Tesi etd-05102021-132459 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale LM5
Autore
PYLYPIV, NATALIYA
URN
etd-05102021-132459
Titolo
COMPOSTI MULTITARGET OTTENUTI DALLA CONIUGAZIONE DI INIBITORI DELL'EGFR CON COMPOSTI FENOLICI COME AGENTI ANTITUMORALI
Dipartimento
FARMACIA
Corso di studi
CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
Relatori
relatore Dott.ssa Digiacomo, Maria
relatore Prof.ssa Manera, Clementina
relatore Prof.ssa Manera, Clementina
Parole chiave
- acido ferulico
- acido gallico
- acido siringico
- agenti antitumorali
- EGFR
- polifenoli
Data inizio appello
26/05/2021
Consultabilità
Tesi non consultabile
Riassunto
Il recettore del fattore di crescita dell'epidermide (EGFR) è uno dei più importanti recettori tirosin chinasici coinvolti nella patogenesi e nella progressione di diverse forme tumorali, nelle quali la sua attivazione risulta priva di controllo. Spesso nei diversi tipi di tumori solidi caratterizzati da una marcata tendenza ad aggressività e da una prognosi sfavorevole, l’espressione di EGFR risulta alterata o il recettore è mutato. Per questo motivo negli ultimi anni la ricerca si è orientata sullo studio e sulla formulazione di nuovi agenti terapeutici aventi come target EGFR (1).
Sette ligandi endogeni si legano a EGFR incluso il fattore di crescita epidermico (EGF) e il fattore di crescita trasformante α (TGF-α). La stimolazione di EGFR da parte dei suoi ligandi induce diverse risposte biologiche che guidano importanti funzioni cellulari come la crescita, la proliferazione, il riarrangiamento del citoscheletro, l’apoptosi, la motilità e l’angiogenesi. L’attivazione del recettore mette pure in moto alcuni meccanismi di downregulation che alla fine porteranno all’attenuazione e/o interruzione del segnale stesso.
I meccanismi attraverso i quali EGFR diventa oncogenico sono diversi e spesso specifici per ogni tipo di cancro. Si riscontra ad esempio un’eccessiva espressione del ligando e/o del recettore, o una downregulation difettosa o mutazioni di EGFR che danno origine a varianti costitutivamente attive.
Negli ultimi anni sono stati sviluppati vari inibitori di EGFR aventi diversi meccanismi d’azione: gli anticorpi monoclonali (MAb) che si legano al dominio extracellulare del recettore e competono con i ligandi endogeni; gli inibitori tirosin-chinasici (TKI) che sono invece le piccole molecole che legano la regione intracellulare di EGFR (2).
Tuttavia, l’instabilità genetica delle cellule tumorali rappresenta un ostacolo per la terapia anticancro, in quanto un tasso di mutazioni fortemente elevato e sregolato permette a molti tipi di tumore di sviluppare resistenza ai farmaci. Inoltre, essendo il cancro una patologia complessa e multifattoriale alterare l’attività di un singolo target può non portare benefici significativi al decorso della malattia. In quest’ottica, un approccio multitarget diretto a modulare più pathway, può rivelarsi più efficace di una strategia indirizzata su un singolo target permettendo anche di fronteggiare la resistenza tumorale.
Nel quadro complesso della malattia tumorale, gli ultimi decenni sono stati testimoni di un aumento di interesse della comunità scientifica verso i prodotti naturali vegetali per un loro potenziale impiego nella prevenzione e nel trattamento di malattie causate da stress ossidativo tra cui il cancro.
Vari studi, inoltre, hanno suggerito che i polifenoli, i metaboliti secondari delle piante, presentano una vasta gamma di effetti attraverso i quali possono inibire la proliferazione delle cellule tumorali. Per esempio è riportato che l’acido gallico, l’acido ferulico e l’acido siringico oltre a possedere proprietà antinfiammatorie, antiossidanti, neuroprotettive, antivirali e antibatteriche sono in grado di indurre l'apoptosi nelle cellule tumorali e interferire nella progressione dei tumori (3). L'attività antitumorale dei polifenoli si esplica attraverso diversi meccanismi come l’azione contro le specie reattive dell'ossigeno (ROS), la regolazione delle proteine apoptotiche e anti-apoptotiche, l’attivazione di fattori trascrizionali e l’arresto del ciclo cellulare (3).
È ormai noto che una combinazione di farmaci convenzionali con polifenoli naturali, potrebbe migliorare l’efficacia della terapia e ridurre la resistenza tumorale e la tossicità dei chemioterapici (3).
Sulla base di queste considerazioni, nel laboratorio di ricerca presso il quale ho svolto questa tesi di laurea erano già state sintetizzate molecole ibride ottenute dalla coniugazione dello scaffold 4-anilinochinazolinico, la porzione farmacoforica degli inibitori di EGFR come Gefitinib o PD168393, con molecole naturali (l’acido gallico e l’acido ferulico) ottenendo i composti multitarget A e B (figura 1) potenzialmente in grado di inibire EGFR e contemporaneamente avere attività antiossidante e antiproliferativa.
Alcune molecole di questa serie avevano mostrato un’interessante azione antiproliferativa su cellule di melanoma (501Mel).
Inoltre, in un lavoro recente è stato dimostrato che la conversione dell'ammina secondaria del gefitinib in un'ammina terziaria mediante la sostituzione dell'idrogeno con gruppi elettron-donatori, quali propile, butile o isopropile, può migliorare l'interazione della molecola nei siti recettoriali (figura 2) (4). Questi derivati del gefitinib hanno mostrato, infatti, una più potente attività citotossica rispetto al gefitinib nelle linee cellulari tumorali testate, insieme ad un'attività di inibizione di EGFR molto buona (4).
Partendo da queste evidenze ed allo scopo di approfondire lo studio di questi composti ibridi e migliorarne l’azione antiproliferativa, in questa tesi di laurea è stata progettata la sintesi di derivati ibridi analoghi dei composti A e B in cui il nucleo 4-anilinochinazolinico tipico degli inibitori EGFR è stato N-alchilato (composti 16 e 19) e coniugato con le molecole naturali (acido gallico, acido ferulico e acido siringico), ottenendo i composti 1, 2, 3, 4, 5 e 6.
Mi sono anche occupata di sintetizzare i composti 7 e 8, come analoghi del composto A ottenuti dalla coniugazione del nucleo 4-anilinochinazolinico (composti 20 e 21) con l’acido siringico e inoltre ho sintetizzato nuovamente i composti 9, 10, 11 e 12 allo scopo di approfondire gli studi farmacologici per questa serie di molecole.
Sette ligandi endogeni si legano a EGFR incluso il fattore di crescita epidermico (EGF) e il fattore di crescita trasformante α (TGF-α). La stimolazione di EGFR da parte dei suoi ligandi induce diverse risposte biologiche che guidano importanti funzioni cellulari come la crescita, la proliferazione, il riarrangiamento del citoscheletro, l’apoptosi, la motilità e l’angiogenesi. L’attivazione del recettore mette pure in moto alcuni meccanismi di downregulation che alla fine porteranno all’attenuazione e/o interruzione del segnale stesso.
I meccanismi attraverso i quali EGFR diventa oncogenico sono diversi e spesso specifici per ogni tipo di cancro. Si riscontra ad esempio un’eccessiva espressione del ligando e/o del recettore, o una downregulation difettosa o mutazioni di EGFR che danno origine a varianti costitutivamente attive.
Negli ultimi anni sono stati sviluppati vari inibitori di EGFR aventi diversi meccanismi d’azione: gli anticorpi monoclonali (MAb) che si legano al dominio extracellulare del recettore e competono con i ligandi endogeni; gli inibitori tirosin-chinasici (TKI) che sono invece le piccole molecole che legano la regione intracellulare di EGFR (2).
Tuttavia, l’instabilità genetica delle cellule tumorali rappresenta un ostacolo per la terapia anticancro, in quanto un tasso di mutazioni fortemente elevato e sregolato permette a molti tipi di tumore di sviluppare resistenza ai farmaci. Inoltre, essendo il cancro una patologia complessa e multifattoriale alterare l’attività di un singolo target può non portare benefici significativi al decorso della malattia. In quest’ottica, un approccio multitarget diretto a modulare più pathway, può rivelarsi più efficace di una strategia indirizzata su un singolo target permettendo anche di fronteggiare la resistenza tumorale.
Nel quadro complesso della malattia tumorale, gli ultimi decenni sono stati testimoni di un aumento di interesse della comunità scientifica verso i prodotti naturali vegetali per un loro potenziale impiego nella prevenzione e nel trattamento di malattie causate da stress ossidativo tra cui il cancro.
Vari studi, inoltre, hanno suggerito che i polifenoli, i metaboliti secondari delle piante, presentano una vasta gamma di effetti attraverso i quali possono inibire la proliferazione delle cellule tumorali. Per esempio è riportato che l’acido gallico, l’acido ferulico e l’acido siringico oltre a possedere proprietà antinfiammatorie, antiossidanti, neuroprotettive, antivirali e antibatteriche sono in grado di indurre l'apoptosi nelle cellule tumorali e interferire nella progressione dei tumori (3). L'attività antitumorale dei polifenoli si esplica attraverso diversi meccanismi come l’azione contro le specie reattive dell'ossigeno (ROS), la regolazione delle proteine apoptotiche e anti-apoptotiche, l’attivazione di fattori trascrizionali e l’arresto del ciclo cellulare (3).
È ormai noto che una combinazione di farmaci convenzionali con polifenoli naturali, potrebbe migliorare l’efficacia della terapia e ridurre la resistenza tumorale e la tossicità dei chemioterapici (3).
Sulla base di queste considerazioni, nel laboratorio di ricerca presso il quale ho svolto questa tesi di laurea erano già state sintetizzate molecole ibride ottenute dalla coniugazione dello scaffold 4-anilinochinazolinico, la porzione farmacoforica degli inibitori di EGFR come Gefitinib o PD168393, con molecole naturali (l’acido gallico e l’acido ferulico) ottenendo i composti multitarget A e B (figura 1) potenzialmente in grado di inibire EGFR e contemporaneamente avere attività antiossidante e antiproliferativa.
Alcune molecole di questa serie avevano mostrato un’interessante azione antiproliferativa su cellule di melanoma (501Mel).
Inoltre, in un lavoro recente è stato dimostrato che la conversione dell'ammina secondaria del gefitinib in un'ammina terziaria mediante la sostituzione dell'idrogeno con gruppi elettron-donatori, quali propile, butile o isopropile, può migliorare l'interazione della molecola nei siti recettoriali (figura 2) (4). Questi derivati del gefitinib hanno mostrato, infatti, una più potente attività citotossica rispetto al gefitinib nelle linee cellulari tumorali testate, insieme ad un'attività di inibizione di EGFR molto buona (4).
Partendo da queste evidenze ed allo scopo di approfondire lo studio di questi composti ibridi e migliorarne l’azione antiproliferativa, in questa tesi di laurea è stata progettata la sintesi di derivati ibridi analoghi dei composti A e B in cui il nucleo 4-anilinochinazolinico tipico degli inibitori EGFR è stato N-alchilato (composti 16 e 19) e coniugato con le molecole naturali (acido gallico, acido ferulico e acido siringico), ottenendo i composti 1, 2, 3, 4, 5 e 6.
Mi sono anche occupata di sintetizzare i composti 7 e 8, come analoghi del composto A ottenuti dalla coniugazione del nucleo 4-anilinochinazolinico (composti 20 e 21) con l’acido siringico e inoltre ho sintetizzato nuovamente i composti 9, 10, 11 e 12 allo scopo di approfondire gli studi farmacologici per questa serie di molecole.
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