Università degli Studi di Camerino Laurea Specialistica in Farmacia Scuola di Scienze del Farmaco e dei Prodotti della Salute Facoltà di Farmacia

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1 Università degli Studi di Camerino Laurea Specialistica in Farmacia Scuola di Scienze del Farmaco e dei Prodotti della Salute Facoltà di Farmacia SINTESI DI TETRAIDRODIBENZOSSAZECINE COME POTENZIALI LIGANDI DEL RECETTORE DOPAMINERGICO D5 T e s i S p e r i m e n t a l e d i L a u r e a i n C h i m i c a F a r m a c e u t i c a Laureando: Alessandro Screpanti Relatore: Prof. Gianfabio Giorgioni Anno Accademico

2 1 Introduzione La dopamina (DA) è un neurotrasmettitore che interagisce con specifici recettori largamente distribuiti nel sistema nervoso sia periferico che centrale. Fin dalla loro scoperta i recettori della DA sono stati considerati degli interessanti target terapeutici perché una disfunzione della trasduzione del segnale dopaminergico è fortemente coinvolto in disturbi neuropsichiatrici, come schizofrenia, tossicodipendenza, e il morbo di Parkinson. Sulla base di studi farmacologici, condotti con diverse classi di ligandi dei recettori della DA, i recettori della DA sono stati suddivisi in primo luogo in due tipi, denominati D1 e D2. Successivamente, studi di clonazione molecolare hanno identificato cinque distinti geni che codificano i recettori della DA ( D1, D2, D3, D4, D5, tutti appartenenti alla superfamiglia dei recettori accoppiati a proteine G (GPCR). I recettori D1 e D5 umani, che corrispondono a D1A e D1B rispettivamente, nei roditori, appartengono alla famiglia D1-like, la cui attivazione è legata alla stimolazione della sintesi di camp. Invece, i recettori D2, D3 e D4 sono inclusi nella famiglia D2-like, che è legata alla inibizione della sintesi di camp o l'accoppiamento con altri sistemi effettori. Analisi di sequenze amminoacidiche di sottotipi dei recettori della DA clonati, rivelano che i membri appartenenti alla stessa famiglia, condividono la maggior parte delle loro caratteristiche strutturali. I recettori D1-like sono ampiamente distribuiti in diverse aree del cervello e coinvolgono la cognizione, il sonno, il controllo motorio, le funzioni endocrine, il rinforzo comportamentale e la sensibilizzazione, sia in condizioni normali che patologiche. In particolare, negli ultimi anni, sono state riportate le nuove informazioni riguardanti la distribuzione e ruolo dei recettori D5. Ciliax et al. hanno scoperto che l immunoreattività del D1B era diffusa nel cervello di ratto, includendo perikarya e dendriti prossimali nella corteccia, proencefalo basale, ippocampo, diencefalo dei gangli della base, tronco cerebrale e cervelletto. Studi preliminari sviluppati sul recettore D5 di topi "knockout" hanno suggerito che i recettori D5 esercitano una sottile, ma non trascurabile, regolazione delle discrete topografie di comportamento.

3 2 Studi di Zeng e coll. sul recettore D5 dei topi, mostrano che il blocco dei recettori D5 risulta in ipertensione. Tale effetto è dovuto probabilmente alla attivazione del sistema nervoso simpatico conseguente alla stimolazione di ossitocina, vasopressina V1, e recettori non-nmda nel sistema nervoso centrale, indicando che i recettori D5 giocano un ruolo importante nella regolazione della pressione sanguigna [19]. Pertanto, i ligandi D5 selettivi sono stati suggeriti come strumenti utili per il trattamento dell'ipertensione [20]. Inoltre, è stato riportato che l'attivazione dei recettori D5 della DA nei neuroni dell area ventrale tegmentale (VTA) possono contribuire alle proprietà di dipendenza [21] e agli effetti locomotori stimolanti della cocaina [22], suggerendo che gli antagonisti D5 della DA potrebbero essere impiegati nel trattamento della dipendenza da cocaina. Recentemente, il sottotipo recettoriale D5 della DA ha dimostrato mediare l azione della dopamina sul comportamento sessuale maschile e femminile, forse attraverso una via di ricompensa [23]. Negli ultimi 20 anni, numerosi composti strutturalmente differenti, sono stati sviluppati come ligandi più o meno selettivi verso un sottotipo di recettore della DA. Alcuni di questi si sono rivelati strumenti clinicamente utili per il trattamento di disturbi neurologici. Mentre ligandi selettivi per i recettori D2, D3 e D4 sono ben noti e un pannello ricco di dati riguardanti i requisiti topografici di questi sottotipi di recettori DA è disponibile dalla letteratura [4], la discriminazione tra recettori D1 e D5 è ancora un campo quasi inesplorato. L'obiettivo di questa tesi, dopo aver raccolto le informazioni disponibili sulle molecole con notevole affinità per i recettori D5 della DA, è quello di progettare nuovi ligandi D5 selettivi, la cui scoperta può arricchire le conoscenze sulla funzione di tale recettore, fornire informazioni sulla sua topografia, nonché portare a nuovi potenziali strumenti terapeutici.

4 3 Ligandi per i recettori D5 della Dopamina Diversi esempi di agenti selettivi per i recettori D1-like sono noti [24], ma solo pochi dati circa l'attivazione selettiva o il blocco di uno dei due sottotipi appartenenti a questa famiglia di recettori sono disponibili. L' 80% della sequenza omologa altamente conservata all interno delle 7 transmembrane attraverso il dominio dei recettori D1 e D5 della DA [25, 26] è probabilmente responsabile della mancanza di ligandi altamente selettivi dei recettori D5 o D1. Dopo la clonazione del recettore D5, diversi agonisti ed antagonisti della DA sono stati testati per la loro affinità ai recettori D1 e D5 della DA espressi nelle cellule COS-7 (Tabella 1) [10]. Tabella 1:affinità (ki,nm) di legame ai recettori D1 e D5 in cellule COS-7 per [ 3 H]SCH Dati da rif.[10].

5 4 Il recettore D5 legato ai farmaci testati con un profilo farmacologico simile a quello del recettore clonato D1, mostra un affinità 10 volte maggiore per l agonista endogeno della DA, fornendo la prima prova di discriminazione tra i due differenti sottotipi di recettore D1-like della DA. Tale prova era in accordo con i risultati dello studio di Tiberi e coll. che ha riportato che le membrane cellulari contenenti i recettori D1B mostravano più alta affinità per agonisti, come DA, rispetto a quelli che esprimono recettori D1A, mentre affinità antagoniste erano inferiori al D1B piuttosto che a livello dei recettori D1A [27]. Le molecole fondamentali che hanno mostrato proprietà selettive per i recettori D1-like della DA includono: fenilbenzazepine [28], come SCH23390 (1) e SKF38393 (2) e i loro analoghi vincolati [29]; alcaloidi, aporfine [30], come iodo-boldine (3) e iodo-predicentrine (4); benzergoline [31], come CY (5); dihydroxidine (6) [32] e dinapsoline (7) [33]; isochinolina e analoghi della tieno[c]chinolina [34,35], quali A86929 (8); isocromani [36], come A68930 (9) (Tabella 2). Tabella 2: Affinità (Ki,nM) per composti 1-9.