3.19 Tesis doctorado

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Búsqueda de moduladores del sistema endocannabinoide : síntesis y evaluación biológica de carbamoilos de anillos benzoimidazólicos, diseñados por acoplamiento molecular inducido, dirigidos a la enzima FAAH
(2021) Escobar Valderrama, Rossy Andrea; Pessoa Mahana, Carlos David; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química
Desde tiempos remotos, la Cannabis ha sido utilizada tanto por sus acciones medicinales como por sus efectos recreacionales. En la actualidad, hay un sin número de estudios científicos que avalan su uso terapeútico en el manejo del dolor, problemas cardiometabólicos, alteraciones gástricas y diversas enfermedades neurodegenerativas. En esta investigación, se describe el diseño racional de ligandos, síntesis química y evaluación biológica de una serie de 23 compuestos que tendrían la capacidad de modular el sistema endocannabinoide a través de la inhibición de la enzima FAAH (Fatty Acid Amide Hydrolase), que es la encargada de degradar los ligandos endógenos producidos “a demanda”, para mantener los procesos homeostáticos relacionados con las acciones primarias del ser humano. El diseño del esqueleto estructural fue construido a través de estudios de acoplamiento molecular inducido, desarrollado previamente por el grupo de investigación y refinado posteriormente. La síntesis química se desarrollo en tres pasos de reacción, siendo el uso de trifosgeno vital para el éxito de la reacción, ya que permitió controlar la cinética y velocidad de la misma. Por último, se midió la capacidad inhibitoria de la serie, donde 8 moléculas fueron activas, siendo REC-2 el con menor IC50 (2,08 uM). Cabe destacar, que se determinó que la serie es selectiva por la enzima y no tiene efecto sobre MAGL (Mono Acyl Glycerol Lipase). Con esto, se obtuvo la relación estructura-actividad y el farmacóforo de la serie propuesta que permitirá futuros rediseños moleculares para aumentar la capacidad inhibitoria de los compuestos.
Complejos biosupramoleculares de derivados de Azul de toluidina unidos covalentemente a albúmina de suero humana y su interacción con cucurbit[7]urilo : estudios de su fototoxicidad en células tumorales cultivadas in vitro
(2022) Mariño Ocampo, Nory Johana; Fuentealba Patiño, Denis Alberto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Química
El cáncer es la segunda causa de muerte reportada a nivel mundial, entre las diversas terapias empleadas para su tratamiento se encuentra la terapia fotodinámica (PDT). La PDT consta del uso de tres componentes: oxígeno, un agente fotoactivo llamado fotosensibilizador (PS) y luz. En el contexto de la terapia fotodinámica, el presente trabajo se basó en la síntesis de dos derivados del fotosensibilizador Azul de Toluidina y el empleo de dos vehículos como lo son la albúmina de suero humana (HSA) y el macrociclo cucurbit[7]urilo (CB[7]). Los derivados sintetizados poseen un enlace disulfuro y un anillo de maleimida respectivamente, lo que permitió realizar su conjugación covalente con el residuo de cisteína 34 de la HSA y posteriormente la formación de un complejo biosupramolecular con el CB[7], esto con el objetivo de incrementar su incorporación y efecto fototóxico en células tumorales cultivadas in vitro. Los resultados obtenidos comprueban la síntesis de los derivados, conjugados con la HSA, formación de los complejos de inclusión con el CB[7] y complejos biosupramoleculares con la HSA y el CB[7]. La caracterización química se realizó empleando técnicas de resonancia magnética nuclear (RMN), espectrometría de masas y dicroísmo circular. La caracterización fotofísica y fotoquímica se realizó determinando los espectros de absorción, fluorescencia en estado estacionario, fluorescencia resuelta en el tiempo, determinación de la fotoestabilidad, rendimiento cuántico de oxígeno singlete y rendimiento cuántico de fluorescencia. Los derivados presentaron mayor fotoestabilidad y un rendimiento cuántico de oxígeno singlete similar respecto a su precursor en solución buffer, estos resultados son de gran interés para su aplicación en la terapia fotodinámica. Los complejos de inclusión entre los derivados y el CB[7] presentaron constantes de asociación altas y cambios en sus propiedades fotofísicas como se vio reflejado en el rendimiento cuántico de fluorescencia y de oxígeno singlete. Los conjugados con la HSA presentaron cambios en sus propiedades fotofísicas con la aparición de una banda de absorción y emisión en el rango visible, y así mismo, cambios considerables en el rendimiento cuántico de oxígeno singlete. Finalmente, los estudios in-vitro de los diferentes derivados y sistemas mostraron una diferencia significativa en la incorporación de los sistemas en los que participaba la HSA como vehículo e influenciando en su fototoxicidad. La información obtenida permitió demostrar las ventajas y el potencial uso de los conjugados y complejos biosupramoleculares en la terapia fotodinámica.
Complejos biosupramoleculares de derivados hidrofóbicos de azul de toluidina con cucurbit[7]urilo y albúmina de suero humano, y su efecto fototóxico en células tumorales cultivadas in vitro
(2018) Robinson Duggon, José Luis; Fuentealba Patiño, Denis Alberto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química
En el contexto de la terapia fotodinámica del cáncer, en este trabajo se prepararon derivados hidrofóbicos del fotosensibilizador azul de toluidina con ácidos grasos para incrementar su hidrofobicidad y así aumentar su afinidad con la proteína albúmina de suero humano y de igual manera mejorar su incorporación a células tumorales cultivadas in vitro. La investigación se centró en la caracterización de los complejos de inclusión del azul de toluidina y susderivados hidrofóbicos con el macrociclo cucurbit[7]urilo (CB[7]), los aductos del fotosensibilizador y sus derivados hidrofóbicos con la proteína albúmina de suero humano (HSA) y los complejos biosupramoleculares constituidos de los tres componentes. Los resultados obtenidos demuestran que la longitud de la cadena hidrocarbonada tiene un efecto en asociación tanto con el CB[7] como con la HSA. Se pudo evidenciar que la encapsulación genera más oxígeno singlete que las moléculas solas. Por medio de microscopía de fluorescencia se determinó la localización subcelular de los fotosensibilizadores y se pudo observar que independientemente del sistema de transporte utilizado el azul de toluidina y los derivados hidrofóbicos se localizan preferentemente en las mitocondrias y en menor medida en otros organelos como el Retículo Endoplasmático y/o el Aparato de Golgi. Los experimentos de fototoxicidad en las células tumorales cultivadas in vitro, demostraron que mientras que para el derivado hidrofóbico del azul de toluidina con ácido mirístico independiente del sistema de transporte utilizado el efecto fototóxico es similar, sin embargo para el azul de toluidina tanto el complejo biosupramolecular como el aducto de inclusión con HSA presentaron una fototoxicidad considerablemente más altas que el azul de toluidina solo y su complejo de inclusión correspondiente. Los resultados muestran el potencial de los complejos biosupramoleculares en terapia fotodinámica.
Desarrollo de inhibidores de estructura benzoimidazólica de la enzima humana hidrolasa de amida de ácidos grasos (h-FAAH)
(2021) Valdés Hernández, Yudisleydis Lázara; Pessoa Mahana, Carlos David; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química
Durante los últimos años, el sistema endocannabinoide ha emergido como un tema muy relevante en la comunidad de investigadores, debido a la creciente evidencia científica que le atribuye un rol de suma importancia en la regulación homeostásica y su involucración en diversas patologías [1]. El conocimiento de este sistema, constituido por los receptores cannabinoides (RCB1 Y RCB2), sus ligandos endógenos (Anandamida, 2-AG) y las enzimas asociadas a su biosíntesis (NAPE-Fosfolipasa D) y degradación (Hidrolasa de Amidas de Ácidos Grasos o FAAH y la Monoacilglicerol Lipasa o MAGL), ha dotado de herramientas neuroquímicas para el diseño de nuevos fármacos[2]. La relevancia del sistema se ve reforzada por la noción de que los fármacos que interfieren con la actividad del sistema endocannabinoide se consideran candidatos prometedores para el tratamiento de enfermedades de alto impacto social, como lo son el cáncer, la depresión, Alzheimer y enfermedad de Parkinson, entre otras [1,2]. Basados en estos antecedentes, nuestro grupo de investigación se ha abocado al diseño de moduladores de los receptores CB1 y CB2, extendiendo el estudio hacia la modulación positiva indirecta a través del desarrollo de inhibidores de la enzima FAAH. El interés por diseñar este último tipo de moléculas se debe a que los inhibidores de la FAAH generan un aumento específico de anandamida en los tejidos donde los endocannabinoides son producidos por mecanismos de protección fisiológica, dando una respuesta más fina en términos de sitio-selectividad. Esta característica permite suponer que los efectos adversos asociados a la inhibición de FAAH, serían menores que los asociados a la activación directa de los receptores, especialmente CB1. Además, los inhibidores FAAH han demostrado ya poseer efectos antiinflamatorios suprimiendo la liberación de mediadores químicos inflamatorios estimulando los receptores CB2 en células inmunitarias [5]. Basándonos en la misma línea de trabajo, y contando con el modelo in sílico de la enzima FAAH, el objetivo principal de esta investigación es la obtención de nuevas moléculas de núcleo central benzoimidazólico con capacidad inhibitoria sobre la FAAH. El trabajo realizado consistió fundamentalmente en la síntesis de 2 familias de compuestos, conteniendo a la estructura básica de un anillo de benzoimidazol asociado a través de un conector a diversas arilpiperazinas y fenilpirimidinas sustituidas. La orientación del diseño se sustentó, en la medida de lo factible, en el estudio 3D-QSAR (CoMSIA) realizado y publicado por nuestro grupo como parte de esta tesis. Junto a ello, se informa acerca del estudio de acoplamiento molecular de los compuestos con la proteína y su posterior evaluación como inhibidores de la enzima hidrolasa de amida de ácidos grasos humana. Los derivados incorporan sustituyentes de diversa naturaleza, en distintas posiciones del anillo aromático unido a la piperazina, para evaluar tanto efectos electrónicos, como estéricos y de lipofilia, factor importante al momento de atravesar membranas lipídicas y de establecer interacciones hidrofóbicas con la enzima. Finalmente, se evaluó el perfil de selectividad de las moléculas diseñadas hacia FAAH en comparación a otras serinas hidrolasas. Dichos ensayos fueron desarrollados en el marco de la estadía de investigación doctoral.
Desarrollo de nuevas rutas sintéticas para la obtención de potenciales ligandos antagonistas del receptor 5-HT6 basados en la unidad indazol.
(2020) Vera Namuncura, Gonzalo Alejandro; Terraza Inostroza, Claudio; Recabarren Gajardo, Gonzalo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química
El anillo indazol (benzopirazol) es una unidad diazoaromática de alta polaridad, el que presenta una escasa presencia tanto en la naturaleza como en la química medicinal. En comparación a sus bioisósteros indol y benzoimidazol, los cuales han sido ampliamente estudiados, existe limitada literatura que de cuenta de la química y de las aplicaciones del anillo indazol. Sin embargo, los estudios realizados a la fecha indican que los compuestos derivados de este núcleo presentan diversas aplicaciones biológicas, entre las que se incluyen tratamiento de la depresión e inflamaciones, actividad analgésica, antipirética y antitumoral, así como aplicaciones prácticas como la generación de ligandos organometálicos. Debido a estas propiedades y a su escasa accesibilidad sintética, en las últimas dos décadas se ha puesto énfasis en el desarrollo de nuevas rutas de síntesis que permitan la obtención y funcionalización del anillo de indazol. Hasta la fecha, se ha reportado una pequeña gama de estrategias sintéticas, basadas principalmente en la utilización de hidrazinas sustituidas y sales de diazonio, sin embargo, estas aproximaciones aun presentan limitantes y dificultades para la funcionalización del anillo indazol. Por otro lado, en el marco del receptor de serotonina 5-HT6, se ha demostrado que ligandos antagonistas de este receptor pueden actuar como potenciales drogas útiles en patologías relacionadas con el aprendizaje y memoria como son la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson, así como también ligandos antagonistas del receptor 5-HT6 han sido vinculados con la generación de fármacos para el tratamiento de la obesidad. En esta investigación, se presentan diversas aproximaciones, por medio de novedosas rutas sintéticas, para la obtención la familia de compuestos: Narilsulfonilindazoletanoles, los cuales se espera que presenten actividad antagonista frente al receptor de serotonina 5-HT6.El anillo indazol (benzopirazol) es una unidad diazoaromática de alta polaridad, el que presenta una escasa presencia tanto en la naturaleza como en la química medicinal. En comparación a sus bioisósteros indol y benzoimidazol, los cuales han sido ampliamente estudiados, existe limitada literatura que de cuenta de la química y de las aplicaciones del anillo indazol. Sin embargo, los estudios realizados a la fecha indican que los compuestos derivados de este núcleo presentan diversas aplicaciones biológicas, entre las que se incluyen tratamiento de la depresión e inflamaciones, actividad analgésica, antipirética y antitumoral, así como aplicaciones prácticas como la generación de ligandos organometálicos. Debido a estas propiedades y a su escasa accesibilidad sintética, en las últimas dos décadas se ha puesto énfasis en el desarrollo de nuevas rutas de síntesis que permitan la obtención y funcionalización del anillo de indazol. Hasta la fecha, se ha reportado una pequeña gama de estrategias sintéticas, basadas principalmente en la utilización de hidrazinas sustituidas y sales de diazonio, sin embargo, estas aproximaciones aun presentan limitantes y dificultades para la funcionalización del anillo indazol. Por otro lado, en el marco del receptor de serotonina 5-HT6, se ha demostrado que ligandos antagonistas de este receptor pueden actuar como potenciales drogas útiles en patologías relacionadas con el aprendizaje y memoria como son la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson, así como también ligandos antagonistas del receptor 5-HT6 han sido vinculados con la generación de fármacos para el tratamiento de la obesidad. En esta investigación, se presentan diversas aproximaciones, por medio de novedosas rutas sintéticas, para la obtención la familia de compuestos: Narilsulfonilindazoletanoles, los cuales se espera que presenten actividad antagonista frente al receptor de serotonina 5-HT6.El anillo indazol (benzopirazol) es una unidad diazoaromática de alta polaridad, el que presenta una escasa presencia tanto en la naturaleza como en la química medicinal. En comparación a sus bioisósteros indol y benzoimidazol, los cuales han sido ampliamente estudiados, existe limitada literatura que de cuenta de la química y de las aplicaciones del anillo indazol. Sin embargo, los estudios realizados a la fecha indican que los compuestos derivados de este núcleo presentan diversas aplicaciones biológicas, entre las que se incluyen tratamiento de la depresión e inflamaciones, actividad analgésica, antipirética y antitumoral, así como aplicaciones prácticas como la generación de ligandos organometálicos. Debido a estas propiedades y a su escasa accesibilidad sintética, en las últimas dos décadas se ha puesto énfasis en el desarrollo de nuevas rutas de síntesis que permitan la obtención y funcionalización del anillo de indazol. Hasta la fecha, se ha reportado una pequeña gama de estrategias sintéticas, basadas principalmente en la utilización de hidrazinas sustituidas y sales de diazonio, sin embargo, estas aproximaciones aun presentan limitantes y dificultades para la funcionalización del anillo indazol. Por otro lado, en el marco del receptor de serotonina 5-HT6, se ha demostrado que ligandos antagonistas de este receptor pueden actuar como potenciales drogas útiles en patologías relacionadas con el aprendizaje y memoria como son la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson, así como también ligandos antagonistas del receptor 5-HT6 han sido vinculados con la generación de fármacos para el tratamiento de la obesidad. En esta investigación, se presentan diversas aproximaciones, por medio de novedosas rutas sintéticas, para la obtención la familia de compuestos: Narilsulfonilindazoletanoles, los cuales se espera que presenten actividad antagonista frente al receptor de serotonina 5-HT6.
Desarrollo de un inmunosensor electroquímico para la detección de biomarcador específico de cáncer
(2020) Martínez Rojas, Francisco Javier; Armijo Mancilla, Juan Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química
Una posible solución para el diagnóstico de cáncer son los estudios de seguimiento de biomarcadores tumorales. Si son detectados a tiempo y controlados durante un tratamiento adecuado, existe una excelente posibilidad de recuperación de muchos tipos de cáncer. Muchos tumores producen cantidades anormales de una molécula biológica conocida como biomarcador, la cual se encuentra en distintos fluidos corporales o tejidos indicando la presencia de cáncer. Los polímeros conductores (CPs) presentan características únicas como buena conductividad, estabilidad, reproducibilidad, biocompatibilidad y se producen a bajo costo. Además, cuando presentan estructuras nanométricas muestran buenas respuestas electroquímicas debido a un aumento del área activa, lo que demuestra su potencial uso como plataforma para la inmovilización orientada de la unidad de bioreconocimiento, correspondiente al anticuerpo específico al analito a detectar. En este trabajo, se desarrolló un inmunosensor electroquímico sin etiqueta basado en la inmovilización de anticuerpos específicos unido a un electrodo modificado con ácido aminofenilborónico/ácido poli-6-indolcarboxílico (APBA/6-PICA/GC) para la detección del antígeno prostático específico (PSA) y Proteasoma 20S (P20S). Las condiciones óptimas de cada paso en la obtención de la bioplataforma se enfocaron en el tiempo y la temperatura de incubación, logrando gran reproducibilidad y excelente estabilidad. La inmovilización orientada de cada anticuerpo se llevó a cabo utilizando APBA, favoreciendo la formación del inmunocomplejo. La respuesta redox intrínseca de 6-PICA, fue escogida como señal electroanalítica. Mediante voltametría de onda cuadrada se detectó P20S y PSA, con límites de detección y cuantificación de 11 y 37 ng·mL-1 para P20S y de 0,11 y 0,37 ng·mL-1 para PSA, respectivamente. Se determinaron altas constantes de afinidad para P20S-mAb y PSA-Anti-KLK3, mostrando valores de 7,63x109 M-1 y 2,32x109 M-1 , respectivamente, indicando una gran selectividad frente a interferentes. Todas estas características proponen que la bioplataforma se pueda utilizar para detectar concentraciones de P20S y PSA dentro de niveles clínicamente relevantes.Una posible solución para el diagnóstico de cáncer son los estudios de seguimiento de biomarcadores tumorales. Si son detectados a tiempo y controlados durante un tratamiento adecuado, existe una excelente posibilidad de recuperación de muchos tipos de cáncer. Muchos tumores producen cantidades anormales de una molécula biológica conocida como biomarcador, la cual se encuentra en distintos fluidos corporales o tejidos indicando la presencia de cáncer. Los polímeros conductores (CPs) presentan características únicas como buena conductividad, estabilidad, reproducibilidad, biocompatibilidad y se producen a bajo costo. Además, cuando presentan estructuras nanométricas muestran buenas respuestas electroquímicas debido a un aumento del área activa, lo que demuestra su potencial uso como plataforma para la inmovilización orientada de la unidad de bioreconocimiento, correspondiente al anticuerpo específico al analito a detectar. En este trabajo, se desarrolló un inmunosensor electroquímico sin etiqueta basado en la inmovilización de anticuerpos específicos unido a un electrodo modificado con ácido aminofenilborónico/ácido poli-6-indolcarboxílico (APBA/6-PICA/GC) para la detección del antígeno prostático específico (PSA) y Proteasoma 20S (P20S). Las condiciones óptimas de cada paso en la obtención de la bioplataforma se enfocaron en el tiempo y la temperatura de incubación, logrando gran reproducibilidad y excelente estabilidad. La inmovilización orientada de cada anticuerpo se llevó a cabo utilizando APBA, favoreciendo la formación del inmunocomplejo. La respuesta redox intrínseca de 6-PICA, fue escogida como señal electroanalítica. Mediante voltametría de onda cuadrada se detectó P20S y PSA, con límites de detección y cuantificación de 11 y 37 ng·mL-1 para P20S y de 0,11 y 0,37 ng·mL-1 para PSA, respectivamente. Se determinaron altas constantes de afinidad para P20S-mAb y PSA-Anti-KLK3, mostrando valores de 7,63x109 M-1 y 2,32x109 M-1 , respectivamente, indicando una gran selectividad frente a interferentes. Todas estas características proponen que la bioplataforma se pueda utilizar para detectar concentraciones de P20S y PSA dentro de niveles clínicamente relevantes.Una posible solución para el diagnóstico de cáncer son los estudios de seguimiento de biomarcadores tumorales. Si son detectados a tiempo y controlados durante un tratamiento adecuado, existe una excelente posibilidad de recuperación de muchos tipos de cáncer. Muchos tumores producen cantidades anormales de una molécula biológica conocida como biomarcador, la cual se encuentra en distintos fluidos corporales o tejidos indicando la presencia de cáncer. Los polímeros conductores (CPs) presentan características únicas como buena conductividad, estabilidad, reproducibilidad, biocompatibilidad y se producen a bajo costo. Además, cuando presentan estructuras nanométricas muestran buenas respuestas electroquímicas debido a un aumento del área activa, lo que demuestra su potencial uso como plataforma para la inmovilización orientada de la unidad de bioreconocimiento, correspondiente al anticuerpo específico al analito a detectar. En este trabajo, se desarrolló un inmunosensor electroquímico sin etiqueta basado en la inmovilización de anticuerpos específicos unido a un electrodo modificado con ácido aminofenilborónico/ácido poli-6-indolcarboxílico (APBA/6-PICA/GC) para la detección del antígeno prostático específico (PSA) y Proteasoma 20S (P20S). Las condiciones óptimas de cada paso en la obtención de la bioplataforma se enfocaron en el tiempo y la temperatura de incubación, logrando gran reproducibilidad y excelente estabilidad. La inmovilización orientada de cada anticuerpo se llevó a cabo utilizando APBA, favoreciendo la formación del inmunocomplejo. La respuesta redox intrínseca de 6-PICA, fue escogida como señal electroanalítica. Mediante voltametría de onda cuadrada se detectó P20S y PSA, con límites de detección y cuantificación de 11 y 37 ng·mL-1 para P20S y de 0,11 y 0,37 ng·mL-1 para PSA, respectivamente. Se determinaron altas constantes de afinidad para P20S-mAb y PSA-Anti-KLK3, mostrando valores de 7,63x109 M-1 y 2,32x109 M-1 , respectivamente, indicando una gran selectividad frente a interferentes. Todas estas características proponen que la bioplataforma se pueda utilizar para detectar concentraciones de P20S y PSA dentro de niveles clínicamente relevantes.Una posible solución para el diagnóstico de cáncer son los estudios de seguimiento de biomarcadores tumorales. Si son detectados a tiempo y controlados durante un tratamiento adecuado, existe una excelente posibilidad de recuperación de muchos tipos de cáncer. Muchos tumores producen cantidades anormales de una molécula biológica conocida como biomarcador, la cual se encuentra en distintos fluidos corporales o tejidos indicando la presencia de cáncer. Los polímeros conductores (CPs) presentan características únicas como buena conductividad, estabilidad, reproducibilidad, biocompatibilidad y se producen a bajo costo. Además, cuando presentan estructuras nanométricas muestran buenas respuestas electroquímicas debido a un aumento del área activa, lo que demuestra su potencial uso como plataforma para la inmovilización orientada de la unidad de bioreconocimiento, correspondiente al anticuerpo específico al analito a detectar. En este trabajo, se desarrolló un inmunosensor electroquímico sin etiqueta basado en la inmovilización de anticuerpos específicos unido a un electrodo modificado con ácido aminofenilborónico/ácido poli-6-indolcarboxílico (APBA/6-PICA/GC) para la detección del antígeno prostático específico (PSA) y Proteasoma 20S (P20S). Las condiciones óptimas de cada paso en la obtención de la bioplataforma se enfocaron en el tiempo y la temperatura de incubación, logrando gran reproducibilidad y excelente estabilidad. La inmovilización orientada de cada anticuerpo se llevó a cabo utilizando APBA, favoreciendo la formación del inmunocomplejo. La respuesta redox intrínseca de 6-PICA, fue escogida como señal electroanalítica. Mediante voltametría de onda cuadrada se detectó P20S y PSA, con límites de detección y cuantificación de 11 y 37 ng·mL-1 para P20S y de 0,11 y 0,37 ng·mL-1 para PSA, respectivamente. Se determinaron altas constantes de afinidad para P20S-mAb y PSA-Anti-KLK3, mostrando valores de 7,63x109 M-1 y 2,32x109 M-1 , respectivamente, indicando una gran selectividad frente a interferentes. Todas estas características proponen que la bioplataforma se pueda utilizar para detectar concentraciones de P20S y PSA dentro de niveles clínicamente relevantes.Una posible solución para el diagnóstico de cáncer son los estudios de seguimiento de biomarcadores tumorales. Si son detectados a tiempo y controlados durante un tratamiento adecuado, existe una excelente posibilidad de recuperación de muchos tipos de cáncer. Muchos tumores producen cantidades anormales de una molécula biológica conocida como biomarcador, la cual se encuentra en distintos fluidos corporales o tejidos indicando la presencia de cáncer. Los polímeros conductores (CPs) presentan características únicas como buena conductividad, estabilidad, reproducibilidad, biocompatibilidad y se producen a bajo costo. Además, cuando presentan estructuras nanométricas muestran buenas respuestas electroquímicas debido a un aumento del área activa, lo que demuestra su potencial uso como plataforma para la inmovilización orientada de la unidad de bioreconocimiento, correspondiente al anticuerpo específico al analito a detectar. En este trabajo, se desarrolló un inmunosensor electroquímico sin etiqueta basado en la inmovilización de anticuerpos específicos unido a un electrodo modificado con ácido aminofenilborónico/ácido poli-6-indolcarboxílico (APBA/6-PICA/GC) para la detección del antígeno prostático específico (PSA) y Proteasoma 20S (P20S). Las condiciones óptimas de cada paso en la obtención de la bioplataforma se enfocaron en el tiempo y la temperatura de incubación, logrando gran reproducibilidad y excelente estabilidad. La inmovilización orientada de cada anticuerpo se llevó a cabo utilizando APBA, favoreciendo la formación del inmunocomplejo. La respuesta redox intrínseca de 6-PICA, fue escogida como señal electroanalítica. Mediante voltametría de onda cuadrada se detectó P20S y PSA, con límites de detección y cuantificación de 11 y 37 ng·mL-1 para P20S y de 0,11 y 0,37 ng·mL-1 para PSA, respectivamente. Se determinaron altas constantes de afinidad para P20S-mAb y PSA-Anti-KLK3, mostrando valores de 7,63x109 M-1 y 2,32x109 M-1 , respectivamente, indicando una gran selectividad frente a interferentes. Todas estas características proponen que la bioplataforma se pueda utilizar para detectar concentraciones de P20S y PSA dentro de niveles clínicamente relevantes.Una posible solución para el diagnóstico de cáncer son los estudios de seguimiento de biomarcadores tumorales. Si son detectados a tiempo y controlados durante un tratamiento adecuado, existe una excelente posibilidad de recuperación de muchos tipos de cáncer. Muchos tumores producen cantidades anormales de una molécula biológica conocida como biomarcador, la cual se encuentra en distintos fluidos corporales o tejidos indicando la presencia de cáncer. Los polímeros conductores (CPs) presentan características únicas como buena conductividad, estabilidad, reproducibilidad, biocompatibilidad y se producen a bajo costo. Además, cuando presentan estructuras nanométricas muestran buenas respuestas electroquímicas debido a un aumento del área activa, lo que demuestra su potencial uso como plataforma para la inmovilización orientada de la unidad de bioreconocimiento, correspondiente al anticuerpo específico al analito a detectar. En este trabajo, se desarrolló un inmunosensor electroquímico sin etiqueta basado en la inmovilización de anticuerpos específicos unido a un electrodo modificado con ácido aminofenilborónico/ácido poli-6-indolcarboxílico (APBA/6-PICA/GC) para la detección del antígeno prostático específico (PSA) y Proteasoma 20S (P20S). Las condiciones óptimas de cada paso en la obtención de la bioplataforma se enfocaron en el tiempo y la temperatura de incubación, logrando gran reproducibilidad y excelente estabilidad. La inmovilización orientada de cada anticuerpo se llevó a cabo utilizando APBA, favoreciendo la formación del inmunocomplejo. La respuesta redox intrínseca de 6-PICA, fue escogida como señal electroanalítica. Mediante voltametría de onda cuadrada se detectó P20S y PSA, con límites de detección y cuantificación de 11 y 37 ng·mL-1 para P20S y de 0,11 y 0,37 ng·mL-1 para PSA, respectivamente. Se determinaron altas constantes de afinidad para P20S-mAb y PSA-Anti-KLK3, mostrando valores de 7,63x109 M-1 y 2,32x109 M-1 , respectivamente, indicando una gran selectividad frente a interferentes. Todas estas características proponen que la bioplataforma se pueda utilizar para detectar concentraciones de P20S y PSA dentro de niveles clínicamente relevantes.Una posible solución para el diagnóstico de cáncer son los estudios de seguimiento de biomarcadores tumorales. Si son detectados a tiempo y controlados durante un tratamiento adecuado, existe una excelente posibilidad de recuperación de muchos tipos de cáncer. Muchos tumores producen cantidades anormales de una molécula biológica conocida como biomarcador, la cual se encuentra en distintos fluidos corporales o tejidos indicando la presencia de cáncer. Los polímeros conductores (CPs) presentan características únicas como buena conductividad, estabilidad, reproducibilidad, biocompatibilidad y se producen a bajo costo. Además, cuando presentan estructuras nanométricas muestran buenas respuestas electroquímicas debido a un aumento del área activa, lo que demuestra su potencial uso como plataforma para la inmovilización orientada de la unidad de bioreconocimiento, correspondiente al anticuerpo específico al analito a detectar. En este trabajo, se desarrolló un inmunosensor electroquímico sin etiqueta basado en la inmovilización de anticuerpos específicos unido a un electrodo modificado con ácido aminofenilborónico/ácido poli-6-indolcarboxílico (APBA/6-PICA/GC) para la detección del antígeno prostático específico (PSA) y Proteasoma 20S (P20S). Las condiciones óptimas de cada paso en la obtención de la bioplataforma se enfocaron en el tiempo y la temperatura de incubación, logrando gran reproducibilidad y excelente estabilidad. La inmovilización orientada de cada anticuerpo se llevó a cabo utilizando APBA, favoreciendo la formación del inmunocomplejo. La respuesta redox intrínseca de 6-PICA, fue escogida como señal electroanalítica. Mediante voltametría de onda cuadrada se detectó P20S y PSA, con límites de detección y cuantificación de 11 y 37 ng·mL-1 para P20S y de 0,11 y 0,37 ng·mL-1 para PSA, respectivamente. Se determinaron altas constantes de afinidad para P20S-mAb y PSA-Anti-KLK3, mostrando valores de 7,63x109 M-1 y 2,32x109 M-1 , respectivamente, indicando una gran selectividad frente a interferentes. Todas estas características proponen que la bioplataforma se pueda utilizar para detectar concentraciones de P20S y PSA dentro de niveles clínicamente relevantes.Una posible solución para el diagnóstico de cáncer son los estudios de seguimiento de biomarcadores tumorales. Si son detectados a tiempo y controlados durante un tratamiento adecuado, existe una excelente posibilidad de recuperación de muchos tipos de cáncer. Muchos tumores producen cantidades anormales de una molécula biológica conocida como biomarcador, la cual se encuentra en distintos fluidos corporales o tejidos indicando la presencia de cáncer. Los polímeros conductores (CPs) presentan características únicas como buena conductividad, estabilidad, reproducibilidad, biocompatibilidad y se producen a bajo costo. Además, cuando presentan estructuras nanométricas muestran buenas respuestas electroquímicas debido a un aumento del área activa, lo que demuestra su potencial uso como plataforma para la inmovilización orientada de la unidad de bioreconocimiento, correspondiente al anticuerpo específico al analito a detectar. En este trabajo, se desarrolló un inmunosensor electroquímico sin etiqueta basado en la inmovilización de anticuerpos específicos unido a un electrodo modificado con ácido aminofenilborónico/ácido poli-6-indolcarboxílico (APBA/6-PICA/GC) para la detección del antígeno prostático específico (PSA) y Proteasoma 20S (P20S). Las condiciones óptimas de cada paso en la obtención de la bioplataforma se enfocaron en el tiempo y la temperatura de incubación, logrando gran reproducibilidad y excelente estabilidad. La inmovilización orientada de cada anticuerpo se llevó a cabo utilizando APBA, favoreciendo la formación del inmunocomplejo. La respuesta redox intrínseca de 6-PICA, fue escogida como señal electroanalítica. Mediante voltametría de onda cuadrada se detectó P20S y PSA, con límites de detección y cuantificación de 11 y 37 ng·mL-1 para P20S y de 0,11 y 0,37 ng·mL-1 para PSA, respectivamente. Se determinaron altas constantes de afinidad para P20S-mAb y PSA-Anti-KLK3, mostrando valores de 7,63x109 M-1 y 2,32x109 M-1 , respectivamente, indicando una gran selectividad frente a interferentes. Todas estas características proponen que la bioplataforma se pueda utilizar para detectar concentraciones de P20S y PSA dentro de niveles clínicamente relevantes.
Diseño, síntesis y evaluación biológica de compuestos derivados de 2-Benciloxi-2-feniletilamina como potenciales inhibidores del transportador de serotonina tipo humano (hSERT)
(2021) Almendras Riesco, Sebastián Ignacio; Pérez Hernández, Edwin Gregorio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Química
El transportador de serotonina (SERT), proteína responsable de la regulación de los niveles de serotonina en SNC, representa un blanco farmacológico en desórdenes psiquiátricos como depresión y ansiedad, siendo el uso de los inhibidores selectivos de la recaptura de serotonina (ISRS/SSRIs) el tratamiento farmacológico de primera línea para estos trastornos. En la búsqueda de nuevos compuestos con potencial terapéutico, se encuentran los derivados de β-alcoxi-β-feniletilamina, anteriormente evaluados en receptores de monoaminas e inhibidores de la enzima monoamino oxidasa. Dada su importancia, se han empleado diferentes rutas de síntesis para la obtención de β-alcoxi-β-feniletilaminas. En la búsqueda de nuevas metodologías de síntesis, el grupo de investigación del Dr. Edwin Pérez ha desarrollado una nueva reacción de aminooxigenación específica de estireno catalizado por cobre, teniendo como utilidad la preparación de derivados de 2-benciloxi-2-feniletilamina. Dada su similitud estructural con fluoxetina, resulta atractivo su potencial uso en el tratamiento de desórdenes psiquiátricos como depresión y ansiedad. Tomando en cuenta estos antecedentes y la información proveniente de estudios in-silico, además de las descripción de relaciones de estructura-actividad (SAR) de inhibidores comerciales, la presente tesis doctoral presenta resultados del diseño, síntesis y evaluación biológica de compuestos derivados de 2-benciloxi-2- feniletilamina con actividad inhibitoria en hSERT. El trabajo de síntesis consistió en la obtención de nuevos compuestos por medio de tres diferentes rutas sintéticas, siendo la síntesis y apertura de aziridinas catalizadas por cobre la ruta preferida de síntesis, presentando ventajas en el menor número de pasos de síntesis y las condiciones suaves de desprotección del grupo 2-nitrobencenosulfonamida, logrando aislar especialmente derivados que contengan bromo y yodo en su estructura. Por otra parte, se realizaron ensayos biológicos de los compuestos en hSERT empleando dos metodologías. La primera consistió en la evaluación de la actividad del transportador utilizando APP+ como sustrato fluorescente, obteniendo resultados iniciales sobre la actividad inhibitoria de los compuestos, sin la necesidad de utilizar radioligandos. Mientras que la segunda metodología consistió en la determinación del mecanismo de acción farmacológico de los derivados mediante experimentos de inhibición de transportadores de monoaminas acoplados a canales de Ca2+. Por medio de estos ensayos, se comprobó que los derivados de 2-benciloxi-2-feniletilamina actúan como bloqueadores de los transportadores de monoaminas. Adicionalmente, se determinó que estos compuestos son altamente selectivos por hSERT, en comparación a hDAT y hNET. Finalmente, como complemento a los datos experimentales se realizaron estudios de acoplamiento molecular, donde se observó que los derivados de 2-benciloxi-2-feniletilaminas interactuarían de manera similar a Fluoxetina. La adición de sustituyentes voluminosos como bromo y yodo favorecen las energías de unión mediante interacciones tipo van der Waals, sin observar diferencias significativas entre enantiómeros.
Diseño, síntesis y evaluación biológica de isosteros derivados de L-butionina sulfoximina y naftoquinonas con potencial actividad tripanosomicida
(2019) Thomas Riveros, Pablo Ignacio; Salas Sánchez, Cristián Osvaldo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química
El “mal de Chagas” es una de las tantas enfermedades endémicas presentes en el continente americano que es transmitido por el parásito Trypanosoma cruzi. Cada año mueren millones de personas a causa de ésta y otro número no menor, está en riesgo de contraerla. Los tratamientos existentes son escasos y poco eficientes, siendo sólo dos fármacos, nifurtimox y benznidazol, los utilizados. Sin embargo, debido a los efectos adversos y la baja efectividad en la etapa crónica de la enfermedad, se hace necesario la búsqueda de nuevas alternativas quimioterapéuticas. Dentro de algunas nuevas estrategias terapéuticas, es interesante reconsiderar el papel que tiene la L-butionina sulfoximina (L-BSO) en mamíferos y parásitos. Este compuesto es capaz de inhibir la síntesis de glutatión y por consecuencia la detripanotión (T(SH)2), un componente clave dentro de los mecanismos de defensa que posee T. cruzi frente al estrés oxidativo. Por esta razón, la combinación de LBSO con agentes que induzcan formación de especies reactivas de oxígeno (ROS), como nifurtimox y benznidazol, ha sido considerado como un posible tratamiento más eficaz en el manejo de esta patología. En paralelo, en los últimos años, se han reportado un conjunto de quinonas heterocíclicas que poseen efecto tripanosomicida, muchos ellos de mejor potencia que los fármacos de referencia. En función de lo anterior, esta tesis de doctorado se propuso aportar nuevas moléculas con potencial actividad tripanosomicida, que apunten a dos estrategias farmacológicas. Por un lado, nuevos análogos de L-BSO, que sean más eficaces en la disminución de los niveles de T(SH)2 y, por otra parte, nuevas quinonas heterocíclicas de mayor potencia que las estudiadas en nuestro grupo de investigación. Los principales resultados de esta tesis indican que, algunos de los análogos de LBSO sintetizados, lograron preliminarmente una disminución en los niveles deT(SH)2 en epimastigote de T. cruzi, principalmente los compuestos 6b y 20a. Estos efectos fueron observados a concentraciones cinco veces menor que L-BSO. Por otro lado, los derivados de quinonas 33a y 33b, mostraron los mayores efectos tripanosomicidas en epimastigote de T. cruzi, (IC50 = 1,72 y 6,04 M, respectivamente), comparados con nifurtimox (IC50 = 21,05 M). Además, ambos compuestos mostraron ser más selectivos hacia T. cruzi que células Vero, especialmente IV (Índice de selectividad: 32) e igualmente eficaces en la formatripomastigote del parásito. Finalmente, a partir de la información estructural de los compuestos más activos, se propusieron algunas modificaciones químicas para obtener una nueva familia de quinonas, de las cuales se destaca la molécula 41b.Este derivado resultó ser un potente agente tripanosomicida en la formatripomastigote (IC50 = 0,349 ± 0,089 M) y con una alta selectividad hacia T. cruzi comparado con células RAW (IS = 84). Este último, se considera el resultado más significativo de esta tesis, lo cual valida la hipótesis acerca de aquellas características farmacofóricas que debe poseer un compuesto con núcleo de quinonas para poseer actividad tripanosomicida y selectividad. Con estos resultados, es posible plantear que serían muy útiles estudios de potenciación entre nifurtimox o benznidazol con los análogos de L-BSO o las 2-aminoarilquinonas.
Diseño, síntesis, estudios de acoplamiento molecular y evaluación biológica de nuevos compuestos inhibidores de la vía de señalización Hedgehog.
(2019) Zárate Méndez, Ana María; Salas Sánchez, Cristián Osvaldo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química
Debido a que la activación aberrante de la vía de señalización Hedgehog (Hh) está relacionada con procesos de carcinogénesis, la inhibición de Hh ha surgido como una herramienta para el tratamiento de una amplia gama de cánceres humanos, donde el receptor Smoothened (Smo) ha sido el principal blanco terapéutico. El primer antagonista comercial de Smo vismodegib (GDC0449/Erivedge®), fue aprobado el año 2012 por la FDA para el tratamiento del carcinoma de células basales en etapas avanzadas de la enfermedad. Sin embargo, en los últimos años, han surgido mutaciones en Smo que confieren resistencia al tratamiento. Por esta razón, el desarrollo de nuevos antagonistas de Smo representa un desafío importante para la terapia del cáncer. Desde el punto de vista químico, una de las características comunes que presentan los inhibidores de Hh o antagonistas de Smo, es la presencia de un sistema heterocíclico como núcleo. Por ello, a partir de diversas evidencias reportadas en bibliografía y trabajos previos de nuestro grupo de investigación, en esta tesis se diseñaron, sintetizaron y evaluaron biológicamente un conjunto de nuevas purinas 2,6,9-trisustituidas como potenciales agentes antitumorales. De un total de 49 compuestos sintetizados, fueron seleccionados aquellos que presentaron el mejor perfil de potencia y selectividad en modelos de cáncer in vitro. Así, los compuestos 4r, 4s, 11a, 14g y 14j reportaron valores de IC50 en el rango de 1.2 a 40 µM en ensayos de viabilidad celular en un amplio panel de líneas celulares neoplásicas humanas, donde la apoptosis, fue el principal tipo de muerte celular observada para estos derivados, siendo estadísticamente más significativo el efecto producido por el compuesto 4s que además fue capaz de reprimir la expresión génica de Hh. Adicionalmente, ensayos de desplazamiento con Bodipy-Ciclopamina, estudios de genes reporteros (Gli-luciferasa) y estudios de la expresión génica mediante qRT-PCR, lograron identificar 4s como un nuevo antagonista de Smo. Estudios de acoplamiento molecular confirman que este derivado de purina se une al dominio transmembrana de Smo al igual que los antagonistas Smo aprobados clínicamente. Finalmente, en estudios in vivo, utilizando un modelo animal de ratón C57BL/6, el compuesto 4s vehiculizado en nanopartículas de fosfolípidos, mostró tener un efecto antitumoral en células B16F10 de melanoma murino (dependiente de Hh) al reducir la reincidencia tumoral y metástasis del tumor primario en única dosis de 1.5 mg de aplicación subcutánea. A partir de todo el trabajo realizado en esta tesis, se concluye que 4s es un prometedor agente antagonista de Smo, con un perfil citotóxico selectivo por células neoplásicas vs células no neoplásicas y con un notorio efecto antitumoral capaz de afectar específicamente el crecimiento y reincidencia de tumores dependientes de la vía Hh.Debido a que la activación aberrante de la vía de señalización Hedgehog (Hh) está relacionada con procesos de carcinogénesis, la inhibición de Hh ha surgido como una herramienta para el tratamiento de una amplia gama de cánceres humanos, donde el receptor Smoothened (Smo) ha sido el principal blanco terapéutico. El primer antagonista comercial de Smo vismodegib (GDC0449/Erivedge®), fue aprobado el año 2012 por la FDA para el tratamiento del carcinoma de células basales en etapas avanzadas de la enfermedad. Sin embargo, en los últimos años, han surgido mutaciones en Smo que confieren resistencia al tratamiento. Por esta razón, el desarrollo de nuevos antagonistas de Smo representa un desafío importante para la terapia del cáncer. Desde el punto de vista químico, una de las características comunes que presentan los inhibidores de Hh o antagonistas de Smo, es la presencia de un sistema heterocíclico como núcleo. Por ello, a partir de diversas evidencias reportadas en bibliografía y trabajos previos de nuestro grupo de investigación, en esta tesis se diseñaron, sintetizaron y evaluaron biológicamente un conjunto de nuevas purinas 2,6,9-trisustituidas como potenciales agentes antitumorales. De un total de 49 compuestos sintetizados, fueron seleccionados aquellos que presentaron el mejor perfil de potencia y selectividad en modelos de cáncer in vitro. Así, los compuestos 4r, 4s, 11a, 14g y 14j reportaron valores de IC50 en el rango de 1.2 a 40 µM en ensayos de viabilidad celular en un amplio panel de líneas celulares neoplásicas humanas, donde la apoptosis, fue el principal tipo de muerte celular observada para estos derivados, siendo estadísticamente más significativo el efecto producido por el compuesto 4s que además fue capaz de reprimir la expresión génica de Hh. Adicionalmente, ensayos de desplazamiento con Bodipy-Ciclopamina, estudios de genes reporteros (Gli-luciferasa) y estudios de la expresión génica mediante qRT-PCR, lograron identificar 4s como un nuevo antagonista de Smo. Estudios de acoplamiento molecular confirman que este derivado de purina se une al dominio transmembrana de Smo al igual que los antagonistas Smo aprobados clínicamente. Finalmente, en estudios in vivo, utilizando un modelo animal de ratón C57BL/6, el compuesto 4s vehiculizado en nanopartículas de fosfolípidos, mostró tener un efecto antitumoral en células B16F10 de melanoma murino (dependiente de Hh) al reducir la reincidencia tumoral y metástasis del tumor primario en única dosis de 1.5 mg de aplicación subcutánea. A partir de todo el trabajo realizado en esta tesis, se concluye que 4s es un prometedor agente antagonista de Smo, con un perfil citotóxico selectivo por células neoplásicas vs células no neoplásicas y con un notorio efecto antitumoral capaz de afectar específicamente el crecimiento y reincidencia de tumores dependientes de la vía Hh.Debido a que la activación aberrante de la vía de señalización Hedgehog (Hh) está relacionada con procesos de carcinogénesis, la inhibición de Hh ha surgido como una herramienta para el tratamiento de una amplia gama de cánceres humanos, donde el receptor Smoothened (Smo) ha sido el principal blanco terapéutico. El primer antagonista comercial de Smo vismodegib (GDC0449/Erivedge®), fue aprobado el año 2012 por la FDA para el tratamiento del carcinoma de células basales en etapas avanzadas de la enfermedad. Sin embargo, en los últimos años, han surgido mutaciones en Smo que confieren resistencia al tratamiento. Por esta razón, el desarrollo de nuevos antagonistas de Smo representa un desafío importante para la terapia del cáncer. Desde el punto de vista químico, una de las características comunes que presentan los inhibidores de Hh o antagonistas de Smo, es la presencia de un sistema heterocíclico como núcleo. Por ello, a partir de diversas evidencias reportadas en bibliografía y trabajos previos de nuestro grupo de investigación, en esta tesis se diseñaron, sintetizaron y evaluaron biológicamente un conjunto de nuevas purinas 2,6,9-trisustituidas como potenciales agentes antitumorales. De un total de 49 compuestos sintetizados, fueron seleccionados aquellos que presentaron el mejor perfil de potencia y selectividad en modelos de cáncer in vitro. Así, los compuestos 4r, 4s, 11a, 14g y 14j reportaron valores de IC50 en el rango de 1.2 a 40 µM en ensayos de viabilidad celular en un amplio panel de líneas celulares neoplásicas humanas, donde la apoptosis, fue el principal tipo de muerte celular observada para estos derivados, siendo estadísticamente más significativo el efecto producido por el compuesto 4s que además fue capaz de reprimir la expresión génica de Hh. Adicionalmente, ensayos de desplazamiento con Bodipy-Ciclopamina, estudios de genes reporteros (Gli-luciferasa) y estudios de la expresión génica mediante qRT-PCR, lograron identificar 4s como un nuevo antagonista de Smo. Estudios de acoplamiento molecular confirman que este derivado de purina se une al dominio transmembrana de Smo al igual que los antagonistas Smo aprobados clínicamente. Finalmente, en estudios in vivo, utilizando un modelo animal de ratón C57BL/6, el compuesto 4s vehiculizado en nanopartículas de fosfolípidos, mostró tener un efecto antitumoral en células B16F10 de melanoma murino (dependiente de Hh) al reducir la reincidencia tumoral y metástasis del tumor primario en única dosis de 1.5 mg de aplicación subcutánea. A partir de todo el trabajo realizado en esta tesis, se concluye que 4s es un prometedor agente antagonista de Smo, con un perfil citotóxico selectivo por células neoplásicas vs células no neoplásicas y con un notorio efecto antitumoral capaz de afectar específicamente el crecimiento y reincidencia de tumores dependientes de la vía Hh.
Mecanismos de muerte celular inducidos por acción de la luz visible y fotosensibilizadores flavínicos en disolución e incorporados en nanopartículas sililadas para aplicación en terapia fotodinámica
(2017) Muñoz Figueroa, Marcelo Alejandro; Edwards M., Ana M.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química
La terapia fotodinámica (PDT) se ha convertido en una alternativa terapéutica eficiente frente a los tratamientos convencionales para el cáncer. Requiere el uso de un sensibilizador fotoquímico y luz visible para inducir muerte celular pese a que los mecanismos por los cuales se induce una muerte celular programada son multifactoriales, siendo la localización intracelular del fotosensibilizador una característica esencial. La riboflavina es un sensibilizador fotoquímico endógeno, siendo a la vez un compuesto que está presente en todos los organismos aeróbicos como precursor de los cofactores de todas las flavoenzimas conocidas. Para esta función biológica se requiere cantidades catalíticas del compuesto, las que son insuficientes para provocar los efectos requeridos en terapia fotodinámica. Para aumentar la incorporación a sistemas biológicos en nuestro laboratorio se ha esterificado los cuatro grupos hidroxilo de la cadena ribitil y se ha obtenido derivados hidrofóbicos que mantienen las propiedades fotofísicas y fotoquímicas del fotosensibilizador. En esta tesis, he estudiado los mecanismos de muerte celular inducidos por acción de la luz visible y fotosensibilizadores flavínicos en células humanas de leucemia HL-60, y en células de carcinoma de útero HeLa, que crecen adheridas al sustrato formando una mono capa. Se demostró que la acción conjunta de la luz visible y fotosensibilizadores flavínicos induce muerte celular programada por apoptosis y también por autofagia, utilizando microscopía electrónica de transmisión, citometría de flujo, microscopía de fluorescencia utilizando marcadores de lisosomas, en conjunto con inhibidores de autofagia. Estos mecanismos presentan la ventaja de no provocar inflamación lo que disminuye los efectos secundarios de una terapia. Con el objetivo de mejorar la fotoestabilidad y la incorporación de la riboflavina se estudió la posibilidad de incorporarla a nanopartículas. Para poder incorporar el fotosensibilizador en forma estable se preparó un derivado tetrasililado de la riboflavina, el que mantiene sus propiedades fotofísicas, fotoquímicas. En una primera etapa se sintetizó nanopartículas magnéticas que fueron caracterizadas por microscopía electrónica de transmisión. El fotosensibilizador fue incorporado haciendo reaccionar el compuesto tetrasililado con una capa de sílica con la que se recubrió la nanopartícula magnética. Se sintetizó nanopartículas de silicio, a las que se unió covalentemente el compuesto sililado de riboflavina. Las nanopartículas resultaron fotoactivas e producen efectos foto-tóxicos en células HL-60 cuando se irradian con luz azulin-vitro.

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