Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Programa De Maestría Y Doctorado En Ciencias Químicas Facultad De Estudios Superiores Cuautitlán Química Orgánica Y Farmacia Síntesis y actividad antineoplásica de derivados y/o análogos del ácido cinámico TESIS QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE DOCTOR EN CIENCIAS QUÍMICAS PRESENTA: M. EN C. PABLO ARTURO MARTÍNEZ SORIANO Director de Tesis Dr. Enrique Ángeles Anguiano Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán Dr. Rafael Castillo Bocanegra Facultad de Química Dr. Roberto Martínez Instituto de Química Cuautitlán Izcalli, Estado de México, Enero 2017 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. AGRADECIMIENTOS A la UNAM y en especial a la FES Cuautitlán, lugar donde me desarrolle hasta alcanzar este gran logro. Al Posgrado en Ciencias Químicas UNAM, por el apoyo recibido en todo mi posgrado, en especial a la secretaria técnica Josefina Tenopala, quien realmente me ayudo muchísimo no solo en lo referente a cuestiones del posgrado sino por sus siempre amables palabras cuando las cosas no siempre salían bien y de las cuales también aprendí muchísimo. Le estoy muy agradecido. También extiendo un enorme agradecimiento a las secretarias de la coordinación quienes siempre fueron muy amables y siempre me ayudaron a lo largo de este proceso. Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) por el apoyo económico proporcionado durante estos estudios de doctorado con el número de Becario: 223407 Se agradece también a los proyectos PAPIIT/UNAM Y IT200817 e IT202015, al proyecto PIAPI 1607 por su apoyo si el cual mucho de esto no se habría llevado a cabo. Este trabajo es parte de la cátedra: Diseño de Sustancias Bioactivas FESC-UNAM-2012 Un enorme agradecimiento al Dr. Enrique Angeles Anguiano, mi tutor no solo de este doctorado, sino de maestría y un gran profesor con el que tuve la suerte de ser su alumno. Usted ha sido mi ejemplo más grande a seguir, por sus conocimientos, su ética y su preocupación para con los estudiantes y que ha sabido transmitirme a lo largo de este tiempo. Aquí realmente no podría plasmar en palabras lo mucho que lo admiro y respeto. A los miembros de mi comité tutor, Dr. Roberto Martínez y Dr. Rafael Castillo Bocanegra por su gran apoyo para la realización de este trabajo y también por su gran sabiduría compartida. A los miembros del jurado por sus comentarios y observaciones que enriquecieron esta tesis, en especial al Dr. Bernardo Frontana de quien en poco tiempo aprendí mucho, al Dr. Guillermo Penieres por su dedicación y sus palabras al revisar la tesis con tanto profesionalismo. Agradezco el incansable apoyo del Ing. Draucin Jimenez Celi, responsable del taller de vidrio, por su gran sabiduría, amistad y su excelente e impresionante trabajo. A la Profesora Brígida del Carmen por su incansable ayuda y apoyo para realizar las resonancias en la FES Cuautitlán. Al Dr. Miguel Ángel Ramos Flores y al M en C. Luis Rodrigo Arroyo Trejo por el apoyo para poder realizar las resonancias en la USAI. A la Dra. Ana María Velazquez por su apoyo incondicional y sus siempre sabias palabras y sus grandes consejos. Es de admirarse lo justa que es, ya que usted motiva a los estudiantes a no dejarse abusar, les da herramientas que necesitarán en el futuro. A la Dra. Flora Adriana Ganem Rondero de quien aprendí muchas cosas que terminé aplicando en esta tesis, la admiro y respeto muchísimo es usted una gran persona, una gran profesora y una gran Doctora. A mi mamá, Sonia Soriano Marinero, eres lo más importante en mi vida, tú me motivaste a seguir con el doctorado y no solo te lo agradezco sino que esto está enteramente dedicado a ti quien de niño me resolvía mis preguntas de la vida y la ciencia y ahora soy yo el que te resuelve tus preguntas de la vida y la ciencia, te amo Mamá. A mi Papá, Venancio Martínez Gallardo, pareciera que casi no he aprendido mucho de ti, pero realmente aprendí valores muy importantes como la responsabilidad, la planeación, la importancia de las relaciones sociales y a nunca dejar de luchar y seguir adelante, mil gracias Papá. A mis hermanas, Sonia Carolina Martínez Soriano, tu lejanía no significa que no pueda agradecerte por tu enorme apoyo, tu siempre enorme luz que irradia una gran energía, por eso eres mi luz del norte. Sasha Anabel Martínez Soriano, debo agradecerte por tu muy particular manera de apoyarme, aquí te agradezco las cosas que he aprendido de ti y tú no te habías dado cuenta. Espero y en un futuro puedas enseñarle esto a mi sobrino Emiliano Lucio Arce Martínez para que el camino que elija en un futuro sea el que él quiera y lo que le guste, se que lo hará, te tiene a ti. Y dentro de esta familia agradecer a Aldo Arce por ser ese compañero de mi hermana y ser el gran padre de mi sobrino, muchas gracias. A la Q.I. Monica Bassett Ruíz Sanchez, más que también agradecerte tu labor que fue enorme, es dedicarte esta tesis porque tu huella aparece en esta tesis, también es parte tuya. Al cDr. Victor Castillo por su amistad y gran apoyo al ayudarme en la parte teórica de esta tesis. La verdad vas por buen camino, tu ayuda me ayudo muchísimo. A mis compañeros del LQM, Hugo (Vic II), Lalo, Raúl, Mitch, Juan, por su compañía, amistad y por los momentos vivido por todo este tiempo, sigan siendo buenos en lo que hacen. Un enorme agradecimiento a 4 BQD’s, Oscar Sepúlveda, eres muy particular y la verdad auguro que serás un gran Doctor, ahí la llevas. Jesús Abraham (Chuchito), conocerte y verte crecer ha sido un privilegio, sigue siendo ese excelente amigo y gran persona. Lenin García, tu eres el ejemplo vivo de lo que es la amistad y la hermandad, de lo que es ser responsable y de lo que es querer mejorar, sin ti y sin tu ayuda este posgrado habría sido muy diferente. Oscar Amaya (Oscarín), tú en especial tienes mi eterno agradecimiento por tu ayuda, porque contigo aprendí muchas cosas y juntos vivimos grandes momentos en este mí posgrado del cual tu formas parte por tu grandiosa y fiel amistad y por tu trabajo el cual siempre te he reconocido, muchísimas gracias. A Carlos Canel Egremy, tú presencia en mi vida, que fue una sorpresa el cómo llegaste, cambió muchas cosas a pesar de que relativamente en nuestras vidas tenemos poco de conocernos, tu presencia en momentos claves de este posgrado me hace agradecer el haberte conocido. Se te quiere y mucho. A mis perfectos, entrañables y extremadamente queridos amigos, la Dra. Irene Aguilar Rosas, realmente no puedo describir lo agradecido que estoy por tenerte en mi vida, aquí no puedo plasmar todos mis sentimientos de cariño, amor y amistad que siento por ti, sobra mas decir que eres mi perfecta imperfecta manita. Al Dr. Sergio Alcalá Alcalá, te conocí el primer día de mi (nuestro) posgrado y jamás pensaría que encontraría a alguien que admiro demasiado tanto profesionalmente como personalmente, eres el gran ejemplo de amistad, fraternidad y compañerismo, es para mí un honor contar con tu amistad. Al QFB Mario Antonio Escobar Flores, eres más que un amigo para mí, confío muchísimo en ti y jamás me habría imaginado tener un amigo de la magnitud que tu lo eres, me ayudaste muchísimo durante todo este tiempo aunque haya sido solo escuchándome, eresmaravilloso manito. A la Dra María Zaida Urban Morlán, tú eres un gran ejemplo para mí, y siempre has sido alguien a quien respeto demasiado porque eres una amiga muy entrañable y una profesionista tremenda y porque siempre tienes una palabra que ayude, por eso y mucho mas, te estoy muy agradecido. Al cDr. Francisco Xavier Dominguez Villa (Pakito), Paco, mi hermano, doy gracias de poder conocer a alguien como tú, un QFB y ahora ya casi doctor que me enorgullece verlo crecer como persona y como profesionista. Y he de agradecerte que el destino (y tú) me haya llevado a volver a trabajar contigo porque es un enorme gusto y un honor poder llevar el estandarte de la UNAM y de la FESC contigo a otros lados, es un honor tenerte a mi lado, tenerte conmigo en mi vida. Al cDr. Gustavo Pretelín Castillo, Gus, mi hermano, se que te he visto poco pero cada vez que puedo tener contacto contigo me emociono al saber que estas bien y que vas bien. Tu eres alguien que aprecio muchísimo, que estimo muchísimo y que estoy muy agradecido por conocer y saber que sigues en la familia académica cercana al LQM. Tu apoyo y amistad siempre han sido de gran ayuda y es para mí un privilegio que estés en mi vida. A la QFB Marisol Gutiérrez (Explosol) debo agradecer el poder conocer a alguien con tanta alegría y tan buen entusiasmo por la vida, nuestras coincidencias son de lo más chidas y tenerte como una de mis grandes amigas es un privilegio porque de ti aprendí que aunque algo no salga bien hay que seguir intentando hasta que salga bien. Al QFB Jorge Manuel Aguilera González (George), tú eres el gran ejemplo de lo que es ser un mejor amigo, no conozco a alguien tan fiel, tan paciente y tan amable. Tú amistad y tú hermandad las aprecio como no tienes idea, eres de los pocos que se saben casi toda mi vida y te aprecio muchísimo, mi querido George. Al Q. Diego Alfonso Cruz Aguilar (Bolillo), Dieguin, eres alguien que admiro y respeto muchísimo como Químico y como persona. Conocerte y tenerte como amigo es de lo mejor que me ha pasado porque crecimos juntos en el laboratorio y aprendí muchas cosas de ti, tanto de química como de otras cosas. Y siendo franco me gustaría mucho poder trabajar contigo de nuevo, siempre es enriquecedor poder trabajar con alguien honesto y en quien se puede confiar ciegamente, así que es tu turno, deseo que en tu posgrado te vaya muy bien y puedas ser un gran investigador, yo se que lo harás porque conozco esa capacidad que tienes. Al pTec. Jose Carlos Gonzalez Aguilar (Carlitos), jamás había conocido a alguien que tuviera la visión de la vida que tú tienes y me da gusto poder conocerte y mas porque de ti aprendí muchísimas cosas sobre cómo ser un tutor, un profesor y lo que conlleva serlo. Y contigo también aprendí el valor del tiempo, el valor de la amistad, el valor de enseñar y de transmitir conocimiento, motivaste en mi persona el sentimiento de enseñanza y por eso y mucho más te estimo tanto como a un hermanito. Yo se que tú tienes una gran capacidad y un gran corazón, lo que vayas a hacer en el futuro se que lo harás muy bien y de eso realmente no tengo la menor duda Carlitos. A los Tecnos, ser su profesor no fue algo sencillo, era mi primera vez siéndolo y no fue sencillo el inicio, ya que ustedes no eran alumnos sencillos, preguntaban mucho, se cuestionaban mucho, eran y son inquietos y eso a mí me daba muchos ánimos para enseñarles más, tal vez de lo que debía. Todos se ganaron mi respeto y mi admiración, fue realmente maravilloso poder ser su profesor y les agradezco muchísimo que me enseñaran. Me llena de orgullo verlos crecer como Tecnólogos y científicos. Al personal de Bier Haus, Eduardo Martínez, no tengo palabras para agradecerte la enorme ayuda que me has dado. Tú me ayudaste a terminar este doctorado, y este ser humano te está muy, pero muy agradecido, realmente aquí no puedo expresar mi gratitud para contigo. Te respeto mucho como persona y como dueño de Bier Haus, admiro tu convicción en las cosas y en cómo deben de hacerse bien las cosas. Tomas Cruz Martínez (Tommy), amigo, a ti te admiro cañón y te agradezco ser siempre sincero y honesto conmigo, eres un ejemplo de trabajo profesional muy grande para mí, de firmeza, de dedicación y de entereza ante la adversidad. Te estimo muchísimo y te agradezco tu enorme amistad. Marco García (Músculos), Marco, te admiro enormemente, por tu forma de ser, por como trabajas, por la disciplina que muestras en tu trabajo y por la curiosidad que tienes hacia muchas cosas. Y como amigo eres increíble y agradezco tener la oportunidad de conocerte y de poder convivir conmigo. Y agradezco y valoro mucho que siempre que nos vemos, siempre me recibes con una sonrisa. Adrian Nazir Lucio, agradezco poder conocer a alguien con un amplio conocimiento con quien se puede platicar y la plática se convierte en una vorágine de ideas y debrayes de todo tipo. Admiro tu manera de ser y tu manera de trabajar, el profesionalismo que siempre demostraste y esa devoción para explicar las cosas, eso era lo que me gustaba de tenerte cerca. Me motivaba mucho tenerte cerca. Tu amistad la valoro muchísimo y recuerda que todavía te debo el acetato de uranio. Hugo Daniel Sánchez Gámez, agradezco conocer a alguien como tú que con su conocimiento puede realizar cambios a cosas establecidas y que no te cierras a nada a menos que tengas un muy buen fundamento. Me gusta mucho platicar contigo porque son pláticas que enriquecen a ambas partes y que siempre son muy amenas. Agradezco mucho que me permitieras ayudarte en la realización del pequeño proyecto que salió bien y que yo había querido realizar desde hace tiempo. Eres una gran persona, todo un profesional y un gran amigo. A Juan Ruiz, amigo, agradezco poder conocer a alguien tan noble como tú, me sorprende que tengas la facilidad de poder sorprenderte como un niño y admiro a dónde has llegado y a donde estas. Admiro que siempre tengas un buen tema de plática y aunque no lo creas he aprendido algunas cosas de ti y me gustaría aprender más sobre ciertas cosas de la vida que por lo menos yo se que tú me puedes enseñar. A Pavel, gracias por tu amistad. Siempre me alegra verte porque te considero alguien con quien siempre puedo platicar y que siempre se le ve tranquilo y que me contagia esa tranquilidad. Aprecio mucho que seas una persona que muestre su amistad con un buen apretón de manos. DEDICATORIA Esta tesis está dedicada a aquellos estudiantes de licenciatura o posgrado y a lectores que pudieran encontrarla interesante y espero les ayude a encontrar las respuestas que necesitan. Este trabajo es producto de años de esfuerzo por parte mía, pero también de todas las personas que me apoyaron para que este trabajo rindiera sus frutos. Esta también dedicada a mi familia, colegas y amigos sin quienes probablemente no se habría escrito ya que fueron un apoyo enorme durante todo el trayecto de este doctorado. Y finalmente se la dedico a la UNAM y a mi querida FES Cuautitlán el lugar que más quiero después de mi hogar. “En toda la historia del universo, en toda la historia de la Tierra, en toda la historia humana solo existirá alguien como tú y así mismo con todos los que te rodean. Por eso conocerte y convivir contigo es algo único. Existimos en este tiempo y en este momento, por eso, agradezco conocerte, agradezco poder estar contigo, por eso, sonrío al verte, por eso, te abrazo, porque ese momento jamás se va a repetir en toda la historia del universo y vale la pena vivirlo.” Pablo Arturo Martínez Soriano 31/12/2016 JURADO ASIGNADO Presidente Dr. Rafael Castillo Bocanegra Vocal Dr. José Guillermo Penieres Carillo Vocal Dr. Bernardo Antonio Frontana Uribe Vocal Dr. Francisco Hernández Luis Secretario Dr. Alejandro Cordero Vargas Este trabajo se llevó a cabo en el laboratorio de Química Medicinal de laUnidad de Investigación y Estudios de Posgrado de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, UNAM en su campo 1 bajo la tutoría del Dr. Enrique Ángeles Anguiano. Los resultados obtenidos en éste trabajo de tesis dieron lugar a las siguientes publicaciones: Martínez-Soriano, P.A., et al. (2015) Solvent-Free Synthesis of Carboxylic Acids and Amide Analogs of CAPE (Caffeic Acid Phenethyl Ester) under Infrared Irradiation Conditions.Green and Sustainable Chemistry, 5, 81-91. http://dx.doi.org/10.4236/gsc.2015.52011. J.R. Macias-Pérez, O. Beltrán-Ramírez, V.R. Vásquez-Garzón, M.E. Salcido- Neyoy, P.A. Martínez-Soriano, M.B. Ruiz-Sánchez, E. Ángeles and S. Villa- Treviño (2013) The Effect of Caffeic Acid Phenethyl Ester Analogues in a Modified Resistant Hepatocyte Model. Anti-Cancer Drugs 24: 394-405. Además, el registro de una patente: M. en C. Pablo Arturo Martínez Soriano, Dr. Enrique Ángeles Anguiano, Dra. Ana María Velázquez Sánchez, Dra. Sandra Díaz Barriga Arceo, Dr. Alfonso Dueñas, M. en C. Brígida del Carmen Camacho Enríquez, QFB Víctor Hugo Abrego Reyes, Q. I. Mónica Bassett Ruíz Sanchez, y Dr. Saúl Villa Treviño. Compuestos análogos del éster fenetílico del ácido caféico y uso de los mismos para preparación de composiciones farmacéuticas para prevención y tratamiento del cáncer. Número de Solicitud MX/a/2014/003941. Los resultados fueron presentados en los siguientes congresos: XLII Congreso Nacional de Ciencias Farmacéuticas organizado por la AFM. (Asociación Farmacéutica Mexicana). Martínez Soriano Pablo Arturo, Solís Torres Nalleli, Saucedo Silva Mónica, Villa Treviño Saúl, Macías Pérez José Roberto, Angeles Enrique. “Sintesis de derivados y/o análogos del ácido caféico con posible actividad antineoplásica”. Realizado del 27 al 30 de Octubre de 2013, en la ciudad de Cancún Quintana Roo. Primer Simposium sobre los avances en CAPE, realizado en la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán como ponente de la ponencia: “Concepción y origen de los nuevos análogos del CAPE”. Realizado el 30 de Octubre de 2012. GLOSARIO AcOEt Acetato de Etilo ADN Acido Desoxi Ribonucleico Arom Aromático °C Grado centígrado CAPE Caffeic Acid Phenethyl Ester CDCl3 Cloroformo deuterado CMI Concentración Mínima Inhibitoria CV Cristal Violeta d Doblete DMEM Dubbelco´s Modified Eagle Medium DMSO Dimetilsulfóxido DMSO-D6 Dimetilsulfóxido Deuterado H horas HeLa Henrietta Lacks HOMO Highest Occupied Molecular Orbital Hz Hertz IC50 Concentración Inhibitoria cincuenta INEGI Instituto Nacional de Geografía y Estadística IR Infrarrojo J Constante de acoplamiento LogP Coeficiente de partición octanol-agua LQM Laboratorio de Química Medicinal LUMO Lowest Unoccupied Molecular Orbital m Multiplete g Microgramo mg miligramo MHz Megahertz l Microlitro mL Mililitro M Micromolar mmol milimol MTT Bromuro de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolio nm Nanómetro OMS Organización Mundial de la Salud PBS Buffer de Fosfatos salino pf Punto de fusion ppm Partes por millón RMN Resonancia Magnética Nuclear s Singulete SSA Secretaría de Salud t Triplete UV-VIS Ultravioleta-Visible W Watts ÍNDICE RESUMEN 1 ABSTRACT 2 1.- INTRODUCCIÓN 3 2.- GENERALIDADES 6 2.1.- Tratamientos 6 2.1.1.- Radioterapia 6 2.1.2.- Cirugía 8 2.1.3.- Hormonoterapia o terapia hormonal 9 2.1.4.- Inmunoterapia 10 2.1.5.- Quimioterapia 11 2.2.- Fármacos 12 2.2.1.- Desarrollo de un fármaco 13 2.3.- Cultivos Celulares 15 2.3.1.- Ventajas de los cultivos celulares 16 2.3.1.- Desventajas de los cultivos celulares 16 2.4.- Ácido cinámico 18 2.5.- Métodos de preparación de amidas 21 2.5.1.- A partir de cetonas 21 2.5.2.- A partir de aldehídos 22 2.5.3.- Reacción de Schotten – Baumann 23 2.5.4.- A partir de ácidos carboxílicos 23 2.5.5.- A partir de ésteres 27 2.5.6.- A partir de iminas 28 2.5.7.- A partir de alcoholes 28 2.5.8.- A partir de ácidos y aminas 28 3.- HIPÓTESIS 30 4.- OBJETIVO GENERAL 30 5.- OBJETIVOS PARTICULARES 30 6.- PARTE EXPERIMENTAL 30 6.1.- Síntesis de amidas 30 6.2.- Determinación espectroscópica 32 6.3.- Pruebas biológicas 32 6.3.1.- Características de la línea de cáncer de mama (MDA-MB-231) 33 6.3.2.- Características de la línea de cáncer cervicouterino (HeLa) 33 6.3.3.- Características de la línea de cáncer de próstata (PC-3) 33 6.3.4.- Almacenamiento, congelamiento y reactivación 34 6.3.5.- Propagación 34 6.3.6.- Evaluación de viabilidad celular mediante técnica MTT 34 6.3.7.- Procedimiento de realización de la técnica MTT en cultivos celulares 35 6.3.8.- Evaluación de la citotoxicidad con Cristal Violeta (CV) 36 6.3.9.- Procedimiento de realización de la técnica de Cristal Violeta (CV) en cultivos celulares. 36 6.3.10.- Manejo de datos obtenidos de las pruebas biológicas 37 6.3.11.- Cálculo de IC50 37 7.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN 38 7.1.- Síntesis 38 7.2.- Pruebas Biológicas 47 7.2.1.- Efecto de la serie LQM 700 en la línea celular MDA-MB 231 evaluada con la técnica de MTT a 24 h 47 7.2.2.- Efecto de la serie LQM 700 en la línea celular HeLa evaluada con la técnica de MTT a 24 h. 47 7.2.3.- Efecto de la serie LQM 700 en la línea celular PC-3 evaluada con la técnica de MTT a 24 h 48 7.2.4.- Efecto de la serie LQM 700 en cultivo primario de células no cancerosas (Linfocitos) evaluada con la técnica de MTT a 24 h 48 7.2.5.- Efecto de la serie LQM 700 en la línea celular MDA-MB 231 evaluada con la técnica de CV a 24 h 49 7.2.6.- Efecto de la serie LQM 700 en la línea celular HeLa evaluada con la técnica de CV a 24 h 49 7.2.7.- Efecto de la serie LQM 700 en la línea celular PC-3 evaluada con la técnica de CV a 24 h 50 7.2.8.- Efecto de la serie LQM 700 en cultivo primario de linfocitos evaluados con la técnica de CV a 24 h 50 7.2.9.- Resumen de los resultados del screening a la serie LQM 700 51 7.3.-Determinación de la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) 52 7.3.1.- CMI para MDA-MB 231, por Técnica MTT a 12 y 24 h. 52 7.3.2.- CMI para MDA-MB 231, por Técnica CV a 12 y 24 h 53 7.3.3.- CMI para HeLa, por Técnica MTT a 12 y 24 h 54 7.3.4.- CMI para HeLa, por Técnica CV a 12 y 24 h 55 7.3.5.- CMI para PC-3, por Técnica MTT a 12 y 24 h 56 7.3.6.- CMI para PC-3, por Técnica CV a 12 y 24 h 57 7.3.7.- CMI para Linfocitos, por Técnica MTT a 12 y 24 h 58 7.3.8.- CMI para Linfocitos, por Técnica CV a 12 y 24 h 59 7.4.- Cálculo de la IC50 60 7.4.1- Resultados del cálculo de la IC50 para ensayo de MTT 60 7.4.2.- Resultados del cálculo de la IC50 para ensayo de CV 61 8.- ANÁLISIS DE RESULTADOS 62 8.1.- Síntesis 62 8.2.- Pruebas Biológicas 73 9.- CONCLUSIONES 79 10.- PROSPECTIVAS 79 11.- ANEXOS 80 A1.- Artículo como autor principal 80 A2.- Artículo como coautor 92 A3.- Asistencia a congresos y ponencias 104 A4.- Realización de una patente 104 A5.- LogP de la serie LQM 700 105, 106, 107 A6.- Cálculos de economía atómica 108, 109 A7.- Espectros de los productos sintetizados 110 A8.- Preparación de soluciones usadas en los cultivos celulares 182 A8.1.- Preparación del medio de cultivo para las células 182 A8.2.- Preparación de la enzima Tripsina 182 A8.3.- Preparación de los amortiguadores 182 A8.4.- Preparación del MTT 40X 182 A8.5.- Preparación del Cristal Violeta 183 A9.- Esquema del uso de la placade 96 pozos 183 A10.- Resumen de las moléculas sintetizadas 184 REFERENCIAS 185 Veronica Texto escrito a máquina Veronica Texto escrito a máquina 12. ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.- Compuestos con base de ácido cinámico que han mostrado actividad biológica. 18 Figura 2.- Biosíntesis de ácidos cinámicos. 18 Figura 3.- Ruta biosintética de los diferentes ácidos cinámicos. 19 Figura 4.- Apotesina, fármaco antiguamente usado con base cinámica. 20 Figura 5.- Éster fenetílico de ácido caféico (CAPE). 20 Figura 6.- Síntesis de amidas derivadas de ácido fenilacético y ácido cinámico con fenetilamina. 31 Figura 7.- Síntesis de amidas derivadas de ácido fenilacético y ácido cinámico con bencilaminas sustituidas. 31 Figura 8.- Reacción de formación de formazán a partir de MTT llevada a cabo en la mitocondria. 35 Figura 9.- Colorante vital Cristal Violeta. 36 Figura 10.- Reacción general de formación de amidas. 62 Figura 11.- Influencia del exceso de amina en el ataque nucleofílico. 63 Figura 12.- Representación del posible acercamiento de ambos reactivos al llevar a cabo la reacción. 64 Figura 13.- Confórmero del ácido fenilacético. Obtenido desde Gaussian 9.0. 64 Figura 14.- Confórmero de la bencilamina. Obtenido desde Gaussian 9.0. 65 Figura 15.- Orbital LUMO del ácido carboxílico en el ácido fenilacético. 65 Figura 16.- Orbital HOMO de la bencilamina, se muestra el orbital que contiene al par de electrones. 66 Figura 17.- Representación de la interacción frontal propuesta para la reacción mostrando la amina a la derecha. 66 Figura 18.- Propuesta de traslape entre ácido cinámico y fenetilamina. 68 Figura 19.- Acercamiento propuesto que se da de manera lateral debido a la orientación de los pares de electrones del nitrógeno (azul) de la amina. 68 Figura 20.- Regiones del CAPE 73 Figura 21.-Compuesto 80 reportado por Hongbin Zou et al. 74 Figura 22.- Relación estructural entre los compuestos más activos LQM 755, 738 y 731 y el CAPE. 75 Figura 23.- LQM 725. 76 Figura 24.- LQM 739. 76 Figura 25.- LQM 753. 77 Figura 26.- LQM 754. 77 Figura 27.- LQM 706. 77 Figura 28.- LQM 717. 77 ÍNDICE DE GRÁFICAS Gráfica 1.- Porcentaje de viabilidad de la línea MDA-MB 231 tratada con 30 compuestos de la serie LQM 700, a 100 M durante 24 h. 47 Gráfica 2.- Porcentaje de viabilidad de la línea HeLa tratada con 30 compuestos de la serie LQM 700,m a 100 M durante 24 h. 48 Gráfica 3.- Porcentaje de viabilidad de la línea PC-3 tratada con 30 compuestos de la serie LQM 700, a 100 M durante 24 h. 48 Gráfica 4.- Porcentaje de viabilidad de linfocitos tratados con 30 compuestos de la serie LQM 700, a 100 M durante 24 h. 49 Gráfica 5.- Porcentaje de viabilidad de la línea MDA-MB 231 tratada con 30 compuestos de la serie LQM 700, a 100 M durante 24 h. 49 Gráfica 6.- Porcentaje de viabilidad de la línea HeLa tratada con 30 compuestos de la serie LQM 700, a 100 M durante 24 h. 50 Gráfica 7.- Porcentaje de viabilidad de la línea PC-3 tratada con 30 compuestos de la serie LQM 700, a 100 M durante 24 h. 50 Gráfica 8.- Porcentaje de viabilidad de linfocitos tratados con 30 compuestos de la serie LQM 700, a 100 M durante 24 h. 51 Gráfica 9.- CMI evaluada a 12 y 24 h por MTT para línea MDA-MB 231. 52 Gráfica 10.- CMI evaluada a 12 y 24 h por CV para línea MDA-MB 231. 53 Gráfica 11.- CMI evaluada a 12 y 24 h por MTT para línea HeLa. 54 Gráfica 12.- CMI evaluada a 12 y 24 h por CV para línea HeLa. 55 Gráfica 13.- CMI evaluada a 12 y 24 h por MTT para línea PC-3. 56 Gráfica 14.- CMI evaluada a 12 y 24 h por CV para línea PC-3. 57 Gráfica 15.- CMI evaluada a 12 y 24 h por MTT para cultivo primario de linfocitos. 58 Gráfica 16.- CMI evaluada a 12 y 24 h por CV para cultivo primario de linfocitos. 59 Gráfica 17.- Representación gráfica de los LogP de la serie LQM 700 (valores numéricos en anexo 5), contra la actividad obtenida para cada línea celular. 78 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1.- Estadísticas globales sobre prevalencia y mortalidad debida a cáncer en México (2012). 4 Tabla 2.- Línea MDA-MB 231, Técnica MTT, 12 h y 24 h 52 Tabla 3.- Línea MDA-MB 231, Técnica CV, 12 h y 24 h 53 Tabla 4.- Línea HeLa, Técnica MTT, 12 h y 24 h 54 Tabla 5.- Línea HeLa, Técnica CV, 12 h y 24 h 55 Tabla 6.- Línea PC-3, Técnica MTT, 12 h y 24 h 56 Tabla 7.- Línea PC-3, Técnica CV, 12 h y 24 h 57 Tabla 8.- Cultivo primario Linfocitos, Técnica MTT, 12 h y 24 h 58 Tabla 9.- Cultivo primario Linfocitos, Técnica CV, 12 h y 24 h 59 Tabla 10.- Resultados obtenidos al calcular la IC50 con la técnica de MTT y CV (n=3) 60 Tabla 11.- Valores obtenidos de las funciones condensadas de Fukui. 67 Tabla 12.-Serie LQM 700’s 70, 71, 72 Tabla 13.- LogP de la serie LQM 700 105, 106, 107 Tabla 14.- Valores obtenidos del cálculo de economía atómica (%) 108, 109 Tabla A.- Cantidad de sales usadas en cada solución. 182 Tabla B.- Esquema de uso de la placa de 96 pozos. 183 Página | 1 RESUMEN El presente trabajo está enfocado hacia la síntesis y evaluación de la actividad antineoplásica de derivados y/o análogos del ácido cinámico. Desarrollado en la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, en el laboratorio de Química Medicinal y Teórica, bajo la supervisión del Dr. Enrique Ángeles Anguiano. Este trabajo aborda la problemática del cáncer en la sociedad mexicana y la necesidad de crear nuevos fármacos para atacar este problema, el cual es complejo e involucra una gran parte del personal médico en el sistema de salud del país. Se aborda la síntesis de moléculas derivadas y/o análogas al ácido cinámico, su caracterización química y la realización de las primeras pruebas biológicas de esta nueva familia de compuestos. También en este trabajo se habla del CAPE (éster fenetílico de ácido caféico), el cual fue el compuesto del que se parte originalmente para la preparación de toda la familia, llamada LQM 700. La síntesis, una síntesis sencilla basada en la formación de amidas a partir de ácidos carboxílicos y aminas sin disolvente, promovida por luz infrarroja ha permitido obtener toda la familia de LQM 700 sin la necesidad de usar procesos muy complejos o catalizadores, aunado esto a una purificación que no requiere muchos pasos ni metodologías complicadas. Las pruebas biológicas, las cuales fueron desarrolladas en cultivos celulares de cáncer cervicouterino, próstata y mama, arrojaron los primeros datos sobre la actividad de esta nueva familia de compuestos, los cuales presentaron actividad como antineoplásicos. Derivado de este trabajo, tanto de la síntesis como de la actividad biológica, se produjo un artículo y el desarrollo de una patente a nivel nacional. Página | 2 ABSTRACT The present work is focused on the synthesis and evaluation of antineoplastic activity of cinnamic acid derivatives and / or analogs. Developed at Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, in the laboratory of Medicinal and Theoretical Chemistry, under the supervision of Dr. Enrique Angeles Anguiano, this work addresses the problem of cancer in Mexican society and the need to create new drugs to tackle this problem, which is complex and involves a large part of the medical staff in the country's health system. It deals with the synthesis of molecules derived and/or analogous to cinnamic acid, its chemical characterization and the realization of the first biological tests of this new family of compounds. Also in this work we talk about the CAPE (caffeic acid phenethyl ester), which was the compound that was originally part for the preparation of the whole family,called LQM 700. The synthesis, a simple synthesis based on the formation of amides from carboxylic acids and amines without solvent, promoted by infrared light has allowed to obtain the whole family of LQM 700 without the need to use very complex processes or catalysts, added this to a purification that does not require many complicated steps or methodologies. Biological tests, which were developed in cervical, prostate and breast cancer cell cultures, showed the first data on the activity of this new family of compounds, which showed activity as antineoplastics. Derived from this work, both the synthesis and the biological activity, there was an article and the development of a patent at the national level. Página | 3 1.- INTRODUCCIÓN El cáncer es una enfermedad caracterizada por un crecimiento y propagación descontrolada de células anormales. Actualmente se considera el estadio final de un proceso de enfermedad crónica caracterizado por una diferenciación anormal de tejidos y células. Este proceso de carcinogénesis eventualmente lleva al resultado final de un cáncer invasivo y metastásico.1 El cáncer invasivo deriva de interacciones complejas de factores exógenos (ambientales, agentes virales, o alimentos) y/o endógenos (genéticos, hormonales e inmunológicos).2, 3, 4 La carcinogénesis es progresiva, y esta progresión en precáncer se caracteriza por la aparición de un daño molecular específico y un daño genotípico más general asociado a un incremento severo de fenotipos displásicos.5 El desarrollo de este fenómeno puede representarse por los 3 estados sucesivos que a menudo se superponen: Iniciación, promoción y progresión.6 La Iniciación es un evento irreversible, sucede cuando las células normales se exponen a un carcinógeno y su ADN genómico se somete a un daño que se mantiene sin reparación o mal reparado.6 La Promoción es una expansión de las células dañadas, lleva a la aparición de tumores benignos.6 La Progresión es un proceso que produce un nuevo clon de células tumorales con una capacidad proliferativa, invasividad y potencial metastásico incrementados6. Las transiciones entre estados sucesivos se cree que pueden incrementarse o suprimirse por diversos factores.2 En sí, en algún punto de estos estados puede haber una reparación del material genético o una eliminación de las células neoplásicas o puede suceder lo contrario donde se tenía un cierto daño en el material genético y a éste se le suma más daño debido a que se presentan más factores que favorecen la aparición del daño. La mayoría de los tipos de cáncer en seres humanos resulta ser potencialmente prevenibles debido a factores externos removibles como el humo de cigarro, factores dietéticos, químicos ocupacionales o ambientales, estilo de vida, factores socioeconómicos, radiaciones y microorganismos específicos.2, 4 Estos factores exógenos ofrecen la oportunidad más probable para intervenciones enfocadas a una prevención primaria, que es, la eliminación o evitar la exposición a estos factores.6 El cáncer y sus diferentes tipos, es una de las principales causas de mortalidad en el mundo. Al igual que el resto de los países, en México el número total de casos por este padecimiento tiende a aumentar; en la lucha contra el cáncer los centros de investigación, institutos y hospitales han desempeñado un rol esencial tanto en la atención de los enfermos como en la formación de recursos humanos y en las acciones de prevención de este padecimiento.7 Datos del INEGI detallan que los Página | 4 problemas neoplásicos son la tercera causa de muerte en la población mexicana, solo detrás de la diabetes mellitus y de enfermedades del corazón. Cada año, según estadísticas de la Secretaría de Salud (SSA), hay en promedio 110 mil casos nuevos, de los que 45 por ciento, son atendidos por el Instituto Mexicano del Seguro Social. Los decesos anuales en el país ascienden a unos 78 mil.7, 8 Dentro de las enfermedades neoplásicas, la Agencia Internacional sobre el Cáncer (IARC) detalla los 5 tipos de cáncer más frecuentes para el género masculino en la población mexicana: Próstata, Pulmón, Colon y Recto, Estómago y Leucemia. Los 5 más frecuentes para el género femenino en la población mexicana: Mama, Cuello uterino, Colon y Recto, Estómago e Hígado, mientras que los 5 más frecuentes para ambos sexos son: Mama, Próstata, Cuello uterino, Colon y Recto y Pulmón, (Tabla 1).9 Tabla 1.- Estadísticas globales sobre prevalencia y mortalidad debida a cáncer en México (2012).9 Estadísticas de resumen (México 2012) Masculino Femenino Ambos sexos Población (miles) 57288 58858 116146 Número de nuevos casos de cáncer (miles) 65.5 82.4 148.0 Riesgo de contraer cáncer antes de los 75 años de edad (%) 12.8 14.0 13.4 Número de muertes por cáncer (miles) 38.7 40.1 78.7 Riesgo de morir de cáncer antes de los 75 años de edad (%) 7.4 7.2 7.3 5 tipos de cáncer más frecuentes (ranking definido por el número total de casos) Próstata Pecho Pecho Pulmón Cuello Uterino Próstata Colon y Recto Colon y Recto Cuello uterino Estómago Estómago Colon y Recto Leucemia Hígado Pulmón La Organización Mundial de la Salud (OMS) prevé que la mortalidad por cáncer aumentará, a nivel mundial, 45 por ciento entre 2007 y 2030 (pasará de 7.9 millones a 11.5 millones de defunciones), debido en parte al crecimiento demográfico y al envejecimiento de la población.7 La detección, manejo y tratamiento terapéutico de estas neoplasias malignas requieren de una estructura muy bien organizada de médicos, técnicos, farmacéuticos, instituciones y tecnología de elevado costo, por lo que es necesario e imperativo generar nuevas tecnologías de bajo costo o que puedan aplicarse a los sistemas de salud ya existentes. De esta manera se ayuda a que la población cuente con nuevos métodos para el tratamiento de estas enfermedades que no solo reclaman vidas, sino que merman la economía de familias enteras para poder costear los tratamientos que resultan muy caros o se manufacturan en el extranjero y son extremadamente caros para traer al país y los sistemas de salud se ven grandemente afectados por esta situación. El desarrollo de nuevas moléculas como posibles candidatos a nuevos fármacos es una parte muy importante de la investigación que genera cualquier país, ya qué Página | 5 el desarrollo interno de tecnología permite abaratar los costos globales de un medicamento en vez de importarlos, junto con otras moléculas y/o tecnología. Esto permitiría que México deje de ser un país maquilador a un país productor de tecnología. Por tanto, en el Laboratorio de Química Medicinal y Teórica de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, se desarrollan nuevas moléculas, junto con mejoras en su síntesis, para la producción de nuevos candidatos a fármacos para su uso como anticancerígenos, principalmente. Las moléculas en las que se basa para producir estas nuevas entidades químicas, han mostrado un espectro diverso de actividades y por ende las moléculas pueden evaluarse en otras patologías. El trabajo desarrollado en esta tesis pretende generar nuevas moléculas basadas en productos naturales (ácido cinámico y CAPE, éster fenetílico del ácido caféico, por sus siglas en ingles), para su uso en diversos tipos de cáncer, ya que una molécula puede ser efectiva en un tipo de cáncer pero en otro no, esto debido al elevado costo de los tratamientos existentes y a la necesidad de importación de los mismos, ya que en México pocas empresas farmacéuticas los manufacturan y aun así esta se realiza a costos muy elevados. Página | 6 2.- GENERALIDADES En lo que a cáncer se refiere, existen diversos tipos de tratamientos disponibles para los oncólogos. Entre las opciones disponibles tenemos: Radioterapia, Braquiterapia, Hormonoterapia, Cirugía, Crioablación (Crioterapia), Inmunoterapia y Quimioterapia.10 2.1.- TRATAMIENTOS 2.1.1.-Radioterapia11La radioterapia (también llamada terapia con rayos X o irradiación) es el uso de radiación ionizante para destruir las células cancerosas y reducir el tamaño de los tumores. La radioterapia lesiona o destruye las células en el área que recibe tratamiento, al dañar su material genético y hacer imposible que crezcan y se dividan. Aunque la radiación daña las células cancerosas, así como las normales, muchas células normales se recuperan de los efectos de la radiación y funcionan adecuadamente. El objeto de la radioterapia es destruir el mayor número posible de células cancerosas y limitar el daño que sufre el tejido sano que está alrededor. La radioterapia puede usarse para tratar casi toda clase de tumores sólidos, entre ellos los cánceres de cerebro, seno, cérvix, laringe, pulmón, páncreas, próstata, piel, espina dorsal, estómago, útero o sarcoma de tejidos blandos. La radiación puede también usarse para tratar la leucemia y el linfoma (cánceres que afectan las células que forman la sangre y el sistema linfático, respectivamente). La dosis de radiación que se administra en cada sitio depende de varios factores, incluso el tipo de cáncer y si hay tejidos u órganos cercanos que pueden verse afectados por la radiación. Para algunos tipos de cáncer, la radiación se puede administrar en áreas sin evidencia de cáncer para evitar que crezcan las células cancerosas en el área que recibe la radiación. Esta técnica se llama radioterapia profiláctica. También puede administrarse la radioterapia para reducir algunos síntomas como el dolor causado por un cáncer que se ha diseminado a los huesos o a otras partes del cuerpo. Esto se llama radioterapia paliativa. La mayor parte de las personas que reciben radioterapia para el cáncer reciben radiación externa. Algunos pacientes reciben tanto radiación externa como radiación interna o radioterapia sistémica, ya sea una después de la otra o al mismo tiempo. La radioterapia externa casi siempre se administra a pacientes ambulatorios; la mayoría de los pacientes no necesitan quedarse en el hospital. La radioterapia externa se usa para tratar muchos tipos de cáncer, incluso cáncer de vejiga, cerebro, seno, cérvix, laringe, pulmón, próstata y vagina. Además, puede usarse radiación externa para aliviar el dolor o aligerar otros problemas Página | 7 que se presentan cuando el cáncer se disemina a otras partes del cuerpo desde el sitio primario. La radioterapia interna (también llamada braquiterapia) usa radiación que se coloca muy cerca del tumor o dentro del mismo. La fuente de radiación está ordinariamente sellada en un portador pequeño llamado implante. Los implantes pueden ser alambres, tubos de plástico llamados catéteres, cintas, cápsulas o semillas. El implante se inserta directamente en el cuerpo. La radioterapia interna puede requerir que el paciente permanezca en el hospital. La energía (fuente de la radiación) que se usa cuando se administra la radioterapia externa puede provenir de: Rayos X o rayos gamma. Los rayos X pueden usarse para destruir células cancerosas en la superficie del cuerpo (energía más baja) o en los tejidos u órganos más profundos (energía más alta), dependiendo de la cantidad de energía de los rayos X. Comparados con otros tipos de radiación se puede irradiar un área relativamente grande. Los rayos gamma se producen cuando los isótopos de ciertos elementos (como el iridio y el cobalto 60) emiten energía cuando decaen. Cada elemento se descompone a un ritmo distinto y emite una cierta cantidad de energía, lo cual afecta la profundidad de penetración en el cuerpo. (Los rayos gamma producidos por la descomposición de cobalto 60 se utilizan en el tratamiento llamado “bisturí gamma”. Además, al estar administrando las radioterapias se cuenta con otros dos tipos de fármacos que coadyuvan el tratamiento, los radiosensibilizadores y los radioprotectores. Los radiosensibilizadores y los radioprotectores son sustancias químicas que modifican la respuesta de las células a la radiación. Los radiosensibilizadores son fármacos que hacen que las células cancerosas sean más sensibles a los efectos de la radioterapia. Se están investigando varias sustancias como radiosensibilizadores. Además, algunos fármacos contra el cáncer, como el 5- fluorouracilo y el cisplatino, hacen que las células cancerosas sean más sensibles a los efectos de la radioterapia. Los radioprotectores son fármacos que protegen las células normales (no cancerosas) del daño causado por la radioterapia. Estas substancias promueven la reparación de las células normales que se ven expuestas a la radiación. La amifostina (con el nombre comercial de Ethyol) es el único fármaco aprobado por la (FDA) como radioprotector. El fármaco ayuda a minimizar el efecto de sequedad en la boca que puede sufrir el paciente si las glándulas parótidas (las cuales ayudan a producir saliva y están ubicadas cerca del oído) reciben una dosis alta Página | 8 de radiación. Se están llevando a cabo otros estudios para determinar si la amifostina es efectiva al usarse con radioterapia para tratar otros tipos de cáncer. También se están investigando otros agentes como radioprotectores.12 2.1.2.- Cirugía13 La cirugía se ha empleado para tratar el cáncer por muchos años. También es un elemento clave en diagnosticar el cáncer y determinar qué tanto se pudo haber propagado (un proceso llamado clasificación por etapas o estadificación). Los avances continuos en las técnicas quirúrgicas permiten a los cirujanos realizar operaciones en un número cada vez mayor de pacientes y con buenos resultados. Actualmente existen otras formas de cirugías que no implican bisturí. Algunas de esas son: Criocirugía Un tipo de tratamiento en el que frío extremo producido por nitrógeno líquido o por gas argón se usan para destruir tejido anormal. La criocirugía puede usarse para tratar cáncer de piel en estadio inicial, retinoblastoma, y tumores precancerosos en la piel y en el cérvix o cuello del útero. La criocirugía se denomina también crioterapia. Lásers Un tipo de tratamiento en el que rayos potentes de luz se usan para hacer cortes en los tejidos. Los lásers pueden enfocarse con mucha exactitud en áreas muy pequeñas, por lo que pueden usarse para cirugías precisas. Pueden usarse también para reducir o para destruir tumores que pueden convertirse en cancerosos. Hipertermia Un tipo de tratamiento en el que pequeñas áreas de tejido del cuerpo se exponen a altas temperaturas. El calor intenso puede dañar y destruir células cancerosas o hacerlas más sensibles a la radiación y a ciertos fármacos de quimioterapia. La ablación por radiofrecuencia es un tipo de hipertermia que usa ondas de radio de alta frecuencia para generar calor. La hipertermia no está disponible en forma generalizada y se está evaluando en estudios clínicos. Terapia fotodinámica Un tipo de tratamiento que usa fármacos que reaccionan a cierto tipo de luz. Cuando el tumor se expone a esta luz, esos fármacos se activan y destruyen las células cancerosas cercanas. La terapia fotodinámica se usa con más frecuencia para tratar o aliviar síntomas causados por cáncer de piel, micosis fungoides y cáncer de pulmón de células no pequeñas. Dependiendo del tipo de cáncer y de lo avanzado que esté, la cirugía puede usarse para: Extirpar todo el tumor: la cirugía extirpa el cáncer contenido en un sitio. http://www.cancer.gov/Common/PopUps/popDefinition.aspx?id=CDR0000045885&version=Patient&language=Spanish http://www.cancer.gov/Common/PopUps/popDefinition.aspx?id=CDR0000046774&version=Patient&language=Spanish http://www.cancer.gov/Common/PopUps/popDefinition.aspx?id=CDR0000046220&version=Patient&language=Spanish http://www.cancer.gov/Common/PopUps/popDefinition.aspx?id=CDR0000044195&version=Patient&language=Spanish http://www.cancer.gov/Common/PopUps/popDefinition.aspx?id=CDR0000045022&version=Patient&language=Spanishhttp://www.cancer.gov/espanol/tipos/piel http://www.cancer.gov/espanol/tipos/linfoma http://www.cancer.gov/espanol/tipos/linfoma http://www.cancer.gov/espanol/tipos/pulmon Página | 9 Reducción del tumor: la operación extirpa algo del tumor canceroso, pero no todo. Se usa cuando, si se extirpara todo el tumor, se podría dañar un órgano o el cuerpo. Al extirpar parte de un tumor se puede ayudar para que otros tratamientos funcionen mejor. Alivio de los síntomas: esta cirugía se usa para extirpar tumores que causan dolor o presión. Es el método más utilizado para poder extraer una gran variedad de cánceres. En combinación con una terapia conjunta, las posibilidades de supervivencia del paciente aumentan mucho. 2.1.3.- Hormonoterapia o Terapia Hormonal14 La terapia hormonal es un tratamiento del cáncer que hace lento o detiene el crecimiento del cáncer que usa hormonas para crecer. La terapia hormonal se llama también tratamiento con hormonas o terapia endócrina. Se utiliza para: Tratamiento La terapia hormonal puede hacer que disminuya la posibilidad de que regrese el cáncer o que se detenga o sea más lento su crecimiento. Alivio de los síntomas La terapia hormonal puede usarse para reducir los síntomas o evitarlos en hombres con cáncer de próstata, que no pueden tener cirugía o radioterapia. La terapia hormonal está comprendida en dos grupos amplios, es decir, los que bloquean la capacidad del cuerpo para producir hormonas y los que interfieren en la forma de coómo las hormonas se comportan en el cuerpo. Cuando se usa con otros tratamientos, la terapia hormonal puede: Reducir el tamaño de un tumor antes de la cirugía o de radioterapia. Esto se llama terapia neoadyuvante. Reducir el riesgo de que regrese el cáncer después del tratamiento principal. Esto se llama terapia adyuvante. Destruir las células cancerosas que han regresado o que se han extendido a otras partes del cuerpo. Ya que la terapia hormonal bloquea la capacidad del cuerpo para producir hormonas o interfiere con la forma como se comportan las hormonas, puede causar efectos secundarios indeseados. Los efectos secundarios que se presentan dependen del tipo de terapia hormonal y de cómo reacciona el cuerpo a eso. Algunos efectos secundarios comunes en los hombres que reciben terapia hormonal para el cáncer de próstata son: Falta de interés en el sexo o incapacidad para tenerlo Debilidad en los huesos http://www.cancer.gov/Common/PopUps/popDefinition.aspx?id=CDR0000045022&version=Patient&language=Spanish http://www.cancer.gov/Common/PopUps/popDefinition.aspx?id=CDR0000045570&version=Patient&language=Spanish http://www.cancer.gov/Common/PopUps/popDefinition.aspx?id=CDR0000044971&version=Patient&language=Spanish http://www.cancer.gov/Common/PopUps/popDefinition.aspx?id=CDR0000046476&version=Patient&language=Spanish Página | 10 Diarrea Náuseas Algunos efectos secundarios comunes en las mujeres que reciben terapia hormonal para el cáncer de seno son: Sequedad vaginal Cambios en los períodos de mujeres que no han llegado a la menopausia Náuseas Cambios de ánimo Este tipo de terapias se dan de inicio cuando se ha diagnosticado un cáncer y cuando apenas se está observando el cáncer para determinar el tratamiento a seguir. 2.1.4.- Inmunoterapia15 La inmunoterapia es un tipo de terapia biológica que usa sustancias producidas por organismos vivos para tratar el cáncer. Muchos tipos diferentes de inmunoterapia se usan para tratar el cáncer. Estos son: Anticuerpos monoclonales, es una terapia dirigida en la cual se diseñan anticuerpos para unirse a blancos específicos en el cuerpo. Pueden causar una reacción inmunitaria que destruye células cancerosas. Otros tipos de anticuerpos monoclonales pueden "marcar" las células cancerosas para facilitar que el sistema inmunitario las encuentre y las destruya. Transferencia adoptiva celular, es un tratamiento que intenta reforzar la capacidad natural de los linfocitos T para combatir el cáncer. Se preparan tomando células T del tumor, luego se aíslan las células T que son más activas contra el cáncer o bien se modifican los genes para hacerlas más capaces de encontrar y destruir células cancerosas. Luego, se multiplican en laboratorio para obtener lotes de tratamiento, administrándolos de nuevo al paciente. Citocinas, las cuales son proteínas que regulan la función de las células que las producen sobre otros tipos celulares. Tienen funciones importantes en la reacción inmunitaria normal y en la capacidad del sistema inmunitario para responder al cáncer. Los dos tipos principales de citocinas usadas para tratar cáncer son interferones e interleucinas. Bacilo de Calmette-Guérin,BCG, es una inmunoterapia que se usa para tratar cáncer de vejiga. Es una forma debilitada de la bacteria que causa tuberculosis. Cuando se inserta directamente en la vejiga con un catéter, el BCG causa una reacción inmunitaria contra las células cancerosas. También se está estudiando en otros tipos de cáncer. http://www.cancer.gov/Common/PopUps/popDefinition.aspx?id=CDR0000476079&version=Patient&language=Spanish Página | 11 Los efectos secundarios que se pueden presentar dependen del tipo de inmunoterapia que se administre y de cómo reaccione el paciente a ella, incluyen dolor, hinchazón, irritación, síntomas de gripe, aumento de peso o retención de líquidos, diarrea, entre otros. Las inmunoterapias pueden causar también reacciones alérgicas graves o hasta mortales. Sin embargo, éstas son raras. 2.1.5.- Quimioterapia16 La quimioterapia es el uso de medicamentos para tratar una enfermedad; en este caso, que está más asociada al cáncer. Mientras que la cirugía y la radioterapia extraen, destruyen o dañan las células cancerosas en partes específicas, la quimioterapia tiene un efecto sistémico. Este tratamiento puede destruir las células cancerosas que han hecho metástasis del tumor primario (original). Actualmente se utilizan más de 100 medicamentos de quimioterapia, tanto solos como en combinaciones, de acuerdo al cuadro básico y catálogo de medicamentos de la Comisión Interinstitucional del Cuadro Básico y Catálogo de Insumos del Sector Salud.16 Un solo medicamento se puede usar para tratar el cáncer, pero a menudo se emplean múltiples medicamentos en cierto orden o en ciertas combinaciones (conocido como quimioterapia de combinación). El uso de múltiples medicamentos permite que diferentes tipos de acción operen en conjunto para destruir un mayor número de células cancerosas. Además, se puede reducir la probabilidad de que el cáncer se torne resistente a un medicamento en particular.16 La quimioterapia puede administrarse de muchas formas. Algunas formas comunes son: Oral La quimioterapia se administra en tabletas, cápsulas, suspensiones y soluciones. Intravenosa La quimioterapia se administra directamente en una vena. Administración Intramuscular o Intradérmica La quimioterapia es administrada por una inyección en un músculo (brazo, muslo o glúteo) o directamente bajo la piel en la parte grasa del brazo, pierna o vientre. Intratecal La quimioterapia se administra en el espacio entre las capas de tejido que cubren el cerebro y la médula espinal. Intraperitoneal La quimioterapia se administra directamente en la cavidad peritoneal y dada su irrigación, es un buen sitio de absorción del medicamento, ya que tiene un contacto cercano con muchos órganos. http://www.cancer.gov/Common/PopUps/popDefinition.aspx?id=CDR0000476471&version=Patient&language=Spanish Página | 12 Intraarterial La quimioterapia se administra directamente en la arteria que irriga el tumor canceroso. Tópica La quimioterapia está en presentación de crema o ungüento que se aplica en la zona afectada. Dentro de la quimioterapia existen diversas familias de compuestos ya sean extraídos de fuentes naturales, desemisíntesis o de síntesis total. Muchos fármacos naturales presentan el problema de que su extracción del producto natural da rendimientos muy bajos y puede causar un daño a la misma especie de donde se extrae. Un ejemplo de esto es el Paclitaxel, que se extrae del “Tejo del pacífico” (Taxus Brevifolia), cerca del monte Santa Helena al Noroeste de los Estados Unidos; un árbol de 13 m de alto y 200 años de edad, que apenas provee de medio gramo de paclitaxel y ésto llevó a una reducción de la población de esta especie. La solución a esto fue encontrar arboles de la misma especie que produjeran el núcleo de la molécula y por semisíntesis se obtenía al Paclitaxel.17 2.2.- Fármacos18 Un fármaco es una molécula bioactiva que en virtud de su estructura y configuración química puede interactuar con macromoléculas proteicas, generalmente denominadas receptores, localizadas en la membrana, citoplasma o núcleo de una célula, dando lugar a una acción y un efecto evidenciable. Esta definición se acota a aquellas sustancias de interés clínico, es decir aquellas usadas para la prevención, diagnóstico, tratamiento, mitigación y evitar funciones fisiológicas no deseadas. Los fármacos pueden ser moléculas de origen mineral (como bentonitas, azufre y carbonato de litio), vegetal (Paclitaxel, Vincristina, Quinina), animal (insulina recombinante, interferones), sintéticos (Imatinib, Propanolol) y semisintéticos (Penicilinas y Cefalosporinas). De esta forma, hormonas, anticuerpos, interleucinas y vacunas también son considerados fármacos al ser administrados en una forma farmacéutica. En resumen, para que una sustancia biológicamente activa se clasifique como fármaco, debe administrarse al cuerpo de manera exógena y con fines médicos. La actividad de un fármaco varía debido a la naturaleza de éstos, pero siempre está relacionado con la cantidad ingerida o absorbida. Por ejemplo, los medicamentos oncológicos, son conocidos como principios activos altamente potentes y se usan en concentraciones muy pequeñas para curar un tipo especial de cáncer. Cada uno de éstos causa muchos efectos secundarios y la sobredosis puede afectar negativamente a células sanas, esto, como se mencionó anteriormente, está dado por su alta potencia. http://www.cancer.gov/Common/PopUps/popDefinition.aspx?id=CDR0000440100&version=Patient&language=Spanish Página | 13 Un fármaco debe de contar con ciertas características para poder ejercer su efecto. Debe de llegar al sitio de acción (debe de ser absorbido y distribuido, que depende de las características fisicoquímicas del fármaco, como su coeficiente de partición o coeficiente de reparto, su tamaño de partícula, pKa, si es una sal o un éster y de las características del sitio de administración). Debe de ser capaz de modificar un sistema biológico, a través de un mecanismo de acción que logre modificar el funcionamiento de ese sistema biológico, generando una acción farmacológica, lo que lleva a un cambio en la función orgánica, logrando su efecto farmacológico. Debe de presentar un uso terapéutico que prevenga/cure/diagnostique una enfermedad y que su uso provoque el menor número de reacciones adversas. 2.2.1.- Desarrollo de un fármaco19 El proceso de desarrollo de fármacos engloba un proceso que requiere mucho tiempo y una gran inversión de tiempo, esfuerzo y económica por parte de centros de investigación, universidades e industria farmacéutica. El proceso de desarrollo de un nuevo fármaco se divide en fases bien definidas: 1.- Identificación y validación de blancos o dianas Comprende una gran variedad de actividades dedicadas a identificar nuevas dianas terapéuticas y confirmar su papel en el proceso patológico, así como conocer los mecanismos de acción, rutas moleculares y proteínas implicadas en la patología. 2.- Diseño Molecular Las moléculas que fueron más activas (conocidas como “hits”) en los primeros estudios, se modifican para mejorar su afinidad, eficacia y seguridad mediante cribados rápidos (throughput screening). En el caso de biológicos, esta fase implica el desarrollo de anticuerpos con afinidades específicas. 3.- Optimización de cabezas de serie Los “hits” se modifican químicamente para mejorar sus propiedades y afinidad por su diana. 4.- Primero estudios de seguridad y eficacia clínica Para determinar el perfil inicial de seguridad del fármaco, se efectúan análisis toxicológicos y farmacológicos de seguridad completos, usando modelos apropiados in silico (bioinformatica), in vitro, e in vivo en animales. 5.- Ensayos PoC/Fase 1 En los ensayos preliminares de evaluación (Proof-of-concept, PoC), el fármaco se administra por primera vez a seres humanos, para verificar el mecanismo de Página | 14 acción y obtener una primera información sobre la eficacia y seguridad del compuesto. En los ensayos de Fase I, el fármaco se prueba en un grupo de pacientes o de voluntarios sanos (n=20-80), para evaluar su seguridad, determinar el intervalo de dosis seguras e identificar efectos secundarios de mayor incidencia. Con frecuencia se combinan los ensayos PoC y de Fase I. 6.- Ensayos de Fase II En los ensayos de Fase II, el fármaco se administra a un grupo mayor de personas (n=100-300), para examinar su eficacia, confirmar el intervalo de dosis eficaces y evaluar con más detalle y seguridad el perfil del fármaco. 7.- Ensayos de Fase III En los ensayos de Fase III, el fármaco se administra a grupos grandes de personas (1000-3000), para confirmar su eficacia, confirmar los efectos secundarios, compararlo con tratamientos de uso habitual (si los hay) y recoger información que permita el uso seguro del fármaco o tratamiento. 8.- Registro (Fase IV) Para el registro de un medicamento nuevo, se recopilan los resultados de todos los estudios preclínicos y clínicos, los datos de calidad y la descripción del proceso de fabricación, y se presentan para revisión a las autoridades reguladoras. Si los reguladores están de acuerdo en que los datos son demostrativos de la calidad, la eficacia y la seguridad del fármaco, se emite la autorización de comercialización. A partir de ese momento, el nuevo medicamento se puede poner a disposición de las autoridades locales para determinar el precio y condiciones de reembolso. Una vez aprobado por las autoridades locales, el fármaco se podrá poner a disposición de médicos y pacientes. 9.- Actividades posteriores al lanzamiento Una vez que un medicamento está en el mercado, se han de vigilar constantemente los efectos adversos, que se comunicarán a las autoridades reguladoras. Además, se llevan a cabo, con frecuencia, programas relativos al ciclo vital (que incluyen ensayos clínicos de fase IV o investigación en resultados de salud), con el fin de incorporar nuevas indicaciones, mejorar las formulaciones existentes del fármaco y conocer el impacto clínico del nuevo tratamiento en condiciones aprobadas de uso y en praxis médica habitual, proceso conocido como farmacovigilancia. 10.- Farmacovigilancia La Farmacovigilancia es un concepto que abarca la observación de todos los efectos que produce un medicamento, tanto benéficos como nocivos, proporciona un instrumento para el conocimiento sobre el uso seguro y racional de los mismos, una vez que éstos son utilizados en la población que los consume en condiciones reales. Es una actividad compartida entre las autoridades sanitarias, la industria farmacéutica y los profesionales de la salud. Cuando un nuevo medicamento se Página | 15 comercializa, se debe evaluar a través del tiempo la relación beneficio-riesgo, haciendo énfasis en el riesgo (seguridad); es por eso que la farmacovigilancia juega un papel fundamental en la monitorización estrecha del comportamiento de los medicamentos en las poblaciones. 2.3.- Cultivos celulares20 El cultivo celular o cultivo de tejidos, como también se le llama, tiene su origen en el siglo XIX, como un métodopara el estudio del comportamiento de las células animales libres de las variaciones sistémicas, ocurridas dentro del organismo durante su normal homeostasis y bajo el estrés de un experimento. Estas técnicas iniciaron con el cultivo de fragmentos no disgregados de tejidos, los cuales restringían la mitosis de las células cultivadas y por tanto su crecimiento. Después se realizaron cultivos con fragmentos disgregados de tejidos, los cuales aumentaban el crecimiento celular en cultivo, ya que se utilizaban células dispersas; esto fue un gran avance y provocó una explosiva expansión en esta área desde los años 50’s. El cultivo de células tuvo su origen en el siglo XIX con Friedrich Daniel von Recklinghausen (1833-1910), anatomopatólogo quien en 1866 mantuvo vivas células sanguíneas de anfibio, pero fue la utilización de bloques de agar con plasma coagulado (soporte y alimento) el inicio del cultivo de células in vitro. En la actualidad, pueden cultivarse en el laboratorio células procedentes de una amplia gama de tejidos y organismos diferentes. En un principio, el objetivo principal era el estudio de las propias células, cómo crecen, qué necesitan para su crecimiento, cómo y cuándo dejan de crecer. Este tipo de estudios tiene hoy un gran interés científico, por ejemplo, en relación con investigaciones sobre el ciclo celular, el control del crecimiento de células tumorales y la modulación de la expresión genética. La validez de un cultivo celular como modelo de función fisiológica in vivo ha sido criticado, ya que se presentan problemas de caracterización por la alteración del desarrollo celular; la proliferación in vitro no se presenta de igual manera a la de in vivo, debido a la reducción de la relación célula-célula y la interacción matriz- célula, por la no presencia de la heterogeneidad y la estructura tridimensional de las células hallada in vivo; además, porque el medio hormonal y nutricional se ve alterado. La provisión de un ambiente apropiado, nutriente, hormonas y sustratos, son fundamentales para la expresión de funciones especializadas. Las células de humanos y tejidos se pueden obtener de biopsias, post-mortem, placentas o de procedimientos quirúrgicos. Se pueden obtener una amplia variedad de cultivos de células, así como células de cáncer y sangre humanas para investigar cómo los virus provocan infecciones; las células de la placenta humana se pueden utilizar para probar si los medicamentos pueden atravesar la placenta, o células de las articulaciones humanas para estudiar medicamentos Página | 16 contra el reuma. Se han utilizado cultivos de células en investigaciones para el cáncer, el Parkinson, SIDA, desarrollo de medicamentos, toxicidad y Alzheimer. De acuerdo a su capacidad de adherencia o no a una superficie determinada, pueden crecer formando monocapa o en suspensión, respectivamente, lo que está muy asociado con el tipo de célula de la cual derivan; por lo general, las células provenientes de órganos crecen en monocapa; igualmente existen células que pueden crecer indistintamente, tanto en monocapa como en suspensión, ejemplo son las células HeLa que son células transformadas derivadas de cultivos en monocapa. Cuando el cultivo proviene de células que han sido disgregadas de un tejido original, tomado de un órgano de un animal recién sacrificado, reciben el nombre de Cultivo Primario. Cuando este cultivo primario es sometido a procesos de transformación que le confiere capacidad ilimitada de multiplicación, reciben el nombre de Líneas Celulares. Cuando de un cultivo primario se genera otro tipo de células que se pueden separar, recibe el nombre de Cultivos Secundarios. Cuando en el cultivo coexisten dos tipos de células de linajes diferentes que se pueden separar, recibe el nombre de Cocultivo. 2.3.1.- Ventajas de los cultivos celulares21 Las dos principales ventajas cuando se utilizan los cultivos celulares son: el control del medio fisicoquímico, a saber, pH, temperatura, presión osmótica, tensión de oxígeno (O2) y dióxido de carbono (CO2) de las células cultivadas, y las condiciones fisiológicas que deben ser constantes. La mayoría de las líneas celulares requieren, para su buen desarrollo, de suplementos en el medio en que se cultivan, ejemplo de esto es el suero, el cual provee infinidad de elementos como hormonas y otras sustancias reguladoras. El control del medio fisicoquímico y de las condiciones fisiológicas, permite el cultivo de células específicas. Los cultivos de células permiten someter a las mismas a una baja y definida concentración de reactivos, asegurando un acceso directo en ellas, lo que ahorra en un 90% lo requerido para la inyección del reactivo in vivo, su excreción y su posterior distribución a los tejidos en estudio. Aunque los estudios in vivo resulten más económicos que los in vitro, son descartados porque el uso de la experimentación en animales resulta cuestionado en aspectos legales, morales y éticos. 2.2.4.- Desventajas de los cultivos celulares21 Las técnicas de cultivo celular necesitan unas estrictas condiciones de asepsia, porque las células animales crecen menos rápido que la mayoría de los Página | 17 contaminantes comunes como las bacterias, los mohos y las levaduras. Además, las células procedentes de animales no pueden desarrollarse en medios de cultivo, por lo que es necesario agregar a los medios suplementos como suero, plasma y fluidos intersticiales, entre otros, para de una manera u otra proveer a las células cultivadas un medio semejante al in vivo. Una mayor limitación en el cultivo de células es el gasto de esfuerzo y materiales para la producción de una pequeña cantidad de células o de tejido. Los costos de producir células en cultivo son diez veces más que el uso de tejido animal, ya que se invierte bastante en ensayos o procedimientos preparativos que pueden ayudar en la estandarización del proceso, reduciendo tiempo de manipulación, volúmenes de muestra, tiempos de centrifugación, etc. En los cultivos celulares se dificulta relacionar las células cultivadas con las células funcionales ubicadas en el tejido del cual son derivadas, esto porque en la mayoría de los casos presentan propiedades muy diferentes; para esto es necesario utilizar marcadores de células, los cuales van a ser de gran ayuda en el momento de caracterizarlas en cultivo, porque van a garantizar que las células crecidas en cultivo son las mismas que se sembraron y no otras. Además, suelen presentarse problemas de inestabilidad genética cuando se realizan varios pases de cultivos de células no transformadas, lo que va a originar una gran heterogeneidad en el crecimiento de las células y en su diferenciación. Página | 18 2.4.- Ácido Cinámico El ácido cinámico y sus derivados, que muestran un amplio espectro de actividades biológicas y baja toxicidad, son de interés para los propósitos de crear nuevos y fármacos basados en este núcleo como los siguientes ejemplos, usados como tratamiento experimental para inducir apoptosis en células neoplásicas, fig. 1.22 OH O OH OH O O O Drupanin Baccharin OH O OH Artepillin C Fig. 1.- Compuestos con base cinámica que han mostrado actividad biológica. El ácido cinámico se obtiene de diversos productos naturales, entre éstos el aceite esencial de canela o de una goma conocida como storax que proviene del árbol liquidámbar (Liquidambar styraciflua).23 Su ruta de biosíntesis parte de 2 aminoácidos, la fenilalanina y la tirosina, para la síntesis de todos los ácidos cinámicos, junto con 2 enzimas que son las encargadas de eliminar amoniaco de estos aminoácidos y formar el doble enlace, estas enzimas son: Fenilalanina- aminoliasa (FAL) y la Tirosina- aminoliasa (TAL), la reacción de biosíntesis se muestra en la fig 2.24 R NH2 O OH -NH3 (PAL o TAL) R O OH R= H, Fenilalanina R= OH, Tirosina R= H, Ácido cinámico R= OH, Ácido p- cumárico Fig.2.- Biosíntesis de ácidos cinámicos. Al producirse estos ácidos cinámicos, la ruta biosintética puede continuar dando como resultado otros ácidos cinámicos, entre los que se encuentran el p-cumárico, ferúlico, caféico y sinápico. Esta biosíntesis se muestra en la fig 3. Página | 19 NH2 O OH [O] NH2 O OH OH [O] NH2 O OH OH OH -NH3 -NH3 -NH3 O OH Ácido cinámico [O] O OH OH Ácido p-cumarico O OH OH OH [O] Ácido caféico Metilación O OH OH O [O] O OH OH O OH Metilación O OH OH O O Ácido FerúlicoÁcido Sinápico Fig 3.- Ruta biosintetica de los diferentes ácidos cinámicos. El ácido cinámico es un ingrediente usado en una variedad de productos, siendo empleado en la industria de la perfumería en diversos productos. Puede encontrarse en fragancias, cosméticos decorativos, fragancias finas, shampoos, jabones de tocador y otros productos de tocador, así como en productos no cosméticos como limpiadores de piso y en detergentes. Su uso mundial se estima entre 1 a 10 toneladas métricas por año.25 La industria de saborizantes y fragancias utiliza derivados de ácido cinámico, generalmente ésteres, de manera cotidiana. Entre los ésteres usados se encuentra el cinamato de metilo, cinamato de etilo, cinamato de bencilo y cinamato de alilo, éstos tienen olores frutales y son usados como saborizantes y aromatizantes en diversas preparaciones tanto alimenticias como cosméticas. Otros derivados de ácido cinámico muy usados son los ferulatos y los cumaratos de etilo, olores frutales que recuerdan diversas especias aromáticas.26 Al ácido cinámico como fármaco se le atribuyen diversas propiedades benéficas, desde antioxidante hasta hepatoprotector y antiinflamatorio22; sus derivados también presentan diversas actividades, el ácido ferúlico presenta propiedades antioxidantes, al ser un buen captador de radicales; el ácido caféico el cual ha sido muy estudiado como un agente antioxidante hepatoprotector y antineoplásico, entre otros.28, 29 Otro de sus derivados, la Apotesina, cuya estructura se muestra en la fig. 4. se usó como un anestésico local, pero se descontinuó su uso ya que presenta cierto Página | 20 grado de toxicidad en inyecciones subcutáneas y musculares y recientemente se reemplazó por la novocaína y la procaína.27 NO O Apotesina Fig. 4.-Apotesina, fármaco antiguamente usado con base cinámica. El ácido caféico y su derivado el éster fenetílico (CAPE, por sus siglas en inglés) fig. 5, han mostrado propiedades de disminución de tamaño de tumores. La administración subcutánea de ácido caféico y CAPE redujeron significativamente la metástasis en cáncer de hígado.28 O O OH OH CAPE Fig. 5.- Éster fenetílico de ácido caféico (CAPE). Otros derivados son las amidas de ácidos cinámicos, de las cuales, las más conocidas llegan a estar presentes en plantas como pesticidas naturales, siendo poliamidas de ácidos cinámicos. La formación de estas amidas se puede considerar como un mecanismo de defensa de las plantas después de una infección viral, heridas, presencia de metales pesados o exposición a altas temperaturas28 La actividad biológica que presentan las amidas de ácidos cinámicos es como antioxidantes, como agentes anti-aterogénicos22, antivirales, como agentes citotóxicos29 y como antifúngicos, sus mecanismos de acción van desde la inhibición de enzimas hasta captura de radicales libres30. Página | 21 2.5.- Métodos de Preparación de Amidas Uno de los objetivos de este trabajo es obtener amidas del ácido cinámico, por lo que dentro de la bibliografía aparecen muchos métodos de preparación de amidas. A continuación se mencionan algunos. 2.5.1.- A Partir de Cetonas 1.- Reacción de Schmidt.31, 32 A partir de cetonas en presencia de ácido hidrazoico. Rendimiento: 82-88% R R1 O N H R1 O R HN 3 H 2 SO 4 2.- Síntesis vía un rearreglo formal de Beckmann.33 Usando hidroxilamina y ácidos (Acido polifosfórico PPA, H2SO4, MsCl o TsCl) Rendimiento: 60-92% R R1 O + NH2OH.HCl N H R1 O R 100-110 °C H+ 3.- Vía reacción de azido-Schmidt en presencia de FeCl3.34 Se utiliza trimetilsililazida que es más seguro que manejar ácido hidrazoico Rendimiento: 60-80% R O R1+TMSN3 N H R O R1 FeCl 3 (1 eq) ClCH 2 CH 2 Cl, T. amb. Página | 22 2.5.2.-A Partir de Aldehídos 1.- Aldehídos con alquil azidas.35 Usando Cloruro de Titanio (IV) como catalizador. Rendimiento: 63-90% R2 H O + N H R2 O R1 R1 N3 TiCl 4 17-19 h + NH O R1 R2 2.- Amidación oxidativa de aldehídos con aminas.36 Es una reacción libre de metales que utiliza el sistema Polietilenglicol (PEG)- Oxidante, siendo uno de los oxidantes SeO2. Rendimiento: 52-90% R H O + N H R O R1R1 NH2 Oxidante PEG-400 R, R 1 =Alquilo, Arilo Oxidante = SeO 2 , NaOCl/Bu 4 NHSO 4 3.- Amidación oxidativa catalizada por Zinc (II) de arilaldehídos con alquilaminas en condiciones libres de disolvente.37 Rendimiento: <10-82% H O + NH2 ZnBr 2 (10 mol%), TBHP (3 eq.) 16 h, 80 °C NH O Página | 23 4.- Amidación oxidativa catalizada por paladio con peróxido de hidrógeno.38 Utiliza una variedad de sales metálicas que contienen paladio y 1.2 equivalentes de diversos oxidantes. Rendimiento: 49-82% H O + NHnBu O nBuNH2 Sal metálica (cat.) Oxidante (1.2 eq.) tBuOH/AcOH 50 °C, 20 h + OH O Sal Metálica = Pd(OAc) 2 , PdCl 2 , PdSO 4 ,Ni(OAc) 2 ,Cu(OAc) 2 , Zn(OAc) 2 Oxidante = H 2 O 2 ac, H 2 O 2 -Urea, TBHP, m-CPBA 2.5.3.-Reacción de Schotten – Baumann39 Usando haluros de ácido y aminas en presencia de bases. Rendimiento: 65-96% R Cl O + N H R O R1R1 NH2 Base 2.5.4.- A Partir de Ácidos Carboxílicos 1.- Usando aminas y carbodiimidas.40 Esta técnica es muy usada para sintetizar péptidos, pero también puede ser usada para preparar amidas con buenos rendimientos. Rendimiento: 80-95% R1 OH O + N H R1 O R2R2 NH2 C NN RR Donde = C NN RR = C N N C N N C N N N Página | 24 2.- Usando aminas y malla molecular.41 El uso de la malla molecular de 3Å permite atrapar el agua formada en la reacción. Rendimiento: 14-89% R1 OH O + R2 NH2 N H R1 O R2 Malla Molecular 3Å 160 °C 2-24 h 3.- Usando aminas sobre dioxido de titanio nanosulfatado.42 Se usa un catalizador de nanopartículas de dióxido de titanio sulfatado. Rendimiento: 50-98% R1 OH O + R2 NH2 N H R1 O R2 R 1 , R 2 = Alquilo, Arilo 0.011 mol-% TiO 2 Nanosulfatado 115 °C, 1-9 h 4.- Usando ácidos propensos a epimerización y aminas empleando anhídrido propilfosfónico (T3P) y piridina.43 Rendimiento: 82-99% OH O R R1 + N O R2R R1 R3 NH R2 R3 1.1eq. 2 eq. T3P 3 eq. Piridina EtOAc 0 °C, 12-24 h R = Alquilo, Arilo R 1 = Arilo, NHCbz R 2 = Arilo, Bencilo, Alquilo R 3 = H, Me P O O P P O O Pr O O Pr Pr T3P = 5.- Vía triaciloxiboranos.44 También puede ser utilizada esta técnica para la síntesis de ésteres. Rendimiento: 75-95% R OH O NR O R2 R1 R 1 , R 2 = Alquilo, Arilo 0.35 eq. BH 3 .THF (1M en THF) Tolueno, T.A., 1 h R O O B) 3 1 - 2 eq. R 1 R 2 NH Reflujo, 12 h Página | 25 6.- Amidación directa facilitada por trimetilaluminio.45 Rendimiento: 60-83% R OH O NR O R2 R1 + NH R2 R1 R = Alquilo, Arilo, Vinilo R 1 = Bencilo, Alquilo, Arilo R 2 = H, Alquilo 1 eq. Me 3 Al Tolueno, 90 °C, 1 h 7.- En presencia de cloruro de tosilo en condiciones libres de solvente.46 Se soporta la reacción en sílice a temperatura ambiente. Rendimiento: 75-90% R OH O NR O R2 R1 + R = Alquilo, Arilo R 1 , R 2 = H, Alquilo, Arilo R1R2NH2Cl/SiO2 TsCl/Base T.A. 8.- Preparación directa de amidas primarias usando urea e imidazol con energía de microondas.47 La ventaja radica en el poco tiempo invertido en la reacción. Rendimiento: 47-85% R OH O NH2R O + R = Alquilo,
Compartir