Evaluación de la actividad antagonista glutamatérgica y neuroprotectora de nuevos compuestos policíclicos

Abstract

Las enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Huntington o la esclerosis lateral amiotrófica (EA, EP, EH o ELA), entre otras, se caracterizan por la pérdida de poblaciones específicas de neuronas. Este proceso es multifactorial, y en él intervienen diferentes cascadas mediadoras de la muerte neuronal. La excitotoxicidad participa en este proceso, y se debe a una disfunción en la neurotransmisión glutamatérgica que produce una acumulación de glutamato en el espacio sináptico. Eso conlleva a una activación prolongada de los receptores glutamatérgicos que permite una entrada masiva de calcio al interior de la neurona, que finalmente causará la muerte celular. Este influjo de calcio esta mediado principalmente por receptores ionotrópicos de glutamato tipo NMDA que se caracterizan por una elevada permeabilidad a iones calcio y una cinética de activación lenta. Por eso, los antagonistas sobre receptores NMDA son una estrategia interesante para hacer frente a este tipo de trastornos de incidencia social y económica creciente en los últimos años. La memantina es el único antagonista de receptores NMDA aprobado para el tratamiento de la EA. En la actualidad existe un gran interés en la búsqueda de nuevos compuestos que mejoren las características farmacocinéticas y farmacodinámicas de la memantina. En este trabajo se han caracterizado tanto la actividad antagonista sobre receptores NMDA de diversos compuestos de nueva síntesis, como su capacidad neuroprotectora en cultivos de neuronas granulares de cerebelo de rata. Para el estudio funcional de la actividad antagonista sobre receptores NMDA, se ha determinado la concentración de calcio intracelular con la ayuda de una sonda fluorescente selectiva de Ca2+ (Fura-2). La actividad de los compuestos se ha evaluado frente a glutamato o NMDA, mediante la construcción de curvas concentración-respuesta inhibitorias que permitieron la definición de su potencia como antagonistas de los receptores NMDA. Asimismo, se ha evaluado la capacidad de algunos de estos compuestos para evitar la muerte neuronal inducida por glutamato en cultivos de células granulares de cerebelo.

Debido a la similitud estructural de algunos de los compuestos evaluados con rasagilina, selegilina u otros inhibidores de la enzima monoaminooxidasa, se ha evaluado también este tipo de actividad farmacológica en una selección de los mismos. Finalmente, se han llevado a cabo estudios de toxicidad aguda en algunos compuestos adamantánicos con la finalidad de establecer su perfil de seguridad para un posterior uso como antivíricos. Todo ello ha permitido definir de manera más precisa el perfil de actividad de 127 compuestos investigacionales y establecer la posibilidad para un futuro desarrollo que permita la comercialización de nuevos fármacos neuroprotectores que puedan ser de ayuda en el tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas, que requieren urgentemente de nuevas herramientas para su abordaje terapéutico. Además, se concluye que los cultivos primarios de células granulares de cerebelo de rata son un excelente sustrato biológico para el screening de nuevos fármacos con actividad antagonista glutamatérgica.

Les malalties neurodegeneratives com la malaltia d'Alzheimer, la malaltia de Parkinson, la malaltia de *Huntington o l'esclerosi lateral amiotròfica (EA, *EP, EH o ELA), entre altres, es caracteritzen per la pèrdua de poblacions específiques de neurones. Aquest procés és multifactorial, i en ell intervenen diferents cascades mediadores de la mort neuronal. La *excitotoxicidad participa en aquest procés, i es deu a una disfunció en la neurotransmissió *glutamatérgica que produeix una acumulació de glutamat en l'espai *sináptico. Això comporta a una activació prolongada dels receptors *glutamatérgicos que permet una entrada massiva de calci a l'interior de la neurona, que finalment causarà la mort cel·lular. Aquest influx de calci aquesta mediat principalment per receptors *ionotrópicos de glutamat tipus *NMDA que es caracteritzen per una elevada permeabilitat a ions calci i una cinètica d'activació lenta. Per això, els antagonistes sobre receptors *NMDA són una estratègia interessant per a fer front a aquesta mena de trastorns d'incidència social i econòmica creixent en els últims anys. La *memantina és l'únic antagonista de receptors *NMDA aprovat per al tractament de l'EA. En l'actualitat existeix un gran interès en la cerca de nous compostos que millorin les característiques farmacocinètiques i *farmacodinámicas de la *memantina. En aquest treball s'han caracteritzat tant l'activitat antagonista sobre receptors *NMDA de diversos compostos de nova síntesi, com la seva capacitat *neuroprotectora en cultius de neurones granulars de cerebel de rata. Per a l'estudi funcional de l'activitat antagonista sobre receptors *NMDA, s'ha determinat la concentració de calci intracel·lular amb l'ajuda d'una sonda fluorescent selectiva de *Ca2+ (*Fura-2). L'activitat dels compostos s'ha avaluat enfront de glutamat o *NMDA, mitjançant la construcció de corbes concentració-resposta inhibitòries que van permetre la definició de la seva potència com a antagonistes dels receptors *NMDA. Així mateix, s'ha avaluat la capacitat d'alguns d'aquests compostos per a evitar la mort neuronal induïda per glutamat en cultius de cèl·lules granulars de cerebel.

A causa de la similitud estructural d'alguns dels compostos avaluats amb *rasagilina, *selegilina o altres inhibidors de l'enzim *monoaminooxidasa, s'ha avaluat també aquest tipus d'activitat farmacològica en una selecció d'aquests. Finalment, s'han dut a terme estudis de toxicitat aguda en alguns compostos *adamantánicos amb la finalitat d'establir el seu perfil de seguretat per a un posterior ús com a antivírics. Tot això ha permès definir de manera més precisa el perfil d'activitat de 127 compostos *investigacionales i establir la possibilitat per a un futur desenvolupament que permeti la comercialització de nous fàrmacs neuroprotectors que puguin ser d'ajuda en el tractament de les malalties neurodegeneratives, que requereixen urgentment de noves eines per al seu abordatge terapèutic. A més, es conclou que els cultius primaris de cèl·lules granulars de cerebel de rata són un excel·lent substrat biològic per al cribratge de nous fàrmacs amb activitat antagonista *glutamatérgica.