Estudios in silico, síntesis, y evaluación in vitro de derivados del ácido glicirretínico como inhibidores de la enzima PTP1B para el tratamiento de la Diabetes Mellitus y obesidad

Abstract

La proteína tirosina fosfatasa 1B (PTP1B) actúa como un regulador negativo importante en las vías de señalización de la insulina y la leptina, y se ha reportado como una diana farmacológica validada para el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2 (DM2) y la obesidad. Se sabe, que hay productos naturales que pueden inhibir esta proteína, tal es el caso del ácido glicirretinico (AG), un inhibidor competitivo débil de la PTP1B que ha demostrado tener propiedades clave que podrían ayudar al tratamiento de la DM2 y la obesidad. Estudios previos, sugieren que la semisíntesis de triterpenos fusionados a heterociclos (indol o N-fenilpirazol) mejoran la actividad inhibitoria contra PTP1B. En este sentido, se planteó la semisíntesis de dos series de compuestos indólicos (4a-4f) y N-fenilpirazólicos (5a-5f), los cuales, fueron evaluados para su actividad inhibitoria contra PTP1B, al igual que el AG y controles positivos: claramina (CL), carbenoxolona (CA), ácido ursólico (AU) y suramina (SU). Todos los compuestos indólicos (4a-4f) y N-fenilpirazólicos (5a-5f) presentaron de 6 a 25 veces más potencia que el AG (CI50 = 62 µM), CA (CI50 = 69 µM), CL (CI50 = 13.7 µM) y el AU (CI50 = 6.7 µM), siendo los compuestos 4f (CI50 = 2.5 µM) y 5f (CI50 = 4.8 µM) los que presentaron mayor actividad inhibitoria contra PTP1B de las dos series de derivados, pero solo 4f mejor que la SU (CI50 = 4.1 µM). Los estudios de cinética enzimática demostraron que los compuestos 4f (Ki = 3.9 µM), 5f (Ki = 4.6 µM), el AU (Ki = 8.9 µM) y la CL (Ki = 15.4µM) son inhibidores no competitivos de la PTP1B, mientras que la SU demostró ser un inhibidor competitivo de esta enzima con una Ki de 7.1 µM. Los resultados obtenidos del ensayo in vitro fueron corroborados con estudios in silico (acoplamiento molecular (docking) y dinámica molecular (DM)), en donde, los compuestos 4a-4f y 5a-5f obtuvieron mejores energías de union y puntuaciones en el sitio alostérico comparado con el sitio catalítico de la PTP1B. Se observó que 4f y 5f se orientan de forma muy similar con interacciones π e hidrofóbicas en el sitio de union alostérico de la PTP1B. Los estudios de DM, arrojaron que 4f estabiliza de manera general la conformación inactiva de PTP1B comparado con 5f y el AU.