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Tesi etd-01102020-101655


Thesis type
Tesi di laurea magistrale LM5
Author
AGUECI, DANILA
URN
etd-01102020-101655
Title
PROGETTAZIONE E SINTESI DI DERIVATI "BIVALENTI" QUALI NUOVI MODULATORI DEL SISTEMA ENDOCANNABINOIDE
Struttura
FARMACIA
Corso di studi
CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
Supervisors
relatore Prof.ssa Manera, Clementina
relatore Dott. Bertini, Simone
relatore Dott.ssa Meini, Serena
Parole chiave
  • Sistema Endocannabinoide
  • CB1R
  • CB2R
  • modulatori allosterici
  • ligandi bivalenti
Data inizio appello
29/01/2020;
Consultabilità
Secretata d'ufficio
Data di rilascio
29/01/2023
Riassunto analitico
I due principali recettori cannabinoidi, denominati rispettivamente CB1R e CB2R, sono recettori accoppiati a proteine G (GPCRs) ampiamente distribuiti nell’organismo umano. CB1R è il recettore più abbondante nel sistema nervoso centrale, ed in particolare nel cervello; CB2R è invece primariamente localizzato nelle cellule e nei tessuti di tipo immunitario, sebbene la sua espressione sia stata evidenziata anche in alcuni neuroni.
Gli agonisti endogeni dei recettori cannabinoidi sono chiamati endocannabinoidi (ECs); fra questi, i principali e maggiormente studiati sono l’anandamide (AEA) ed il 2-arachidonoilglicerolo (2-AG). Gli ECs, gli enzimi deputati alla loro biosintesi e metabolismo, il loro trasportatore di membrana (EMT) ed i recettori cannabinoidi, costituiscono nel loro insieme il cosiddetto “sistema endocannabinoide” (ECS).
Gli ECs, così come i cannabinoidi derivati dalla pianta della Cannabis, quale ad es. il Δ9-tetraidrocannabinolo (Δ9-THC), attivano i recettori cannabinoidi interagendo con i loro siti ortosterici. È stato dimostrato che un vasto numero di patologie risulta correlato ad alterazioni, a diversi livelli, dell’ECS. Queste includono alcune malattie neurodegenerative, dolore neuropatico, disordini del comportamento, stati ansiosi, aterosclerosi, infarto miocardico, osteoporosi, disordini metabolici e cancro. Queste considerazioni hanno spinto molti gruppi di ricerca verso l’identificazione e la
caratterizzazione farmacologica di svariati ligandi ortosterici dei recettori cannabinoidi, come potenziali farmaci per il trattamento delle suddette patologie. Solo pochi fra questi hanno ottenuto l’approvazione normativa per determinate indicazioni, ed il loro uso è associato a notevoli effetti indesiderati (ad esempio effetti psicotropi, ansia, depressione, tendenze suicide e disfunzioni immunitarie); tutto ciò ha fortemente limitato la loro utilità clinica, stimolando la ricerca di piccole molecole caratterizzate da modalità alternative di modulazione dei recettori cannabinoidi, le quali sarebbero sicuramente più interessanti per le applicazioni terapeutiche. La modulazione allosterica dei recettori cannabinoidi e la strategia “multi-target” potrebbero rappresentare approcci innovativi, allo scopo di ottenere i vantaggi terapeutici attesi ed allo stesso tempo evitare gli effetti collaterali derivanti dalla sola stimolazione ortosterica. I modulatori allosterici si legano a dei siti topograficamente e strutturalmente distinti da quello ortosterico, inducendo una modificazione conformazionale del recettore, che va ad influenzare l’affinità per un certo ligando ortosterico, nonché l’efficacia del ligando stesso a livello del recettore. I modulatori allosterici positivi (PAM) incrementano l’affinità di legame e/o l’attività funzionale di un certo recettore; i modulatori allosterici negativi (NAM) agiscono in senso opposto per l’affinità e/o per la funzionalità. I modulatori allosterici offrono diversi vantaggi rispetto ai ligandi ortosterici: maggiore specificità per il sottotipo recettoriale (la sequenza amminoacidica a livello dei siti allosterici risulta meno conservata); selettività tissutale (l’effetto si esplica solo dove sono presenti i ligandi endogeni, in questo caso gli endocannabinoidi); saturabilità dell’effetto (in dipendenza dalla presenza degli endocannabinoidi); “signalling” preferenziale e “probe”-dipendenza, ovvero la capacità di attivare selettivamente certe vie di segnale rispetto ad altre, anche a seconda del ligando ortosterico che interagisce con il recettore. L’approccio “multi-target” permette di impiegare molecole che abbiano la capacità di esercitare un’azione “pro-cannabinoide” agendo mediante meccanismi d’azione multipli all’interno dell’ECS. Ciò potrebbe offrire una strategia terapeutica più efficace e sicura, rispetto alla modulazione di un singolo target. A questo proposito, è stata individuata la possibilità di creare ligandi “bivalenti”, ovvero composti ibridi che combinano due unità farmacoforiche distinte (collegate da un opportuno uno spaziatore) in un solo ligando. Nel laboratorio presso il quale ho svolto la mia tesi di laurea sono stati già sintetizzati dei derivati bivalenti caratterizzati da una porzione farmacoforica in grado di legarsi al sito ortosterico di un certo recettore (ad es. CB2R) e l’altra in grado di interagire con un sito allosterico dello stesso recettore. Molecole di questo tipo potrebbero avere notevoli vantaggi, infatti la porzione allosterica fornisce la selettività tissutale e per il sottotipo recettoriale, mentre la porzione ortosterica promuove il legame al recettore e la sua attivazione. Lo scopo della mia tesi di laurea è stato quello di progettare e sintetizzare ligandi bivalenti caratterizzati da un farmacoforo in grado di legarsi ad un sito allosterico del CB1R e l’altro capace di interagire con un sito allosterico del CB2R. In questo caso, il vantaggio risiederebbe nel fatto di poter sfruttare la modulazione allosterica di due distinti sottotipi recettoriali. A tale scopo, una porzione derivante da un composto PAM su CB2R, già sviluppato presso il laboratorio dove ho svolto la tesi (e testato in vivo) è stata collegata, mediante spaziatori alchilici recanti un anello triazolico, ad una porzione derivante da un modulatore allosterico di CB1R ampiamente noto in letteratura. I nuovi derivati sintetizzati verranno al più presto saggiati con opportuni test biologici atti a valutarne l’affinità di legame per i recettori cannabinoidi, le proprietà allosteriche, nonché il profilo farmacologico.
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