Análisis in silico e in vitro del efecto citotóxico de derivados del ácido gálico en células de cáncer cervicouterino HeLa

Durante los últimos años y de acuerdo con los informes generados en el 2020, el cáncer se ha posicionado como una de las enfermedades con mayor número de muertes. Resultan relevantes el cáncer de mama y el cervicouterino, como los de mayor incidencia asociados a la población femenina. En cuanto al cáncer cervicouterino, la tasa de recuperación es baja, a pesar del buen manejo de la enfermedad, es por ello por lo que resulta relevante el estudio asociado a su tratamiento. En la actualidad existen más de 300 fármacos oncológicos de los cuales cinco se emplean de manera individual en el tratamiento del cáncer cervicouterino, mientras que cuatro se usan de manera combinada. A través de diversas investigaciones, se ha observado que una amplia variedad de compuestos fenólicos de origen vegetal ha presentado efectos citotóxicos in vitro en diferentes líneas celulares de cáncer, por lo que muchos productos naturales forman parte de las nuevas propuestas terapéuticas contra esta enfermedad. Es importante destacar, que las principales limitaciones del uso de productos naturales en el desarrollo de nuevos fármacos es su mínima presencia en la naturaleza y la difícil síntesis en el laboratorio, esto último debido a sus estructuras complejas. Dentro de los productos naturales destaca el ácido gálico (AG) por su reconocida actividad anticancerígena al impedir la proliferación celular. En el presente trabajo se generó un modelo de relación cuantitativa estructura- actividad (QSAR), empleando 134 compuestos fenólicos con actividad citotóxica sobre la línea celular HeLa para generar un modelo QSAR descriptivo (R² = 0.76) y predictivo (Q² = 0.69 y Q²ᵉˣᵗ = 0.62). Las características estructurales, electrónicas, estéricas e hidrofóbicas de los compuestos se representan como diferentes descriptores moleculares. A partir de este modelo, se diseñaron y sintetizaron nueve derivados de ácido gálico (N1-N9). Los nueve compuestos sintetizados fueron purificados mediante columnas cromatográficas y elucidados mediante RMN. Una vez puros, se evaluó su actividad citotóxica en las líneas celulares HeLa (cáncer cervicouterino) y HaCaT (no cancerígenas). Se pudo observar que los derivados 3,4,5-Trimetoxibenzoato de cinamilo (N1, IC₅₀ᴾʳᵉᵈ= 6.41 μM, IC₅₀ᴱˣᵖᴴᵉᴸᵃ= 11.29±1.70 μM), 3,4,5-Trimetoxibenzoato de 3,4,5-trimetoxibencilo (N5, IC₅₀ᴾʳᵉᵈ= 10.19 μM, IC₅₀ᴱˣᵖᴴᵉᴸᵃ= 9.45 ± 2.46 μM), 3,4-dimetoxibenzoato de 3,4,5-trimetoxibencilo (N6, IC₅₀ᴾʳᵉᵈ= 12.13 μM, IC₅₀ᴱˣᵖᴴᵉᴸᵃ=7.26 ± 0.68 μM) y 3,4,5- Trimetoxicinamato de 3,4,5-trimetoxibencilo (N9 IC₅₀ᴾʳᵉᵈ=28.99 μM, IC₅₀ᴱˣᵖᴴᵉᴸᵃ=11.95±3.22 μM) fueron los más activos en la línea celular HeLa, así como también se estableció que nuestros compuestos no afectan la viabilidad de las células no cancerígenas (HaCaT).

In recent years and according to reports generated in 2020, cancer has positioned itself as one of the diseases with the highest number of deaths. Breast and cervical cancer are the most common cancers in the female population. As for cervical cancer, the recovery rate is low, despite good management of the disease, which is why the study associated with its treatment is relevant. There are currently more than 300 cancer drugs, of which five are used individually in the treatment of cervical cancer, while four are used in combination. Research has shown that a wide variety of plant-derived phenolic compounds have shown in vitro cytotoxic effects on different cancer cell lines, so many natural products are part of the new therapeutic approaches against this disease. It is important to note that the main limitations of the use of natural products in the development of new drugs are their minimal presence in nature and their difficult synthesis in the laboratory, the latter due to their complex structures. Among the natural products, gallic acid (GA) stands out for its recognized anti-cancer activity by preventing cell proliferation. In the present work, a quantitative structure-activity relationship (QSAR) model was generated using 134 phenolic compounds with cytotoxic activity on the HeLa cell line to generate a descriptive (R² = 0.76) and predictive (Q² = 0.69 and Q²ᵉˣᵗ = 0.62) QSAR model. The structural, electronic, steric, and hydrophobic features of the compounds are represented as different molecular descriptors. From this model, nine gallic acid derivatives (N1-N9) were designed and synthesised. The nine synthesised compounds were purified by chromatographics columns and eluted by NMR. Once purified, their cytotoxic activity was evaluated in HeLa (cervical cancer) and HaCaT (non-cancerous) cell lines. It was observed that the derivatives cinnamyl 3,4,5-trimethoxybenzoate (N1, IC₅₀ᴾʳᵉᵈ= 6.41 μM, IC₅₀ᴱˣᵖᴴᵉᴸᵃ= 11.29±1. 70 μM), 3,4,4,5-trimethoxybenzyl 3,4,5-trimethoxybenzoate (N5, IC₅₀ᴾʳᵉᵈ= 10.19 μM, IC₅₀ᴱˣᵖᴴᵉᴸᵃ= 9.45 ± 2.46 μM), 3,4,5-trimethoxybenzyl 3,4,5- dimethoxybenzoate (N6, IC₅₀ᴾʳᵉᵈ= 12. 13 μM, IC₅₀ᴱˣᵖᴴᵉᴸᵃ=7.26 ± 0.68 μM) and 3,4,5-trimethoxybenzyl 3,4,5-trimethoxycinnamate (N9 IC₅₀ᴾʳᵉᵈ=28.99 μM, IC₅₀ᴱˣᵖᴴᵉᴸᵃ=11.95±3.22 μM) were the most active in the HeLa cell line, as well as establishing that our compounds do not affect the viability of non-cancer cells (HaCaT).