP-β-CD). Se determinaron los parámetros termodinámicos que controlan el proceso de inclusión. Además de evaluar el efecto químico-biológico de estos compuestos como potenciales agentes tripanocida.
En primer lugar, las constantes de asociación (Ka) fueron obtenidas empleando la metodología Benesi-Hildebrand. Los resultados obtenidos mediante el uso de la técnica de espectroscopia absorción molecular y de fluorescencia, indicaron que las constantes de inclusión de todos los complejos estudiados tienen una estequiometría 1:1, con un valor constantes de inclusión para todos los complejos por sobre 200 M-1.
Adicionalmente se desarrolló un estudio para determinar los parámetros termodinámicos que controlan el proceso de inclusión a partir de la determinación de sus constantes de asociación para los complejos [TP1–M-β-CD], [TP2–M-β-CD] y [TP3–M-β-CD]. Debido a que estos complejos de inclusión fueron los que presentaron mayor Ka, respecto a los otros complejos estudiados. Estos parámetros termodinámicos fueron estudiados a distintas temperaturas (20, 28 y 37 º C). utilizando la ecuación termodinámica de van´t Hoff; los valores obtenidos indicaron que la complejación está controlado principalmente por interacciones de tipo van der Waals, las que a su vez se ven complementadas por interacciones de tipo hidrofóbicas.
Mediante el uso del programa Autodock, se realizaron estudios de modelamiento molecular empleando metodologías de docking con el propósito de optimizar la geometría de los complejo inclusión entre las ciclodrextrinas y los heterociclos polinitrogenado, y así, estimar las contribuciones de las interacciones más importantes para la formación del complejo de asociación entre la molécula anfitrión y la molécula huésped. Los resultados obtenidos fueron comparados con los datos experimentales, encontrándose una buena correlación entre ellos.
Finalmente, se realizaron los estudios biológicos en T. cruzi en los cuales se estudiaron la viabilidad de los parásitos con la exposición de la serie de TPs libres TP1, TP2, TP3 y los complejos de inclusión [TP1–M-β-CD], [TP2–M-β-CD] y [TP3–M-β-CD]. Los estudios demostraron el complejo [TP2–M-β-CD] presento actividad frente a la forma tripomastigoteFONDECYT 1190340; Proyecto de iniciación Nº1118071
Estudio de compuestos de inclusión de ciclodextrinas con flavonoides, efecto sobre su actividad antioxidante
No full textEn esta tesis se estudiaron las características fisicoquímicas de los complejos de
inclusión de cuatro flavonoides, quercetina, morina, catequina y galangina con diferentes
ciclodextrinas, (Bciclodextrina, 2-hidroxipropil-Bciclodextrina, sulfobutileterBciclodextrina y 2,6-dimetil-Bciclodextrina.) Dicho estudio mostró que la formación de
los complejos de inclusión aumentó la solubilidad de los flavonoides en solución acuosa.
Se determinaron las constantes de asociación K, por la metodología de Solubilidad de
Fase y por RMN, DOSY, existiendo una concordancia entre ambas metodologías.
Los espectros ROESY, obtenidos para casi todos los complejos estudiados nos
permitieron estimar su geometría de inclusión. Estas geometrías obtenidas
experimentalmente, nos demostraron que la inclusión para cada uno de los flavonoides
con las diferentes ciclodextrinas se comporta como un caso especial. La inclusión de la
morina en la BCD e HPBCD, es con el anillo B sobresaliendo del lado angosto de la
ciclodextrina, mientras que para la DMBCD el anillo B se encuentra por el lado de los
hidroxilos secundarios. Diferente es lo observado para la catequina, pues ésta se
encuentra incluida en la BCD con el anillo B sobresaliendo por el lado de los hidroxilos
primarios, mientras que para la HPBCD y DMBCD, el anillo B se encuentra orientado
hacia el lado ancho de la ciclodextrina. Finalmente la galangina, siempre se incluye por
el anillo B, dejando a la cromona expuesta. Pero, en un caso se encuentra incluida por el
lado ancho de la ciclodextrina, es el caso de la DMBCD, y en el otro, por el lado angosto
de la ciclodextrina, que es el caso de la HPBCD.
Las geometrías de inclusión obtenidas por modelación molecular son totalmente
concordantes con los resultados experimentales. Sin embargo, no se observa relación
alguna entre geometría de inclusión y constante de asociación de los complejos
formados.
Finalmente, los complejos mantuvieron o aumentaron su capacidad antioxidante, esto,
junto con el aumento considerable de solubilidad, tienen especial importancia en la
biodisponibilidad de los antioxidantes, lo cual lo hace un blanco novedoso para el
desarrollo de nuevos antioxidantes naturales con mejores propiedades para el uso
comercial de estos.This thesis studied the physicochemical properties of inclusion complexes of four
flavonoids named quercetin, morin, catechin and galangin, with different cyclodextrins,
(Bcyclodextrin, 2 hydroxipropil-Bcyclodextrin, sulfobuthylether-Bcyclodextrin and 2,6
dimethyl-ẞcyclodextrin).
The study showed that the formation of the inclusion complexes incremented the
solubility of the flavonoids.
The stability constants obtained by phase solubility methods and by NMR (DOSY
experiments) agreed between both methodologies.
The ROESY spectra obtained for almost all the inclusion complexes, allowed us to
estimate the inclusion geometry. The experimental results demonstrated that each
flavonoid has a own special inclusion geometry with the different cyclodextrins. Morin
is included in the BCD and HPBCD cavity with the B-ring oriented to the primary
hydroxyl, while with DMBCD, the B-ring are oriented to the secondary hydroxyl.
Catechin has somehow different inclusion geometry only for BCD, the B-ring is oriented
toward the primary rim, while HPBCD and DMBCD, the B-ring is oriented to the
secondary rim, resulting in a complex where CA is located in opposite direction with
respect to the previous CA-BCD complex. Finally, galangin always is included by the Bring and the A and C-ring are exposed to the outside. However, for DMBCD is included
by the secondary rim and for HPBCD is included by the primary rim.
The inclusion geometries obtained by molecular modeling are in agreement with the
experimental results. Nevertheless, there is no relation between inclusion geometry and
association constant.
Finally, the inclusion complexes remain or increase their antioxidant activity besides
they considerable increase of solubility. This has special importance in the bioavalability
of the flavonoid, which it does a target for the development of new natural antioxidant
with better properties for commercial use.Beca Tesis PG/57/2005Versión original del auto
Estudio por modelación molecular de la interacción del dominio C-terminal de unión a fosfotirosina de FE65 (PTB2) con la región C-terminal de APP (AICD)
No full textFE65 es una proteína adaptadora que actualmente se ha relacionado con la formación del péptido
β-amiloide y la hiperfosforilación de tau, procesos que se ven incrementados en pacientes con
Alzheimer, probablemente como consecuencia de un aumento en la actividad transcripcional de
FE65. Una de las principales interacciones que se asocian con la activación de ésta proteína es la
unión de su dominio PTB2 con el dominio citoplasmático de la proteína precursora del amiloide
(AICD), interacción que se ve estabilizada por la proteína adaptadora 14-3-3γ.
En esta tesis se llevó a cabo la construcción de un modelo por homología de PTB2 y un
segmento de AICD, correspondiente a la secuencia de interacción con FE65. A partir de éstos,
mediante técnicas de docking se determinó el modo conformacional de interacción más probable
para el complejo, cuya interfaz de interacción fue estudiada mediante un análisis de geometrías
de interacción, principalmente de formación de puentes de hidrógeno y también mediante el
estudio del cambio en el área de superficie accesible a solvente entre los monómeros y el
complejo. Una vez determinados los aminoácidos que interaccionan en la interfaz se realizó un
estudio de la contribución de éstos en la estabilidad del complejo mediante una técnica conocida
como Alanine Scanning. Se logró determinar la importancia de cada uno de estos aminoácidos
en la formación del complejo, presentando así las bases necesarias para el futuro diseño de
ligandos inhibidores de la interacción como estrategia farmacoterapéutica para combatir la
patología del Alzheimer.
A su vez se presenta un estudio preliminar de otro complejo involucrado en la interacción de
FE65 y AICD, aquel formado entre 14-3-3γ con AICD, pudiendo determinar dos posibles sitios
de unión. Por otra parte se realizó un breve estudio de un potencial sitio de unión de PTB2 a
fosfoinositidos de membrana, interacción que se ha señalado como probable, pero cuyo posible
papel en los procesos moleculares de FE65 no ha sido determinado aun.FE65 is an adaptor protein related with both β-amyloid peptide formation and
hyperphosphorilation of tau protein, processes that known to be increased in Alzheimer’s
patients, probably as a consequence of an increment of transcriptional activity related with FE65.
One of the most important interactions associated with the activation of this protein is the
binding of its PTB2 domain with the cytoplamatic domain of amyloid precursor protein (AICD),
interaction that is further stabilized by the adaptor protein 14-3-3γ.
In this thesis homology models for PTB2 and a segment for AICD, corresponding to the
interaction sequence with FE65 were developed. Using these models and carring out docking
techniques, the conformational mode of interaction was determined for the complex, where the
interaction interface was studied using geometric analysis for the interaction, such as hydrogen
bond formation patterns and through the study of changes on the accessible solvent surface area
between the monomers and the complex. Once the aminoacids that interact in the interface were
determined, a study of the contribution to the complex stability was carried out using Alanine
Scannig technique. The importance of each aminoacid in the complex formation was also
determined, thus introducing the bases for the future design of inhibitors ligands for this
interaction, as a pharmacotherapeutic strategy to fight against Alzheimer pathology.
A preliminary study of other complex involved in the interaction between FE65 and AICD is
also presented, namely the one formed between 14-3-3γ and AICD, where two possible binding
sites were determined. On the other hand a brief study of a potential binding site for PTB2
towards membrane phosphoinositides, interaction that has been pointed out as probable, but
where the possible role in the molecular processes of FE65 have not been addressed yet.Versión original del auto
Estudio de complejos diasteroisoméricos flavanona/ß-ciclodextrinas a través de resonancia magnética nuclear de protones
No full textEl estudio de la diferenciación enantiomérica de complejos
diasteroisoméricos flavanona/ciclodextrina, formados específicamente por la mezcla
racémica de (±)-flavanona, (±)-4’-hidroxiflavanona y (±)-2’-hidroxiflavanona, y las
ciclodextrinas βCD, HPβCD y DMβCD, fue realizado mediante la obtención de
espectros 1H-RMN y ROESY. Debido a la quiralidad de las flavanonas y ciclodextrinas,
la mayoría de los complejos formados presentaron diferenciación enantiómerica en los
espectros 1H-RMN, lo que permitió la obtención de la estequiometría, constantes de
asociación y termodinámica de los complejos. Los resultados estequiométricos
mostraron que todos los complejos diasteroisoméricos se forman en proporción 1:1
flavanona:ciclodextrina, las constantes de asociación siempre disminuyeron con el
aumento de la temperatura, y los valores termodinámicos mostraron que la formación
de todos los complejos es espontánea, exotérmica y con pérdida de entropía,
sugiriéndose además que las interacciones de Van der Waals son las que contribuyen
más al proceso de inclusión. Por otra parte, y pese a la diferenciación encontrada en
los espectros 1H-RMN, en los espectros ROESY esto no fue posible, y por lo tanto solo
se determinó la geometría de los complejos diasteroisoméricos en su conjunto, y no
por separado. Los espectros ROESY mostraron que puede existir tanto una como dos
geometrías de inclusión para cada complejo (±)-flavanonas/ciclodextrinas, además de
sugerir la existencia de puentes de hidrógeno entre la flavanona y la ciclodextrina, y la
flavanona y las moléculas de solvente que rodean al complejo. Adicionalmente, se encontró que para la mayoría de los complejos es la zona apolar de la flavanona la que
se incluye en la cavidad de la ciclodextrina.
Debido a que existe una relación entre la razón de las constantes de
asociación de los complejos formados por una misma ciclodextrina y una pareja de
enantiómeros determinadas por RMN, y el factor de separación en HPLC, se intentó
separar las flavanonas mediante esta última técnica, utilizando a las ciclodextrinas
como aditivo de separación quiral en la fase móvil, y empleando una fase estacionaria
aquiral. Los resultados mostraron que no hay separación enantiomérica, sino que solo
diferenciación, lo que fue logrado únicamente con la DMβCD. Adicionalmente, se
encontró que no solo un valor diferente de 1 para la razón entre constantes de
asociación es necesario para la diferenciación, sino que además se requiere que las
magnitudes de las constantes de asociación sean de al menos 8 x 102
M-1
Evaluación química biológica de derivados bis [1,2,3] triazolo [1,5alfa] piridin cetonas, como agentes antichagásicos
No full textLa tripanosomiasis americana o enfermedad de Chagas, provocada por Trypanosoma cruzi, presenta un problema de salud pública en Latino América, abarcando cerca de 21 países. El proceso de globalización ha llevado a que la enfermedad se propague a otras áreas no endémicas, convirtiéndola en un problema de salud global.
Para el tratamiento de la enfermedad de Chagas se han utilizado drogas como nifurtimox y benznidazol, estas a pesar de tener cierta eficacia en la etapa aguda son ineficaces en la erradicación del parásito. Es por ello, que se han investigado nuevas alternativas farmacológicas, entre ellas drogas antifúngicas, principalmente derivados azólicos, los cuales han demostrado un potente efecto antiparasitario in vitro e in vivo.
En este trabajo se propone una nueva serie de moléculas triazólicas, conocidas como [1,2,3] triazolo piridinas cetónicas. Las características más importantes de este grupo son la estructura triazólica y la presencia de grupos carbonilos los cuales se proponen como responsables del mecanismo antiparasitario, a través de la generación de especies reactivas de oxígeno y/o la inhibición de la biosíntesis de ergosterol.
Para evaluar las propiedades fisicoquímicas de esta familia, se determinó el mecanismo de reducción y se caracterizó las especies generadas en esta reducción mediante voltametría cíclica y por espectrometría de resonancia de espín electrónico, en donde se encontró la formación de una especie radicalaria, capaz de deslocalizarse a través de los grupos cetopiridinas y estabilizarse por resonancia.
Para relacionar la formación de esta especie radicalaria y la actividad biológica, se estudió y comparó la viabilidad celular en T. cruzi y en células de mamífero, siendo el compuesto 4 como el mejor candidato anti-T. cruzi. Por otro lado, los derivados 7 y 9 fueron los únicos de la serie que mostraron efectos citotóxicos en células de mamífero.
También se evaluó la formación de especies radicalarias en el parásito y en células de mamífero y se encontró la generación de radical hidroxilo se generaban en ambos sistemas celulares. Sin embargo, la baja concentración de esta especie es incapaz de producir un efecto tóxico en el parásito, por lo cual hemos descartado el estrés oxidativo como principal mecanismo antichagásico.
Como segundo posible mecanismo estudiamos la inhibición de la biosíntesis de esterol, dado que la presencia de un grupo triazólico sería capaz de inhibir la enzima CYP51. Realizamos ensayos por espectroscopia de masas para evaluar los niveles de los esteroles que participan en la biosíntesis de ergosterol. Nuevamente, encontramos que el compuesto 4 es capaz de afectar la biosíntesis de ergosterol en la etapa catabolizada por la enzima CYP51, observándose un aumento en el sustrato de la enzima (lanosterol) y una disminución de su producto (ergosterol), este efecto se observa después de 72 horas de exposición al compuesto.
Finalmente, a partir de los resultados obtenidos, se diseñó de manera racional una nueva serie de derivados de triazolo piridinas, cuyas características incluyen la presencia del núcleo [1,2,3] triazolo [1,5-α] piridina y distintas variaciones en las posiciones 3 y 7 de esta estructura, con estas modificaciones en estudios posteriores se pretende mejorar el efecto antichagásico de la serie triazolo piridinasAmerican trypanosomiasis or Chagas disease, caused by Trypanosoma cruzi, presents a public health issue In Latin America, covering about 21 countries. The globalization process has led to the disease spreading to other non-endemic areas, becoming this disease in a global threat.
For the treatment of Chagas disease have been used drugs such as nifurtimox and benznidazole. Although these drugs have some efficacy in the acute stage, are ineffective in eradicating the parasite. For this reason, have been investigated new pharmacological alternatives, including antifungal drugs, mainly azole derivatives, which have demonstrated a potent anti-parasitic effect in vitro and in vivo.
This work presents a new series of triazolic molecules, known as [1,2,3] triazolo pyridines ketones. The most important features of this group are the triazolic structure and the presence of ketone groups which are proposed as responsible for the antichagasic mechanism, via the generation of reactive oxygen species and/or inhibiting ergosterol biosynthesis.
To evaluate the physicochemical properties of this family, the reduction mechanism, and the reduction species generated, were determined by cyclic voltammetry spectrometry and electron spin resonance. We found the formation of a radical species which was able to delocalize among the keto-pyridines groups and stabilize by resonance.
To relate the formation of this radical species with the biological activity, cell viability was studied and compared in T. cruzi and mammalian cells. The compound 4 was identified as the best anti-T. cruzi candidate. On the other hand, derivatives 7 and 9 were the only that showed cytotoxic effects on mammalian cells.
Radical species generation in the parasite and in mammalian cells was then evaluated. The generation of toxic species such as the hydroxyl radical was detected in both cell systems. However, the low concentration of this species was unable to produce a toxic effect on the parasite, so we have ruled out the formation of oxidative stress as the main antichagasic mechanism.
In addition, we studied the inhibition of the sterol biosynthesis, since the presence of a triazole group that would be capable of inhibiting the enzyme CYP51. We assessed the levels of the sterols involved in ergosterol biosynthesis by mass spectroscopy. The compound 4 was capable of affect the biosynthesis of ergosterol by inhibition of the enzyme CYP51, increasing the enzyme substrate (lanosterol) and decreasing its product (ergosterol). This effect was observed at 72 hours after exposure of the coumpounds.
Finally from the results, was rationally designed a new series of triazolo pyridines derivatives, whose features include the presence of the [1,2,3] triazolo [1,5-α] pyridine nucleus and several variations in the positions 3 and 7 of this structure, these modifications are intended to improve the effect of antichagasic series triazolo pyridinesConicy
Evaluación de la capacidad antioxidante y tripanocida de nuevos compuestos hidroxilados de cumarinas
No full textTesis para optar al grado de Magíster en Química área de Especialización Tópicos en Química Medicinal y Memoria para optar al Título de QuímicaEl estrés oxidativo es causado por un desequilibrio entre la producción de especies reactivas de oxígeno (radicales libres) y una disminución en los antioxidantes. Con el tiempo, este desajuste en el equilibrio entre radicales libres y antioxidantes puede provocar daño a moléculas biológicas como lípidos, proteínas y ácidos nucleídos. La degeneración biomolecular, seguido de la iniciación y propagación de reacciones oxidativas, provoca el envejecimiento acelerado y muchas enfermedades crónicas, incluyendo enfermedades neurodegenerativas, cáncer y enfermedades cardiovasculares. Es por esta razón, que el estudio y desarrollo de nuevos compuestos antioxidantes es un tema de gran interés con el objetivo de generar nuevas y mejores moléculas con capacidad antioxidante.
Por otro lado, la Tripanosomiasis americana, también llamada enfermedad de Chagas, es una enfermedad parasitaria causada por el protozoo flagelado Trypanosoma cruzi. Esta enfermedad se encontraba limitada a América del Sur, América Central y partes de América del Norte (México y sur de Estados Unidos); sin embargo, en la última década la enfermedad se ha propagado a otras áreas no endémicas, presentando un problema emergente de salud pública de importancia global. El tratamiento actual se limita a dos fármacos; nifurtimox y benznidazol. Estos compuestos nitroheterocíclicos se consideran alejados de lo óptimo, debido a que causan múltiples efectos secundarios y presentan una eficacia limitada, especialmente en pacientes con la forma crónica de la enfermedad. En consecuencia, es necesario y urgente el desarrollo de nuevos fármacos menos tóxicos y más eficaces.
De acuerdo a lo expuesto anteriormente, en esta tesis se estudiaron nuevos compuestos hidroxilados de cumarinas, con el fin de evaluar su capacidad antioxidante y su actividad tripanocida.
A través de voltametría cíclica, se evidenció que los derivados cumarínicos que presentan grupos catecoles y los que poseen un grupo hidroxilo en el anillo cumarínico tienen menores potenciales de oxidación que las cumarinas con grupo resorcinol en su estructura. La generación de radicales libres producto de la oxidación de estos compuestos fue comprobada a través de resonancia de espín electrónico (REE).
Todos los derivados presentaron mayor capacidad antioxidante frente a radicales peroxilos (ROO●) que el estándar Trolox. Siendo los derivados JLG15B, JLG5B y JLG14B los que presentaron mayor índice ORAC, con valores de 5,47, 5,38 y 5,30, respectivamente. Por el contrario, los derivados que poseen grupo catecol en la posiciones 7 y 8 del anillo cumarínico presentaron los índices ORAC más bajos.
En los estudios de actividad tripanocida el derivado JLG3B resultó ser el más activo contra las dos formas del T. cruzi, presentando una mayor actividad en epimastigotes que nifurtimox y actividad moderada contra tripomastigotes. Además, al evaluar la citotoxicidad en células RAW, se
obtuvo un IC50 de 68,85± 0,65 μM, mostrando de esta manera una citotoxicidad moderada. Por otra parte, la detección de radicales a través de REE en medio epimastigote demostró que estos compuestos podrían actuar por medio de la generación de estrés oxidativo.
Mediante la realización de esta tesis se encontraron derivados hidroxilados cumarínicos que presentan gran capacidad antioxidante y actividad tripanocida moderada, los cuales nos servirán como base y punto de partida para el diseño racional de nuevos fármacos que tengan como finalidad curar o prevenir diversas patologías que afectan a un gran número de personasOxidative stress is caused by an imbalance between the production of reactive oxygen species (free radicals) and a decrease in antioxidant. Over time, this imbalance in the equilibrium between free radicals and antioxidants can cause damage to biological molecules such as lipids, proteins and nucleic acids. The biomolecular degeneration, followed by the initiation and propagation of oxidative reactions, causes accelerated aging and many chronic diseases, including neurodegenerative diseases, cancer and cardiovascular diseases. It is for this reason that the study and development of new antioxidant compounds is a subject of great interest in order to generate new and better molecules with antioxidant capacity.
On the other hand, the American trypanosomiasis, also known as Chagas disease is a parasitic disease caused by the flagellate protozoan Trypanosoma cruzi. This disease was limited to South America, Central America and parts of North America (Mexico and the southern United States); however, in the last decade the disease has spread to other non-endemic areas, presenting an emerging public health problem of global importance. Current treatment is limited to two drugs; nifurtimox and benznidazole. These nitroheterocyclic compounds are considered far from optimal, because they cause multiple side effects and have limited efficacy, particularly in patients with the chronic form of the disease. Consequently, the development of new, less toxic and more effective drugs are urgently needed.
According to the foregoing, in this thesis were studied new hydroxylated coumarin compounds in order to evaluate its antioxidant capacity and its trypanocidal activity.
Using cyclic voltammetry, it was shown that coumarin derivatives that presents catechols groups and who possess an hydroxyl group in the coumarin ring has lower oxidation potential than coumarins with resorcinol group in her structure. The generation of free radicals from the oxidation product of these compounds was verified by electron spin resonance (ESR).
All derivatives had higher antioxidant capacity against peroxyl radicals (ROO●) than the Trolox standard. JLG15B, JLG5B and JLG14B was the derivatives that showed higher ORAC index, with values of 5.47, 5.38 and 5.30, respectively. Conversely, the derivatives possessing catechol group at positions 7 and 8 of the coumarin ring showed lower ORAC rates.
In studies of the trypanocidal activity, JLG3B was the most active against the two forms of T. cruzi, showing increased activity in epimastigotes that nifurtimox and moderate activity against trypomastigotes. Furthermore, in assessing cytotoxicity in RAW cells, it was obtained a IC50 of 68.85 ± 0.65 μM, thus showing a moderate cytotoxicity. Moreover, detection of radicals through ESR in epimastigote medium showed that these compounds could act through the generation of oxidative stress.
By performing this thesis they found hydroxylated coumarin derivatives which have high antioxidant capacity and moderate trypanocidal activity, that will serve us as the basis and starting point for the rational design of new drugs that have as finality cured or prevented various diseases affecting a large number of peopl
Estudio fisicoquímico y biológico de una serie de complejos metálicos con ligandos bioactivos contra Trypanosoma cruzi y células neoplásicas
No full textTesis presentada a la Universidad de Chile para optar al Grado de Doctor en QuímicaGracias al descubrimiento de las aplicaciones anticancerígenas del cisplatino, el interés por estos compuestos y sus propiedades ha aumentado, dando altas expectativas en la farmacéutica. En esta tesis se propuso que complejos de paladio, platino o rutenio poseen una acción doble, antineoplásica y tripanocida, a través de la presencia de dos ligandos bioactivos diferentes: 5 nitrofurano derivados de tiosemicarbazonas y PTA (1,3,5-triaza-7-fosfaadamantano). Para verificar esta posibilidad, se realizaron estudios fisicoquímicos y biológicos de los complejos, entregando alentadores resultados. En voltametría cíclica se observó una disminución en el potencial medio de la generación del radical nitro, lo que se traduce en una facilidad en generar dicho radical. En el estudio por espectroscopía de resonancia de espín electrónico, se caracterizó los complejos, siendo los de paladio y platino los de menor deslocalización, comparado con los de rutenio. Con respecto a los estudios biológicos, estos mostraron que ciertos complejos presentan un valor de IC50 inferior al del ligando libre contra tripomastigotes y células neoplásicas, sin afectar su selectividad. Por otra parte, también se realizaron estudios de inhibición de cruzipaína e inducción de apoptosis. Aunque la inhibición de cruzipaína no fue significativa, se observó una tendencia que correlaciona con los demás resultados. Además, los complejos estudiados mostraron resultados que sugieren una muerte celular por inducción de apoptosis, lo que los hace atractivos como potenciales antineoplásicosThanks to the studies of the anticancer applications of cisplatin, the interest in these compounds and their properties has increased significantly, delivering high expectations for pharmacopeia. In this thesis it is proposed that complexes of palladium, platinum and ruthenium have a double action, antineoplastic and trypanocidal, by the presence of two different bioactive ligands: 5 nitrofuryl, a thiosemicarbazone derivate and PTA (1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane).
To verify this possibility, physicochemical and biological studies were performed on the complexes, providing encouraging results. In cyclic voltammetry studies, the results showed a decrease in the half potential of the nitro radical generation, which in turns translates in an easy production of that radical. In the studies of palladium and platinum complexes the electron paramagnetic resonance spectroscopic studies showed that the radical was more localized that ruthenium. With regard to biological studies, they showed that certain complexes, presented an IC50 value lower than the free ligand against trypomastigotes and neoplastic cells, without affecting its selectivity. Although cruzipain inhibition was not significant, a trend was observed that correlates with the other results. Moreover, the results obtained for the complexes studied in this work suggest cellular death by apoptosis induction. This makes these compounds particularly attractive as potential antineoplastic agentsConicyt; Mecesu
Evaluación de la capacidad antioxidante y actividad tripanocida de nuevos compuestos N-aril amido cumarinas
No full textLa Tripanosomiasis americana o mal de Chagas es una enfermedad potencialmente mortal, causada por el parásito protozoario Trypanosoma cruzi (T. cruzi), cuya principal vía de infección es a través de las heces del insecto vector comúnmente conocido como vinchuca. Esta enfermedad es endémica de América latina, pero se ha extendido a otros continentes, lo que lo hace un problema a nivel mundial.
Para el tratamiento de la enfermedad existen dos drogas: nifurtimox y benznidazol. Estos medicamentos tienen una mayor efectividad en la fase aguda de la enfermedad, y conllevan a efectos secundarios indeseables. Por estos motivos existe la necesidad de buscar nuevas alternativas para el tratamiento de Chagas, como la familia de las cumarinas. Estas se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza (también son sintetizadas), son de gran interés, debido a sus numerosas actividades biológicas, actividad antiprotozoaria y una destacada capacidad antioxidante. Por lo que, presentan un potencial uso en el tratamiento de la enfermedad de Chagas. En este trabajo se presenta el estudio electroquímico, capacidad antioxidante y actividad tripanocida de compuestos N-aril amido cumarinas.
Encontrándose, mediante técnica electroquímica (voltametría cíclica), que los compuestos que contienen grupo nitro en su estructura presentaron un proceso de reducción correspondiente a la generación del radical anión nitro, a través del mecanismo ECE. En el estudio oxidativo de los compuestos hay un proceso de oxidación del grupo hidroxilo hacia la formación de un carbonilo, a través de un intermediario radicalario, el que fue detectado y caracterizado por resonancia de espín electrónico (REE). Se observó un pico anódico irreversible en todos los voltamogramas, que indica la oxidación de la amida (en el rango de 0,98-1,48 V).
La capacidad antioxidante fue determinada a través de ORAC-FL, encontrándose valores bajos, atribuidos a la cantidad de grupos hidroxilo en las estructuras de los compuestos estudiados.
En cuanto a la actividad frente a T. cruzi, en el estadio epimastigote del parásito, los mejores de la serie fueron el 9 y 10 (los cuales poseen una quinolina en la estructura), con un IC50 de 22,25 μM y 20,9 μM, respectivamente, siendo ambos mayores a la concentración de nifurtimox (17,4 μM). En el estadio tripomastigote, la familia de cumarinas no resultaron ser potentes, lo máximo logrado fue una disminución de viabilidad del parásito en un 34,9% a una concentración de 50 μM. De acuerdo a la citotoxicidad en células macrófagos, en relación a nifurtimox, todos los compuestos evaluados, son más tóxicos.
Finalmente mediante la técnica de REE y spin trapping se determinó que los compuestos N-aril amido cumarina, producen estrés oxidativo y este quizás sea una posible explicación de la toxicidad hacia los parásitos en estadio epimastigote. Sin embargo no se puede descartar otro mecanismo de acciónAmerican Trypanosomiasis or Chagas disease is a potentially fatal disease caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi (T. cruzi), the main route of infection is through the feces of the insect vector commonly known as Vinchuca. This disease is endemic in Latin America, but has spread to other continents, which makes it a worldwide problem.
For the treatment of the disease there are two drugs: nifurtimox and benznidazole. These medicines are more effective in the acute phase of the disease, and lead to undesirable secondary effects. For these reasons there is a need to seek new alternatives for the treatment of Chagas, as the family of coumarins. These are widely distributed in nature (they are also synthesized) are of great interest due to its numerous biological activities, antiprotozoal activity and an outstanding antioxidant capacity. Therefore, they have potential use in the treatment of Chagas disease. This paper presents the electrochemical study, antioxidant activity and trypanocidal N-aryl coumarin amide compounds.
Finding, by electrochemical technique (cyclic voltammetry), that compounds containing nitro group in its structure presented a reduction process corresponding to the radical anion generation nitro, through the ECE mechanism. In the oxidative study of compounds there is a process of oxidation of the hydroxyl group to the formation of a carbonyl, through a radical intermediate, which was detected and characterized by electron spin resonance (ESR). An irreversible anodic peak was observed in all voltammograms, indicating the oxidation of the amide (in the range of 0.98 to 1.48 V).
The antioxidant capacity was determined by ORAC-FL, being low values attributed to the amount of hydroxyl groups in the structures of the compounds studied.
As regards the activity against T. cruzi, epimastigote stage of the parasite, the best of the series were 9 and 10 (which have a quinoline structure), with an IC50 of 22.25 μM and 20.9 μM respectively, both being greater than the concentration of nifurtimox (17.4 μM). In the trypomastigote stage, the family of coumarins were not potent, the maximum achieved was a parasite viability decreased by 34.9% at a concentration of 50 μM. According to macrophage cell cytotoxicity in relation to nifurtimox, all compounds tested are more toxic.
Finally by ESR technique and spin trapping was determined that N-aryl amide compounds coumarin, produce oxidative stress and this may be a possible explanation of the toxicity to the parasites in epimastigote stage. However, cannot discard another mechanism of actio
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