ETD

• aggregazione
• Dicroismo Circolare
• malattia di Alzheimer
• Sintesi peptidica

Il seguente lavoro di tesi è focalizzato sullo studio del peptide β-amiloide Aβ(1–42), coinvolto nella malattia di Alzheimer (AD), una forma di demenza caratterizzata da decadimento cognitivo progressivo dovuto dall’aggregazione di placche di Aβ e grovigli neurofibrillari di proteina tau iperfosforilata. La tesi sottolinea inoltre la complessità dei meccanismi molecolari alla base della AD, che coinvolgono disfunzioni sinaptiche, stress ossidativo, neuroinfiammazione e alterazioni metaboliche energetiche neuronali evidenziando come le classiche terapie a base farmacologica siano inefficaci o palliative nei confronti della malattia. L’obiettivo principale è la progettazione, sintesi e caratterizzazione di peptidi β-hairpin basati sulla regione 17-36 di Aβ(1-42), tratto dove si viene a formare ripiegamento o turn che porta alla formazione delle strutture β-foglietto, le quali sono la principale causa dell’aggregazione. Questi vengono scelti con l’obiettivo di utilizzarli come modelli nell’analisi dell’aggregazione e potenziali agenti terapeutici in grado di inibire la formazione degli oligomeri tossici. Vengono anche sintetizzati i β-breakers, tipiche strutture peptidiche note per la loro proprietà antiaggregante. Questi saranno utilizzati per la sintesi di molecole ibride composte da una porzione peptidica e da unparte molecolare in grado di inibire processi infiammatori e/o aventi proprietà antiossidanti. Alternativamente si provvederà a coniugare ad alcuni peptidi β-breakers dei poliossometallati (POM) al fine di aumentarne l’ingombro sterico, favorendo l’azione antiaggregante, sfruttando nel contempo le proprietà antiinfiammatorie e/o antiossidanti che caratterizzano alcuni di questi POM.
Sono stati sintetizzati diversi peptidi con modifiche strutturali sostituendo i residui tipici del turn con template -omo o etero-chirali basati su acidi Nipecotici e dipeptidi diprolinici al fine di stabilizzare la conformazione β-hairpin e comprendere le eventuali proprietà aggreganti dettate dai residui amminoacidici e dai gruppi funzionali delle catene laterali. Vengono inoltre sostituite nella regione del secondo strand o una glicina o una sarcosina al fine di modulare l’aggregazione di questi sistemi che imitano l’amiloide Aβ(1–42). L’attività e la struttura conformazionale dei peptidi è stata studiata con spettroscopia di dicroismo circolare (CD), evidenziando l’importanza del pH, della temperatura e di cosolventi organici nelle strutture secondarie formate e nel processo di aggregazione. Nel lavoro di tesi si provvede infine a studi di Dicroismo Circolare sulle strutture β-hairpin incubate in diverse giornate in combinazione ad un β-breaker con l’obiettivo di studiare in quali condizioni e comprendere se i peptidi sintetizzati possano svolgere da architetture che mimano Aβ(1-42).
I peptidi sintetizzati saranno utilizzati in studi futuri per bloccare l’aggregazione amiloide e combinati con macromolecole antiossidanti e antiinfiammatorie, supportando la strategia multimodale per il trattamento della AD. Per le strutture β-hairpin studi futuri vedranno test in vivo come modello rapido di screening per testare ulteriormente le proprietà antiaggreganti.
I risultati mostrano un significativo progresso verso lo sviluppo di molecole peptidiche innovative, con potenziale impatto terapeutico.