Titolo: Sviluppo d’inibitori della Plasmodium Falciparum Diidroorotato Deidrogenasi (PfDHODH) quali possibili antimalarici

Relatore: Prof Donatella Boschi
Co-Relatore: Dr.ssa Agnese C. Pippione

Disponibilità: da Novembre 2019 

Parole chiave: bioisosteria, Malaria, idrossipirazoli, malattie neglette.

Descrizione:   La Malaria è una delle "tre malattie infettive più importanti del mondo" (HIV / AIDS, tubercolosi e malaria) ed uccide milioni di persone ogni anno. L'assenza di vaccini efficaci e la resistenza ai farmaci per quasi tutti gli agenti antimalarici noti ha compromesso l'efficacia dei programmi di controllo. Plasmodium falciparum Diidroorotato Deidrogenasi (PfDHODH) è un bersaglio clinicamente validato per lo sviluppo di farmaci antimalarici di nuova generazione; attualmente un inibitore Pf-DHODH a base  triazolopirimidinica (DSM265) sviluppato da Philips all’University of Texas è in fase clinica (https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=RrUIiUdQOow).

Questo filone di Ricerca ci ha portato a sviluppare il composto 7e (Pippione EJMC 2018, vedi nella cartella sottostante) in grado di inibire selettivamente Pf-DHODH rispetto alla controparte umana nel range del microMolare. Sebbene non ancora potente come il suo lead, 7e è risultato efficace a livello cellulare. In questa Tesi di Laurea, seguendo i suggerimenti che ci arrivano dalle coordinate cristallografiche del complesso 7e - Pf-DHODH, la struttura del composto 7e verrà modulata in modo incrementarne la potenza inibitrice. Le molecole sintetizzate dallo studente verranno caratterizzate sia biologicamente (attività su enzima isolato e attività cellulari) sia per il profilo ADME (solubilità, logP, pKa, …). In collaborazione, le molecole verranno anche testate per l’attività sul parassita della Malaria. I migliori candidati saranno quindi co-cristallizzati con la proteina PfDHODH,  le coordinate del complesso ottenuto saranno acquisite presso l’Università di Gotheborg (SW) in modo da ottenere il binding mode sperimentale. Questo ultimo passaggio permetterà di rifinire il successivo processo di design e muoversi verso i passi successivi (Modelli in vivo).

Ruolo dello studente:  lo studente si occuperà della progettazione e della sintesi delle molecole bersaglio, analoghe del 7e. Nel farlo acquisirà skills di:

• Drug Design (bioisosteria, design supportato da strumenti in silico (Chimera, PyMol))
• Sintesi Organica Avanzata (reazioni in ambiente anidro, CombiFlash, distillazione (a pressione atmosferica e ridotta), idrogenazione, cromatografia flash, TLC, uso di resine e reattivi supportati)
• Analitica strumentale (NMR 1D e 2D, MS, UPLC, HPLC, IR, UV).

Lo studente sarà supportato a livello giornaliero nell’attività di laboratorio in modo da colmare le sue lacune teorico/sperimentali, ogni due settimane esporrà brevemente l’avanzamento del suo lavoro di Ricerca, in modo da allenarlo anche a tecniche di divulgazione. Sia il manoscritto della Tesi di Laurea sia le slide della discussione finale della Tesi saranno in lingua Inglese.

Tempistiche: la Tesi ha una durata minima di 6 mesi con possibile (consigliato) prolungamento (fino a 9). Alla Tesi è associato, a discrezione dello studente, un periodo presso l’Università di Gotheborg (SW, Tutor: Prof Rosmarie Friemen), supportato dal programma Erasmus Traineeship (tre - sei mesi) dove lo studente sarà coinvolto nella cristallizzazione del complesso fra Pf-DHODH e la molecola più interessante fra quelle che avrà sintetizzato a Torino. Nell' approfondire le sue conoscenze di cristallografia di proteine, lo studente acquisirà sperimentalmente la modalità di binding della molecola sviluppata e scopo della sua Tesi

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