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Il cancro è una patologia complessa e multifattoriale, caratterizzata da proprietà biologiche anomale che definiscono i cosiddetti hallmarks della carcinogenesi. Tra queste, la riprogrammazione metabolica gioca un ruolo chiave nella progressione della lesione neoplastica, poiché permette di sfruttare efficacemente le risorse disponibili nel dinamico ecosistema tumorale, a discapito delle cellule sane. La strategia adattativa delle cellule cancerose coinvolge diverse vie metaboliche, tra cui la via del pentoso fosfato (PPP), che ha suscitato, negli ultimi anni, un notevole interesse nella ricerca scientifica per lo sviluppo di nuove terapie antitumorali. Il pathway dei pentoso fosfati è un processo metabolico che fornisce potenziale riducente e intermedi metabolici essenziali per la biosintesi di molteplici macromolecole. Numerosi studi enfatizzano il ruolo della PPP nella biologia tumorale e sottolineano come una sua up-regulation, riscontrata in vari tipi di neoplasie, sia alla base della progressione tumorale. I due principali prodotti di tale via metabolica sono il ribosio-5-fosfato che, agendo come precursore nucleotidico, sostiene la sintesi ex novo di DNA e RNA, e il NADPH, un agente riducente che interviene nella difesa antiossidante. Le cellule tumorali sperimentano, a causa di fattori intrinseci ed estrinseci, un’aumentata produzione di ROS, molecole altamente reattive che sono coinvolte in diversi meccanismi di segnalazione cellulare e di regolazione genica. Tuttavia, quando presenti in concentrazioni elevate, danneggiano componenti cellulari essenziali e inducono apoptosi. Le cellule neoplastiche possiedono una notevole difesa antiossidante che garantisce il mantenimento dei ROS ad un livello pro-tumorale e ne previene l’accumulo eccessivo. Il principale sistema di detossificazione cellulare è rappresentato dal glutatione ridotto (GSH), i cui livelli intracellulari sono sostenuti dal NADPH. Il glutatione ridotto reagisce infatti con i ROS mediante una reazione di ossido-riduzione che genera glutatione nella sua forma ossidata (GSSG). La rigenerazione di GSH a partire da GSSG è garantita dall’enzima glutatione reduttasi, ed è supportata dal NADPH, che agisce come cofattore riducente. Uno degli enzimi responsabili della produzione di NADPH è la glucosio-6-fosfato-deidrogenasi (G6PD), che catalizza l’ossidazione irreversibile del glucosio-6-fosfato, prodotto derivante dal processo glicolitico, a 6-fosfoglucono-lattone. Tale reazione costituisce lo step limitante del PPP, ed è accompagnata, quindi, dalla riduzione del NADP+ a NADPH. Una sovraespressione dell’enzima G6PD è stata osservata in vari tipi di tumori, come nell’epatocarcinoma (HCC), un tumore aggressivo con un’incidenza in aumento a livello globale. L’HCC è strettamente legato alla MASLD (metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease), una patologia caratterizzata dall’accumulo di grassi a livello epatico, le cui cause sono riconducibili a disfunzioni metaboliche. Queste ultime, infatti, rappresentano un importante fattore di rischio per lo sviluppo dell’HCC, poiché la disfunzione metabolica induce uno stato infiammatorio cronico che danneggia in modo persistente il parenchima epatico. Le terapie attualmente utilizzate per il trattamento dell’HCC non offrono benefici clinici significativi, principalmente a causa della chemioresistenza e dei rilevanti effetti collaterali, e la modulazione di G6PD potrebbe rappresentare un’alternativa terapeutica promettente. Studi recenti hanno, infatti, rilevato un’elevata attività dell’enzima in cellule di HCC, evidenziando il suo ruolo nell’influenzare l’invasività e la generazione di metastasi. Inoltre, un altro studio condotto su linee cellulari di epatocarcinoma ha evidenziato come il silenziamento genico di G6PD risulti in una significativa inibizione della proliferazione cellulare. Visto il ruolo centrale che questo enzima possiede in tali patologie, nel corso degli anni sono stati studiati e sviluppati diversi inibitori di G6PD. Tra questi, il più promettente sembra essere una piccola molecola non steroidea, G6PDi-1, che ha mostrato un’attività inibitoria reversibile nei confronti dell’enzima con una IC50 di 0.07 µM. Test su linee cellulari tumorali di HepG2 (cancro epatico umano) e HCT116 (cancro al colon umano) hanno confermato una riduzione dose-dipendente del prodotto metabolico 6-fosfogluconolattone e di NADPH a seguito del trattamento con G6PDi-1, con aumento della citotossicità causata dall’accumulo di ROS. Gli incoraggianti risultati di G6PDi-1 costituiscono una solida base per lo sviluppo di nuovi analoghi dell’inibitore. Di fatto, nel laboratorio di ricerca presso cui ho svolto la mia tesi, mi sono dedicata alla sintesi di analoghi strutturali di G6PDi-1. I dettagli relativi alla sintesi degli analoghi di G6PDi-1, alle tecniche di purificazione, alle rese e alla caratterizzazione degli intermedi e dei prodotti finali, saranno oggetto di questa tesi di laurea.