Síntesis, simulación molecular y aplicación de nuevos dendrímeros en el transporte y liberación controlada de fármacos anticancerígenos.

Abstract

En esta tesis doctoral se trabajó en el diseño racional de un nuevo sistema transportador de fármacos anticancerígenos basado en dendrímeros PAMAM pegilados (PEG-PAMAM). Se emplearon simulaciones de dinámica molecular (DM) en conjunto con métodos espectroscópicos (RMN, IR, UV-VIS) para investigar el efecto de la ¨pegilación¨ de un dendrímero PAMAM-G4 sobre sus propiedades estructurales y cómo estas influyen en su capacidad de complejación con dos de los fármacos más empleados actualmente en el tratamiento del cáncer, como son 5 fluorouracilo (5FU) y metotrexato (MTX). Los resultados obtenidos a partir de las simulaciones de DM muestran fuertes dependencias en las estequiometrías de los complejos droga:dendrímero y sitios de interacción, con la naturaleza química de las drogas, sugiriendo que sólo la pegilación parcial del dendrímero ( 50%) representa una estrategia sintética adecuada para maximizar su capacidad de complejación, ya que altos grados de pegilación conllevan a una disminución en la cantidad de droga complejada internamente. Estos resultados fueron confirmados experimentalmente mediante experimentos 2D-NOESY y perfiles de solubilidad en disolución acuosa. A partir de estos últimos, se calcularon constantes de afinidad droga:dendrímero Kn:1 , cuyos valores sugieren que los complejos con MTX presentan una interacción fuerte y estable (Kn:1 104), mientras que los complejos con 5FU presentan una interacción débil e inestable (Kn:1 10). Se investigó también el efecto de la pegilación sobre la cinética de liberación de ambas drogas mediante el método de diálisis en equilibrio. Los resultados obtenidos muestran que tanto MTX como 5FU siguen una cinética de liberación de primer orden, lo que es indicativo de un mecanismo de liberación controlado por difusión. Por otro lado, los valores de las constantes cinéticas obtenidas sugieren que altos grados de pegilación retardan la fuga de MTX desde los nanotransportadores, mientras que para 5FU se observó el efecto contrario, lo que se atribuyó a que en sistemas con altos grados de pegilación cerca del 90% de las moléculas de 5FU se encuentran complejadas con las cadenas de PEG, desde donde son liberadas con facilidad. Finalmente, se evaluó si la conjugación de un dendrímero PEG-PAMAM con el éster del ácido N-succinimidil-6-maleimidohexanóico (MHA) permite obtener una liberación controlada de ambas drogas en condiciones de pH fisiológico (7.4) y una liberación acelerada en condiciones de pH similar a la existente en los espacios intersticiales de células cancerígenas (pH  5.0). Los resultados obtenidos no mostraron diferencias en los perfiles de liberación producto de la conjugación con MHA, sin embargo los resultados recopilados durante el desarrollo de esta tesis pueden ser útiles para diseñar nuevos y más eficientes sistemas para la administración de fármacos anticancerígenos basados en dendrímeros PAMAM.