• agonisti selettivi CB2
• sistema endocannabinoide

Il sistema endocannabinoide (ECS) è un sistema di segnalazione ubiquitario costituito dagli endocannabinoidi, i loro recettori, le proteine deputate al loro trasporto e gli enzimi responsabili della loro sintesi e degradazione. L' ECS, è un sistema di regolazione particolarmente complesso in cui gli endocannabinoidi vengono rilasciati "on demand" ed agiscono sia come neurotrasmettitori retrogradi a livello delle presinapsi gabaergiche e glutammatergiche, che come modulatori della trasmissione postsinaptica. I cannabinoidi endogeni maggiormente espressi nell'organismo ed ampiamente studiati sono l'Anandamide (AEA) e il 2-arachidonoilglicerolo (2-AG). Il primo viene metabolizzato da un'idrolasi denominata FAAH (fatty acid amide hydrolase), mentre il secondo viene biodegradato sia attraverso una lipasi denominata MAGL (monoacylglycerol-lipase) che da specifiche α/β-idrolasi denominate ABHD6 e ABHD12. In seguito all’isolamento e caratterizzazione di un fitocannabinoide, il Δ9-tetraidrocannabinolo (THC), sono stati identificati i recettori cannabinoidi di tipo 1 (CB1) e di tipo 2 (CB2), con cui interagiscono gli endocannabinoidi descritti precedentemente. Tali recettori sono proteine transmembranali accoppiati a proteine Gi e Go: i primi inibiscono la formazione dell’adenilato ciclasi, le seconde attivano alcune proteine chinasi (MAPK).
I recettori CB1 sono prevalentemente espressi nel sistema nervoso centrale (SNC), in aree deputate al controllo del movimento, coordinazione, percezione sensoriale, apprendimento e memoria, emozioni, funzione ormonale e temperatura corporea. I recettori CB2 sono presenti soprattutto a livello del sistema immunitario in cellule quali mastociti, linfociti B, T4 e T8, macrofagi, cellule natural killer e monociti, e nei tessuti responsabili della produzione e della regolazione di tali cellule come: milza, timo, tonsille e tessuto linfoide associato all’intestino. Inoltre il recettore CB2, anche se espresso in modo minoritario rispetto al CB1, è stato localizzato nel cervello, in particolare nella microglia, cellule deputate alla difesa immunitaria nel SNC. Numerosi studi attestano il ruolo dell’ECS in vari processi sia fisiologici che patologici: disturbi psichiatrici, dolore neuropatico, neoplasie, neurodegenerazione. Gli effetti benefici dei cannabinoidi ad attività agonista, sono stati rilevati nei modelli animali di patologie neurodegenerative caratterizzate da una sovra espressione cerebrale di recettori CB2 quali sclerosi multipla (MS), morbo di Alzheimer (AD) e sclerosi laterale amiotrofica (SLA). Inoltre, ligandi selettivi per il recettore CB2 sono in grado di ridurre o sopprimere il dolore neuropatico o associato a processi infiammatori.
Per quanto riguarda i processi neoplastici, il sistema endocannabinoide risulta coinvolto nei vari stadi di sviluppo e progressione. In diversi studi è stato dimostrato che i livelli di endocannabinoidi e dei recettori cannabinoidi risultano aumentati in una correlazione diretta con l’aggressività del tumore stesso. Infatti i recettori CB1 sono sovra espressi nelle cellule di linfoma Hodgkin e non-Hodgkin, epatocarcinoma cellulare (chimicamente indotto), tumori epiteliali ovarici, cancro del pancreas e della prostata. Aumentati livelli recettoriali dei recettori CB2 si riscontrano in casi di cancro al seno e glioma. Il meccanismo dell’attività anticancro dei cannabinoidi è fortemente legato alla loro abilità di indurre apoptosi delle cellule tumorali tramite autofagia e di contrastare la neo-angiogenesi inibendo la stimolazione del fattore di crescita vascolare endoteliale (VEGF). Infine, ai cannabinoidi è attribuita un’azione anti-metastatica attraverso la regolazione delle proteasi extracellulari e dei loro inibitori.
Grazie alle numerose proprietà neuro protettive ed antitumorali evidenziate dell’attivazione dei recettori CB2, sempre più ricercatori hanno rivolto la loro attenzione allo studio di nuovi agonisti selettivi al recettore CB2, caratterizzati dalla mancanza dell’attività psicotropa associata all’attivazione dei CB1.
Nel laboratorio di ricerca dove ho svolto il mio lavoro di tesi, nell’ambito di un programma di ricerca mirato all’identificazione di nuovi ligandi selettivi verso il recettore CB2, sono stati sintetizzati diversi derivati a struttura 1,8-naftiridin-2-oxo-3-carbossammide di formula generale A che presentano in posizione 1 sostituenti di tipo alchilico, idrossi-alchilico o fluoro-alchilico e che hanno mostrato una significativa attività agonista e selettività verso i recettori CB2. Inoltre, per indagare le caratteristiche strutturali del core lipofilo centrale in relazione all’affinità recettoriale, sono stati sintetizzati anche composti a struttura B caratterizzati da un gruppo ossidrilico in posizione 4 del nucleo 1,8-naftiridin-2-on-3-carbossamidico. A seguito delle varie modifiche introdotte nei nuclei di tipo A e B, è stato possibile determinare alcune caratteristiche strutturali che influiscono positivamente sulla affinità, selettività e attività agonista verso i recettori CB2.
Sulla base dei risultati ottenuti dal gruppo di ricerca presso il quale ho svolto l’internato di tesi, il mio lavoro di tesi è stato rivolto alla sintesi dei derivati C1-C4 e D1-D4 al fine di migliorare le conoscenze sulle relazioni struttura-attività delle due classi di composti A e B e, in particolare, valutare l’influenza del sostituente alchilico in posizione 1 sulla selettività e sull’affinità per il recettore CB2. I nuovi composti C1-C4, D1-D4 quali analoghi dei derivati A e B rispettivamente, sono caratterizzati da una catena alchilica in posizione 1 con un numero di atomi di carbonio compreso tra C3- C6 e da un alogenuro (Cloro) in posizione terminale. Il sostituente in posizione 3 è stato scelto sulla base dei risultati ottenuti con i composti A e B. Successivamente i miei studi sono proseguiti attraverso la progettazione e sviluppo di precursori utili per un eventuale ottenimento di ulteriori derivati di tipo C e D. A tale scopo, i composti 2 e 5 sono stati alchilati in posizione 1 con cloroalchil-metansulfonati ottenendo i derivati E ed F. I cloroalchil-metansulfonati utilizzati, non essendo prodotti commerciali, sono stati sintetizzati. Poiché il mesilato è un buon gruppo uscente, i derivati E ed F potrebbero essere utilizzati per ottenere nuovi composti di tipo C e D caratterizzati da catene alchiliche opportunamente funzionalizzate.
Attualmente sono disponibili i valori di affinità verso i recettori CB1 e CB2 solo per il composto C2, il quale ha mostrato elevata affinità e selettività nei confronti del recettore CB2: Ki CB1= 224.23nM; Ki CB2= 0.54nM; Ki CB1/ Ki CB2= 415. I prodotti sintetizzati C2 e D2 sono stati testati su cellule di melanoma cutaneo umano A375. Il melanoma è una neoplasia maligna che origina da una crescita incontrollata dei melanociti, cellule che sono deputate alla produzione del pigmento melanina. Inoltre il derivato C2 è stato testato anche su cellule Jurkat, linfoblasti T immortali, utilizzati per studiare la leucemia acuta dei linfociti T. I dati preliminari dei test di vitalità cellulare dei composti saggiati evidenziano una interessante attività antiproliferativa su entrambe le linee cellulari.