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2 - Farmacia - Università degli Studi di Bari

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σ2 Receptors Ligands for PET Diagnosis and Poten6al Treatment of Tumors Carmen Abate Research Day 28 Febbraio 2014 Dipar5mento di Farmacia -­‐ Scienze del Farmaco Università degli Studi di Bari, ALDO MORO I Recettori Sigma (σ)
I recettori σ sono siti di legame ENDOCELLULARI, differenti da ogni altra
proteina nota.
I due sottotipi recettoriali, σ1 e σ2, sono distribuiti nel SNC ed in molti tessuti
periferici. Il recettore σ1 è stato clonato:
-223 amino acidi (25 kDa);
-due domini transmembrana su ER
-compartimentalizzazione del Colesterolo ed i flussi di Ca2+
Sottotipo σ2
Il recettore σ2 non è stato ancora clonato. Studi di fotoaffinità rivelano una proteina di 18-21 KDa.
Proposte su identità del σ2:
-Proteina Istonica/associata agli istoni.
-PGRMC1 (progesterone receptor membrane component 1).
Sottotipo σ2
Il recettore σ2 non è stato ancora clonato e studi di fotoaffinità rivelano una proteina di 18-21 KDa.
Proposte sull’identità del σ2:
-Proteina Istonica/associata agli istoni
-PGRMC1 (progesterone receptor membrane component 1)
Recettori σ2 sono sovra-espressi in numerose linee cellulari tumorali Ø 
Agonisti σ2 inibiscono la proliferazione cellulare attraverso meccanismi
che coinvolgono: APOPTOSI, Ca2+ intracellulare, autofagia
Ø 
Sottotipo σ2
Il recettore σ2 non è stato ancora clonato e studi di fotoaffinità rivelano una proteina di 18-21 KDa.
Proposte sull’identità del σ2:
-Proteina Istonica/associata agli istoni
-PGRMC1 (progesterone receptor membrane component 1)
Ø Recettori σ sono sovra-espressi in numerose linee celulari tumorali 2
Ø Agonisti σ
2 inibiscono la proliferazione cellulare attraverso meccanismi che
coinvolgono: APOPTOSI, Ca2+ intracellulare, autofagia. Ligandi σ2 sono potenzialmente utili per la DIAGNOSI e la
CURA di patologie oncologiche!
Sviluppo di ligandi σ2: Background
(CH2)3
N
N
R3
R1
[Berardi et al. J. Med. Chem. 1996, 39, 176-182]
R2
R1 = H or OMe, R2 = H or OMe
R3 = H, CH2Ph, 2-THP, Cyclohexyl
Ki (nM)
N
N
(±)-PB28
OMe
σ1
σ2
5-HT1A
5-HT3
D2
13.6
0.34
258
>700
604
[Berardi et al. J. Med. Chem. 1996, 39, 176-182;
Berardi et al. Med. Chem. Res. 2000, 10, 201-207]
Sviluppo di ligandi σ2: Background
Modificazioni strutturali di PB28
Ø  Ki (nM)
N
N
(±)-PB28
OMe
σ1
σ2
5-HT1A
13.6
0.34
258
[Berardi et al. J. Med. Chem. 1996, 39, 176-182;
Berardi et al. Med. Chem. Res. 2000, 10, 201-207]
N
N
OMe
R
R = Me, n-Pr, i-penthyl,
phenyl, benzyl, 1-naphthyl
[Berardi et al. Med. Chem. Res. 2000, 10, 201-207]
5-HT3
>700
D2
604
Sviluppo di ligandi σ2 basati su PB28
Modificazioni strutturali di PB28
Ø  Ki (nM)
N
N
(±)-PB28
OMe
σ1
σ2
5-HT1A
13.6
0.34
258
[Berardi et al. J. Med. Chem. 1996, 39, 176-182;
Berardi et al. Med. Chem. Res. 2000, 10, 201-207]
(CH2)n N
R
N
R = H, -OMe, -OH
n = 0-6
[Berardi et al. J. Med. Chem. 2004, 47, 2308-2317]
5-HT3
>700
D2
604
Studi sul PB28 PB28 mostrava ancora il MIGLIOR profilo σ2. Ø  Caratterizzazione Approfondita
Ø  ATTIVITA’ antiproliferativa e citotossica determinata in numerose linee
cellulari tumorali (C6 glioma, SK-N-SH neuroblastoma, PC3 prostate, breast
MCF etc) .
Ø  ATTIVITA’ antitumorale in modelli animali tumorali
Ø  Pathways attivati
Ø  Riduzione dell’espressione di P-gp in MCF7/ADR, ed effetto sinergistico
con antitumorali classici.
[Colabufo et al., Naunyn-Schmiedeberg’s Arch. Pharm. 2003, 368, 106-112]
Sviluppo di ligandi σ2: derivati di PB28
Sonde fluorescenti per lo studio del recettore σ2
N
N
O-LINKER-
Studi di localizzazione via
microscopia confocale
[Abate et al., J. Med. Chem. 2011, 54, 5858-67]
Sviluppo di ligandi σ2: derivati di PB28
N
Studi di Flow Cytometry
O-LINKER-
Sonde fluorescenti per lo studio del recettore σ2
Curva di Binding
con spiazzamento del
fluoligando
% of displacement of F412
N
120
80
40
0
-12
-9
-6
log [PB28] M
-3
Sviluppo di ligandi σ2: non derivati di PB28
LIMITI di PB28: Ø 
Ø 
Ø 
Bassa selettività σ2/σ1
Scarsi risultati di visualizzazione via analisi PET in vivo
Scarsa attività antitumorale in vivo
Sviluppo di ligandi σ2: non derivati di PB28
Benzammidi
[Abate et al., Eur. J. Med. Chem. 2011, 46, 4733-41]
Sviluppo di ligandi σ2: non derivati di PB28
Isochinolinoni
Sviluppo di ligandi σ2: non derivati di PB28
Isochinolinoni con eccellenti selettività σ2 vs σ1
Sviluppo di ligandi σ2: non derivati di PB28
Isochinolinoni per lo studio via PET
Composti privi di attività
antiproliferativa!!
Isochinolinoni per lo studio via PET
Composti privi di attività
antiproliferativa!!
18F Scarso accumulo nel SNC di topo. Da investigare su tumori periferici.
[Abate et al., Eur. J. Med. Chem. 2013, 69, 920-30]
Sviluppo di ligandi σ2: non derivati di PB28
Sulla base di agonisti σ2 (attività antiproliferativa) riportati in letteratura:
-Composti ad attività antiproliferativa;
-Alcuni esercitano ‘Collateral sensitivity’: maggiore effetto nelle cellule farmaco-resistenti.
Sviluppo di ligandi σ2: non derivati di PB28
Affinità (Ki)
σ1
σ2
~2000 nM
F397
Ligandi σ2 con Collateral Sensitivity
100
% of cell proliferation
F408
~1 nM
MCF7
MCF7adr
50
0
10µM
30µM
1
siramesine
[Niso et al., Chem. Med. Chem. 2013, 8, 2026-35]
10µM
30µM
25
F408
Interazione di ligandi σ2 con P-gp e Collateral Sensitivity
Effetto causato da ligandi σ2/ substrati di P-gp
Conclusioni
…e la ricerca continua..
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