• Metalloproteinasi della matrice extracellulare
• TIMP
• slow-binding
• inibitori idrossammici

Durante la progressione tumorale si osserva un aumento nell’espressione di alcuni enzimi appartenenti alla famiglia delle MMP (metalloproteinasi della matrice extracellulare, o matrixine), che sembrano svolgere un ruolo cruciale per la migrazione nelle metastasi tumorali e nei fenomeni di angiogenesi. Queste Zinco-endopeptidasi sono prodotte e secrete come zimogeni inattivi nella matrice extracellulare dalle cellule tumorali stesse o dalle cellule stromali, come fibroblasti, cellule endoteliali ecc. Normalmente l’omeostasi delle MMP è mantenuta dai loro inibitori tessutali endogeni TIMP, ma nella progressione tumorale spesso si ha un’incontrollata sovraespressione delle MMP e i loro inibitori naturali non sono più in grado di garantire un equilibrio fra zimogeni inattivi e metalloproteinasi attivate. Negli ultimi anni sono stati sintetizzati, e portati a livello di trial clinico, inibitori delle MMP ad “ampio spettro”, ma tali composti mostrano effetti collaterali a livello muscolo-scheletrico a causa dell’inattivazione della MMP-1 (collagenasi 1), la cui attività enzimatica è necessaria per garantire l’omeostasi dei tessuti connettivi.
Nell’ambito di questa tesi sperimentale, sono stati effettuati numerosi screening in vitro per valutare l’efficienza di inibizione delle varie MMP da parte di nuovi composti di sintesi. Sono stati saggiati nuovi composti per ricerca di selettività, potenza dell’inibitore e quindi bassa IC50, cinetiche di inibizione di tipo “slow binding”. L’ultimo aspetto preso in analisi è promettente perché gli inibitori tissutali endogeni TIMP hanno un comportamento di tipo “slow binding”.
È stato valutato il comportamento cinetico di alcuni inibitori idrossamici recentemente sintetizzati, potenzialmente utili in cancro e malattie infiammatorie, effettuando analisi fluorimetriche su MMP-1, MMP-2, MMP-8, MMP-9, MMP-13, MMP-14 e ADAM17\TACE (TNF-alpha converting enzyme).
Questi composti appartengono a tre diverse classi di sulfonamidi: N-O-Alchilsulfonamidi come (R)-EN73 e (S)-EN73, N-Alchilsulfonamidi, quale SM3, e N-H sulfonamidi, come FO8, che differiscono strutturalmente tra loro per la presenza o assenza del sostituente P1’ in posizione alfa e mostrano un profilo inibitorio caratterizzato da una buona attività su MMP-2 e su MMP-13, con una marcata selettività verso MMP-1.
Gli inibitori enantiomeri (R)-EN73 e (S)-EN73, che mostrano valori di IC50 nell’intervallo nanomolare per MMP-2 e MMP-13, mostrano cinetiche di tipo “slow binding” una volta esaminati con analisi spettrofluorimetriche con il substrato FS-6. I valori di koff e kon ottenuti sono dell’ordine di grandezza di 105 M-1 s-1 e di 10-3 s-1, rispettivamente, con conseguenti valori di KI paragonabili ai dati di IC50. Al contrario, analoghi non chirali privi del sostituente P1’ quali SM3 e FO8, mostrano un comportamento cinetico caratterizzato dal rapido raggiungimento dell’equilibrio. Supponiamo quindi che sia il sostituente in alfa che si lega alle matrixine bersaglio a guidare l'interazione enantioselettiva specifica che caratterizza la cinetica “slow binding” degli inibitori. Abbiamo effettuato questa analisi cinetica anche su inibitori con piccoli sostituenti aromatici in P1': la natura del gruppo sostituente in P2' diviene determinante per il comportamento cinetico soltanto quando il P1' ha ridotte dimensioni (come nei composti p-MeO). Infatti, a differenza dei composti chirali bifenilici, nella serie dei p-MeO soltanto EN178, privo dell'atomo di ossigeno, mostra un comportamento “slow binding” sulla MMP13.
Tra le prospettive future è interessante la possibilità di coniugare questi inibitori di nuova sintesi con fluorofori per marcare accumuli di tali enzimi e quindi per valutare e seguire la progressione del tumore.