• ADAM10
• Inibitori ADAM10

Le Metzincine costituiscono una superfamiglia di endopeptidasi zinco-dipendenti, coinvolte nei processi di degradazione e rimodellamento della matrice extracellulare (ECM). Il loro nome è dovuto alla presenza all’interno del sito catalitico di un residuo di metionina conservato e di uno ione zinco (II). Le Metzincine sono suddivise in quattro sottofamiglie: Astacine, Serralisine, Metalloproteasi ed Adamlisine (ADAMs e ADAMTs). Tra queste, le Metalloproteasi di matrice (MMPs) e le Adamlisine (ADAMs ed ADAMTs) sono indubbiamente le più studiate. Le MMPs, note anche come matrixine, sono proteasi coinvolte non solo nella degradazione delle proteine della ECM e nel rimodellamento tissutale, ma anche nel signaling intracellulare. Esse infatti partecipano all’idrolisi di citochine, chemochine, fattori di crescita e di altre proteine di membrana.
Le ADAMs (A Disintegrin and Metalloproteinases) sono glicoproteine transmembrana di tipo I, localizzate sulla superficie cellulare. Queste proteasi sono caratterizzate da una struttura multidominio, tra cui spicca il dominio disintegrinico specifico per questa famiglia. Svolgono la loro attività principalmente a livello cellulare mediando i processi di migrazione, adesione, fusione e proliferazione, oltre ad esplicare un’elevata attività proteasica. Tra i loro principali substrati troviamo proteine transmembrana di tipo I e II, molecole di adesione cellulare, citochine, chemochine e fattori di crescita.
ADAMs e MMPs presentano un’elevata omologia strutturale a livello del sito catalitico dove è presente uno ione Zn2+ coordinato con tre istidine e una molecola d’acqua. Negli ultimi anni, ADAMs e MMPs sono state studiate come potenziali bersagli terapeutici. Recentemente, sono stati sintetizzati numerosi inibitori sintetici in grado di mimare i loro substrati peptidici naturali, ma presentanti uno “zinc-binding group” (ZBG) in grado di chelare lo zinco catalitico. Purtroppo, a causa dell'elevato grado di omologia tra i membri della famiglia delle MMPs e delle ADAMs, nonché della complessità delle loro funzioni fisiologiche, ad oggi gli sforzi spesi nello sviluppo di inibitori sintetici non hanno portato ai risultati desiderati.
ADAM10 è una delle proteasi più studiate appartenente alla famiglia delle ADAMs, ed è coinvolta nell’ idrolisi delle porzioni extracellulari di proteine transmembrana, come citochine e fattori di crescita (processo noto come “ectodomain shedding”). Questo processo proteolitico è responsabile dello sviluppo e della migrazione cellulare. La sovraespressione di ADAM10 a livello delle cellule tumorali dello stroma del microambiente linfonodale risulta correlata alla patogenesi del Linfoma di Hodgkin, ed è causa di un incremento della degradazione dei ligandi NKG2D-L e quindi, di una riduzione della risposta immunitaria contro le cellule tumorali stesse. Negli ultimi anni il gruppo di ricerca del Professor Rossello si è impegnato nella progettazione e nella sintesi di inibitori di questa proteasi. La prima parte del mio progetto di Tesi ha riguardato il miglioramento della via sintetica finalizzata all’ottenimento di inibitori recentemente pubblicati, selettivi per ADAM10, a struttura solfonammidica 1, 2, e 3. Questi composti presentano un’attività nanomolare nei confronti di ADAM10 ed una buona selettività rispetto alle altre ADAMs e MMPs. Inoltre, studi biologici hanno dimostrato che i derivati 1 e 2 sono capaci di ridurre fortemente lo shedding di NKG2D-L da parte delle cellule affette da linfoma di Hodgkin e di migliorare il binding dei recettori NKG2D dei linfociti alle cellule tumorali.
Sulla base degli ottimi risultati di inibizione di questi derivati, mi sono poi occupata della sintesi di un nuovo inibitore di ADAM10, 4, con struttura lattamica ciclica analoga a quella del composto 1 al fine di ampliare lo studio di SAR in questa classe di molecole.
Inoltre, parte del mio progetto di Tesi è stato indirizzato verso la sintesi e l’ottimizzazione di ligandi in grado di interagire con una forma attivata di ADAM10 che è stata individuata nei tessuti affetti da tumore al colon-retto. Si tratta di una particolare isoforma di ADAM10 che presenta il dominio cysteine-rich ossidato. Questo dominio si trova all’esterno del sito catalitico di ADAM10 ed è riconosciuto specificamente da un anticorpo monoclonale (mAb 8C7). I ligandi di sintesi potrebbero essere utilizzati per marcare e quantificare il livello di espressione dell'isoforma attiva ossidata di ADAM10 nel cancro al colon avanzato, sia per la diagnosi del tumore che dopo la terapia neoadiuvante per valutarne l’efficacia.
I prodotti sintetizzati verranno valutati attraverso saggi in vitro per valutarne l’attività biologica su modelli cellulari nei confronti dei target di interesse.