Diseño racional y síntesis de derivados de anillos benzo[d]imidazólicos y benzo[b]tiofénicos como ligandos del receptor cannabinoides tipo II

Abstract

El sistema endocannabinoide (SEC) es un conocido sistema de señalización endógeno de alta complejidad compuesto principalmente por mediadores lipídicos, enzimas y receptores. Los principales receptores del SEC son los de tipo cannabinoides I y tipo cannabinoides II (receptores CB1 y CB2 respectivamente). El descubrimiento de este sistema fisiológico llevó a poder relacionar su comportamiento biológico y bioquímico con el alto potencial terapéutico que refleja en diversos trastornos, tales como aquellos de tipo neurológico, inmunológico y neurodegenerativo, entre otros. Lo anterior permitió considerar estrategias que permitieran la modulación del SEC para obtener ventajas clínicas. Una de las estrategias de modulación consiste en el diseño de agentes sintéticos selectivos por el receptor CB1 o por el receptor CB2. En este sentido, se destacan los ligandos selectivos por el receptor de cannabinoides tipo II, debido a sus implicancias en patologías tales como cáncer, Parkinson y enfermedades neuro-inflamatorias entre otras. Además, es fundamental considerar que los ligandos agonistas selectivos por el receptor CB2 no presentan efectos psicotrópicos, a diferencia de ligandos agonistas selectivos por el receptor CB1 y los ligandos que carecen de selectividad. Teniendo en cuenta esta base, se han reportado una gran variedad de ligandos agonistas selectivos por el receptor CB2, los que presentan una gran diversidad estructural química. Entre dichas diversidades, encontramos ligandos derivados de anillos benzo[d]imidazólicos y benzo[b]tiofénicos, cuyos marcos estructurales heterocíclicos muestra importancia debido a que son isósteros del anillo aromático indol presente en una gran variedad de ligandos conocidos del receptor cannabinoide tipo II llamados aminoalquilindoles. Considerando lo mencionado, se propuso la síntesis de ligandos con núcleos de benzo[d]imidazoles y benzo[b]tiofenos, sustituidos en las posiciones N1 ó 3-, según corresponda, con anillo de naftaleno y/o anisol mediante un puente carbonilo o metilénico. También, se ha propuesto que la posición 2- de los benzo[d]imidazoles y benzo[b]tiofenos sea derivatizada con los heterociclos de anisol, piridina, furano e isoxazol. Mediante síntesis se obtuvo una totalidad de dieciocho compuestos diferentes. Ocho de ellos corresponden a la serie 1 perteneciente a los benzo[d]imidazoles con puente carbonilo, otros ocho compuestos comprenden la serie 1.2 de benzo[d]imidazoles con puente metilénico, y dos ligandos finales correspondiente a los benzo[b]tiofenos acilados en posición 3- con un grupo 4-metoxibenzoilo y naftoilo. Se ensayó la viabilidad celular de estos compuestos en líneas celulares HEK293-T, U-87MG y HL-60 mediante el ensayo de reducción de MTT a formazán. Se ejecutó el ensayo a una concentración de cada compuesto de 10 μM por un tiempo de incubación de 72hrs. Aquellos compuestos que demostraron una reducción selectiva de la viabilidad celular en la línea celular HL-60, que expresa predominantemente el receptor cannabinoide tipo II, en comparación con la línea celular U-87MG, que expresa los receptores cannabinoides tipo I, sugerirían un mecanismo de muerte celular mediante apoptosis, ya que el agonismo cannabinoide estaría relacionado con este tipo de muerte celular programado. Los compuestos que exhibieron este comportamiento fueron (5-cloro-2-(3-metoxifenil)-1H-benzo[d]imidazol-1-il)(4- metoxifenil)metanona (3a), (6-cloro-2-(piridin-3-il)-1H-benzo[d]imidazol-1-il)(4- metoxifenil)metanona (3b´), (5-cloro-2-(furan-2-il)-1H-benzo[d]imidazol-1-il)(4- metoxifenil)metanona (3c) y 5-cloro-1-(4-metoxibencil)-2-(piridin-3-il)-1H-benzo[d]imidazol (3.2b). También fueron seleccionados para realizar ensayos de citometría de flujo para comprobar el mecanismo de muerte celular por el cual estaban actuando en la línea celular HL-60. Se descubrió con este último ensayo que los compuestos 3a y 3c, actuaban mayoritariamente mediante apoptosis temprana, mientras que los compuestos 3b´ y 3.2b actuaban mediante un mecanismo de muerte celular no concordante con apoptosis o necrosis. Con los resultados obtenidos, preliminarmente se podría sugerir un diseño de ligandos selectivos por el receptor cannabinoides tipo II, con un anillo principal de benzo[d]imidazol, con un átomo de cloro en la posición 5- en este mismo y anillos lipofílicos π-conjugados, como piridina, furano o 3-metoxibenceno en la posición 2- del marco benzoimidazólico principal.