https://hdl.handle.net/20.500.12008/38 Reúne las tesis de Maestría y Doctorado 2026-02-21T06:11:09Z https://hdl.handle.net/20.500.12008/53367 Título: Modelizado y simulación para evaluar la biodisponibilidad y la bioequivalencia de medicamentos Autor: Schiavo Parodi, María Alejandra Resumen: El estudio de bioequivalencia constituye el principal control de calidad biofarmacéutica exigido para autorizar la comercialización de medicamentos similares. Su finalidad es comparar la biodisponibilidad relativa frente a un producto que, conteniendo el mismo principio activo, este definido como referencia por la autoridad regulatoria. Los medicamentos de referencia suelen ser los medicamentos llamados originales o innovadores, para los cuales se ha obtenido la evidencia suficiente para respaldar su eficacia y seguridad durante el período de desarrollo, y con los cuales la sociedad genera experiencia de uso clínico. La bioequivalencia permite entonces que un producto similar pueda comercializarse respaldando su seguridad y eficacia en la demostrada para el producto original, y por lo tanto se disponibilice en el mercado farmacéutico con precios menores, mejorando el acceso de la sociedad. Si bien la evaluación de bioequivalencia es relativamente simple, su implementación conlleva desafíos importantes al tratarse de un ensayo clínico realizado principalmente en voluntarios sanos. Por ejemplo, la evaluación de productos oncológicos u otros medicamentos conteniendo principios activos con importantes efectos adversos conlleva limitaciones éticas relevantes. A su vez, debido a los fines regulatorios del estudio, el análisis farmacocinético implementado, denominado análisis no compartimental, requiere de un muestreo de concentraciones intenso, el cual es muy difícil implementar en casos de medicamentos complejos como productos oftálmicos. Finalmente, los costos económicos asociados a la evaluación de bioequivalencia restringen la implementación de este control de calidad, sobre todo en países como el nuestro, donde históricamente se han otorgado registros de comercialización sin esta evaluación llevando a que más del 90% de los productos comercializados continúan siendo similares. La farmacometría es una disciplina centrada en el desarrollo de modelos computacionales mecanísticos, que se ha consolidado como una herramienta clave en la investigación farmacéutica, con aplicaciones relevantes para el desarrollo eficiente de medicamentos. Aunque los modelos farmacométricos incorporan cierto grado de subjetividad, ofrecen ventajas que permiten evaluar la bioequivalencia al realizar ensayos clínicos con diseños de muestreo limitado, así como realizar proyecciones en condiciones no evaluadas experimentalmente. Este enfoque puede contribuir a reducir los costos éticos y económicos asociados a estos estudios clínicos, y por lo tanto a facilitar la implementación de políticas de genéricos que aseguren la disponibilidad de medicamentos con comprobada calidad biofarmacéutica a la población. La presente tesis busca implementar el modelizado y la simulación para abordar las situaciones en las que el análisis tradicional de bioequivalencia resulta difícil de aplicar y para guiar la toma de decisiones basadas en modelos en el desarrollo de medicamentos similares. De esta manera, se pretende contribuir tanto al ámbito académico, como a la industria farmacéutica nacional y regional, mediante la aplicación de enfoques farmacométricos al desarrollo eficiente de medicamentos similares y su evaluación biofarmacéutica y clínica, superando así las limitaciones asociadas a la realización de ensayos clínicos. Los métodos de bioequivalencia basada en modelos permiten analizar datos ya existentes y predecir resultados en situaciones no evaluadas. Para explorar este enfoque, se desarrolló un modelo no lineal de efectos mixtos que integró los datos de un estudio de bioequivalencia en dosis única entre dos formulaciones de ácido valproico, incorporando además la información sobre su unión saturable a proteínas plasmáticas. El objetivo de este trabajo fue proyectar el desempeño relativo de las formulaciones en condiciones de estado estacionario, reduciendo así la necesidad de estudios clínicos adicionales con fines regulatorios. Se exploraron además estrategias de diseño óptimo de experimentos para proponer ensayos clínicos con muestreo limitado que permitan arribar a resultados concluyentes. Asimismo, se desarrollaron modelos de farmacología de sistemas para evaluar la equivalencia terapéutica entre formulaciones. Estos modelos integran observaciones experimentales y herramientas computacionales para analizar las interacciones de un fármaco dentro de un sistema biológico. Para aplicar esta metodología, el modelo no lineal de efectos mixtos fue integrado en una estructura mecanística que describe la interacción de los metabolitos del ácido valproico con las vías metabólicas de carnitina y amonio. Esta estrategia permitió caracterizar la toxicidad inducida por ácido valproico y evaluar los efectos de la suplementación con L-carnitina, tanto en administración aguda como en tratamientos crónicos. Además, posibilitó la identificación de subgrupos de pacientes potencialmente sensibles a los efectos adversos del fármaco, avanzando no solo en la comparación de bioequivalencia, sino también en la evaluación de la equivalencia terapéutica entre las formulaciones estudiadas. Finalmente, se trabajó en estrategias de predicción de bioequivalencia para informar la toma de decisiones en el desarrollo de medicamentos bioequivalentes, dentro del enfoque denominado “bioequivalencia virtual”. Esta estrategia utiliza modelos farmacocinéticos de base fisiológica que permiten integrar características de principios activos, del organismo y de la formulación evaluadas in vitro e in silico para predecir la biodisponibilidad relativa de diferentes formulaciones previo a la realización de estudios in vivo, aportando una base predictiva sólida para la toma de decisiones y optimizando el uso de recursos. Este enfoque se aplicó a un proyecto de investigación orientado a respaldar la toma de decisiones en el desarrollo de formulaciones bioequivalentes de liberación inmediata y de liberación prolongada de un fármaco de clase II según el Sistema de Clasificación Biofarmacéutica. Los resultados obtenidos destacan la eficacia de integrar modelos mecanísticos, métodos estadísticos avanzados y ensayos biofarmacéuticos, resaltando su utilidad para guiar el diseño racional y científicamente fundamentado de medicamentos similares. La presente tesis evidencia el amplio potencial de las herramientas farmacométricas exploradas en distintos ámbitos del desarrollo farmacéutico, promoviendo un diseño racional de medicamentos. Además, facilita la identificación de problemas de calidad biofarmacéutica y la optimización de estrategias de dosificación, favoreciendo terapias más seguras y efectivas. Palabras clave: farmacometría, bioequivalencia, medicamentos similares, modelos no lineales de efectos mixtos, farmacología de sistemas, calidad biofarmacéutica. 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/20.500.12008/53333 Título: Aportes de la toxicología a la formación ambiental de los estudiantes de la Facultad de Química Autor: Heller Aguerre, María Teresa Resumen: La toxicología es la ciencia que estudia los efectos adversos de las sustancias químicas. Desde sus orígenes en la Antigüedad, como ciencia de los venenos, ha evolucionado hasta el presente en sus diversas áreas, que incluyen la toxicología clínica y forense, la toxicología social y la toxicología ambiental, entre otras. La toxicología se relaciona directamente con la química y la farmacología, ya que utiliza sus principios teóricos y herramientas analíticas para comprender y predecir las interacciones de los compuestos químicos en los sistemas vivos. La química, precedida por la vieja alquimia, se estableció como ciencia a fines del siglo XVIII con Lavoisier y, junto con el avance de la Revolución Industrial, comenzó a desarrollarse más tanto en el plano teórico como en su aplicación a las más diversas tecnologías. En este contexto, la química y la toxicología evolucionaron de manera conjunta y paralela. A medida que la química expandía su conocimiento teórico y práctico, la toxicología se consolidaba como una respuesta indispensable a los efectos adversos de los productos químicos empleados en la industria. Ahora bien, en el siglo XX, especialmente a partir de 1950, la toxicología adquirió especial relevancia dado el empleo y síntesis de un número cada vez más alto de sustancias químicas en la industria y en la vida cotidiana, así como la creciente evidencia de los impactos en el ambiente y en la salud asociados a este hecho. Los efectos adversos originados por los productos químicos, cristalizados en problemas y conflictos en el medio ambiente, condujeron, a partir de la década de 1960, al nacimiento y desarrollo de las ciencias ambientales, actualmente indisociables de la química o de la toxicología. La toxicología amplió entonces su campo hacia el estudio de los efectos adversos de los nuevos compuestos en el medio ambiente, consolidándose como una disciplina clave para el desarrollo científico sensible a la cuestión ambiental. Por su parte, estos cambios se reflejaron con el tiempo y en mayor o menor medida en la formación de los profesionales de la química. En Uruguay, en la Facultad de Química de la Universidad de la República (UdelaR), el proceso implicó una transformación significativa en la enseñanza de la toxicología, integrando de manera paulatina los contenidos y perspectivas ambientales. Enmarcada en esta evolución de una creciente preocupación ciudadana por lo ambiental, la presente investigación se planteó como objetivo analizar la influencia del desarrollo histórico y epistemológico en los aspectos pedagógico-didácticos de la enseñanza de la toxicología en la Facultad de Química de la UdelaR, enfatizando su efecto en la formación ambiental de nuestros estudiantes. Los objetivos específicos se centran en estudiar la evolución histórica de la toxicología como disciplina y como materia de enseñanza a nivel nacional, analizar su vínculo epistemológico con la química y las ciencias ambientales, y evaluar el impacto educativo de los enfoques ambientales en los cursos de toxicología de la Facultad de Química. La metodología se estructuró a partir de una estrategia de investigación cuali-cuantitativa mediante la técnica de triangulación, desarrollada en tres módulos: histórico-educativo, epistemológico-educativo y pedagógico-didáctico. Los dos primeros módulos se construyeron en base al análisis de documentos existentes mientras que para el módulo pedagógico- didáctico se recopilaron y analizaron datos provenientes de programas de asignaturas, entrevistas a docentes y estudiantes, y ejercicios hechos con estudiantes entre 2015 y 2024. Los principales resultados constatan la influencia de la evolución histórica y social de la disciplina, la que se ve reflejada en los cambios de enfoque de la formación en toxicología que reciben los estudiantes. Se reconoce en Uruguay como punto de quiebre, tanto para la investigación como para la enseñanza de esta disciplina en Facultad de Química, el impulso de un evento puntual social: la crisis del plomo en el barrio La Teja de Montevideo a partir del año 2001, descrita en esta Tesis. En esta evolución, se han ido incorporando al Area Toxicología varias asignaturas con un decidido enfoque ambiental, lo que ha tenido un impacto muy significativo tanto sobre el propio cuerpo docente en su forma de abordaje de la enseñanza como sobre el aprendizaje de los estudiantes. Se evidencia actualmente una significativa comprensión de la relevancia de la problemática ambiental a nivel estudiantil. Esta investigación muestra que la enseñanza de la toxicología en la Facultad de Química de la UdelaR tiene raíces históricas profundas y ha evolucionado, especialmente desde mediados del siglo XX, hacia un enfoque ecosistémico y ambientalmente responsable. Se reconoce en Uruguay como punto de quiebre, tanto para la investigación como para la enseñanza de esta disciplina en Facultad de Química, el impulso de un evento puntual social: la crisis del plomo en el barrio La Teja de Montevideo a partir del año 2001, descrita en esta Tesis. En esta evolución, se han ido incorporando al Área Toxicología varias asignaturas con un decidido enfoque ambiental, lo que ha tenido un impacto muy significativo tanto sobre el propio cuerpo docente en su forma de abordaje de la enseñanza como sobre el aprendizaje de los estudiantes. Estos cambios reflejan que la formación en toxicología no puede limitarse a un enfoque meramente técnico: exige una didáctica activa y participativa, que integre de manera explícita la dimensión ética y preventiva. De este modo, la toxicología se consolida como un campo estratégico para articular saber químico, conciencia ambiental y compromiso social, cuestionando visiones reduccionistas que contraponen "química” y "ambiente”, y promoviendo prácticas orientadas al desarrollo sostenible. Concluimos que la formación en toxicología contribuye de manera significativa a una cultura crítica y formada en el cuidado del ambiente, y que conviene profundizar esta línea, consolidando estrategias didácticas activas, fortaleciendo la perspectiva ética y ampliando las herramientas de análisis y gestión ambiental para responder a los desafíos presentes y futuros. 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/20.500.12008/53325 Título: Síntesis y caracterización estructural de nuevos compuestos de coordinación con actividad citotóxica Autor: Fernández, Carlos Y. Resumen: El Trabajo de Tesis de Doctorado se basa en el desarrollo de nuevos compuestos de coordinación usando como centro metálico Cu(II) y Ga(III), ligandos derivados de la 1,10-fenantrolina (NN) y coligandos aniónicos en busca de otorgar estabilidad a los complejos sintetizados y que permitan modular las propiedades fisicoquímicas de los complejos teniendo como objetivo principal compuestos que presentan actividad citotóxica ante líneas celulares tumorales. Se obtuvieron: 3 complejos homolépticos de Cu(II) de la forma [Cu2(fenilcarboxílato)4] (CuLn) con los ligandos aniónicos ácido 3-(4-hidroxifenil)propanoico (L1), ácido fenilpropanoico (L2) y ácido fenilacético (L3), 18 complejos heterolépticos de Cu(II) de la forma [CunCln(fenilcarboxílato)n(NN)n] con los ligandos derivados de la 1,10-fenantrolina y los ácidos fenilcarboxílicos previamente mencionados y 3 complejos homolépticos de Ga(III) de la forma [Gan(dipéptido)n(NO3)n] usando como ligandos aniónicos los dipéptidos L-Gly-Val, L-Gly-Phe y L-Ala-Phe y de la forma [Gan(fenilcarboxilato)n(NO3)n] con los ácidos fenilcarboxílicos previamente mencionados. Los complejos fueron caracterizados en estado sólido y solución por técnicas espectroscópicas a partir de las cuales se pudo proponer fórmulas para los complejos en estado sólido y posible entorno de coordinación de la especie mayoritaria en solución. Se estudió la interacción de los complejos con el ADN a partir de determinación de la constante de unión, estudios de dicroísmo circular y variación de viscosidad, concluyendo que los complejos interactúan por unión a los surcos del ADN. Para un grupo seleccionado de los complejos heterolépticos de Cu(II) se estudió el modo de interacción con modelos de membranas fosfolipídicas por calorimetría diferencial de barrido y espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica (EPR) usando marcadores de espín, a partir de este estudió se determinó que los complejos no penetran la membrana y la interacción se da de forma superficial. Finalmente se estudió la actividad citotóxica in vitro de los complejos en diferentes líneas celulares tumorales y no tumorales, en el caso de los complejos homolépticos de Cu(II) se estudió en las líneas celulares MDA-MB-231(adenocarcinoma de mama metastásico humano, triple negativo), MCF-7 (adenocarcinoma de mama metastásico humano), A549 (carcinoma humano epitelial de pulmón), A278cis (carcinoma humano de ovario, resistente al cisplatino) y la línea celular no tumoral, MRC-5 (de pulmón) obteniéndose valores de IC50 > 50 M para los complejos en la mayoría de las líneas celulares estudiadas con excepción a la línea A278cis para la cual se obtuvieron valores de IC50 de 26,80 (CuL1), 13,50 (CuL2) y 7,85 (CuL3) M pudiendo clasificarlos como agentes citotóxicos. En el caso de los complejos heterolépticos de Cu(II), se usaron las líneas de MDA-MB-231, MCF-7, A549 y líneas celulares no tumorales, MRC- 5 y MCF-10A (de mama) obteniendo valores de IC50 menores a 10 M clasificando así como potentes agentes citotóxicos, siendo el complejo [CuCl(fenilpropanoato)(neocuproína)]0,5H2O el complejo con mayor citotoxicidad y mayor índice de selectividad en las líneas tumorales estudiadas. Los complejos homolépticos de Ga(III) con dipéptidos fueron estudiados en la línea MCF-7, para los que se obtuvieron valores de IC50 entre 120 y 30 M obteniendo mayor citotoxicidad que para los complejos análogos de Cu(II) estudiados previamente por el grupo en esta línea tumoral. 2023-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/20.500.12008/53023 Título: Desarrollo y evaluación de potenciales radiotrazadores de 18F y 11C con potencial interacción con GSK-3β y su vínculo con la enfermedad de Alzheimer Autor: Zeni, Maia Resumen: La enfermedad de Alzheimer (EA) se ha convertido en un problema de salud muy sensible a nivel mundial debido a su alto impacto social y coste económico. El problema se acentúa debido al aumento de la esperanza de vida, y al consiguiente envejecimiento de la población. Uruguay no escapa a esta realidad por su estructura de población que refleja un envejecimiento persistente. La glucógeno sintasa quinasa-3 (GSK-3β) es una enzima cuya actividad se incrementa en pacientes con EA. Además, presenta una relación estrecha con procesos característicos en EA tales como la hiperfosforilación de la proteína Tau, el incremento en la producción y toxicidad del péptido β-amiloide, y la alteración de mecanismos relacionados con la memoria, como la potenciación a largo plazo (long-term potentiation). Por estos motivos los agentes inhibidores selectivos de GSK-3β resultan de interés para el desarrollo de radiotrazadores que permitan profundizar el entendimiento de la EA y eventualmente proponer nuevas terapias. El objetivo general del presente trabajo consiste en el desarrollo y caracterización de nuevos radiotrazadores de 18F y 11C con potencial interacción con GSK-3β. En función de ello, esta tesis se planteó los siguientes objetivos específicos: sintetizar un derivado de glabranina marcado con 11C y aplicar la tecnología PET para estudiar su interacción con GSK-3β, y sintetizar derivados de kenpaullona marcados con 11C y 18F y evaluar su potencialidad como radiofármacos para la imagenología de la actividad enzimática de GSK-3β. Los productos naturales han demostrado ser una fuente valiosa de compuestos bioactivos. Entre ellos, la flavanona prenilada glabranina ((S)-5,7-dihidroxi-8-(3-metilbut-2-en-1-il)-2-fenilcroman-4-ona), aislada de Dalea elegans, fue identificada in silico como potencial inhibidor de GSK-3β. Con base en esta hipótesis, se sintetizó y caracterizó el radiotrazador [11C]CFLA, mediante una O-metilación en la posición 7 de la molécula. Los ensayos de inhibición confirmaron la interacción con la enzima tanto de la glabranina (IC50 = 44,8 ± 4 μM) como de su derivado metilado CFLA (IC50 = 16,1 ± 0,6 μM). [11C]CFLA mostró propiedades fisicoquímicas favorables (alta estabilidad en formulación, adecuada lipofilicidad y estabilidad en plasma) y atravesó la barrera hematoencefálica (BHE) en estudios in vivo, alcanzando una captación cerebral de 2,05 ± 0,29 %IA/g a los 20 minutos. Las imágenes PET/CT y los estudios celulares corroboraron su especificidad hacia neuronas, consistente con la distribución conocida de GSK-3β en cerebro. Estos resultados aportan la primera evidencia experimental del potencial de la glabranina y sus derivados como inhibidores de GSK-3β, destacando a la tecnología PET para explorar interacciones de compuestos naturales con blancos moleculares vinculados a enfermedades neurodegenerativas. El inhibidor de la enzima GSK-3β que se seleccionó como segundo candidato fue la 9-bromo-7,12-dihidrobenzo[2,3]azepino[4,5-b]indol-6(5H)-ona (kenpaullona, IC50=23nM ). La elección del compuesto se basó no sólo en su capacidad inhibitoria sobre GSK-3β, sino también en su aptitud para atravesar la BHE y en la presencia de grupos funcionales adecuados para su marcación con radionucleidos como 18F y 11C. A partir de la kenpaullona, se desarrolló un potencial radiotrazador para imagenología molecular de GSK-3β, la [11C]9-bromo-12-metil-7,12-dihidrobenzo[2,3]azepino[4,5-b]indol-6(5H)-ona ([11C]CKEN) obtenida mediante metilación. Previamente, se sintetizó su análogo no radioactivo 9-bromo-12-metil-7,12-dihidrobenzo[2,3]azepino[4,5-b]indol-6(5H)-ona (CKEN), cuya estructura fue confirmada mediante técnicas espectroscópicas. La obtención de este compuesto permitió verificar la identidad del [11C]CKEN, evaluar su inhibición de GSK-3β, su capacidad de atravesar la BHE, y sirvió de referencia para controlar la pureza radioquímica del correspondiente radiotrazador. Se llevaron a cabo estudios in vitro para evaluar la inhibición de GSK-3β por parte de la kenpaullona y del CKEN. Los resultados confirmaron que tanto la kenpaullona como su derivado CKEN son inhibidores de GSK-3β. [11C]CKEN se obtuvo con un rendimiento comparable con los de otros radiotrazadores de 11C reportados. Su caracterización fisicoquímica reveló una adecuada estabilidad tanto en el medio de formulación como en plasma humano, así como una significativa unión a proteínas plasmáticas. Además, su valor de lipofilicidad (LogP a pH 7,4 de 1,04 ± 0,04) sugiere un buen potencial para atravesar la BHE, una propiedad esencial para radiotrazadores dirigidos al sistema nervioso central. Los estudios realizados en cultivos neuronales y astrocitarios, mostraron mayor unión en células neuronales, lo cual es consistente con la mayor expresión de GSK-3β en estas células. Asimismo, la disminución de la captación por otros inhibidores evidenció interacción específica con la enzima GSK-3β en un entorno celular. En los estudios de biodistribución se observó una mayor captación cerebral del radiotrazador en modelos animales transgénicos que desarrollan la EA, particularmente en el hipocampo y el tálamo, regiones donde GSK-3β se expresa en niveles elevados. Estos resultados preliminares sugieren una prometedora capacidad del [11C]CKEN como radiotrazador específico para GSK-3β en neurodegeneración, aunque se requieren estudios adicionales con mayor tamaño muestral para validar su aplicabilidad. 2025-01-01T00:00:00Z