Síntesis y aplicaciones in vivo e in vitro de nuevos colorantes orgánicos

Resumen

Un gran número de enfermedades están ocasionadas o se ven favorecidas por fallos en los procesos fisiológicos a nivel celular que pueden tener lugar por la aparición de patógenos en el organismo o bien por el desajuste de determinados parámetros químicos y bioquímicos. En este sentido, es crucial conocer de forma exhaustiva el mecanismo de acción de estos patógenos para así poder desarrollar nuevas medidas preventivas o tratamientos de mayor eficacia, o bien, buscar nuevas herramientas que permitan conocer en mayor profundidad la fisiopatología de dichas enfermedades y así favorecer un diagnóstico precoz. Es por ello que la presente Tesis Doctoral titulada Síntesis y aplicaciones in vivo e in vitro de nuevos colorantes orgánicos se divide en dos bloques claramente diferenciados teniendo como objetivo común el diseño y síntesis de nuevos colorantes orgánicos con aplicaciones de relevancia biomédica. Por un lado, el bloque A se centra en el estudio del mecanismo de acción de un pigmento β-hemolítico denominado Granadaeno generado por bacterias estreptococo del grupo B (EGB). Para ello se han sintetizado colorantes análogos al Granadaeno que presentan un número menor de dobles enlaces en su estructura y distintos grupos en los extremos terminales y posteriormente se han realizado estudios de la actividad hemolítica de los mismos. Una vez sintetizados y probada su actividad, se han podido establecer relaciones estructura-actividad de los análogos sintéticos del Granadaeno determinando qué combinación de grupos terminales y número de dobles enlaces favorecen una mejor permeabilización de la membrana de las células infectadas y por lo tanto una mayor actividad hemolítica. Tras ello se ha realizado una búsqueda de una nueva posible vacuna preventiva más efectiva utilizando como diana uno de los principales factores de virulencia de EGB, la β-hemolisina y/o el pigmento. La importancia de este estudio radica en que la infección por este tipo de bacterias a día de hoy aún sigue siendo una de las principales causas de morbi-mortalidad en neonatos a nivel mundial. Por otro lado, el bloque B engloba la síntesis de diferentes sondas y sensores fluorescentes diseñados como posibles herramientas que permitan tener una visión más profunda de la fisiopatología de enfermedades a nivel celular. Para ello se han desarrollado sondas con diferentes funciones: el marcaje de orgánulos celulares y la detección a nivel celular de la variación de varios parámetros y analitos, incluyendo el pH, los biotioles e iones fosfato, los cuales están implicados directamente en multitud de dolencias como las enfermedades neurodegenerativas y el cáncer. Una vez sintetizadas se han empleado para la realización de un marcaje óptimo de mitocondrias o lisosomas en células en función del grupo lateral anclado a su estructura, para la detección de manera fiable de variaciones de pH y para la detección y cuantificación de biotioles e iones fosfato en el interior celular. Todas estas aplicaciones han sido evaluadas a través de la microscopía de fluorescencia, una técnica muy potente, no invasiva y altamente sensible. La importancia de este estudio se debe a que el diseño de herramientas que permitan el descubrimiento de aspectos de la fisiopatología de distintas enfermedades es cada vez más necesario para la búsqueda de nuevas herramientas de detección precoz. Finalmente, como conclusión global se han sintetizado y caracterizado una gran cantidad de colorantes orgánicos, sugiriendo además una aplicación biomédica para cada uno de ellos.