Publicação

Targeting necroptosis : discovery and optimization of novel ripk1 inhibitors

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A morte celular é um importante evento na manutenção do balanço homeostático do organismo. Vários tipos de morte celular são conhecidos, e podem ser classificados como programados ou não programados. O tipo de morte não programada mais conhecida é a necrose, e, por outro lado, o tipo de morte programada mais conhecida é a apoptose. Necroptose surge como uma via de morte celular necrótica programada, partilhando características com os dois tipos mais conhecidos de degenerescência celular. É ativada por vários mediadores celulares, entre eles, tumor necrosis factor (TNF), proteína Fas, hipoxia, infeções virais. Apesar do seu carater programado, dependente de estímulos altamente regulados a nível do organismo, também é caraterizada por morfologia necrótica, terminando a via na rutura da membrana plasmática e na externalização do conteúdo intracelular. Como resultado da resolução da necroptose, é ativada uma resposta imunológica inflamatória com recrutamento de citocinas e mediadores inflamatórios. Consequentemente, verificou-se que esta via de morte celular tem grande influência na progressão e no agravamento de doenças caraterizadas por inflamação excessiva. A via da necroptose é altamente complexa e, ainda, não é inteiramente compreendida. Devido á sua elevada complexidade, a ativação necroptótica está dependente de vários estímulos inibidores de outras vias celulares como, por exemplo, a inibição da caspase-8, responsável pela ativação da via apoptótica. De todos os mediadores envolvidos nesta via de morte celular destacam-se três alvos terapêuticos principais: Receptor Interacting Serine/Threonine Protein Kinase 1 (RIPK1), Receptor Interacting Serine/Threonine Protein Kinase 3 (RIPK3) and Mixed Lineage Kinase Domain-like Protein (MLKL). Devido ao seu papel no agravamento do prognóstico de muitas doenças, desde doenças neurodegenerativas, cardíacas, pulmonares a doenças autoimunes, avanços para tratamento das mesmas têm sido feitos na área da terapia inibitória, com o objetivo de diminuir a inflamação associada à progressão destas patologias. O desenvolvimento de moléculas que possam ser utilizadas como fármacos têm sido um grande foco de investigação. Em 2005, desenvolveu-se a primeira molécula inibidora da necroptose tendo por alvo a RIPK1, designada Nec-1. Desde então, vários compostos foram desenvolvidos e avaliados para a sua atividade biológica na inibição desta via. Embora vários inibidores se tenham mostrado promissores, com boas propriedades físico-químicas e boa atividade, ainda nenhum foi aprovado para uso clínico. O principal constrangimento no desenvolvimento destes inibidores está relacionado com a falta de seletividade muitas vezes observada, justificada pela grande similaridade entre as cinases humanas. Este projeto tem por III objetivo desenvolver pequenas moléculas inibidoras de necroptose específicas para a RIPK1, baseando-se num farmacóforo de benzimidazol descoberto num ensaio fenotípico de high throughput screening (HTS). Após um estudo de estrutura-atividade preliminar com o objetivo deentender a importância de cada componente da molécula, desenhou-se uma estratégia sintética para o presente projeto. Delinearam-se duas partes para este projeto. Uma primeira, focada na derivação do anel do benzimidazol com substituintes aromáticos volumoso e, a outra, dirigida para a substituição do anel de pirazol por outros anéis heteroaromáticos variando o substituinte em C-3. Com recurso a uma estratégia de síntese convergente, juntando diaminas substituídas e aldeídos de anéis heteroaromáticos substituídos, foi possível fazer derivações ao farmacóforo, incluindo 4 compostos com substituições no anel de benzimidazol com grupos volumosos e 2 moléculas com um anel de isoxazol com diferentes substituintes em C-3. Anteriormente, o maior substituinte avaliado para o anel de benzimidazol havia sido um grupo metoxi. Este composto provou ser o mais potente desenvolvido até à data exibindo um IC50 de 0.12 ± 0.03 μM. Neste projeto, foram sintetizados e caraterizados 6 compostos finais, tendo sido avaliada também para a sua atividade inibitória contra a RIPK1. Os ensaios biológicos revelaram dois compostos ativos, um dos quais com um IC50 na gama do submicromolar (IC50 = 0.30 ± 0.03 μM). Os resultados apontam para a possibilidade da existência de um espaço hidrofóbico no sítio ativo da enzima. Também foi possível concluir que a presença de um átomo de hidrogénio no anel heteroaromático é essencial para a atividade dos compostos. Futuros desenvolvimentos nesta família de compostos são necessários para confirmação de interação dos compostos com o alvo, RIPK1, assim como a síntese de novos análogos que possibilitem uma melhor compreensão das interações relevantes com o sítio ativo da RIPK1.
Autores principais:	Baleia, Mariana Rita Silvestre
Assunto:	Cellular death Necroptosis RIPK1 Small molecule inhibitors Benzimidazole Teses de mestrado - 2023
Ano:	2023
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	inglês
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	A morte celular é um importante evento na manutenção do balanço homeostático do organismo. Vários tipos de morte celular são conhecidos, e podem ser classificados como programados ou não programados. O tipo de morte não programada mais conhecida é a necrose, e, por outro lado, o tipo de morte programada mais conhecida é a apoptose. Necroptose surge como uma via de morte celular necrótica programada, partilhando características com os dois tipos mais conhecidos de degenerescência celular. É ativada por vários mediadores celulares, entre eles, tumor necrosis factor (TNF), proteína Fas, hipoxia, infeções virais. Apesar do seu carater programado, dependente de estímulos altamente regulados a nível do organismo, também é caraterizada por morfologia necrótica, terminando a via na rutura da membrana plasmática e na externalização do conteúdo intracelular. Como resultado da resolução da necroptose, é ativada uma resposta imunológica inflamatória com recrutamento de citocinas e mediadores inflamatórios. Consequentemente, verificou-se que esta via de morte celular tem grande influência na progressão e no agravamento de doenças caraterizadas por inflamação excessiva. A via da necroptose é altamente complexa e, ainda, não é inteiramente compreendida. Devido á sua elevada complexidade, a ativação necroptótica está dependente de vários estímulos inibidores de outras vias celulares como, por exemplo, a inibição da caspase-8, responsável pela ativação da via apoptótica. De todos os mediadores envolvidos nesta via de morte celular destacam-se três alvos terapêuticos principais: Receptor Interacting Serine/Threonine Protein Kinase 1 (RIPK1), Receptor Interacting Serine/Threonine Protein Kinase 3 (RIPK3) and Mixed Lineage Kinase Domain-like Protein (MLKL). Devido ao seu papel no agravamento do prognóstico de muitas doenças, desde doenças neurodegenerativas, cardíacas, pulmonares a doenças autoimunes, avanços para tratamento das mesmas têm sido feitos na área da terapia inibitória, com o objetivo de diminuir a inflamação associada à progressão destas patologias. O desenvolvimento de moléculas que possam ser utilizadas como fármacos têm sido um grande foco de investigação. Em 2005, desenvolveu-se a primeira molécula inibidora da necroptose tendo por alvo a RIPK1, designada Nec-1. Desde então, vários compostos foram desenvolvidos e avaliados para a sua atividade biológica na inibição desta via. Embora vários inibidores se tenham mostrado promissores, com boas propriedades físico-químicas e boa atividade, ainda nenhum foi aprovado para uso clínico. O principal constrangimento no desenvolvimento destes inibidores está relacionado com a falta de seletividade muitas vezes observada, justificada pela grande similaridade entre as cinases humanas. Este projeto tem por III objetivo desenvolver pequenas moléculas inibidoras de necroptose específicas para a RIPK1, baseando-se num farmacóforo de benzimidazol descoberto num ensaio fenotípico de high throughput screening (HTS). Após um estudo de estrutura-atividade preliminar com o objetivo deentender a importância de cada componente da molécula, desenhou-se uma estratégia sintética para o presente projeto. Delinearam-se duas partes para este projeto. Uma primeira, focada na derivação do anel do benzimidazol com substituintes aromáticos volumoso e, a outra, dirigida para a substituição do anel de pirazol por outros anéis heteroaromáticos variando o substituinte em C-3. Com recurso a uma estratégia de síntese convergente, juntando diaminas substituídas e aldeídos de anéis heteroaromáticos substituídos, foi possível fazer derivações ao farmacóforo, incluindo 4 compostos com substituições no anel de benzimidazol com grupos volumosos e 2 moléculas com um anel de isoxazol com diferentes substituintes em C-3. Anteriormente, o maior substituinte avaliado para o anel de benzimidazol havia sido um grupo metoxi. Este composto provou ser o mais potente desenvolvido até à data exibindo um IC50 de 0.12 ± 0.03 μM. Neste projeto, foram sintetizados e caraterizados 6 compostos finais, tendo sido avaliada também para a sua atividade inibitória contra a RIPK1. Os ensaios biológicos revelaram dois compostos ativos, um dos quais com um IC50 na gama do submicromolar (IC50 = 0.30 ± 0.03 μM). Os resultados apontam para a possibilidade da existência de um espaço hidrofóbico no sítio ativo da enzima. Também foi possível concluir que a presença de um átomo de hidrogénio no anel heteroaromático é essencial para a atividade dos compostos. Futuros desenvolvimentos nesta família de compostos são necessários para confirmação de interação dos compostos com o alvo, RIPK1, assim como a síntese de novos análogos que possibilitem uma melhor compreensão das interações relevantes com o sítio ativo da RIPK1.