Nuevos inhibidores de aminopeptidasa N, aminopeptidasa A y dipeptidil peptidasa IV con potenciales aplicaciones biomédicas en cáncer

Resumen

Introducción: El cáncer constituye la segunda causa principal de muerte en nuestro país y en el mundo. Dentro de los blancos atractivos para el diseño de nuevos agentes anticancerígenos encontramos las aminopeptidasas. En particular, dentro de la familia M1, la aminopeptidasa neutra (APN, EC 3.4.11.2) y la aminopeptidasa ácida (APA, EC 3.4.11.7) y dentro de la familia S9 de las peptidasas serino, la enzima dipeptidil peptidasa IV (DPP-IV, EC 3.4.14.5) son blancos establecidos para el desarrollo de nuevos anticancerígenos debido a su sobreexpresión en diferentes tipos de cáncer. Teniendo en cuenta la relevancia biomédica de la inhibición de APN, APA y DPP-IV, el presente trabajo tiene como objetivo la identificación de nuevos inhibidores de estas enzimas con potenciales aplicaciones biomédicas.

Métodos: Para la identificación de nuevos inhibidores de las enzimas en estudio se abordaron 2 estrategias de trabajo: a) identificación y caracterización bioquímica de nuevos inhibidores de APN, APA y DPP-IV de baja masa molecular para lo cual se realizaron cribados virtuales en la base de compuestos de baja masa molecular HitFinder, Maybrigde (ThermoFisher) y, b) caracterización bioquímica de la inhibición de APA, APA y DPP-IV por bestatina y bacitracina como nuevos inhibidores de estas enzimas. Posteriormente, se procedió a la validación cinética de los nuevos inhibidores identificados, se realizaron estudios de relación estructura: función in silico, se evaluó la biodistribución en modelo de rata así como se evaluaron sus efectos citotóxicos sobre líneas tumorales APN+/DPP-IV+.

Resultados: Se identificaron y validaron cinéticamente 5 nuevos inhibidores duales de APN, APA y DPP-IV con mecanismos de inhibición de tipo no competitivo en la mayoría de los casos. Los estudios in silico de los complejos enzima: inhibidor permitieron la identificación de residuos no conservados dentro de la correspondiente familia y que sientan las bases para el diseño racional de inhibidores de APN, APA y DPP-IV altamente selectivos y con mayores potencialidades biomédicas. Se identificaron por primera vez la presencia de APN y DPP-IV en líneas tumorales de cáncer de alta incidencia y mortalidad en Cuba y el mundo, mediante una metodología establecida en el presente trabajo. Los nuevos inhibidores tienen efectos promisorios sobre estas líneas tumorales APN+/DPP-IV+.

Conclusiones: se informan por primera vez nuevos inhibidores de APN, APA y DPP-IV, con diferentes mecanismos de inhibición, algunos de ellos de tipo no competitivos, que resultan más ventajosos desde el punto de vista terapéutico que inhibidores competitivos, con efectos promisorios sobre líneas tumorales relacionadas con canceres de alta incidencia y mortalidad en Cuba.