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• inibitori
• metalloelastasi
• metalloproteasi
• MMP-12
• MMP-2
• MMPs
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• zincoproteasi

SSD: CHIM08
"Sintesi di nuovi inibitori di metallo proteinasi di matrice extracellulare"
Abstract.
Le metalloproteinasi della matrice (MMP) sono una famiglia di endopeptidasi zinco-dipendenti che degradano la maggior parte dei componenti della matrice extracellulare. Hanno normalmente un ruolo centrale nei processi fisiologici di accrescimento, sviluppo e rimodellamento tissutale, ma la sovraespressione e l’iperattività catalitica di alcune di loro è chiave in molte patologie degenerative come ad es.l’artrite reumatoide, e molte malattie cardiovascolari e neurodegenerative. A tutt’oggi il ruolo patologico più studiato rimane comunque ancora quello della cancerogenesi e della progressione tumorale. Nei tumori la Gelatinasi A, MMP-2, ed alcune altre MMPs svolgono ruoli chiave nei meccanismi di invasione cellulare e neoangiogenesi. L’inibizione di queste MMPs antitarget potrebbe provocare una accelerazione del processo di cancerogenesi con esiti nefasti per il paziente. Su queste basi è a tutt’oggi di notevole interesse terapeutico e/o diagnostico avere la disponibilità di adeguati inibitori dotati di alta selettività per il controllo dell’attività proteolitica di specifiche MMPs validate oggi come target tumorali . Fra tutte le MMPs conosciute la MMP-2 costituisce ancora oggi un sicuro target per sviluppare nuovi agenti antinvasivi ed antiangiogenici. In questi casi il problema è solo nel riuscire ad ottenere una alta specificità per questo enzima, cosa non facile se si considerano l’alta omologia strutturale e le scarse differenze strutturali fra le varie MMPs nella loro regione del dominio catalitico.
Un altro problema da superare nello sviluppo di nuovi inibitori di MMPs è legato alla tossicità intrinseca di queste molecole che hanno la capacità di chelare fortemente non solo lo Zn catalitico di queste metalloproteine ma anche altri cofattori metallici di altre proteine essenziali per la vita.
Su queste basi, in questa tesi, sono state prese in considerazione due alternative per lo sviluppo di inibitori potenzialmente selettivi per alcune MMPs come la MMP-2 (coinvolta nell’invasività metastatica dei tumori e nella loro angiogenesi) e la MMP-12 (coinvolta principalmente nelle patologie infiammatorie cardiovascolari e polmonari).
In una prima parte alternativa, considerando precedenti studi condotti nel laboratorio dove ho svolto la tesi, abbiamo voluto proseguire nello sviluppo di inibitori di MMPs che presentassero nella loro struttura un gruppo idrossammato come chelante lo zinco catalitico (ZBG).Questo perché era stato visto che, contrariamente a quanto riportato in letteratura da altri autori, era possibile utilizzare questo gruppo con successo ottenendo ugualmente molecole con scarsa tossicità anche in vivo. Uno dei passaggi chiave per ottenere inibitori potenti e selettivi per la MMP-2 e privi di tossicità legata allo ZBG può stare nella adeguata sostituzione nelle posizioni P1-P1’-P2 dello scaffold dell’inibitore adiacenti allo ZBG idrossammato. In effetti un precedente inibitore commerciale (ARP100,1) sviluppato nel laboratorio dove ho svolto la tesi, aveva anch’esso uno ZBG idrossammato ma aveva mostrato di essere stabile, efficace e privo di tossicità anche se usato a tempi molto lunghi per combattere il dolore neuropatico anche nell’animale da esperimento.
Considerando che molto spesso scaffold eterociclici sono stati utili per svilppare nuove classi di inibitori selettivi per le MMPs abbiamo deciso in questa tesi di mettere a punto la sintesi di un nuovo idrossammato che presentasse uno scaffold etero-biciclico (2) che fosse adatto ad orientare con rigidità ed appropriate geometrie i gruppi farmacoforici in P1-P2’ essenziali per attività e selettività. Si tratta di uno scaffold non ancora utilizzato in questa classe di enzimi ma teoricamente molto utile per studiarne le proprietà inibitrici e la tossicità.
Nella seconda parte alternativa è stato studiato lo sviluppo di alcuni inibitori, che al posto del forte gruppo chelante ZBG idrossammico presentavano un gruppo capace di dare interazioni più deboli con lo zinco o con le adiacenti regioni del dominio catalitico di queste MMPs. Questo allo scopo di valutarne la potenzialità sia dal punto di vista di selettività fra le varie MMPs che dal punto di vista delle proprietà di biodisponibilità e tossicità rispetto ai loro analoghi idrossammati. In questo caso lo studio è partito da un inibitore precedentemente sviluppato nel laboratorio e sono stati sintetizzati tre composti.

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