Pequeñas aportaciones al descubrimiento de nuevos fármacos. Aplicaciones en cáncer y neurodegeneración.

27 de sept de 2015 Francisco Sánchez Sancho Consejo Superior de Investigaciones Científicas Instituto de Química Médica C/ Juan de La Cierva, 3 Madrid 28006 [email protected] - 2 - Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 FÁRMACOS MULTIDIANA PARA EL TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS. RADIOTRAZADORES PARA DIAGNOSTICO DE TAUOPATIAS MEDIANTE PET COMPUESTOS ACTIVOS FRENTE A CANCER STEM CELLS NUEVOS INHIBIDORES DE LA DIMERIZACIÓN DE ERK CTQ2009-07664 - 4 - Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Fármacos para Enfermedades Neurodegenerativas Enfermedades neurodegenerativas patologías que suponen un deterioro del sistema nervioso Parkinson Hungtinton Esclerosis múltiple Demencia cuerpos de Lewy ENFERMEDAD DE ALZHEIMER Demencia: 15% (80-84años) 25% (>85 años) >35 millones enfermos (OMS) OCDE - 5 - Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Estrategia Multidiana (MTDD). Diseño de Ligandos Multiples (MLD) Aplicación en enfermedades de etiología compleja (Cáncer, CNS, etc) Un fármaco capaz de interaccionar con diversas dianas. Efectos sinérgicos. No es necesaria elevada potencia del fármaco para cada diana. Alternativa a cocteles de fármacos. Menos efectos secundarios. - 6 - Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Estrategia Multidiana (MTDD). Diseño de Ligandos Multiples (MLD) Trends in Pharmacological Sciences 2013, 34, 549 (Review) Posibles Ligandos Múltiples - 7 - Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 CB1 / CB2 BACE-1 Fármacos Multidiana para Enfermedades Neurodegenerativas AChE / BuChE MLD Postsináptica Presináptica Neuromoduladores - 8 - Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Fármacos Multidiana para Enfermedades Neurodegenerativas Analogía 3D y química con ligandos conocidos. Estudios preliminares de docking. (Rayos-X o modelización por homología) Accesibilidad sintética. Diseño de síntesis. Novedad y actividad inventiva. Patentabilidad. - 9 - Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Ligandos Cannabinoides Postsináptica Presináptica Papel neuroprotector y modulador del sistema de neurotransmisión Sistema Endocannabinoide: Receptores (CB1, CB2) Cannabinoides endógenos Sistema de biosíntesis, transporte e inactivación Homología global (44%) (68% en las hélices) Diseño 3D por homología. Dos sitios de unión. Agonismo: efecto antiinflamatorio y analgésico (neuropatías) Antagonismo: antiobesidad e inhibición de adicción -16 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Nuevo análisis retrosintético Síntesis de derivados de pirano[3,4-c]isoquinolina -17 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Síntesis de la lactona Síntesis de derivados de pirano[3,4-c]isoquinolina -18 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Acoplamiento y ciclación final Síntesis de derivados de pirano[3,4-c]isoquinolina -19 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Evaluación Biológica. Efecto Colinérgico Capacidad inhibitoria de AChE y BuChE empleando la técnica de Ellman Los compuestos son inhibidores selectivos de AChE frente a BuChE COMPUESTO IC50 AChE humana (µM) IC50 BuChE humana (µM) COMPUESTO IC50 AChE humana (µM) IC50 BuChE humana (µM) 9a 4,82±0,14 >100 7a 6,76±0,33 >10 8aZ 3,68±0,08 >10 7d 4,82±0,34 >10 8a' 6,08±0,43 >10 7g 2,46±0,12 >10 IC50 : concentración de compuesto que inhibe el 50% respecto al control de enzima sin tratar Inhibidores mixtos/no competitivos Concepción Pérez Titulado Superior Especializado -20 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Estudio teórico del modo de unión con AChE TYR337 TYR124 TRP86 HIS447 ASP74 Los inhibidores interaccionan con el PAS (sitio periférico) disponiendo parte del esqueleto en el túnel y dirigido hacia el CAS (centro catalítico) PAS Peripherical Anionic Site CAS Catalytic Anionic Site Nuria E. Campillo Científico Titular -21 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Estudio in vitro en aorta de rata empleando la técnica de baño de órganos. Se mide la actividad cannabinoide en relación con la capacidad vasodilatadora producida por nuestros compuestos Curvas acumulativas concentración-respuesta Vehículo 9c 8aZ 9e 8bZ 9a 9b 9c 9c EFECTO VASODILATADOR (Compuestos tricíclicos) Evaluación efecto cannabinoide enfrentándolo a AM630 (antagonista CB2) Evaluación Biológica. Efecto Vasodilatador Cannabinoide Isabel Martín-Fontelles Facultad Ciencias de la Salud -22 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Síntesis de derivados de piranopirazinoindol y piranopiridoindol -23 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Síntesis del fragmento aromático Condensación entre el fragmento derivado de aminoácido y el fragmento aromático Síntesis de derivados de piranopirazinoindol y piranopiridoindol -24 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Reacción de acoplamiento catalizado por Pd(0) Síntesis de derivados de piranopirazinoindol y piranopiridoindol -25 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 XR Rdto Cl N - piperidina 62% Cl N - pirrolidina 60% Cl N-morfolina 62% Síntesis del fragmento aromático Síntesis de derivados de piranopirazinoindol y piranopiridoindol -32 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Síntesis de piranilindolcarboxamidas Comp. R1R2Ag. Acoplamiento Tª (ºC) Disolvente Rdto 24 C5H11 H EDCi/HOBT t.a. THF 45% 25 2-morfolinoetoxi H PyBOP 0ºC-t.a. THF/DMF 27% 26 H H PyBOP 0ºC-t.a. THF/DMF 27% 27 CH2Cy H HATU t.a. DMF 93% 28 CH2Cy Me HATU t.a. DMF 33% 29 MOM H HATU t.a DMF 44% 30 Bn H HATU t.a DMF 93% 31 Bn Bn HATU t.a DMF 80% 32 4-(NO2)Bn H HATU t.a DMF 81% 33 4-(NO2)Bn 4-(NO2)Bn HATU t.a DMF 68% -33 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Síntesis de pirano[3,4-d]oxazolinas Comp. R1Rdto 34 H45% 35 OH 22% 36 O-C5H11 80% -34 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Síntesis de 3-piranilindoles Comp. R1R2Rdto 42 H H 78% 43 OPentilo H 50% 44 OCH 2 Naftilo H67% 45 O(4-(Cl)Bn) 4 -(CH3 O)Bn 64% Dardennes, E.; Kovács-Kulyassa, Á.; Boisbrun, M.; Petermann, C.; Laronze, J.-Y.; Sapi, J. Tetrahedron: Asymmetry 2005, 16, 1329-1339. -35 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Síntesis de 3-piranilindoles Comp. R1R2 Rdto 46 H H 83% 47 OPentilo H 45% 48 OCH2Naftilo H 41% 49 O(4-(Cl)Bn) 4-(CH3O)Bn 50% Dardennes, E.; Kovács-Kulyassa, Á.; Boisbrun, M.; Petermann, C.; Laronze, J.-Y.; Sapi, J. Tetrahedron: Asymmetry 2005, 16, 1329-1339. -36 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 2 4 6 8 10 22 25 26 27 28 30 31 32 33 34 35 36 46 47 48 49 IC50 AchE IC50 BuchE Evaluación Biológica. Inhibición AChE/BuChE y BACE-1 Estudio del efecto colinérgico Estudio de inhibición de BACE-1 Compuesto % inhibición a 10 µM 30 18,78±0,96 31 15,23±0,57 33 37,22±5,01 48 17,45±2,82 49 17,80±0,49 Concepción Pérez Titulado Superior Especializado -37 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Nuria E. Campillo Científico Titular Estudio teórico del modo de unión con AChE y BACE-1 Complejo AChE-Compuesto 31 Complejo BACE-1 - Compuesto 33 -38 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Nuevos Fármacos Multidiana para Enfermedades Neurodegenerativas -39 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 FÁRMACOS MULTIDIANA PARA EL TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS. RADIOTRAZADORES PARA DIAGNOSTICO DE TAUOPATIAS MEDIANTE PET COMPUESTOS ACTIVOS FRENTE A CANCER STEM CELLS NUEVOS INHIBIDORES DE LA DIMERIZACIÓN DE ERK CTQ2014-52213-R [18F]THK5105, NR2 = NMe2 N O NR2 N NNN18F [18F]T808 NNS N NO18F ( )3 [18F]FPPDB N NS NH2 NHO O O 18F [18F]Thienopiridazinones OH 18F [18F]THK5117, NR2 = NHMe [18F]THK5105, NR2 = NMe2 N O NR2 N NNN18F [18F]T808 NNS N NO18F ( )3 [18F]FPPDB N NS NH2 NHO O O 18F [18F]Thienopiridazinones OH 18F [18F]THK5117, NR2 = NHMe [18F]THK5105, NR2 = NMe2 N O NR2 N NNN18F [18F]T808 NNS N NO18F ( )3 [18F]FPPDB N NS NH2 NHO O O 18F [18F]Thienopiridazinones OH 18F [18F]THK5117, NR2 = NHMe -41 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Nuevos radiotrazadores PET selectivos para proteina TAU NN O 18F 1 NR3 R4 R2 n R1 N N S N N R4 R3O 2 R2R5 18F nN N S N 3 R5 N R4 R3 R2 O18F n R1R1 N NH2 R3 R1 R2 Ar 4 Diseño y Síntesis de ligandos selectivos para NFTs . Estudios de interacción (SPR; RMN) Radiosíntesis. Módulo automático. Evaluación del perfil farmacológico de los radiotrazadores. Caracterización de Tauopatías por imagen PET. Modelos animales. -48 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Nuevos Fármacos frente a Cancer Stem Cells -49 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Nuevos Fármacos frente a Cancer Stem Cells Comp. R X1X2Rdto (%) 1H C C 50 24-OEt C C 47 33-CH3C C 75 43-CO2H C C 67 54-NO2C C 68 63-CO2H C N 82 74-CO2H N C 46 84-NO2N C 18* -50 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Nuevos Fármacos frente a Cancer Stem Cells -51 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Nuevos Fármacos frente a Cancer Stem Cells Comp. R R´R´´ R´´´ Rdto (%) 9H 4-Cl HAc 46 10 H H 80 11 H H CH3CH350 12 H H H H 40 13 H 6-OCH3HAc 30 Comp. R R´R´´ R´´´ Rdto (%) 14 HH30 15 4-OEt H H Ac 50 16 3-CH3H H Ac 40 17 3-CO2H H H Ac 20 18 4-NO2H H Ac 30 -52 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Nuevos Fármacos frente a Cancer Stem Cells 050 100 FM80E10 1 2 3 4 5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 INHIBICIÓN DE HIF (% a 5 μM) Compuesto Formación de esferas (% a 1 μM) MCF-7 MDA-MB-436 BT474 FM80E10 51 58 62 130 n.d. n.d. 296 n.d. 0 350 n.d. 29 430 43 19 538 67 15 6101 100 100 7n.d. n.d. 114 897 100 106 978 37 72 10 100 46 67 11 101 n.d. 100 12 105 n.d. 29 13 62 n.d. 20 14 62 n.d. 50 15 42 n.d. 50 16 62 n.d. 19 17 62 n.d. 15 18 20 n.d. 20 Inhibición HIF 97% (a 5mM) NCE!! !! -53 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Nuevos Fármacos frente a Cancer Stem Cells OEPM, 3 de junio de 2014, Derivados de isoindolino-1,3-diona P201430851 FÓRMULA DE MARKUSH PCT/ES2015/070442 -54 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Síntesis de una nueva familia ftalimidas Potencial aplicación terapeútica en el tratamiento del cáncer de mama por actuación selectiva frente a CSCs. Proceso eficaz mediante empleo de MW Síntesis en dos etapas: adición nucleófila seguida de sustitución nucleófila aromática en tiempos cortos gracias al empleo de microondas. Estrategia farmacológica validada Obtención de compuestos no tóxicos en líneas celulares de cáncer de mama que se comportan como inhibidores de la formación de mamoesferas y del factor de transcripción HIF. Nuevo lead identificado Nueva entidad química con características de inhibidor de CSC que ha dado lugar a la presentación de una patente que protege esta nueva familia de ftalimidas. Protección intelectual garantizada Patente de compuestos derivados de isoindolino-1,3-diona y su uso en terapia contra el cáncer..      Nuevos Fármacos frente a Cancer Stem Cells -55 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 FÁRMACOS MULTIDIANA PARA EL TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS. RADIOTRAZADORES PARA DIAGNOSTICO DE TAUOPATIAS MEDIANTE PET COMPUESTOS ACTIVOS FRENTE A CANCER STEM CELLS NUEVOS INHIBIDORES DE LA DIMERIZACIÓN DE ERK Prof. Dr. Piero Crespo Instituto de Biomedicina y Biotecnologia de Cantabria PCTCAN C/ Albert Einstein, 22 39011 Santander -57 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Ruta RAS-ERK Joo Kim, H.; Bar-Sagi, D., Modulation of signalling by sprout: a developing story. Nature Reviews. Molecular Cell Biology 2004, 5, 441-50. Crespo Baraja, P. La ruta Ras-ERK como diana antitumoral, Monografía XXIV (RANF). Redes de señalización y estrategias terapéuticas: 123-137 (2009). Relacionada con la génesis y progresión tumoral Mutaciones en el 50% de casos de cáncer -64 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Diseño y Síntesis de Nuevos Inhibidores de la Dimerización de ERK 20-98% -65 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Inhibición de dimerización de ERK y efecto antiproliferativo -66 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 Ensayos de afinidad -67 -Francisco Sánchez, UMA, 27-10-2015 (WO9622976) DEL-22379 (P201531140) Nuevos Inhibidores de la Dimerización de ERK OEPM, 30-08-2015 Datos farmacológicos mejorables Molécula inestable Estereoquímica no definida Molécula protegida por patente Datos farmacológicos mejorados Molécula estable Estereoquímica definida Moléculas protegibles por patente PERSONAL Jose A. Romero Revilla (pirano[3,4-c]isoquinolinas) Saúl Gómez García (piranopirazinoindoles y piranopiridoindoles ) Alejandra Riesco Domínguez (piranilindolcarboxamidas, pirano[3,4-d]oxazolinas y 3-piranilindoles) Ana Belén Torres Zaguirre (ftalimidas) Iago Paris Pérez (oxindoles) Adán Mateu Roldán (oxindoles)ENTIDADES FINANCIADORAS CTQ2009-07664 CTQ2014-52213-R PI-200880I121