Péptidos helicoidales y derivados de chalcona en la búsqueda de moduladores de canales iónicos

Resumen

Los canales iónicos son complejos homo o heteroméricos constituidos por subunidades proteicas. Un funcionamiento erróneo de estos canales puede llevar al desarrollo de enfermedades que se conocen como canalopatías. El objetivo de esta memoria consiste en regular la actividad de ciertos canales iónicos mediante dos nuevas aproximaciones, por un lado la modulación de interacciones proteína proteína, IPPs, relacionadas con receptores de potencial transitorio, TRPs, y por otra, la modulación alostérica del receptor nicotínico de acetilcolina alfa 7. Centrándonos en el capítulo 1, los péptidos lineales podrían representar una aproximación efectiva en la búsqueda de moduladores de IPPs, particularmente cuando éstas presentan hot-spots que adoptan estructuras secundarias específicas de hélice alfa. Teniendo en cuenta esta aproximación, se diseñó una librería de péptidos mediante predicciones teóricas de helicidad, utilizando el software AGADIR. La síntesis se llevó a cabo en fase sólida dando lugar a péptidos de 13 aminoácidos constituidos por una combinación de tres aminoácidos aromáticos, o bien dos aminoácidos aromáticos y uno alifático, en una misma cara de la hélice. El análisis conformacional llevado a cabo mediante experimentos de dicroísmo circular y RMN, confirmó que los péptidos diseñados adoptaban estructura helicoidal en disolución. Una vez preparada y caracterizada la colección de péptidos, y confirmada su estructura helicoidal, se llevó a cabo la validación de la quimioteca en dos IPPs conocidas p53 con MDM2 y VEGF con VEGFRs, en las que los hot-spots implicados en la interacción poseen estructura helicoidal, lo que permitió además la identificación de nuevos moduladores de la interacción VEGF con Flt1. Finalmente, algunos de los péptidos descritos mostraron actividad como bloqueantes de los canales TRPV1 y TRPA1, constituyendo un punto de partida para el desarrollo de nuevos antagonistas de estos canales. En el segundo capítulo se aborda la modulación alostérica del receptor nicotínico de acetilcolina alfa 7. Este receptor es un canal iónico dependiente de ligando que juega un papel importante en desórdenes cognitivos, dolor e inflamación, siendo además una diana terapéutica relevante en el tratamiento de enfermedades como Alzheimer y esquizofrenia. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos agentes capaces de modular este receptor tiene un gran interés terapéutico. En este sentido, los moduladores alostéricos positivos, PAMs, pueden presentar ciertas ventajas ya que facilitan la respuesta del receptor sin interaccionar en el sitio de unión del agonista, lo que puede evitar la aparición de efectos adversos. El screening de una colección de moléculas pequeñas permitió la identificación de una hidroxichalcona como un PAM selectivo del receptor nicotínico alfa 7. Partiendo de este hit inicial, se ha sintetizado una nueva serie de hidroxichalconas y derivados de chalcona estructuralmente modificados que mostraron niveles altos de actividad, potencia y selectividad, además de un mejor perfil farmacológico frente al receptor nicotínico alfa 7. Los ensayos in vitro permitieron identificar nuevos PAMs tipo II, y estudios posteriores revelaron la actividad de estos compuestos en neuroprotección, mejora de la capacidad cognitiva y analgesia, así como sus propiedades antioxidantes. Por último, el capítulo 3 recoge los resultados de la evaluación como antitumorales y leishmanicidas de una selección de las chalconas sintetizadas, mostrando algunas de ellas actividad prometedora en ambas indicaciones.