Optimización y escalado de proceso de síntesis química de nuevas moléculas candidatas a drogas para hepatocarcinoma

VERA, DANIELA; CIARLANTINI, MATÍAS; BAYO, JUAN; FIORE, ESTEBAN; MARIANA SACERDOTI; GANDOLFI DONADIO, LUCIA; MALENA MANZI; RAMIREZ, JAVIER; MAZZOLINI, GUILLERMO; COMIN, JULIETA

Jornada; Jornadas TecnoINTI; 2022

INTRODUCCIÓNLas interacciones proteína-proteína (IPP) gobiernan tres aspectos claves de la vida celular: el crecimiento, la supervivencia y la diferenciación, y su estudio ha resultado de sumo valor para explicar procesos biológicos complejos y comenzar a entender la relación entre las proteínas y las enfermedades. Las interfaces de las IPP son complejas y diversas, por lo que drogas dirigidas a este tipo de blancos ofrecen mayor selectividad y eficiencia en comparación con las drogas clásicas. En la búsqueda de nuevas moléculas cuyos blancos moleculares sean proteínas validadas como blancos terapéuticos para el tratamiento del cáncer, se ha señalado a la proteína Rac1 de la familia de las GTPasas como un atractivo blanco molecular, ya que se encuentra hiperactivada en tumores de mama, colon-rectal, gástricos, testiculares, pulmonares y cerebrales. Rac1 puede encontrarse en un estado inactivo unido a GDP, o un estado activo unido a GTP. El ciclo entre estos dos estados es regulado por su interacción con los factores intercambiadores de nucleótidos de guanina (GEFs), y con las proteínas aceleradoras de la actividad GTPasa (GAPs).Previamente desarrollamos los compuestos 1A-116 y 1D-142 selectivos de Rac1 con actividad en modelos animales de cáncer y de fibrosis hepática, inhibiendo la IPP de Rac1 con su activante específico Tiam1 (GEF). En este trabajo se presentan los avances en el desarrollo de inhibidores novedosos y más potentes que el compuesto líder, con potencial uso como agentes antitumorales.OBJETIVOSObjetivo general: Producir lotes validados de candidatos a drogas para uso en ensayos preclínicos y clínicos. Objetivo específico: Estudiar alternativas sintéticas, seleccionar el proceso más eficiente de síntesis del candidato a droga más promisorio, y escalarlo a cientos de gramos para abastecer estudios preclínicos y clínicos.DESARROLLOEl candidato se seleccionó como el representante más promisorio de una nueva familia de compuestos, derivados de 1A-116. La estrategia general de síntesis de la familia se basó en una reacción multicomponente, que combina varias unidades estructurales (bloques) en un único paso de reacción. Estas reacciones permiten crear diversidad en un único paso de síntesis, a partir del uso de diferentes combinaciones de componentes de partida. En este trabajo se presentan los avances realizados hasta el momento en el desarrollo de candidatos preclínicos.RESULTADOSInicialmente, se sintetizaron y caracterizaron 13 compuestos novedosos, con una pureza superior a 95%. Los miembros de esta nueva familia fueron evaluados biológicamente en ensayos de proliferación celular en líneas celulares tumorales humanas. Se detectaron 6 compuestos capaces de inhibir la proliferación celular de manera dependiente de la dosis, y con actividad más potente que los inhibidores conocidos hasta el momento. Se verificó por medio de la tecnología Alpha Screen que estos compuestos inhibieron la interacción entre Rac1 y su GEF Tiam1. Se seleccionó el compuesto 6 por su alta potencia antiproliferativa en cultivos celulares (IC50 2-4 mM) y por su capacidad para inhibir la interacción entre Rac1 y su activante Tiam1.En la Ruta 1, la N,N’-diarilguanidina protegida (Intermediario A) participa en la reacción multicomponente. El grupo t-butilcarbamato (Boc) protector es removido posteriormente por tratamiento en condiciones ácidas. Las Rutas 2 y 3 difieren de la primera en que el grupo guanidina se forma en una etapa posterior a la reacción multicomponente. Para tal fin, la Ruta 2 emplea un acoplamiento con cianamida (Intermediario C), mientras que en la Ruta 3, el acoplamiento es con tiourea (Intermediario F) en presencia de EDCI, seguida de hidrólisis en medio básico. Estas alternativas requieren un menor número de pasos de reacción, y en el caso de la Ruta 3, el producto pudo ser recristalizado en el mismo medio de reacción, evitando el uso de columna cromatográfica o el cambio de solvente para la purificación. Actualmente se está trabajando en la optimización de una ruta de síntesis escalable que permita proveer el candidato 6 con calidad uniforme, estudiando cada paso de las secuencias sintéticas en profundidad para determinar los parámetros claves. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES•Se sintetizaron 13 compuestos originales, de los cuales 6 mostraron actividad inhibitoria más potente que los compuestos conocidos hasta el momento. Se verificó que el mecanismo de acción es a partir del bloqueo de la IPP entre Rac1 y su GEF, Tiam1. En particular, el candidato 6 resultó ser considerablemente más potente que el compuesto líder.•Se estudiaron 3 alternativas de síntesis seleccionándose la ruta más compatible con el escalado.•Se utilizó esta secuencia para producir un lote a escala 1g el cual está siendo usado para estudios preclínicos para el tratamiento de hepatocarcinoma.•Se están estudiando distintas estrategias para optimizar las condiciones de reacción de obtención de 6 con el objetivo de lograr un proceso robusto, eficiente, escalable seguro y amigable con el medio ambiente cumpliendo los requerimientos establecidos por la normativa vigente.