• BCR pathway
• BTK
• TCL1
• Ibrutinib
• inibitori duali
• docking

Il pathway BCR (B-Cell receptor) rappresenta una via di segnalazione centrale per la sopravvivenza e per la proliferazione dei linfociti B. Esso si attiva in seguito al legame di un antigene con il complesso recettoriale BCR, portando all’attivazione di fattori trascrizionali necessari alla proliferazione e differenziazione cellulare, ma anche allo sviluppo di una risposta immunitaria umorale da parte dei linfociti. Questa immunità, che si sviluppa attraverso la differenziazione dei linfociti B in plasmacellule, promuove la produzione di anticorpi specifici per gli antigeni con i quali l’organismo viene in contatto, offrendo protezione verso le infezioni. Il pathway BCR innesca una serie di eventi a cascata che ha come effetto finale l'attivazione del fattore nucleare NF-kB, implicato nella regolazione dell'espressione genica, nella crescita cellulare e nell'inibizione dell'apoptosi nei linfociti B.
BCR è un complesso recettoriale ad attività tirosin-chinasica posto sulla superficie dei linfociti B, in grado di riconoscere e legare antigeni. È costituito da un’immunoglobulina di membrana, IgM o IgD, legata, mediante ponti disolfuro, agli eterodimeri proteici CD79a (Igα) e CD79b (Igβ), le cui regioni citoplasmatiche sono definite ITAMs (Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motif).
Quando un antigene si lega al sito attivo del recettore, gli ITAMs vengono fosforilati dalle chinasi SYK (Spleen tyrosine kinase) e LYN (Tyrosine-protein kinase) che creano un complesso con proteine adattatrici, tra cui BTK (Bruton’s Tyrosin Kinase), che promuove la propagazione del segnale. BTK è una tirosin-chinasi fondamentale nella segnalazione BCR, ma svolge anche un ruolo cruciale, se aberrata, nella proliferazione e sopravvivenza delle cellule neoplasiche. Una volta attivata essa recluta e fosforila i residui tirosinici delle proteine adattatrici BLNK (B-cell linker protein), che fungono da sito di legame per i domini SH2 della fosfolipasi C-γ2 (PLCγ2). La PLCγ2 attivata idrolizza PIP2 in diacilglicerolo (DAG) e inositolo 3 fosfato (IP3), promuovendo il rilascio di calcio intracellulare. È dimostrato che aberrazioni lungo la via di segnalazione BCR causano una proliferazione incontrollata di cellule B neoplasiche e il conseguente sviluppo di linfomi e leucemie. Nel caso di neoplasie a carico dei linfociti B, le aberrazioni principali sono state individuate nelle proteine BTK e TCL1, implicate fortemente nel controllo della segnalazione BCR.
TCL1 (T-cell leukemia/lymphoma 1) è una proteina idrofobica codificata dall’oncogene TCL1A; è conosciuta come co-attivatore di AKT (Protein Kinase B) ed è sovraespressa nella maggior parte dei linfomi. Questa proteina è coinvolta anche nell’intensificazione del pathway di NF-kB, mediante l’interazione con target a valle quali ATM (Ataxia Telencia Mutated), HSP70 (Heat Shock Protein 70), TP63 (Tumor Protein 63) e del pathway PI3K/AKT/mTOR, anch’esso up regolato nelle patologie neoplasiche. TCL1 è coinvolta inoltre nel pathway IRE1/XBP1, responsabile del meccanismo di risposta allo stress a carico del reticolo endoplasmatico. La sovraespressione di TCL1 induce una up regulation di XBP1, fattore che se inibito causa la morte delle cellule tumorali. TCL1 è implicata anche nella regolazione del promotore del gene che codifica per PTPROt (Protein Tyrosine Phosphatase receptor-type O truncated), un oncosoppressore che è down regolato nelle cellule neoplasiche. Dato che PTPROt regola negativamente il pathway BCR, si può concludere che TCL1 sia implicata anche nella regolazione di questa cascata di segnalazione.
Nel pathway BCR, un target ampiamente investigato è BTK. Ibrutinib, approvato nel 2014 dalla FDA, è il farmaco capostipite degli inibitori di prima generazione di BTK. Questo farmaco è in grado di formare un legame covalente e irreversibile con il residuo amminoacidico Cys481 del sito di legame per l’ATP di BTK, impedendone l’autofosforilazione (e quindi l’attivazione) sulla Tyr223. Nonostante il buon profilo farmacologico e farmacodinamico mostrato da Ibrutinib, una problematica sempre più emergente è rappresentata da fenomeni di farmaco-resistenza, dovuti prevalentemente a mutazioni a carico della Cys481 di BTK, ma anche della proteina PLCγ2. Inoltre, numerosi effetti off-target sono stati correlati alla non selettività del farmaco nei confronti di BTK. Ibrutinib infatti è in grado di interagire anche con chinasi della famiglia TEC (ITK, BMX, TEC), con il fattore EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor), TXK (T-cell X chromosome Kinase) e JAK3 (Janus Kinase 3). Per questi motivi a partire dalla struttura di Ibrutinib sono stati progettati inibitori di seconda generazione, selettivi per BTK e con un miglior profilo farmacologico. Nonostante ciò, soprattutto per le forme più aggressive di linfoma, queste strategie sembrano non essere molto efficaci, rendendo ancora necessario lo sviluppo di nuove terapie. Visto il ruolo cruciale ricoperto da BTK e TCL1 nella proliferazione di neoplasie linfocitarie, un approccio duale volto ad inibire entrambi i target potrebbe rappresentare un’efficace strategia terapeutica anche in quelle forme neoplastiche che ad oggi appaiono resistenti alle terapie farmacologiche disponibili.
Partendo da queste considerazioni, nel laboratorio dove ho svolto la mia tesi, sono stati progettati e sintetizzati nuovi analoghi strutturali di Ibrutinib, opportunatamente modificati con lo scopo di ottenere composti che possedessero un’attività duale sia su BTK che TCL1.
Ibrutinib è un 1-(3-(4-amino-3-(4-fenossifenil) -pirazolopirimidinil) -piperidinil) -prop-2-en-1-one e le principali modifiche hanno riguardato il nucleo centrale 4-amino-pirazolopirimidinico, che è stato sostituito con un nucleo 6-(4-metossifenil) chinazolinonico, portante in posizione 2 un gruppo N-tert-butossicarbonil-piperazinico.
La strategia sintetica seguita, le tecniche di purificazione, le rese e la caratterizzazione degli intermedi e dei prodotti finali saranno l’oggetto di questa tesi di laurea.