Tesis doctoral de Ana Trapero Puig
Los trastornos de almacenamiento lisosómico son un grupo de enfermedades resultantes del metabolismo anormal de varios sustratos que no se degradan y se acumulan en los lisosomas. Estas enfermedades son el resultado de mutaciones en los genes que codifican enzimas implicadas en el proceso de degradación. Las estrategias terapéuticas actuales incluyen la inhibición de la producción de sustrato usando inhibidores de las enzimas implicadas en su biosíntesis o el aumento de la enzima defectiva mediante reemplazo enzimático. La enfermedad de gaucher es el trastorno de almacenamiento lisosómico más frecuente y es causada por la acumulación de glucosilceramida en los lisosomas de los macrófagos como consecuencia de la actividad deficiente de la enzima glucocerebrosidasa (gcase). La presencia de mutaciones en el gen precursor de la gcase impide que ésta se pueda plegar correctamente en el retículo endoplasmático y es degradada por los proteasomas, impidiendo que la enzima alcance el lisosoma. Durante los últimos años se han desarrollado diversas estrategias terapéuticas enfocadas a la enfermedad de gaucher. Entre ellas, una que ha despertado mucho interés consiste en el diseño de chaperonas farmacológicas, que son inhibidores competitivos de la enzima diana que, a concentraciones subinhibitorias, se unen a ésta formando un complejo que la estabiliza, facilitan su correcto plegamiento y posterior transporte al lisosoma, resultando en un aumento neto de la actividad enzimática y una reducción del substrato acumulado. a partir de trabajos previos en nuestro grupo de investigación en los que se han obtenido una serie de aminociclitoles que se comportan como inhibidores selectivos de la gcase recombinante (imiglucerasa), en esta tesis se ha trabajado en el diseño y síntesis de nuevos potenciales inhibidores de la gcase que actúen como chaperonas farmacológicas, especialmente sobre variantes neuronopáticas. se han sintetizado tres nuevas series de compuestos: 1) derivados de tipo aminocarbazúcar (aminociclitoles c7n) relacionados estructuralmente con el monosacárido presente en la glucosilceramida. 2) unas nuevas series de amino- y diaminociclitoles, realizando modificaciones en la configuración de algunos centros del anillo de ciclitol y en la naturaleza de los sustituyentes (alifáticos de distinta longitud). 3) isoureas y guanidinas con estructura bicíclica [6+5] formadas por un ciclo de 6 miembros polihidroxilado fusionado con un ciclo de 5 miembros en el que hay presente una isourea o una guanidina. se han realizado una serie de estudios biológicos con todos los productos sintetizados. Algunos de los productos resultaron ser potentes inhibidores de la gcase, tanto de esta enzima en fibroblastos wild-type como de la imiglucerasa, con valores de la ki del orden nanomolar y no mostraron una actividad inhibidora destacable sobre otras glicosidasas. Tras comprobar que los compuestos, que habían resultado ser potentes inhibidores de la imiglucerasa, estabilizan la actividad de esta enzima en condiciones de desnaturalización térmica, se estudió el potencial de estos compuestos como chaperonas farmacológicas de la gcase. Para ello, se incubaron los candidatos seleccionados a diferentes concentraciones durante tres días con linfoblastos de enfermos de gaucher con las dos mutaciones más frecuentes (n370s y l444p) y se determinó la actividad de la gcase. la evaluación de la actividad como chaperonas farmacológicas indicó que estos compuestos son capaces de augmentar significativamente la actividad de la gcase en linfoblastos de enfermos de gaucher con las mutaciones n370s (incremento máximo del 100%) o l444p (incremento máximo del 50%) a concentraciones del orden micromolar o nanomolar. Todos estos resultados indican que se han encontrado unas nuevas familias de compuestos que presentan una potente y selectiva inhibición de la gcase. A parte de las altas afinidades obtenidas, algunos de los compuestos presentan la permeabilidad celular, la distribución subcelular y el metabolismo celular adecuados para actuar como chaperonas farmacológicas a concentraciones del orden nanomolar.
Datos académicos de la tesis doctoral «Nous ciclitols com a inhibidors de la glucocerebrosidasa. aplicació al disseny de xaperones farmacológiques per al tractament de la malaltia de gaucher«
- Título de la tesis: Nous ciclitols com a inhibidors de la glucocerebrosidasa. aplicació al disseny de xaperones farmacológiques per al tractament de la malaltia de gaucher
- Autor: Ana Trapero Puig
- Universidad: Barcelona
- Fecha de lectura de la tesis: 21/03/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Amadeu Llebaria Soldevila
- Tribunal
- Presidente del tribunal: antoni Riera escale
- Jesús Jiménez-barbero (vocal)
- (vocal)
- (vocal)