Sintesi e studio di sistemi polieterociclici a potenziale attività biologica

In the last decade, some progresses have been reached in the cancer treatment, mainly through the approval of novel key drugs based on the targeted therapy. In this respect, tyrosine kinases constitute one of the most relevant class of targets. Tyrosine kinases are key enzymes involved in the intracellular signal transduction and their up-regulation is often associated with cancer onset and progression. The tyrosine kinase inhibitors act mainly as ATP-mimic compounds. Despite the initial relevant clinical successes obtained through kinase inhibitor use, rapid drug resistance phenomena onset have been recently emerged when administering highly selective drugs. Consequently, a major goal in the field of tyrosine kinase inhibitor development is to find compounds able to inhibit more than one enzyme, thus overcoming the drug resistance onset. The synthesis and the biological evaluation of new potential kinase inhibitors are described in this work. Three different quinazoline analogs have been previously identified by our research group, that share the same 3-aminobiphenyl function condensed at 4-position (Figure 1). These compounds were found to posses higher inhibitory potency against cell proliferation when compared with analogues bearing simple aniline moieties condensed at 4-position. Thus, starting from these results, four classes of quinazoline compounds have been synthesized. The designed derivatives are characterized by different substituents condensed on the dioxanoquinazoline nucleus (n=2) or by different side chains at the position 6 and 7 to the quinazoline nucleus. The quinazoline scaffolds have been synthesized according to an innovative and useful strategy developed by our research group 1. All the synthesized compounds have been evaluated for their antiproliferative effects on A431 cells that over-express EGFR. In order to define the mechanism of action of the most active compounds, the irreversibility of the effects on the cell growth as well as the interactions with EGFR have been investigated. The effects on HUVEC proliferation, migration and morphogenesis have also been evaluated to assess the antiangiogenic properties of the derivatives. Finally, the compounds have been tested on a panel of human tumor cell lines and on 7 different purified kinases.

Nell’ultimo decennio sono stati fatti molti progressi nell’ambito della terapia antitumorale, soprattutto grazie allo sviluppo della targeted therapy che ha portato all’approvazione di nuovi importanti farmaci. Tra i target di elezione per la targeted therapy particolare rilevanza hanno le tirosinchinasi. Le tirosinchinasi sono enzimi fondamentali nella trasduzione del segnale intracellulare e quando sovra-espresse, come spesso accade nelle cellule tumorali, portano ad una de-regolazione e ad un’aumentata proliferazione cellulare. I farmaci approvati come inibitori tirosinchinasici sono per lo più molecole ad azione ATP-mimetica. Nonostante l’iniziale entusiasmo derivante dalla loro elevata efficacia terapeutica, oggi si riscontrano sempre più frequentemente fenomeni di resistenza che rendono inefficace la somministrazione di questi farmaci. Per cercare di superare questo problema la ricerca si sta impegnando nella scoperta di farmaci che siano multi-target, ovvero inibitori multi-chinasici. A partire da queste considerazioni il progetto di dottorato è stato dedicato alla sintesi e alla valutazione biologica di nuovi potenziali inibitori tirosinchinasici. Da studi precedentemente effettuati all’interno dei laboratori di ricerca in cui questa tesi è stata svolta, era risultato che la funzionalizzazione con 3-amminobifenile di tre diversi nuclei chinazolinici (figura 1) conferiva una maggior potenza inibitoria nei confronti della proliferazione cellulare rispetto ad altri tipi di sostituenti anilinici. Sono state quindi progettate e sintetizzate quattro classi di composti che differissero per il sostituente in 4 rispetto al nucleo diossanochinazolinico (n=2) o per i sostituenti in 6 o 7 all’anello chinazolinico. I nuclei chinazolinici sono stati tutti ottenuti seguendo una metodica generale di sintesi messa a punto e validata nel nostro gruppo di ricerca 1. Per tutti i composti sintetizzati sono stati valutati gli effetti antiproliferativi sulla linea cellulare A431 che sovra-esprime EGFR 2. Il meccanismo di azione dei composti maggiormente attivi è stato quindi indagato, verificando l’irreversibilità dell’azione e la specificità nei confronti di EGFR. Sono stati valutati anche gli effetti sulla proliferazione, sulla migrazione e sulla morfogenesi di cellule HUVEC allo scopo di indagare l’attività antiangiogenica dei nuovi derivati. Per avere un quadro più completo dell’attività di questi derivati sono stati, infine, valutati gli effetti antiproliferativi su un ampio pannello di linee cellulari tumorali umane e gli effetti inibitori su 7 diverse tirosinchinasi isolate (sia recettoriali che citoplasmatiche).