ETD

• affinità di legame
• benzilcumarini
• GPR55
• isomeri clorochinolinici
• recettore
• selettività

Il recettore GPR55 è un recettore accoppiato a proteine G clonato alla fine degli anni 90, il cui ruolo fisiologico e patologico è stato chiarito solo parzialmente negli ultimi anni. Numerose evidenze sperimentali indicano il suo coinvolgimento in diversi processi fisiopatologici, tra cui la neurodegenerazione, le malattie metaboliche, il rimodellamento osseo, il dolore neuropatico e il cancro. In particolare, antagonisti del recettore GPR55 hanno dimostrato efficacia in modelli di alcune forme tumorali ed epilessia, mentre agonisti del recettore sembrano esercitare un effetto neuroprotettivo, suggerendo potenziali applicazioni terapeutiche nel trattamento di patologie neurodegenerative quali il morbo di Parkinson, il morbo di Alzheimer e la sclerosi multipla. Nonostante ciò, il ruolo biologico di GPR55 rimane ancora poco definito.
Una delle principali difficoltà nello studio di questo recettore è rappresentata dalla limitata disponibilità di ligandi selettivi e dalla presenza di risultati talvolta incoerenti nei saggi biologici utilizzati per caratterizzarne l’attività. La somiglianza strutturale con i recettori cannabinoidi CB1 e CB2 ha inizialmente portato a considerare GPR55 come un possibile “recettore CB3”, ipotesi oggi ritenuta controversa a causa delle differenze nei meccanismi di trasduzione del segnale. Inoltre, i ligandi attualmente noti per GPR55 sono pochi, strutturalmente eterogenei e spesso caratterizzati da una scarsa specificità recettoriale. Di conseguenza, lo sviluppo di nuovi ligandi selettivi per GPR55 rappresenta un obiettivo di grande interesse, sia per chiarirne il ruolo fisiopatologico sia per sfruttarne il potenziale terapeutico.
L’obiettivo di questo lavoro di tesi è stato lo sviluppo di una nuova serie di derivati 3-benzilchinolin-2(1H)-onici come potenziali modulatori del recettore GPR55, nonché l’approfondimento delle relazioni struttura-attività associate a questa classe di composti. Tali molecole derivano strutturalmente da precedenti analoghi 3-benzilcumarinici, descritti in letteratura come antagonisti o agonisti inversi del recettore GPR55 e valutati tramite saggi di reclutamento della β-arrestina. Alcuni di questi derivati avevano inoltre mostrato un effetto neuroprotettivo in modelli cellulari di microglia primaria attivata.
Le precedenti serie di composti 3-benzilchinolin-2(1H)-onici erano state progettate sostituendo il gruppo lattonico delle cumarine con un gruppo lattamico, al fine di modificarne le proprietà stereo-elettroniche. Ulteriori ottimizzazioni strutturali, come l’introduzione di catene laterali lipofile in posizione 7 e di piccoli sostituenti polari in posizioni chiave dello scaffold, avevano condotto all’identificazione di ligandi altamente affini e selettivi per GPR55, con valori di affinità nel range nanomolare. L’attività biologica di tali composti era stata valutata mediante saggi radiometrici di legame e saggi funzionali basati sull’attivazione della via p-ERK, supportati da studi di modellamento molecolare del recettore.
Sulla base dei dati ottenuti in precedenza, il lavoro di questa tesi si è focalizzato sulla posizione 7 del nucleo centrale, ritenuta determinante per la modulazione dell’attività funzionale sul recettore GPR55. In particolare, sono state esplorate due principali strategie di modifica strutturale: la rimozione della catena laterale alchilica in posizione 7, per valutare il contributo di tale sostituente alle interazioni ligando-recettore, e la sua sostituzione con piccoli gruppi polari, ottenuta mediante lo spostamento di sostituenti metossilici o ossidrilici dalla posizione 5 alla posizione 7 del nucleo chinolinico.
Il lavoro sperimentale ha portato alla sintesi di due nuove serie di derivati 3-benzilchinolin-2(1H)-onici variamente sostituiti. La via sintetica è stata ottimizzata partendo da una diidrocumarina commerciale e ha previsto una reazione chiave di ciclizzazione di tipo Vilsmeier–Haack, che ha condotto alla formazione di due isomeri clorochinolinici separabili cromatograficamente. Le strutture degli intermedi e dei prodotti finali sono state assegnate e confermate mediante tecniche spettroscopiche NMR ed esperimenti bidimensionali NOESY.
I composti finali ottenuti rappresentano nuovi potenziali modulatori del recettore GPR55 e saranno sottoposti a valutazione biologica per determinarne l’affinità di legame, la selettività e l’attività funzionale. I risultati attesi contribuiranno ad ampliare la conoscenza delle relazioni struttura-attività di questa classe di composti e a chiarire ulteriormente il ruolo del recettore GPR55, aprendo nuove prospettive per lo sviluppo di strategie terapeutiche mirate.