Evaluación teórica y experimental de isoindolinas como inhibidoras de la enzima convertidora de la angiotensina

Abstract

RESUMEN: Las isoindolinas son moléculas orgánicas heterocíclicas utilizadas como intermediarios para la síntesis de nuevos compuestos con actividad farmacológica. Por ejemplo, como agentes de reversibilidad a la multirresistencia a fármacos, antiinflamatorios, diuréticos, agentes alfa adrenérgicos, bloqueadores de neuronas adrenérgicas, entre otros. En este trabajo se evaluaron dos isoindolinas derivadas de la metionina: isomet1, la cual contiene el grupo éster e isomet2, la cual contiene el grupo carboxílico, como inhibidores de la ECA, esto debido a que cumplen con características químicas de otros inhibidores de la ECA cuyo estudio de estructura-actividad se basa en la interacción con los residuos de aminoácidos del sitio activo de la ECA. El ensayo de reconocimiento molecular automatizado (docking) se realizó para isomet1 o isomet2 (ligandos flexibles) sobre la ECA (PDB: 1O8A nativa), además de captopril y lisinopril, los cuales se utilizaron como controles de referencia debido a que son inhibidores reconocidos de la ECA. Los resultados del docking muestran que, isomet1 e isomet2 al igual que captopril y lisinopril, interaccionan sobre el sitio activo de la ECA y sus parámetros fisicoquímicos de estabilidad y afinidad: G (kcal/mol) y Kd (mM) son mejores que para los compuestos de referencia. Además, se llevó a cabo la evaluación biológica experimental por medio de un modelo de órgano aislado, se construyeron curvas concentración respuesta del efecto contráctil a la fenilefrina, Ang I o Ang II en ausencia o presencia de isomet1, isomet2, captopril, losartán ó prazosina en anillos de aorta torácica de rata con y sin endotelio. Los resultados en órgano aislado muestran que, en el primer grupo, losartán y captopril no bloquean la contracción dependiente de la concentración inducida por la fenilefrina, mientras que prazosina bloqueó de forma competitiva dicha contracción. De forma interesante, isomet1 e isomet2 inducen un mecanismo que incrementa la reactividad a la fenilefrina. Por otra parte, en el grupo de la contracción inducida por Ang I, isomet1 e isomet2 redujeron significativamente este efecto, mientras que prazosina y captopril reducen la contracción a la Ang I de forma no competitiva y losartán lo hace de manera competitiva. En el tercer grupo, losartan disminuyo de forma competitiva la respuesta vasoconstrictora de Ang II mientras que captopril y prazosina carecen de efecto. En cuanto a los derivados isoindolínicos, a diferencia de isomet2, que no modificó, isomet1 disminuyó la contracción a la Ang II. En conclusión, por docking ambas isoindolinas presentan afinidad por el sitio activo de la ECA, de ambas, isomet1 presenta mejores valores de afinidad y estabilidad de unión. En el bioensayo, isomet1 e isomet2 redujeron significativamente la contractilidad inducida por Ang I sin embargo, el hecho de que isomet1 redujera tambien la contracción inducida por Ang II sugiere una posible interacción con receptores AT1 mientras que isomet2 al carecer de efecto sobre la reactividad de Ang II sugiere un mecanismo de inhibición de la ECA, que además, es dependiente del endotelio. En forma adicional los derivados isoindolínicos potencian las acciones vasoconstrictoras de la fenilefrina en forma dependiente del endotelio. ABSTRACT: Isoindolines are organic heterocyclic compounds previously managed as former structures for new compounds of pharmacologycal interest, i.e. reversal agents for multidrug resistance to antiproliferative chemotherapy, diuretics, antinflammatories, alpha adrenergic agents, alpha adrenergic neuron blockers. Due to chemical features that were previously analyzed on previous structure activity relationship studies that involved a posible interaction with active site specific residues of ACE (Angiotensin Converter Enzyme), a pair of methionine isoindoline derivatives (isomet1 and isomet2) were selected as probable ACEI (ACE inhibitors). A molecular recognizing automatized study (Docking) was performed using isoindolines and the well known IECA controls lisinopril and captopril. Docking results showed relevant interactions between ACE active site residues and both isoidolines as well as reference controls, and better physicochemical estability and affinity parameters, G (kcal/mol) and Kd (mM), were observed for both isoindolines compared with reference controls. For biological purpose, an isolated organ bath model was performed. Concentration response curves to Ang I, Ang II or phenilephrine using vehicle, isomet1, isomet2, prazosin, captopril or losartan pretreatment of rat toracic aortic rings with intact or denuded endothelium, were generated. For these biological assays it was found that, in the first group, losartan and captopril do not block the phenilephrine induced contractil response, while prazosin produced a competitive blocking of that contractil response. As interesting remark results show that both isomet1 and isomet2 induced a mechanism that increase the reactivity to phenilephrine. In the group with Ang I induced vasoconstriction, both isomet1 and isomet2 showed a significant reduction of the Ang I contractile effect, while prazosin and captopril showed a non competitive reduction of the Ang I effect, and losartan did it in a competitive way. In the third group, losartan diminished in a competitive way the Ang II induced contractil response while captopril and prazosin did not modify such effect. When isoindolines were administered to aortic rings, isomet2 did not modify the effect, while isomet1 diminished such response. In conclusion, parameters obtained from docking indicate that both isoindolines have affinity for ACE active site, nevertheless isomet1 has better affinity and estability values. Performed bioassays showed that isomet1 and isomet2 can evoke a significant reduction of the Ang I induced contractility. Nevertheless, the reduction of the Ang II inducted contractil response by isomet1 suggests a posible interaction with AT1 receptors, while the lack of Ang II induced contractil response by isomet2 suggests a mechanism that involves the inhibition of ACE which is endothelum dependant also. As adittional feature, these isoindolinic compounds are able to potentiate the phenylephrine induced vasoconstrictor response in an endothelium dependant way.