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GPR55 è un recettore accoppiato a proteine G (GPCR) identificato e clonato per la prima volta nel 1999, inizialmente classificato come recettore orfano. È stato successivamente de-orfanizzato quando il lisofosfatidilinositolo (LPI) è stato identificato come suo ligando endogeno. Dal momento che svariati derivati cannabinoidi interagiscono con questo recettore, è stata avanzata l’ipotesi di una sua inclusione nel sistema endocannabinoide (è stato addirittura proposto come recettore CB3, affiancando i recettori cannabinoidi tradizionalmente noti CB1 e CB2), anche se a tutt’oggi la sua esatta classificazione risulta ancora controversa.
Il recettore GPR55 è localizzato sia a livello periferico che centrale nell’organismo umano e sembra intervenire in numerosi processi fisiopatologici. In virtù di questa ampia distribuzione, potrebbe rivelarsi un target innovativo per numerose patologie come obesità e diabete, varie forme di tumore ed osteoporosi. Nel sistema nervoso centrale risulta essere localizzato in varie aree, in particolare a livello delle cellule della microglia, che rivestono un ruolo fondamentale nel mantenimento dell’omeostasi neuronale e nella regolazione della risposta neuroinfiammatoria. Numerose evidenze hanno infatti mostrato un coinvolgimento di GPR55 nella modulazione dei processi neuroinfiammatori, suggerendo la possibilità che tale recettore rappresenti un nuovo target terapeutico per patologie neurodegenerative quali la malattia di Alzheimer, il morbo di Parkinson e la sclerosi multipla.
I ligandi ad oggi noti per il recettore GPR55 sono pochi, scarsamente selettivi e strutturalmente eterogenei, rendendo difficile l’identificazione dei gruppi chiave nell’interazione con il sito di legame. La situazione è ulteriormente complicata dal fatto che l’attività farmacologica è fortemente influenzata dal saggio funzionale utilizzato a causa di numerosi fenomeni che si verificano anche per altri GPCRs, come l’allosterismo, del “biased-signaling” ed il cross-antagonismo.
In questo contesto, recenti studi hanno evidenziato che alcuni derivati 3-benzilcumarinici presentano un’attività antagonista/agonista inversa sul recettore GPR55, valutata mediante il test della beta-arrestina. Inoltre, proprio i derivati 3-benzilcumarinici più promettenti di questi studi, hanno mostrato un’azione anti-neuroinfiammatoria in cellule della microglia primaria attivate con il lipopolisaccaride (LPS).
Sulla base di questi risultati, nel laboratorio di ricerca presso il quale ho svolto la mia tesi di laurea, è stata progettata e sintetizzata una prima serie di analoghi dei composti precedentemente menzionati, variando le caratteristiche stereo-elettroniche dello scaffold benzilcumarinico, con l’obiettivo di ottenere nuovi modulatori del recettore GPR55. In particolare, il gruppo lattonico del nucleo centrale è stato rimpiazzato con un gruppo ammidico, ottenendo una prima serie di derivati 3-benzilchinolin-2(1H)-onici. Alcuni dei composti di questa prima serie sono risultati tra i più potenti e affini GPR55-agonisti sviluppati fino ad oggi (attività funzionale valutata mediante il test della proteina p-ERK), mostrando valori di Ki inclusi nel basso range nanomolare. Inoltre, alcuni di questi hanno mostrato anche una totale selettività rispetto ad uno o ad entrambi i recettori cannabinoidi.
Su tali basi, lo scopo di questa tesi di laurea è stato quello di sviluppare un’ulteriore serie di derivati 3-benzilchinolin-2(1H)-onici, per poter delineare in modo più approfondito le relazioni struttura-attività (SAR) di questa classe di molecole.
In particolare, è stato ritenuto interessante studiare l’importanza della lunghezza della catena laterale alchilica (in posizione 7 del nucleo centrale) nell’interazione con il sito di legame del recettore. A tale scopo, la catena n-butilica presente nei derivati della prima serie è stata rimpiazzata con un gruppo metilico. Pertanto, il lavoro di questa tesi di laurea è consistito nella progettazione e nella sintesi di nuovi derivati 7-metil-3-benzilchinolin-2(1H)-onici.
La strategia sintetica è stata pianificata attraverso un’approfondita ricerca bibliografica ed i vari passaggi che si sono susseguiti per la preparazione dei suddetti composti sono stati opportunamente messi a punto ed ottimizzati.
I saggi biologici atti a valutare l’affinità di legame e la selettività dei nuovi composti sintetizzati per il recettore GPR55, nonché la loro attività funzionale, sono attualmente in corso.