DISEÑO Y SINTESIS DE MOLECULAS PEQUEÑAS. DESARROLLO DE AGENTES
ANTITUMORALES

Comin, M.J.; Garcia, C.L.; 1 Ciarlantini, M.;1 Gandolfi Donadío, L.;1 Hornos, L.;1 Cardama, G.;2
Lorenzano Menna, P.; 2 Gonzalez, N.;2 Alonso, D. F.;2Gomez, D. E.;2 Defelipe, L.;3 Turjanski, A.G.;3
Blumberg, P.M.4
1INTI Química, 2Universidad Nacional de Quilmes, 3FCEyN-UBA, 4National Cancer Institute-
EEUU
jcomin@inti.gob.ar

OBJETIVO
Objetivos Generales: Diseñar y desarrollar
nuevas moléculas como potenciales candidatos
a drogas antitumorales y como herramientas
para el estudio de los mecanismos moleculares
involucrados en el desarrollo del cáncer.
Este objetivo se aborda a través del
desarrollo de dos líneas de trabajo
diferenciadas según los blancos moleculares
que se toman en cada una. Se denomina
blanco molecular a la macromolécula cuya
función se identifica con el desarrollo de la
enfermedad en estudio. Las nuevas moléculas
desarrolladas apuntan a interferir de alguna
manera con la función que cumplen los blancos
moleculares en el desarrollo de la enfermedad.
Las vías de señalización intracelular son
mecanismos a través de los cuales las células
responden a estímulos externos regulando
procesos como la diferenciación, proliferación,
migración y apoptosis los cuales suelen estar
descontrolados en tejidos cancerosos. En este
trabajo, nos centramos en la búsqueda de
nuevas moléculas que interfieran en la función
de dos blancos moleculares involucrados en
estas vías:
Objetivos específicos
 Diseño, síntesis y evaluación biológica de
activantes selectivos de la proteína RasGRP.
 Diseño, síntesis y evaluación biológica de
Inhibidores de Rac1.

DESCRIPCIÓN
En las últimas décadas, los determinantes
moleculares del comportamiento tumoral han
podido ser paulatinamente comprendidos. El
avance del conocimiento en este campo
produjo un cambio de paradigma en el proceso
de descubrimiento de agentes antineoplásicos,
que llevó a la identificación de nuevas terapias
para combatir el cáncer. En este sentido, en el
año 2001, la FDA aprobó por primera vez la
utilización de un inhibidor de transducción de
señales, el Imatinib mesilato (Gleevec®), cuyo
blanco es una proteína quinasa. Este hecho
revolucionó el tratamiento de leucemias
mieloides crónicas y de tumores de estroma
gastrointestinal (GIST) (Lyseng-Williamson &
Jarvis, 2001). El nuevo “paradigma molecular”
se focaliza en blancos que sostienen el
comportamiento aberrante de las células
cancerosas. Los distintos tipos de cáncer
comparten atributos que resultan cruciales para
el fenotipo de los tejidos tumorales:
proliferación en ausencia de estímulos
externos, replicación indefinida y ausencia de
mecanismos de apoptosis, formación de
nuevos vasos sanguíneos, y habilidad para
invadir tejidos vecinos entre otros.
Este trabajo se encaró de manera
multidisciplinaria en colaboración con grupos
de especialistas en el estudio de procesos
celulares relacionados con el desarrollo de
cáncer y previendo todas las etapas necesarias
para el desarrollo de un nuevo fármaco
(descubrimiento, ensayos pre-clínicos, clínicos
y comercialización). En el laboratorio de
síntesis orgánica del INTI diseñamos y
sintetizamos las moléculas. En todos los casos
se tratan de moléculas originales, para las
cuales se desarrollan caminos sintéticos
nuevos y cuyas estructuras se confirman con
técnicas como la resonancia magnética
nuclear, espectrometría de masa y análisis
elemental. Las rutas de síntesis se diseñan
teniendo en cuenta el material de partida
comercialmente asequible y buscando la
máxima eficiencia del proceso.
Elección del blanco molecular. RasGRP es un
blanco molecular validado en cáncer de
próstata, melanoma y linfoma (Stone, 2011).
Rac1 es una proteína que se encuentra
sobreexpresada e hiperactivada en tumores
(mama, colo-rectal, gástricos, testiculares,
pulmonares y cerebrales) y es un blanco
molecular validado (Fritz & Kaina, 2006).
Diseño de compuestos. En la figura 1 se
muestran las estructuras de los compuestos
diseñados para interaccionar con los blancos
moleculares. En el caso de RasGRP la
estrategia de diseño es la de imitar al sustrato
natural de estas proteínas (el segundo
mensajero diacilglicerol (DAG)). Las ¨DAG-
lactonas¨ se diseñaron como análogos de
estructura rígida y de mayor afinidad por su
receptor. Los inhibidores del Rac1 se diseñaron
a partir de un compuesto líder (ZINC69391)
hallado por screening virtual (búsqueda in sílico
de moléculas capaces de interaccionar con el
blanco molecular seleccionado).

Figura 1: compuestos diseñados para la interacción con
blancos moleculares (A) RasGRP y (B) Rac1.

RESULTADOS
La síntesis de las DAG-lactonas unidas a
anillos indólicos en posiciones diferentes a la 3,
requirió de un desarrollo sintético particular
dada la alta reactividad química de la posición
3 libre del indol. Los análogos de ZINC69391
se sintetizaron a través de la preparación de las
cianamidas 1B-11 y 1A-1 las cuales por
reacción con diferentes aminas condujeron a
los derivados deseados (Figura 2). En la Tabla
1 se presentan los valores de afinidad de los
compuestos sintetizados como activantes de
proteínas con dominio C1. La Figura 3 muestra
la potencia como agente antiproliferativo en
células F3II de 1A-116 (IC50 4 M) respecto del
líder ZINC69391 (IC50 41 M) y la disminución
de Rac1 activo por acción de 1A-116.

CONCLUSIONES
 Se sintetizaron compuestos que mostraron
alta potencia como activantes de PKC (proteína
quinasa C) y RasGRP. En particular, 2A-127
presentó una buena selectividad por RasGRP
lo que podría resultar ventajoso para el diseño
de fármacos por presentar menos
interferencias por la interacción con otras vías y
es una herramienta importante para el
entendimiento de los procesos celulares
involucrados en el desarrollo de tumores.
 El compuestos 1A-116 presentó una
actividad promisoria en ensayos in vitro en
células e in vivo en ratones. Se está trabajando
en estudios de toxicidad y en ensayos
preclínicos en ratones para cáncer de mama y
glioma. Se presentó en USA una patente
provisional conjunta (Lorenzano Menna, 2011).

Figura 2: procesos sintéticos desarrollados (A) RasGRP y
(B) Rac1.

Tabla 1: Afinidad de unión a PKC, RasGRP1 y
RasGRP3.
PKC RasGRP3
PKCa/
RasGRP3
RasGRP1
PKC/
RasGRP1
[3H]PBDu 0,17±0,02 0,42±0,03 0,4 0,12±0,01 1,4
2A-127 16,2±1,0 0,33±0,06 49 0,25±0,10 65
2C-78 17,8±2,0 1,63±0,18 11 1,55±0,10 10
2C-76 8,3±0,9 0,34±0,01 24 0,41±0,10 24
2A-149 7,5±1,0 1,22±0,21 6 0,87±0,04 9
2A-84 12,9±1,4 1,12±0,05 12 0,69±0,14 19
La interacción de los compuestos sintetizados con las
proteínas se analizó comparando la capacidad de los
mismos de desplazar al [3H]PBDu en proteínas
recombinantes.


Figura 3: a. comparación de actividad antiproliferativa de
1A-116 vs ZINC69391; b. Resultados de ensayo de
precipitación de Rac activo (Rac–GTP).

BIBLIOGRAFÍA
-Fritz, G., & Kaina, B. (2006). Rho GTPases: Promising
cellular targets for novel anticancer drugs. Current Cancer
Drug Targets, 6(1), 1–14.
- Lorenzanno Mena, P., Alonso, D., Gomez, D. Comin, M.J.
Phenyl-guanidine derivatives. Patente provisional en USA.
Aplication Number: 61545804 (2011).
-Lyseng-Williamson, K., & Jarvis, B. (2001). Imatinib. Drugs,
61(12), 1765–1774.
-Stone, J. C. (2011). Regulation and function of the rasGRP
family of ras activators in blood cells. Genes and Cancer,
2(3), 320–334.