Acridines i conjugats acridina-oligonucleòtid com a estabilitzadors de quàdruplex de guanines i potencials inhibidors de la telomerasa. Estructura d'oligonucleòtids cíclics formadors de quàdruplex.

Abstract

S'han dissenyat i sintetitzat conjugats acridina-oligonucleòtid que puguin actuar com a inhibidors de la telomerasa a través de l'estabilització d'estructures quàdruplex de guanines (G) formades en els extrems telomèrics de les cèl·lules humanes. Els intermedis clau en la ruta sintètica que ha permès obtenir els conjugats desitjats han estat derivats acridínics assimètricament disubstituïts que contenen un grup carboxílic en un dels extrems, els quals s'han fet reaccionar amb 5'-amino-oligonucleòtids. El mètode sintètic desenvolupat ha permès l'obtenció d'una petita biblioteca de conjugats acridina-oligonucleòtid amb introducció de diversitat a diferents nivells (derivat acridínic, seqüència oligonucleotídica i espaiador d'unió entre ambdós components).<br/>Els conjugats obtinguts s'han avaluat, en primer lloc, com a estabilitzadors d'estructures quàdruplex de G formades per la seqüència telomèrica humana, mitjançant la tècnica FRET (<i>Fluorescence Resonance Energy Transfer</i>). Posteriorment, s'ha avaluat també la seva capacitat d'inhibició de la telomerasa mitjançant assaigs TRAP (<i>Telomeric Repat Amplification Protocol</i>). Així, s'ha posat de manifest que els conjugats obtinguts estabilitzen els quàdruplex de G formats per la seqüència telomèrica humana i que inhibeixen la telomerasa, encara que en ambdós casos, en menor intensitat que les acridines que contenen. Finalment, s'ha observat una correlació força acceptable entre els resultats obtinguts en ambdós experiments (d'estabilització i d'inhibició).<br/>Per altra banda, s'han sintetitzat diversos oligonucleòtids cíclics rics en guanines potencialment formadors de quàdruplex de G, i s'ha dut a terme un estudi estructural d'aquests utilitzant les tècniques d'espectroscopia ultravioleta (UV), Dicroïsmse Circular (DC) i Ressonància Magnètica Nuclear (RMN). En particular, s'ha observat que el dodecàmer cíclic d<pTTAGGGTTAGGG> forma una estructura ben definida de quàdruplex bimolecular tipus cistella en presència de sodi. Finalment, s'ha estudiat la interacció d'aquests oligonucleòtids cíclics amb algunes de les acridines obtingudes anteriorment. En aquest sentit, s'ha observat que aquestes últimes estabilitzen les estructures de quàdruplex de G formades pels oligonucleòtids cíclics, i que, en el cas de l'octàmer d<pTTGGTTGG> fins i tot indueixen la seva estructuració.

Several acridine-oligonucleotide conjugates have been designed as potential telomerase inhibitors via G quadruplex stabilization in the human telomeres. A general synthetic methodology has been set up in order to obtain such conjugates. The key intermediates for the obtaining of the desired molecules appeared to be asymmetrically disubstituted acridine derivatives containing a carboxylic group in one end. Such intermediates were reacted with 5' amino-oligonucleotides to afford the conjugates. A small conjugate library has been synthesized with structural diversity being introduced at different levels (acridine derivative, oligonucleotide sequence and linker).<br/>The obtained conjugates have been evaluated in a first step as G quadruplex stabilizers through FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) studies. Also telomerase inhibition has been tested for the compounds. Typical TRAP (Telomeric Repeat Amplification Protocol) assays have been performed. It has been shown that most of the conjugates not only stabilize G quadruplex formed by the human telomeric sequence but also inhibit telomerase activity, although with less potency than the sole acridines. Furthermore some correlation between both properties (G quadruplex stabilization and telomerase inhibition) can be observed. <br/>On the other hand, some G-rich cyclic oligonucleotides, which can be considered as potentially G-quadruplex forming oligonucleotides, have been obtained. A structural study has been carried out using different techniques such as UV spectroscopy, Circular Dicroism (CD) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR). It has been observed that the cyclic dodecamer d<pTTAGGGTTAGGG> forms a well defined bimolecular basket-like G-quadruplex structure in the presence of sodium. Finally, some studies directed to study the interaction between such oligonucleotides and some of the acridines previously obtained have shown that the later ones generally stabilize G-quadruplex structures formed by the cyclic oligonucleotides. In particular, most of the acridines tested induce the cyclic octamer d<pTTGGTTGG>, to form a bimolecular G-quadruplex.