“Estudio comparativo de la hidrofobicidad de compuestos fenólicos que poseen actividad gabaérgica. Interacción con liposomas”.

GABRIELA N. REINER; DANIEL A. GARCÍA

Tucumán, Argentina

Congreso; XXVII Congreso Argentino de Química.; 2008

Sociedad Argentina de Química

El receptor GABAA posee diferentes lugares de reconocimiento para la unión de ligandos específicos como el GABA, principal neurotransmisor inhibitorio del sistema nervioso central, y otros como benzodiazepinas, barbitúricos, neuroesteroides, etanol, anestésicos (propofol) y agentes convulsivantes del tipo de la picrotoxina [1]. Numerosos productos de origen natural han sido estudiados por nuestro grupo de trabajo como posibles moduladores del receptor GABAA [2,3]. Entre ellos, ha mostrado actividad sobre el receptor actuando como un modulador positivo a bajas concentraciones y como agonista de GABA a concentraciones mayores [4,5]. En un trabajo reciente se demostró también actividad gabaérgica de otros compuestos fenólicos de origen natural como carvacrol y eugenol [6]. Un modelo farmacofórico de actividad sobre el receptor GABAA para timol, propofol y otros compuestos similares, establece la necesidad de la presencia de un grupo donor de puentes hidrógeno, un anillo aromático y dos-tres sustituyentes alifáticos alrededor del núcleo aromático [5]. Con el objetivo de definir la relación estructura-actividad y de mejorar los modelos farmacofóricos de actividad sobre el receptor GABAA existentes para este tipo de compuestos, en el presente trabajo se realizan estudios comparativos preliminares sobre diferentes características físicoquímicas, que definen la hidrofobicidad y la tendencia a interactuar con fases membranosas, de varios compuestos fenólicos activos.   Metodología Se incluyeron en el presente trabajo cinco compuestos fenólicos: eugenol, timol, propofol y carvacrol, con comprobada actividad gabaérgica, y clorotimol, como derivado del timol (ver Fig. 1). En una primera parte se realizaron estudios espectrofotométricos para determinar sus espectros de absorción UV-Vis, sus longitudes de onda de máxima absorción y sus coeficientes de absortividad molar, herramientas que se utilizarán para su cuantificación en los experimentos posteriores. Los ensayos siguientes, destinados a aportar datos sobre el grado de hidrofobicidad e interacción con liposomas para cada uno de los compuestos, incluyeron: Verificación experimental de los correspondientes logPo/w (coeficientes de partición octanol-agua) y comparación con los valores calculados por diferentes programas infomáticos o extraídos de bases de datos. Determinación de los coeficientes de partición (CP) en sistemas bifásicos de liposomas multilamelares de lecitina de soja o dipalmitoil fosfatidilcolina (dpPC) por un lado, y buffer Tris-HCl por el otro, para evaluar su grado de interacción con modelos de membranas. Obtención de factores de capacidad (k) calculados a partir de los tiempos de retención en HPLC (k=(Tr-To)/To) para cada compuesto, utilizando columnas de fase reversa (fase estacionaria: C18) o columnas IAM (fase estacionaria: membranas artificiales inmovilizadas) del tipo fast screening,para la estimación/predicción de CP en diferentes sistemas.Finalmente, los parámetros físico-químicos determinados experimentalmente, calculados o extraídos de bases de datos fueron correlacionados con los CP obtenidos en diferentes sistemas y con las características estructurales de los compuestos estudiados (posición y tipo de grupo asociado al anillo fenólico), a través de un Análisis de Correlación Múltiple (Análisis del Componente Principal).El Análisis de Componente Principal nos muestra que el primer componente principal nos explica un 66,2 % de la variabilidad total agrupando las siguientes variables según su respectivo aporte a dicho componente: la solubilidad en agua, los logPo/w, los valores de CP y k (calculados a partir de tiempos de retención en HPLC para columnas IAM o C18 respectivamente), los CP observados en ambos sistemas de liposomas, la presencia de un grupo isopropilo o un metóxido en posición 2 y la presencia de un grupo propenilo en posición 4.Particularmente, los LogPo/w, determinados experimentalmente a través de la cuantificación espectrofotométrica de cada uno de los compuestos en ambas fases, mostraron una alta correlación con logPo/w obtenidos con diferentes programas de cálculo y extraídos de bases de datos (coeficiente de correlación, r >0,9 en todos los casos). Estos datos mostraron también una alta correlación negativa con las solubilidades en agua determinadas experimentalmente (r= -0,98) resultando el siguiente orden de hidrofobicidad creciente para los compuestos estudiados: eugenol < timol = carvacrol < propofol < clorotimol. Por su parte, los valores calculados a partir de los tiempos de retención en HPLC (CP para columnas IAM y k para C18) demostraron una alta correlación con los logP experimentales. Todos los compuestos mostraron una alta capacidad de interacción con liposomas, tanto de lecitina de soja como de dpPC, como lo demuestran los CP obtenidos en ambos sistemas (entre 150 y 1500 en sistema lecitina-buffer y entre 80 y 3500 en sistema dpPC-buffer) siendo los más hidrofóbicos los que mostraron los mayores CP en ambos sistemas. La comparación de estos CP experimentales con los parámetros calculados por HPLC demuestra que los resultados obtenidos por ambas columnas (IAM o C18) pueden ser utilizados para predecir los CP en sistemas de liposomas-buffer, siendo mejor la correlación obtenida para el sistema dpPC-buffer. Esta última diferencia puede ser debido al hecho de que ambos tipos de liposomas son diferentes en su composición ya que, mientras los liposomas de dpPC están formados por un fosfolípido puro, los liposomas de lecitina están constituidos por una mezcla de fosfolípidos (mayoritariamente PC asociada a diferentes ácidos grasos) además de ciertos ácidos grasos libres, lo que determina importantes diferencias físico-estructurales de los mismos. Los resultados obtenidos en el presente trabajo nos permitieron confirmar y/o determinar experimentalmente diferentes valores que cuantifican la hidrofobicidad de compuestos fenólicos capaces de modular al receptor GABAA. Estos datos, relacionados y comparados entre sí a través de un análisis de correlación, nos demuestran la validez de la utilización de métodos cromatográficos (HPLC) rápidos, simples y de bajo costo para predecir tanto la hidrofobicidad como la capacidad de interacción de estos compuestos con modelos de membranas (liposomas), para así poder inferir su posible grado de asociación con membranas biológicas del tipo en donde se encuentra inserto el receptor. Estos resultados aportan, además, la primera parte de una serie de datos a tener en cuenta para estudios de relación estructura-actividad que serán utilizados en el desarrollo de modelos farmacofóricos mejorados de actividad de compuestos fenólicos sobre el receptor GABAA, a realizarse en nuestro laboratorio.