Molecular modeling e progettazione di inibitori dell’Integrasi, della Trascrittasi inversa e dell’interazione Tat-TAR quali agenti anti-AIDS

Questo progetto di ricerca inter-Universitario su agenti anti-HIV-1, sarà basato su ricerche inerenti campi che sono attualmente seguiti in ambito accademico ed industriale. La continua insorgenza di ceppi resistenti agli agenti chemioterapici attualmente in uso (inibitori dell’RT e della PR), spinge le ricerche sia verso lo sviluppo di nuovi agenti anti RT e PR attivi contro i ceppi mutati, sia verso antiretrovirali che colpiscano bersagli diversi dalla RT e PR. Quindi, in questo progetto i nostri studi saranno rivolti alla progettazione, sintesi, alla messa a punto ed esecuzione di test biochimici e antivirali oltre che ad approcci di modellistica molecolare applicati alle seguenti classi di composti: 1- derivati chinolonil dicheto acidi ed eterocicli correlati come agenti anti-integrasi (IN); 2- derivati chinolonici come Tat/TAR inibitori; 3- derivati indolici e pirrolici come inibitori non-nucleosidici della trascrittasi inversa (NNRTI) attivi contro mutanti resistenti; 4- pirrolil dichetoacidi come inibitori della funzione ribonucleasica H della trascrittasi inversa (RNasi H); Una particolare attenzione sarà rivolta allo studio dei chinoloni. Infatti, i chinoloni sono noti inibitori di enzimi coinvolti nella manipolazione degli acidi nucleici, ad es. la girasi (topoisomerasi II) e la topoisomerasi IV. Dato che i nostri target del ciclo virale dell’HIV-1 sono l’IN, la RT (sia funzione polimerasica che ribonucleasica), e l’interazione Tat/TAR, che sono tutte coinvolte nelle reazioni od interazioni con gli acidi nucleici, noi consideriamo i chinoloni come una struttura particolarmente interessante da studiare e sviluppare. Come logica conseguenza di questa ipotesi, parte di questo progetto sarà dedicato allo studio delle interazioni tra i chinoloni sintetizzati (e composti correlati) e gli acidi nucleici. In questo progetto sarà coinvolta una rete di gruppi alcuni dei quali saranno parte integrante del progetto ed altri parteciperanno dall’esterno. Le unità interne svilupperanno le seguenti parti principali del progetto: 1- UO Roma: progettazione e sintesi di nuovi derivati chinolonici, pirrolici ed indolici come agenti anti-IN, anti-Tat/TAR, anti-RT (sia funzione polimerasica che RNasica H); 2- UO Perugia: sviluppo di derivati chinolonici che hanno come bersaglio l’interazione Tat/TAR; 3- UO Padova: screening biologico dei nuovi derivati (sintetizzati dalle UO Perugia e di Roma) con particolare attenzione all’interazione Tat/TAR; saggi antivirali e determinazione dell’affinità con gli acidi nucleici; 4- UO Napoli: studi di MM volti a razionalizzare i dati biologici sugli inibitori dell’IN, Tat/TAR, e della RT; "virtual screening" atto ad identificare nuovi lead. La complessità del progetto richiede la cooperazione di gruppi esterni che saranno coinvolti nelle seguenti attività: - test enzimatici su integrasi (3’-P e ST): Prof: Yves Pommier, National Institute of Health (NIH) National Cancer Institute (NCI), Bethesda, USA; - test enzimatici su RT (sia wt che su un set di RT mutate): Dott. Giovanni Maga, Istituto di Genetica Molecolare - Centro Nazionale delle Ricerche (IGM-CNR), Pavia; - test di citotossicità, di attività antiretrovirale, e saggi su P-gp: Dott. Stefano Vella, Istituto Superiore di Sanità (ISS), Roma; - test di citotossicità, di attività antiretrovirale: Prof. Palù, Università di Padova; Prof. Alberto Bergamini, Università di Roma “Tor Vergata”; Prof. Erik De Clerq, Rega Institute Belgio; Questi studi sono rivolti ad ottenere nuovi anti-HIV-1 con potente attività e selettività contro i suddetti target, minore citotossicità ed alta capacità di contrastare l’emergenza di ceppi resistenti in terapia di combinazione. Accurati studi SAR e indagini sui meccanismi di azione dei nuovi agenti anti-HIV-1 supporteranno gli studi chimici. L’obiettivo ultimo è possibilmente quello di selezionare uno o più composti da sottoporre a prove precliniche per una possible utilizzazione come agenti nella terapia di combinazione.