Disruptores heterocíclicos de la dimerización de la TryR de "L. infantum" como herramientas terapéuticas innovadoras

Resumen

La leishmaniasis es una enfermedad parasitaria causada por un protozoo del género Leishmania que afecta a más de medio millón de personas. Los problemas de administración, toxicidad y eficacia de los fármacos actualmente disponibles, hacen necesario el desarrollo de nuevas terapias más eficaces. La tripanotión reductasa, TryR, es una diana validada para la búsqueda de nuevos agentes antileishmania ya que es exclusiva y esencial para la supervivencia del parásito. La mayoría de inhibidores de TryR descritos son análogos del sustrato, sin embargo, puesto que no presentan resultados satisfactorios in vivo, nuestro grupo de investigación explora un mecanismo de inhibición alternativo basado en la disrupción de la forma homodimérica catalíticamente activa de la TryR de leishmania infantum, Li-TryR, una de las especies más agresivas de la enfermedad. En trabajos previos a esta Tesis Doctoral, se desarrollaron péptidos y peptidomiméticos análogos de una hélice alfa de la interfaz de dimerización, fundamental para la estabilidad del homodímero. Estas estructuras peptídicas resultaron ser inhibidores potentes de la actividad oxidorreductasa y de la dimerización de la Li-TryR, aunque resultaron inactivos frente al parásito dada su baja permeabilidad celular. Por ello, el objetivo de la presente tesis doctoral ha sido la obtención de nuevos disruptores de la dimerización de Li-TryR potentes y selectivos, con mejores propiedades como agentes leishmanicidas. Para ello, se ha diseñado, sintetizado y evaluado en primer lugar una quimioteca de proteomiméticos, basados en el esqueleto heterocíclico de 5-6-5 imidazol-fenil-tiazol diferentemente sustituido en este último anillo, que a pesar de ser por lo general inhibidores potentes de la actividad enzimática, sólo los derivados sustituidos con grupos aromáticos voluminosos han mostrado un ligero efecto desdimerizador. Estos últimos además han resultado ser agentes leishmanicidas eficaces aunque con bajos índices de selectividad. Por otro lado, siguiendo una estrategia de scaffold hopping, se ha desarrollado una amplia quimioteca de derivados basados en el esqueleto, no descrito, de 5-6-5 triazol-fenil-tiazol o Serie I, y sus correspondientes sales de triazolio o Serie II, diferentemente sustituidos en hasta 5 posiciones con el fin de establecer relaciones estructura-actividad, SAR. Se han obtenido disruptores muy potentes de la dimerización llegando a alcanzar valores de CI50 similares a los del péptido prototipo. Además de exhibir un buen perfil como fármaco, estos compuestos han resultado ser agentes leishmanicidas potentes y con elevados índices de selectividad. Finalmente, se ha estudiado el mecanismo de unión a la enzima de los derivados de triazol y se ha comprobado que son inhibidores irreversibles tiempo-dependientes de Li-TryR, ya que inducen la precipitación de la enzima. Para los inhibidores más representativos de la Serie II se han determinado valores de Ki en el rango submicromolar. Por otro lado, se han logrado cristalizar complejos de estos compuestos con Li-TryR donde se demuestra que los ligandos no desdimerizadores podrían interaccionar en el centro activo de la enzima. No obstante, para los disruptores de dimerización se ha propuesto, mediante herramientas computaciones, un posible sitio de unión alternativo situado en una cavidad central hidrófoba e inexplorada de Li-TryR, que podría explicar las SAR de los compuestos. Por último, los compuestos simétricos diseñados a partir del modo de unión propuesto, no sólo han permitido apoyar la hipótesis de interacción inicial, sino que además han mostrado actividad leishmanicida y selectividades similares a las de los mejores inhibidores monoméricos.