Estudio espectroscópico sobre diversos procesos de distribución de nuevos inhibidores de quinasa y su interacción con plk1

Resumen

La presente tesis doctoral tiene como objetivo principal el estudio de la distribución y las interacciones de una serie de nuevos inhibidores de quinasa con las proteínas PLK1 y HSA. PLK1 es una proteína muy relevante en el ciclo celular, con un papel fundamental en la regulación de los procesos mitóticos y su sobreexpresión está asociada a un mal pronóstico en una gran cantidad de tumores. La inhibición de esta proteína impide la proliferación tumoral e induce la entrada en apoptosis de las células cancerígenas, por lo que, se ha señalado como una relevante diana antitumoral. Hay que destacar, la existencia de dos dominios dentro de esta proteína: un dominio quinasa (KD) y otro no catalítico (PBD). Hasta la fecha se han desarrollado fármacos competitivos con ATP, su sustrato, que se encuentran en estudio en diversas fases clínicas: BI-2536, BI-6727, GSK-461364 y Ro 3280. Algunos de ellos en fases muy avanzadas como BI-6727, o también conocido con el nombre de Volasertib, que se encuentra actualmente en fase clínica III. La interacción con la diana farmacológica PLK1 se ha podido estudiar con BI-2536, BI-6727 y Ro-3280, mientras que el estudio de interacción con HSA ha sido posible realizarlo con los cuatro inhibidores antes mencionados. Este trabajo también incluye una caracterización espectroscópica de los fármacos, cálculo de constantes de afinidad proteína-fármaco, estudio del papel de los fosfopéptidos sustrato del dominio PBD en las interacciones de dichos inhibidores con la proteína PLK1 y análisis de los cambios conformacionales que ocurren en HSA durante la formación del complejo proteína-fármaco. Por último, se ha diseñado un sistema de liberación gastrorresistente basado en un bio-nanocomposite de arcilla cloisita-Na+, recubierto de alginato, para la liberación selectiva de BI-6727 en el intestino para el tratamiento localizado de tumores. Las conclusiones más relevantes aplicadas al ámbito de la investigación en farmacia que se extraen de esta tesis son: Los inhibidores de quinasa estudiados, BI-2536 y BI-6727 (Volasertib,) son los que han mostrado una mayor afinidad por su diana farmacológica (PLK1), superior también que la del sustrato natural (ATP), donde el fosfopéptido activador Cdc25Cp contribuye notablemente a la formación del complejo proteína-fármaco. BI-2536, BI-6727, Ro-3280 mostraron alta afinidad por HSA y unión selectiva al sitio I. Esta afinidad por la proteína albúmina podría contribuir a reducir los efectos de toxicidad por acumulación. Como contrapartida, para alcanzar la concentración efectiva en sangre serían necesarias dosis superariores a las que habría que utilizar con inhibiores homólogos como GSK-461364. La alta afinidad obervada para estos fármacos por HSA también abre la posibilidad de su empleo en vehículos de liberación basados en nanopartículas de albúmina para el tratamiento de tumores con alta captación de dicha proteína. El carácter gastrorresistente del bio-nanocomposite Alg/Clo/BI-6727 y su perfil de liberación de orden cero a pH básico sugiere un posible uso del mismo en el tratamiento del cáncer de colon con BI-6727.