ISSN: 1697-090X

Inicio
Home

Indice del volumen
Volume index


Comité Editorial
Editorial Board


Comité Científico
Scientific Committee


Normas para los autores
Instruction to Authors


Derechos de autor Copyright


Contacto/Contact:



    Rev Electron Biomed / Electron J Biomed 2012;1:16-20.


    Editorial:

    TIOSEMICARBAZONAS, NUEVOS COMPUESTOS CONTRA EL CÁNCER

    Javier García Tojal, PhD
    Profesor Titular de Química Inorgánica. Facultad de Ciencias. Universidad de Burgos.
    Burgos. España

    qipgatoj @ ubu.es


    English Version


    La búsqueda de nuevos compuestos con aplicaciones en medicina está impulsando importantes avances terapéuticos y genera una nueva área científica multidisciplinar donde confluyen química, farmacia y biomedicina, aparte de otras especialidades. Entre las familias de compuestos investigados se encuentran las tiosemicarbazonas. Éstas son sustancias orgánicas que contienen azufre y exhiben una interesante actividad biológica que viene siendo estudiada desde hace unos cincuenta años1. Destacan, en este sentido, los trabajos desarrollados en la lucha contra el cáncer. Ya a mediados de los años sesenta algunos de estos derivados mostraron una importante actividad antitumoral en ensayos celulares y también en otros realizados sobre organismos superiores (ratones y perros, principalmente)2-3. Ello animó a efectuar los primeras pruebas clínicas, que fueron interrumpidas al no rendir los resultados esperados4.

    También se identificaron los blancos celulares sobre los que actúan estas sustancias: fundamentalmente, procesos celulares de oxidación-reducción y múltiples sistemas enzimáticos (topoisomeras, deshidrogenasas, polimerasas, nucleósido kinasas)5-8. Entre estos últimos destaca la inhibición de las ribonucleótido reductasas (RNRs), familia de enzimas que cataliza la conversión de ribonucleósido difosfatos en desoxirribonucleósido difosfatos, paso previo a la formación de las unidades constituyentes del ADN9.

    La síntesis de nuevos compuestos, cada vez más selectivos y menos tóxicos, condujo a la obtención de una nueva droga (3-amino-2-piridinacarbaldehído tiosemicarbazona, ATSC) sujeta, actualmente, a nuevos ensayos en fases clínicas I y II10-13. Paralelamente, se han ido introduciendo mejoras que permiten disponer, a día de hoy, de compuestos que dan aún mejores resultados que la ATSC en los ensayos biológicos14. Entre ellos, algunos derivados metalo-orgánicos. Y es que la unión de estas sustancias orgánicas a iones metálicos da lugar a complejos o compuestos de coordinación habitualmente muy estables, y permite modificar varias de las propiedades físico-químicas de las tiosemicarbazonas. Así, su solubilidad en agua, normalmente baja, puede aumentar considerablemente. Además, una cuidadosa selección del metal permite modular la estabilidad de estas moléculas frente a distintas reacciones de descomposición.

    Finalmente, la coordinación cambia drásticamente la acidez y las propiedades óxido-reductoras tanto de los iones metálicos como de las propias tiosemicarbazonas. Estas modificaciones físico-químicas influyen notablemente en la actividad biológica. Por ejemplo, en los últimos años se ha sugerido que la inhibición de las RNRs se debe, en realidad, a complejos tiosemicarbazona-hierro15, además se ha demostrado que los derivados con cobre activan procesos en los lisosomas que inducen la muerte celular16 y, en definitiva, que los complejos con ambos iones son los responsables de la actividad óxido-reductora que muestran las tiosemicarbazonas dentro de las células17.

    Por otro lado, sistemas tiosemicarbazona-cobre están proporcionando resultados muy prometedores en el capo de la diagnosis clínica. En este sentido, se están explorando radiofármacos basados en núcleos de 64Cu para su uso en PET (tomografía por emisión de positrones), pues han demostrado ser selectivos para la detección de hipoxia y están siendo sometidos a pruebas clínicas para detección de cáncer de cuello de útero18.

    En resumen, los interesantes resultados obtenidos en los campos de la terapia y diagnosis clínica convierten a las tiosemicarbazonas y sus complejos metálicos en sistemas muy atractivos para su estudio y de gran proyección aplicativa. Sin embargo, queda mucho por investigar en estos compuestos con el fin de disminuir su toxicidad y aumentar su efectividad en humanos.

    Es necesario profundizar aún más en la preparación de nuevos compuestos, en el establecimiento de relaciones estructura-propiedades y el conocimiento de la reactividad de estas sustancias frente biomoléculas. Todo ello permitirá interpretar mejor su actividad biológica y usar estos conocimientos en el diseño de fármacos con mayores posibilidades terapéuticas.



    REFERENCIAS

      1.- Brockman RW, Thomson JR, Bell MJ, Skipper HE. Observations on the antileukemic activity of pyridine-2-carboxaldehyde thiosemicarbazone and thiocarbohydrazone. Cancer Res. 1956, 16: 167-170.

      2.- French FA, Blanz EJ. Carcinostatic activity of thiosemicarbazones of formyl heteroaromatic compounds. III. Prymary correlation. J Med Chem. 1966, 9: 585-589.

      3.- Blanz EJ, French FA, DoAmaral JR, French DA. Carcinostatic activity of thiosemicarbazone of formyl heteroaromatic compounds. VII. 2-formylpyridine derivatives bearing additional ring substituents. J Med Chem. 1970, 13: 1124-1130.

      4.- DeConti RC, Toftness BR, Agrawal KC, Tomchick R, Mead JAR, Bertino JR, Sartorelli AC, Creasey WA. Clinical and pharmacological studies with 5-hydroxy-2-formylpyridine thiosemicarbazone. Cancer Res. 1972, 32: 1455-1462.

      5.- Chan-Stier CH, Minkel D, Petering DH. Reactions of bis thiosemicarbazonato copper(II) complexes with tumor-cells and mitochondria. Bioinorg Chem. 1976, 6: 203-217.

      6.- Kaska W, Carrano C, Michalowski J, Jackson J, Levinson W. Inhibition of RNA dependent RNA-polymerase and malignant transforming ability of rous-sarcoma virus by thiosemicarbazone transition, metal complexes. Bioinorg Chem. 1978, 8: 225-236.

      7.- Miller III MC, Stineman CN, Vance JR, West DX, Hall IH. The cytotoxicity of copper(II) complexes of 2-acetyl-pyridyl-N-4-substituted thiosemicarbazones. Anticancer Res. 1998, 18: 4131-4140.

      8.- Miller III MC, Bastow KF, Stineman CN, Vance JR, Song SC, West DX, Hall IH. The cytotoxicity of 2-formyl and 2-acetyl-(6-picolyl)-N-4-substituted thiosemicarbazones and their copper(II) complexes. Arch Pharm Pharm Med Chem. 1998, 331: 121-127.

      9.- Moore EC, Zedeck MS, Agrawal KC, Sartorelli AC. Inhibition of ribonucleoside diphosphate reductase by 1-formylisoquinoline thiosemicarbazone and related compounds. Biochemistry. 1970, 9: 4492-4498.

      10.- Finch RA, Liu MC, Cory AH, Cory JG, Sartorelli AC. Triapine (3-aminopyridine-2-carboxaldehyde thiosemicarbazone, 3-AP), an inhibitor of ribonucleotide reductase with antineoplastic activity. Advan Enzyme Regul. 1999, 39: 3-12.

      11.- Feun L, Modiano M, Lee K, Mao J, Marini A, Savaraj N, Plezia P, Almassian B, Colacino E, Fischer J, MacDonald S. Phase I and pharmacokinetic study of 3-aminopyridine-2-carboxaldehyde thiosemicarbazone (3-AP) using a single intravenous dose schedule. Cancer Chemother Pharmacol. 2002, 50: 223-229.

      12.- Karp JE, Giles FJ, Gojo I, Morris L, Greer J, Johnson B, Thein M, Sznol M, Low J. A Phase I study of the novel ribonucleotide reductase inhibitor 3-aminopyridine-2-carboxaldehyde thiosemicarbazone (3-AP, Triapine®) in combination with the nucleoside analog fludarabine for patients with refractory acute leukemias and aggressive myeloproliferative disorders. Leuk Res. 2008, 32: 71-77.

      13.- Traynor AM, Lee JW, Bayer GK, Tate JM, Thomas SP, Mazurczak M, Graham DL, Kolesar JM, Schiller JH. A phase II trial of Triapine® (NSC# 663249) and gemcitabine as second line treatment of advanced non-small cell lung cancer: Eastern Cooperative Oncology Group Study 1503. Invest. New Drugs. 2010, 28: 91-97.

      14.- Yuan J, Lovejoy DB, Richardson DR. Novel di-2-pyridyl-derived iron chelators with marked and selective antitumor activity: in vitro and in vivo assessment. Blood. 2004, 104: 1450-1458.

      15.- Shao J, Zhou B, Di Bilio AJ, Zhu L, Wang T, Qi C, Shih J, Yen Y. A ferrous-Triapine complex mediates formation of reactive oxygen species that inactivate human ribonucleotide reductase. Mol Cancer Ther. 2006, 5: 586-592.

      16.- Lovejoy DB, Janson PJ, Brunk UT, Wong J, Ponka P, Richardson DR. Antitumor activity of metal-chelating compound Dp44mT is mediated by formation of a redox-active copper complex that accumulates in lysosomes. Cancer Res. 2011, 71: 5871-5780.

      17.- Yu Y, Rahmanto YS, Hawkins CL, Richardson DR. The potent and novel thiosemicarbazone chelators di-2-pyridylketone-4,4-dimethyl-3-thiosemicarbazone and 2-benzoylpyridine-4,4-dimethyl-3-thiosemicarbazone affect crucial thiol systems required for ribonucleotide reductase activity. Mol Pharmacol. 2011, 79: 921-931.

      18.- Holland JP, Barnard, PJ, Collison D, Dilworth JR, Edge R, Green JC, McInnes EJL. Spectroelectrochemical and computational studies on the mechanism of hypoxia selectivity of copper rediopharmaceuticals. Chem Eur J. 2008; 14: 5890-5907.




    CORRESPONDENCIA:
    Prof. Javier García Tojal
    Profesor Titular de Química Inorgánica.
    Facultad de Ciencias.
    Universidad de Burgos
    Plaza Misael Bañuelos s/n
    09001. Burgos. España
    Mail: qipgatoj @ ubu.es