Síntesis y propiedades de sistemas multivalentes basados en nanoformas de carbono

  1. Perez Sanchez, Alfonso
unter der Leitung von:
  1. Beatriz María Illescas Martínez Doktormutter
  2. Nazario Martín León Doktorvater

Universität der Verteidigung: Universidad Complutense de Madrid

Fecha de defensa: 21 von Februar von 2020

Gericht:
  1. José Osío Barcina Präsident
  2. Maria del Henar Vazquez Villa Sekretärin
  3. María José Camarasa Ríus Vocal
  4. Francisco Javier Ramos Soriano Vocal
  5. María Rosario Núñez Aguilera Vocal
Fachbereiche:
  1. Química Orgánica

Art: Dissertation

Teseo: 152429 DIALNET

Zusammenfassung

La multivalencia es un principio clave en la naturaleza para conseguir interacciones fuertes pero reversibles. Este efecto es de gran importancia, ya que controla una gran variedad de procesos biológicos mediante la unión de dos o más unidades a través de múltiples interacciones simultáneas a nivel molecular. El objetivo consiste en la síntesis y caracterización de derivados basados en nanoformas de carbono capaces de actuar como sistemas multivalentes para aplicaciones biológicas. Primero se llevó a cabo la modificación química del fullereno. A través de la unión covalente de varios malonatos a la unidad de C60, se obtuvieron diferentes monoaductos o hexaaductos. Los monoaductos se usaron como estructuras anfifílicas y los hexaaductos como plataformas globulares. Aparte de los hexaaductos simétricos, se sintetizaron también hexaaductos asimétricos para formar estructuras multiméricas o tridecafullerenos. Otras nanoformas de carbono han sido también covalentemente modificados y usados como plataformas para la presentación multivalente de ligandos. Se han obtenido diferentes glicoderivados y sistemas policatiónicos. Se han estudiado en tres aplicaciones biológicas diferentes: como sistemas de introducción de material genético, como inhibidores de infección viral y en aplicaciones de terapia fotodinámica. Se realizaron ensayos de introducción de material genético con los monoaductos y hexaductos funcionalizados con aminas cargadas. El objetivo era verificar la capacidad de estos compuestos para interaccionar con los grupos fosfato cargados negativamente de las cadenas de plásmido. Resumen 2 Se llevó a cabo el estudio de la capacidad antiviral de los gliconanomateriales. Los glicoderivados se estudiaron como inhibidores de DC-SIGN, que es un receptor clave en el proceso de infección por varios patógenos como el Ébola. Dado que el desarrollo de estructuras multivalentes es una estrategia muy prometedora para inhibir la primera etapa de esos procesos de infección, las nanoformas de carbono con azúcares se probaron como inhibidores de la infección. Se observó una interacción significativa con el receptor DC-SIGN. Además, los monoaductos funcionalizados con carbohidratos y los tridecafullerenos se estudiaron para una posible aplicación en terapia fotodinámica. El tiempo de vida medio del triplete en estado excitado medida para los tridecafullerenos y el rendimiento cuántico de producción de oxígeno singlete de estas superbolas se modula en función de las diferencias estructurales. Como conclusiones, cabe destacar varios puntos. Se han obtenido monoaductos funcionalizados con 6, 12, 18 y 36 unidades de carbohidrato. Se han sintetizado también monoaductos funcionalizados con 2, 4 y 6 grupos amino cargados. A partir del hexaaducto simétrico con 12 alquinos terminales, se han preparado hexaaductos conteniendo 12, 24 y 36 residuos de amonio con una presentación globular de los mismos. Así mismo, se han sintetizado derivados multime¿ricos y tridecafullerenos. Se han obtenido varios glico- conjugados derivados de otras nanoformas de carbono. La evaluacio¿n biolo¿gica de los derivados sintetizados se ha realizado en tres a¿reas diferentes de potencial aplicacio¿n: como sistemas de introduccio¿n de material gene¿tico externo, como inhibidores de la infeccio¿n viral y en aplicaciones de terapia fotodina¿mica. Los derivados globulares con 12, 24, 36 y 120 aminas cargadas mostraron un comportamiento efectivo en trasnsfección, siendo el compuesto con 120 grupos amonio el más eficiente. La actividad antiviral de los glicoconjugados de diferentes nanoformas de carbono se ha evaluado empleando un modelo artificial del virus del E¿bola. Los MWCNT fueron las plataformas de carbono más eficientes. Analizando las aplicaciones de PDT, se estudiaron los rendimientos cuánticos de producción de oxigeno singlete y el tiempo de vida media del estado excitado triplete de monoaductos y tridecafullerenos basados en azúcar.