Progettazione, sintesi e valutazione biologica di nuovi fluorenil derivati quali inibitori della formazione di fibrille amiloidi da TTR

La Transtiretina (TTR) è una proteina plasmatica omotetramerica di 55 kDa, coinvolta nel trasporto di tiroxina (T4) e retinolo (vitamina A) nel liquido cerebrospinale (CSF) e nel plasma, attraverso la sua associazione con la retinol binding protein (RBP). I maggiori siti di biosintesi della proteina sono il fegato e il plesso corioideo del cervello; è anche prodotta in piccole quantità nella retina e nella placenta umana. La TTR è una delle proteine umane associate all’amiloidosi, un gruppo di patologie dovute al misfolding di particolari proteine che si traduce nella formazione di depositi extracellulari che compromettono la funzione di uno o più organi. La TTR, infatti, normalmente circola come proteina solubile, ma in alcuni individui forma fibrille amiloidi associate a diverse malattie. Le fibrille amiloidi si formano in seguito ad un processo che coinvolge la dissociazione del tetramero seguita dal misfolding dei monomeri; questi, in un processo di polimerizzazione, formano oligomeri, aggregati solubili, aggregati amorfi insolubili e fibrille amiloidi. Nel passato le amiloidosi sono state classificate in due grandi gruppi costituiti dalle amiloidosi localizzate e da quelle sistemiche. Sono stati osservati quattro tipi di amiloidosi correlate alla TTR, che si distinguono in ereditarie e non ereditarie. Tra le amiloidosi non ereditarie (amiloidosi da TTR nativa, wt-ATTR) vi è l’amiloidosi sistemica senile (SSA), malattia ad esordio tardivo in cui la TTR wild-type si deposita principalmente nel cuore, ma anche nell’intestino e nel tunnel carpale. Tra le amiloidosi ereditarie (amiloidosi da TTR mutata, h-ATTR) vi sono: la cardiomiopatia amiloide familiare (FAC), in cui mutazioni puntiformi nel gene che codifica per la proteina portano alla deposizione di fibrille nel cuore; la polineuropatia amiloide familiare (FAP), in cui si ha il deposito di fibrille nei nervi periferici e autonomici e l’amiloidosi selettiva del sistema nervoso centrale (CNSA). La TTR è una proteina plasmatica omotetramerica costituita da quattro subunità identiche. I quattro monomeri si assemblano formando due coppie di dimeri (AB/CD) che a loro volta si uniscono per formare la struttura tetramerica, attraversata da una cavità centrale dove le due molecole di T4 si legano. All’interfaccia dimero-dimero si localizzano le due tasche di legame a forma di imbuto specifiche per l’ormone tiroxina (T4). Ogni sito di legame per la T4 è costituito da due siti secondari simmetrici, un piccolo sito di legame interno con residui idrofobici (inner binding pocket) e un grande sito di legame esterno con gruppi polari (outer binding pocket). Inoltre, in questi siti secondari, sono presenti tasche idrofobiche simmetriche, denominate halogen binding pocket, che sono capaci di accogliere gli atomi di iodio del ligando naturale. Fino a pochi anni fa, l’unica terapia disponibile per l’amiloidosi da TTR era il trapianto di fegato. Sfortunatamente, questo approccio terapeutico è associato a considerevoli rischi per il paziente e non ha effetto sulle cellule epiteliali della retina e del plesso corioideo, dove la TTR mutata continua ad essere sintetizzata. E’ stato necessario, quindi, introdurre terapie meno invasive mirate a ridurre i depositi amiloidi in organi e tessuti e a compromettere la formazione di amiloide. La conoscenza della struttura intermedia degli aggregati formanti le fibrille ha permesso la progettazione di molecole capaci di legarsi al tetramero della TTR, inibendo la sua dissociazione e quindi la formazione di specie amiloidogeniche. I composti fino ad oggi studiati possono essere classificati in: analoghi degli ormoni tiroidei, composti naturali e composti non naturali. Tra i composti naturali, recenti ricerche hanno messo in evidenza gli effetti benefici di polifenoli naturali nella prevenzione e nel trattamento dell’amiloidosi. In particolare, è stato riportato che la dieta mediterranea, arricchita in composti polifenolici come il resveratrolo (contenuto nel vino rosso) e l’oleuropeina aglicone (OleA, polifenolo principale contenuto nell’olio d’oliva) è efficace contro i danni legati all’età e migliora i deficit comportamentali associati alla malattia. Tra i composti non naturali, il diflunisal, un anti-infiammatorio non steroideo, approvato dalla FDA, si trova attualmente sotto studio in un trial clinico per la cura di pazienti con FAP. Il tafamidis è un’altra molecola di sintesi che si lega selettivamente al sito di legame della tiroxina e stabilizza il tetramero della TTR. Quest’ultimo è stato approvato dall’EMA nel 2011 per il trattamento di pazienti affetti da FAP al primo stadio e dalla Japanese Pharmaceuticals and Medical Devices Agency nel 2013 ma non è ancora stato approvato dalla FDA. Nel laboratorio dove ho svolto la mia tesi sono da tempo in corso studi mirati alla progettazione di nuove molecole capaci di stabilizzare la TTR. Studi cristallografici della TTR complessata con diversi fluorenil derivati ha permesso di valutare il potenziale della porzione 9-fluorenilica come scaffold per lo sviluppo di nuovi inibitori della formazione di fibrille amiloidi. Nel mio lavoro di tesi sono stati sintetizzati una serie di nuovi fluorenil derivati. I composti sintetizzati sono stati caratterizzati per mezzo della spettroscopia 1H-NMR e saranno sottoposti a valutazione biologica mediante un saggio turbidimetrico in vitro