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Thesis etd-05102020-124257


Thesis type
Tesi di laurea magistrale LM5
Author
GIOTTI, ALESSIO
URN
etd-05102020-124257
Thesis title
Sintesi di derivati piridin-3-cicloeptano carbossiammidici quali potenziali modulatori allosterici positivi del recettore cannabinoide CB2.
Department
FARMACIA
Course of study
CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
Supervisors
relatore Prof.ssa Manera, Clementina
relatore Dott.ssa Ferrisi, Rebecca
Keywords
  • modulatori allosterici positivi
  • CB2R
  • sistema Endocannabinoide
Graduation session start date
12/06/2020
Availability
Withheld
Release date
12/06/2090
Summary
Il sistema endocannabinode (ECS) è un complesso sistema endogeno neuromodulatorio ampiamente espresso nel nostro organismo e responsabile del controllo omeostatico di diversi processi fisiologici tra cui nocicezione, regolazione dell'umore, funzioni cognitive, neurogenesi e neuroprotezione, appetito, metabolismo lipidico, nonché della crescita e proliferazione cellulare. Pertanto, i vari componenti dell’ECS, quali i recettori cannabinoidi (CBRs, CB1R e CB2R), i loro ligandi endogeni noti come endocannabinoidi (ECs, i più conosciuti e studiati dei quali sono l’anandamide AEA e il 2-arachidonoil-glicerolo, 2-AG), gli enzimi deputati alla sintesi e degradazione degli ECs e il trasportatore di membrana dei ECs (EMT), sono promettenti bersagli terapeutici.
I CBRs appartengono alla famiglia dei recettori accoppiati alle proteine G (GPCR). Il CB1R è il sottotipo prevalentemente espresso nel sistema nervoso centrale (SNC), in modo particolare a livello della neocorteccia e dell’ippocampo, nei gangli della base, nel cervelletto e nel tronco encefalico, ma ne è stata evidenziata la presenza anche a livello periferico. Il CB2R è maggiormente espresso in organi con funzione immunitaria come macrofagi, milza, tonsille, timo e leucociti, ma è stato trovato anche nel SNC. Molti gruppi di ricerca si sono quindi rivolti verso l’identificazione e la caratterizzazione di molecole in grado di interagire direttamente con i siti di legame ortosterici dei CBRs. Tuttavia, i siti di legame ortosterici sono altamente conservati nei GPCR, rendendo così difficile raggiungere un'alta selettività recettore specifica. Per questo sono diversi gli effetti collaterali legati alla diretta modulazione dei CBRs, quali ad esempio ansia, depressione, effetti psicotropi, tendenze suicide e disfunzioni immunitarie. L’interesse scientifico si è quindi focalizzato nella ricerca di nuovi approcci per superare questo problema che includono lo sviluppo di molecole capaci di interagire con i siti allosterici dei CBRs. Infatti, i siti di legame allosterici nei GPCR sono meno conservati di quelli ortosterici, semplificando così la progettazione di composti selettivi. I modulatori allosterici, legandosi al sito allosterico, provocano dei cambiamenti conformazionali al livello del sito ortosterico che vanno a modificare l’affinità ed anche l’efficacia del ligando ortosterico. Questi modulatori vengono classificati come modulatori allosterici positivi (PAM) o modulatori allosterici negativi (NAM) a seconda che attivino o inibiscano l’attività del legando ortosterico e/o la sua attività funzionale a livello del recettore. Si distinguono anche i ligandi allosterici neutri (SAM) i quali non influenzano la risposta dovuta all’ortosterico. Sono infine definiti ago-PAM o allo-antagonisti quelle molecole in grado di espletare una funzione agonista o antagonista rispettivamente, in assenza di ligando ortosterico ma che anche aumentano o diminuiscono l’affinità o l’efficacia del ligando ortosterico.
I modulatori allosterici offrono diversi vantaggi rispetto ai ligandi ortosterici: maggiore specificità per il sottotipo recettoriale (la sequenza amminoacidica a livello dei siti allosterici risulta meno conservata); selettività tissutale (l’effetto si esplica solo dove sono presenti i ligandi endogeni, in questo caso gli endocannabinoidi); saturabilità dell’effetto (in dipendenza dalla presenza degli endocannabinoidi); “signalling” preferenziale e “probe”-dipendenza, ovvero la capacità di attivare selettivamente certe vie di segnale rispetto ad altre, anche a seconda del ligando ortosterico che interagisce con il recettore. Nel laboratorio dove ho svolto la mia tesi, recentemente è stato sintetizzato il composto EC-21a risultato essere il primo PAM sintetico del CB2R riportato in letteratura. La sua attività è stata dimostrata in seguito a saggi di binding e di dissociazione e con saggi funzionali. Nei primi, il composto di riferimento per il quale si è evidenziato un aumento di legame nei confronti del CB2R è stato il [3H]CP55940, noto agonista non selettivo dei CBRs, mentre, per quanto riguarda i saggi funzionali, più specificamente l’EC-21a è stato testato sul GTPγS ed ha mostrato di aumentare sia l’attività del CP55940 che dell’EC 2-AG. EC-21a ha avuto risultati promettenti anche in vivo, in particolare è stato testato per la sua azione antinocicettiva in un modello murino di dolore neuropatico, in cui ai topi era stata somministrata una dose tossica dell’antitumorale oxaliplatino.
Allo scopo di studiare le relazioni struttura-attività (SAR) dell’EC-21a, durante il mio periodo di tesi ho sintetizzato una nuova serie di composti A1-A6. Dato che studi precedenti avevano già dimostrato l’importanza per l’attività CB2R allosterica del gruppo cicloeptancarbossammidico in posizione 3, del metile in posizione 4 e del bromo in posizione 5, mi sono incentrato sulla modifica del sostituente in posizione 1. I composti verranno testati presso l’Università di Aberdeen, nel laboratorio del Professor Pertwee con opportuni saggi sia di binding che funzionali allo scopo di valutare il loro profilo allosterico.
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