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Texafirina

Estructura general de la texafirina

La texafirina es una subclase de moléculas macrocíclicas heterocíclicas conocidas como porfirinas . La molécula fue inventada por el profesor de la Universidad de Texas en Austin Jonathan Sessler . El nombre texafirina surgió porque algunas de las moléculas tienen una forma que puede superponerse a las puntas de la estrella que aparece en la bandera del estado de Texas . [1] Las texafirinas fueron nominadas como la "Molécula del Estado de Texas", pero se eligió la buckybola en su lugar. [2]

Núcleo de texafirina con nitrógeno superpuesto a las 5 puntas de la estrella que aparece en la bandera del estado de Texas [3]

Sessler ha descrito posibles usos medicinales de estos compuestos en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias y otras revistas científicas. Pharmacyclics, Inc., una empresa que cotiza en bolsa fundada por Sessler, obtuvo la licencia de la tecnología detrás de las texafirinas de la universidad para desarrollar usos comerciales y médicos para las moléculas. El motexafin lutecio es una texafirina, comercializada como Antrin por Pharmacyclics Inc. Es un fotosensibilizador para su uso en terapia fotodinámica para tratar afecciones de la piel y cáncer de próstata . [4] Pharmacyclics y los derechos de las texafirinas se vendieron a AbbVie en 2015 por 21 mil millones de dólares. [5]

Síntesis de texafirinas

Síntesis original de texafirinas desarrollada por Jonathan Sessler

El núcleo de texafirina se sintetiza a partir del esquema que se muestra arriba, que presenta el tri-pirrol simétrico que posteriormente se cicla. Para aromatizar el núcleo de texafirina, Sessler et al. utilizaron Cd2+, sin embargo, este proceso se reemplazó rápidamente para permitir la síntesis a gran escala del núcleo de texafirina. [6] La síntesis comienza con la adición de pirrol rico en electrones (I) en (II) en las posiciones C2 y C5 de (I), desplazando efectivamente la fracción de acetato de (II). A continuación, los grupos bencilo se escinden mediante hidrogenólisis produciendo diácido (III) que posteriormente se convierte en el aldehído mediante una secuencia de descarboxilación-formilación similar a una formilación de Clezy . Luego, el dialdehído se trata con la diamina aromática para realizar una condensación de imina para formar el núcleo macrocíclico de texafirina. Una vez que se ha establecido el núcleo de la porfirina, se realiza una oxidación final utilizando aire y cloroformo para producir la texafirina básica como un sólido verde. [6] La diamina aromática puede tener una variedad de sustituyentes diferentes donde R está indicado, y en el caso de Motexafin estas son cadenas de poliéter.

Complejos de texafirina y química

Complejo genérico de texafirina y centros metálicos conocidos

Se sabe que la texafirina forma complejos estables con los elementos que se muestran en la figura y, a diferencia de las porfirinas tradicionales, las texafirinas poseen solo una carga -1 en lugar de la típica -2. [3] Muchos de los metales que pueden formar complejos con texafirinas son metales que existen comúnmente en el estado de oxidación +3 y forman parte de la serie de los lantánidos , sin embargo, 12 metales del grupo principal también forman complejos estables en el estado de oxidación +2 y +3 . El complejo más común es con Gd (III), que está estrechamente relacionado con el gadolinio motexafin , utilizado para el tratamiento del cáncer. [7] Más recientemente, los complejos de Pb y Bi han llamado la atención de los grupos de Sessler como centros metálicos que podrían proporcionar una gama más diversa de aplicaciones biológicas, pero se ha realizado poca exploración externa. [8] Las texafirinas se han utilizado recientemente para la detección de metales pesados ​​en el agua, que se pueden utilizar tanto de forma cualitativa como cuantitativa. Sessler y colaboradores han empleado el uso de texafirinas reducidas (compuesto VI en el esquema de síntesis) para detectar metales pesados ​​en agua, ya que estos iones metálicos hacen que la texafirina se oxide y posteriormente cambie de color, lo que puede observarse a simple vista y medirse cuantitativamente utilizando UV-Vis para determinar la concentración del ion metálico. [9] Actualmente, este método funciona para la detección de Hg(II), In(III), Cd(II), Mn(II), Bi(III), Co(II) y Pb(II) con la capacidad de detectar cantidades tan bajas como 228 ppb. [9]

Aplicaciones médicas de las texafirinas

Las texafirinas han tenido aplicaciones médicas, principalmente en forma de motexafina gadolinio y motexafina lutecio que se utilizan como quimioterapéuticos en el tratamiento del cáncer. Los dos compuestos de motexafina mostraron una promesa inicial en comparación con otras texafirinas debido a la combinación de solubilidad en agua y lipofilicidad leve , ya que muchas otras texafirinas eran demasiado lipofílicas para comenzar el ensayo de fase 1. [10] Las texafirinas tienen una ventaja sobre las porfirinas tradicionales como quimioterapéuticos debido al hecho de que son pentapirrólicas en lugar del tetrapirrólico clásico, lo que permite una gama mucho más amplia de centros metálicos que varían tanto en el radio atómico como en el estado de oxidación. La texafirina también es única de otras porfirinas debido al hecho de que es una porfirina activa redox que se reduce fácilmente en relación con otras porfirinas. [11] Dado que la texafirina existe en el estado -1 con la capacidad de convertirse en -2 en condiciones fisiológicas, tiene la ventaja de ser activa en estado redox sobre las porfirinas tradicionales que a menudo existen en el estado -2. Esta facilidad de reducción permite que las texafirinas actúen como una especie de lanzaderas redox con la capacidad de producir especies reactivas de oxígeno que posteriormente pueden inducir la apoptosis , lo que ofrece una promesa como terapia cuando se localiza en células cancerosas. [12] Cuando se usa junto con quimioterapia dirigida, la texafirina puede aumentar la eficacia en relación con el quimioterapéutico original solo, ya que la texafirina puede prevenir la recuperación de la célula cancerosa. Las texafirinas también han demostrado ser prometedoras como agentes de contraste de MRI debido al hecho de que son activas tanto en exploraciones T1 como T2, mientras que la mayoría de los agentes de contraste de MRI solo son activos para un tipo de exploración. Esta propiedad activa de MRI de las texafirinas también ha llevado al grupo Sessler a explorar la posibilidad de conjugarse con quimioterapéuticos existentes basados ​​en platino para ayudar a monitorear la administración. Esto permitiría minimizar los efectos no deseados de los fármacos quimioterapéuticos basados ​​en platino. La conjugación de estos fármacos basados ​​en platino con texafirina también puede aumentar la eficacia, como ha demostrado la investigación del grupo Sessler, que aumenta la concentración intracelular de platino. [13] A pesar de todos estos resultados prometedores, la FDA no aprobó la texafirina Motexafin gadolinio poco después de finalizar los ensayos clínicos de fase 2 para el tratamiento del cáncer de pulmón de células no pequeñas con metátesis cerebrales, aunque no se indicó la razón exacta de su fracaso. [14] Poco después de la no aprobación, Pharmacyclics anunció que planeaba seguir buscando candidatos basados ​​en las texafirinas con la esperanza de obtener la aprobación de la FDA para un compuesto similar, pero ni Pharmacyclics ni los propietarios actuales de la empresa, AbbVie , parecen haber desarrollado nada desde entonces.

Referencias

  1. ^ Adams, A. (1998). "REUNIÓN DE LA AAAS: Molécula de 10 galones aplasta tumores". Science . 279 (5355): 1307b–1308. doi :10.1126/science.279.5355.1307b. PMID  9508706. S2CID  12961805.
  2. ^ Resolución de la Legislatura de Texas, 1997
  3. ^ ab Preihs, Christian; Arambula, Jonathan F.; Magda, Darren; Jeong, Heeyeong; Yoo, Dongwon; Cheon, Jinwoo; Siddik, Zahid H.; Sessler, Jonathan L. (4 de abril de 2013). "Desarrollos recientes en la química de la texafirina y el descubrimiento de fármacos". Inorg. Chem . 52 (21): 12184–12192. doi : 10.1021/ic400226g. PMC 3963820. PMID  23557113. 
  4. ^ Hiral, Patel; Rosemarie, Mick (agosto de 2008). "Terapia fotodinámica con lutecio y motexafina para el cáncer de próstata: efectos a corto y largo plazo sobre el antígeno prostático específico". Clinical Cancer Research . 14 (15): 4869–4876. doi : 10.1158/1078-0432.CCR-08-0317 . PMC 2680073 . PMID  18676760. 
  5. ^ "AbbVie adquirirá Pharmacyclics, incluido su exitoso producto Imbruvica®, creando una franquicia líder en la industria de oncología hematológica | Centro de noticias de AbbVie". news.abbvie.com . Consultado el 9 de junio de 2023 .
  6. ^ ab Sessler, Jonathan L.; Hemmi, Gregory; Mody, Tarak D.; Murai, Toshiaki; Burrell, Anthony; Young, Stuart W. (1994-02-01). "Texafirinas: síntesis y aplicaciones". Accounts of Chemical Research . 27 (2): 43–50. doi :10.1021/ar00038a002. ISSN  0001-4842.
  7. ^ Sessler, Jonathan L; Miller, Richard A (1 de abril de 2000). "Texafirinas: nuevos fármacos con diversas aplicaciones clínicas en radioterapia y terapia fotodinámica". Farmacología bioquímica . 59 (7): 733–739. doi :10.1016/S0006-2952(99)00314-7. ISSN  0006-2952.
  8. ^ Preihs, Christian; Arambula, Jonathan F.; Lynch, Vincent M.; Siddik, Zahid H.; Sessler, Jonathan L. (19 de octubre de 2010). "Complejos de bismuto y plomo-texafirina: hacia potenciales emisores de núcleo α para radioterapia". Chemical Communications . 46 (42): 7900–7902. doi :10.1039/C0CC03528A. ISSN  1364-548X. PMC 3197826 . 
  9. ^ ab Root, Harrison D.; Thiabaud, Gregory; Sessler, Jonathan L. (1 de febrero de 2020). "Texafirina reducida: un sensor óptico raciométrico para metales pesados ​​en solución acuosa". Fronteras de la ciencia y la ingeniería química . 14 (1): 19–27. doi :10.1007/s11705-019-1888-y. ISSN  2095-0187. PMC 10544843 . 
  10. ^ Mody, Tarak D.; Sessler, Jonathan L. (febrero de 2001). "Texafirinas: un nuevo enfoque para el desarrollo de fármacos". Journal of Porphyrins and Phthalocyanines . 05 (02): 134–142. doi :10.1002/jpp.326. ISSN  1088-4246.
  11. ^ Richards, Gregory M; Mehta, Minesh P (febrero de 2007). "Motexafin gadolinio en el tratamiento de las metástasis cerebrales". Opinión de expertos sobre farmacoterapia . 8 (3): 351–359. doi :10.1517/14656566.8.3.351. ISSN  1465-6566.
  12. ^ William, William N.; Zinner, Ralph G.; Karp, Daniel D.; Oh, Yun W.; Glisson, Bonnie S.; Phan, See-Chun; Stewart, David J. (agosto de 2007). "Ensayo de fase I de motexafina gadolinio en combinación con docetaxel y cisplatino para el tratamiento del cáncer de pulmón de células no pequeñas". Journal of Thoracic Oncology . 2 (8): 745–750. doi : 10.1097/jto.0b013e31811f4719 . ISSN  1556-0864.
  13. ^ Lee, Min Hee; Kim, Eun-Joong; Lee, Hyunseung; Kim, Hyun Min; Chang, Min Jung; Park, Sun Young; Hong, Kwan Soo; Kim, Jong Seung; Sessler, Jonathan L. (21 de diciembre de 2016). "Terapéutica de texafirina liposomal para el cáncer de hígado metastásico". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 138 (50): 16380–16387. doi :10.1021/jacs.6b09713. ISSN  0002-7863.
  14. ^ "Pharmacyclics recibe carta de no aprobación de la FDA para Xcytrin para el tratamiento de metástasis cerebrales de cáncer de pulmón". Drugs.com . Consultado el 9 de junio de 2023 .

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