Activación de factores de Crecimiento para Fibroblastos por glicosaminoglicanos: síntesis, estructura y actividad biológica de oligosacáridos de la región regular de la heparina

Abstract

El trabajo presentado en esta Tesis se enmarca dentro de un proyecto de investigación cuyo objetivo es contribuir al establecimiento, a nivel molecular, del mecanismo de activación de los Factores de Crecimiento para Fibroblastos (FGF’s). La implicación de esta familia de proteínas en importantes procesos biológicos, como la división y diferenciación celular, confiere al conocimiento preciso de este mecanismo una importancia vital para el futuro desarrollo de fármacos que controlen el amplio número de patologías relacionadas con los FGF’s. La activación de los FGF’s implica la participación de dos tipos de receptores: los receptores de alta afinidad, que son proteínas transmembranales con actividad de tirosina-quinasa; y los receptores de baja afinidad, que son glicosaminoglicanos de tipo heparina o sulfato de heparano que se encuentran en la membrana celular o en la matriz extracelular. Siendo necesario la participación de glicosaminoglicanos de tipo heparina para activar los FGF’s y que su correspondiente señal se transmita a través de la membrana celular. Para contribuir a establecer el papel que desempeñan las cadenas de heparina en este proceso, es importante disponer de fragmentos oligosacarídicos con un alto grado de pureza. La utilización de estos oligosacáridos en estudios de actividad biológica y reconocimiento molecular debe proporcionar información acerca de los requerimientos estructurales mínimos necesarios para activar a los FGF’s y sobre la naturaleza de las interacciones carbohidrato-proteína en este complejo sistema. La síntesis química se presenta como la única herramienta disponible para la obtención de estos fragmentos oligosacarídicos, evitando así las modificaciones estructurales y la heterogeneidad inherente a los fragmentos que proceden de la despolimerización parcial de la heparina natural. En el presente trabajo se establece una estrategia sintética eficaz para la obtención de oligosacáridos de tipo heparina que responden a la región regular de la misma. Dicho esquema debe ser lo suficientemente versátil como para ser susceptible de sufrir modificaciones para producir otros fragmentos con diferente estructura y patrón de sulfatación. El hecho de dirigir nuestros esfuerzos sintéticas hacia la región regular de la heparina se justifica por la hipótesis de la participación de estas regiones altamente cargadas en la activación del Factor de Crecimientos para Fibroblastos Ácido (FGF-1). Se recogen las estructuras de dos moléculas objetivo cuya síntesis total se detalla en la presente memoria. Se trata del hexasacárido I y del octasacárido II que responden a la estructura de la región regular de la heparina. La obtención de estas estructuras supone la resolución de diversos problemas adicionales a los que ya conlleva la síntesis de oligosacáridos en disolución, como, por ejemplo, la obtención de sintones de ácido L-idurónico en cantidad suficiente para ser utilizados como producto de partida y el manejo, caracterización y purificación de las moléculas finales, altamente cargadas. Una vez comentado el proceso de síntesis de estas estructuras, se resumirán también en esta memoria los primeros estudios de actividad biológica y químico-estructurales realizados con estos oligosacáridos sintéticos I y II. El trabajo presentado en esta memoria establece una estrategia sintética flexible y eficaz y aporta datos de importancia acerca de la longitud mínima y el patrón de sulfatación que deben poseer las cadenas de heparina para activar convenientemente a los FGF’s.