Studi computazionali di modulatori per GSNOR e HSP70: nuovi target in fibrosi cistica

Abstract

La fibrosi cistica (CF) è una malattia progressiva causata da un difetto nel regolatore della conduttanza transmembrana della fibrosi cistica (CFTR). Gli approcci farmacologici attualmente disponibili per migliorare la funzione del CFTR nei pazienti omozigoti per la mutazione F508del-CFTR si basano su combinazioni di farmaci contenenti almeno un correttore di CFTR di tipo I e altri modulatori, come i potenziatori di questo canale. Ulteriori strategie terapeutiche mirate ai percorsi di degradazione delle proteine potrebbero migliorare il tempo di residenza della proteina CFTR nella membrana ed essere sfruttate in combinazione con noti modulatori CFTR. In questo contesto, la progettazione di GSNOR e di ligandi per Hsp70 viene ad oggi considerata utile per migliorare la capacità di rescue di CFTR esibita dai correttori CFTR di tipo I, come VX-809. Di conseguenza, in questa tesi sono stati sviluppati studi basati su ligandi noti quali inibitori GSNOR e di Hsp70, guidando la scoperta di nuovi amplificatori CFTR a struttura tiazolica. Per quanto riguarda GSNOR, sono stati condotti studi QSAR per derivare qualitativamente le più importanti caratteristiche farmacoforiche dell'inibitore di GSNOR. Nel caso della proteina Hsp70, è stato effettuato uno screening in silico includendo una serie di composti a di tipo tiazolico disponibile nei nostri laboratori. I composti risultati più promettenti sono stati validati come inibitori di Hsp70 tramite test enzimatici e valutati come utili amplificatori in combinazione con VX-809.

Cystic fibrosis (CF) is a progressive disease caused by a defect in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR). The currently available pharmacological approaches to improve CFTR function in patients who are homozygous for the F508del-CFTR mutation rely on drug combinations containing at least one CFTR corrector type I and other modulators such as CFTR potentiators. Further therapeutic strategies targeting protein degradation pathways could enhance the CFTR protein residence time in membrane and be exploited in combination with known CFTR modulators. In this context, the design of GSNOR and of Hsp70 ligands is reported as beneficial to improve the CFTR rescue ability exhibited by CFTR correctors type I, such as VX-809. Accordingly, herein ligand-based studies of GSNOR inhibitors and Hsp70 ones have been developed, guiding the discovery of novel thiazole-based CFTR amplifiers. As regards GSNOR, QSAR studies have been performed to qualitatively derive the most important pharmacophore features of the GSNOR inhibitor. In the case of Hsp70 protein, a ligand-based screening has been done including a set of in-house thiazole-based compounds. The most promising of them have been validated as Hsp70 inhibitors via enzymatic assays and evaluated as beneficial in combination with VX-809.