LICENCIATURA EN QUÍMICA:

“Una carrera de amplio espectro”

Patricia V. Yovaldi

Formación académica

• Doctora en Ciencias Químicas (2005)-UNR

• Licenciada en Química Industrial (1999)-UCA

• Química Analista Industrial (1998)-UCA

BECARIA DE CONICET( 2000-2004)

“DISEÑO RACIONAL, SÍNTESIS Y EVALUACIÓN BIOLÓGICA

DE INHIBIDORES ENZIMÁTICOS”

Director: Dr. Oreste A. MascarettiCo-Director: Dra. María A. Laborde

Instituto de Química Rosario (IQUIR) Area Química OrgánicaCONICET-Universidad Nacional de Rosario (UNR)

Sustancias químicas producidas por el metabolismo de bacterias y hongos que en bajas concentraciones inhiben el crecimiento de diferentes especies de bacterias.

ANTIBIÓTICOS

•La era de los antibióticos comenzó con la observación de propiedades antibacterianas en un cultivo de hongos Penicillium notatum en 1929. Alexander Fleming dio el nombre de penicilina al principio activo. Sin embargo, los alcances de este descubrimiento no fueron apreciados hasta fines de 1940. La penicilina fue el primer antibiótico obtenido naturalmente en ser caracterizado y usado en clínica médica. Es el progenitor de los antibióticos -lactámicos.

•Las cefalosporinas se detectaron por primera vez en 1945 cuando una cepa de Cephalosporium acremonium produjo material antibiótico contra organismos Gram-positivos y Gram-negativos.

ANTIBIÓTICOS -LACTÁMICOS CLÁSICOS

PenicilinasCefalosporinas

•Ejercen su acción inhibiendo una etapa clave en la biosíntesis de la pared celular.•Se caracterizan porque poseen en su estructura una amida cíclica de 4 miembros:

Penam Cefam

N

S

ON

S

O

La forma más común de resistencia a los antibióticos -lactámicos es la hidrólisis del anillo -lactámico catalizada por -lactamasas. Como consecuencia del uso terapéutico extensivo de estos antibióticos durante las pasadas décadas, tal resistencia se transformó en un hecho corriente en importantes bacterias patógenas.

Enzimas que catalizan la hidrólisis del anillo beta-lactámico de los antibióticos

convirtiéndolos en productos inactivos

Resistencia Bacteriana

Producción de -lactamasas

ClasificaciónDe acuerdo a características estructurales

Clases A,C y DPoseen serina en el sitio activo

Clase BPoseen al menos un ión metálico

en el sitio activo

Enzimas que requieren al menos un ión metálico divalente (Zn+2) para su actividad.

Hidrolizan la mayoría de los antibióticos -lactámicos, incluyendo carbapenems lo cual aumenta su importancia clínica. Si bien imipenem había sido inmune a la mayoría de las -lactamasas, su acción se vió comprometida por la aparición de las metalo enzimas de clase B.

Metalo -lactamasas

La síntesis de inhibidores de metalo -lactamasas es particularmente necesaria ya que los inhibidores comerciales de -lactamasas no son efectivos contra estas enzimas.

Los inhibidores de -lactamasas evitan la destrucción del antibiótico antes de que éste interfiera con la biosíntesis de la pared celular.

Una alternativa para resolver el problema de la resistencia a los antibióticos -lactámicos consiste en diseñar inhibidores enzimáticos para que puedan administrarse en combinación con un antibiótico.

Inhibidores de -lactamasas

Se eligieron compuestos de tipo penam y cefam de acuerdo a consideraciones estructurales ya que es conocido que los sustratos naturales de metalo -lactamasas son compuestos bicíclicos -lactámicos.

Se prepararon series de compuestos -lactámicos a los que se incorporaron ésteres de fósforo en diferentes posiciones de la molécula.

Objetivo del trabajo:

Diseñar y sintetizar nuevos inhibidores de metalo -lactamasas y probar su actividad biológica con la enzima IMP-1

¿Cómo se obtuvieron los nuevos compuestos?

SINTESIS

CARACTERIZACION

PUNTO DE FUSION RMN 1H RMN 13C RMN 31P ESPECTROMETRIA DE MASAS

ENSAYOS BIOLOGICOS

DISEÑO

Metodologíade nuestra

investigación

Fosforilación empleando reactivos fosforamiditos

Compuestos preparados:

Di-terc-butil-N,N-dietilfosforamito (t-BuO)2PNEt2 y dibencil-N,N-dietilfosforamidito

(BnO)2PNEt2 son agentes fosforilantes altamente reactivos que reaccionan rápidamente

con alcoholes. Estas fosforilaciones se realizaron en las posiciones C-3-metil, C-6 y C-2-metil de las penicilinas.

N

SCl

CH2OO

P (OR)2

O

(O)n

30 R= t-Bu n= 2 31 R= H n= 2 32 R= Bn n=2

N

SO

CO2BnO

PO

(BnO) (OBn)

N

S

CO2BnO

O PO

(OBn)2

29 33

Síntesis de inhibidores de metalo--lactamasas

Obtención de fosfito desde el alcohol y luego oxidación al correspondiente fosfato

N

S

OCH2OH

Cl1H-tetrazol

(RO)2PNEt2 N

S

OCH2O

Cl

MCPBA-40°C

N

S

OCH2O

Cl

R= t-Bu o Bn

OO O O

POR

OR

PO

OROR

OO

R=t-Bu R=Bn

R=t-BuR=Bn

Esquema general de fosforilación

Actividad biológica

Las penicilinas 29, 30 y 32 se probaron como inhibidores de la actividad enzimática de la metalo -lactamasa IMP-1 (Dr. Gutkind, G, UBA, Argentina). A partir del estudio realizado se demostró un importante poder inhibidor de dicha enzima.

N

S

OCO2Bn

OP

O

(BnO)2

N

S

CH2OO

ClO O

PO

(Ot-Bu)2

N

S

CH2OO

ClO O

PO

(OBn)2

30

32

29

Esta Tesis dio lugar a publicaciones en revistas científicas internacionales además de permitir múltiples presentaciones de trabajos en congresos.

“A convenient one-pot synthesis of 2-(O-dibenzil-phosphate)-oxymethyl-2-methyl penam 3-carboxylic acid benzyl ester and 3-(O-dibenzyl-phosphate)-3-methyl cepham 4-carboxylic acid benzyl ester”, Tetrahedron Letters, 2004, 45, 2453-2455.

“Synthesis and Human Leukocyte Elastase Inhibitory Evaluation of Phosphate Triesteres and Acyl Phosphates of Penam Sulfides and Sulfones”, Bioorganic and Medicinal Chemistry, 2001, 9, 2113-2117

PROAGRO S.A. Especialidades Veterinarias

2004-2005

Líneas de productos:

AntiparasitariosAntibióticos

DesinflamatoriosVitamínicosAntisépticosAntialérgicos

Departamento de Control de Calidad

•Desarrollo de técnicas analíticas (HPLC)HPLC: Cromatografía líquida de alta eficacia o High performance liquid chromatography. También se la denomina a veces Cromatografía líquida de alta presión o High pressure liquid chromatography. Es una técnica utilizada para separar los componentes de una mezcla basándose en diferentes tipos de interacciones químicas entre las sustancias analizadas y la columna cromatográfica.•Validación de métodos extraídos de Farmacopeas Farmacopea o Codex Medicamentarius es la recopilación oficial que señala los tipos de drogas más usuales, sancionadas como tales por la experiencia en el momento de su aparición, y las distintas preparaciones y medicamentos de utilidad para la medicina y la farmacia en sus diferentes aspectos, incluyendo el origen, nomenclatura, preparación, identificación, pureza, valoración, dosis y demás condiciones que aseguren la calidad y uniformidad de sus propiedades. •Formulación de nuevos productos•Asistencia en la mejora continua de los procesos de planta

PROAGRO S.A.

Tareas realizadas

La Dermatobiosis, miasis subcutánea o intracutánea, es una ectoparasitosis producida por la mosca Dermatobia hominis (Ura), que afecta generalmente a bovinos, aunque también puede hacerlo en ovinos, caninos, búfalos e incluso el ser humano; se desarrolla en climas tropicales y subtropicales. Una de las drogas que se emplean actualmente en el tratamiento es IVERMECTINA.

WIENER LABABORATORIOS S.A.I.C Reactivos bioquímicos de diagnósticoISO 9001:2000

Centro de Investigación y Biotecnología (CIBIO)

Puesto: Investigadora

¿Qué hace un “investigador” en Wiener lab?

Un investigador se ocupa de la creación de los nuevos productos que van surgiendo de acuerdo a la demanda del mercado actual y de la optimización de aquellos que ya son parte del vademecum de la compañía.

Necesidad de la empresa de contar con un nuevo producto

InvestigaciónRevisión de la bibliografía

Capacitación si es necesariaPlanificación del diseño

Generación de especificaciones

DesarrolloBúsqueda de materia prima

Realización de experimentosFabricación de prototipoVerificación del diseño

DESARROLLO DE UN NUEVO MÉTODO

Adaptar un método existente Diseñar un nuevo método

VALIDAR

Realizar algunos cambios para que sea adecuado a su nueva aplicación.

Innovación

Mediante su experiencia el químico aprovecha las propiedades conocidas del analito. Requiere más trabajo. Existe inicialmente cierto grado de duda si el método será exitoso.

I&D

APROBACIÓN DEL PRODUCTODefinición de nombre comercial y presentación

Inscripción en Salud Pública

TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍA A PLANTA

PRODUCCIÓN EN GRAN ESCALAAprobación por Control de Calidad

MERCADOProductos terminados. Tienen aprobación por FDA (Food and

Drug Administration) y CE (Conformité Européene)

I&D: Realiza verificación de la performance de los primeros lotes al término de lavida útil.

¿ Qué es VALIDAR?

Confirmar mediante el examen y el aporte de evidencias objetivas de quese cumplen los requisitos particulares para un uso específico previsto.

El laboratorio tiene que decidir cuáles de los parámetros de desempeño del método necesitan caracterizarse.Los requisitos de validación pueden encontrarse especificados en guías o documentos. Sin embargo, se definen de acuerdo a las necesidades analíticas particulares. El reconocimiento oficial de un método puede requerir la caracterización empleando estudios de colaboración (ensayos interlaboratorios)

Características de desempeño

Especificidad/Selectividad

Una reacción o ensayo específico es el que ocurre únicamente con la sustancia de interés,mientras que una reacción o ensayo selectivo es el que ocurre con otras sustancias peroexhibe un grado de preferencia por la sustancia de interés. (IUPAC)

Definir criteriosDefinir método de determinación

Seleccionar interferencias a evaluarAnalizar matrices

Estrategia de trabajo

Objetivo: Evaluar posibles interferencias

Linealidad

Habilidad de un método para obtener resultados que sean proporcionales a la concentración del analito. (Eurachem)

Estrategia de trabajo

Definir rango de concentraciones a medirDefinir método de evaluación

Graficar resultados, evaluación visualEvaluación estadística

Objetivo: Definir el modelo de calibración. Definir rango de concentraciones en el cual el método es válido.

Precisión

Grado de dispersión en una serie de mediciones sobre un material homogéneo bajo condiciones preestablecidas. (ICH)

Estrategia de trabajo

Seleccionar muestra (homogénea)Definir condiciones de trabajo (analista, equipos, duración)Se informa: Desviación estándar, intervalos de confianza

Objetivo: Evaluar la variabilidad de los resultados

Repetibilidad: misma muestra, mismo método, un solo analista,un solo equipo

Reproducibilidad: misma muestra, mismo método, diferentes analistas, distinto equipamiento.

Exactitud

Grado de concordancia entre el valor hallado experimentalmente y un valor aceptado comoconvencional o de referencia. (ICH)

Objetivo: Evaluar la diferencia entre los resultados de un ensayoy un valor de referencia

El valor de referencia debe ser TRAZABLE a un sistema internacional de unidades

TRAZABILIDADPropiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por medio delcual dicho resultado o valor puede ser relacionado a referencias establecidas, usualmente patrones nacionales o internacionales a través de una cadenaininterrumpida de comparaciones, todas teniendo incertidumbres establecidas. (ISO-1993)

Estrategia de trabajo

Exactitud

Analizar materiales de referenciaAnalizar muestras fortificadas

Comparar con un método de referenciaAnálisis estadístico: Análisis de regresión, cálculo de diferencias

Límite de detección

Menor concentración de analito que puede ser detectada pero no necesariamentecuantificada. (ICH)

Estrategia de trabajo

Realizar determinaciones de muestra blanco (matriz sin analito)Realizar determinaciones de muestra blanco adicionadas

con el analito (bajas concentraciones)Análisis estadístico: Desviación estándar de los resultados

Objetivo: Evaluar el alcance del método a bajas concentraciones de analito

Límite de cuantificación

Menor concentración de analito que puede ser detectada con un nivel aceptable derepetibilidad y exactitud. (Eurachem)

Estrategia de trabajo

Realizar determinaciones de muestras blanco adicionadas con el analito (bajas concentraciones, cercanas al LoD)

Análisis estadístico. Desviación estándar de los resultados

Objetivo: Evaluar la habilidad del método para cuantificar bajas concentracionesde analito

La muestra de orina reacciona con los reactivos desecados unidos a la fase sólida permitiendo la detección simultánea:

• UROBILINÓGENO• GLUCOSA• CETONA• BILIRRUBINA• PROTEÍNAS• NITRITO• pH• SANGRE• DENSIDAD• LEUCOCITOS

El análisis de orina es una de las prestaciones que se realizan con mayor frecuencia en el laboratorio clínico dada su utilidad en el diagnóstico médico. En la actualidad se lleva a cabo de una manera simple, rápida y confiable, mediante el uso de tiras específicas. Estas tiras poseen múltiples reactivos que permiten el análisis simultáneo de los componentes de la orina mediante mediciones semi cuantitativas.

URINE STRIP

1. La impregnación de un rollo de papel de 100 m y el secado se realizan en una misma máquina que somete al papel húmedo a temperaturas de 40 a 70ºC.

3. Se despega la cubierta protectora del adhesivo doble-faz de las 10 cintas cortadas y se adhieren sobre una lámina de PVC continua que se corta en planchas.

4. Las planchas se cortan en una cortadora circular para obtener 50 tiras finales que se envasan en un tubo constituyendo el producto final.

2. Sobre el papel se aplica un adhesivo doble-faz y se corta en cintas de 5 mm de ancho. Estas cintas se enrollan en carretes.

PROCESO DE FABRICACIÓN

ACTIVIDAD DOCENTE

-Jefe de trabajos prácticos, dedicación simple de "Química Farmacéutica", Dpto. Química Orgánica, Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, Universidad Nacional de Rosario. (2000-2006)

-Profesora Pro-Titular de “Química Orgánica I”, Facultad Católica de Química e Ingeniería, Universidad Católica Argentina. (2005 a la actualidad)

-Profesora Pro-Titular de “Química Orgánica Superior”, Facultad Católica de Química e Ingeniería, Universidad Católica Argentina. (2005 a la actualidad)

-Profesor Tutor, Área Tutorías Académicas y Orientación, UCA, 2009.

FIN