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..