Buscan sintetizar fármaco contra cáncer mediante química bioorganometálica

El maestro Alejandro Gutiérrez trabaja en la síntesis de un compuesto bioorganometálico que se convertiría a futuro en un fármaco contra el cáncer

El maestro Alejandro Gutiérrez trabaja en la síntesis de un compuesto bioorganometálico que se convertiría a futuro en un fármaco contra el cáncer

El maestro en ciencias Alejandro Iván Gutiérrez Hernández, investigador del Instituto de Química (IQ) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) compartió en el 4° Ciclo de conferencias de la Coordinación de Química de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán (FESC) su trabajo –supervisado por el doctor José Guadalupe López Cortés– sobre la química bioorganometálica como herramienta para sintetizar un futuro fármaco basado en ferrocenoselenoamidas que combata principalmente al cáncer de mama.

La química bioorganometálica estudia la síntesis y efectos biológicos delos compuestos organometálicos, aquellos que están estructurados por al menos un enlace entre un átomo de carbono y un centro metálico. Anteriormente, estos se consideraban incompatibles con la vida porque eran inestables en condiciones atmosféricas normales, por lo tanto, se pensaba que la química organometálica no podía interaccionar con la biología. Fue hasta 1986 que esta disciplina emergió con la aparición de compuestos organometálicos estables en dichas condiciones, resumió el académico.

Una de las principales aplicaciones de la química bioorganometálica es la lucha contra el cáncer, enfermedad con uno de los mayores índices de mortalidad en hombres (próstata) y mujeres (mama) mexicanos. Asimismo, esta disciplina requiere de trabajo multidisciplinario de otras áreas de la química como la química medicinal –diseño de principios activos–, farmacia y bioquímica para establecer las metodologías que prueben las actividades biológicas de los compuestos, acotó.

En el laboratorio del doctor José López –egresado de la FESC–, el maestro Alejandro Gutiérrez trabaja en sintetizar ferrocenoselenoamidas conformadas por un átomo de selenio, dos grupos funcionales –capaces de formar puentes de hidrógeno inter o intramoleculares– y un fragmento organometálico –ferroceno–, los cuales pueden provocar un efecto sinérgico positivo en la búsqueda de un principio activo a futuro contra el cáncer.

Investigaciones en 2008 revelaron que 200 microgramos al día de fuentes ricas en selenio (queso, leche, carne, pescado, pan, suplementos alimenticios) reducen la incidencia a padecer cáncer de próstata. Por lo tanto, incluir en la dieta este elemento no metal podría servir para prevenir dichas afecciones, informó el candidato a doctor.

Por otra parte, continuó, la mayoría de las moléculas bioactivas contienen en su estructura a grupos funcionales –subestructuras que determinan las propiedades químicas de las sustancias– que favorecen la rápida difusión de dichos compuestos en las membranas celulares para llegar sus sitios de acción intracelular –uno de los principios más importantes de la química medicinal actual– incrementando así la actividad de múltiples compuestos.

Finalmente, los compuestos organometálicos no son abundantes de forma natural –a excepción de la vitamina B12–; sin embargo, en la última década se han sintetizado una gran cantidad de ellos con la finalidad de vencer la resistencia actual hacia los fármacos tradicionales. Un fragmento de ferroceno, por ejemplo, aunado a la Cloroquina –fármaco contra la malaria– incrementa su actividad 100 veces más; de igual forma, la penicilina vence la resistencia ofrecida por algunas cepas bacterianas.

La selección del ferroceno en el área farmacéutica radica en que es una molécula estable con adecuada rigidez –al sustituirlo, los ligantes permanecen en la posición asignada–, lipofílica –soluble en grasas–, de fácil obtención de derivados y con quiralidad planar –capacidad para desarrollar moléculas asimétricas con propiedades rédox (facilidad para cambiar de un estado de oxidación a otro) y baja toxicidad–, elementos deseables para el desarrollo de esta área de la química, explicó.

Para la síntesis de ferrocenoselenoamidas, el maestro Alejandro Gutiérrez planteó una nueva metodología para crear a partir del ferroceno comercialmente disponible un carbeno de Fischer, compuestos organometálicos de metales de transición (cromo, en este caso) que producen compuestos de interés sintético y biológico a través de la oxidación para obtener productos orgánicos.

Posteriormente, se introdujeron, al carbeno de Fischer, los grupos funcionales– capaces de formar enlaces de hidrógeno mediante una reacción de aminólisis– con diferentes aminoalcoholes –compuestos orgánicos formados por aminas y alcoholes primarios en la misma estructura. Las diferentes pruebas de estas síntesis del aminocarbeno establecieron las condiciones óptimas de reacción, obteniendo dichos derivados en tiempos cortos de reacción que van desde 15 minutos hasta una hora con buenos rendimientos.

El átomo de selenio se introdujo en el aminocarbeno utilizando una mezcla de selenio y brohidruro de sodio en etanol a temperatura ambiente para realizar una desmetalación seleniurativa –remoción del metal de transición aunada a la introducción del calcógeno. A través de estos tres pasos de reacción el equipo del maestro Alejandro Gutiérrez encontró una nueva metodología para sintetizar ferrocenoselenoamidas con rendimientos globales del 81% al 98% en tiempos cortos de 30 minutos a una hora –los métodos anteriores requerían 12 horas como mínimo.

Las diferentes ferrocenoselenoamidas sintetizadas fueron caracterizadas por técnicas de espectroscopia convencionales. Mediante el análisis de Rayos X se reveló que el átomo de selenio está presente, demostrando que el metal de transición (cromo) se removió por completo, así como una interacción de enlace de hidrógeno entre moléculas vecinas, comprobando así que los aminoalcoholes favorecen a las interacciones intermoleculares de hidrógenos, anunció el investigador del IQ.

A continuación, se examinó la actividad citotóxica de los diferentes compuestos ferrocénicos a una concentración de 50 micromolar en seis líneas celulares de cáncer humano –leucemia, próstata, mama, pulmón, sistema nervioso central y colon. En general, los resultados indicaron una eficiente inhibición de las células tumorales alrededor de un 80%, puntualizó.

Con el afán de obtener mayor información sobre la relación estructura-activada de estos compuestos, se determinó la concentración inhibitoria media-cantidad del compuestos necesario para inhibir el 50% de las células cancerígenas. En otro experimento se comparó la actividad de las distintas ferrocenoselenoamidas contra la cantidad de tamoxifen y ciplastin –fármacos contra el cáncer– necesaria para inhibir un 50% de las líneas celulares de cáncer en colon, mama y sistema nervioso central.

Los resultados fueron favorables en todos los casos, en mama, por ejemplo, el compuesto ferrocenoselenoamida siete tiene una concentración inhibitoria de 4.58 micromolar; tamoxifen, 12 y ciplastin de 25. “A menor valor numérico, mayor es su actividad. Obtuvimos un principio más activo que los fármacos usuales de elección y en menores dosis” acotó el maestro en ciencias químicas.

Por lo tanto, las ferrocenoselenoamidas sintetizadas muestran una actividad biológica significativa en líneas celulares de cáncer humano. No obstante, sus altos resultados dependen de diferentes factores moleculares como la longitud de la cadena orgánica, determinada por el tamaño de los aminoalcoholes y la naturaleza de los sustituyentes en la misma. Otros estudios indicaron que el ferroceno favorece la mayor actividad citotóxica al compararlo con sus análogos orgánicos; así como la presencia del átomo de hidrogeno es indispensable para interaccionar con los grupos funcionales, aseguró.

El equipo del doctor José López publicó este trabajo en el Journal of Medicinal Chemistry. El artículo establece que los requerimientos básicos para la actividad citotóxica de las ferrocenoselenoamidas son un átomo de selenio, un fragmento organometálico –ferroceno, para incrementar la actividad–, dos grupos funcionales –capaces de formar un enlace de hidrógeno inter o intramolecular para favorecer su difusión– y dos grupos metilenos –(molécula compuesta por un carbono y dos hidrógeno) que separe a dichos sustituyentes.

El académico advirtió que falta bastante tiempo para poder establecer a las ferrocenoselenoamidas como fármaco porque aún no se comprende el mecanismo por el cual ejercen su citotoxicidad; se desconoce si es por apoptosis –programación de muerte celular– o necrosis. De igual forma, no se puede recomendar como terapia y prevención debido a que aún no se establecen las medidas de seguridad del compuesto mediante pruebas preclínicas, agregó.

Mencionó que es indispensable continuar trabajando en la bioorganometálica para utilizar a las ferrocenoselenoamidas como intermediaros útiles así como estudiar otros fragmentos organometálicos que contribuyan a optimizar los fármacos probados. El maestro Alejandro Gutiérrez comunicó que el futuro de la química medicinal está en gran medida en fármacos basados en metales de transición.

“Es necesario estudiar química de coordinación y organometálica porque en ellas están los conocimientos para controlar las reacciones que generan compuestos que pueden favorecer a interacciones específicas con receptores y estructuras, así como la importancia de la diversidad de conformaciones originadas por las capacidades de enlace de los fragmentos metálicos”, precisó a los estudiantes.

La ponencia “Ferrocenoselenoamidas: síntesis, caracterización y propiedades citotóxicas” del maestro en ciencias químicas Alejandro Gutiérrez forma parte del 4°Ciclo de Conferencias de la Coordinación de Química.

The URI to TrackBack this entry is: https://anamorin.wordpress.com/2013/02/10/buscan-sintetizar-farmaco-contra-cancer-mediante-quimica-bioorganometalica/trackback/

RSS feed for comments on this post.

One CommentDeja un comentario

  1. Hola, soy Alumno de la facultad de ciencas químicas la carrera de Químico Fármaco Biólogo en la universidad veracruzana, me interesa mucho lo de bioorganometalica y me gustaría hacer una tesis sobre ello, me gustaría si me pudieran guiar para poder estar mas empapado en el tema, gracias


Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: