Cromatografía bio-mimética y modelos quimiométricos para evaluar la permeabilidad celular de moléculas bioactivas

DANIELA RAMIREZ; JORGELINA ALTAMIRANO; ALEJANDRA CAMARGO ; JUAN LUCO

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

Los estudios in vivo, basados en ensayos clínicos o con animales son los más utilizados a la hora de buscar información acerca de la biodisponibilidad de compuestos bioactivos provenientes de alimentos. De forma alternativa existen métodos in vitro e in silico, que buscan evitar o reducir el uso de animales de experimentación y proporcionar información primaria sobre la capacidad de los compuestos fitoquímicos de sortear las diversas barreras biológicas propias del proceso de digestión y absorción 1,2. En este sentido, la química analítica y medicinal aporta diversas herramientas tanto experimentales como quimiométricas para abordar dicho estudio. La cromatografía líquida empleando columnas con fases estacionarias que emulan biomembranas, denominadas columnas IAM (membranas artificiales inmovilizadas) acoplada al uso de métodos estadísticos, ha probado ser un modelo replicable de procesos biológicos, implicados en la biodisponibilidad de compuestos orgánicos 3?5. La información resultante de los parámetros cromatográficos obtenidos de las biomoléculas de interés empleando biomembranas, se usa para realizar estudios denominados Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR) 6. En este contexto, el objetivo fue la construcción de modelos de relaciones actividad-estructura cuantitativa (QSAR) para estimar si fases estacionarias biomiméticas constituyen un modelo experimental adecuado del transporte pasivo de compuestos bioactivos provenientes de ajo a través de membranas intestinales.RESULTADOS: Los factores de capacidad cromatográfica (log k' (IAM)) para 28 OSC (compuestos orgaoazufrados) se determinaron mediante IAM-HPLC. Con el fin de evaluar la capacidad de la fase IAM para evaluar la lipofilicidad de los compuestos en estudio, se derivaron varias relaciones cuantitativas estructura-retención (QSRR) a partir de la exploración de interacciones intermoleculares fundamentales que gobiernan la retención de compuestos. Como era de esperar, las propiedades hidrofóbicasresultaron de primordial importancia para la retención de estos compuestos en fase IAM. A su vez, la flexibilidad molecular y varios descriptores electrónicos (carga negativa relativa, RNCG y electronegatividad de Mulliken), demostraron tener un rol importante en las interacciones polares específicas también están involucradas. También se estudió la capacidad de la fase IAM para evaluar varios parámetros ADME de los OSCs de interés, utilizando datos in sílico (SwissADME y preADMET web servers). La absorción gastrointestinal humana (HIA), la permeabilidad de la barrera hematoencefálica (BBB) y la permeabilidad en piel se investigaron mediante modelos QSAR, utilizando varios enfoques quimiométricos. CONCLUSIÓN: La evidencia aquí presentada sugiere que, en líneas generales, los compuestos organoazufrados con grupos sulfuros mostraron una mayor retención cromatográfica utilizando la columna IAM y, en consecuencia, una mayor capacidad de permeación, que se asoció principalmente con interacciones lipofílicas / polares. Por el contrario, los OSCs ionizables mostraron una menor capacidad de permeación como resultado de diferentes interacciones membrana-analito .