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Evaluación de la actividad anticancerígena de nuevos híbridos moleculares de tetrahidroquinolina/isoxazolina y derivados indeno [2,1c] quinolínicos, y determinación del modo de acción de algunos híbridos moleculares en células de melanoma murino

Resumen

Debido al constante aumento en los casos de incidencia del cáncer, así como el aumento a la resistencia generada a los fármacos convencionalmente empleados, surge la necesidad de identificar nuevos compuestos con actividad citotóxica que puedan ser empleados para el tratamiento de esta enfermedad. Esta necesidad de encontrar fármacos más efectivos motivó al desarrollo de esta tesis doctoral, que tuvo como objetivo general evaluar la actividad anticancerígena de una nueva familia de híbridos moleculares a partir de los farmacóforos tetrahidroquinolina e isoxazolina, así como una familia de compuestos indenoquinolínicos análogos al antitumoral TAS-103. De esta forma, inicialmente se evaluó el efecto citotóxico de 16 híbridos moleculares y 16 compuestos indenoquinolínicos sobre las líneas celulares de adenocarcinoma de pulmón (A549), hígado (Hep-G2), cérvix (HeLa), mama (MCF-7) y melanoma murino (B16F10), junto con la línea no cancerígena de riñón de mono verde africano (Vero), empleando los métodos de MTT y cristal violeta. Con base en los resultados obtenidos se seleccionaron los híbridos 3a, 3i, y 3m, quienes presentaron el mejor efecto citotóxico con CC50= 11,37, 21,95, y 25,59 μM, respectivamente, en la línea celular de melanoma murino B16F10. Adicionalmente, como criterio de selección también se tomó en cuenta el índice de selectividad (IS), es decir la relación del efecto citotóxico de los compuestos en una línea celular no cancerígena (Vero) frente a una línea celular cancerígena. Después, con el fin de conocer el modo de acción de estos híbridos, se evaluó el efecto en la inducción de procesos de muerte celular mediante citometría de flujo empleando Anexina-v y 7-AAD, así como la liberación de citocromo c como biomarcador para apoptosis mediada por la mitocondria. Adicionalmente, se evaluaron los daños en potencial de membrana, empleando rodamina 123, y el efecto de los híbridos sobre la actividad de algunas enzimas de la vía glucolítica y enzimas antioxidantes. Finalmente, para conocer el mecanismo de acción de los híbridos moleculares sobre la mitocondria, como blanco terapéutico, se evaluó su efecto sobre la bioenergética mitocondrial en mitocondrias aisladas de hígado de rata, así como en la respiración celular en las células B16F10 empleando técnicas polarográficas y espectrofotométricas. Los resultados obtenidos sugieren que los híbridos 3a, 3i, y 3m presentan actividad citotóxica en la línea de melanoma murino B16F10, después de 48 horas de tratamiento. Su actividad citotóxica induce procesos de muerte celular apoptótica, con liberación de citocromo c para el híbrido 3a. Además, el efecto citotóxico en B16F10 estaría relacionado al posible aumento en las especies reactivas de oxígeno, debido a la inhibición de ⁓52% y ⁓68% en la actividad de la catalasa para los híbridos 3a y 3m, respectivamente. Asimismo, el aumento en las especies reactivas de oxígeno puede ser consecuencia del bloqueo en el transporte de electrones desde el complejo I al complejo III de la cadena respiratoria mitocondrial, representado en la disminución de la velocidad del consumo de oxígeno en estado 3 por el híbrido 3a (⁓42%, 1 μM), cuando la mitocondria es energizada con glutamato. Por otra parte, los híbridos moleculares disminuyen el flujo de sustratos a través de la vía glucolítica, inhibiendo enzimas importantes en la regulación de esta vía como lo son la hexoquinasa, enzima inhibida en ⁓30%, ⁓20% y ⁓45%, para los híbridos 3a, 3i, y 3m, respectivamente, y la enzima piruvato quinasa, inhibida por los híbridos 3a (⁓50%), 3i (⁓26%), y 3m (⁓40%). Finalmente, los resultados obtenidos corroboran la hipótesis de que los híbridos moleculares de tetrahidroquinolina/isoxazolina y los derivados de las Indeno[2,1-c]quinolinas presentan efectos citotóxicos promisorios y selectivos sobre algunas de las líneas celulares cancerígenas A549, Hep-G2, HeLa, MCF 7, o B16F10. Además, inducen procesos de muerte celular programada, inhibiendo rutas metabólicas involucradas en la proliferación celular o modulando las funciones de los complejos de la cadena respiratoria mitocondrial. Además, los resultados obtenidos indican que los híbridos de tetrahidroquinolina/isoxazolina podrían ser una buena alternativa al tratamiento del melanoma, gracias a su efecto citotóxico relacionado con la modulación de la bioenergética mitocondrial, inhibición de vías metabólicas y alteraciones en el sistema redox.