Semisíntesis de derivados de ácidos fenólicos moduladores de la metilación del adn en células de carcinoma hepatocelular

RESUMEN Este trabajo se llevó a cabo en el laboratorio 321 del Centro de Investigaciones Químicas (CIQ) bajo la dirección de la Dra. Mayra Yaneth Antúnez Mojica y en el laboratorio 7 y el cuarto de cultivo de la Facultad de Farmacia bajo la dirección de la Dra. Leticia González Maya, ambos en la Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Numerosos estudios han demostrado que los compuestos fenólicos poseen gran variedad de actividades biológicas, entre las que destacan sus propiedades citotóxicas, y más recientemente, su actividad sobre enzimas relacionadas a la metilación del ADN, por lo anterior, en este trabajo se sintetizaron catorce derivados de ácidos fenólicos de tipo benzoico y cinámico, diez derivados ésteres y cuatro derivados O-metilo. La purificación se realizó utilizando cromatografía en columna, los compuestos puros se caracterizaron mediante RMN 1H. Una vez obtenidos los derivados, se evaluó su actividad citotóxica en la línea celular de hepatocarcinoma Hep3B. Los derivados 5, 6, 7, 10, 11, 12, 14 no fueron citotóxicos (CI50 >100 μg/mL) por lo que no se consideraron para posteriores evaluaciones. Los derivados de tipo cinámico sí fueron citotóxicos (CI50 <100 μg/mL) lo que indica que el doble enlace alfa a carbonilo es importante para la citotoxicidad. Las modificaciones estructurales (esterificación y O-metilación) incrementaron la actividad citotóxica de los derivados cinámicos comparados con el ácido cafeico (molécula orginal) cuya CI50 fue mayor a 100 μg/mL, sin embargo, este no fue el caso para los derivados de tipo benzoico ya que tuvieron CI50 > 100 μg/mL, comparados con el ácido gálico (molécula original), cuya CI50 es menor a 100 μg/mL es claro la actividad citotóxica no se incrementó con las modificaciones estructurales como en el caso de los derivados cinámicos. Los derivados de tipo cinámico (CI50 < 100 μg/mL) así como dos de tipo benzoico (3 y 11) se evaluaron como inhibidores de la metilación del ADN en células Hep3B. Tanto los derivados de tipo cinámico como benzoico fueron activos, esto indica que la actividad sobre la metilación del ADN no está relacionada al doble enlace alfa a carbonilo presente en los derivados de tipo cinámico. Todos los derivados evaluados tuvieron altos porcentajes de inhibición de la metilación del ADN, el compuesto menos activo (4) alcanzó un 63.08% de inhibición mientras que los derivados más activos (8, 9 y 13) tuvieron porcentajes de inhibición mayores a 90%. La adición de grupos metilo (esterificación y/o O-metilación) incrementó la actividad inhibitoria de la metilación de los derivados cinámicos respecto al ácido cafeico cuya inhibición fue de solo 39.88%, sin embargo, en los derivados de tipo benzoico (3 y 11) la adición de grupos metilo en la estructura no mejoró este tipo de actividad ya que estos compuestos tuvieron porcentajes de inhibición de 74.2% y 85.44% respectivamente. Comparados con el ácido gálico cuya inhibición de la metilación fue de 82.48% es evidente que no hubo diferencias entre los derivados y la molécula original. Los derivados 8, 9 y 13 se consideran los mejores candidatos debido a que fueron citotóxicos, selectivos y tuvieron altos porcentajes de inhibición de la metilación del ADN.

ABSTRACT This work was performed in the laboratory 321 of the Chemical Research Center under the direction of the PhD. Mayra Yaneth Antunez Mojica and in the laboratory 7 and BSL-1 of the Faculty of Pharmacy under the direction of the PhD. Leticia González Maya, both at the Autonomic University of Morelos State. There are numerous studies that have shown that the phenolic compounds have a great variety of biological activities, the cytotoxicity is one of the best known and recently their activity on DNA methylation has been demonstrated. In this study where synthetized fourteen derivatives from phenolic acids of benzoic and cinnamic type, ten where ester derivatives and four O-methylated derivatives. The purification was made by column chromatography and then, the molecules where characterized by NMR 1H. Once obtained, the cytotoxicity of the compounds was evaluated by the MTS method on a hepatocarcinoma cell line Hep3B. The derivatives 5, 6, 7, 10, 11,12 and 14 where not cytotoxic (IC50>100 μg/mL) for that reason, these compounds where not included for the next assays. The cinnamic derivatives where cytotoxic (IC50< 100 μg/mL) which is an indicative that the double bound alpha to the carboxylic acid is necessary to the cytotoxic activity. The structural modifications (esterification and O-methylation) enhanced the cytotoxicity of the cinnamic compounds versus the caffeic acid (parental molecule) with a IC50>100 μg/mL, nevertheless, the benzoic derivatives (IC50 >100 μg/mL) versus the gallic acid (parental compound) whose IC50< 100 μg/mL demonstrate that the structural modifications not increased the cytotoxic activity in this case. The cinnamic derivatives (IC50< 100 μg/mL) as two benzoic compounds (3 and 11) where evaluated as DNA methylation inhibitors in Hep3B cells. In this case, both kind of compounds where active, this is an indicative that the inhibition of DNA methylation is not related to the double bound alpha to the carboxylic acid. All the compounds evaluated in this assay where active as DNA methylation inhibitors, the molecule 4 was the less active with a 63.08% of inhibition, in the other hand, the most active compounds where the derivatives 8, 9 and 13 with a DNA methylation inhibition higher than 90%. The esterification and/or O-methylation enhanced the inhibitory activity of cinnamic compounds versus the caffeic acid (parental compound) whose inhibition of DNA methylation was 39.88%, but in the case of the benzoic derivatives the activity on DNA methylation was not increased with the structural modifications. The inhibition of DNA methylation was 74.2% and 85.44% respectively to the derivatives 3 and 11 while the gallic acid (parental compound) had 82.48% of DNA methylation inhibition. The derivatives 8, 9, and 13 where cytotoxic, selective and had a high inhibitory effect on DNA methylation for that reason are the best candidates for future research.