Sintesi, caratterizzazione e valutazione biologica di derivati benzodiazepinonici come potenziali farmaci antitumorali pro-apoptotici.

Abstract

Il lavoro di tirocinio si concentra sulla sintesi di nuovi derivati benzodiazepinonici con potenziale attività antitumorale, ponendo particolare attenzione alle interazioni con le proteine coinvolte nei meccanismi di apoptosi. Svolta nei laboratori di spettrometria di massa e sintesi del Dipartimento di Medicina Sperimentale dell’Università di Genova, Sezione di Biochimica, come parte del progetto MFAG 2021 ID. 25728 finanziato dall’AIRC e in collaborazione con il CNR - Istituto di Biofisica (IBF-CNR) di Genova e Milano. Il lavoro mira a sintetizzare nuovi derivati benzodiazepinonici ottimizzando un protocollo rispetto a quello precedente e a favorire i meccanismi cellulari che inducono l'apoptosi. La sezione introduttiva descrive il ciclo cellulare e l'apoptosi, sottolineando il ruolo cruciale dell'apoptosi nella corretta regolazione e sviluppo cellulare. Contestualizza inoltre il progetto nel campo della ricerca antitumorale. Viene descritto il derivato benzodiazepinonico chiamato FC2, con la struttura molecolare e i risultati preliminari della relazione struttura-attività (SAR). La sezione sulla sintesi dettaglia la procedura per sintetizzare i derivati di FC2 in due step, fornendo approfondimenti sui protocolli e le fasi della sintesi chimica. Sono discusse le sfide incontrate durante la sintesi, in particolare la formazione di regioisomeri. Vengono evidenziate le ottimizzazioni e le strategie adottate per migliorare la sintesi, sottolineando l'importanza dell'analisi cinetica nelle reazioni chimiche complesse. È presentata un'overview dei saggi biologici condotti per valutare l'attività antitumorale dei derivati benzodiazepinonici, con l'utilizzo di diverse linee cellulari tumorali e protocolli sperimentali. Vengono discusse l'analisi dei dati e l'identificazione di composti con potenziale attività antitumorale.

This internship focuses on synthesizing new benzodiazepinone derivatives with potential antitumor properties, specifically targeting interactions with proteins involved in apoptosis. Conducted at the Mass Spectrometry and Synthesis laboratories of the Department of Experimental Medicine, University of Genoa, Biochemistry Section, the project is part of the AIRC-funded MFAG 2021 (ID. 25728) collaboration with CNR - Institute of Biophysics (IBF-CNR) in Genoa and Milan. The primary goals include optimizing a protocol for synthesizing benzodiazepinone derivatives and promoting cellular mechanisms inducing apoptosis. The introduction outlines the cell cycle and apoptosis, emphasizing the crucial role of apoptosis in proper cellular regulation and development. It also contextualizes the project within the field of antitumor research. A benzodiazepinone derivative, FC2, is described, along with its molecular structure and preliminary structure-activity relationship (SAR) results. The synthesis section details the procedure for synthesizing FC2 derivatives in two steps, providing insights into chemical synthesis protocols and phases. Challenges faced during synthesis, especially the formation of regioisomers, are discussed. Optimizations and strategies adopted to enhance synthesis are highlighted. The significance of kinetic analysis in complex chemical reactions is emphasized. An overview of biological assays conducted to evaluate the antitumor activity of benzodiazepinone derivatives is presented. The use of various tumor cell lines and experimental protocols, along with data analysis and identification of compounds with potential antitumor activity, is discussed. The conclusion summarizes the synthesis and evaluation of benzodiazepinone derivatives with the aim of developing antitumor agents. Challenges encountered during synthesis and biological assays are addressed, and directions for future research.