3.3 Inhibidores Análogos De Fosfatidilinositol

3.3         Inhibidores Análogos De Fosfatidilinositol

Como se ha planteado en el punto 1, los fosfatidilinositoles son estructuras que juegan un papel crucial en la activación de Akt. La interacción de estos fosfolípidos con Akt (mediante la unión con el dominio PH) permite la fosforilación y consiguiente activación de Akt por parte de PDK-1. Todo este proceso ocurre en la membrana celular. Los análogos de fosfatidinilinositol son inhibidores selectivos de la activación de Akt. Su actividad la ejercen mediante la unión con el dominio PH de Akt, impidiendo de esta manera la interacción con el fosfolípido PIP3 y la consiguiente activación por PDK-1.

Los inhibidores de estructuras análogas a fosfatidilinositol han sido desarrollados por Kozikowski y col. (31), quienes han demostrado previamente que estos productos son inhibidores de la enzima PI3K y que además exhiben buenas propiedades antiproliferativas. Un buen ejemplo de esto es el producto 24 (Figura 15), que inhibe PI3K con un IC₅₀ = 14.8 µM e inhibe el crecimiento de la línea celular HT-29 (de cáncer de colon, IC₅₀ = 2.1 µM). El ensayo de 24 como inhibidor de Akt mostró que la actividad (Akt IC₅₀ = 1.5 µM) es 12 veces más potente que la mostrada para PI3K. Este hallazgo ha llevado a la optimización de la actividad y de la selectividad de estos sustratos para esta diana.

Figura 15.- Estructura química de los análogos de fosfatidinilinositol inhibidores de la fosforilación de Akt.

Como primera aproximación, se estudió la inclusión de un grupo hidroximetilo como sustituyente sobre el carbono 3 del anillo inositólico. Los derivados 25 y 26 (Figura 15) incluyen sobre esta posición un grupo hidroximetilo axial y ecuatorial respectivamente. Estos nuevos sustratos exhibieron una buena actividad inhibitoria de Akt (25 IC₅₀ = 7.8 µM; 26 IC₅₀ = 9.1 µM), aunque menor que el correspondiente 3-deoxi derivado 24. La configuración del centro estereogénico C3 del inositol en los sustratos 25 y 26 muestra tener importancia en la actividad hacia PI3K. El producto 26, cuyo grupo hidroximetilo en C3 se encuentra sobre el plano ecuatorial, resultó ser casi el doble más activo en la inhibición de PI3K que 25 (hidroximetilo axial). Esta diferencia no se observó en la inhibición de Akt, donde las actividades de 25 y 26 son casi iguales. La optimización de la actividad y selectividad hacia Akt de estos productos continúa con la sustitución del grupo funcional que une el anillo inositólico y la cadena lipídica. En los productos 27, 28 y 26 (Figura 16), el grupo funcional fosfato que unía estos grupos ha sido sustituido por un carbonato. La mejor actividad de la serie fue mostrada por el producto 28, análogo de 25 (Figura 15), cuyo IC₅₀ en la inhibición de Akt es de 5.0 µM. Este valor está muy cercano al mostrado por el análogo con fosfato 25 (7.8 µM), sin embargo, la actividad de 28 hacia PI3K es tres veces menor que la mostrada por 25.

Figura 16.- Estructura química de los derivados 27, 28 y 29, en los cuales el grupo funcional de unión entre el anillo de inositol y la cadena lipídica, corresponde a un carbonato.

En el caso de los derivados 27 y 29, la actividad para Akt se ve disminuida comparando con sus respectivos análogos fosfatos, mientras que para PI3K la introducción del carbonato mantiene prácticamente constante la actividad. La siguiente estrategia de optimización es la introducción de un grupo fosfonato sobre la posición 3 del anillo de inositol. La idea es sintetizar una estructura mimética de un fosfatidilinositol fosforilado sobre la posición 3. Los 3-hidroxi(fosfono)metil derivados 30 y 31 (Figura 17), son diasterómeros e incluyen un grupo fosfonato situado sobre el átomo de carbono del hidroximetilo en C3. Este grupo (fosfonato), mimetiza lo que sería un fosfato en la posición 3 de un fosfatidilinositol y tiene la ventaja de poseer una alta resistencia a la hidrólisis, gracias a la naturaleza de la unión fósforo-carbono que mantiene este grupo unido a la estructura.

Figura 17.- Estructura química de los miméticos 30 y 31.

Las actividades mostradas por 30 y 31 son mejores que la del análogo hidroximetilado 26 (Akt IC₅₀ = 9.1 µM). La configuración del centro estereogénico donde está unido el grupo fosfonato, muestra una clara importancia en la actividad. El producto 31 mostró selectividad para Akt, y fue más activo que su diasterómero 30, el que a su vez mostró una actividad similar tanto para Akt como para PI3K.

Los estudios SAR para esta clase de inhibidores establecen que la unidad de inositol es crucial para la actividad. Esto queda en evidencia por la total inactividad mostrada por el producto 32 (Figura 18), que corresponde a la unidad lipídica de todos los sustratos evaluados. La presencia de un grupo fosfato como puente entre la unidad carbocíclica y la cadena lipofílica también juega un rol importante en la actividad, si bien los análogos carbonílicos también resultaron activos, solo en pocas excepciones mostraron una actividad mejor que su respectivo análogo fosfatado (32, 33).

Figura 18.- Unidades análogas a fosfatidilinositol no activas en la inhibición de Akt.

Estos sustratos inhiben la fosforilación de Akt y de las proteínas que dependen de Akt para su fosforilación, no así con PDK-1. Son potentes inductores de apoptosis, siendo selectivos hacia las células tumorales con elevada actividad de Akt1 tales como las de cáncer de tiroides (34), cáncer de mama y ovarios (35) entre otros (36), o células que dependan de esta proteína para su supervivencia.