ANALOGHI DELL'ETODOLAC COME FARMACI CON DOPPIA AZIONE COX 2 INIBITORI/ ANTAGONISTI DEL RECETTORE TP

Cyclooxygenases (COXs) are the enzymes that catalyse the first two steps in the biosynthesis of prostaglandins (PGs).1 While COX-1 is constitutively expressed in most tissues and generates PGs involved primarily in ¿housekeeping¿ functions2, COX-2 is highly regulated and its expression can be induced in response to physiological and pathological stresses such as infections and inflammation, hypotonicity, hyperpolarization in nerve cells and mechanical or shear stress.1 Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs (NSAIDs) display anti-inflammatory, analgesic and antipyretic effects by inhibiting COXs activity. Classical NSAIDs inhibit both isoforms and this lack of selectivity is responsible for their adverse effects, in particular gastro-intestinal (GI) lesions and impaired renal function.3 COXIBs are COX-2 selective inhibitors, synthesized to avoid GI adverse effects of traditional NSAIDs (tNSAIDs). Despite the effective reduction in GI injuries, COX-2 selective inhibition causes an ¿imbalance¿ in the biosynthesis of thromboxane A2 (TXA2), platelet activator and vasoconstrictor, and PGI2, inhibitor of platelet aggregation and vasodilator with an increase in cardiovascular (CV) risks.4 TXA2 is synthesized by COX-1 and TXA2 synthase in platelets and it exerts its effect by serving as an agonist of the thromboxane receptors (TPs) on the vascular smooth muscle cell membranes.5 The latest approach performed to avoid adverse effects of NSAIDs and COXIBs is the development of designed multiple ligands (DMLs) or multi-target drugs: one molecule able to exert both TP antagonism and COX-2 inhibition. The starting point for my thesis project was the evidence that Etodolac (2), a clinical effective analgesic and anti-inflammatory agent, exhibited COX-2 inhibitory and TP receptor antagonistic activities. Therefore, the chemical structure of 2 has been modulated in order to improve its multi-target activity obtaining a first series of seven compounds (ETO 1-7). The synthesis was performed starting from hydrazines using Fisher indolization protocol. All the newly synthesised molecules were tested for their TP activity and their COX-2/COX-1 selectivity. ETO 1 and ETO 6 demonstrated a better TP antagonistic activity then 2 and they conserved COX inhibitory activity and COX-2 selectivity. These results allowed drawing some preliminary structure-activity relationship (SAR) of Etodolac derivatives.

Le ciclossigenasi (COX) sono gli enzimi che catalizzano i primi due step della biosintesi delle prostaglandine (PG). Mentre COX-1 si trova in molti tessuti in modo costitutivo e prende parte alla produzione di PG coinvolte principalmente in funzioni ¿housekeeping¿, l'espressione di COX-2 è fortemente regolata e viene indotta in risposta a stress fisiologici e patologici come infezioni e infiammazioni, ipotonia, iperpolarizzazione delle cellule nervose, stress meccanico o danno. I farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS) agiscono inibendo l'attività delle COX e in questo modo esercitano effetto antinfiammatorio, analgesico e antipiretico. I FANS ¿classici¿ inibiscono entrambe le COX e questa mancanza di selettività è alla base dei loro effetti collaterali: danni gastro-intestinali (GI) e funzioni renali alterate. I COXIB sono, invece, inibitori selettivi di COX-2, sintetizzati per evitare gli effetti collaterali GI dei FANS tradizionali. Nonostante riescano a raggiungere quest'ultimo obiettivo, i COXIB causano uno ¿sbilanciamento¿ tra la biosintesi del trombossano A2 (TXA2), attivatore piastrinico e vasocostrittore, e quella della prostaglandina PGI2, inibitrice dell'attivazione piastrinica e vasodilatatrice, provocando in questo modo un aumento del rischio cardiovascolare (CV). TXA2 è sintetizzato a livello delle piastrine, grazie all'azione di COX-1 e TXA2 sintasi e agisce da agonista sui recettori del trombossano (TP) presenti a livello della membrana delle cellule della muscolatura liscia vasale. L'approccio più recente per tentare di evitare gli effetti collaterali di FANS tradizionali e COXIB è la sintesi di ¿designed multiple ligands¿ (DMLs) o farmaci ¿multi-target¿: un'unica molecola capace di agire sia come antagonista del recettore TP, sia come inibitrice di COX-2. Il punto di partenza del mio progetto è stata l'evidenza che l'Etodolac (2), antinfiammatorio e analgesico clinicamente efficace, avesse doppia attività, sia come antagonista del recettore TP, sia come inibitore di COX-2. Pertanto, la struttura chimica di 2 è stata modulata per aumentare la sua attività come ¿multi-target¿ ed è stata ottenuta una prima libreria di sette composti (ETO 1-7). Per quanto riguarda la sintesi, si è partiti dalle idrazine ed è stata seguita la procedura della sintesi di Fischer. Tutti i composti sintetizzati sono stati testati per la loro attività sul recettore TP e per la loro selettività COX-2/COX-1. ETO 1 ed ETO 6 hanno dimostrato di essere più efficaci rispetto a 2 per quanto concerne l'antagonismo sul recettore TP e al tempo stesso conservano l'attività come COX inibitori e la selettività per COX-2. Questi risultati hanno permesso di ottenere alcune informazioni preliminari riguardo alla relazione struttura-attività (SAR) dei derivati dell'Etodolac.