Bioconjugació de poliols i tiols amb agents antivírics

Abstract

El VIH-1 segueix essent un dels problemes més greus de la sanitat pública mundial, especialment als països del tercer món. La fase més avançada de la infecció pel VIH és la SIDA (síndrome d’immunodeficiència adquirida). La present Tesi Doctoral descriu els nostres esforços en la síntesi d’una nova generació de microbicides (4a generació), uns conjugats de fàrmacs antivirals a estructures polimèriques o suports per aconseguir un agent tòpic amb una absorció controlada. Així, després d’una introducció sobre la SIDA i els microbicides, el Capítol 1 tracta de l’obtenció de 14 anàlegs del BMS806, els quals, gràcies a la col·laboració amb el Laboratori d’Immunobiologia Molecular, es va poder assajar biològicament com inhibidors d’entrada, concloent que els millors candidats eren els productes obtinguts substituïts a la posició C7 de l’indol o indole. El Capítol 2 inclou l’obtenció de més derivats dels BMS806, assajant la cicloaddició [3+2] catalitzada per salts de Cu(I) dels azidoderivats del Capítol 1. També s’han sintetitzat diferents lligands capaços d’estabilitzar els ions de Cu(I) enfront de l’oxidació i de solubilitzar els complexos de Cu(I) que es formen, per ajudar a disminuir la citotoxicitat d’aquesta reacció. A més a més, es va intentar preparar un lligand nou, tot i que sense èxit. S’han optimitzat les condicions per dur a terme la reacció de cicloaddició [3+2] per a substrats tant polars com la βCD en medis aquosos, aconseguint reduir significativament la quantitat de Cu(I) amb l’ajuda d’un lligand. Dins del tema de reaccions de tipus click, en el Capítol 3 es presenta el desenvolupament d’un mètode bioortogonal basat en addicions conjugades simples de tiols a triples enllaços terminals activats en condicions fisiològiques i sense additius. La conjugació de fàrmacs amb anticossos, biomolècules i macromolècules està esdevenint, cada vegada més, una estratègia d’especial interès en l’àmbit biomèdic. A més, també és sabut que permet desenvolupar vies menys tòxiques d’administració de medicaments. Amb l’objectiu d’aconseguir un gel microbicida, en el Capítol 4 s’exposa la síntesi de diferents conjugats entre la βCD i els millors candidats anàlegs del BMS806 mitjançant la reacció de cicloaddició [3+2], que s’han pogut assajar biològicament. Satisfactòriament, es va comprovar que els productes substituïts a la posició 7 de l’indol inhibeixen clarament la infecció per VIH-1 (tant de la soca X4 com la R5). En aquest mateix capítol, també es recullen les millors condicions per a la síntesi del HPG i diferents anàlegs, un polímer amb una excel·lent biocompatibilitat, d’estructura compacta, globular, versàtil pel que fa a la seva funcionalització i, pensem, bon candidat com a suport del fàrmac per aconseguir el microbicida desitjat. També s’ha conjugat el HPG amb derivats del BMS mitjançant les dues vies estudiades durant la Tesi, la cicloaddició [3+2] i l’addició conjugada de tiols a propinamides.

Finalment, en el Capítol 5 de la present Tesi es mostren tots els resultats recollits, en el Laboratori d’Immunobiologia Molecular de l’Hospital General Universitario Gregorio Marañon de Madrid, pel que fa a la citotoxicitat de tots els productes analitzats i a la inhibició del VIH. Hi ha percentatges d’infecció de les cèlul·les, després de l’exposició al virus, que són molt prometedors.

HIV-1 is still one of the most serious problems of global public health, especially in third world countries. The most advanced stage of HIV infection is AIDS (acquired immunodeficiency syndrome). The present Doctoral Thesis describes our efforts in the synthesis of a new generation of microbicides (4th generation), which are conjugates of antiviral drugs to polymeric structures or scaffolds to achieve a topical agent with controlled absorption. Thus, after an introduction on AIDS and microbicides, Chapter 1 deals with the preparation of 14 analogues of BMS806, which could be biologically tested as entry inhibitors, concluding that the best candidates were the products substituted on position 7 of indole. Chapter 2 includes the preparation of more derivatives of BMS806, testing the Cu(I)-catalyzed [3+2] cycloaddition of the azides shown in Chapter 1. Also, several ligands have been synthesized to reduce the cytotoxicity of this reaction. The conditions for carrying out the [3+2] cycloaddition reaction with polar substrates such as βCD in aqueous media have been optimized. Within the click reactions, Chapter 3 presents the development of a bioortogonal method based on the simple conjugate additions of thiols to activated terminal triple bonds under physiological conditions, without additives. In order to achieve a microbicide gel, Chapter 4 presents the synthesis of different conjugates from βCD and the best analogous candidates of BMS806 by [3+2] cycloaddition, which could be tested biologically. Also Chapter 4, we summarize the best conditions for the synthesis of HPG and analogues, a good candidate as a drug support to achieve the desired microbicide. HPG was also conjugated with BMS derivatives through the two reactions studied during this Thesis, the [3+2] cycloaddition and the conjugated addition of thiols to propynamides. Finally, in Chapter 5 all the results obtained in the Laboratory of Molecular Immunobiology at the Gregorio Marañón General University Hospital in Madrid were collected. Cytotoxicity and inhibition of HIV of all samples were analyzed. Some products afford percentages of infection of the cells, after exposure to the virus, which are very promising.