Development of squaramide-based self-immolative spacers for drug delivery

Resum

Aquesta tesi, titulada “Espaiadors Autoimmolatius de base Esquaramida per a l’Administració de Fàrmacs” descriu el desenvolupament d’espaiadors derivats d’esquaramida capaços de desencadellar-se per alliberar composts bioactius. En primer lloc, s’ha sintetitzat una col·lecció d’esquaramat èsters y s’ha estudiat la seva estabilitat hidrolítica en condicions fisiològiques. Aquests composts presenten diferents grups funcionals a la cadena lateral que poden assistir la reacció d’hidròlisi o la ciclació. L’estudi cinètic ha permès determinar que els composts amb cadenes de propandiamina i etilsulfur son capaços de dur a terme la reacció de ciclació alliberant etanol como grup sortint. En base a aquests resultats, s’han dissenyat i sintetitzat models autoimmolatius de base esquaramida per a l’estudi d’alliberament d’amines como a grup sortint. S’han considerat tant anilines como amines alifàtiques. Els estudis cinètics han demostrat la dependència de l’autoimmolació amb el pH i la nucleofugacitat del grup sortint, trobant velocitats d’alliberament majors per anilines respecte les amines alifàtiques. Així mateix, s’ha observat que els models N-metilats presenten cinètiques d’alliberament més ràpides i son més solubles en medi aquós. D’aquests estudis es conclouen els atributs clau per al disseny de sistemes autoimmolatius: 1) l’ús de la cadena de propandiamina com a nucleòfil 2) l’ús d’anilines como grup sortint del compost d’interès 3) N-metilació del nitrogen esquaramídic. Com a prova de concepte, el mòdul autoimmolatiu optimitzat s’ha introduït a la síntesis d’un profàrmac. La seva estructura consta del p-nitrobenzil carbamat com a grup protector (gallet) i un derivat de mostassa de nitrogen com a fàrmac. El procés d’autoimmolació s’ha activat mitjançant l’acció de l’enzim nitroreductasa fent servir NADH com agent reductor. L’activitat biològica del profàrmac i de la mostassa s’ha provat front cèl·lules canceroses de glioblastoma mitjançant un assaig clonogènic amb cèl·lules LN229. Mentre que la mostassa no presenta efecte sobre la proliferació cel·lular, el profàrmac redueix el factor de supervivència del cultiu al 24 %. Aquest resultat és molt significatiu ja que, l’assaig amb temozolomida, un antitumoral molt usat en el tractament de tumors cerebrals, presenta un factor de supervivència del 58%. A més de la línia principal d’aquesta tesi, l’estudi dels productes d’autoimmolació (cicloesquaramides) ha dut a la formació de cristalls en aigua. S’ha vist com el grau de metilació influeix en la formació de tres tipus de xarxes d’aigua a l’estructura: cintes, capes bidimensionals hexagonals y cadenes monodimensionals.