3.1 Inhibidores Piridínicos

3.1         Inhibidores Piridínicos

El grupo de Li y col. (21) han desarrollado con éxito el diseño y optimización de inhibidores de Akt cuya estructura central se basa en piridinas (21). El producto 1 fue descubierto como un prometedor inhibidor de Akt1 con una actividad IC₅₀ = 5 µM (Figura 6). La estructura de este sustrato puede ser vista, de manera simplista, como un anillo de piridina sustituido sobre sus posiciones 2, 3 y 5. Este derivado fue establecido como cabeza de serie para el desarrollo de una extensa base de datos de sustratos. Los estudios SAR (structure activity relationships) realizados sobre una serie de productos sintetizados a partir de 1, permitieron establecer que la actividad inhibitoria se ve muy favorecida con la inclusión de grupos indólicos (producto 2, IC₅₀ = 14 nM)( Figura 6) sobre el metilo vecinal al grupo amino, con el reemplazo de la unidad de vinilpiridina por un grupo isoquinolínico (producto 3, IC₅₀ = 1,3 nM)(Figura 6) y con la supresión del átomo de cloro sobre la posición 2 del anillo piridínico (22). El producto 3 es una estructura optimizada que muestra una actividad 4000 veces más potente que el cabeza de serie 1 en la inhibición de Akt1, de igual manera que muestra una notable actividad para las otras dos isoformas de Akt (IC₅₀: Akt2 = 6,8nM; Akt3 = 35 nM).

Figura 6.- Estructuras químicas de inhibidores piridínicos de Akt1.

Figura 7.- Estructura química de inhibidores funcionalizados sobre los anillos isoquinolínico (4) y piridínico (5).

La optimización de la actividad continúa con el producto 3 como cabeza de serie. Las modificaciones estructurales realizadas sobre 3 fueron la inclusión de distintas clases de grupos sustituyentes sobre los anillos piridínicos e isoquinolínico (23) tales como grupos fenilo, nitrilo, furanilo y amino entre otros. Del ensayo de la nueva base de datos, los derivados 4 y 5 (Figura 7) mostraron la mejor actividad de la serie, siendo el acetilén derivado 5 casi el doble más activo que su precursor hacia Akt1, mientras que para Akt2 y Akt3 la actividad es muy similar a la mostrada por 3. Por otra parte, la inclusión de sustitutos sobre el anillo isoquinolínico no contribuye para mejorar la actividad.

A pesar de la buena actividad mostrada por los derivados isoquiniolínicos, este grupo funcional, presente en el producto 3 y sus derivados 4 y 5, posee baja estabilidad metabólica y es susceptible a la oxidación (24) “in vivo” sobre el carbono en la posición 1. El correspondiente producto de oxidación (producto 6, Figura 8) posee una pobre actividad hacia Akt1 (IC₅₀ = 1022 nM). Este hecho obligó a la síntesis de productos en los que la unidad isoquinolínica está reemplazada por un grupo isostérico compatible con las condiciones fisiológicas. Los esfuerzos por solucionar este problema dieron como resultado la obtención de los productos 7 y 8 (Figura 8), cuyas actividades inhibitorias hacia Akt1 fueron 8 veces mayores que el sustrato 3 y mostraron una mayor estabilidad en medios fisiológicos (25).

Figura 8.- Estructura química y actividad inhibitoria hacia Akt1 del producto de oxidación 6 y de los isósteros 7 y 8.

Esta clase de productos se une al Akt sobre su sitio de interacción con el ATP. Son inhibidores potentes, competitivos con el ATP e inhiben reversiblemente la actividad de Akt1. La Figura 9 muestra la estructura de rayos X del complejo formado entre el producto 8 (IC₅₀ = 0.16 nM) sobre el sitio activo de la proteína PKA (proteína quinasa A) (26). Las estructuras de Akt y PKA son muy similares sobre el sitio de interacción con ATP, sólo difieren en cuatro aminoácidos.

Figura 9.- Estructura de rayos X y detalle esquemático del complejo entre Akt2 y el derivado 4, el cual interacciona sobre el sitio de unión con la molécula de ATP.