Sintesi e valutazione biologica di molecole a struttura pirimidinica quali agenti antivirali

Abstract

La RNA polimerasi RNA-dipendente (RdRp) è un enzima chiave nel processo di infezione virale ed è coivolto sia nella replicazione che nella trascrizione del virus. RdRp è un complesso eterotrimerico di circa 250 kDa ed è composto da tre diverse subunità: PA, PB1 e PB2. Giocando un ruolo critico durante il ciclo di vita del virus, RdRp è diventato un bersaglio promettente per lo sviluppo di farmaci anti-influenzali negli ultimi anni. Tra le classi di farmaci che sono state sviluppate come inibitori di RdRp, il mio progetto si è indirizzato alla ricerca di nuove molecole attive come inibitori dell'interazione tra le subunità PA e PB1 dell’enzima. In particolare, oggetto della mia tesi sperimentale di laurea è stata la sintesi dei derivati pirimidinici 24a-c. Queste molecole sono decorate con una catena 2-mercapto-N-(m-tolil)acetammidica in posizione C2 e differenti sostituenti nelle posizioni C4 e C6 al fine di ampliare la SAR. In dettaglio, si è deciso di valutare l’effetto dell’introduzione di sostituenti fenilici alogenati (composti 24a,b), e di un fenile non sostituito e un’arilammide (composto 24c). Questi composti sono stati progettati partendo dall’interessante attività mostrata da derivati 3-cianopiridinici di precedente sintesi. Studi in silico hanno mostrato che il gruppo CN non è fondamentale per l’attività per cui, visto che è noto che il gruppo ciano può essere causa di tossicità, si è pensato di sintetizzare una piccola libreria di analoghi pirimidinici, in cui l’azoto del gruppo nitrilico è incorporato nell’anello in posizione 3. I saggi biologici effettuati su questi composti hanno purtroppo mostrato un’attività minore di quella attesa, ma nel complesso questo studio ha portato ad interessanti informazioni che permettono di ampliare la conoscenza della SAR su questa classe di derivati e progettare opportunamente nuove molecole.

RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) is a key enzyme during the viral infection and is involved both in viral replication and transcription. RdRp is a heterotrimeric complex of about 250 kD and is composed by three different subunits: PA, PB1 and PB2. Since this enzyme plays a critical role in viral life, in the last few years, it has become a promising target for the development of anti-influenza drugs. Some classes of potential drugs have been developed acting as RdRp. My project is focused on the discovery of new molecules active as inhibitors of the interactions between PA and PB1 subunit of the enzyme. In particular, during my thesis, I synthesized the pyrimidine derivatives 24a-c. These molecules are decorated with a 2-mercapto-N-(m-tolyl)acetamido chain in C2 and different substituents in C4 and C6, to provide further insights in the SAR of these compounds. In detail, we decided to evaluate the effect of the introduction of halogenated phenyl rings (compounds 24a,b), and of an unsubstituted phenyl ring and of an arilamidic function (compound 24c). These derivatives have been designed starting from the interesting activity shown by 3-cyano-pyrimidine compounds, previously synthesized by the research group. Since in silico studies demonstrated that the CN group is not fundamental for the activity and, moreover, it can cause toxicity, we decided to prepare a small library of pyrimidine analogues, in which the nitrogen atom of the cyano group has been inserted in the 3-position of the aromatic structure. Unfortunately, biological assays performed on these derivatives showed a lower actity compared with that we expected. However, this study led to interesting information that can amplify the knowledge of the SAR in this class of compounds, and can guide the design of new compounds bearing suitable substituents.