Estudio de las propiedades antioxidantes y neuroprotectoras de nuevos quimiotipos benzodiacepínicos análogos de curcumina con propiedades drug-like

Abstract

1. ANTECEDENTES Como consecuencia del aumento paulatino del envejecimiento de la población a nivel mundial, las enfermedades neurodegenerativas como la Enfermedad de Parkinson (EP) o la Enfermedad de Alzheimer (EA), son de gran prevalencia y suponen un gran coste económico. Asimismo, su aparición está relacionada con las condiciones y estilo de vida actuales, sobre todo en países desarrollados. La EP es una enfermedad crónica que se caracteriza por ser un proceso neurodegenerativo del sistema nervioso central, progresivo e irreversible, presentando manifestaciones motoras y no motoras. Habitualmente comienza con un temblor episódico unilateral en la mano, que tiende a ser constante en pocos meses; a ello se suma posteriormente la lentitud y rigidez del lado afectado y la dificultad para realizar de manera eficiente tareas motoras cotidianas. En un período de tiempo que varía de meses a pocos años, los síntomas empiezan a percibirse del lado opuesto del cuerpo y se advierten alteraciones de la marcha. De todos estos síntomas motores, el más frecuente es el temblor en reposo, acompañado de bradicinesia y/o rigidez. Además, se pueden asociar síntomas secundarios o no motores, como ansiedad, insomnio, depresión y disminución del sentido del olfato. La prevalencia de la enfermedad de Parkinson en la población general se estima en 0.3%, aunque entre personas con 65 a 90 años se incrementa exponencialmente hasta 3%. Sólo 10% de todos los pacientes con la enfermedad la manifiesta antes de los 40 años. La EP es un trastorno neurodegenerativo que como característica patológica presenta una pérdida de células (neuronas productoras de dopamina) en la sustancia negra compacta del Sistema Nervioso Central. Asimismo, esta patología presenta una distribución de inclusiones de agregados de proteína (sinucleína inmunoreactiva, conocidos como cuerpos de Lewy). Por otro lado existen también mutaciones de los genes que codifican para proteínas tales como Ubiquitina Hidrolasa C – terminal 1 (UCH – L1), Parkina (PRKIN), LRRK 2, PINK 1 Y DJ 1. El gen LRRK 2 (PARK8) es el más relacionado con la EP familiar y es el que más peso tiene en relación a la genética de la enfermedad, con una frecuencia en pacientes con antecedentes familiares de dicha enfermedad de 5-7%. Entre los mecanismos moleculares causantes de la neurodegeneración, el estrés oxidativo ha recibido especial atención en la última década, por ser un proceso común en muchas de las patologías neurodegenerativas y metabólicas implicadas en el envejecimiento. El estrés oxidativo se produce como consecuencia de la acumulación de especies reactivas del oxígeno (ERO), las cuales disminuyen la viabilidad celular, producen un aumento de los niveles intracelulares de calcio y de peroxidación lipídica. El incremento en la generación de ERO, un déficit en las defensas antioxidantes, la disminución en la eficiencia de los mecanismos de reparación del DNA y la proteólisis, junto con la pérdida de regulación del sistema inmune, son componentes que colaboran primariamente al aumento del estrés oxidativo y por tanto, llevarán al daño neuronal progresivo. Las ERO pueden ser originadas por distintas vías, como podrían ser las interacciones directas por medio de metales con actividad REDOX y especies de oxígeno, o por vías indirectas que engloba la activación de enzimas como NADPH oxidasas o la óxido nítrico sintasa (ONS). El inicio químico de la mayoría de los radicales libres necesita la activación de oxígeno molecular. algunos ejemplos de ERO son el radical anión superóxido, el radical hidroxilo y el peróxido de hidrógeno. Por todo ello es necesario abordar nuevas estrategias desde el punto de vista de la química Médica y de la Medicina Traslacional, que permitan descubrir nuevas entidades químicas con potencial terapéutico real como antioxidantes, capaces de reducir el impacto de las ERO en el mantenimiento de la homeostasis celular, y que además abran el abanico a la identificación de nuevas dianas terapéuticas con mecanismos de acción novedosos frente a enfermedades neurodegenerativas como la Enfermedad de Parkinson y el envejecimiento. Compuestos antioxidantes bien conocidos como curcumina y resveratrol han recibido en los últimos años especial atención por su potencial terapéutico ante numerosas patologías. Sin embargo ambos compuestos carecen de propiedades drug-like por lo que su baja biodisponibilidad, baja estabilidad y baja resistencia metabólica han penalizado todos los ensayos clínicos que se han realizado hasta el momento, por lo que se hace necesario nuevas líneas de investigación con derivados que constituyan una buena alternativa terapéutica frente a enfermedades neurodegenerativas. 2. OBJETIVOS Dentro de las estrategias, el presente proyecto de tesis tiene como objetivo general la determinación del carácter neuroprotector de nuevos análogos no simétricos de curcumina como agentes antioxidantes con potencial terapéutico frente a enfermedades neurodegenerativas como la Enfermedad de Parkinson, mediante su estudio in vitro en líneas celulares neuronales en condiciones de estrés oxidativo así como su estudio in vivo frente a modelos establecidos de dicha enfermedad en ratón. 3. CRONOGRAMA/ PLAN DE TRABAJO 1. Estudio del carácter antioxidante (AOX) de los compuestos mediante su ensayo por los métodos de FRAP, DMPD, DPPH y ABTS. 2. Determinación de la citotoxicidad frente a la línea celular neuronal SH-SY5Y de neuroblastoma humano, de los compuestos que hayan demostrado el mejor perfil antioxidante en los ensayos AOX, así como en las líneas celulares no neuronales HepG2. 3. Estudio del carácter neuroprotector como antioxidantes de aquellos compuestos con menor citotoxicidad frente a la línea celular neuronal SH-SY5Y de neuroblastoma humano, en condiciones de estrés oxidativo por tratamiento con 6-hidroxidopamina (6OHDA), MPTP y rotenona. 4. Evaluación de marcadores significativos de estrés oxidativo como malondialdehído, relación glutatión oxidado/ glutatión reducido, así como de las principales enzimas antioxidantes (superóxido dismutasa, catalasa y glutatión peroxidasa) en lisados celulares de la línea SH-SY5Y tratada con los compuestos que hayan mostrado el mejor perfil antioxidante, citotóxico y de neuroprotección, en condiciones de estrés oxidativo. 5. Estudio de la apoptosis celular en la línea celular neuronal SH-SY5Y tratadas con los antioxidantes que hayan presentado mejor perfil antioxidante, citotóxico y neuroprotector, en condiciones de estrés oxidativo, mediante técnicas de citometría de flujo.