• 3D-QSAR
• amminoalchilindoli
• cb1
• cb2
• recettori accoppiati alle proteine G
• recettori cannabinoidi

La Cannabis Sativa e i suoi derivati sono stati utilizzati per secoli per i loro effetti psicomimetici e terapeutici. Gli effetti terapeutici dei derivati cannabinoidi sono mediati da due recettori comunemente denominati CB1 e CB2 appartenenti alla famiglia A dei recettori associati alle proteine G. Il recettore CB1 è principalmente localizzato a livello del Sistema Nervoso Centrale ed è molto studiato per gli effetti terapeutici e psicoattivi della sua modulazione a livello centrale. Il recettore CB2 è espresso principalmente a livello del sistema immunitario ed il suo ruolo fisiologico ed il suo potenziale terapeutico sono ancora oggi poco esplorati. Studi recenti suggeriscono che i recettori CB2 siano coinvolti nel controllo del dolore periferico, nei fenomeni infiammatori, di osteoporosi, nella crescita di tumori e potrebbero avere anche un ruolo in patologie come la sclerosi multipla. Lo sviluppo di composti agonisti caratterizzati da alta affinità per il recettore CB2 ed alta selettività rispetto al sottotipo CB1 può essere considerato come un ottimo punto di partenza per esplorare i ruoli fisiologici del recettore CB2 e valutarne il potenziale terapeutico. In letteratura sono presenti molte classi di composti agonisti, tra queste la classe dei derivati aminoalchilindolici riveste un ruolo di particolare importanza perché, oltre a mostrare un certo grado di selettività CB2/CB1, questi composti interagiscono in un sito di legame differente da quello in cui interagiscono le altre comuni classi di agonisti, come suggerito da alcuni studi sperimentali.
L’obiettivo della Tesi di laurea è stato quello di sviluppare uno studio computazionale dei derivati aminoalchilindolici allo scopo di:

1. Analizzare e descrivere le relazioni struttura attività importanti per l’affinità verso il recettore CB2.
2. Analizzare e descrivere le relazioni struttura-attività importanti per la selettività CB2/CB1.
3. Fornire suggerimenti per lo sviluppo di nuovi potenziali agonisti selettivi per il recettore CB2.
4. Sviluppare una procedura in grado di rendere possibile un eventuale studio di virtual screening.
5. Testare l’affidabilità di una metodica di allineamento dei composti recentemente pubblicata dal nostro gruppo di ricerca.

Data l’assenza di strutture tridimensionali sperimentali dei recettori CB1 e CB2 lo studio si è sviluppato utilizzando approcci basati solamente sulle caratteristiche dei ligandi, quali lo sviluppo di modelli farmacoforici e di modelli 3D-QSAR.
La ricerca bibliografica ha messo in luce la presenza di 127 derivati aminoalchilindolici con proprietà agoniste verso il sottotipo CB2 testati su entrambi i recettori CB1 e CB2 utilizzando le stesse condizioni di saggio, in maniera tale da poter correlare l’affinità sperimentale con quella calcolata dai modelli 3D-QSAR. Allo scopo di sviluppare modelli 3D-QSAR per l’affinità di questi ligandi verso i recettori CB1 e CB2 sono state prese in considerazione due diverse procedure di allineamento dei ligandi: la procedura “atom-based” presente nel programma PHASE e la procedura “MTA” (multitemplate alignment) recentemente riportata dal nostro gruppo di ricerca.
Lo sviluppo del modello 3D-QSAR “atom-based” è iniziato con la costruzione di un modello farmacoforico ad opera del programma PHASE.
Sulla base di tale modello farmacoforico sono stati allineati tutti i ligandi riportati e poi, tramite la procedura GRID/GOLPE è stato costruito il modello 3D-QSAR per i recettori CB1 e CB2.
Il modello 3D-QSAR “MTA” necessita invece di strutture di riferimento rappresentative (templati) per l’allineamento dei composti. A tale scopo sono state selezionate cinque molecole, caratterizzate da alta diversità ed alta affinità nei confronti del recettore CB2.
I templati sono stati utilizzati per costruire con il programma PHASE un modello farmacoforico in grado di descrivere tutte e cinque le molecole.
Utilizzando come templati le cinque molecole allineate tra loro usando questo modello farmacoforico, i 127 derivati aminoalchilindolici sono stati allineati a tali templati attraverso il programma ROCS, sulla base della loro forma e delle loro caratteristiche elettrostatiche. Per ogni ligando, tra i cinque allineamenti, è stata quindi presa in considerazione solo la conformazione con lo score più alto di allineamento e sulla base di tale allineamento sono stati sviluppati con la proceduta GRID/GOLPE i modelli 3D-QSAR per i recettori CB1 e CB2.
I modelli 3D-QSAR ottenuti attraverso i due metodi di allineamento sono stati messi a confronto per individuare quale dei due metodi fosse il più affidabile. I due modelli 3D-QSAR “MTA” hanno mostrato un notevole miglioramento nella predizione esterna, mentre le due metodologie hanno mostrato simili caratteristiche di predizione interna. Sulla base quindi della migliore affidabilità dei modelli 3D-QSAR “MTA” questi sono stati ulteriormente analizzati graficamente, suggerendo le principali caratteristiche dei derivati analizzati importanti per un’alta affinità nei confronti del recettore CB2 ed un alto rapporto di selettività CB2/CB1