La ricerca si focalizza su composti a struttura eterociclica
ossigenata (flavone e analoghi) che hanno dimostrato la capacità di
comportarsi da efficienti carriers sui quali inserire adeguati
frammenti farmacoforici in grado di interagire selettivamente con
vari target biologici. In particolare, l'inserimento in posizioni
diverse di un gruppo contenente un anello imidazolico permette di
direzionare l'attività dei composti su diversi citocromi P450
(aromatasi, liasi, aldosterone sintetasi). Gli stessi scaffold sono
opportunamente funzionalizzati per ottenere composti multitarget in
grado di inibire molteplici attività di uno o più enzimi coinvolti
nella malattia di Alzheimer. Nel campo degli antitumorali abbiamo
ampiamente modificato il lead acido flavonacetico per ottimizzarne
l'attività. Stiamo inoltre sviluppando strutture policicliche
azotate che hanno dimostrato capacità inibitorie nei confronti
della glicoproteina P coinvolta nel fenomeno della resistenza
multipla crociata. Analoghe strutture policicliche sono in grado di
legarsi al sito attivo delle 1,4-diidropiridine, rappresentando
quindi un nuovo scaffold per lo sviluppo di calcio antagonisti.
Lo studio di molecole a struttura eterociclica ossigenata come
carriers in chimica farmaceutica ha permesso di ottenere risultati
interessanti in diversi campi. La principale linea di ricerca è
rivolta agli inibitori dell'enzima acetilcolinesterasi (AChE) allo
scopo di trovare molecole attive per la malattia di Alzheimer (AD),
in quanto è stato dimostrato che la demenza senile è strettamente
associata a disordini del sistema colinergico (ipotesi
colinergica). Inoltre AChE risulta coinvolta nell'aggregazione e
nel deposito di beta-amiloide (Abeta) che, oltre a rappresentare la
caratteristica dell'AD, induce una cascata neurotossica che porta
alla neurodegenerazione tipica della malattia (ipotesi amiloidea).
E' in corso da alcuni anni lo studio di derivati a struttura
carbammica di cui il composto lead è la xantostigmina, un inibitore
dell'AChE ad attività subnanomolare. Inizialmente è stato scelto
come carrier il nucleo xantonico, lipofilo, per cercare di ottenere
degli inibitori selettivi sul SNC. L'allungamento della catena di
raccordo tra la funzione amminica e il sistema triciclico ha
permesso di raggiungere il sito anionico periferico (PAS)
all'imboccatura della gola di AChE. Infatti inibitori che si
leghino a questo sito possono bloccare l'aggregazione di Abeta
indotta da AChE. Le prove sperimentali hanno però dimostrato che
l'analogo a 7 metileni della xantostigmina, che raggiunge il PAS,
non inibisce l'attività proaggregante di AChE. Il gruppo xantonico
è stato quindi sostituito con gruppi 2-arilidenbenzocicloalcanoici
e ciò ha permesso di ottenere potenti agenti multitarget.
Attualmente stiamo sviluppando altri carbammati in cui l'anello
xantonico è sostituito con gli anelli flavonico e cumarinico per
valutare il contributo del gruppo carbonilico in posizioni diverse;
inoltre introduciamo uno o due metossili sugli anelli benzenici per
valutare il loro contributo verso il PAS. La rimozione della
funzione carbammica porta invece allo sviluppo di inibitori
selettivi per la butirrilcolinesterasi (BuChE) che recenti studi
indicano come possibile co-regolatore del neurotrasmettitore ACh;
inoltre è stato evidenziato un aumento dei livelli corticali di
BuChE con l'avanzamento dell'AD. Parallelamente a questo studio è
stato progettato AP2238, il primo composto in grado di inibire sia
il sito anionico centrale che il PAS e tale duplice attività è
stata confermata dai dati sperimentali. Ha una potenza inibitoria
su AChE paragonabile a quella del donepezil, il farmaco attualmente
più utilizzato per il trattamento di AD, mentre inibisce l'azione
proaggregante dell'AChE mediata dal PAS in misura superiore.
Abbiamo poi estesamente modificato la struttura di AP2238 per
comprenderne le relazioni struttura attività. Abbiamo inoltre
introdotto ulteriori gruppi farmacoforici sul nucleo cumarinico per
potenziare l'attività antiaggregante o per agire sulla BACE, un
ulteriore enzima coinvolto nella aggregazione dell'Ab. Considerando
l'approccio multitarget una strategia vincente in chimica
farmaceutica, abbiamo sviluppato composti a struttura benzofuranica
in grado di inibire oltre alle colinesterasi, anche l'aggregazione
spontanea di Aß e con un'addizionale azione neuroprotettiva.
Attualmente stiamo estesamente modificando la struttura
della molecola lead per comprenderne le relazioni
struttura attività.
Lo studio di molecole a struttura oxa-eterociclica come carriers
ha portato anche allo sviluppo di composti ad attività
antitumorale. E' in corso da alcuni anni lo studio di derivati in
grado di inibire il citocromo P450, in particolare aromatasi e
liasi, enzimi deputati alla biosintesi di estrogeni e androgeni, e
quindi importanti target per il trattamento dei tumori ormono
dipendenti. Attualmente stiamo introducendo sullo scaffold
flavonico opportuni sostituenti selezionati sulla base di uno
studio CoMFA precedentemente sviluppato. Sempre nel campo degli
antitumorali, la ricerca si è indirizzata allo studio delle SAR
dell'acido flavonacetico (FAA) e del composto correlato acido
5,6-dimetilxantonacetico (DMXAA), molecole dotate di bassa attività
citotossica, ma in grado di potenziare la risposta immunitaria nei
confronti delle cellule tumorali aumentando la sintesi di numerose
citochine. Lo studio SAR iniziato negli anni precedenti è
continuato con la progettazione e la sintesi di nuovi derivati
xantonici portanti una catena alcossilica di lunghezza variabile e
un gruppo basico, allo scopo di verificare l'influenza di questi
gruppi addizionali sull'attività antitumorale. Alcuni dei composti
sintetizzati mostrano un profilo di attività paragonabile a quella
di DMXAA, composto che attualmente si trova alle prove cliniche.
Recentemente abbiamo iniziato uno studio sulla glicoproteina P,
coinvolta nel fenomeno della resistenza multipla crociata, il
principale ostacolo nella chemioterapia dei tumori. Sulla base di
studi SAR e QSAR riportati in letteratura sono stati progettati e
sintetizzati derivati a struttura policiclica azotata
caratterizzati da catene propil, butil e butinilamminiche che si
sono dimostrati inibitori più potenti del verapamil usato in questi
test come standard di riferimento. Lo stesso tipo di catena
parzialmente rigida, inserita su altre strutture eterocicliche, ha
portato a composti dotati di attività citotossica rivolta
particolarmente alle fasi G0/G1 del ciclo cellulare, oltre a
mostrare un evidente effetto sinergico con le antracicline e
capacità di indurre apoptosi selettivamente nelle cellule
multifarmaco-resistenti. La ricerca prosegue in questo campo con
progettazione e sintesi di nuove molecole, particolarmente rivolta
alla valutazione del ruolo giocato dalla porzione arilica,
lasciando inalterata la catena butinilica.
La struttura policiclica azotata può essere considerata
un interessante scaffold in chimica farmaceutica e,
opportunamente funzionalizzato, ha permesso di ottenere una nuova
serie di calcio antagonisti in grado di legarsi al sito delle
1,4-diidropiridine dei canali L. E' attualmente in corso un
approfondimento sul ruolo di questo scaffold su uno dei target della malattia di Alzheimer.
