COX-1 inhibitors in the inflammatory. syndrome: oncology and neurodegeneration. Dott.ssa Maria Grazia Perrone

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1 CX-1 inhibitors in the inflammatory syndrome: oncology and neurodegeneration Dott.ssa Maria Grazia Perrone

2 Acido arachidonico CH Cicloossigenasi H CH PGG 2 H H H CH H CH PGH 2 TXB 2 CH H CH H H H H PGI 2 PGF 2 H CH CH H H H PGD 2 PGE 2

3 CX-1 Espressa costitutivamente in quasi tutti i tessuti ed in modo particolare nelle piastrine (aggregazione piastrinica), mucosa gastrica (citoprotezione gastrica), reni (filtrazione glomerulare) ed in varie aree del cervello, in particolar modo nella microglia (ruolo proinfiammatorio). CX-2 Espressione indotta da stimoli mitogeni ed infiammatori. Responsabile dell aumento della biosintesi dei prostanoidi durante l infiammazione. Espressa costitutivamente in varie aree del cervello, in particolar modo nei neuroni piramidali.

4 FAS CX-1 CX-2 Effetto collaterale DA GASTRIC CXIB CX-2 Effetto collaterale IFART DEL MICARDI H 2 S CH 3 S H 2 S CF 3 H 3 C Celecoxib (Celebrex) Rofecoxib (Vioxx) Valdecoxib (Bextra)

5 FAS CX-1 CX-2 Effetto collaterale DA GASTRIC Langenbach et al. Topi CX-1 knockout non sviluppano spontaneamente lesioni gastriche e l inibizione selettiva della CX-1 non è sufficiente ad indurre il danno gastrico. (Cell,1995, 83, 483) Wallace et al. Le ulcere gastriche non si formano inseguito ad inibizione selettiva della CX-1. L inibizione selettiva della CX-1 con SC-560 o della CX-2 con il celecoxib non causano danno gastrico se somministrate separatamente. (Gastroenterology, 2000, 119, 706) Tanaka et al. inibendo la CX-1 l espressione della CX-2 viene sovraregola e quindi aumenta la produzione di PGE 2 utile per mantenere integra la mucosa gastrica. (JPET, 2002, 300, 754)

6 CX-1 ormali funzioni fisiologiche: - aggregazione piastrinica - protezione mucosa gastrica - omeostasi renale ATERSCLERSI DLRE PART PREMATUR CACR EURIFIAMMAZIE Perrone M.G., et al. Curr. Med. Chem. 2010, 17,

7 Classificazione dei FAS basata sui gruppi funzionali Classe Gruppi Esempi Acidi carbossilici Diarileterocicli Fenazoni Acidi salicili e salicilati Acidi acetici Acidi Propionici Acidi Fenici Tiazoli Isossazoli Pirazoli Tiofeni Furanoni Pirazoloni xicam Acido salicilico, Aspirina, Diflunisal Aclofenac, Diclofenac, Fenclofenac, Lumiracoxib, Indometacina, Ketorolac, Sulindac, Tolmetina Fenbuprofen, Fenoprofen, Flurbiprofen, Ibuprofen, Ketoprofene, aproxene, xaprozin, Acido tiaprofenico Acido, flufenamico, Acido meclofenamico, Acido mefenamico FR Mofezolac, P6, P9, P10, Valdecoxib Celecoxib, S-398, SC-560 DuP-697 Rofecoxib Aminofenazone, Dipirone, Fenazone, Fenilbutazone Meloxicam, Piroxicam, Tenoxicam

8 Inhibition (%) Attività inibitoria(%) H 2 2 S Studi di SAR VALDECXIB CX-1 = 6.7 M; CX-2 = 0.87 M CX-1 IC 50 : 0.5 M CX-2 IC 50 : >100 M Cl Log [P6], M P6 CX-1 = 0.5 M; CX-2 >100 M

9 CX-1 e Cancro varico Epiteliale (EC) Gupta RA et al. CX-1 è overespressa nel EC; nelle VCAR-3 la PGE 2 derivante dalla CX-1 stimola la secrezione della VEGF. SC-560 (inibitore selettivo della CX-1), ma non il Celecoxib, inibisce la formazione della PGE 2 in modo dose-dipendente. (Cancer Res, 2003, 63, 906) Daikoku et al. Sovraespressione della CX-1 in differenti tipi di modelli murini di EC; CX-1 potenziale marker per la diagnosi precoce del EC e utile nel trattamento del cancro ovarico. SC-560 inibisce la crescita cellulare. (Cancer Res, 2006; 66, 25-27)

10 Derivati fluorurati del P6 P6 IC 50 (hcx-1) = 0.12 M 1 2 IC 50 (hcx-1) = 1.37 M IC 50 (hcx-1) = 0.66 M 3 4 IC 50 (hcx-1) = 0.11 M IC 50 (hcx-1) = 1.84 M Vitale P., Perrone M.G., Scilimati A., et al. J. Med. Chem. 2013, 56,

11 % Prodotti della Cicloossigenasi % Attività Residua Cl 19 F-P6 F Inibizione dell attività cicloosigenasica con enzimi isolati (ocx-1 e mcx-2) [ 19 F]-P6 IC 50 (ocx-1) = 2 M Inibizione della hcx-1 nelle VCAR-3 (8 M 14 C-AA, 30 min a 37 C) [ 19 F]-P6 [ M] [ 19 F]-P6 [ M] Perrone M.G., Scilimati A. et al. Eur.J.Med.Chem. 2014, submitted

12 In vivo uptake del [ 18 F]-P6 in un modello di cancro ovarico Perrone M.G., Malerba P., Vitale P., Scilimati A. et al. Eur.J.Med.Chem. 2014, submitted

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14 CX-1 e euroinfiammazione Meccanismo di difesa dell organismo in risposta ad eventi patogenetici, traumi, tossine. Prima tappa di alcune malattie neurologiche e degenerative Inflammation Tau and Amyloid Plaques Clinical Symptoms euronal circuit dysfunction euronal losses Attivazione microglia Mediatori pro-infiammatori e neurotossici (citochine, RS, AA, etc.) Danno neurologico

15 euroinfiammazione: CX-1 è localizzata nella microglia e gioca un ruolo chiave nello sviluppo di diverse patologie neurodegenerative Attivatori microglia AD, PD, HIV, ALS In topi anziani aumento dell espressione dell mra della CX-1 nell ippocampo e la microglia con un alta espressione della CX-1 circonda le placche di b-amiloide. Brain Res. Bull., 2007, 73, 108; J. europathol. Exp. eurol., 1999, 58, 1135 Trattamento prolungato con l indometacina, protegge i pazienti dal declino cognitivo e riduce i livelli di b-amiloide nell ippocampo e nella corteccia. Am. J. Pathology, 2004, 165, 2197 L uso prolungato di Aspirina è stato associato ad un ridotto rischio di AD. eurology, 2008, 70, 2291

16 Inibitori CX-1 e CX-2 in cellule microgliali 13 di topo attivate da LPS: Un modello sperimentale in vitro di neuroinfiammazione Cl Cl CF 3 CH 3 CH CCH 3 P6 P10 SC-560 Aspirin CX-1 IC 50 = 0.5 M CX-2 IC 50 >100 M CX-1 IC 50 = 0.09 M CX-2 IC 50 = 2.49 M CX-1 IC 50 = M CX-2 IC 50 = 6.3 M CX-1 IC 50 = 1.7 M CX-2 IC 50 >100 M S 2 H 2 S 2 CH 3 Cl CF 3 Celecoxib CX-1 IC 50 = 6.7 M CX-2 IC 50 = 0.87 M Etoricoxib CX-1 IC 50 = 116 M CX-2 IC 50 = 1.1 M Calvello R., Panaro MA., Carbone ML, Cianciulli A., Perrone MG, Vitale P., Malerba P., Scilimati A. Pharm. Res. 2012, 65, 137.

17 Inibitori CX-1 riducono l espressione della CX-1 24h Calvello R., Panaro MA., Carbone ML, Cianciulli A., Perrone MG, Vitale P., Malerba P., Scilimati A. Pharm. Res. 2012, 65, 137.

18 Inibitori CX-1 riducono l espressione della PGEs citosolica Calvello R., Panaro MA., Carbone ML, Cianciulli A., Perrone MG, Vitale P., Malerba P., Scilimati A. Pharm. Res. 2012, 65, 137.

19 F- B gioca un ruolo cruciale nell infiammazione, nella risposta immunitaria, nella proliferazione cellulare e nell apoptosi. Farmaci che riducono la l attivazione dell F- B rappresentano un target farmaceutico promettente. Inibitori CX-1 riducono i livelli di F- B. Calvello R., Panaro MA., Carbone ML, Cianciulli A., Perrone MG, Vitale P., Malerba P., Scilimati A. Pharm. Res. 2012, 65, 137.

20 DETERMIAZIE IDICE DA GASTRIC Controllo 10 mg/kg Somm. acuta P6 Cl CH 3 sonda gastrica 10 e/o 50 mg/kg Topi CD1 3h e/o 5 giorni 50 mg/kg Somm. acuta 50 mg/kg Somm. cronica Perrone M.G., Lofrumento D.D., Vitale P., Panella A., Calvello R., Cianciulli A., Panaro M.A., Scilimati A., et al. Int. J. Infl submitted

21 Legame Proteine Plasmatiche Cl CH 3 P6 20 M K D = 2.7 e -5 f b = 95,7 % ± 0.5 Indometacina f b = 90%; Aspirina f b = 55%

22 Permeabilità alle membrane biologiche Cl P6 CH 3 Papp BA = 740 nm/sec Papp AB = 219 nm/sec BA/AB = 3.4 Il saggio di permeabilità su monostrato di cellule Caco-2 sono un modello predittivo per assorbimento intestinale e biodisponibilità.

23 Conclusioni - Studi di SAR per migliorare la potenza ed il profilo farmacocinetico. - Cancro varico Epiteliale: nuovi studi PET. - euroinfiammazione: studi in vivo in topi CD1 con nuovi inibitori CX-1.