Synthesis of Novel Nicotinic Ligands with Multimodal Action: Targeting Acetylcholine α4β2, Dopamine and Serotonin Transporters
Juan Pablo González-Gutiérrez,
Hernán Armando Pessoa-Mahana,
Patricio Ernesto Iturriaga-Vásquez,
Miguel Iván Reyes-Parada,
Nicolas Esteban Guerra-Díaz,
Martin Hodar-Salazar,
Franco Viscarra,
Pablo Paillali,
Gabriel Núñez-Vivanco,
Marcos Antonio Lorca-Carvajal,
Jaime Mella-Raipán,
María Carolina Zúñiga
Affiliations
Juan Pablo González-Gutiérrez
Departamento de Química Orgánica y Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de Chile, 8380492 Santiago, Chile
Hernán Armando Pessoa-Mahana
Departamento de Química Orgánica y Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de Chile, 8380492 Santiago, Chile
Patricio Ernesto Iturriaga-Vásquez
Departamento de Ciencias Químicas y Recursos Naturales, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad de la Frontera, 4811230 Temuco, Chile
Miguel Iván Reyes-Parada
Centro de Investigación Biomédica y Aplicada (CIBAP), Escuela de Medicina, Facultad de Ciencias Médicas, Universidad de Santiago de Chile, 9170022 Santiago, Chile
Nicolas Esteban Guerra-Díaz
Departamento de Química Orgánica y Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de Chile, 8380492 Santiago, Chile
Martin Hodar-Salazar
Departamento de Ciencias Químicas y Recursos Naturales, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad de la Frontera, 4811230 Temuco, Chile
Franco Viscarra
Departamento de Ciencias Químicas y Recursos Naturales, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad de la Frontera, 4811230 Temuco, Chile
Pablo Paillali
Departamento de Ciencias Químicas y Recursos Naturales, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad de la Frontera, 4811230 Temuco, Chile
Gabriel Núñez-Vivanco
Centro de Bioinformática y Simulación Molecular, Universidad de Talca, 3340000 Talca, Chile
Marcos Antonio Lorca-Carvajal
Instituto de Química y Bioquímica, Facultad de Ciencias, Universidad de Valparaíso, 2360102 Valparaíso, Chile
Jaime Mella-Raipán
Instituto de Química y Bioquímica, Facultad de Ciencias, Universidad de Valparaíso, 2360102 Valparaíso, Chile
María Carolina Zúñiga
Departamento de Química Inorgánica and Analítica, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de Chile, 8380492 Santiago, Chile
Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs), serotonin transporters (SERT) and dopamine transporters (DAT) represent targets for the development of novel nicotinic derivatives acting as multiligands associated with different health conditions, such as depressive, anxiety and addiction disorders. In the present work, a series of functionalized esters structurally related to acetylcholine and nicotine were synthesized and pharmacologically assayed with respect to these targets. The synthesized compounds were studied in radioligand binding assays at α4β2 nAChR, h-SERT and h-DAT. SERT experiments showed not radioligand [3H]-paroxetine displacement, but rather an increase in the radioligand binding percentage at the central binding site was observed. Compound 20 showed Ki values of 1.008 ± 0.230 μM for h-DAT and 0.031 ± 0.006 μM for α4β2 nAChR, and [3H]-paroxetine binding of 191.50% in h-SERT displacement studies, being the only compound displaying triple affinity. Compound 21 displayed Ki values of 0.113 ± 0.037 μM for α4β2 nAChR and 0.075 ± 0.009 μM for h-DAT acting as a dual ligand. Molecular docking studies on homology models of α4β2 nAChR, h-DAT and h-SERT suggested potential interactions among the compounds and agonist binding site at the α4/β2 subunit interfaces of α4β2 nAChR, central binding site of h-DAT and allosteric modulator effect in h-SERT.