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Tesi etd-10252011-112611


Thesis type
Tesi di laurea specialistica LC5
Author
SAGUTO, SIMONE
URN
etd-10252011-112611
Title
PROGETTAZIONE E SINTESI DI NUOVI LIGANDI PER I RECETTORI DEI CANNABINOIDI A STRUTTURA BIFENILICA
Struttura
FARMACIA
Corso di studi
CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
Commissione
relatore Dott. Bertini, Simone
relatore Prof. Macchia, Marco
Parole chiave
  • cannabinoidi
  • sintesi
  • ligandi
Data inizio appello
16/11/2011;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
16/11/2051
Riassunto analitico
In seguito alla scoperta del sistema endocannabinoide (ECS), la ricerca nell&#39;ambito dei cannabinoidi è divenuta di importanza terapeutica sempre più rilevante. Un numero considerevole di studi è stato condotto allo scopo di comprendere a fondo il ruolo dell&#39;ECS e delle sue funzioni regolatorie sia in stati fisiologici che patologici. L&#39;ECS è costituito da: recettori cannabinoidi accoppiati alla proteina G, ligandi endogeni (endocannabinoidi) quali anandamide (AEA) e 2-arachidonoilglicerolo (2-AG) ed enzimi responsabili della biosintesi, uptake cellulare e metabolismo degli endocannabinoidi. <br>Sono stati attualmente identificati e clonati due recettori cannabinoidi, denominati rispettivamente CB1 e CB2. Il recettore CB1 media gli effetti centrali dovuti ai cannabinoidi (ad es. gli effetti psicotropici della cannabis); esso è infatti principalmente espresso nei neuroni del sistema nervoso centrale, in particolare nelle aree cerebrali che controllano il movimento, la coordinazione, la percezione sensoriale, l&#39;apprendimento e la memoria, i ricordi e le emozioni, la funzione ormonale e la temperatura corporea. In realtà, vi sono evidenze dell&#39;espressione del recettore CB1 anche in tessuti non-neuronali. <br>Da studi iniziali sembrava che il recettore CB2 fosse espresso esclusivamente nelle cellule e tessuti del sistema immunitario Recentemente, è stato evidenziato che il recettore CB2 potrebbe svolgere un rilevante ruolo funzionale nel sistema nervoso centrale, mediato primariamente dalle cellule della microglia; vari studi hanno evidenziato che la stimolazione del recettore CB2 potrebbe bloccare l&#39;attivazione delle cellule della microglia, senza interferire significativamente con il normale funzionamento dei neuroni centrali. Per questo motivo, CB2-agonisti risulterebbero potenzialmente utili nel trattamento della neuroinfiammazione, in alternativa agli immunosoppressori correntemente impiegati. Nell&#39;arco degli ultimi anni, il recettore CB2 è emerso quale target terapeutico per il trattamento di: dolore neuropatico ed infiammatorio, sclerosi multipla, sclerosi laterale amiotrofica, malattia di Huntington, infarto, aterosclerosi, stati infiammatori gastrointestinali, disturbi epatici cronici e tumori di diversa origine. Numerosi studi farmacologici hanno evidenziato che CB2-agonisti sarebbero in grado di inibire direttamente la crescita tumorale in vitro ed in modelli animali; il meccanismo di tale azione potrebbe includere un effetto citotossico o citostatico, l&#39;induzione di apoptosi e/o un effetto anti-metastatico accompagnato dall&#39;inibizione della neo-angiogenesi. Per queste ragioni, lo sviluppo di potenti e selettivi CB2-agonisti, privi quindi degli effetti psicotropici centrali mediati dal sottotipo CB1, ha suscitato un interesse sempre crescente presso i gruppi di ricerca che si occupano di &#34;drug design and discovery&#34;. <br>Modelli tridimensionali dei recettori cannabinoidi CB1 e CB2 sono stati recentemente costruiti mediante procedure di molecular modeling, a partire dalla struttura a raggi X della rodopsina bovina come &#34;template&#34; iniziale ed attraverso uno studio di &#34;automated docking&#34;, usando il programma AUTODOCK 3.0. I modelli sono stati ottimizzati mediante il docking dell&#39;agonista cannabinoide WIN55212-2, dell&#39;endocannabinoide AEA e di svariati ligandi cannabinoidi scelti in letteratura.<br>Nell&#39;ambito di un progetto di ricerca volto all&#39;ottenimento di ligandi cannabinoidi CB2-selettivi e sulla base dei modelli tridimensionali sopracitati, nel laboratorio in cui ho svolto la mia tesi sperimentale di laurea, era stata sviluppata una serie di derivati piridin-2(1H)-on-3-carbossammidici aventi struttura generale (A)<br>Tali derivati si erano mostrati in generale più affini al recettore CB2, rispetto al CB1 (esperimenti di &#34;binding&#34; effettuati su recettori CB1 e CB2 umani ricombinanti), con interessanti valori di Ki (fino a 7.8 nM).<br>Sulla base di ulteriori studi di &#34;molecular modeling&#34; che avevano rivelato la possibilità di inserire sostituenti in posizione 5 del nucleo piridin-2(1H)-onico (essendo presente, proprio in questa zona del sito di binding del recettore CB2, una regione &#34;libera&#34; in grado di accomodare sostituenti più o meno ingombranti), era stata sviluppata una serie di derivati 1,2-diidro-2-oxo-piridin-3-carbossammidici-5-sostituiti (B). Nei saggi di &#34;binding&#34;, questi ultimi derivati avevano mostrato dei buoni valori di affinità per il recettore CB2, in particolare nei casi in cui in posizione 5 era presente un p-metossifenile (Ki = 1.03 nM), un fenile (Ki = 1.22 nM) o un p-fluorofenile (Ki = 2.85 nM). Tali derivati avevano mostrato inoltre degli apprezzabili livelli di CB2-selettività.<br>Sulla base dei suddetti risultati, il lavoro di questa tesi sperimentale di laurea è stato dedicato alla progettazione e sintesi di una serie di ligandi cannabinoidi di tipo bifenilico (C) strutturalmente correlabili ai derivati 1,2-diidro-2-oxo-piridin-3-carbossammidici-5-sostituiti (B). In tali derivati, per quanto riguarda la posizione 1, ovvero quella in cui è presente il gruppo ammidico, sono stati inseriti sostituenti (R2), quali cicloeptile e 4-metilcicloesile, risultati migliori sulla base dei risultati di binding dei composti precedentemente sviluppati. In posizione 2 è stato inserito un gruppo metossilico, in sostituzione del carbonile in pos. 2 dei derivati di tipo A e B, peraltro non significativamente importante per l&#39;affinità recettoriale. In posizione 3 (R4) sono stati previsti sostituenti alchilici/aril-alchilici di varie dimensioni (metile, n-butile, n-pentile, p-fluorobenzile). In effetti, sostituenti di tipo alchilico (n-pentile, n-butile) in questa posizione, sono stati riportati molto recentemente in letteratura, in derivati strutturalmente simili a quelli da noi progettati; in particolare, derivati 4-oxo-1,4-diidro-chinolin-3-carbossammidici e derivati 4-oxo-1,4-diidropiridin-3-carbossammidici. In particolare, durante il lavoro di questa tesi, sono stati inseriti, in questa posizione, il gruppo metilico e n-butilico. Infine, per quanto riguarda il sostituente R3, sono stati inseriti gruppi quali H, OMe, F, in analogia con i derivati precedentemente sviluppati.<br>I saggi di &#34;binding&#34; atti a valutare l&#39;affinità/selettività dei nuovi composti per i recettori cannabinoidi sono attualmente in corso.<br><br><br> <br><br>
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