Dendrímeros híbridos ppv-pamam y ligandos que se autoensamblan en "pseudodendrímeros" con potenciales aplicaciones biomédicas

Resumen

En esta Tesis Doctoral se presenta la síntesis, caracterización y propiedades de diferentes estructuras dendríticas y "pseudodendríticas" así como su aplicación en el campo de la biomedicina. En ella se describen varias rutas sintéticas con el fin de preparar sistemas multicromofóricos dendríticos con una estructura híbrida de tipo poli(amidoamina) (PAMAM) y poli(fenilenvinileno) (PPV). Inicialmente la síntesis de estos compuestos se llevó a cabo mediante una metodología convergente. Este tipo de aproximación permitió acceder a diversos dendrones de tipo PPV, PAMAM e híbridos de ambos con diferentes grupos funcionales en la periferia y en el punto focal, aunque no parece la más adecuada para obtener dendrímeros híbridos con capas alternas PPV-PAMAM-PPV, que era uno de los objetivos buscados. De manera alternativa, y a través de una metodología sintética divergente, fue posible obtener dendrímeros híbridos PPV-PAMAM de una manera sencilla, rápida y eficaz. Partiendo de dos núcleos rígidos PPV con diferente número de grupos en periferia (tri y tretafuncionales) se ha podido hacer crecer ramas de PAMAM hasta la tercera generación. Debido a que este tipo de compuestos con grupos amino en periferia son adecuados para ser usados en terapia génica, se realizó un estudio detallado sobre el potencial de estas moléculas como agentes de transfección génica no viral en células neuronales. El dendrímero de primera generación Transgeden® forma dendriplejos con siRNA que pueden ser incorporados en células neuronales con una eficacia mayor al 90% y sin ninguna toxicidad hasta concentraciones de dendrímero 3 µM, induciendo el silenciamiento de genes. Este resultado sugiere que este nuevo dendrímero es una alternativa simple y eficiente a los vectores virales y merece ser investigado de forma más detallada como agente de entrega génica no viral. A este respecto, se ha demostrado que el Transgeden® puede introducir un siRNA específico en neuronas granulares de cerebelo de rata y silenciar la proteína cofilina-1, lo que protege parcialmente a las células de la muerte mediada por N-metil D-aspartato. Por último, se describe la síntesis de diversos ligandos anfifílicos que pueden autoensamblarse en micelas esféricas policatiónicas, "pseudodendrímeros", y son capaces de unirse de manera multivalente a heparina. Estas arquitecturas imitan el comportamiento de proteínas construidas covalentemente como la protamina y macromoléculas esféricas como los dendrímeros en términos de afinidad y forma de interaccionar. Además, estos sistemas de bajo peso molecular fueron diseñados para que fuesen biodegradables en productos inocuos y reducir así los riesgos de toxicidad asociados con macromoléculas catiónicas cuando son empleadas en sistemas biológicos. Se ha demostrado que en condiciones sencillas, estos compuestos son al menos tan efectivos como la protamina en su unión a la heparina. También, se ha podido visualizar mediante microscopia electrónica la unión de estos mímicos de la protamina a lo largo de las cadenas poliméricas de la heparina en un modelo denominado "cuentas de collar". Por tanto, ésta puede ser la primera etapa en busca de la aplicación clínica de estos materiales sencillos que podrían calificarse como nuevos antídotos de la heparina, los cuales podrían evitar ciertos riesgos derivados del uso de la protamina que están presentes en la actualidad.