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La Química Bioinorgánica en la Medicina

La Química Bioinorgánica en la Medicina. Prof. Dr. Roberto Cao Universidad de La Habana. Medicina indue (Ayurveda). Compuesto Tratamiento Dosis diaria Hg, HgS, HgO Sífilis, dérmis 125 mg As 2 O 3 Geriatría, cáncer 125 mg Au Artritis, impotencia 30 mg CuSO 4 Cirrosis, anemia 125 mg

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Presentation Transcript

  1. La Química Bioinorgánica en la Medicina Prof. Dr. Roberto Cao Universidad de La Habana

  2. Medicina indue (Ayurveda) Compuesto Tratamiento Dosis diaria Hg, HgS, HgO Sífilis, dérmis 125 mg As2O3 Geriatría, cáncer 125 mg Au Artritis, impotencia 30 mg CuSO4 Cirrosis, anemia 125 mg SnO Cáncer de piel 250 mg ZnO Diabetes 250 mg Mica Tónico 125 mg Rubí Ataque al corazón 60 mg

  3. Compuestos antitumorales Ciclo celular

  4. Tipos de compuestos antitumorales agentes alquilantes antimetabolitos hormonales antibióticos otros • Mecanimos de acción • acción directa sobre el DNA • acción sobre los metabolismos intracelulares • incidencia sobre la concentración radicálica en el medio celular • efectos estéricos y electrónicos sobre biomoléculas

  5. cis-Platinocis-diammindicloroplatino(II) • Reglas de Rosenberg: • Sólo algunos ligandos deben ser biológicamente intercambiables. • El compuesto de platino debe ser neutro. • Los ligandos salientes deben estar en posición cis entre sí. • Los ligandos fuertemente enlazados deben ser preferentemente aminas. • La labilidad del ligando saliente debe ser moderada, similar a la del ion cloruro.

  6. Hidrólisis del cis-Platino cis-[Pt(A)2Cl2] cis-[Pt(A)2(H2O)2]2+

  7. 35° H3N Pt cis-[Pt(NH3)2)Cl2] H3N Acción del cis-Platino sobe el DNA

  8. Tabla 4.1.- Actividad antitumoral de complejos del tipo cis- PtA2Cl2 /Braddock, 1975/. A DL50 (mg/kg) ID90 (mg/kg) Indice terapéutico NH3 13 1.6 8.1 56.5 2.6 21.7 240 17.5 13.7 57 2.3 25 90 2.9 31 480 2.4 200 > 3200 12 > 267 Actividad antitumoral de complejos del tipo cis- PtA2Cl2

  9. carboplatino JM216 iproplatino Nuevos compuestos de Pt

  10. Crisoterapia artritis reumática • Myocrysin: sal sódica del tiomalonato de Au(I) • Solganal: 1-tio-D-glucopiranosato de Au(I) • c) Allocrysin: aurotiopropanolato de sodio

  11. Crisoterapia artritis reumática Auranofin: 1-tio-2,3,4,6-tetracetil-1- D-tioglucosa (trifenilfosfina)Au(I) Monomérico, lipofílico, administración oral, lo que dificulta acumulación en los riñones Es también un agente antitumoral.

  12. longevidad hombre elefante africano ¿Vivirá mucho? caballo gato oso ratón rata Consumo calórico Longevidad y consumo calórico

  13. Envejecimiento y estrés oxidativo Causas del envejecimiento: Estres oxidativo Disfunción hormonal Problemas metabólicos (carotenos, etc) El estres oxidativo es generado por las especies reactivas del oxígeno

  14. Y vino tinto!!!! Antioxidantes Vitamina C Vitamina E ß-Caroteno

  15. Radicales inorgánicos y envejecimiento Especias reactivas del oxígeno (en inglés: ROS) H2O2: peróxido de hidrógeno OH. : radical hidroxilo O2.- : radical superóxido 1O2 : dioxígeno singlete

  16. ERO Fuente Carnívoro Vegetariano Carnes, sobre todo de cerdo O2.- 1O2 Soja, etc. - - + + Especies reactivas del oxígeno

  17. 1O2 Diagrama energético O2

  18. Peroxidación lipídica LPH : lípido LPH + ERO  LP. + ERO(red) LP. + O2  LPOO. LPOO. + LPH  LPOOH + LP.

  19. H H LP LP H LP LP H LP LP LP LP ERO OOH OOH OOH OOH Pérdida de permeabilidad y elasticidad celular Peroxidación lipídica

  20. Peroxidación lipídica y arrugas

  21. . . O2.- .OH proliferation . normal cell initiation . . . . . . . . . . tumor preneoplastic lesion FREE RADICALS AND

  22. NH3+ Lys-120 Cu,ZnSOD 10 Å NH2 NH3+ + NH NH2 Arg -141 Lys-134 6 Å His His Cu His His 118 44 46 2 O2.- + 2 H+ H2O2 + O2 61 Enzimas secuestradoras de especies reactivas Cu,ZnSOD: mitocondria-citosol MnSOD: mitocondria FeSOD: E. coli y plantas

  23. Catalasa Peroxidasas H2O2  H2O + O2 H2O2  H2O Secuestradores de peróxido de hidrógeno

  24. Fe3+ Fe3+ O Fe4+ H2O + O2 H2O2 N H N-H O H2O2 O H2O Catalasa: mecanismo

  25. SOD y longevidad Contenido en SOD hombre gorila mono verde venado ratón longevidad

  26. Actividad biológica del óxido nítrico EDRF: Endotelial-derived relaxation factor EDRF = NO Murad, F. Angew. Chem. Int. Ed. 38, 1856-1868 (1999).

  27. NO en sistemas biológicos 1993: molécula del año de la revista Science 1998: Premio Nobel de Medicina a: Ferid Murad Louis J. Ignarro Robert F. Furchgott

  28. Propiedades químicas del NO NO + ½O2  NO2 4NO. + O2 + 2H2O  4H+ + 4NO2- - d[.NO]/dt = 4k1[.NO]2[O2] k1 = 2.9 x 106 M-2s-1

  29. L-citrulina L-Arg + O2 NO Célula endotelial NOS Guanilato ciclasa Célula de músculo liso GTP cGMP VASODILATACION Efecto vasodilatador

  30. NO y actividad sexual

  31. NANC calmodulina dopamina NOS L-arginina cGMP citrulina PDE5 Guanosil ciclasa NO GMP GTP NO y erección

  32. GTP cGMP Activación de la guanosilato ciclasa E50 (NO)= 100 nM

  33. Viagra Citrato de sildenafilo: 1-[{3-(6,7-dihydro-1-methyl-7-oxo-3-propyl-1H -pyrazolo[4,3-d]pyrimidin-5yl)-4-ethoxyphenyl] sufonyl]-4-methylpiperazine citrate

  34. PDE5 cGMP GMP + H+ H2O Acción del PDE5

  35. Biosíntesis del NO

  36. Activación de NOS por Ca2+

  37. Tipos de NOS

  38. Reacciones del NO in vivo

  39. CH2(ONO2)-CH(ONO2)-CH2(ONO2) Trinitroglicerina (1870) e- R-ONO2 NO. OH- [Fe(CN)5NO] 2-  [Fe(CN)5OH] 3- + NO Na2[Fe(CN)5NO].2H2O Nitroprusiato de sodio (1920) Donantes de NO

  40. Nanomedicina y nanorobótica La nanotecnología, la revolución científico técnica del siglo XXI 29 de diciembre de 1959: el físico estadounidense Richard Feynman dio una profética conferencia ante la American Physical Society titulada “Hay mucho sitio más abajo” (there is plenty of room in the bottom). Y más adelante agregó: "Los principios de la física, tal y como yo los entiendo, no niegan la posibilidad de manipular las cosas átomo por átomo...”. En 1974 Nomo Taniguchi introdujo el término: Nanotecnología Nanotecnología se pudiera definir como “la de los artefactos de dimensiones nanométricas”

  41. TECNOLOGIA DE ARRIBA HACIA ABAJO MECANICA, LITOGRAFICA hasta 1 m más de 1 nm TECNOLOGIA DE ABAJO HACIA ARRIBA SUPRAMOLECULAS, NANOMOLECULAS MOLECULAS La nanotecnología

  42. Electrónica: nanochips, nanoalambres, nanoswitches Mecánica: nanomotores, nanofrenos, etc. Campos de la Nanotecnología Nanomedicina: nanorobots

  43. ¿Qué es la Nanomedicina? Es la ciencia que trata sobre el diagnóstico, control y terapia del ser humano a nivel celular (molecular) mediante el uso de nanorobots La Nanomedicina significa terapéutica a nivel celular, detectar células que no funcionen adecuadamente y repararlas

  44. emisor emisor detector detector reparador reparador Nanorobots Partes de un nanorobot: • Un detector o sensor que detecte la disfunción biológica o enfermedad. • Un emisor que permita transmitir al exterior la ubicación del órgano, tejido o hasta célula dañada. • Un reparador del daño detectado denaturaleza biológica o química.

  45. FULLERENO C60 DIAMANTE Nanorobots Núcleo central del nanorobot dos formas alotrópicas del carbono

  46. Nanorobots Etapas en la fabricación de nanorobots: • Sintetizar nanorobots que incluyan componentes biológicos. • Obtener nanorobots que puedan reproducirse por sí mismo. Los portadores o carriers de medicamentos son los antecesores de los nanorobots

  47. Respirocito o globulo rojo artificial 1 m www.nanomedicine.com

  48. anti-inflamatorio Au Au 3-10 nm monoclonal conjugado nanopartícula Proyecto de nanorobot antireumático

  49. Au Caracterización de la nanopartícula de oro

  50. CD + + Cat-adamantano SOD-CD Au Au RA % 100 % CD 100 mM H2O2 60 120 t (min) NANOROBOT bienzimático formado capa a capa sobre la nanopartícula

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