Estudio in silico y validación en células humanas del potencial terapéutico de un nuevo compuesto natural

Abstract

[ES] El cáncer es la principal causa de muerte en todo el mundo, pese a los avances en tratamientos antineoplásicos como la quimioterapia, radioterapia e inmunoterapia. Los inhibidores del citoesqueleto, en concreto inhibidores del huso mitótico como los alcaloides de la vinca y los taxanos, son fármacos muy relevantes en la quimioterapia, pero la aparición de resistencias a múltiples fármacos y efectos secundarios graves como la neuropatía periférica limitan su eficacia en la práctica clínica. De ahí que en los últimos años se hayan realizado importantes esfuerzos en la investigación de nuevos productos naturales con capacidades terapéuticas, destacando en concreto la búsqueda de inhibidores naturales de moléculas pequeñas (SMI). Las mayores ventajas que presentan estos compuestos en comparación con los fármacos sintéticos convencionales son su mayor biodisponibilidad, ventanas terapéuticas mejoradas y menores efectos secundarios. En este trabajo se ha estudiado usando softwares in silico cómo la ß-tubulina se podría unir a varios SMI. De este estudio se ha determinado la energía libre de unión entre dichas uniones y el número de enlaces de hidrógeno que establecen a nivel estructural entre la ß-tubulina y cada uno de estos compuestos. De entre todos los compuestos estudiados in silico, se ha elegido un único compuesto para proceder con ensayos con células humanas. En estos ensayos celulares se ha calculado la concentración mínima del compuesto que inhibe el 50 % del crecimiento celular (IC50), para posteriormente poder realizar ensayos de inmunofluorescencia con el objetivo de visualizar cómo dicho compuesto afecta a la estructura de la ß-tubulina. Este trabajo se relaciona con el siguiente objetivo de desarrollo sostenible de la Agenda 2030: Salud y bienestar (ver anexos).

[EN] Cancer is the leading cause of death worldwide, despite advances in cancer treatments such as chemotherapy, radiotherapy and immunotherapy. Cytoskeletal inhibitors, specifically mitotic spindle inhibitors such as vinca alkaloids and taxanes, are highly relevant drugs in chemotherapy, but the emergence of multidrug resistance and serious side effects such as peripheral neuropathy limit their efficacy in clinical practice. Hence, in recent years significant efforts have been made in the search of new natural products with therapeutic capabilities, with special interest in novel natural small molecule inhibitors (SMI). The greatest advantages of these compounds compared to conventional synthetic drugs are their greater bioavailability, improved therapeutic windows, and fewer side effects. In this work, using in silico software, it has been studied how ß-tubulin could bind several SMIs. From this study, the free binding energy between these unions and the number of hydrogen bonds established at a structural level between ß-tubulin and each of these compounds have been determined. Among all the compounds studied in silico, a single compound has been chosen to proceed with tests with human cells. In these assays, the minimum concentration of the compound that inhibits 50 % of cell growth (IC50) was calculated, in order to subsequently perform immunofluorescence assays to visualize how said compound affects the structure of ß-tubulin. This work is related to the following sustainable development goal of the 2030 Agenda: Health and well-being (see annexes).