Brevi periodi di ischemia-riperfusione proteggono il cuore contro un successivo e più prolungato insulto ischemico. Questo fenomeno, conosciuto come precondizionamento ischemico (IPC), risulta utile nel ridurre il danno tissutale (necrosi) dovuto all’infarto e anche nel ridurre l’insorgenza di aritmie e fibrillazioni ventricolari.
Nell’IPC un primo effetto protettivo appare immediatamente dopo lo stimolo di precondizionamento e dura per 1- 2 ore. Una seconda finestra di protezione, più prolungata, si verifica 12-24 ore dopo lo stimolo e dura per circa 72 ore.
Il meccanismo del precondizionamento ischemico non è ancora completamente chiarito ma sembra sia innescato da una serie di processi sia recettore-dipendenti, che coinvolgono la bradichinina, l’adenosina e gli oppioidi, che recettore-indipendenti legati all’aumento dei livelli di NO e delle specie reattive dell’ossigeno.
Figura 1. Fenomeno del precondizionamento ischemico recettore dipendente.
In particolare i canali al potassio ATP-dipendenti sembrano coinvolti nel fenomeno dell’IPC, sia come triggers che come effettori63.
I canali KATP nel cuore sono stati identificati sia a livello della membrana sarcolemmale
sia a livello della membrana mitocondriale. Il loro coinvolgimento nella cardioprotezione è stato ampiamente studiato ed esistono numerose prove farmacologiche che evidenziano il ruolo chiave dei canali KATP mitocondriali
L’uso del diazossido, un attivatore dei canali KATP, a dosi capaci di aprire i canali
mitocondriali ma non quelli sarcolemmatici, conferma il ruolo fondamentale dei mito-KATP in questo fenomeno cardioprotettivo64.
Su questa base è evidente come la possibilità di disporre di ligandi capaci di attivare selettivamente questi canali possa essere potenzialmente utile per innescare un precondizionamento farmacologico e, quindi, esercitare un’azione cardioprotettiva contro l’insulto ischemico.
Cl NH S N O O Diazossido
Figura 2. Modello delle interazioni di vari ligandi con la struttura dei mito- KATP .
Molti attivatori dei canali al potassio, tra i quali quelli a struttura benzopiranica, come il cromakalim e cianoguanidinica, come il pinacidil, inducono effetti cardioprotettivi principalmente attribuiti all’attivazione dei canali al potassio mitocondriali.
La cardioprotezione, mediata da questi attivatori, è però generalmente associata a effetti sistemici indesiderati, come la riduzione delle resistenze periferiche e una marcata ipotensione.
Negli ultimi anni la ricerca si è indirizzata verso lo sviluppo di nuovi KCOs, con una maggiore cardioselettività.
Tra questi nuovi derivati, BMS-180448 e BMS-19109565-66, appartenenti alla classe
delle benzopiranilcianoguanidine, hanno mostrato una buona attività cardioprotettiva e selettività verso i canali mito-KATP.
O NC N NH NC NH Cl OH BMS-180448 O N N NH Cl OH NC BMS-191095
Studi di SAR, condotti su questo tipo di composti, hanno mostrato che per un’ottimale attività e selettività è importante la presenza di sostituenti lipofili in posizione 2, di un sostituente elettronattrattore in posizione 6 e di una catena laterale ricca di elettroni in posizione 4 legata ad un sostituente aromatico lipofilo (fig. 3).
sono necessari piccoli gruppi lipofili sostituenti aromatici aumentano l'attività O A EWG R R OH R
non essenzile per l'attività
gli eteroatomi non sono necessari 4 2 3 6 5 7 8 Figura 3.
Partendo dalla ipotesi che i sostituenti sul carbonio in posizione 4 del nucleo benzopiranico sembrano capaci di incrementare l’attività dei derivati a struttura benzopiranica, e dall’osservazione che i derivati sostituiti in posizione 4 con un raggruppamento di tipo spiro erano stati scarsamente studiati, nel laboratorio presso il quale ho svolto il mio lavoro di tesi era stata pianificata la sintesi di derivati di struttura 4-spiromorfolonica (A) e 4-spiromorfolinica (B)67.
I derivati di struttura di tipo A e B sintetizzati risultavano variamente sostituiti nel raggruppamento benzilico legato all’azoto del sistema di tipo spiro (fig. 4).
O N O O R R1 O N O R R1 A R = Br, H. B R1 = Br, CF3, Me, NH2, NHAc, NHSO2Me, OMe
Figura 4.
Alcuni di questi composti avevano mostrato una buona attività cardioprotettiva e una buona selettività67 nei confronti dei canali mito-K
ATP.
In particolare un approfondimento farmacologico su alcuni di questi derivati aveva evidenziato una scarsa attività ipotensiva67, considerata l’effetto secondario principale
che limita lo sviluppo e l’utilizzo in clinica dei KCOs per la prevenzione dell’infarto del miocardio.
Sulla base dei risultati positivi ottenuti per la limitata serie di derivati di tipo spiro, precedentemente sintetizzati, in questa tesi di laurea sono stati progettati analoghi dei derivati spiromorfolonici di tipo A, ottenuti per sostituzione isosterica dell’ossigeno carbonilico con lo zolfo (C).
O N O S R R1 C O N O O R R1 A
Allo scopo di approfondire i rapporti struttura-attività di questa serie, sono stati sintetizzati i derivati 1-3, in cui il raggruppamento benzilico legato all’azoto del sistema spiro è stato sostituito in posizione 4 con un atomo di bromo (1), con un metile (2), e con un gruppo amminico (3).
O N O S Br O N O S Me O N O S NH2 1 2 3
SCHEMA 1
O OH O O O CN TMSO O O H NH2 O NH O O II III IV I O O H NH O Cl V 4 5 6 7 8I: acetone, pirrolidina, acetonitrile, riflusso; II: TMSCN, ZnI2, CH2Cl2, t.a.;
III: LiAlH4, THF;
IV: ClCH2COCl, CH2Cl2, H2O, NaOH
;
V: t-BuOK, toluene, t.a.L’intermedio spiromorfolonico 8, necessario per la sintesi dei prodotti finali 1-3, è stato sintetizzato seguendo la procedura illustrata nello Schema 1.
Il 2-idrossiacetofenone è stato fatto reagire con acetone e pirrolidina per ottenere il cromanone 4. L’addizione nucleofila del trimetilsililcianuro (TMSCN) in presenza di ZnI2 come acido di Lewis ha fornito il corrispondente trimetilsililcianoderivato 5.
L’amminoalcool 6 è stato ottenuto per semplice riduzione della derivato 5 con LiAlH4.
La successiva reazione con cloroacetilcloruro, in fase eterogenea e in ambiente basico per NaOH, ha portato alla formazione della corrispondente cloroacetammide 7, che è stata sottoposta a ciclizzazione in presenza di t-BuOK, fornendo l’intermedio spiromorfolonico 8.
SCHEMA 2
O N O O R O N O S R O NH O O I 8 3 9a R= Br 9b R= Me 9c R= NO2 1 R= Br 2 R= Me 10 R= NO2 III O N O S NH2 II R= NO2I: appropriato benzilbromuro, NaH, DMF, N2, t.a.; II: reattivo di Lawesson, clorobenzene, riflusso; III: H2, Pd/C EtOH ass, 3h, temp. amb.
I prodotti finali 1-3 sono stati sintetizzati seguendo la procedura illustrata nello schema 2.
La reazione di N-alchilazione del derivato spiromorfolonico 8 con il p-bromobenzilbromuro, p-metilbenzilbromuro e p-nitrobenzilbromuro ha fornito rispettivamente i derivati 9 a-c.
La reazione con il reattivo di Lawesson dei derivati 9 a-c ha fornito i prodotti finali 1,2 e l’intermedio 10, che in seguito ad idrogenazione catalitica in presenza di Pd/C ha fornito il prodotto finale 3 p-amminosostituito.
La valutazione delle proprietà cardioprotettive dei composti finali 1-3 sarà effettuata su cuori di ratto isolati alla Langendorff, sottoposti a cicli di ischemia-riperfusione (30
minuti e 120 minuti, rispettivamente). I composti sintetizzati saranno valutati come miscele racemiche alla dose di 40 mg/ Kg (i.p.). Nell’esperimento verranno inoltre valutati due KCOs di riferimento (diazossido e cromakalim alla dose rispettivamente di 40 e 1 mg/ Kg).
