logo SBA

ETD

Digital archive of theses discussed at the University of Pisa

 

Thesis etd-11282019-104330


Thesis type
Tesi di laurea magistrale LM5
Author
GRANDE, MATTIA
URN
etd-11282019-104330
Thesis title
SINTESI DI NUOVI DERIVATI DIIDROPIRIMIDOCHINAZOLINICI QUALI POTENZIALI INIBITORI MULTITARGET DI TIROSINA CHINASI PER IL TRATTAMENTO DEL CANCRO
Department
FARMACIA
Course of study
CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
Supervisors
relatore Prof.ssa Taliani, Sabrina
relatore Dott.ssa Salerno, Silvia
Keywords
  • terapia mirata
  • targeted therapy
  • kinases
  • inibitori di tirosin-chinasi
  • chinasi
  • cancer
  • tumore
  • tyrosine kinase inhibitor
Graduation session start date
18/12/2019
Availability
Full
Summary
I termini “neoplasia”, “cancro” e “tumore” sono sinonimi utilizzati in medicina per indicare una popolazione cellulare di nuova formazione; questa generalmente rappresenta la progenie di una singola cellula somatica dell’organismo, la quale ha subito una serie sequenziale di alterazioni a carico del genoma e le ha trasmesse alle cellule figlie. Tali alterazioni si traducono in una comparsa di funzioni abnormi, oppure nella perdita o nell’acquisto di capacità differenti rispetto a quelle delle cellule normali: proliferazione illimitata e indipendente dai segnali di crescita, insensibilità ai segnali inibitori della crescita, alterazioni nella regolazione del ciclo cellulare, evasione dalla morte cellulare programmata, capacità di sviluppare nuovi vasi sanguigni (angiogenesi), invasione di tessuti e metastasi, riprogrammazione del metabolismo energetico, elusione del sistema immunitario, infiammazione, instabilità genomica.
Le proteine tirosina chinasi sono proteine ad attività enzimatica, catalizzano la reazione di trasferimento del gruppo γ-fosfato dell’ATP su un substrato proteico, e giocano un ruolo fondamentale in numerose vie di trasduzione del segnale inter e intracellulari, tra cui quelle implicate nei processi di crescita cellulare, differenziazione, proliferazione, angiogenesi, apoptosi e metabolismo.
Mutazioni a livello dei geni codificanti per le proteine tirosina chinasi si correlano infatti a disfunzioni nelle vie di segnalazione cellulari, poiché, ad esempio, possono determinare la trascrizione di proteine costitutivamente attive o prive dei meccanismi di auto-regolazione. È stato dimostrato, inoltre, che queste alterazioni nell’attività delle chinasi possono condurre allo sviluppo di svariate condizioni patologiche, fra cui il cancro. Per tale ragione questi enzimi rappresentano un promettente target per lo sviluppo di nuovi potenziali farmaci antitumorali, come anticorpi monoclonali e piccole molecole inibitrici delle chinasi (TKIs).
I TKIs impediscono l’attivazione dell’enzima e vengono classificati come inibitori di tipo I, di tipo II, allosterici e covalenti: (i) gli inibitori di tipo I competono con la molecola di ATP per il legame alla conformazione attiva della proteina; (ii) gli inibitori di tipo II, pur competendo anch’essi con l’ATP per il sito catalitico, riconoscono la conformazione inattiva della proteina; (iii) gli inibitori allosterici si inseriscono in un sito distinto da quello di legame con l’ATP; (iv) gli inibitori covalenti, reagendo con residui nucleofili della proteina, sono in grado di dare un legame covalente irreversibile con il sito attivo dell’enzima.
È raro che i tumori solidi siano causati dalla mutazione di una singola chinasi o dall’anomala attivazione/inattivazione di un’unica via di segnalazione; più verosimilmente,
la formazione cancerosa si forma in seguito all’alterazione simultanea di più pathways. Per questo motivo, una terapia “multitarget”, cioè capace di modulare l’attività non di un solo target specifico, ma di più proteine/enzimi/recettori contemporaneamente, potrebbe rappresentare un approccio alternativo, vantaggioso in termini di efficacia. Tale terapia si può realizzare attraverso la contemporanea somministrazione al paziente di più molecole selettive (ciascuna attiva su una singolo target), oppure con un solo farmaco che sia in grado di inibire contemporaneamente più target. In questo ambito, l’impiego di inibitori multichinasici esibisce diversi vantaggi rispetto alla terapia combinata: riduzione dello sviluppo di farmaco-resistenza da parte delle cellule neoplastiche, maggiore spettro di applicazione, maggiore efficacia, minori effetti collaterali rispetto a quelli correlati all’utilizzo di più farmaci. Attualmente sono diversi gli inibitori multichinasici approvati per l’uso clinico, tra questi: sorafenib, inibitore della via RAF/MEK/ERK ma anche di VEGFR e PDGFR; sunitinib, che agisce sulle famiglie VEGFR, PDGFR, c-KIT e FLT-3; lapatinib, inibitore duale reversibile di HER2 e EGFR (HER1); imatinib, che agisce su c-KIT, BCR-ABL e PDGFR. Dal punto di vista strutturale, la maggior parte di questi inibitori sono piccole molecole ATP-competitive, caratterizzate da uno scaffold polieterociclico opportunamente decorato con gruppi capaci di interagire con la proteina target.
In questo ambito, il gruppo di ricerca presso il quale è stato svolto il presente lavoro di tesi si occupa da qualche anno della progettazione e sintesi di inibitori delle tirosina chinasi a struttura eteropoliciclica, quali potenziali agenti anti-proliferativi. Recentemente, sono state sintetizzate librerie di composti caratterizzati da uno scaffold benzotiopiranopirimidinico e piridotiopiranopirimidinico, portanti un residuo anilinico variamente decorato in posizione 2 del sistema pirimidinico. La maggioranza di questi composti ha mostrato un marcato profilo inibitorio su diverse proteine chinasi e una interessante attività antiproliferativa su tre diverse linee cellulari tumorali: adenocarcinoma della cervice (HeLa), carcinoma epidermico (A-431), mesotelioma bifasico (MSTO-211H). Alla luce dei risultati derivanti dagli studi di molecular docking effettuati sulle benzotiopirano- e piridotiopirano-pirimidine, nel corso di questo lavoro di tesi, sono state progettate e sintetizzate due librerie di derivati a scaffold 5,6-diidropirimido[4,5-f]chinazolinico, quali nuovi potenziali inibitori multitarget di tirosina chinasi. Lo scaffold 5,6-diidropirimido[4,5-f]chinazolinico dei nuovi composti deriva formalmente da quello degli analoghi piridotiopiranopirimidinici: è stato rimosso l’atomo di zolfo, che sembra non essere coinvolto in una interazione diretta con la proteina target, ed è stato introdotto un atomo di azoto nell’anello piridinico a fornire un ulteriore nucleo pirimidinico. La prima
serie è caratterizzata da un gruppo anilinico in posizione 2 e da gruppi H, CH3, o NH2 in posizione 8. La seconda serie è stata progettata come ulteriore sviluppo dei derivati della prima classe 8-ammino-2-arilammino-sostituiti per introduzione di un secondo gruppo arilico alla posizione N8. Nello specifico, sono stati sintetizzati composti portanti due analoghi gruppi anilinici variamente sostituiti alle posizioni 2,8 dell’eterociclo centrale. Lo scopo di queste variazioni strutturali è quello di aumentare i siti di potenziale interazione delle nuove molecole con la proteina target.
File