Evaluación in silico e in vitro de una serie de isoindolinas/dioxoisoindolinas como inhibidores de colinesterasas

Abstract

RESUMEN:Fue posible diseñar y sintetizar una serie de isoindolinas y dioxoisoindolinas y evaluarlas como inhibidores de acetilcolinesterasa y butirilcolinesterasa. Estos compuestos pueden obtenerse de fuentes naturales o sintéticas y han sido clave en el desarrollo de sustancias activas con una amplia variedad de aplicaciones farmacológicas, entre las que se encuentran: anticonvulsivos, antiinflamatorios, analgésicos, antihipertensivos y antibacterianos, así como en la terapéutica para enfermedades neurodegenerativas, particularmente en la enfermedad de Alzheimer, que constituye el objetivo de este proyecto de investigación. En este trabajo se hizo un esfuerzo para proponer una serie de ligandos útiles en el conocimiento de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, basado en el hecho de que las dioxoisoindolinas se han reportado como inhibidores de la acetilcolinesterasa; se realizó una evaluación comparativa en ambas familias de compuestos, se hizo el acomplamiento molecular computacional entre los ligandos propuestos con ambas enzimas utilizando diferentes programas computacionales; de esto encontramos un ΔG exergónico, así como interacciones favorables con ambas enzimas, además, se realizó un estudio para determinar la relación estructura-actividad basada en diferentes sustituyentes en ambas familias de ligandos, en los cuales pudimos determinar que los grupos electroatractores mejoran el reconocimiento y la capacidad inhibitoria. También se llevó a cabo un ensayo in vitro usando el método Featherstone, el cual se modificó fuertemente para hacerse más eficiente, esta metodología fue previamente reportada en nuestro grupo de investigación y es adecuada para el análisis de rendimiento ligero. Con el análisis estadístico pudimos determinar y calcular la Ki por regresión no lineal y con el análisis Lineweaver-Burk, como resultado encontramos que ambas familias de compuestos tenían más afinidad y capacidad inhibitoria para la acetilcolinesterasa que para la butirilcolinesterasa. Finalmente, se realizó una prueba de toxicidad aguda para determinar la DL50 mediante el método de Lorke, relacionada con la predicción de las propiedades toxicológicas que se realizaron con un software computacional, y encontramos que el grupo carbonilo disminuye la toxicidad. ABSTRACT: It was possible to design and synthesize a series of isoindolines and dioxoisoindolines and evaluate them as acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase inhibitors. These compounds can be obtained from natural or synthetic sources and have been key in the development of active substances with a wide variety of pharmacological applications, among which are: anticonvulsants, anti-inflammatories, analgesics, antihypertensives and antibacterials, as well as in therapeutics for diseases neurodegenerative diseases, particularly in Alzheimer's disease, which focuses on this research project. In this work an effort was made to propose a series of useful ligands in the knowledge of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's, based on the fact that dioxoisoindolines have been reported as acetylcholinesterase inhibitors; a comparative evaluation was carried out in both families of compounds, the computational molecular coupling was made between the proposed ligands with both enzymes using different computer programs; The ligand-enzyme recognition showed an exergonic ΔG, as well as favorable interactions with both enzymes, besides, a study was carried out to determine the structure-activity relationship based on different substituents in both families of ligands, in which we could determine that the electrowithdrawing groups improve recognition and inhibitory capacity. An in vitro test was also carried out using the Featherstone method, which was modified strongly to make it more efficient, cheaper and faster for both enzymes, finally the statistical comparison between both families was analyzed to know which family has the greatest inhibitory effect and selectivity. This methodology was previously reported in our research group and is suitable for light performance analysis. With the statistical analysis we were able to determine and calculate the Ki by nonlinear regression and with the Lineweaver-Burk analysis, as a result we found that both families of compounds had more affinity and inhibitory capacity for acetylcholinesterase than for butyrylcholinesterase. Finally, an acute toxicity test was performed to determine the LD50 by means of the Lorke method, related to the prediction of the toxicological properties that were performed with a computer software, and we found that the carbonyl group decreases the toxicity.