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Alberto Leoni

Professore associato confermato

Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie

Settore scientifico disciplinare: CHIM/08 CHIMICA FARMACEUTICA

Temi di ricerca

- Nuovi agenti antiproliferativi correlati a prototipi naturali e sintetici

- Sintesi di nuovi composti in grado di interferire con la catena respiratoria mitocondriale.

- Sintesi e valutazione della specificità di nuovi derivati ad azione antinfiammatoria

- Studio dell'inibizione acetilcolinesterasica da parte di nuove molecole di sintesi

- Progettazione, sintesi e caratterizzazione biologica di ligandi dei canali del calcio attivi sul sistema cardiovascolare



- La principale linea di ricerca è rivolta allo sviluppo di agenti antitumorali riconducibili alle seguenti classi: guanilidrazoni a nucleo imidazotiazolico, indolilmetilen-2-indolinoni e imidazotiazolilmetilen-2-indolinoni; alcuni indolinoni sostituiti sono stati condensati, mediante un ponte metinico, anche con il trimetossifenile, nucleo presente in ben noti agenti antitumorali quali combretastatina, podofillotossina e colchicina. E' stata presa in considerazione anche la sintesi di derivati bis-indolici che ha portato alla stesura di un brevetto. La maggior parte dei composti pubblicati ha presentato un'interessante attività, con una inibizione del 50% della crescita a valori di 10-7 e 10-8 M e una scarsa tossicità. L'attività antitumorale è stata valutata in accordo con i protocolli disponibili presso il National Cancer Institute (NCI, Bethesda, MD) su 60 linee cellulari tumorali umane. Poiché è ormai appurato che numerosi derivati indolici possono indurre arresto del ciclo cellulare in fase G2/M e/o apoptosi in differenti linee cellulari, si sono valutati gli effetti dei composti più interessanti sulla proliferazione cellulare e sulla progressione del ciclo in linee cellulari HT29 di adenocarcinoma del colon e su cellule IGROV-1 di carcinoma ovarico sottoponendo i derivati a studi di citometria a flusso. Tali prove hanno dimostrato che i composti con bassa citotossicità possono interferire con la progressione del ciclo cellulare, con un blocco nella fase G2/M, senza un effetto significativo sulla polimerizzazione della tubulina, mentre altri sembrano innescare un percorso biochimico differente e ancora non ben identificato. Molti dei composti innescano il fenomeno apoptotico come mostrato dall'attivazione della caspasi almeno in cellule di carcinoma ovarico. Queste osservazioni suggeriscono che i composti in esame possano interferire con la proliferazione di cellule tumorali con meccanismi d'azione multipli.

- Attualmente c'è interesse nella ricerca e sviluppo di piccole molecole capaci di legarsi alla sequenza di basi del DNA in modo selettivo. Inoltre la capacità di legarsi a singoli geni e poi disattivarli ha un grande potenziale nella terapia di malattie a base genetica (ad es. cancro), nella diagnosi e nella genomica funzionale. Gli antibiotici antitumorali pirrolo[2,1-c][1,4]benzodiazepine (PBD) sono una classe ben nota di agenti in grado di legarsi al DNA con selettività di sequenza ottenuti da specie di Streptomiceti. Il loro modo di interagire con il DNA è unico ed è stato ampiamente studiato: si legano all'interno del solco minore del DNA. Molti ricercatori hanno sviluppato nuove strategie sintetiche per ottenere le PBD. Comunque, a causa delle difficoltà sintetiche pochi analoghi delle PBD con le relative SAR sono state pubblicate. Si è pertanto investigato l'effetto sulla capacità di legarsi al DNA e sulla citotossicità dovuto alla variazione dei sostituenti presenti sull'anello aromatico A delle PBD o all'introduzione di vari eterocicli nella struttura delle PBD.

- I farmaci antiinfiammatori COX2 selettivi attualmente in terapia mostrano effetti collaterali indesiderati che ne limitano l'uso, la ricerca di molecole più sicure è tuttora in corso. Nell'ambito di questa linea di ricerca abbiamo sintetizzato e valutato l'attività inibitoria di una serie di acidi N-benzil-2-cloroindol-3-carbossilici. Alcuni derivati presentano valori di inibizione della COX2 vicini a quelli del rofecoxib.

- L'enzima mitocondriale NADH (CoQ, ubiquinone, EC 1.6.99.3, complesso I) è il più complicato e il meno compreso del complesso della catena respiratoria. Nonostante il recente progresso negli studi strutturali, non ci sono informazioni sul complesso I paragonabili con i dati cristallografici disponibili per gli altri complessi della catena respiratoria. Questa mancanza di informazione è principalmente dovuta alla complessità del sistema. Negli ultimi decenni l'interesse nella NADH-ubichinone reduttasi è aumentato in conseguenza al possibile coinvolgimento nella patogenesi delle malattie neurodegenerative come l'Alzheimer e il Parkinson, il diabete e l'invecchiamento. Sono note più di 60 famiglie di composti in grado di inibire il complesso I. Lo studio è stato finalizzato alla sintesi di una serie di imidazo[2,1-b]thiazoli e 2,3-dihydroimidazo[2,1-b]thiazoli legati attraverso uno spaziatore metilenico al CoQ0 progettati per legarsi al sito fisiologico dei chinoni presente nel complesso I. Questi composti sono stati successivamente testati come inibitori dell'attività NADH-ubichinone reduttasi nelle membrane mitocondriali.

- Attualmente una classe di farmaci utilizzati in terapia per la cura dell'Alzheimer agisce sull'inibizione dell'acetilcolinesterasi. La presenza di un sito periferico nell'enzima, oltre al sito catalitico, ed il legame ai due siti, dato da composti bisquaternari, ha portato alla progettazione e sintesi di derivati contenenti due imidazotiazoli, separati da spaziatori diversi. Di alcuni di questi derivati sono stati preparati anche i sali bisammonio. L'attività inibitoria è stata studiata con un metodo di chemiluminescenza.

- I canali del Ca2+ voltaggio-dipendenti sono stati ampiamente studiati a causa delle loro importanti funzioni. Sono disponibili molti farmaci noti per interagire con questi canali. I bloccanti del canale del calcio di tipo L hanno guadagnato un ruolo chiave nel trattamento di diverse patologie cardiovascolari. Le 1,4-diidropiridine hanno una interessante struttura in grado di interagire con una ampia varietà di canali e di recettori; il loro nucleo è un esempio di una "struttura privilegiata" che con le appropriate modifiche molecolari può essere diretto a tessuti diversi dal punto di vista farmacologico. La ricerca è stata indirizzata alla sintesi e alla caratterizzazione di un congruo numero di 1,4-didiropiridine con differenti eterocicli in posizione 4 e al conseguente studio funzionale in vitro su tessuti cardiaci e su muscolatura liscia (vascolare e non).