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La malattia di Alzheimer (AD) è la più importante malattia degenerativa corticale la cui principale manifestazione clinica è la demenza, ossia una progressiva perdita delle funzioni cognitive indipendente dallo stato di coscienza, accompagnata da alterazioni delle funzioni superiori quali disturbi dell’umore e del comportamento. L’AD è associata all’atrofia del tessuto cerebrale e alla perdita localizzata di neuroni di tipo colinergico nell’ippocampo e nella corteccia cerebrale, che potrebbe rappresentare la causa del deficit cognitivo e della perdita di memoria a breve termine. I sintomi della malattia si manifestano in genere in pazienti sopra i 50 anni, ma la sua incidenza aumenta con l’età, raddoppiando circa ogni 5 anni; partendo dall’1% dell’incidenza nella popolazione di 60-64 anni fino al 40% nella popolazione di 85-89 anni.
L’esame macroscopico dell’encefalo mostra un grado variabile di atrofia corticale, con ampliamento dei solchi, compensata da un ingrossamento delle cavità ventricolari. Le alterazioni microscopiche principali sono le placche amiloidi extracellulari, costituite da depositi amorfi di proteina β-amiloide (Aβ) derivante dalla proteolisi di APP, i grovigli neurofibrillari intraneuronali, composti da filamenti della proteina Tau e l’angiopatia amiloide. I depositi di placche amiloidi e i grovigli neurofibrillari sono aggregati di proteine che derivano da un errato ripiegamento di quest’ultime, presenti normalmente in numero limitato nel cervello di soggetti sani.
La patologia è inoltre caratterizzata dalla presenza di danni cellulari indotti da stress ossidativo, e da un’alterata omeostasi di ioni di metalli di transizione quali ferro (III), rame (II) e zinco (II) a livello cerebrale. L’alterata attività di questi ioni metallici favorisce la formazione delle placche di Aβ (Aβ40 e Aβ42) e accelera la loro aggregazione, contribuendo alla loro tossicità.
L’evidenza di una componente multifattoriale nella patogenesi della malattia di Alzheimer, indirizza la ricerca scientifica verso l’individuazione di molecole multi-target come possibili nuovi farmaci.
Lo studio, argomento della mia tesi, è stato incentrato sulla sintesi di composti di coniugazione dell’Acido Ferulico con ossiammine variamente sostituite, effettuata presso il Dipartimento di Farmacia dell’Università di Pisa.
L’Acido Ferulico è un derivato sostituito dell’Acido Cinnamico, che è largamente distribuito nelle piante, in particolare nella parete cellulare delle cellule vegetali, dove prende parte ai polimeri di lignina. La sua struttura chimica gli conferisce proprietà anti-ossidanti, facendo da “scavanger” per i radicali liberi; esso forma un radicale fenossido che è stabilizzato per risonanza, inoltre il gruppo carbossilico della catena laterale acido stabilizza i radicali liberi e costituisce un sito di attacco per tali radicali, alternativo ai fosfolipidi della membrana cellulare. L’Acido Ferulico presenta inoltre attività anti-infiammatoria ed è un inibitore dell’aggregazione delle fibrille di Aβ, in quanto altera la cinetica della loro reazione di formazione.
L’attività biologica dell’Acido Ferulico è ritenuta efficace in diverse patologie acute e croniche, come il cancro e il diabete, ed è stato testato anche per la sua possibile efficacia in malattie neurodegenerative.
Dalla coniugazione dell’Acido Ferulico con le ossiammine variamente sostituite sono state ottenute le
benzilossiammidi da noi desiderate di tipo A.
A
La valutazione biologica e alcune proprietà fisico-chimiche delle molecole sintetizzate è stata effettuata
presso l’Instituto Superior Técnico dell’Università di Lisbona, sotto la supervisione della Prof.ssa M. A.
Santos e della Prof.ssa S. Chaves, nell’ambito del progetto Erasmus+.
I test biologici sono stati eseguiti sui coniugati dell’Acido Ferulico, e su alcuni composti dicarbossilici a
struttura benzilaminossieterea già presenti nella home library del laboratorio di Chimica Farmaceutica
dell’Università di Pisa, dove ho svolto la mia tesi, anch’essi studiati come possibili agenti inibitori della
formazione di fibrille amiloidi utili nella malattia di Alzheimer.
I saggi hanno avuto inizio con la valutazione dell’attività anti-ossidante tramite l’applicazione di un
protocollo sviluppato da Blois nel 1958, basato sulla riduzione del radicale libero stabile DPPH da parte di
composti anti-ossidanti, donatori di idrogeno; la neutralizzazione del DPPH comporta una diminuzione
dell’assorbanza osservata tramite spettrofotometro, che è proporzionale alla quantità di composto riducente.
Al saggio con DPPH è seguito lo studio della capacità chelante di una parte delle due serie di composti, con
metalli quali Fe (III), Zn (II) e Cu(II), tramite titolazione acido-base associata ad un’analisi potenziometrica
con Gran Method o spettrofotometrica UV-Vis. Lo studio si è concluso con la determinazione della
capacità dei composti di inibire l’aggregazione di fibrille Aβ42, anche in presenza dello ione rame (II),
tramite l’applicazione del protocollo che prevede l’analisi della fluorescenza di Tioflavina-T presente in
miscela. I risultati sono stati comparati con la capacità inibente della Tacrina, scelto come composto di
riferimento.