Targeting necroptosis : discovery and optimization of novel ripk1 inhibitors

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Baleia, Mariana Rita Silvestre
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/62964
Resumo: Faculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa.
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spelling Targeting necroptosis : discovery and optimization of novel ripk1 inhibitorsCellular deathNecroptosisRIPK1Small molecule inhibitorsBenzimidazoleTeses de mestrado - 2023Ciências da SaúdeFaculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa.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.Necroptosis consists of a programmed necrotic cellular death, characterized by cytoplasmatic membrane rupture and release of intracellular content. As a result of necroptosis an inflammatory response is triggered, and this pathway plays as important role in inflammatory diseases. The best-studied form of necroptotic cell death is the tumor necrosis factor receptor 1 (TNFR1)-mediated pathway. This necroptotic pathway exhibits three key proteins: Receptor Interacting Serine/Threonine Protein Kinase 1 (RIPK1), Receptor Interacting Serine/Threonine Protein Kinase 3 (RIPK3) and Mixed Lineage Kinase Domain-like Protein (MLKL). Due to necroptosis role is the aggravating of disease prognosis, inhibitory therapy presents as a good option of treatment, by targeting the three key participants of necroptosis. Although several compounds have been described as inhibitors of molecular mediators of necroptosis, the majority of them present pharmacological limitations, and no RIPK1/3 inhibitor is yet available for clinical use. The present research aims to develop necroptosis inhibitors specific for RIPK1, based on a benzimidazole scaffold discovered in a phenotypic high throughput screening developed to identify novel small molecules with inhibitory activity against necroptosis markers. Final compounds were accomplished by a process of convergent synthesis, allowing for derivatization of the model pharmacophore, including substitutions at the benzimidazole core structure, as well as varying the heteroaromatic ring and its lateral substituent. Six compounds have been synthesised and tested for their inhibitory activity against RIPK1. Enzymatic assays showed two active compounds, one of which with an IC50 in the submicromolar range (IC50 = 0.30 ± 0.03 μM).Moreira, Rui Ferreira AlvesRessurreição, Ana Sofia Marques daRepositório da Universidade de LisboaBaleia, Mariana Rita Silvestre2024-02-27T12:30:56Z2023-03-102023-01-272023-03-10T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/62964TID:203248856enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-03-04T01:20:40Zoai:repositorio.ul.pt:10451/62964Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T03:12:32.207482Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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