Evaluación in vitro e in silico de una libreria de diterpenos de origen marino (2019)
El cáncer es un grupo de enfermedades caracterizado por un crecimiento descontrolado de células anormales y la colonización otros tejidos, que puede resultar en la muerte del paciente. Estas enfermedades tienen una alta prevalencia, incidencia y mortalidad a nivel mundial. Actualmente, existe un gran arsenal terapéutico para el tratamiento de estas enfermedades, sin embargo existe una necesidad constante de buscar compuestos nuevos y con mayor efectividad en la terapéutica de esta patología. Dentro de los compuestos de origen natural, que se han caracterizado por ser buenos agentes citotóxicos, los diterpenos han mostrado ser uno de los metabolitos especializados con mayor potencial para el tratamiento del cáncer. Los organismos marinos, como los octocorales y las algas, son una fuente prolífica de diterpenos, convirtiéndolos en una fuente rica de agentes antitumorales. Como parte de los estudios llevados a cabo al interior del grupo de investigación Estudio y aprovechamiento de productos naturales marinos y frutas de Colombia, sobre los diterpenos aislados de octocorales, en este trabajo se evaluó la actividad citotóxica de una librería compuesta por 32 miembros, de origen tanto natural como semisintético, frente a tres líneas celulares de cáncer humano, A549 (cáncer de pulmón), MCF7 (adenocarcinoma de mama) y PC3 (cáncer de próstata) a través del ensayo de viabilidad celular MTT. Así, se seleccionaron tres diterpenos con actividad citotóxica frente a las tres líneas celulares, los compuestos 1, 17 y 26, quienes presentaron valores de concentración inhibitoria 50 (IC50) menores a 30 µM. Para determinar si los compuestos activos son inductores de la apoptosis o de necrosis, se evaluó el tipo de efecto citotóxico a través del uso de ensayos de citometría de flujo empleando los fluorocromos Anexina V y 7AAD. Se evaluaron las concentraciones IC25, IC50 y IC75 de cada uno de los compuestos frente a línea celular A549. A través del análisis de la población celular positiva para cada uno de los fluorocromos se determinó que los tres compuestos fueron inductores de la apoptosis en esta línea celular. Posteriormente, para determinar si la inducción de la apoptosis observada es a través de un efecto antimitótico, se evaluó la interacción de los tres ligandos con la tubulina por RMN. Esto fue llevado a cabo, a través del experimento STD, donde fue posible determinar los epítopos de unión de cada uno de los ligandos. Adicionalmente, a través de medidas de los tiempos de relajación T1 y T2 y del coeficiente de difusión se caracterizó completamente la interacción observada en el experimento STD. Finalmente, un estudio computacional que incluyó estudios de acoplamiento molecular y simulaciones de dinámica molecular en los sitios de unión del taxol y la colchicina fue llevado a cabo para establecer un modelo de unión ligando-receptor. Con esto se logró proponer que estos ligandos interactúan con la tubulina en el sitio de unión del taxol, encontrando interacciones con residuos clave de este sitio de unión, como la Thr276, His229 y Arg284. Así mismo, estas interacciones fueron observadas a lo largo de las simulaciones de dinámica molecular indicando una alta estabilidad en este sitio de unión. De esta manera, este estudio se presenta como punto de partida para la identificación y optimización de los diterpenos de origen marino seleccionados, con el objetivo de mejorar sus propiedades antitumorales. También se resalta el poder que tienen la integración de estudios de interacción por RMN, con ensayos de actividad biológica in vitro y predicciones computacionales en la búsqueda de compuestos con actividad antitumoral.