Derivati eterociclici di interesse farmaceutico: progettazione, sintesi e valutazione biologica

1.3 Sintesi del programma di ricerca Il programma di ricerca prevede la preparazione di nuovi derivati eterociclici da sottoporre alla valutazione dell'attività antiproliferativa ed antiinfiammatoria. a)Diversi benzo-1,2,3,5-tetrazepinoni risultano essere attivi su lineee cellulari tumorali che sono diventate resistenti alla telozolomide, principio attivo del temodar, una specialità medicinale utilizzata per combattere alcune forme tumorali. Il presente proggeto di ricerca prevede l'ottenimento di analoghi eterociclici dei benzotetrazepinoni in cui al posto del nucleo benzenico è presente un eterociclo. In particolare verranno tentate vie di sintesi più brevi rispetto a quella che è stata seguita da noi per preparare alcuni pirazoloterazepinoni. I composti ottenuti verranno valutati per l'attività antiproliferativa su linee cellulari resistenti. b) Considerato che delle due isoforme dell'enzima ciclossigenasi, COX-1 e COX-2, la COX-2 rappresenta la forma indotta durante il processo infiammatorio, si intende continuare lo studio relativo alla sintesi di alcuni nuovi derivati della serie pirazolica chinazolinonica e benzotriazinonica, che, da preliminari osservazioni relative al docking basato su dati di modellistica molecolare, hanno mostrato una affinità per il cennato enzima, uguale o superiore ai farmaci noti, cioè ai FANS innovativi di ultima generazione. E' necessario, a questo punto, verificane, in vitro e poi in vivo, su modelli animali, l'attività antiinfiammatoria, analgesica ed antipiretica. Successivamente si programmeranno sintesi di analoghi strutturali opportunamente modificati per valutarne anche l'utilità come agenti antitumorali, soprattutto nella prevenzione di patologie quali il cancro del colon-retto, per le quali è stata riportata la presenza di una sovraespressione di COX-2. In particolare verrà estesa la sintesi di derivati pirazolo[3,4-d]pirimidonici ed 3-(1-piridin-pirazol-5-il)-chinazolinonici, alcuni dei quali hanno già mostrato interessante attività di inibizione selettiva verso la COX-2. La ricerca in oggetto è fortemente incoraggiata anche dai dati relativi alla tossicità di alcuni prototipi da noi sintetizzati che mostrano una gastrolesività nulla o minore di quella presentata dai FANS in commercio.

1.1 Obiettivi a) Per quanto riguarda i derivati pirazolotetrazepinonici, considerata la potenzialità dei derivati tetrazepinonici come farmaci antitumorali verso forme resistenti agli agenti alchilanti, si prevede di studiare nuove vie sintetiche che possano portare velocemente all'ottenimento di tetrazepinoni fusi con anelli eterociclici. le nuove vie sintetiche renderanno più facile l'inserimento di gruppi elettron-attrattori nelle molecole dei nuovi composti che, così, verrebbero resi più stabili. b) I farmaci antinfiammatori non steroidei costituiscono una delle classi di farmaci più popolari e d’uso più comune attualmente in commercio. Nonostante vengano impiegate con successo in tutte quelle patologie associate ad un processo infiammatorio, il loro utilizzo è limitato dal pesante effetto collaterale della gastrolesività che, per lunghi periodi di somministrazione, può provocare ulcere con gravi conseguenze. Questo tipo di danno a livello gastrico è legato alla inibizione della sintesi delle prostaglandine gastroporotettive ad opera dei FANS. Tenuto conto che, esistono due isoforme della ciclossigenasi, enzima chiave nella biosintesi delle prostaglandine, la COX-1 e la COX-2 e che solo quest’ultima è responsabile della biosintesi delle prostaglandine proinfiammatorie, farmaci in grado di inibire selettivamente la COX-2 potrebbero risolvere tale problema. Inoltre, è ormai ben dimostrata l'implicazione di una sovraespressione della COX-2 nell'insorgenza del cancro del colon-retto per cui gli inibitori selettivi della COX-2 risultano molecole chiave nella prevenzione ti tale patologia. I coxib, di cui il celecoxib è uno dei farmaci più rappresentativi, sono farmaci in grado di raggiungere questo scopo attraverso una selettività nei confronti dell’isoforma 2 della ciclossigenasi. Utilizzando come composto guida il celecoxib, e tenuto conto che, presso i nostri laboratori sono stati sintetizzati composti chinazolinonici dotati di attività antinfiammatoria e di scarsissima gastrolesività, obbiettivo della ricerca sarà quello di ottenere nuove molecole, strutturalmente correlate ai coxib, in cui l'anello aromatico del nucleo chinazolinonico sia sostituito con un nucleo eterociclico allo scopo di verificarne in vitro ed in vivo l'attività antinfiammatoria, analgesica ed antipiretica, nonchè la loro utilità come agenti antitumorali sopratutto nella prevenzione di patologie quali il cancro del colon-retto. 1.2 Metodologie Durante le varie fasi di sviluppo del progetto si prevede l’utilizzo di diverse metodologie al fine di raggiungere gli obbiettivi prefissati che sono la progettazione, la sintesi, la determinazione strutturale e lo studio dell’attività biologica dei composti oggetto della ricerca. a) Per quanto riguarda i derivati tetrazepinonici, poichè i composti di riferimento sono alcuni benzo-1,2,3,5-tetrazepin-4(3H)-oni, verà fatta una valutazione preliminare dei possibili nuclei, variamente sostituiti, che possano portare alla individuazione di benzotetrazepinoni stabilli. Le varie opzioni sintetiche verranno valutate gradualmente, partendo da quella basata sulla sequenza più breve. Durante la fase di sintesi verranno usati diversi tipi di cromatografia per le procedure separative. Il riconoscimento dei composti isolati verrà fatto mediante tecniche spettroscopiche IR, NMR, GLC/MS. I nuovi composti tetrazepinonici verranno saggiati su linee cellulari sensibili e resistenti. b)Prima di procedere alla sintesi dei composti si utilizzeranno una workstation e software quali Cerius 2, Insigth II e Viewer Lite, per effettuare uno studio preliminare di modellistica molecolare attraverso cui studiare le interazioni delle molecole che intendiamo sintetizzare con gli appropriati bersagli molecolari. Studi di Docking ci permetteranno infatti di simulare in che modo la molecola si inserisce e si posiziona nel sito attivo delle COX valutando le interazioni tra ogni