4. Inhibidores Colino Quinasa Y Sus Derivados

4.    Inhibidores Colino Quinasa Y Sus Derivados

El hemicolinio-3 (HC-3) es un inhibidor de ChoK debido a su homología estructural con la colina (Figura 3). Esta estructura contiene un sistema de bifenilo central unido a cada lado a una unidad de oxazolidinio. Se cree que estos anillos de oxazolidinio son los responsables de la actividad del HC-3. Debido a estas características estructurales, el HC-3 ha sido empleado como inhibidor de la ChoK en estudios in vitro y ex vivo (Karan y col., 1998; Lacal, 2001; Hernandez-Alcoceda y col., 1999; Ramirez de Molina y col., 2001; Rodríguez-Gonzalez y col., 2003 y 2004). Sin embargo, tiene un efecto inhibitorio potente en el sistema de transporte de colina de alta afinidad con efectos tóxicos drásticos en los terminales de los nervios colinérgicos, así como un efecto respiratorio paralizante. Por tanto, no es apto para su utilización como posible fármaco antitumoral.

Figura 3

Sin embargo, a pesar de los efectos negativos del HC-3, se ha empleado como estructura modelo para el posterior desarrollo de inhibidores de ChoK más activos y más específicos.

Las primeras transformaciones que se llevaron a cabo sobre el HC-3 fueron la variación sobre las cabezas catiónicas del oxazolidinio, tal y como se muestra en la Tabla 1:

Tabla l: Actividad IC₅₀ de los derivados químicos sobre las cabezas catiónicas del oxazolidinio.

          Nota: actividad del HC-3 “ex vivo”: 500 цМ, “in vitro”: 600 цМ

Tabla 2: Actividades IC₅₀ de los compuestos sintetizados, así como sus valores de clog P, R y R+.

Una vez sintetizados los análogos, se estudió la actividad IC50 de cada uno de ellos en condiciones ex vitro (sobre ChoK purificada a partir de una levadura) así como en condiciones in vitro (sobre células NIH3T3). Atendiendo a las IC₅₀, se puede observar que el compuesto de mayor actividad es el FK21. Sin embargo, cuando se hicieron pruebas de su actividad antiproliferativa in vivo sobre células humanas HT-29, se encontró que la IC₅₀ disminuyó a 50 µM, probablemente porque el compuesto no es lo suficientemente lipofílico para atravesar la membrana citosólica.

De esta forma, se planteó cambiar radicalmente la estructura del inhibidor, variando el espaciador entre los anillos aromáticos del bifenilo, así como las cabezas catiónicas. Para ello se mantuvo el carácter cuaternario del átomo de nitrógeno, y se fabricaron moléculas más lipofílicas mediante la introducción de anillos de piridinio, quinolinio e isoquinolinio. Además, se intentó no variar la distancia entre las dos cargas positivas de la molécula. Por otra parte, se encontró que si se variaban los sustituyentes presentes en el anillo de piridinio, se podría estudiar la influencia electrónica entre dichos sustituyentes y la carga positiva del inhibidor.

De esta forma, se trató de obtener un estudio QSAR (quantitative structure-activity relationship), para poder establecer una relación estadísticamente significativa entre ciertos parámetros físicos de una familia de compuestos con su actividad biológica, y dirigir la síntesis a un compuesto con mayor actividad biológica. En la Tabla 2 se muestran las actividades IC₅₀ de los compuestos sintetizados, así como sus valores de clog P, sR y sR+.

Se puede observar que la presencia de grupos atractores de electrones (-COOH, -C=N) hace que el producto sea inactivo frente a la inhibición de ChoK. Por otra parte, la presencia de grupos dadores de electrones hace que el compuesto sea más activo. En concreto, el grupo -NH2 (entrada 2) tiene una elevada actividad, debido a que permite la deslocalización de la carga positiva de la molécula.

Empleando la ecuación de Hansch, se llegó a las ecuaciones de correlación entre la actividad inhibitoria y sR+:

Donde p(IC)₅₀ ex vivo = -log IC₅₀, de forma que el compuesto con mayor valor de p(IC)₅₀ es el más potente, n es el número de compuestos, r es el coeficiente de correlación y s la desviación estándar. De esta ecuación se puede deducir la tendencia a aumentar la actividad cuando es posible deslocalizar la carga a través del sustituyente R.

Por otra parte, también se sintetizaron una serie de derivados en los cuales se varió tanto la cabeza catiónica como la longitud del espaciador (Tabla 3), de la que se puede observar que cuando la distancia entre las cargas positivas es diferente a la presente en la molécula de HC-3, la actividad disminuye.

Tabla 3: Aumento del espaciador entre los dos anillos aromáticos del bifenilo y variación sobre las cabezas catiónicas. Actividad del HC-3 “ex vivo”: 500 µM, “in vitro”: 600 µM.

En resumen, se han diseñado una serie de análogos del HC-3 con actividad antiproliferativa que actúan como inhibidores de ChoK, los cuales no presentan la toxicidad neurotóxica del HC-3. Para ello se han sustituido los anillos de oxazonio por otros de piridinio y quinolinio, con diferentes grupos en posición cuatro, utilizando como espaciador el 1,2-etilén (bisbencil). Además, se han desarrollado relaciones estructura-actividad para no solo encontrar un buen cabeza de serie, sino para mejorar el entendimiento sobre la acción de este fármaco.