17-beta- idrossisteroide deidrogenasi come bersagli per la terapia antirumorale

Le 17β-idrossisteroide deidrogenasi (17β-HSDs) sono enzimi NAD(P)H/NAD+ dipendenti, che controllano il metabolismo degli ormoni sessuali femminili e maschili attraverso reazioni redox alla posizione 17 dello scheletro steroideo. Nell'uomo ne sono state identificate 12 differenti tipi, variamente distribuite nell'organismo e con differenti specificità di substrato[1]. Il coinvolgimento nel metabolismo ormonale rende questi enzimi dei promettenti bersagli per il trattamento di patologie tumorali ormone-dipendente. L'obiettivo di questa tesi è stato quello di identificare nuovi inibitori, efficaci e selettivi, di due enzimi di questa classe, HSD17B5 e HSD17B7. La HSD17B5 è altamente espressa nelle cellule tumorali prostatiche; tra le reazioni catalizzate, riduce il 4-androstenedione in testosterone (potente androgeno). La HSD17B7 opera la riduzione dell'estrone ad estradiolo (potente estrogeno) ed è particolarmente espressa nelle cellule di tumore al seno e ovarico. Questo enzima è, inoltre, una importante 3-chetoreduttasi presente nel complesso di demetilazione in C-4, che riduce il 4-metilzimosterone/zimosterone a 4-metilzimosterolo/zimosterolo nella fase postsqualenica della biosintesi del colesterolo. Anche questa seconda attività è interessante dal punto di vista della progettazione di inibitori. In questo contesto, infatti, un'inibizione dell'enzima porterebbe all'accumulo di intermedi ritenuti tossici per la cascata delle Hedgehog proteins, proteine critiche per la corretta embriogenesi e implicate in un'ampia varietà di patologie tumorali[2]. Le prove di inibizione sono state condotte su lisati di cellule batteriche esprimenti le proteine HSD17B5 e HSD17B7 ricombinanti, utilizzando gli specifici substrati radiomarcati, rispettivamente [14C]4-androstenedione e [3H]-estrone/[14C]-metilzimosterone. Dapprima è stato messo a punto il protocollo di espressione delle proteine nelle cellule batteriche. Sono seguite, quindi, le prove di inibizione. Nella prima parte della tesi sono state fatte le prove di inibizione sulla HSD17B7. Sono state definite inizialmente le condizioni per poter confrontare parallelamente l'attività 17-estrone-reduttasica e 3-zimosterone-reduttasica dell'enzima. Quindi, su entrambe le attività è stato saggiato l'effetto di inibizione di 4 molecole a struttura 4-aza-5α-androstanica fornitici dal Prof. Donald Poirier della Layal University (Quebec, Canada). Queste molecole erano già state saggiate in precedenza in un sistema cellulare completo, quali cellule embrionali renali HEK-293 overesprimenti la HSD17B7, ma mai direttamente sull'enzima e mai su entrambe le attività. Le molecole sono risultate attive nei confronti dell'attività 17-estrone-reduttasica con valori di IC50 compresi tra 0,5-3 µM, mentre sono risultate meno attive sull'attività 3-zimosterone-reduttasica. Nella seconda parte della tesi sono state fatte le prove di inibizione sull'enzima HSD17B5. Sono state saggiate molecole sintetizzate dal gruppo di ricerca del Dr M. Lolli del Dip. di Scienza e Tecnologia del Farmaco attraverso un approccio bioisosterico, modulando la struttura dell'acido flufenamico e dell'indometacina, potenti inibitori della HSD17B5[3]. Particolarmente interessante è risultato un bioisostero dell'indometacina, più attivo dell'indometacina e privo di effetto sull'attività COX 2.