Síntesis de nuevos ésteres y fosfatos del ácido meso-dihidroguaiarético; determinación de su actividad contra bacterias resistentes y Mycobacterium tuberculosis así como su interacción con la enzima DXR in silico.

Vázquez Ramírez, Ana Laura Síntesis de nuevos ésteres y fosfatos del ácido meso-dihidroguaiarético; determinación de su actividad contra bacterias resistentes y Mycobacterium tuberculosis así como su interacción con la enzima DXR in silico. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Propósito y método de estudio: La tuberculosis (TB) es una de las mayores amenazas para la salud pública mundial. En 2014 se reportaron 1.5 millones de personas que fallecieron a consecuencia de esta enfermedad además es la principal causa de defunciones en personas infectadas con VIH en 2015. La OMS ha elaborado una lista para guiar y promover la investigación de nuevos antibióticos en la que se incluyen 12 bacterias más peligrosas para la salud humana como Acinetobacter, Pseudomonas, Klebsiella, etc. En estudios previos de nuestro grupo de investigación, se aisló y caracterizó de L. tridentata el lignano ácido meso dihidroguaiarético (AmDG) que posee actividad antimicobacteriana con una CMI en un rango de 12.5 a 50 µg/mL contra aislados clínicos de M. tuberculosis MFR, y con una CMI de 50 µg/mL contra M. tuberculosis H37Rv y S. aureus resistente a meticilina. Reyes-Melo y colaboradores sintetizaron y caracterizaron 28 derivados del AmDG a los cuales se les determinó su actividad contra bacterias resistentes y contra M. tuberculosis. Los resultados de este estudio indicaron que ocho ésteres presentaron actividad antimicobacteriana con una CMI en el rango de 12.5 a 50 µg/mL. La presencia de un grupo benzoilo parece ser un factor determinante en la actividad antimicobacteriana ya que estos derivados presentaron una actividad 4 veces mayor que los análogos que poseen grupos acetilo. Adicionalmente, los derivados semisintéticos con un grupo éster presentaron actividad contra S. aureus resistente a meticilina con una CMI de 25-50 g/ml. Por lo anterior se sintetizaron nuevos ésteres del AmDG con el anillo benzoico y diferentes sustituyentes. La enzima 1-desoxi-D-xilulosa 5-fosfato reductoisomerasa (DXR) forma parte de la vía no mevalonato en la biosíntesis de precursores básicos de isoprenoides esenciales para M. tuberculosis. Teniendo como blanco esta enzima se sintetizaron fosfonatos a partir de cinamaldehídos teniendo como concentración inhibitoria 50 (IC50): 0.7-21.5 M. Por lo que el objetivo de este proyecto fue sintetizar derivados del AmDG incluyendo esteres y fosfatos, determinar su actividad contra bacterias resistentes y M. tuberculosis y finalmente determinar la interacción de los derivados obtenidos con la enzima DXR. Las hojas secas de L. tridentata (808 g) se maceraron con CHCl3/MeOH y se obtuvieron 205.8g de extracto del cual se aislaron y caracterizaron el flavonoide 5,8,4´-trihidroxi-3,7-dimetoxiflavona, los lignanos ácido meso dihidroguaiarético (AmDG) y 4,4´-dihidroxi-3-metoxi-6,7´- ciclolignano. A partir del AmDG se sintetizaron 7 ésteres por medio de la reacción de Steglich, 5 fosfatos por medio de la reacción de Atherton Todd y un derivado metilado del 4,4´-dihidroxi-3-metoxi-6,7´-ciclolignano. Los productos naturales y derivados semi-sintéticos se purificaron mediante cromatografía en columna y placas preparativas y su estructura química se determinó por RMN1H, RMN13C y HRMS. Los derivados se evaluaron contra M. tuberculosis H37Rv la cual es sensible a fármacos de primera línea y una cepa TB-MFR (G122) resistente a Rifampicina, Etambutol y Estreptomicina, así como también contra ocho aislados clínicos de bacterias farmacorresistentes. Conclusiones y contribuciones: Se aislaron, purificaron y caracterizaron tres productos naturales: un flavonoide: 5,8,4´-trihidroxi-3,7-dimetoxiflavona, y dos lignanos: ácido meso dihidroguaiarético y 4,4´-dihidroxi-3-metoxi-6,7´- ciclolignano. Se sintetizaron 13 nuevos derivados semisintéticos los cuales incluyen: 7 ésteres, 5 fosfatos y 1 derivado metilado. De los 13 derivados evaluados, los ésteres monosustituidos 1, 5 y el fosfato 11 presentaron actividad contra la cepa H37Rv (CMI de 25-50 g/mL), los derivados 5 y 11 también presentaron actividad contra la cepa G122 (CMI de 50g/mL), los demás derivados no presentaron actividad a las concentraciones ensayadas (CMI >50g/mL). A los derivados 1 y 5 se les determino la citotoxicidad en macrófagos J774A.1 donde resultaron ser más citotóxicos que el AmDG, y el índice de selectividad de los derivados y el producto natural fue menor de 10 lo que indica que no son selectivos para la micobacteria. Adicionalmente se realizó el docking a los ésteres, fosfatos y al AmDG con la enzima DXR, los ésteres 1, 4, 5 y 6 y los fosfatos 11 y 13 mostraron mayor afinidad hacia la enzima DXR que el AmDG. Los compuestos 1, 5 y 11 mostraron cierta afinidad teórica a la enzima DXR lo que podría explicar su posible mecanismo de acción.

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