Esta tesis doctoral se centra en el diseño racional, la síntesis y la evaluación biológica de nuevos metalofármacos basados en ligandos híbridos cumarina-tiosemicarbazona (CTSC), orientados al tratamiento de enfermedades infecciosas desatendidas y virales. A lo largo del trabajo, se desarrollaron 21 ligandos orgánicos (incluyendo análogos de oxígeno y selenio) y 32 complejos de coordinación de Paladio(II) y Platino(II). Los compuestos fueron caracterizados exhaustivamente mediante técnicas espectroscópicas y difracción de rayos X de monocristal, permitiendo correlacionar sus propiedades fisicoquímicas con su desempeño biológico. En la evaluación biológica frente a tripanosomátidos, se determinó que la coordinación metálica potencia significativamente la actividad antiparasitaria respecto a los ligandos libres. Destaca el complejo [PdCl(L1)], el cual no solo mostró eficacia frente a diferentes estadios de Trypanosoma cruzi, sino que logró disminuir la parasitemia en modelos de infección in vivo sin presentar signos de toxicidad aguda. Frente a Trypanosoma brucei brucei, varios compuestos de la familia [M(LPPh3)] presentaron altos índices de selectividad (IS > 200). Adicionalmente, en el contexto de la pandemia de COVID-19, se identificaron complejos con centros de Pd(II) y coligandos de cloruro como potentes inhibidores de la proteasa Mpro de SARS-CoV-2, alcanzando actividades en el rango sub-micromolar. Estos resultados fueron respaldados por estudios de anclaje molecular (docking) y la elaboración de un modelo de relación cuantitativa estructura-actividad (QSAR). Finalmente, se exploró con éxito la vehiculización supramolecular mediante la conjugación de complejos metálicos a nanopartículas de oro (AuNPs). Esta estrategia permitió el seguimiento de la captación intracelular mediante espectroscopía Raman incrementada por superficie (SERS) y demostró ser una vía prometedora para potenciar la eficacia terapéutica de los compuestos desarrollados.