Maribel Navarro

10/08/2009
Paul Ehrlich
Premio Nobel 1908
Complejos Metálicos como Potenciales Agentes
Quimioterapéuticos Contra Diferentes Enfermedades
As
Maribel Navarro
Laboratorio de Química Bioinorgánica
Centro de Química
Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (I.V.I.C.)
Caracas (Venezuela)
(email: [email protected])
Uruguay
29 /07/2009
QUIMIOTERÁPIA: tratamiento basado en el
uso de drogas capaces de destruir un
organismo invasor sin afectar al individuo
hospedero
ESTRATEGIA
EN EL TRATAMIENTO
DE DIABETES
COMO AGENTES
ANTIBACTERICIDAS
Metales de
Transición
Sífilis
Drogas
COMO AGENTES
ANTIVIRALES
EN ARTRITIS REUMATOIDEA
Orgánicas
COMO DIURÉTICOS
COMO ANTICANCERÍGENOS
EN ENFERMADADES
CORONARIAS
Malaria
Responsable de dos millones de muertes por
año, lo que la convierte en el mayor asesino del mundo
Malaria :
Enfermedades
Inflamatorias
CQ-M
CTZ-M
C H3
N
HN
Cl
C
N
N
Cl
Enfermedad de Chagas
Cáncer
N
QUIMIOTERAPIA
Vacuna
1
10/08/2009
Síntesis de Complejos de Metal-CQ
Chloroquine Phosphate USP
®
Global Pharmaceuticals
[Ru(Bet)(CQ)2](PF6)2
[Au(PPh3)(CQ)]PF6
CH3
CH3
+
[Ru(CQ)Cl2]2
H
CH3
PtCl2(CQ)(H2O)
CH3
N
N
HN
[Cu(CQ)2]Cl
HN
CH3
PtCl2(CQ)2
CH3
2 H2PO4-
I (COD)Cl(CQ)
Ir(COD)Cl(CQ)
Cl
Cl
Ir2Cl6(CQ).3H2O
N
[Ir(CQ)2.S2]PF6
+
N
[Rh2(COD)Cl(CQ)2(H2O)2](PF6)2
H
Cloroquina difosfato
Sanchez R, Navarro M. ,et al, J.Med. Chem. 39,1095- 1099, 1996.
Sanchez R, Navarro M. , et al, J.Med. Chem., 40, 1937-1939, 1997..
Efecto de la cloroquina disfosfato y los complejos
sintetizados en el crecimiento de P.berghei in vitro
Compuesto
IC50
(nM)
CQDF
Relación
IC50
72
Rh(COD)(CQ)Cl
73
1.1
[Rh(COD)(CQ)2(H2O)]2+2PF6-
263
0.3
[RuCl2(CQ)]2
18 3
18.3
40
4.0
[AuPPh3(CQ)]+PF6-
3.3
21.8
Ir2Cl6(CQ).3H2O
59
1.2
Ir(COD)(CQ)Cl
72
1.0
[Ir(CQ)2(S)2]+PF6-
126
[Cu(CQ)2]+Cl-
Actividad contra Plasmodium falciparum
IC50(nMM)
Compuesto
Cepas
DFCQ
[RuCl2(CQ)]2
[Au(CQ)(PPh3)]PF6
FCB1
FCB2
47
104
10.5
46
5.1
23
0.6
33
2.2
Pt(CQ)2(H2O)2 (trans)
1175
0.006
Pt(CQ)2(H2O)2 (cis)
617
0.12
Navarro M -Sánchez Roberto A.-Delgado, Revista de la Sociedad Venezolana de Química, Volumen 20 N°1 Enero-Marzo 1997
Síntesis de Complejos de Au-CQ
Compuesto Lider
[Au(CQ)(PEt3)]PF6
AuCl(PPh3)
AgNO3.
AuClPEt3
KPF6
[Au(CQ)(PPh3)]NO3
N
HN
[(CQ)(Et2O)Au(Cl)(SR)]Cl
CH3
[Au(CQ)(PMe3)]PF6
HNCH(CH2) 3N(C2H5)2
N
Au
PF6-
AuCl(PMe3)
KPF6
Acetonitrile
reflux
AuCl(CQ)/SR2
Acetone, -10 C
Cl
N
P
[Au(CQ)(PPh3)] PF6
KAuCl4
Acetone, 25 C
AuCl2(CQ)2]Cl
2
10/08/2009
Actividad contra Plasmodium falciparum
Compuesto
F32
IC50 (nM)
K1
IC50 (nM)
Parasitemia encontrada después de incubar los glóbulos
rojos con CQ y M
M-CQ. Infectar con los parásitos in vitro
Compuesto
Parasitemia
Control
5.60%
[Au(CQ)PPh3]+PF6- (1)
18.10
98.53
Q
CQ
5.67%
[Au(CQ)(PPh3)]NO3 (2)
10.11
57.75
0%
[Au(CQ)(PMe3)]PF6 (3)
16.55
92.79
[Au(CQ)PPh3]+PF6-
13.16
98.86
[Au(Cl)(CQ)2]PF6
5.77%
[Au(CQ)(PEt3)]PF6 (4)
12.80
52.07
Au(CQ)Cl3
5.96%
[Au(CQ)2Cl2 ]Cl (5)
[(CQ)(S)Au(Cl)(SR)]Cl(6)
17.90
Au(CQ)(Cl)2SR
3.75%
CQDF
10.01
91.31
54.09
Mecanismos de Acción
Droga
+
Metálica
Posibles mecanismos de Acción
Viscosidad
Titulaciones Espectroscópicas
Titulaciones por Fluorescencia
Discoismo circular
Electroforesis
Covalencia : mg Metal / nmolADN
Intercalación
con el ADN
metal
[Au(CQ)PPh3]+PF6
Titulaciones Espectroscópicas
Infrarrojo
Droga
Metálica
Inhibición de la formación de la hemozoina
Coeficiente de distribución de la Droga Metálica en agua/n-octanol
Inhibición de la formación de la hemozoina
Tratamiento
NO2
O
N
H
N
N
Benznidazole (Roche)
O
O
El mal de Chagas afecta a 16-18
millones de personas en
Latinoamérica.
S
N
O
N
NO2
Nifurtimox (Bayer, descontinuado)
3
10/08/2009
Efecto de CTZ, KTZ y los complejos MetalMetal-CTZy MetalMetal-KTZ sobre la
proliferación de epimastigotes de T. cruzi
Compuesto
Inhibición
LEISHMANIASIS Existen alrededor de 12 millones de personas
infectadas a nivel mundial en 88 paises diferentes.
% de
CTZ
0
KTZ
39
RuCl2(CTZ)2
82
RuCL3(CTZ)3
66
RuCl2(KTZ)2
73
RuCL3(KTZ)3
70
Cu (CTZ)4 ]Cl2
66
Cu (CTZ) Cl2 ]2
66
Cu (KTZ)3 Cl2
73
Cu (KTZ) Cl2 ]2
69
[Au(CTZ)PPh3]+PF6-
66
[Au(KTZ)PPh3]+PF6-
71
Sánchez, et al. Polyhedron 19-23, 2000
Navarro M., et al. Inorg. Chem.40, 6879-6884, 2001
Presentaciones comerciales del tratamiento
Glucantime ®
ESTRATEGIA
Células tumorales
Parásitos kinetoplastidos
Elmiron ®
Pentosan Polysulfate Sodium
Laboratoire Spécia
NH
Cl
3
Baker Norton
Pt
Cl
NH
3
El metabolismo de las células tumorales y los parásitos kinetoplastidos son
similares
(N-metilglucamine antimoniate)
(Sodium stilbogluconate)
Todo compuesto capaz de interaccionar con el ADN tendrá actividad
antiparasitaria
J. Williamson, Pharmacol. Ther., 7, 445 (1979).
Diseño de Agentes leishmanicidal
Complejos sintetizados
N
N
N
N
N
M
N
Cu
N
Pd(dppz)Cl2
N
Ag
[Cu(dppz)(NO3)]NO3
N
[Ag(dppz)2]NO3
N
N
N
N
[Cu(dppz)2(NO3)]NO3
Pd
N
N
[Au(dppz)2]Cl3
[Cu(dppz)2]BF4
N
[Au(dppz)(PPh3)]BF4
M
N
N
N
N
[Cu(dpq)(NO3)]NO3
Au
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
[Pd(dpq)]Cl2
N
N
[Ag(dpq)2]NO3
[Cu(dpq)2(NO3)]NO3
M
N
Navarro M., et al, J. Biol. Inor. Chem. 8, 401-408, 2003
Navarro M., et al, J. Inorg. Biochem. 97, 364-369, 2003
Navarro M., et al, Drug Research 56, 12 826., 2006
Navarro et al, J. inorg. Biochem. 101, 111-116, 2007.
Navarro, et al Journal of Brasiliam Chemistry
Society 19, 7, 1355-1360, 2008
4
10/08/2009
1.6
257 nm
257 nm
2.5
[ADN ] (μM)
[ADN] (μM)
0
0
Estudios de interacción covalente
35
2
100
130
0.8
170
1
2
3
4
5
6
7
8
200
0
1
2
3
4
5
6
7
8
11
70
1.5
100
Circular
Superenrollado
140
1
170
230
0.4
200
260
0.5
337 nm
337nm
2
0
0
235
265
295
325
355
235
385
265
295
[Cu(dppz)(NO3)]NO3
17± 2
91
[Cu(dppz)2(NO3 ]NO3
22 ± 3
71
[Cu(dpq)(NO3 )]NO3
8±1
209
[Cu(dpq)2 (NO3)]NO3
8±2
209
[Cu(dppz)2]BF4
10 ± 3
261
[Ag(dppz)2]NO3
19 ± 5
82
[Ag(dpq)2 ]NO3
41 ± 6
38
[Au(dppz)2 ]Cl3
120 ± 5
12
0
Circular
Superenrollado
385
0
273 nm
0.5
1.6
30
45
60
75
89
100
120
130
150
363 nm
3
4 5
6
7
3
0
10
1.2
0.8
1 2
8
[ADN] (μM)
15
Absorbancia (U.A.)
Pares de base por
átomo de M
355
0.6
[ADN] (μm)
272nm
Absorbancia (U.A.)
nmoles M/mg ADN
325
Longitud de onda (nm)
Longitud de onda (nm)
2
Circular
Supercoiled
Superenrollado
0.4
19
0.3
0
29
1
2
3 4
5
6
38
0.2
160
378nm
7 8
Circular
Supercoiled
Superenrollado
4
48
363 nm
378nm
0.4
0.1
0
0
240
290
340
390
240
440
290
340
390
440
Longitud de onda (nm)
Longitud de onda (nm)
Electroforesis
Titulaciones Espectroscópicas
1.7
COMPLEJO
1.6
4
5
6
1.5
7
(η/η0)1/3
COMPLEJO
0
35
70
Absorbancia (U.A)
Absorbancia (U.A)
1.2
1.4
INTERCALACION
ADN
1.3
1.2
1.1
1
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
[Complejo]/[ADN]
Estudios de viscosidad
ESTUDIOS BIOLÓGICOS
Actividad biológica a 10 μM
Kx
103
(M-1)
+
[Cu(CH3CN)2]BF4
N
N
N
N
[Cu(dppz)2]BF4
2
COMPLEJO
% Parásitos
muertos
Tiempo
(h)
[Cu(dpq)(NO3)]NO3 (1)
29
64
(1,7 ± 0,2)
[Cu(dpq)2(NO3)]NO3 (2)
100
64
(1 6 ± 0,1)
(1,6
0 1)
N
N
[Cu(dppz)(NO3)]NO3 (3)
100
54
(10 ± 3)
N
N
[Cu(dppz)2(NO3)]NO3 (4)
100
1,5
(80 ± 2)
N
N
N
N
Cu
BF4
AE, NMR, FAB-MS,
4>3>2>1
4>3>2≈1
Navarro M., et al, J. Inorg. Bichem .97, 364-369, 2003
A
Control
N
N
N
N
N
N
N
N
3+
N
N
N
N
N
N
N
N
Au
Cu
BF4
B
Parasitos tratados
con
4.1 nM del
complejo.
Potente Agente Leismanicidal
Erradica experimental la
infeccion a 41nM at 24 Hours
Potent Leismanicidal Agent
Erradicates experimental
infection at 17nM at 24 Hours
Navarro M., et al, J. Inorg. Bichem .101, 111-116, 2006
5
10/08/2009
Microscopía electrónica
Control
Promastigotes de L.
braziliensis no tratados
Promastigotes de L.
braziliensis tratados con
Au(dppz)2(Cl3)
Cáncer
Metales en Medicina como Anticancerígenos
El término cáncer es usado para identificar una entidad clínica y anatomopatológica de
carácter maligno que afecta a un paciente, y cuyas característica histopatológicas son la
alteración morfológica y funcional seguida de la proliferación descontrolada —no
siempre acelerada— de las células de un tejido que invaden, desplazan y destruyen,
localmente y a distancia, otros tejidos sanos del organismo
Synthesis of Metal-CQ Complexes
Síntesis de Complejos de Metal-CTZ
[Cp2Ti(CTZ)2]Cl2
17
[Ti(CQ)2Cl2]Cl2
Pd(CQ)2Cl2
CH3
HN
19
9
CH3
N
[CpTi(CTZ)Cl2]Cl
CH3
18
16
Cl
7
[CpTi(CQ)2](PF6)3
,
CTZ
N
[Ti(CQ)Cl3]Cl
[Cp2Ti(CTZ)(H2O)](NO3)2
13
10
11
12
N
6
5
Cl
14
C
8
2
4
[Ti(CTZ)4](NO3)4
N
[Ti(CTZ)2Cl2]Cl2
[Pd(CTZ)2Cl2]
6
10/08/2009
La artritis reumatoide
Efecto citotóxico in vitro.
Complejos
Conc.
(μM)
% Cito.
PANC-1
% Cito.
SKBR-3
% Cito.
MDA-MB231
%Cito.
HT-29
DMSO
-
-12
29
-18
-8
Cp2TiCl2
405
-7
63
13
-1
Pd(C6H5CN)2Cl2
261
-12
61
17
-3
CTZ
289
100
100
100
100
CQ
313
100
10
100
30
[Ti(CTZ)2Cl2]Cl2
114
99
100
100
100
[CpTi(CTZ)Cl2]Cl
177
99
100
100
100
[Ti(CTZ)4](NO3)4
51
100
100
-
-
[Cp2Ti(CTZ)](NO3)2
113
62
100
99
45
[Ti(CTZ)2Cl2]Cl
109
99
-20
100
-5
[Pd(CTZ)2Cl2]
115
100
51
100
100
[Pd(CQ)2Cl2]
122
16
20
80
21
[Ti(CQ)Cl3]Cl
137
5
67
-
-
[CpTi(CQ)](PF6)3
76
-17
61
-
-
[Ti(CQ)2Cl2]Cl
95
12
36
-
-
[Zn(CQ)(OAc)2(H2O)]2
Zn(CQ)(NO3)](NO3)
Zn(CQDF)(NO3)2
Zn(CQ)Cl2
Cu(CQDF)Cl
[Cu(CQ)(OAc)2]
Es una enfermedad sistémica autoinmune, caracterizada por provocar
inflamación crónica de las articulaciones, que produce destrucción
progresiva con distintos grados de deformidad e incapacidad funcional
OAc
O
H
H
OAc
S
H
Au
PEt3
Auranofina
H
AcO
H
OAc
Agradecimientos
[Au(CQ)PPh3]+PF6[Au(CTZ)PPh3]+PF6[Au(KTZ)PPh3]+PF6-
[Au(CQ)PPh3]+NO3[Au(CQ)PMe3]+PF6[Au(CQ)PEt3]+PF6-
Colaboradores
Dr. Roberto Sánchez Delgado
Dr. Gonzalo Visbal
Dr. Julio Urbina
Dr. Edgar Marchan
Dr. Aníbal Sierraalta
Dr. Pedro Silva
Dra. Hilda Pérez
Dra. Clara Hernández
Estudiantes
Efren Cisneros
Flor Vásquez
Ibis Colmenares
José Hernández
Liliana Suárez
Nayarit Prieto
Alexis Maldonado
Oscar Corona
William Castro
Helen Goitia
Adelmo Betancourt
Ángel Higuera
Son efectivos anti-inflamatorios
Financiamiento: FONACIT e IVIC
Navarro et al Drug Research. 52, 6, 468-474, 2002.
Navarro et al Drug Research. 54, 11, 746, 2004.
Navarro et al J. Inorg. Biochem 99, 1630-1636, 2005.
Navarro et al Drug Research. 56, 12, 826, 2006.
Maribel Navarro. Transition Metal Chemistry 33:893–898.
2008.
7