Sintesi e valutazione biologica di nuovi inibitori della CTP sintetasi, utilizzabili per il trattamento della malattia del sonno (Tripanosomiasi africana). NOTA: La proponente ha trascorso 11 mesi all'estero, dal 1/3/1999 al 31/01/2000, presso la Georgetown University Medical Center, Washington DC, USA, in qualità di post-doc titolare di una borsa di studio CNR-NATO. L'attività di ricerca è stata svolta nel gruppo diretto dal Prof. Alan P. Kozikowski, nell'ambito del Drug Discovery Program, e si è concretizzata in 3 pubblicazioni su riviste internazionali con impact factor medio 3.387.
Progetto La malattia del sonno è una patologia altamente diffusa nei paesi africani, la cui infezione è causata da Trypanosoma brucei, un protozoo che viene trasmesso all'uomo dalla mosca tse-tse. La chemioterapia rimane al momento il principale mezzo per controllare questa malattia, in quanto non sono disponibili vaccini efficaci. Tuttavia, il problema ricorrente della resistenza ai chemioterapici impone una continua ricerca di nuovi farmaci dotati di attività tripanocida. E' stato dimostrato che T. brucei possiede livelli molto bassi di CTP, a causa della sua limitata capacità di effettuarne la sintesi de novo, oltre che alla mancanza di sistemi di salvataggio della citidina. Pertanto, l'utilizzo di inibitori dell'enzima CTP sintetasi (CTPS) produce un abbassamento di CTP nel parassita a livelli tali da inibirne la proliferazione. Tra gli inibitori di CTPS noti in letteratura troviamo l'acivicina [AT-125, acido (alfaS,5S)-alfa-ammino-3-cloro-4,5-diidro-5-isossazol-acetico], un antibiotico isolato dai brodi di fermentazione di Streptomyces sviceus e dotato anche di attività antitumorale. Il meccanismo d'azione di AT-125 consiste nell'inattivazione di enzimi glutammina dipendenti, tra cui CTPS, grazie all'analogia strutturale con l'amminoacido naturale L-glutammina. Tutti gli enzimi inibiti dall'acivicina sono caratterizzati dalla presenza, nel loro sito catalitico, di un residuo di cisteina. E' stato ipotizzato che l'acivicina inibisca irreversibilmente tali enzimi reagendo con il gruppo tiolico della cisteina a dare un addotto covalente con spiazzamento dell'atomo di cloro.
La proponente ha in passato sintetizzato alcuni nuovi amminoacidi analoghi strutturali dell'acivicina, caratterizzati dalla presenza di un nucleo 3-bromo-isossazolinico, andando a valutarne l'attività sia come potenziali agenti antitumorali, sia come inibitori di CTPS in T. brucei. Partendo dai risultati di quello studio preliminare, che aveva chiarito alcuni dei requisiti strutturali e stereochimici importanti per il riconoscimento da parte degli enzimi target, il presente progetto ha come obiettivo la sintesi di nuovi derivati in cui, mantenendo costante la porzione amminoacidica presente nell'acivicina, venga variata la natura dell'anello eterociclico. In particolare l'anello isossazolinico sarà rimpiazzato dal nucleo pirazolinico N-1 sostituito, in modo da poter valutare l'effetto stereo-elettronico del sostituente legato all'atomo di azoto eterociclico sull'attività biologica. I nuovi derivati verranno valutati per la loro attività antiprotozoaria utilizzando T. brucei nello stadio ematico. I composti dotati di un'interessante attività antiproliferativa, saranno successivamente sottoposti ad una valutazione del loro profilo di tossicità nei confronti di cellule umane, quali ad esempio le cellule embrionali HEK.