Doctorado
  1. Química inorgánica  1.1. Química de coordinación  1.1.1. Teoría del campo de ligandos  1.1.2. Teoría del campo de cristales  1.1.3. Teoría del Orbital Molecular para Compuestos de Coordinación  1.1.4. Estabilidad de los compuestos de coordinación  1.1.5. Espectros electrónicos de compuestos de coordinación  1.1.6. Isomería en Compuestos de Coordinación  1.1.7. Cinética y mecanismo de reacciones de coordinación  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos Metálicos  1.2.2. Alquilo y arilo metálico  1.2.3. Carbenos de Fischer y Schrock  1.2.4. Añadido Oxidativo y Eliminación Reductiva  1.2.5. Hidruros Metálicos  1.2.6. Catalysis por compuestos organometálicos  1.2.7. Metalocénicos y Complejos Sandwich  1.2.8. CH activation  1.3. Química del estado sólido  1.3.1. Estructuras y redes cristalinas  1.3.2. Teoría de bandas y propiedades eléctricas  1.3.3. Defectos en el cristal  1.3.4. Síntesis de materiales en estado sólido  1.3.5. Propiedades magnéticas y ópticas de los sólidos  1.3.6. Superconductividad  1.3.7. Ionics de estado sólido  1.4. Química bio-inorgánica  1.4.1. Metaloproteínas y enzimas  1.4.2. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  1.4.3. El papel de los metales en la medicina  1.4.4. Catalización bioinspirada  1.4.5. Interacciones Metal-ADN  1.4.6. Complejos metálicos en la ciencia médica  1.5. Lantánidos y actínidos  1.5.1. Configuración electrónica y estados de oxidación en lantánidos y actínidos  1.5.2. Propiedades Espectrales y Magnéticas en Lantánidos y Actínidos  1.5.3. Separación y Extracción de Lantánidos y Actínidos  1.5.4. Química de coordinación de los elementos del bloque f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de los compuestos de boro  1.6.2. Química de los compuestos de silicio y germanio  1.6.3. Química de los Compuestos de Fósforo y Azufre  1.6.4. Química organosilícica  1.6.5. Química de Gases Nobles
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición y sustitución electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones Pericíclicas  2.1.7. Reacciones fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidad y actividad óptica  2.2.2. Análisis estructural  2.2.3. Efectos estereolectrónicos  2.2.4. Síntesis asimétrica  2.2.5. Estereoquímica dinámica  2.3. Química Organometálica en la Síntesis Orgánica  2.3.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.3.2. Reacciones de acoplamiento catalizadas por metales de transición  2.3.3. Reacciones catalizadas por paladio  2.3.4. Metátesis de olefinas  2.3.5. Catalización de oro y plata  2.4. Química de productos naturales  2.4.1. Alcaloides y terpenoides  2.4.2. Esteroides y Flavonoides  2.4.3. Síntesis total de productos naturales  2.4.4. Biosíntesis de productos naturales  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química huésped-invitado  2.5.2. Autoensamblaje y reconocimiento molecular  2.5.3. Catalisis Supramolecular  2.5.4. Máquinas moleculares
  3. Química Física  3.1. T termodinámica  3.1.1. Leyes de la Termodinámica  3.1.2. Potencial Químico y Equilibrio  3.1.3. Termodinámica estadística  3.1.4. Termodinámica de no equilibrio  3.2. Química Cuántica  3.2.1. Ecuación de Schrödinger y sus aplicaciones  3.2.2. Teoría de orbitales moleculares  3.2.3. Teoría del funcional de la densidad  3.2.4. Métodos post-Hartree–Fock  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoría de la velocidad de reacción  3.3.2. Mechanism and rate laws  3.3.3. Catalisis y cinética enzimática  3.3.4. Dinámica de reacción  3.4. Espectroscopía y estructura molecular  3.4.1. Espectroscopia Infrarroja  3.4.2. Espectroscopia UV-visible  3.4.3. Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometría de Masas  3.4.5. Espectroscopía Raman  3.5. Química de Superficies y Coloides  3.5.1. Absorción y Catálisis  3.5.2. Surfactantes y micelas  3.5.3. Estabilidad Coloidal  3.5.4. Nanomateriales e Interfaces
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.1.4. Cromatografía iónica  4.2. Técnicas electroanalíticas  4.2.1. Voltametría y Polarografía  4.2.2. Conductometría y potenciometría  4.2.3. Colometría  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.3.2. Espectroscopía de Fluorescencia  4.3.3. Difracción de rayos X  4.3.4. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  4.4. Quimiometría  4.4.1. Procesamiento de datos y métodos estadísticos  4.4.2. Análisis multidisciplinario  4.4.3. Aprendizaje Automático en Química Analítica
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.2. Métodos de química cuántica  5.3. Diseño de fármacos computacional  5.4. Aprendizaje automático en química  5.5. Dinámica molecular ab initio
  6. Biofísica y Química Medicinal  6.1. Descubrimiento y diseño de fármacos  6.2. Cinética enzimática e inhibición  6.3. Enfoque de biología química  6.4. Interacciones proteína-ligando  6.5. Química bioortogonal
  7. Química de materiales  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerización  7.1.2. Polímeros Funcionales  7.1.3. Polímero Biodegradable  7.1.4. Polímeros conductores y semiconductores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas y nanoestructuras  7.2.2. Nanomateriales basados en carbono  7.2.3. Quantum dots  7.3. Química Energética y Ambiental  7.3.1. Química de Baterías y Pilas de Combustible  7.3.2. Química verde y materiales sostenibles  7.3.3. Fotocatálisis

Doctorado → Química inorgánica → Química bio-inorgánica ↓


Complejos metálicos en la ciencia médica


Comprendiendo los complejos metálicos

Los complejos metálicos son compuestos únicos que se forman cuando los iones metálicos se combinan con ligandos, moléculas o iones que pueden donar un par de electrones al metal. Esta coordinación da a los complejos metálicos propiedades físicas y químicas únicas que se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluida la medicina. En el campo de la medicina, los complejos metálicos han inspirado avances significativos, especialmente en el tratamiento y manejo de enfermedades.

Iones metálicos Ligandos

Los complejos metálicos pueden tener varias geometrías, como octaédrica, tetraédrica o cuadrada plana, dependiendo del número y la disposición de los ligandos alrededor del ion metálico central. Aquí hay una representación simplificada de un complejo octaédrico, que típicamente consta de seis ligandos alrededor de un ion metálico central.

Perspectiva histórica e importancia biológica

Tradicionalmente, los metales se consideraban tóxicos en los sistemas biológicos. Sin embargo, el descubrimiento de las propiedades anticancerígenas del complejo de platino cisplatino destacó el potencial de los complejos metálicos en la química medicinal. Este compuesto tuvo efectos inhibidores profundos sobre las células cancerosas, lo que llevó a su aceptación para el tratamiento de varios tipos de cáncer.

Pt(NH₃)₂Cl₂ - Cisplatino

La importancia de este descubrimiento inspiró más investigaciones sobre otros complejos metálicos con beneficios terapéuticos potenciales. Las propiedades únicas de los metales, como los estados de oxidación variables y la capacidad de formar interacciones estables pero reversibles, les confieren ventajas distintivas en los sistemas biológicos.

Metodología

Uno de los aspectos más fascinantes de los complejos metálicos en la ciencia médica es su mecanismo de acción. Estos mecanismos varían según el ion metálico y el ligando involucrado. Los complejos metálicos pueden realizar las siguientes funciones:

  • Interactuar con el ADN e inhibir los procesos de replicación y transcripción.
  • Generar especies reactivas de oxígeno que producen estrés oxidativo y dañan los componentes celulares.
  • Actuar como inhibidores de enzimas, modificando las vías metabólicas.
  • Imitar metales endógenos en enzimas, actuando como cofactores para procesos biológicos esenciales.

Unión y disociación del ADN

Muchos complejos metálicos ejercen sus efectos terapéuticos al interactuar con el ADN. Por ejemplo, cisplatino actúa formando enlaces covalentes con las bases de ADN, principalmente adenina y guanina. Esta interacción resulta en el retorcimiento de la hélice de ADN, inhibiendo así la replicación y la transcripción.

Hélice de ADN Cisplatino

Inhibición de enzimas y reemplazo de metales

Los complejos metálicos también pueden inhibir o imitar enzimas importantes para la progresión de enfermedades. Las enzimas a menudo requieren iones metálicos como cofactores. La introducción de complejos metálicos puede inhibir la actividad enzimática o reemplazar el metal nativo en la enzima, alterando su función y afectando la supervivencia del patógeno.

Aplicaciones de los complejos metálicos en medicina

Aparte del tratamiento del cáncer, los complejos metálicos también se utilizan en varios campos médicos. Su papel potencial se extiende a aplicaciones antimicrobianas, antiinflamatorias y de diagnóstico. Aquí hay algunos ejemplos prominentes:

Terapia contra el cáncer

Después del éxito del cisplatino, se han desarrollado otros complejos basados en platino como el carboplatino y el oxaliplatino. Estos compuestos abordan las limitaciones del cisplatino, como menos efectos secundarios y mayor eficacia contra células cancerosas resistentes. 

Carboplatino: [Pt(NH₃)₂(CBDCA)]
Oxaliplatino: [Pt(DACH)(oxalato)]

Actividad antimicrobiana

Las aleaciones metálicas han demostrado ser efectivas contra una amplia variedad de microorganismos. Por ejemplo, las aleaciones de plata y cobre tienen importantes propiedades antibacterianas. Estas aleaciones pueden destruir las membranas celulares microbianas, afectando la integridad y función celular. Además, las aleaciones de oro han mostrado ser prometedoras en la lucha contra cepas resistentes de bacterias, demostrando mayor estabilidad y menor toxicidad que los antibióticos convencionales.

Desafíos y perspectivas futuras

A pesar de su eficacia, el uso de complejos metálicos en terapia plantea desafíos. Problemas como la toxicidad del metal, la selectividad, el potencial desarrollo de resistencia y la biodisponibilidad deben abordarse. La investigación en curso se centra en desarrollar complejos con mayor especificidad, minimizando los efectos secundarios no deseados mientras se mejoran los beneficios terapéuticos. La nanotecnología juega un papel clave en el diseño de nuevos mecanismos de entrega de complejos metálicos, reduciendo la exposición sistémica y optimizando los efectos terapéuticos. Las innovaciones en el diseño de ligandos son igualmente imperativas. Al optimizar la estructura del ligando, los investigadores pueden modificar las tasas de liberación de iones metálicos, mejorar la estabilidad del complejo y reducir la citotoxicidad.

En conclusión, los complejos metálicos representan una frontera en terapéutica. Sus mecanismos únicos y versatilidad abren nuevas vías para tratar enfermedades desafiantes. Con avances en nuestra comprensión de la química bio-inorgánica y estrategias de diseño sofisticadas, el futuro de los complejos metálicos en terapéutica parece prometedor y está destinado a tener efectos transformadores en la medicina.


Doctorado → 1.4.6


U
username
0%
completado en Doctorado

← Anterior (1.4.5)
Interacciones Metal-ADN
Siguiente (1.5) →
Lantánidos y actínidos

Comentarios 



Complejos metálicos en la ciencia médica

https://www.chemistryelite.com/phd/1.4.6?ceal=es