Progettazione, sintesi e valutazione farmacologica di derivati del 4-nitro-7-piperazin-1-il-2,1,3-benzossadiazolo come nuovi ligandi sigma fluorescenti

Abstract

Da sempre biologi e biochimici hanno focalizzato la loro attenzione in numerosi studi volti a chiarire i processi e le strutture molecolari fondamentali per la vita. Tra le tecnologie utilizzate allo scopo di conoscere la struttura di una biomolecola e la sua interazione con altre strutture, la diffrazione a raggi X, la risonanza magnetica nucleare ela microscopia elettronica permettono misure che richiedono grandi quantit¨¤ di composti purificati, sono spesso eseguite in condizioni non-fisiologiche e sono raramente adatte per osservare le reazioni molecolari in tempo reale. Recenti sviluppi sono stati mostrati sia nel campo dellafluorescenza che in numerosi metodi che consentono la selettivit¨¤ e l¡¯analisi delle interazioni molecolari in condizioni fisiologiche, come nelle cellule vive. L'analisi si concentra sulle interazioni ligando-recettore e sul processo successivo di trasduzione del segnale, che determina la risposta finale cellulare. Generalmente questi processi sono mediati, attraverso le membrane cellulari,da proteine canale o recettori accoppiati a proteina G. I nuovi saggi di fluorescenza sono importanti per spiegarela funzione dei recettori e i processi di trasduzione del segnale, cos¨¬ come per lo screening di nuovi composti terapeutici. In particolare, il metodo della fluorescenza polarizzata (FP), della fluorescenza di risonanza a trasferimento di energia (FRET) e della fluorescenza a tempo risolto (TRFS), sono emersi come soluzione agli high-throughput screening assays(HTS), in quanto pi¨´ rapidi, con minor impatto ambientale e minori costi. Sebbene siano stati riscontrati alcuni problemi analitici, i ligandi fluorescenti sono stati proposti come alternativa ai radioligandi per gli studi di binding sui recettori. Tali composti possono anche dare informazioni sulle caratteristiche bio-fisiche del sito di legame del ligando poich¨¦ alcuni fluorofori mostrano una resa quantica che dipende dalla lipofilicit¨¤ o dal pH dell¡¯ambiente.Inoltre potrebbero essere in grado di chiarire la localizzazione e le funzioni biologiche di alcuni tipi di recettore. Per esempio ligandi fluorescenti hanno permesso la localizzazione dei recettori ¦Á1 adrenergici, dei trasportatori della dopamina, dei recettori A1 adenosinici e dei recettori periferici delle benzodiazepine. Sempre attraverso l¡¯uso di tali composti ¨¨ stato possibile lo studio dell¡¯espressione e del clustering del recettore ionotropico 5-HT3, la visualizzazione in tempo reale del trafficking cellulare e dell¡¯internalizzazione del complesso del ligando con i recettori oppioidi ¦Ì e ¦Ä e infine l¡¯oligomerizzazione dei recettori della somatostatina regolata dal legame con il ligando. Sono stati inoltre sintetizzati composti fluorescenti attivi sui recettori sigma (¦Ò) che potrebbero essere in grado di fornire nuove informazioni e chiarimenti sul loro ruolo fisio-patologico. Tali recettori sono presenti a livello del sistema nervoso centrale (SNC), del fegato, del rene, del sistema immunitario e del tessuto endocrino e le loro funzioni fisiologiche sono ancora oggetto di studio. In particolare, nel SNC i recettori ¦Ò1 sono coinvolti nella modulazione dei canali del potassio e del calcio e nella neurotrasmissione glutammatergica, serotoninergica, dopaminergica e muscarinica, suggerendo un loro potenziale ruolo terapeutico nel trattamento di disturbi cognitivi, depressione e schizofrenia. I recettori ¦Ò2, invece, sono overespressi in linee cellulari tumorali e per questo motivo ligandi ¦Ò fluorescenti potrebbero essere utili alla diagnosi tumorale. Inoltre per meglio chiarire il coinvolgimento fisiologico e patologico dei recettori ¦Ò1 e ¦Ò2 nella crescita delle cellule tumorali, un ligando fluorescente potrebbe rappresentare un potenziale tool molecolare per lo studio della vitalit¨¤ cellulare.