Scopi della ricerca sono design, sintesi e valutazione biologica di
composti a struttura eterociclica ossigenata (flavone e analoghi)
che hanno dimostrato di essere efficienti carriers sui quali
inserire adeguati frammenti farmacoforici in grado di interagire
con vari target biologici. In particolare, l'inserimento di un
gruppo contenente un azoto eterociclico in posizioni diverse
permette di direzionare l'attività dei composti su diversi
citocromi P450 (aromatasi, liasi, aldosterone sintetasi). Nel campo
degli antitumorali è stato portato a termine un esteso studio SAR
dell'acido flavon-8-acetico per ottimizzarne l'attività. Si stanno
inoltre sviluppando strutture policicliche azotate che hanno
dimostrato di inibire la glicoproteina P, coinvolta nel fenomeno
della resistenza multipla crociata. Gli stessi eterocicli
ossigenati sono poi opportunamente funzionalizzati per ottenere
composti multitarget in grado di inibire molteplici attività di uno
o più enzimi coinvolti nella malattia di Alzheimer.
Nell'ambito della ricerca antitumorale è stato portato avanti un
esteso e approfondito studio di relazioni struttura-attività
dell'acido flavon-8-acetico FAA, una molecola dotata di bassa
attività citotossica di per sé ma in grado di potenziare la
risposta immunitaria nei confronti delle cellule tumorali
aumentando la sintesi di numerose citochine, quali TNF-alpha e
interferone. Pur avendo dimostrato una buona efficacia in vitro nel
trattamento di tumori solidi, FAA non ha mostrato nessuna attività
su cellule tumorali umane, mentre il suo derivato acido
5,6-dimetilxanton-4-acetico DMXAA si è rivelato attivo su tumori di
derivazione umana e si trova attualmente alle prove cliniche. Lo
studio SAR intrapreso ha coinvolto modifiche in tutte le porzioni
della molecola e ha confermato la nostra ipotesi di utilizzo di
eterocicli ossigenati correlati come carriers farmacologici,
permettendo recentemente di mettere in evidenza alcuni interessanti
derivati a struttura 3-alcossi-flavonica che per la prima volta
presentano buona attività su cellule tumorali umane e che saranno
ulteriormente studiati e sviluppati. Lo studio sta ora prendendo in
considerazione anche composti a struttura xantonica come derivati
di DMXAA. Un altro importante campo in cui eterocicli ossigenati
correlati come flavone, xantone e cumarina hanno permesso di
sviluppare composti dotati di una buona attività antitumorale è
quello degli inibitori di alcuni citocromi P450, in particolare
aromatasi e liasi, coinvolti nella biosintesi di estrogeni ed
androgeni rispettivamente, che si sono rivelati interessanti target
per il trattamento dei tumori ormono-dipendenti. Partendo da uno
studio CoMFA su due classi di inibitori di aromatasi sono stati
identificati i requisiti ottimali per l'interazione con i due
enzimi e i potenziali frammenti farmacoforici essenziali che,
opportunamente inseriti sugli scaffold oxa-eterociclici, hanno
portato al design e alla sintesi di numerose serie di derivati
dotati di buona attività e selettività e, recentemente, a
identificare ligandi enantioselettivi a struttura cromonica.
Considerata la possibilità di modulare la attività dei diversi
composti, attraverso opportune modifiche strutturali e
l'introduzione di diversi sostituenti, un ulteriore sviluppo di
questa linea di ricerca sta portando verso l'individuazione di un
nuovo target, l'enzima aldosterone sintetasi, un altro citocromo
P450 correlato ai precedenti, che porterebbe alla sintesi di
potenziali farmaci ad attività cardiaca. Sempre nell'ambito della
terapia antitumorale, recentemente è iniziato uno studio su
inibitori della resistenza multipla crociata, uno dei principali
ostacoli al trattamento, ed in particolare sulla glicoproteina P.
Sulla base di studi SAR e QSAR riportati in letteratura sono stati
progettati e sintetizzati derivati a struttura policiclica azotata
portanti catene alchilamminiche, che si sono dimostrati potenti
inibitori di questa proteina trasportatrice, con attività diverse
volte superiore a quella del Verapamil usato come
riferimento. Si sono quindi studiate opportune modifiche alle
catene al fine di ottimizzarne l'attività. Lo stesso tipo di catena
parzialmente rigida, inserita su altre strutture eterocicliche, ha
portato a composti dotati di attività citotossica, in particolare
per le fasi G0/G1 del ciclo cellulare, oltre a mostrare un
effetto sinergico con le antracicline e la capacità di indurre
apoptosi selettivamente su cellule farmaco-resistenti. La ricerca
in questo campo proseguirà con la progettazione e
sintesi di nuove molecole per valutare in particolare il ruolo
della porzione arilica, lasciando inalterata la catena. Lo
studio di molecole a struttura oxa-eterociclica ha portato anche
allo sviluppo di inibitori dell'acetilcolinesterasi (AChE) come
potenziali farmaci per la malattia di Alzheimer. E' in corso uno
studio SAR del derivato cumarinico AP2238, il primo composto in
grado di inibire sia il sito anionico centrale (AS) che il sito
anionico periferico (PAS) dell'enzima, coinvolto nell'aggregazione
e nel deposito della proteina beta-amiloide (A-beta). Allo scopo di
individuare un agente multitarget per il trattamento di AD, oltre a
potenziare l'attività antiaggregante si è cercato, attraverso
opportune modifiche, di inibire un altro enzima coinvolto nella
aggregazione dell'A-beta, precisamente la beta-secretasi.
Parallelamente a questo studio sono stati investigati composti a
struttura carbammica correlati alla Xantostigmina, inibitore ad
attività subnanomolare nei confronti dell'AChE. Anche in questo
caso le modifiche apportate hanno permesso di raggiungere il PAS.
Sono state progettate nuove molecole in cui l'anello xantonico è
sostituito con altri eterocicli ossigenati. La rimozione della
funzione carbammica ha portato invece allo sviluppo di inibitori
selettivi per la butirrilcolinesterasi (BChE), che studi recenti
indicano come possibile co-regolatore del neurotrasmettitore
ACh.
