Quantitative structure-activity relationship study of natural and semi-synthetic anti-leukemic compounds

Abstract

La leucemia es uno de los cánceres más frecuentes en todo el mundo. Los tratamientos actuales pueden ser insatisfactorios debido a los efetos secundarios, resistencia a los fármacos o algunos tipos de cáncer que siguen siendo incurables. Los productos naturales son un enfoque prometedor para superar estas limitaciones. En particular, las especies de la familia Asteraceae tienen un alto contenido de terpenoides, llamados lactonas sesquiterpénicas (SLs). Estos compuestos son de gran interés en la química de productos naturales porque presentan potenciales efectos anticancerígenos. Sin embargo, su aislamiento y la evaluación de su actividad biológica pueden ser costosos y requerir mucho tiempo. Adicionalmente, para hacer compuestos más potentes y selectivos, es necesario realizar modificaciones químicas de estas estructuras. Afortunadamente, la combinación de métodos cuánticos, computación de alto rendimiento y estudios experimentales puede acelerar el descubrimiento de nuevos compuestos con mejores perfiles farmacológicos. Este proyecto presenta un modelo de Relación Cuantitativa Estructura-Actividad (QSAR) de un grupo de SLs con actividad antileucémica. El análisis demostró que el grupo α-methileno-γ-lactona juega un papel esencial en la actividad antileucémica de las SLs. El modelo se basa en las propiedades electrónicas (descriptores moleculares) de las SLs calculadas con el método ab initio de la teoría del funcional de la densidad (DFT). Los descriptores que mejor se ajustan al modelo son el orbital molecular ocupado más alto y la energía total. Los parámetros estadísticos mostraron valores de 0,66, 0,60 y 0,61 de bondad de ajuste, robustez y predictibilidad, respectivamente. Por lo tanto, el modelo tiene una gran capacidad de predicción interna y externa. Por último, este modelo QSAR predijo la actividad antileucémica de un nuevo grupo de SLs. Basándose en los resultados de este proyecto, se pueden llevar a cabo más investigaciones para diseñar nuevas SLs y desarrollar nuevos productos farmacéuticos para tratar la leucemia.