2026-09-17T16:03:14Zhttps://gredos.usal.es/oai/requestoai:gredos.usal.es:10366/1493772022-12-20T08:39:21Zcom_10366_149436com_10366_3947com_10366_3946com_10366_3823com_10366_143089com_10366_123103com_10366_122445com_10366_4746col_10366_149438col_10366_143123col_10366_122446
Gestión del Repositorio Documental de la Universidad de Salamanca
advisor
Álvarez Lozano, Raquel
advisor
Medarde Agustín, Manuel
advisor
Peláez Lamamie de C. Arroyo, Rafael
author
González Díaz, Myriam
2022-04-28T07:54:49Z
2022-04-28T07:54:49Z
2021
http://hdl.handle.net/10366/149377
[EN] Antimitotic agents, which are used as antineoplastics, antiparasitics, antifungals, and herbicides,
block cell division by interfering with the mitotic machinery. Cancer and leishmaniasis are
diseases that have a huge impact and whose treatments have multiple limitations. The main
objective of this Ph.D. thesis is to design and synthesize new N-phenylbenzenesulfonamides
aimed to bind to the colchicine domain in tubulin, and to evaluate their antitumor and
antileishmanial activity.
Microtubules are dynamic polymers built up by polymerization of α,β-tubulin dimers, they are
highly involved in pivotal functions for cell survival such as the formation of the mitotic spindle,
motility, and maintenance of cell shape, among others.
Colchicine-site binding ligands are structurally simple small molecules, making them
synthetically accessible. Furthermore, their small structure allows them to avoid resistance
mechanisms mediated by membrane transporter proteins (MDR). Based on the described X-ray
structures of protein-ligand complexes, the colchicine domain has been divided into 3
consecutive zones: zones 1, 2, and 3. The ligands designed in this work act by binding
simultaneously to zones 1-2. For this purpose, they must be constituted by two aromatic rings
connected to each other by a bridge of variable length that allows their arrangement in a cisoid
and non-coplanar disposition, a premise that is fulfilled with the choice of the common
N-phenylbenzenesulfonamide scaffold.
This work has completed the design and synthesis of a focused library of 350 novel
N-phenylbenzenesulfonamides in which numerousstructural modifications have been explored,
varying both the substituents and the substitution pattern of both aromatic rings, and
introducing a wide variety of substituents of different length and nature on the sulfonamide
nitrogen. Despite tubulin is a highly conserved protein, there are some differences in the
colchicine domain between mammals and Leishmania spp. These sequence differences have
been exploited forthe selective design of ligands with antitumor and/or antileishmanial activity.
The synthesized sulfonamide library was evaluated in vitro against human tumor cell lines and
against extra- and intra- cellular stages of Leishmania infantum. Our results suggest that they
exert their antimitotic activity by binding to the colchicine domain in β-tubulin. The assayed
ligands were not substrates of MDR proteins, suggesting that they are not susceptible to
MDR-mediated resistance. Furthermore, the aqueous solubility was appreciably higher than
that of the reference ligands. The antitumor activity evaluation revealed many compounds with
submicromolar and nanomolar cytotoxic potencies. During the study of the antitumor
mechanism of action, compounds behaved as tubulin binding agents, causing a clear disruption
of the microtubular network, the in vitro inhibition of tubulin polymerization and the arrest of
the cell cycle in the G2/M region followed by apoptosis-mediated cell death. The antiparasitic
activity evaluation achieved success rates of more than 10% and potencies similar or even
greater than the reference drugs currently in clinical use. Therefore, we can conclude that this
work contributes to the development of tubulin-binding antimitotic ligands, with potential
application in antitumor or antiparasitic therapie
[ES] Los agentes antimitóticos, que se utilizan como antineoplásicos, antiparasitarios, antifúngicos y
herbicidas, bloquean la división celular al interferir con la maquinaria mitótica. El cáncer y la
leishmaniasis son enfermedades que tienen un enorme impacto y cuyos tratamientos presentan
múltiples limitaciones. Este trabajo de Tesis Doctoral tiene como objetivo principal diseñar y
sintetizar nuevas N-fenilbencenosulfonamidas que se unan al dominio de colchicina en tubulina,
y evaluar su actividad antitumoral y leishmanicida.
Los microtúbulos son polímeros dinámicos, formados por la asociación de dímeros de
α,β-tubulina, que se encuentran implicados en procesos esenciales para la supervivencia celular
tales como la formación del huso mitótico, la motilidad y el mantenimiento de la morfología
celular, entre otros.
Los ligandos de unión al dominio de colchicina en tubulina son moléculas estructuralmente
sencillas y de pequeño tamaño, lo que las hace sintéticamente accesibles. Además,su estructura
sencilla les permite evadir resistencias mediadas por proteínas transportadoras de membrana
(MDR). Basándose en las estructuras de rayos X descritas de complejos proteína-ligando, el
dominio de la colchicina se ha dividido en 3 zonas consecutivas: zonas 1, 2 y 3. Los ligandos
diseñados en este trabajo actúan uniéndose simultáneamente a las zonas 1-2. Para ello, deben
estar formados por dos anillos aromáticos conectados entre sí por un puente de longitud
variable que permita su disposición cisoide y no coplanar, premisa que se cumple con la elección
del esqueleto común de N-fenilbencenosulfonamida.
Este trabajo ha dado lugar al diseño y la síntesis de una biblioteca de 350 nuevas
N-fenilbencenosulfonamidas en las que se han explorado numerosas modificaciones
estructurales, variando tanto los sustituyentes como el patrón de sustitución de ambos anillos
aromáticos e introduciendo una gran variedad de sustituyentes de diferente longitud y
naturaleza sobre el nitrógeno de la sulfonamida. A pesar de que la tubulina es una proteína
altamente conservada, existen diferencias suficientes entre el dominio de la colchicina de
mamíferos y el de Leishmania spp. Estas diferencias en las secuencias se han aprovechado para
el diseño selectivo de ligandos con actividad antitumoral y/o leishmanicida.
La biblioteca de sulfonamidas sintetizada ha sido evaluada in vitro frente a líneas celulares
tumorales humanas y formas extra- e intra- celulares de parásitos de Leishmania infantum. Los
resultados sugieren que ejercen su acción antimitótica por unión al dominio de colchicina en la
β-tubulina. Los ligandos evaluados no fueron sustrato de las MDR, lo que sugiere que no son
susceptibles de sufrir resistencias mediadas por MDR. Además, la solubilidad acuosa fue
apreciablemente mayor que la de los ligandos de referencia. Los compuestos citotóxicos
presentaron actividad antitumoral con potencias en el rango submicromolar y nanomolar. En el
estudio del mecanismo de acción antitumoral los compuestos se comportaron como agentes de
unión a tubulina, causando una clara desestabilización de la red microtubular, la inhibición de la
polimerización de tubulina in vitro y la parada del ciclo celular en la región G2/M seguida por la
muerte celular mediada por apoptosis. La evaluación de la actividad antiparasitaria alcanzó tasas
de éxito de más del 10% y potencias similares o incluso mejores que los fármacos de referencia
actualmente en clínica. Por lo tanto, podemos concluir que este trabajo contribuye al desarrollo
de ligandos antimitóticos de unión a tubulina, con potencial aplicación en terapias antitumorales
o antiparasitarias.
s.
spa
Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional
Tesis y disertaciones académicas
Universidad de Salamanca (España)
Tesis Doctoral
Academic dissertations
Agentes antimitóticos
Antitumorales
Leishmaniosis
Nuevos antimitóticos basados en sulfonamidas: diseño, síntesis y evaluación como agentes antitumorales y leishmanicidas
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
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
URL
https://gredos.usal.es/bitstream/10366/149377/1/TDCP_Gonz%c3%a1lezD%c3%adaz%2c%20M%20%28c.p.%29_%20Nuevos%20antimit%c3%b3ticos.pdf
File
MD5
8c74e19510c41715fca97acfe86e6b61
14150121
application/pdf
TDCP_GonzálezDíaz, M (c.p.)_ Nuevos antimitóticos.pdf
URL
https://gredos.usal.es/bitstream/10366/149377/2/Gonz%c3%a1lezD%c3%adaz%2cM_Art.1.pdf
File
MD5
e74a045fa2a94692e47b1cdc6e6d6801
4129353
application/pdf
GonzálezDíaz,M_Art.1.pdf
URL
https://gredos.usal.es/bitstream/10366/149377/3/Gonz%c3%a1lezD%c3%adaz%2cM_Art.2.pdf
File
MD5
fc1b3ebd4c9efea8c006f277183fa0ba
3738403
application/pdf
GonzálezDíaz,M_Art.2.pdf
URL
https://gredos.usal.es/bitstream/10366/149377/4/Gonz%c3%a1lezD%c3%adaz%2cM_Art.3.pdf
File
MD5
93bc566b5ac3a5f1a8f7cf90824fc753
8217289
application/pdf
GonzálezDíaz,M_Art.3.pdf
URL
https://gredos.usal.es/bitstream/10366/149377/8/Gonz%c3%a1lez%20D%c3%adaz%2c%20Myriam%20Anexo%20Digital.pdf
File
MD5
b64be0850289419763909cb8f46dc585
31554553
application/pdf
González Díaz, Myriam Anexo Digital.pdf
URL
https://gredos.usal.es/bitstream/10366/149377/9/TDCP_Gonz%c3%a1lezD%c3%adaz%2c%20M%20%28c.p.%29_%20Nuevos%20antimit%c3%b3ticos.pdf.txt
File
MD5
9ba4d75144810f86297c1950bd8f7573
997335
text/plain
TDCP_GonzálezDíaz, M (c.p.)_ Nuevos antimitóticos.pdf.txt
URL
https://gredos.usal.es/bitstream/10366/149377/11/Gonz%c3%a1lezD%c3%adaz%2cM_Art.1.pdf.txt
File
MD5
4ca3a2cbb6f6b5e4719f04397bef78cc
85671
text/plain
GonzálezDíaz,M_Art.1.pdf.txt
URL
https://gredos.usal.es/bitstream/10366/149377/13/Gonz%c3%a1lezD%c3%adaz%2cM_Art.2.pdf.txt
File
MD5
d8a47d3b7629e6abd006b9b197c918a2
101525
text/plain
GonzálezDíaz,M_Art.2.pdf.txt
URL
https://gredos.usal.es/bitstream/10366/149377/15/Gonz%c3%a1lezD%c3%adaz%2cM_Art.3.pdf.txt
File
MD5
f76fcae07dbbd71bd4225b920509f91a
132737
text/plain
GonzálezDíaz,M_Art.3.pdf.txt
URL
https://gredos.usal.es/bitstream/10366/149377/17/Gonz%c3%a1lez%20D%c3%adaz%2c%20Myriam%20Anexo%20Digital.pdf.txt
File
MD5
cbcca0ac746581ff39ce1cad572356ad
40208
text/plain
González Díaz, Myriam Anexo Digital.pdf.txt