Clase 18 de marzo 2009

Química Medicinal II

Clase 18 de marzo 2009

Dr. Alonso

Transcripción: Vilma Tacsan vil_kaley@yahoo.es

Leishmaniasis: Fármacos

Compuestos Antimoniales

Medicamentos antimoniales como Pentostam y Meglumine fueron los primeros usados en el tratamiento de Leishmania. El Pentostam es moderadamente tóxico.

N

N

N

H

N

O

H

Formula Weight = 136.112

N

+

N

+

N

O

-

O

-

O

O

F

F

F

C

H

3

C

H

3

N

H

O

O

O

O

O

O

C

H

3

C

H

3

C

H

3

C

H

3

C

H

3

Inhibidores de la Fosforribosiltransferasa

La enzima fosforibosiltransferasa transfiere el fósforo a la ribosa. En el caso de hipozantinaguanina fosforibosiltransferasa tenemos al Allopurinol, un análogo de adenosina que en lugar de una amina tiene un grupo hidroxilo, con lo cual muestra afinidad hacia la fosforibosiltransferasa, ésta enzima lo que hace es incorporar grupos fosfato a la ribosa, y él posee arriba tanto la adenosina como la guanina, que es lo que reconoce el medicamento, en este caso va a reconocer a un análogo purínico (la 6-Hidroxipurina) y mantiene entretenida a la enzima y no fosforila cuando se requiere en procesos de división celular (duplicación del ADN) del protozoario, por lo que la fosforibosiltransferasa constituye una diana importante.

O

H

O

O

O

H

N

H

O

H

C

H

3

Sb

-

O

O

H

O

H

O

H

N

H

O

C

H

3

Molecular Formula = C

14

H

30

N

2

O

10

Sb

Formula Weight = 508.155

Composition = C(33.09%) H(5.95%) N(5.51%) O(31.49%) Sb(23.96%)

Monoisotopic Mass = 507.09387 Da

Nominal Mass = 507 Da

Average Mass = 508.157082 Da

As

N

N

N

S

S

N

H

N

H

2

N

H

2

O

H

Formula Weight = 398.341

Fármacos con afinidad a Tubulinas

El Trifluralin está relacionado con las Tubilinas (proteínas diméricas que intervienen en la Mitosis y en el mantenimiento de la morfología celular).

N

N

H

N

Cl

O

C

H

3

C

H

3

C

H

3

C

H

3

Formula Weight = 399.957

S

N

+

N

O

N

O

O

O

-

O

C

H

3

Formula Weight = 287.293

A partir del Trifluralin se ha desarrollado un análogo con cloro conocido como Compuesto 44, el cual posee una actividad interesante sobre Leishmania.

Otros análogos como el 1-fluor-2,4 dinitro benceno (que en lugar de cloro posee un flúor) y el 2,4-dicloro benzotiocianato han mostrado cierta actividad sobre Leishmania Donovani.

En el caso del Compuesto 45, éste no posee afinidad por las tubulinas de mamíferos.

Este es un pequeño esquema de síntesis del Trifluralin:

No hay que aprendérselo, no se los voy a preguntar, lo que me interesa que observen es que en los pasos de síntesis tenemos una nitración, y posteriormente una alquilación, así podemos obtener el Cloralin y el Trifluralin, los cuales son bastantes simples de purificar. En cuanto al mecanismo de acción, cuando entra en contacto con las tubulinas en el proceso de mitosis éstas tubulinas atacan los centros electropositivos del fármaco y se acoplan, alterando el proceso de mitosis.

Hay muchos fármacos que tienen este mismo mecanismo de acción, como es el caso de la Colchicina, que es utilizada en el tratamiento de gota y que, al igual que el Allopurinol, actúa sobre las tubulinas en el proceso de mitosis. La persona que consuma este fármaco para el tratamiento de gota, va a tener también problemas con las tubulinas cuando ocurra su división celular, en mayor o en menor grado, pero en el caso de los protozoarios (tanto Tripanosoma como Leishmania), la Colchicina es un fármaco que tiene selectividad por esta diana (tubulinas).

O

N

H

2

O

H

F

F

N

H

2

2,5-diamino-2-(difluoromethyl)pentanoic acid

Formula Weight = 182.169

N

N

N

H

N

O

H

Formula Weight = 136.112

Otros fármacos que interactúan con las tubulinas son el Taxol y los Alcaloides del Vinka. El Taxol tiene una actividad de alrededor de 30nM in vitro sobre cultivos en macrófagos.

N

+

N

+

N

O

-

O

-

O

O

F

F

F

C

H

3

C

H

3

Entonces: Colchicina, Taxol, Vinka.. todos son inhibidores de tubulinas y, como son inespecíficos, pueden utilizarse tanto en Tripanosoma como en Leishmania.

Fármacos con afinidad a la enzima Pteridina reductasa

Otra diana es la Pteridina reductasa, para la cual se han diseñado los compuestos 47 y 48, que son análogos del Metotrexato, éstos inhiben la Pteridina reductasa y se pueden combinar en terapias muy efectivas con inhibidores de la Hidrofolato reductasa. Esta es la primera estrategia eficiente para inhibir tanto Leishmania como T. cruzi.

En el 2008, de un producto natural se aislaron Paulonas (Paullones), no se conoce la diana, pero presentó actividad antileishmanial in vitro.

En el siguiente cuadro se observan análogos de Metotrexato, el cual se utilizaba como anticancerígeno pero ahora se utiliza en terapias reumatoides, a cierta edad y a dosis bajas.

A raíz del Metotrexato, como se puede observar en el cuadro, se han desarrollado análogos con actividad sobre tripanotión sintetasa, hidrofolato reductasa y pteridina reductasa; en el caso de Leishmania, la hidrofolato y pteridina reductasa son las dianas, las cuales son las nuevas rutas y son totalmente diferentes; en caso de que ocurra resistencia en alguna de éstas proteínas, el mecanismo por el que se inhiben las rutas de biosíntesis diferentes, las probabilidades de que ocurra la mutación en el tiempo está más prolongada.

En esta figura se muestra al Metotrexato interactuando con la Pteridina reductasa, o sea, ya se tiene cristalizada la enzima y se han desarrollado los análogos de Metotrexato anteriormente vistos, para así poder acoplarlos y sintetizarlos y todo lo que hemos visto de desarrollo, librerías, etc etc…

No olvidemos que el Metotrexato y otros fármacos como éste están, de alguna u otra manera, relacionados con la biosíntesis del ácido fólico; las Sulfonamidas inhiben la biosíntesis del ácido fólico en los microorganismos, y el Trimetoprim inhibe el paso de ácido fólico a ácido tetrahidrofólico, el cual es precursor de la biosíntesis de aminoácidos y de la síntesis de purina y pirimidina en humanos y microorganismos; la desventaja de este tipo de fármacos es que en bacterias sí produce resistencia.

En fin, lo que quiero destacar es que la estrategia de unir inhibidores de la hidrofolato y pteridina reductasas constituye dos rutas diferentes que resultaron ser muy exitosas.

Esta es una lista de plantas que presentan actividad sobre Leishmania (el profe no dijo si había que saberse o no esto, sólo dijo que ahí nos dejaba la lista y que son plantas de las cuales hay reportes de que poseen actividad sobre Leishmania).

Tripanosomiasis

Animales domésticos pueden ser el reservorio, de los cuales algunos pueden llegar a padecer la enfermedad, lo cual no debería pasar, pero si se bajan las defensas en estos animales y el protozoario ataca. Esto es confuso..

Los fármacos clásicos son el Nifurtimox y el Benznidazol.

Al igual que en Leishmania, con T. cruzi se tiene una fosforibosiltransferasa o hipoxantinaribosiltransferasa, la cual reconoce a la guanina e incorpora un grupos fosfato, para construir la base nitrogenada con su ribosa y así se incorpora el ADN a la división celular.

La enzima se “entretiene” con estos fármacos (Nifurtimox y Benznidazol) y no se incorpora el fosfato, así que la secuenciación del ADN cuando ocurra la duplicación no va a obtener ni guaninas ni adenosinas suficientes para la codificación (cuando sean requeridas no van a estar presentes y no van a ser reincorporadas).

En un trabajo realizado fue cristalizada la hipoxantina-guanina fosforibosiltransferasa, o sea que ya las dianas se tienen cristalizadas, lo cual es una ventaja porque se pueden diseñar novedosos fármacos, ellos tienen el sustrato natural que fosforila la ribosa, y en base a esto el grupo de investigadores construyó este grupo fosfato ((), el cual posee cadenas laterales de amonio, que puede ser cuaternario o pueden ser también aminas ((). Ellos hicieron un estudio espacial para así obtener una correlación, y llegaron a la conclusión de que el Pamidronato es un clásico inhibidor de la fosforibosiltransferasa en este estudio, ya que fue cristalizada y fue positiva.

Este es un complejo de calcio de Pamidronato:

Mediante rayos X y microscopía electrónica se pueden observar los cristales de los fármacos.

Con respecto a la Hipoxantina Guanina Fosforibosil transferasa, con esta proteína cristalizada los investigadores determinan cuál es la secuencia de aminoácidos que ayuda a la fosforilación y a la incorporación supuestamente a donde va la purina, entonces en base a eso desarrollaron el Pamidronato. Estos compuestos son bastante eficientes y pueden acoplarse a esta proteina.

Derivados Arsenicales

Uno de ellos es el Melarsoprol, es bastante tóxico, el 5% de los pacientes muere, por eso es mejor no usarlo!

Inhibidores de la Tripanotion reductasa

La Tripanotion reductasa es una diana exclusiva de Tripanosoma. Tenemos la Clorpromacina y la Clomipramina. A partir de estos compuestos tricíclicos antipsicóticos fue que se descubrieron y se desarrollaron todos estos fármacos con actividad interesante. Como son derivados de antipsicóticos van a ir al cerebro y van a ejercer su acción antipsicótica.

N

H

O

O

O

O

O

O

C

H

3

C

H

3

C

H

3

C

H

3

C

H

3

A partir de estos compuestos tricíclicos, se obtuvieron estos alquilamonios que SÍ son bastante selectivos:

Como se puede observar, el compuesto de la figura anterior no posee ninguna inhibición sobre la tripanotion reductasa pero estos andan por el orden de 1.7µM o de 0.12 µM (bastante bajo). Es esencial tener una molécula cuaternariapara así poder diferenciar entre la enzimas.

El Mepacrine tiene estabilidad, no actúa sobre la Glutation reductasa, que es la enzima de nosotros los seres humanos. Estudios determinaron que la clorpromazina (antimuscarinico-antidepresivo-tricíclico) mostró una buena actividad de 10uM y frente a la reductasa glutatiónica humana mostró un valor mucho mayor (4400-900 uM), pero sí tiene afinidad por ambas proteínas.

Derivados de Poliamina

Son desarrollados a partir de Kukoamine A, poseen una constante de inhibición muy buena (Ki=1.8µM) y tienen afinidad también hacia otros protozoarios.

Análogos de inhibidores de la Tripanotion reductasa derivados de productos naturales son los siguientes:

Otros inhibidores de la Tripanotion reductasa son estos compuestos organometálicos con platino (Pt), a partir de los cuales se espera poder desarrollar diversos fármacos.

Nitrofurano

Se conoce como sustrato subversivo de la Tripanotion reductasa (TR), posee actividad frente a trypomastigostes que infecten células de músculo liso y frente a la TR, como el Nifurtimox (bien conocido en el tratamiento de Chagas agudo epimastigote), su actividad es débil como inhibidor de la enzima TR, pero esto no esta correlacionado con su enorme actividad inhibitoria del parásito. A partir del Nifurtimox se han desarrollado compuestos como el 30.

Estos compuestos se acoplan irreversiblemente a la TR, por eso se les llama “sustratos subversivos”, una vez acoplado el fármaco la enzima queda inhabilitada y no puede realizar la degradación de azúcares para procesos energéticos.

Entonces se tienen al nitriofurano, análogos de nitrofurano y a las naftaquinonas como sustratos subversivos de la TR.

Bisbencilisoquinolinas

Son también reconocidas por la TR.

Inhibidores Irreversibles de la Ornitina decarboxilasa (ODC)

La ODC es otra de las dianas con mayor potencial. El primer compuesto que se descubrió que poseía selectividad es la Difluorometilornitina, la cual posee cierta afinidad pero es inefectivo sobre algunas cepas; es efectivo en el tratamiento de estados avanzados con Trypanosomas brucei gambiense pero es inefectivo frente a Trypanosomas brucei rhodesiense

Inhibidores de Proteasas Cruzaín

Son selectivos hacia las protease Cruzaínicas, que son específicas de T. cruzi (por eso se llaman “Cruzaínicas”), el Nafthylmethylene es una hidracina selectiva a estas proteínas. Como fármacos efectivos experimentales se tienen el 24 y el 25.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Otro tipo de compuestos son péptidos con grupos epóxido, estos compuestos son reconocidos por las proteasas cruzaínicas, utilizándolas para degradarlas y usarlas como alimento.

Inhibidores de la adenosilmetionina (AdoMet)

Son análogos de ribosa y adenosina, que son reconocidos por esta enzima.

Inhibidores de la Gliceraldehído 3 fosfato deshidrogenasa (GAPDH)

También se tienen dianas glicolíticas. Los fármacos actúan inhibiendo a la enzima GAPDH, que es una enzima de la ruta glicolítica en la membrana del parásito. El compuesto 37 es un potente inhibidor de la enzima Kinetoplastid GAPDH del parasito en valores de 30 a 12 uM y el compuesto 38 Cimerlarsan posee una actividad similar.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Drogas utilizadas para el tratamiento de Mal de Chagas

Estructura de los compuestos utilizados en terapias de TC y L

Pregunta: ¿A qué se deben los problemas cardiacos en el Mal de Chagas?

· El parásito se aloja en el corazón. Todos los fármacos que tengan adenosina van a ir al corazón.

¡OJO!

TENEMOS QUE EJEMPLIFICAR FÁRMACOS CON AFINIDAD A CIERTO PROTOZOARIO E IDENTIFICAR LAS DIANAS PROPIAS DE LOS FÁRMACOS PARA LEISHMANIA Y TRIPANOSOMA. NO HAY QUE APRENDERSE LOS NOMBRES DE LOS FÁRMACOS, PERO SÍ CUÁL ES LA DIANA DE CADA UNO DE ELLOS.

� EMBED Unknown ���

Allopurinol

� EMBED Unknown ���

Trifluralin

� EMBED Unknown ���

Colchicina

Taxol

Para el tratamiento de leishmaniasis son utilizadas una serie de plantas por los nativos y pobladores de la sierra y selva del Perú tales como:

TAHUARÍ (Tabebuia serratifolia (Vahl.) Nichols), se aplica la corteza en forma de emplastos.

PIÑÓN (Jatropha curcas L.), se utiliza el látex del tallo en forma externa para tratar heridas de leishmaniasis cutánea.

UBOS (Spondias mombin L.), se aplica en polvo, previamente tostada, sobre las heridas de leishmaniasis cutánea.

CHIRISANANGO (Brunfelsia grandiflora Don), contra la uta se aplica el cocimiento concentrado de la corteza sobre la parte afectada.

MITO (Carica candicans Gray), contra la uta se aplica el jugo de la planta en la zona afectada.

CEDRO (Cedrela fissilis Vell.), se aplica el polvo de la corteza contra la uta.

TURPAY AMARILLO (Clarisia racemosa), los campa-asháninca de la amazonia peruana aplican el polvillo obtenido de la corteza sobre las heridas externas como ciatrizante, así como en el tratamiento de leishmaniasis cutánea.

LAPACHO (Tabebuia impetiginosa (Mart. ex DC) Standley), se utiliza la parte interna de la corteza, ocasionalmente las hojas.

SANTAMARÍA (Lepianthus peltatum L), se aplica contra la uta continuamente el jugo de las hojas.

BARBASCO (Lonchocarpus nicou DC), se emplean el emplasto de hojas y lavados con el cocimiento de hojas y raíces.

CONDURANGO (Marsdenia amylacea), se utiliza la savia y la fécula de raíz tuberosa.

CHUCHUHUASI (Maytenus macrocarpa), se aplica contra la uta el polvo de la corteza.

PLÁTANO (Musa spp), se aplica en casos de uta sobre la zona afectada la resina del tronco.

GRANADILLA (Passiflora laurifolia L), en casos de uta se lava con el cocimiento de las hojas.

ABUTA TRIANGULAR (Paullinia bracteosa), se aplica la corteza machacada en las heridas.

OJÉ (Ficus insípida Willd. Var. Insípida), se aplica el látex fresco contra la uta en las partes afectadas.

(()

(()

� EMBED Unknown ���

Pentostam

Meglumine

� EMBED Unknown ���

Melarsoprol

� EMBED Unknown ���

Mepacrine

Kukoamine A

Nifurtimox

Derivados de Poliaminas

� EMBED Unknown ���

� EMBED Unknown ���

Difluorometilornitina

O

H

O

O

O

H

N

H

O

H

C

H

3

Sb

-

O

O

H

O

H

O

H

N

H

O

C

H

3

Molecular Formula = C

14

H

30

N

2

O

10

Sb

Formula Weight = 508.155

Composition = C(33.09%) H(5.95%) N(5.51%) O(31.49%) Sb(23.96%)

Monoisotopic Mass = 507.09387 Da

Nominal Mass = 507 Da

Average Mass = 508.157082 Da

As

N

N

N

S

S

N

H

N

H

2

N

H

2

O

H

Formula Weight = 398.341

N

N

H

N

Cl

O

C

H

3

C

H

3

C

H

3

C

H

3

Formula Weight = 399.957

S

N

+

N

O

N

O

O

O

-

O

C

H

3

Formula Weight = 287.293

O

N

H

2

O

H

F

F

N

H

2

2,5-diamino-2-(difluoromethyl)pentanoic acid

Formula Weight = 182.169