Diseño y síntesis de nuevos inhibidores no simétricos de colina quinasa como fármacos antitumorales y antimaláricos

Colina quinasa (ChoK) es una enzima citosolica que cataliza la fosforilacion de colina a fosfocolina, siendo este el primer paso de la biosintesis de fosfatidilcolina. En humanos, esta enzima presenta tres isoformas: ChoK?1, ChoK?2 y ChoKs, codificadas por dos genes diferentes: chka y chkb. El descubrimiento de niveles muy elevados de fosfocolina en celulas transformadas por oncogenes ras demostro la implicacion de esta enzima en la carcinogenesis humana. La sobreexpresion de colina quinasa asociada a los procesos tumorales genera un incremento de la concentracion del producto de catalisis, fosfocolina, que actua como segundo mensajero en la transduccion de la senal mitogenica. Estos hallazgos permitieron considerar a colina quinasa como una diana terapeutica perfecta para el diseno de farmacos antitumorales capaces de inhibir selectivamente la enzima y evitar asi la produccion de fosfocolina y, por tanto, la actividad mitogenica asociada a este metabolito. Esta enzima tambien participa en el metabolismo lipidico del parasito Plasmodium falciparum, principal causante de la malaria, por lo que tambien constituye una posible diana terapeutica para el diseno de farmacos antimalaricos. La presente Tesis Doctoral tiene como objeto el desarrollo de nuevos inhibidores de ChoK de estructura no simetrica a fin de obtener farmacos para el tratamiento del cancer y la malaria. Se han disenado, sintetizado y caracterizado treinta y nueve productos finales denominados con las siglas BR-1 a BR-39, englobados en las siguientes categorias estructurales: - Familia A, que incluye compuestos monocationicos que constan de un anillo de piridinio unido al N-9 o N-3 de adenina (subfamilia A1) o al N-9 de benciltiopurina (subfamilia A2) a traves de un espaciador aromatico. - Familia B, que incluye compuestos biscationicos. - Familia C, que incluye compuestos trispiridinicos en los que el espaciador es un anillo de benceno. Estas estructuras han sido ensayadas como inhibidores de la enzima ChoK humana obtenida de la fraccion citosolica de celulas HepG2, como agentes antiproliferativos en la linea tumoral de carcinoma de cervix humano HeLa y agentes antimalaricos frente a P. falciparum en eritrocitos infectados. Con objeto de profundizar en el mecanismo por el que los compuestos ejercen su efecto antiproliferativo se ha estudiado tambien la actuacion sobre el ciclo celular y la capacidad para inducir apoptosis/necrosis en HeLa. Por otro lado, se han llevado a cabo estudios de acoplamiento ligando-enzima (docking) utilizando las estructuras cristalinas de ChoK disponibles en el RCSB PDB. Estos estudios teoricos han permitido dar una aproximacion del modo de union de los compuestos al sitio activo de la enzima y justificar los resultados biologicos obtenidos. Los resultados obtenidos muestran que los compuestos con mayor potencia inhibitoria enzimatica, actividad antiproliferativa y actividad antimalarica son aquellos que responden a una estructura biscationica. El compuesto mas activo frente ChoK aislada ha resultado ser BR-26 con una CI50= 0.6 µM. El mayor efecto antiproliferativo en HeLa se ha observado en BR-32 con una CI50= 1.3 µM y por ultimo, BR-25 ha sido la estructura con mayor capacidad de inhibir el crecimiento de P. falciparum con una CI50= 0.002 µM. En general, se puede afirmar que los compuestos detienen el ciclo celular en la fase G0/G1 e inducen apoptosis, a excepcion de los compuestos de la subfamilia A2 que muestran principalmente efecto citotoxico. El efecto apoptotico mostrado por el compuesto BR-33 es equivalente al observado para el farmaco antitumoral Paclitaxel bajo las mismas condiciones de analisis.