Descripción
1. Evaluar el efecto del compuesto PT2 en el consumo de glucosa en cultivos celulares, para relacionar el efecto previamente publicado como un inhibidor de la PTP1B, mediante ensayos enzimáticos in vitro.
2. Evaluar la expresión de proteínas blanco dependientes de la actividad del receptor de insulina (IRS1, p-IRS1, GSK3β, p-GSK3β, PTP1B, Erk, p-Erk, Akt, AMPKα, p-Akt, p-AMPKα y GLUT4) en células de miocitos (C2C12), acoplado con la caracterización de los procesos celulares de resistencia a la insulina provocada por la PTP1B. Se utilizará como control la molécula AG1024 (Sigma-Aldrich), la cual es un bloqueador del receptor de insulina.
3. Caracterizar el efecto de la regulación a la baja de la PTP1B inducida por el compuesto PT2, en diferentes concentraciones, en cultivos de miocitos mediante ensayos de western blot, relacionándolo con el incremento de la función del receptor de insulina y el consumo de glucosa.
4. Evaluar el efecto del compuesto PT2 en un modelo de diabetes tipo 2 inducida en ratas, incluyendo los resultados de la prueba de tolerancia oral a la glucosa y la prueba de tolerancia a la insulina, con la finalidad de caracterizar su efecto hipoglucemiante y continuar su desarrollo como posible fármaco contra la diabetes tipo 2, determinando su impacto en la función del receptor de insulina.
5. Evaluar la expresión de la PTP1B en tejido muscular de ratas inducidas a diabetes mellitus tipo 2 (DMT2), para relacionar la disminución de la PTP1B con la administración del compuesto PT2.
6. Evaluar la toxicidad del compuesto PT2 mediante pruebas de citotoxicidad y determinación de la dosis letal 50 (DL50).
7. Evaluar la interacción del compuesto PT2 con la proteína recombinante PTP1B mediante ensayos de fluorescencia y dicroísmo circular, para correlacionar estos resultados con los obtenidos previamente mediante ensayos in silico.
Problemática
El sobrepeso y la obesidad han aumentado en los últimos 2 años, incrementados por la pandemia de COVID-19 (Health at a Glance 2021, 2021) (Browne et al., 2021). Estos factores de riesgo están presentes en varias enfermedades, agudas, crónicas degenerativas y cáncer (Tripathi et al., 2020) (Khanna et al., 2022) (Pu & Chen, 2021). Por lo tanto, en este proyecto usaremos a la PTP1B como un nuevo blanco terapéutico para inhibir a esta enzima.
Actualmente, ya se tienen avances en este proyecto. Se realizaron los ensayos in silico, en donde se determinaron y adquirieron los 6 mejores compuestos. Para esto, se realizó el docking (simulaciones de acoplamiento molecular), utilizando las coordenadas de rayos X de la PTP1B (PDB 5T19) y la biblioteca de fármacos de Chembridge Corp. (con más de 500,000 compuestos). Se compraron entre 50 y 100 mg de los 6 mejores compuestos, y se determinó el efecto inhibitorio de un compuesto en la actividad in vitro de la PTP1B (Téllez‐Valencia et al., 2023), desde ahora nombrado PT2.
Además, se realizaron avances para determinar el efecto citotóxico (400 μM) del compuesto PT2 en cultivos de células β-pancreáticas, en donde se determinó que el compuesto PT2 no generó algún efecto citotóxico, lo que contribuye a continuar este desarrollo de fármaco inhibitorio de la PTP1B.
La continuación de la evaluación del compuesto PT2 contribuirá a caracterizar el efecto que provoca en la señalización del receptor de insulina, en donde una de las metas terapéuticas es poder alcanzar un efecto “hipoglucemiante” en modelos in vitro e in vivo. Por lo que será necesario realizar ensayos en modelos celulares de miocitos para evaluar la señalización del receptor de insulina (el consumo de glucosa), así como ensayos en un modelo murino de diabetes inducida y, mediante ensayos in vitro, la caracterización de las interacciones entre el Complejo PT2-PTP1B.
Objetivo
Caracterizar el efecto del compuesto PT2 como inhibidor de la PTP1B en modelos bioquímicos, celulares y en un modelo murino, para determinar su impacto en la función del receptor de insulina.
Impacto
Objetivo 1: Cumplido.
Evaluar el efecto del compuesto PT2 en el consumo de glucosa en cultivos celulares, para relacionar el efecto previamente publicado como un inhibidor de la PTP1B, mediante ensayos enzimáticos in vitro.
Ya se determinó el efecto del compuesto PT2 sobre el consumo de glucosa; estos resultados se encuentran incluidos en el artículo correspondiente a realizarse en el periodo 2024-2.
Objetivos 2 y 3: Cumplidos.
Evaluar la expresión de proteínas blanco dependientes de la actividad del receptor de insulina (IRS1, p-IRS1, GSK3β, p-GSK3β, PTP1B, Erk, p-Erk, Akt, AMPKα, p-Akt, p-AMPKα y GLUT4) en células de miocitos (C2C12), acoplado con la caracterización de los procesos celulares de resistencia a la insulina provocada por la PTP1B. Se utilizó como control la molécula AG1024 (Sigma-Aldrich), la cual es un bloqueador del receptor de insulina.
Asimismo, se caracterizó el efecto de la regulación a la baja de la PTP1B inducida por el compuesto PT2 en diversas concentraciones en cultivos de miocitos, mediante ensayos de western blot, relacionándolo con el incremento en la función del receptor de insulina y el consumo de glucosa.
Se utilizó el compuesto PT2 a concentraciones de 50 y 100 μM en cultivos celulares para identificar proteínas reguladas por la PTP1B mediante western blot, las cuales participan en la señalización del receptor de insulina y modifican el consumo de glucosa, relacionándose con el aumento de canales GLUT. Se presentan los resultados de la expresión de proteínas reguladas por el efecto de las diferentes concentraciones del compuesto PT2. Estos resultados se encuentran incluidos en el artículo correspondiente al periodo 2024-2.
Objetivo 4: Cumplido.
Evaluar el efecto del compuesto PT2 en un modelo de diabetes tipo 2 inducida, que incluyó los resultados de la prueba de tolerancia oral a la glucosa y la prueba de tolerancia a la insulina, con el fin de caracterizar su efecto hipoglucemiante y continuar su desarrollo como posible fármaco contra la diabetes tipo 2, determinando su impacto en la función del receptor de insulina.
Los resultados de este objetivo se obtuvieron durante el semestre 2025-1, los cuales contribuyeron al artículo publicado relacionado con este proyecto. Se determinó que el compuesto PT2 presenta un efecto hipoglucemiante, así como una mejora en el consumo de glucosa en las pruebas de tolerancia.
Objetivo 5: En desarrollo.
Objetivo 6: Cumplido.
Evaluar la toxicidad del compuesto PT2 mediante pruebas de citotoxicidad y determinación de la dosis letal 50 (DL50).
Se determinó que no existe efecto citotóxico hasta una concentración de 400 μM y que la DL50 presenta un resultado favorable de hasta 500 mg/kg. Estos resultados se encuentran publicados en el primer artículo derivado de este proyecto (https://doi.org/10.1016/j.rechem.2025.102465
).