RICERCA ITALIANA     

SINTESI E VALUTAZIONE DI NUOVI LIGANDI PER IL RECETTORE BENZODIAZEPINICO PERIFERICO UTILI PER IL CHIARIMENTO DEL SUO RUOLO FISIO-FARMACOLOGICO E DIAGNOSTICO

Università degli Studi di Cagliari

Abstract

Studi recenti hanno dimostrato che il recettore periferico per le benzodiazepine (PBR) svolge un ruolo fondamentale nella regolazione della sintesi di steroidi. Distinto dal recettore "centrale" per le benzodiazepine (CBR), il PBR è espresso sulla membrana mitocondriale, dove controlla la traslocazione del colesterolo nel compartimento interno del mitocondrio, sia a livello centrale (cellule gliali e neuroni) che in organi periferici prevalentemente a funzione endocrina. I composti steroidei, derivati dal metabolismo del progesterone, come l'allopregnanolone e il THDOC, sono noti indurre marcati effetti antistress e ansiolitici, dovuti alla loro azione di membrana che si esplica attraverso una facilitazione della neurotrasmissione inibitoria rapida mediata dai recettori per l'acido gamma-aminobutirrico di tipo A (GABA-A) nel Sistema Nervoso Centrale. Numerosi risultati del nostro e di altri laboratori hanno dimostrato che lo stress, che si associa ad una down-regulation della funzione GABAergica e ad uno stato ansioso, produce un marcato aumento delle concentrazioni plasmatiche e cerebrali di questi neurosteroidi. Queste osservazioni suggeriscono l'ipotesi che ansia e stress, neurosteroidi e funzione dei recettori GABA-A siano fattori fra loro intimamente correlati. In accordo con questa idea, fluttuazioni fisiologiche o patologiche delle concentrazioni di neurosteroidi potrebbero avere un ruolo determinante nella modulazione degli stati emozionali, così come nei meccanismi >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Enrico SANNA Università degli Studi di CAGLIARI

Obiettivo del Programma di Ricerca

La sintesi di steroidi sia nel cervello che negli organi periferici è sotto il controllo di recettori mitocondriali denominati "recettori periferici per le benzodiazepine" (PBR). Questi recettori, distinti dai recettori centrali per le benzodiazepine (CBR) che sono associati al recettore GABA-A, sono localizzati sulla membrana mitocondriale di cellule gliali e neuronali e di cellule di organi perfericii come surrene, testicolo, ovario, polmone, fegato, cuore, nonché nelle piastrine, linfociti e glubuli rossi. Il ruolo fisiologico principale del recettore periferico per le benzodiazepine è la promozione della steroidogenesi sia a livello centrale che periferico. Infatti, questi recettori sono capaci di promuovere la traslocazione del colesterolo dai siti di deposito e di sintesi intracellulare verso la membrana mitocondriale interna, dove questo precursore viene ossidato a pregnenolone, dal cui successivo metabolismo originano gli altri steroidi. Quindi questo processo costituisce la tappa limitante della sintesi degli steroidi.
Due metaboliti del progesterone, allopregnanolone e THDOC sono noti indurre, attraverso un'azione modulatoria positiva sui recettori GABA-A, effetti simili a quelli delle benzodiazepine e dei barbiturici, suggerendo che questi ormoni siano tra le molecole endogene più importanti nel controllo degli stati emozionali. Si ritiene inoltre che variazioni fisiologiche dei livelli cerebrali e plasmatici di questi ormoni potrebbero determinare >>>

Risultati parziali attesi

Le nostre precedenti ricerche sulla sintesi e caratterizzazione dell'attività biologica dei derivati imidazopiridinacetammidici hanno prodotto una serie di interessanti composti dotati di elevata affinità e selettività per i recettori periferici e centrali per le benzodiazepine. Lo studio sulla relazione struttura-attività ha permesso di stabilire alcuni dei determinanti strutturali che sono richiesti per l'alta affinità e selettività verso il recettore periferico per le benzodiazepine, come la sostituzione sul nucleo imidazopiridinico in posizione 8 con sostituenti lipofilici, e la presenza di un atomo di cloro in posizione para dell'anello fenilico al C2.
Sulla base di queste conoscenze, prevediamo che questa nuova ricerca permetterà di ottenere una serie di derivati ad alta affinità e selettività per il recettore periferico per le benzodiazepine, e potenzialmente dotate di attività agonista e antagonista sulla sintesi di neurosteroidi. Prevediamo di ottenure la sintesi dei ligandi costituiti dai sali di platino K[PtCl3(etilene)].
Nel caso delle molecole utili per la visualizzazione recettoriale, prevediamo di poter sintetizzare derivati imidazopiridinici dotati di elevata affinità e selettività per il PBR.Prevediamo di ottenere delle nuove molecole imidazopiridiniche capaci di legarsi con alta affinità e selettività al recettore periferico per le benzodiazepine, nonché di ottenere ulteriori e importantissime informazioni circa i requisiti strutturali >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

La ricerca di recettori specifici per le benzodiazepine ha portato all'identificazione di una classe di siti di legami con caratteristiche anatomiche, strutturali e funzionali diverse rispetto al sito associato al recettore per l'acido gamma-aminobutirrico di tipo A (GABA-A), convenzionalmente denominato "recettore centrale per le benzodiazepine" o CBR. Questi recettori osservati per la prima volta nel fegato e più tardi identificati in molti altri organi periferici nonché nelle cellule gliali, sono stati chiamati "recettori periferici per le benzodiazepine" o PBR (1). Strutturalmente, il PBR è un complesso multimerico formato da tre differenti subunità proteiche. Una subunità con peso molecolare di 18 kDa la cui sequenza aminoacidica (169 AA) presenta una omologia dell'80% tra le diverse specie analizzate (umana, bovina, murina). L'analisi idropatica della sequenza aminoacidica rivela la presenza di 5 segmenti transmembrana, il terminale amminico orientato verso lo spazio intermembranale mitocondriale ed il terminale carbossilico verso il citoplasma. Questa subunità (18 kDa) è associata con 2 proteine aventi peso molecolare di 32 kDa e 30 kDa identificate rispettivamente come un canale anionico voltaggio-dipendente (VDAC) e un trasportatore di nucleotidi adeninici. Il VDAC è un canale ad alta conduttanza e scarsa selettività ionica, localizzato nella membrana mitocondriale esterna, in prevalenza nei siti di contatto di questa con la membrana mitocondriale interna. Il >>>