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.Esso prevede due temi di ricerca: a)L’intero ciclo cellulare è regolato da enzimi che espletano la funzione di fosforilare gruppi di proteine che svolgono un ruolo chiave nella transizione da una fase del ciclo cellulare all’altra. Tali enzimi sono le chinasi, le quali sono associate a delle proteine denominate cicline, che regolano la loro attività enzimatica, formando un complesso chinasi-ciclina.Uno di essi, contenente la chinasi 1 ciclina dipendente ( CDK1 ) ha la funzione di fare avvenire la transizione dalla fase G2 a quella M del ciclo cellulare e puo’ costituire un bersaglio di farmaci antitumorali mediante un meccanismo di inibizione enzimatica.Infatti, le cellule tumorali hanno perso il controllo del processo proliferativo, a causa della deregolazione della funzione di diversi componenti cellulari, e pertanto l’inibizione della CDK1 bloccherebbe il passaggio alla fase mitotica di divisione cellulare.Prendendo come riferimento l’attività antichinasica del 5-metil-3-benzammidopirazolo si prevede di sintetizzare una serie di derivati ammidici pirazolici, analoghi strutturali del composto sopra nominato, portanti sostituenti che sono stati individuati mediante uno studio di modellistica molecolare che prende come riferimento la struttura del sito enzimatico della CDK1.I composti individuati verranno sintetizzati e valutati preliminarmente per l’attività antiproliferativa su linee cellulari come MCF7, K562, NCI-H460, come pure per l’attività inibitoria sulla CDK1. b)Diversi benzo-1,2,3,5-tetrazepinon-4(3H)-oni presentano attività superiore alla temozolomide, principio attivo del farmaco antitumorale Temodar, quando utilizzati contro linee cellulari tumorali resistenti agli agenti alchilanti. Esistono pochissimi esempi di derivati tetrazepinonici condensati con un altro eterociclo. Considerata l’utilità di disporre di sostanze antitumorali capaci di superare la farmaco resistenza, il nostro gruppo di ricerca ha sintetizzato un derivato pirazolotetrazepinonico che pero’ è risultato troppo instabile a temperatura ambiente. Con questa linea di ricerca ci proponiamo di preparare nuovi derivati pirazolotetrazepinonici stabili, introducendo in queste molecole gruppi con forte potere elettronattrattore al fine di renderle piu’stabili. I composti sintetizzati verranno saggiati contro linee cellulari resistenti agli agenti alchilanti.

1.1 Obiettivi a)Per quanto riguarda l’inbizione della CDK1 si intendono effettuare modifiche strutturali sul 5-metil-3-benzammidopirazolo con lo scopo di potenziarne l’attività antiproliferativa. Verranno preparate analoghi in cui nella parte aroilica è presente il fenile sostituito con gruppi alchilici, cicloalchilici, aloalchilici, alcossilici, nitro, acetato, sulfonilcloruro, atomi di alogeno. I composti ottenuti verranno saggiati su cellule tumorali per valutare l’attività antiproliferativa, in modo da individuare i composti piu’ attivi da destinare ad eventuali saggi in vivo. I dati ottenuti permetteranno di definire la SAR di questa classe di composti e di verificare la validità del modello di sito enzimatico adottato. b) Considerando che diversi benzotetrazepinoni sono risultati attivi contro linee tumorali resistenti e che esistono pochi derivati in cui l’anello tetrazepinonico è fuso con un altro anello eterociclico, si prevede di preparare nuovi derivati pirazolotetrazepinonici, portanti sostituenti con forte potere elettronattrattore, al fine di rendere le molecole stabili. I composti verranno saggiati per l’attività antiproliferativa su linee cellulari resistenti. I dati verranno utilizzati per estendere la conoscenza della SAR per questa classe di derivati. 1.2 Metodologie In funzione dello stadio della ricerca, ossia quello della progettazione, sintesi, determinazione strutturale e valutazione biologica dei nuovi composti, verranno usate diverse metodologie. La parte approfondita della progettazione verrà effettuate utilizzando una workstation e usando software quali Cerius 2 , Insigth e Viewer Lite. Per i farmaci con attivita antichinasica verrà analizzata una lista delle possibili pirazolobenzammidi, ottenibili con i benzoil cloruri disponibili in commercio, al fine di verificare mediante uno studio di modellistica molecolare quelli che portano ad interazioni piu’ forti rispetto al 5-metil-3-benzammido-1H-pirazolo preso come modello di riferimento. I prodotti selezionati verranno preparati mediante reazioni di condensazione tra la 5-metil-3-ammino-1H-pirazolo e cloruri di benzoile opportunemente sostituiti, mettendo in atto opportune tecniche per superare la doppia benzoilazione dell’ammina di partenza. Per i tetrazepinoni verranno individuati preliminarmente i sostituenti capaci di creare nell’anello tetrazepinonico del sistema pirazolotetrazepinone una distribuzione elettronica simile a quella riscontrata nei benzo-1,2,3,5-tetrazepinoni stabili. Nella fase della preparazione potranno essere usati un cromatografo preparativo a media pressione e un cromatografo circolare. La caratterizzazione avverra utilizzando tecniche spettroscopiche IR , NMR e GLC/MS. I composti ottenuti verranno sottoposti ai saggi in vitro per valutare l’attività antiproliferativa e per le pirazolobenzammidi anche quella inibente sulla CDK1. --------------------------------------------------------------------------------