Por Carlos Agustín Alonso*
Colaboró con el Centro de Divulgación Científica
Facultad de Farmacia y Bioquímica Universidad de Buenos Aires

Investigadores de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires (FFyF-UBA) y del CONICET estudiaron las tiosemicarbazonas, moléculas pequeñas pertenecientes a una amplia familia de fármacos que se utilizan para tratar otras afecciones y que han demostrado también potencial para el tratamiento de las leucemias. Mediante una aproximación racional que combina varias estrategias de diseño de fármacos, el grupo dirigido por el doctor Carlos Davio, investigador principal del CONICET, ha demostrado que la tiosemicarbazona T44bf detiene el crecimiento y la reproducción de células leucémicas en diferentes estadíos; además, caracterizaron los mecanismos que actúan en este proceso.  Por otro lado, al ser marcadamente selectiva --ataca de manera específica a células malignas-- y fácil de producir, esta molécula se constituye en un compuesto líder para ser optimizado y posteriormente convertirse en candidata a estudios preclínicos.

Tradicionalmente, al diseñar un fármaco, los expertos recurren a diferentes abordajes. Uno de ellos es una aproximación fenotípica, donde se prueba la acción de compuestos sobre un rasgo clave de una enfermedad, como es en el caso de la leucemia y los cánceres en general, la proliferación celular. Con las herramientas disponibles hoy, un abordaje que ha tenido impacto significativo es el dirigido a un blanco específico, donde a partir de conocer los mecanismos moleculares involucrados, se buscarán compuestos que ataquen directamente a estos, por ejemplo las enzimas encargadas de disparar la proliferación celular. Si bien el abordaje fenotípico suele tener más impacto dado que estudia el efecto de un compuesto sobre grandes rasgos de una enfermedad, también suele estar acompañado de mayores efectos colaterales por hacerlo “a ciegas”.

A su vez, el abordaje dirigido a un blanco específico contempla los posibles efectos colaterales dado que se conocen las rutas y los mecanismos implicados, pero el efecto de los compuestos diseñados puede perderse en las interacciones con otras vías moleculares que también colaboran en la progresión de una enfermedad.

Con el pasar del tiempo, la elección del abordaje se ha alternado entre uno u otro. En cualquier caso, los fármacos que se postulan como potenciales curas raramente superan las etapas preclínicas. Más aun, en el caso de las leucemias, si bien las terapias se han vuelto más eficaces y menos tóxicas, un 30% de los pacientes sufre recaídas luego del tratamiento e incluso un 35% no responde a las terapias actuales.  De allí, la imperiosa necesidad de desarrollar fármacos más efectivos.

En este sentido, el diseño inteligente de fármacos combina y rescata las ventajas de ambas estrategias, y busca caracterizar la actividad de un compuesto sobre un rasgo de interés, al tiempo que intenta describir detalladamente las rutas involucradas. De esta manera, se logra maximizar la actividad de la molécula al tiempo que se minimizan los efectos inespecíficos o indeseados.

“En un primer paso, disponíamos de una biblioteca de moléculas derivadas de las tiosemicarbazonas. Esta familia no solo ha demostrado cierta actividad general sobre procesos de interés relacionados con el cáncer, sino que además  posee características deseables para superar las etapas preclínicas. Fenotípicamente, la T44bf resultó la molécula que mejor inhibió el crecimiento celular a menores concentraciones, con actividad sumamente específica, y en líneas de leucemia de diferentes grados de agresividad, hechos que la convirtieron en el compuesto líder”, asegura el doctor Davio, director del Instituto Nacional de Investigaciones Farmacológicas (ININFA), un instituto UBA-CONICET.

Posteriormente, los esfuerzos se apuntaron en caracterizar las rutas de señalización activadas que dieron tanta efectividad a este compuesto. “En lugar de empezar a optimizar la T44bf y volver a probar su efecto en el crecimiento celular como cualquier estrategia fenotípica convencional, optamos por buscar su posible mecanismo de acción para combinar estos resultados con una estrategia dirigida a un blanco específico”, explica el investigador. De esta manera, los expertos vieron que T44bf intervenía con el ensamblado del citoesqueleto, importante proceso en el inicio de la división celular, llevando a las células a la muerte sin producir efectos colaterales.

Una vez que se define un compuesto líder, es necesario optimizarlo, es decir, realizarle diferentes modificaciones químicas y volver a analizar cómo estos cambios afectan los rasgos fenotípicos de una enfermedad, hasta dar con aquellos que mejoren la eficiencia inicial. Este es un paso costoso y requiere tiempo. Por ello, el grupo de Davio desarrolló un ensayo funcional para evaluar el efecto directo de la T44bf sobre el ensamblado del citoesqueleto. “Cuando se pretende comenzar a optimizar una molécula, se necesita un método que tenga pocas variables, que sea reproducible y  barato. En ese sentido, evaluar si la actina –proteína que conforma el citoesqueleto de la célula-- polimeriza o no polimeriza es algo muy simple y que correlaciona con el ensamblaje del citoesqueleto”, afirma el doctor Davio, también profesor titular de Farmacología de la FFyB, UBA.

“Ahora, entonces, hay que optimizar el compuesto líder. Las modificaciones químicas posibles sobre la T44bf son muchas, pero afortunadamente contamos con la descripción de las vías involucradas, lo que mejora las posibilidades de hacer las modificaciones más adecuadas del candidato a fármaco. Obviamente, esto es un ida y vuelta”, prosigue Davio. De esta manera, y utilizando este modelo de polimerización de actina, la efectividad de cualquier optimización sobre la T44bf puede ser rápidamente monitoreada tanto para conservar como para descartar cambios realizados, hasta obtener una versión mejorada con los menores efectos colaterales y la mayor actividad específica.

No es un dato menor que la T44bf sea una molécula pequeña. “Uno puede diseñar moléculas grandes y complejas, o puede diseñar moléculas pequeñas. Si una molécula pequeña está bien diseñada, tiene posibilidades de ser administrada por vía oral. Esto disminuye notablemente los costos del sistema de salud, y sobre todo, tiene un efecto muy positivo en la calidad de vida y el estado de ánimo del paciente. Además, la facilidad en su producción y su gestión al ser una molécula pequeña puede poner este fármaco al alcance de todos”, concluye Davio.

En la actualidad, la T44bf sigue en etapa de optimización, y pasará un tiempo hasta que ingrese en los ensayos preclínicos, pero su pequeño tamaño y gran versatilidad química, garantizan que quizás, no la T44bf, pero sí alguna prima cercana forme parte de la próxima generación de medicamentos para el tratamiento de las leucemias.

Fuentes de financiamiento:

Préstamo BID PICT 2013-2050.
UBACYT 0130100624BA.

Fuentes bibliográficas consultadas:

1. Cabrera, Maia. Evaluación preclínica del compuesto T44bf como potencial agente antitumoral para el tratamiento de las leucemias agudas humanas. Tesis de doctorado. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Universidad de Buenos Aires, 2015.
2. Cabrera M, Gomez N, Remes Lenicov F, Echeverría E, Shayo C, Moglioni A, Fernández N, Davio C. “G2/M Cell Cycle Arrest and Tumor Selective Apoptosis of Acute Leukemia Cells by a Promising Benzophenone Thiosemicarbazone Compound”. 2015. PLoS One 10(9):e0136878. doi: 10.1371/journal.pone.0136878.
3. Braña M, Sánchez-Migallón A. "Anticancer drug discovery and pharmaceutical chemistry: a history". 2006. Clinical and Translational Oncology 8(10): 717-728.

Ficha técnica del equipo:

Doctora Maia Cabrera, becaria posdoctoral del CONICET.
Doctora Natalia Fernández, profesora adjunta de Química Medicinal, FFYB-UBA, investigadora adjunta del CONICET.
Doctora Albertina Moglioni, profesora titular de Química Medicinal, FFYB-UBA, investigadora principal del CONICET.
Doctora Natalia Gómez, técnica profesional adjunta del CONICET.
Doctor Carlos Davio, profesor titular de Farmacología, FFYB-UBA, director del ININFA, investigador principal del CONICET.