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

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dc.contributor.advisorMéndez Sánchez, Stelia Carolina
dc.contributor.advisorRomero Bohórquez, Arnold Rafael
dc.contributor.authorVesga Gamboa, Luis Carlos
dc.date.accessioned2024-03-04T00:55:23Z
dc.date.available2020
dc.date.available2024-03-04T00:55:23Z
dc.date.created2020
dc.date.issued2020
dc.description.abstractDebido 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.
dc.description.abstractenglishDue to the constant increase in cases of cancer incidence, as well as the increase in resistance generated to the conventional drugs, arise the neccessity to identify new compounds with cytotoxic activity that can be used to treat this disease. For that reason to find more effective drugs motivated the development of this doctoral thesis, which had as general objective to evaluate the anticancer activity of a new family of molecular hybrids from the tetrahydroquinoline and isoxazoline pharmacophores, as well as a family of indenoquinolinic compounds analogous to antitumoral TAS-103. In this way, the cytotoxic effect of 16 molecular hybrids and 16 indenoquinolin compounds on the cell lines of lung adenocarcinoma, A549, liver (Hep-G2), cervix (HeLa), mother (MCF-7) and murine melanoma (B16F10) along with the non-carcinogenic line of African green monkey kidney (Vero) was evaluated using the MTT and crystal violet methods. Based on the selected results, hybrids 3a, 3i, and 3m were selected, which have the best cytotoxic effect with CC50 = 11.37, 21.95, and 25.59 µM, respectively, in the murine melanoma cell line B16F10. Furthermore, as a selection criterion, the selectivity index (SI) was also taken into account, that is, the ratio of the cytotoxic effect of the compounds in a non-cancer cell line (Vero) compared to a cancer cell line. Then, to know the mode of action of these hybrids, the effect on the induction of cell death processes was evaluated by flow cytometry using Annexin-v and 7-AAD, as well as the release of cytochrome c as a biomarker for mitochondria-mediated apoptosis. Besides, assess the damage to membrane potential using rhodamine 123, and the effect of hybrids on the activity of some glycolytic enzymes and antioxidant enzymes. Finally, to know the mechanism of action of molecular hybrids on mitochondria, as a therapeutic target, we evaluated their effect on mitochondrial bioenergetics in mitochondria affected by rat liver, as well as on cellular respiration in B16F10 cells using polarographic and spectrophotometric techniques. . The results indicated that hybrids 3a, 3i, and 3m show cytotoxic activity in the B16F10 murine melanoma line, after 48 hours of treatment. Its cytotoxic activity induces apoptotic cell death processes, with release of cytochrome c for hybrid 3a. Furthermore, the cytotoxic effect on B16F10 was related to the possible increase in reactive oxygen species, due to the 3a and 3m hybrids, respectively. Similarly, the increase in reactive oxygen species may be a consequence of the blockage in the transport of electrons from complex I to complex III of the mitochondrial respiratory chain, presented in the decrease in the rate of oxygen consumption in state 3 by hybrid 3a 1 µM), when the mitochondria is energized with glutamate. On the other hand, molecular hybrids decrease the flow of substrates through the glycolytic pathway, inhibiting important enzymes in the regulation of this pathway such as for hybrids 3a, 3i, and 3m, respectively, and the pyruvate kinase enzyme, inhibited by hybrids 3a 3i 3m Finally, the results obtained corroborate the hypothesis that the molecular hybrids of tetrahydroquinoline / isoxazoline and the derivatives of the Indeno [2,1-c] quinolines show promising and selective cytotoxic effects on some of the A549, Hep-G2, cancer cell lines. HeLa, MCF 7, or B16F10. Furthermore, they induce processes of programmed cell death, inhibiting metabolic pathways involved in cell proliferation or modulating the functions of complexes of the mitochondrial respiratory chain. Furthermore, the results indicating that tetrahydroquinoline / isoxazoline hybrids may be a good alternative to the treatment of melanoma, due to their cytotoxic effect related to modulation of mitochondrial bioenergetics, inhibition of metabolic pathways, and alterations in the redox system. 3 Doctoral
dc.description.degreelevelDoctorado
dc.description.degreenameDoctor en Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/40826
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programDoctorado en Química
dc.publisher.schoolEscuela de Química
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectActividad citotóxica
dc.subjectCáncer
dc.subjectEspecies reactivas de oxígeno
dc.subjectFosforilación oxidativa
dc.subjectHíbridos de tetrahidroquinolina/isoxazolina
dc.subjectMelanoma
dc.subjectMitocondria
dc.subjectMuerte celular.
dc.subject.keywordCancer
dc.subject.keywordCytotoxic activity
dc.subject.keywordDeath cell
dc.subject.keywordMelanoma
dc.subject.keywordMitochondria
dc.subject.keywordOxidative phosphorylation
dc.subject.keywordReactive oxygen species
dc.subject.keywordTetrahydroquinoline/isoxazoline hybrids.
dc.titleEvaluación 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
dc.title.englishAnticancer Activity of new molecular hybrids of tetrahydroquinoline/isoxazoline and Indeno [2, 1c] quinolinic derivates3
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
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dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
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