Recerca i caracterització de nous

Abstract

La present tesi doctoral està enfocada al desenvolupament de noves petites molècules dirigides a diferents dianes del càncer. Els descobriments recents sobre la seqüenciació genòmica del càncer han revelat que molts dels gens involucrats en la regulació de la cromatina que modifiquen histones es troben sovint mutats en múltiples tipus de càncer. Entre aquests modificadors d'histones, els complexes multiproteics anomenats Polycomb Repressive Complex (PRC) estan implicats en el silenciament epigenètic, alterant principalment l'estructura de la cromatina, la pluripotència de cèl·lules mare i l'expressió de gens específics involucrats en la diferenciació i el desenvolupament cel·lulars. En particular, el component catalític del PRC2 anomenat Enhancer of Zeste Homolog 2 (EZH2) destaca per la seva sobreexpressió en diversos tipus de càncer i els seus reguladors semblen ser crítics per a la proliferació cel·lular, la formació tumoral i el manteniment de la funció de cèl·lules mare. A més a més, es pretén desenvolupar compostos multidiana que, inhibint enzims essencials per a la progressió i el desenvolupament del càncer, mostrin selectivitat per les cèl·lules cancerígenes amb l'objectiu de reduir els efectes adversos.

S'han posat a punt tres rutes sintètiques diferents: la preparació de derivats d'1,4-benzodioxà, la preparació d'intermedis de diarilamina i la preparació de diarilèters. Tots els compostos han estat sintetitzats mitjançant reaccions orgàniques clàssiques, han estat purificats utilitzant tècniques de separació comunes (cromatografia) i la seva elucidació estructural ha estat possible gràcies a les tècniques de Ressonància Magnètica Nuclear (RMN), Espectroscòpia de masses (EM) i Espectroscòpia d'Infraroig (IR).

Per tal d'avaluar les activitats biològiques dels compostos preparats, els laboratoris Eli Lilly han dut a terme un cribratge d'alt rendiment sobre diferents desordres (càncer, autoimmunitat, neurodegeneració i dolor, malalties endocrines i cardiovasculars, etc.). Addicionalment, s'han realitzat assajos MTT sobre línies cel·lulars d'osteosarcoma, atesa la relació significativa entre l'expressió d'EZH2 i l'augment de l'agressivitat i el mal pronòstic de l'osteosarcoma descrita en diversos estudis. Per tant, una teràpia epigenètica dirigida específicament a l'EZH2 podria constituir una nova aproximació per al tractament de l'osteosarcoma.

This doctoral thesis focuses on the development of new small molecules against different cancer targets. Recent findings arisen from human cancer genome sequencing have revealed that many genes involved in the regulation of chromatin that modify histones are often mutated in a wide variety of cancers. Among these histone modifiers, multiproteic complexes named Polycomb Repressive Complex (PRC) are implicated in epigenetic silencing mainly affecting the structure of chromatin, stem cell pluripotency and expression of specific genes involved in cell differentiation and development. In particular, the catalytic component of PRC2 called Enhancer of Zeste Homolog 2 (EZH2) has drawn special attention since its overexpression has been found in several cancer types and its regulators seem to be critical for cellular proliferation, tumour formation and stem cell function maintenance. Moreover, we are looking for multitarget compounds that inhibit essential enzymes for cancer progression and development that show selectiveness against cancerous cells in order to reduce side effects. Three different synthetic routes have been set: preparation of 1,4-benzodioxan derivatives, preparation of diarylamine intermediates and preparation of diarylethers. All compounds have been prepared using classic organic reactions, purified using common separation techniques (chromatography) and their structure elucidation has been carried out through Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Mass Spectroscopy (MS) and Infrared Spectroscopy (IS).

In order to assess their biological activities, a high throughput screening has been performed at Eli Lilly laboratories over different disorders (cancer, autoimmunity, neurodegeneration and pain, endocrine and vascular diseases, etc.). In addition, MTT assays have been performed in osteosarcoma cell lines since diverse studies suggest that EZH2 expression is significantly associated with more aggressive osteosarcoma tumour behaviour and poorer patient outcome. Thus, an epigenetic therapy that pharmacologically targets EZH2 via specific inhibitors may constitute a novel approach to the treatment of osteosarcoma.