RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

Progettazione, sintesi e valutazione biologica di nuovi farmaci cardiovascolari

Università di riferimento

Università degli Studi di MILANO - Chimica farmaceutica e tossicologica - MILANO(MI)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Vincenzo FERRI

Descrizione

Alla luce delle premesse illustrate al punto 2.4, sono state prese in considerazione tre linee di ricerca: a) "Progettazione, sintesi e
valutazione di inibitori della proliferazione dei miociti dei vasi arteriosi"; b) "Progettazione, sintesi e valutazione di agonisti selettivi e/o agonisti misti delle isoforme di PPAR alfa e gamma"; c) nuovi inibitori ell'ACAT strutturalmente correlati al DuP 128.
a) "Progettazione, sintesi e valutazione di inibitori della proliferazione dei miociti dei vasi arteriosi".
Studi di docking molecolare realizzati dalla presente unità di ricerca, utilizzando il programma BioDock, frutto originale di ricerche precedenti, hanno consentito di evidenziare le principali interazioni di attivatori ed inibitori con la farnesiltransferasi, la cui struttura proteica è disponibile presso la Brookhaven National Library. In questo progetto verrà approntata una nuova versione di BioDock capace di tenere in considerazione la flessibilità dei ligandi al fine di ottimizzare la complementarità sterica dei due partners dell'interazione.
Seguirà una seconda fase dedicata alla sintesi di composti chirali, ottenuti con la stereotecnologia più opportuna, ed alla valutazione, effettuata presso questa stessa unità, delle loro attività (inibizione della FTasi e della replicazione di cellule muscolari lisce di aorta di ratto e di arteria femorale umana). La scelta dei composti da prendere in considerazione, oltre che sui risultati della prima fase, si basa sull'acquisizione che il tetrapeptide presente nella parte C-terminale delle p21-RAS ha costituito, con il derivato CVFM, il lead compound per estese ricerche volte allo sviluppo di analoghi peptidici FTasi inibitori. In particolare ci si propone di studiare l'effetto della sostituzione, nella struttura teatrapeptidica CAAX, degli aminoacidi presenti nella regione AA con sistemi che possano interagire con una cavità idrofobica del sito attivo dell'enzima e al tempo stesso assicurare una disposizione ottimale del carbossile terminale rispetto alla funzione tiolica o a una sua variante.
Nel corso di precedenti programmi di ricerca abbiamo preso in considerazione gli inibitori non peptidici della FTasi caratterizzati dalla presenza di un nucleo bifenilico ed abbiamo modificato la porzione tiolica terminale sostituendola con un sistema benzodiossanico o 2,3-diidro-1,4-diossin-[2,3-b]-piridinico con l'intento di limitare la flessibilità della molecola e di conferire alla stessa opportune caratteristiche idrofilico-lipofiliche. Dati preliminare di inibizione della FTasi, ottenuti per i composti sintetizzati hanno evidenziato, per alcuni di essi, un'attività dell'ordine nM. Pertanto, sulla base di questi dati, verranno svolte indagini computazionali più dettagliate e verranno ottimizzate quelle strutture già individuate come attive.

b) "Progettazione, sintesi e valutazione di agonisti selettivi e/o agonisti misti delle isoforme di PPAR alfa e gamma".
I risultati ottenuti nell'ambito delle precedenti ricerche hanno portato all'identificazione di diverse molecole in grado di attivare la trascrizione mediata da PPARalfa e PPARgamma.
Nell'intento di realizzare nuovi attivatori dei vari sottotipi di recettori PPAR, recentemente abbiamo preparato due serie di acidi [4-(benzotriazol-2-il)fenossi]alcanoici e w-aril-2-[4-(benzotriazol-2-il)fenossi]alcanoici, alcuni dei quali hanno mostrato elevata attività su PPARa e su PPARg. I composti più interessanti sono risultati essere l'acido 2-[4-(benzotriazol-2-il)-2,6-dimetilfenossi]isobutirrico e l'acido (R)-(-)-2-[4-(benzotriazol-2-il)fenossi]-2-benzilacetico che agendo su entrambi i recettori, ma prevalentemente su PPARa, rappresentano due interessanti lead per la preparazione di nuovi farmaci utili per il trattamento di patologie dislipidemiche come il diabete di tipo 2 (NIDDM).
Partendo da questi incoraggianti risultati e allo scopo di ottenere composti ancora più attivi o potenti e di ridurre una certa citotossicità evidenziata in alcuni dei composti preparati precedentemente, si vuole ora verificare l'influenza sull'attività della sostituzione dello spezzone ossifenilbenzotriazolico con altri sistemi aromatici o eterociclici quali ad es ossifenilbenzimidazoli e ossifenilftalimmidi variamente sostituiti ed altri ancora.
Per comprendere le basi strutturali che giustifichino le attività dei composti identificati in studi precedenti, proponiamo di cristallizzare i recettori PPARalfa e PPARgamma in presenza e in assenza di diversi agonisti. Inoltre le proprietà biologiche di nuove molecole verranno saggiate in base alla capacità di attivazione dei due isotipi recettoriali. Infine, alcune tra le molecole più attive, verranno valutate in studi in vivo, su modelli animali caratterizzati da alterazioni del quadro lipidico e glucidico.
Di conseguenza l'attività di questa unità in questa sezione si articolerà nelle seguenti fasi:
1) espressione di PPARalfa e PPARgamma in colture batteriche e purificazione mediante cromatografia di affinità per studi cristallografici
2) valutazione della capacità di nuovi composti sintetizzati di attivare la trascrizione genica mediata da PPARs con saggi di trasfezione transiente;
3) valutazione dell'effetto dei composti più potenti ed efficaci sull'espressione di geni bersaglio dei PPARs coinvolti nel metabolismo lipidico e glucidico in cellule epatiche e in adipociti;
4) valutazione dell'effetto delle molecole più attive in un modello animale che presenta alterazioni metaboliche.

c) nuovi inibitori ell'ACAT strutturalmente correlati al DuP 128.
Nel corso di studi precedenti3 abbiamo evidenziato la capacità di inbizione di una serie di derivati piridazinici, che combinavano due delle caratteristiche principali degli inibitori ACAT, quali una lunga catena alchilica ed un sistema orto-difenilico. Abbiamo ora intrapreso un nuovo programma di ricerca inteso alla sintesi, saggi enzimatici e analisi conformazionale di una serie di derivati più strettamente correlati a DuP 128. In particolare ci proponiamo di analizzare il ruolo dell'imidazolo in DuP 128 sostituendolo con differenti anelli, sia eterociclici, inclusa la piridazina, che aromatici. Inoltre investigheremo la reale importanza della lunga catena ramificata, introducendo sostituenti più semplici, quali catene amidiche ed alchiliche. Infine valuteremo, quando possibile, l'importanza dei due gruppi fenilici, eliminando alternativamente l'uno o l'altro.
In particolare nella prima fase del progetto pensiamo di ottimizzare la sintesi dei composti aventi differenti anelli al posto dell'imidazolo presente nel modello. Tutti i composti saranno saggiati per la loro inibizione sulle due isoforme di enzima umano. Sulla base dei risultati preliminari, nella seconda fase del progetto verrà fatto uno studio di relazione struttura-attività sui composti più significativi, con lo scopo di modularne la selettività. Il programma prevede un parallelo studio di modeling.
Con questo progetto ci proponiamo di identificare nuove strutture dotate di elevata potenza e selettività per le due isoforme ACAT1 e ACAT2, possibilmente prive degli effetti collaterali spesso presenti negli inibitori di questo enzima. Tali composti potrebbero essere utili nel trattamento di ipercolesterolemia e aterosclerosi. In particolare gli inibitori di ACAT1 potrebbero giocare un ruolo critico nella formazione di foam cells nei macrofagi, mentre gli inibitori di ACAT2 dovrebbero modulare il processo di assorbimento del colesterolo a livello intestinale.