Unendo la farmacia e la chimica inorganica, il chimico Christoph Selg e i suoi colleghi sono riusciti a sviluppare un gruppo di potenziali agenti promettenti per la terapia del cancro: i cosiddetti “borinostatici”.
Molte terapie antitumorali si basano sul colpire il tessuto malato senza intaccare il tessuto sano. Un metodo comprovato per distinguere il bene dal male è il blocco mirato degli enzimi che vengono prodotti in eccesso nelle cellule tumorali. Il metabolismo della cellula viene così disturbato a tal punto da avviare una morte cellulare controllata e la cellula tumorale alla fine muore, mentre le cellule sane rimangono in gran parte inalterate. Una famiglia di enzimi che gli scienziati vorrebbero poter bloccare in modo specifico è quella delle 18 istone deacetilasi (HDAC), perché svolgono un ruolo centrale in alcuni tumori, ma anche nell’HIV, nelle malattie infiammatorie e immunitarie, nonché nelle malattie neurodegenerative e parassitarie. I ricercatori stanno lavorando allo sviluppo di sostanze attive secondo il principio “lock-and-key”, che bloccano esclusivamente la tasca enzimatica dell’enzima desiderato, ma senza compromettere le funzioni di altri enzimi. Le “chiavi” che stiamo cercando funzionano come cosiddetti inibitori e, nel caso delle istone deacetilasi, si chiamano HDACi.
Obiettivo: integrare i blocchi di costruzione inorganici nello sviluppo di sostanze attive.
Presso l’Istituto di Farmacia dell’Università di Lipsia, il gruppo di ricerca guidato dal Prof. Dr Finn K. Hansen (Professore Junior di Chimica Farmaceutica e Medicinale presso l’Università di Lipsia fino all’estate 2020; recentemente Professore di Chimica Farmaceutica presso l’Università di Bonn) sta conducendo ricerche su tali HDACi da diversi anni. I ricercatori di solito ricorrono ai mattoni sintetici della chimica organica, principalmente a base di carbonio. Il problema: la scelta dei possibili blocchi di costruzione è limitata. Per ampliare la biblioteca, il gruppo di Hansen ha quindi unito le forze con il gruppo di lavoro del Prof. Dr. Dr. h.c.. Evamarie Hey-Hawkins dell’Istituto di Chimica Inorganica, che ha fornito il know-how e l’infrastruttura per integrare ora anche i blocchi di costruzione inorganici a base di boro nello sviluppo di HDACi.
Lo scienziato junior Dr Christoph Selg ha implementato il lavoro di sintesi e ha fatto la spola tra i laboratori dei due gruppi di lavoro per diversi mesi. “I composti di boro sono spesso molto sensibili all’aria e all’acqua, quindi le sintesi dei blocchi di costruzione inorganici dovevano essere eseguite in un’atmosfera di gas inerte in un’apparecchiatura speciale”, spiega. “I laboratori del Gruppo Hey-Hawkins sono specializzati in questa cosiddetta tecnica Schlenk. Imballati in modo sicuro, i composti sono stati poi trasportati all’Istituto per lo Sviluppo dei Farmaci (IWE) per la sintesi dei principi attivi finiti”. Il risultato: le nuove molecole di farmaci erano composte per metà da scaffold di farmaci HDACi organici convenzionali e per metà da cluster di boro inorganico (carborani). I ricercatori di Lipsia li hanno battezzati “Borinostat”.
Efficace e controllabile con precisione
Nel corso di approfonditi test in vitro presso l’Istituto per lo Sviluppo dei Farmaci dell’Università di Lipsia, l’Istituto Farmaceutico dell’Università di Bonn e la Clinica di Oncologia Pediatrica, Ematologia e Immunologia Clinica dell’Ospedale Universitario di Düsseldorf, è emerso che i nuovi composti non solo erano molto efficaci, ma potevano anche essere indirizzati in modo particolarmente preciso all’enzima istone deacetilasi 6, che è particolarmente rilevante nel trattamento del cancro. “Con questo nuovo concetto, sono ora disponibili ‘chiavi e chiavi master’ per gli HDAC. I nostri ‘borinostati’ rappresentano una base promettente per ulteriori approcci di ricerca cooperativa inorganica-farmaceutica”, afferma Selg.
Fonte: Università di Lipsia
