| Summary: | El presente trabajo de tesis doctoral se enfoca en el importante rol de los productos naturales y sus derivados semisintéticos como fuentes de nuevos agentes terapéuticos para tratar enfermedades tales como Alzheimer y Chagas-Mazza. Por ello, se realizó una búsqueda de metabolitos especializados en especies vegetales y la derivatización de los mismos empleando diferentes estrategias. Se trabajó con especies de dos grandes familias botánicas, Asteraceae y Amaryllidaceae, que son reconocidas por la diversidad de metabolitos y actividad biológica reportada. El estudio fitoquímico de Clinanthus microstephium (Amaryllidaceae), fue el primer análisis de este tipo sobre el género Clinanthus. Se identificaron siete alcaloides derivados de la norbelladina, de los cuales uno fue aislado para la evaluación de la actividad anticolinérgica. Sobre este compuesto se probó su capacidad inhibitoria sobre las enzimas colinesterasas y demostró tener mayor actividad sobre la butirilcolinesterasa que el alcaloide bioactivo de referencia, galantamina, pero menor actividad sobre la acetilcolinesterasa. Con el objetivo de mejorar los resultados en términos de inhibición, se realizó un estudio de docking molecular sobre compuestos estructuralmente relacionados en el sitio activo de la acetilcolinesterasa. Se observaron interacciones claves entre los aminoácidos de la enzima y los ligandos analizados, lo que permitió establecer relaciones estructura-actividad útiles para el diseño de mejores inhibidores. Por otro lado, el estudio fitoquímico de Ambrosia tenuifolia (Asteraceae) permitió el aislamiento y caracterización de seis lactonas sesquiterpénicas. Se seleccionaron las psilostachinas A, B y C como sustratos para la derivatización por su abundancia y se exploraron sus reactividades mediante diversos enfoques sintéticos con el fin de obtener mayor diversidad y complejidad estructural, modificando tanto el patrón de sustitución como la arquitectura del esqueleto carbonado. Esta estrategia permitió producir derivados por oxidación, adición de Michael, distorsión anular en medio ácido y formación de híbridos moleculares, resultando en 24 estructuras novedosas. Además, mediante una reacción eficiente de oxidación, se realizó la derivatización del extracto de A. tenuifolia, la cual se complementó con ensayos bioguiados que permitieron acompañar la purificación de la mezcla, consiguiendo así fracciones con elevada actividad tripanocida frente a los parásitos de Trypanosoma cruzi. Con este procedimiento, se obtuvo una serie de derivados epoxidados con propiedades tripanocidas desde moderadas a muy buenas, algunos, incluso, más activos que el fármaco de referencia, benznidazol. Estas observaciones sumadas a los ensayos realizados para todas las lactonas sesquiterpénicas contenidas en el extracto vegetal original, permitieron identificar motivos estructurales claves para la bioactividad. En una etapa posterior del estudio, se utilizaron distintas herramientas bioinformáticas para explorar el mecanismo de acción de las lactonas sesquiterpénicas bioactivas. Para ello, se llevó a cabo primero una metodología basada en ligandos, que incluyó un análisis de descriptores moleculares relacionados con la bioactividad; éstos permitieron visualizar un espacio químico biológicamente relevante y situar tanto a las moléculas tripanocidas como a aquellos derivados sintetizados sin reportes de actividad. De esta forma, se creó una herramienta para el análisis de ligandos capaz de determinar qué parámetros son los adecuados para encontrar una posible molécula líder tripanocida. Además, este espacio químico pudo ser utilizado para analizar la diversidad estructural generada por las diferentes reacciones sobre psilostachinas, destacando entre ellas la exploración generada por la distorsión anular y la formación de híbridos moleculares. Por otra parte, se exploró el mecanismo de acción de estos compuestos, utilizando inicialmente una metodología bioinformática para identificar y proponer posibles proteínas dianas involucradas en la actividad tripanocida. Entre las herramientas empleadas se destacaron el mapeo reverso de los farmacóforos, el Docking molecular y las dinámicas moleculares. Este abordaje permitió sugerir cuatro biomoléculas diferentes de interacción, todas involucradas en el metabolismo rédox de los parásitos. Dentro de ellas se destacó la tripanotión reductasa por su potencial inhibición selectiva y ser un eslabón clave en la defensa redox de los Trypanosoma. Finalmente, en línea con los resultados obtenidos en el análisis teórico, se llevaron a cabo estudios bioquímicos en una línea reportera de Trypanosoma brucei, confirmando la incidencia de algunas lactonas sesquiterpénicas tripanocidas ensayadas en el desequilibrio redox intracelular. Este trabajo de tesis cobra relevancia, dado que extiende los resultados a investigaciones de diversas áreas como la fitoquímica, síntesis orgánica, química biológica, bioquímica y bioinformática, generando así una participación interdisciplinaria e integrada de todas las partes involucradas.
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