Studio di inibitori di C1s serin proteasi con metodi computazionali

Il sistema del complemento gioca un ruolo importante nel mantenimento di varie funzioni fisiologiche dell'organismo umano. Nelle ultime decadi, l'interesse scientifico verso questo complicato sistema si ਠaccresciuto, in quanto una sua inappropriata regolazione risulta coinvolta in una serie di malattie infiammatorie e autoimmuni, come l'emoglobinuria parossistica notturna, il lupus eritematoso sistemico, e l'angioedema ereditario. Il nostro interesse si ਠfocalizzato sul complesso C1, poichà© questo ਠil primo complesso della via classica responsabile dell'attivazione della cascata enzimatica, e quindi una sua inibizione puಠfermare l'attivazione del sistema in fase precoce. Al momento, si trovano in commercio in Europa solo inibitori proteici del complesso C1; questi sono estratti dell'inibitore fisiologico (C1-Inh) purificati dal plasma (commercializzati col nome di Cinryze® e Berinert®) o prodotti ricombinanti di questo (Ruconest®). Nessuna small molecule inibitrice di C1s ਠancora stata approvata, anche se alcuni composti sono sotto indagine in trials clinici. Un piccolo gruppo di molecole con alta attività  inibitoria verso C1s ਠpubblicato in letteratura, molte di queste molecole presentano un gruppo ammidico o guanidinico (o entrambi), come FUT-175 (conosciuta anche come Nafamostat) e BCX-1470. Lo scopo di questo studio ਠdi esplorare, utilizzando diversi metodi computazionali, le interazioni target-ligando e le relazioni struttura-attività  degli inibitori small molecule conosciuti, cosi come identificare nuove small molecule inibitori di C1s. Una libreria di 50 molecole con caratteristiche strutturali diverse ਠstata precedentemente creata attraverso una ricerca di similarità  2D da database di milioni di composti. I composti provenienti dalla letteratura e dalla libreria focalizzata sono stati dockati nella struttura cristallografica X-ray dell'enzima C1s utilizzando il software Glide. Ci siamo focalizzati sul dominio proteasico, in prossimità  della serina catalitica (Ser617), il pi๠probabile punto di inibizione. Nonostante le pose di docking e le interazioni fossero comparabili con quelle dalla letteratura, i Docking Score non erano all'altezza delle nostre aspettative, soprattutto nel caso di composti senza gruppi ammidici. Inoltre, il protocollo di docking non ਠrisultato in grado di distinguere in modo affidabile i composti attivi dagli inattivi. Al fine di ovviare a queste lacune, sono stati creati anche modelli farmacoforici utilizzando il software Phase. I composti attivi sono stati raggruppati secondo i loro nuclei chimici e sono state create delle ipotesi farmacoforiche per ogni sottogruppo. Queste ipotesi sono state valutate secondo il loro BEDROC e survival score e la miglior ipotesi di ogni gruppo ਠstata utilizzata per un pharmacophore-based virtual screening. Milioni di composti preselezionati da database commerciali sono stato testati e i composti con il pi๠alto score sono stati biologicamente testati in vitro. Sei dei composti testati sono risultati attivi (in concentrazione di μM) e due di questi presentano una struttura diversa dalle precedenti. Inoltre, tutte le molecole di questi database sono state dockate e quelle con i migliori docking score sono state anche biologicamente testate, ma nessuna di queste si ਠdimostrata attiva. Come step finale di questo studio computazionale, due diversi tipi di modelli QSAR sono stati realizzati basandosi sui dati della letteratura. Un Field-based 3D-QSAR basato sull'allineamento farmacoforico ed un modello basato sulle MOLPRINT_2D fingerprints sono stati creati. I parametri statistici indicano che questi modelli possono essere adeguati a predire l'attività  inibitoria verso C1s di nuovi composti di struttura simile, e potrebbero anche aiutare a capire meglio le relazioni struttura-attività  e contribuire alla progettazione di nuovi composti.