Nel presente progetto intendiamo individuare composti utilizzabili nel trattamento della malaria, della leishmaniosi e delle tripanosomiasi. Lo studio sarà concentrato sulle seguenti strategie: a) Sviluppo di inibitori enzimatici: i) Cistein-proteasi (CP) ¿cathepsin L-like¿ da T.brucei (TbCatL), T.cruzi (cruzaina) e P.falciparum (falcipaina-2) che sono coinvolte sia in processi catabolici (degradazione dell'emoglobina da parte di P.falciparum) che nei meccanismi di immunoevasione e di invasione cellulare e tissutale; ii)Gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi (GAPDH), indispensabile ai parassiti protozoari per la produzione di energia. iii)Enzimi implicati nella via dei folati: diidrofolato reduttasi (DHFR)/pteridina reduttasi (PTR1) e metilen-H4F deidrogenasi/metenil-H4F cicloidrolasi (DHCH). b) Sviluppo di antimalarici ¿dual acting¿ caratterizzati da un'elevata attività antiparassitaria intrinseca e dalla capacità di revertire la resistenza alla clorochina interagendo con il trasportatore della clorochina PfCQRT nella sua forma mutata e responsabile della resistenza. Il progetto si svilupperà secondo le seguenti linee principali: 1)Progettazione e sintesi di inibitori enzimatici utilizzando la struttura cristallografica del complesso enzima-inibitore già disponibile o da ottenere nell'ambito del progetto. Nel caso delle CP e di GAPDH, in cui è presente un residuo di Cys nel sito catalitico, saranno progettati inibitori covalenti in grado di inattivare irreversibilmente l'enzima. Per DHFR/PTR1 saranno ottimizzati derivati tiadiazolici e benzotiazolici già identificati da UNIMORE. Per DHCH, verranno ottimizzati tre scaffold recentemente identificati mediante virtual screening. 2)Valutazione dell'attività inibitoria sugli enzimi target isolati e purificati. 3)Ottimizzazione del profilo ADME+T di molecole, già identificate da UNISI, aventi come target la via di detossificazione dell'eme in P. falciparum e la capacità di interferire con i meccanismi di resistenza alla clorochina. 4)Predizione in silico delle proprietà farmacocinetiche e di ¿drug-likeness¿ dei nuovi composti hit sviluppati nell'ambito del progetto, seguita dalla sintesi di librerie focalizzate all'ottimizzazione di questi parametri. 5)Determinazione sperimentale delle proprietà di ¿drug-likeness¿ (stabilità microsomiale, clearance epatica, attività nei confronti di hERG, permeabilità cellulare). 6)I composti più promettenti saranno saggiati in vitro per determinarne l'attività antiparassitaria e la citotossicità nei confronti di linee cellulari umane. I composti con ED50 submicromolare e indice di selettività >100 saranno valutati in modelli animali di patologia al fine di selezionare i candidati per un futuro sviluppo pre-clinico e clinico.
Nel presente progetto intendiamo individuare composti utilizzabili nel trattamento della malaria, della leishmaniosi e delle tripanosomiasi. Lo studio sarà concentrato sulle seguenti strategie: a) Sviluppo di inibitori enzimatici: i) Cistein-proteasi (CP) ¿cathepsin L-like¿ da T.brucei (TbCatL), T.cruzi (cruzaina) e P.falciparum (falcipaina-2) che sono coinvolte sia in processi catabolici (degradazione dell'emoglobina da parte di P.falciparum) che nei meccanismi di immunoevasione e di invasione cellulare e tissutale; ii)Gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi (GAPDH), indispensabile ai parassiti protozoari per la produzione di energia. iii)Enzimi implicati nella via dei folati: diidrofolato reduttasi (DHFR)/pteridina reduttasi (PTR1) e metilen-H4F deidrogenasi/metenil-H4F cicloidrolasi (DHCH). b) Sviluppo di antimalarici ¿dual acting¿ caratterizzati da un'elevata attività antiparassitaria intrinseca e dalla capacità di revertire la resistenza alla clorochina interagendo con il trasportatore della clorochina PfCQRT nella sua forma mutata e responsabile della resistenza. Il progetto si svilupperà secondo le seguenti linee principali: 1)Progettazione e sintesi di inibitori enzimatici utilizzando la struttura cristallografica del complesso enzima-inibitore già disponibile o da ottenere nell'ambito del progetto. Nel caso delle CP e di GAPDH, in cui è presente un residuo di Cys nel sito catalitico, saranno progettati inibitori covalenti in grado di inattivare irreversibilmente l'enzima. Per DHFR/PTR1 saranno ottimizzati derivati tiadiazolici e benzotiazolici già identificati da UNIMORE. Per DHCH, verranno ottimizzati tre scaffold recentemente identificati mediante virtual screening. 2)Valutazione dell'attività inibitoria sugli enzimi target isolati e purificati. 3)Ottimizzazione del profilo ADME+T di molecole, già identificate da UNISI, aventi come target la via di detossificazione dell'eme in P. falciparum e la capacità di interferire con i meccanismi di resistenza alla clorochina. 4)Predizione in silico delle proprietà farmacocinetiche e di ¿drug-likeness¿ dei nuovi composti hit sviluppati nell'ambito del progetto, seguita dalla sintesi di librerie focalizzate all'ottimizzazione di questi parametri. 5)Determinazione sperimentale delle proprietà di ¿drug-likeness¿ (stabilità microsomiale, clearance epatica, attività nei confronti di hERG, permeabilità cellulare). 6)I composti più promettenti saranno saggiati in vitro per determinarne l'attività antiparassitaria e la citotossicità nei confronti di linee cellulari umane. I composti con ED50 submicromolare e indice di selettività >100 saranno valutati in modelli animali di patologia al fine di selezionare i candidati per un futuro sviluppo pre-clinico e clinico.