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h rispetto ai recettori D h e D h 4.1 - Antagonismo preferenziale dell’S33138 sui recettori D 4 - DISCUSSIONE

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Academic year: 2021

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4 - DISCUSSIONE

4.1 - Antagonismo preferenziale dell’S33138 sui recettori

D

3

h rispetto ai recettori D

2L

h e D

2S

h

I dati riportati in questi tesi dimostrano che l’antagonista S33138 ha una maggiore affinità per i recettori D3h rispetto a quella dimostrata per i recettori D2Lh e D2Sh. Questa caratteristica consente di distinguere questo nuovo composto da composti quali l’aloperidolo, la clozapina, l’olanzapina, dal risperidone e da altri antipsicotici clinicamente disponibili (Tabella 2) che dimostrano un’analoga affinità per questi recettori dopaminergici. Inoltre, a differenza del composto S33138, l’aripiprazolo ed il bifeprunox si comportano come agonisti parziali sui recettori D3h e D2h. E’ stato osservato che la selettività dell’S33138 per i recettori D3 è meno pronunciata rispetto a quella dimostrata da antagonisti come S33084, SB414,796, A437,203, nei confronti degli stessi recettori. Nonostante ciò il composto S33138è preferibile per il trattamento clinico della schizofrenia perché in grado di offrire un’attività antipsicotica discriminante tra sintomi cognitivi positivi e negativi senza causare disfunzioni extrapiramidali.

Data la maggiore affinità dimostrata da S33138 per i recettori D3h, le sue proprietà sono state ulteriormente caratterizzate in questa tesi. Come è noto, i recettori D3h sono funzionalmente associati alla AC e alle MAP chinasi ERK 1/2 tramite le proteine G (Ahlgren-Beckendorf e Levant, 2004). Nelle nostre condizioni sperimentali, l’attivazione dei recettori D3h ad opera della dopamina porta ad un aumento del binding del [35S]GTP S. Il fatto che S33138 blocchi marcatamente questa attività della dopamina dimostra perciò che questo composto si comporta da antagonista competitivo.

E’ stato ripetutamente osservato che l’associazione dei recettori D3h alla AC risulta instabile con alcune isoforme (Neve et al., 2004). Per porre rimedio a questa condizione di instabilità le cellule COS-7 sono state transfettate con i recettori D3h ed una forma stabile di adenilato ciclasi

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quale la tipo V (AC-V). In queste condizioni, la simultanea somministrazione di concentrazioni costanti di quinpirolo (1 µM) e forkolin (1 µM) in cellule COS-7 transfettate con i recettori D3h e AC-V, consente di porre in evidenza l’azione del S33138 sulla concentrazione intracellulare di cAMP. Infatti, mentre la sola somministrazione di forskolin e quinpirolo riduce la concentrazione di cAMP rispetto al controllo con solo forskolin, l’aggiunta di S33138 ripristina il valore basale iniziale. Inoltre si può dimostrare che in assenza di quinpirolo, S33138 non induce alcuna variazione nella concentrazione intracellulare di cAMP indotta dalla forskolin (vedi grafico di Fig. 23).

Le proprietà antagoniste del S33138 sono state ulteriormente comprovate utilizzando il recettore chimerico D3i3(D2)h che mostra una maggiore efficacia di associazione con la AC-V/VI. Anche in queste condizioni utilizzando concentrazioni fisse di forskolin (1 µM) e quinpirolo (1 nM) e concentrazioni crescenti di S33138 si può osservare che quest’ultimo composto determina un aumento dell’accumulo di cAMP intracellulare.

Dalla letteratura è già ormai noto che i recettori dopaminergici attivano la cascata MAP chinasica ERK1/2 tramite un’interazione con le proteine G i (includendo G i3) sensibili alla tossina della pertosse (Beom e Neve, 2004). Prendendo spunto da questi dati, abbiamo voluto ulteriormente verificare la proprietà antagonista dell’S33138 sul grado di fosforilazione di ERK 1/2 . A tale scopo, cellule CHO transfettate con i recettori D3h sono state trattate con concentrazioni costanti di dopamina e successivamente combinate con concentrazioni crescenti di S33138. In questi condizioni abbiamo potuto osservare che mentre la dopamina da sola attiva la MAP chinasi via interazione con il recettore D3h, in presenza di S33138 si assiste ad una progressiva diminuzione della stessa attività.

L’effetto di inibizione esercitato dell’S33138 sull’attivazione di ERK 1/2 è importante perché consente di distinguere questo composto da altri, quali aripiprazolo e bifeprunox, che si comportano da agonisti parziali deboli nei confronti della stessa MAP. Dal momento che in alcune linee

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cellulari, i recettori D3 si associano alle subunità Go, Gq/11, Gz e alla fosfolipasi D, attraverso vie metaboliche non sensibili alla tossina della pertosse, sarebbe interessante vagliare ulteriormente le proprietà del composto S33138 anche su altre cascate intracellulari di segnali.

Tra tutti i recettori dopaminergici presenti nel sistema nervoso i recettori D2h e D3h, pur essendo funzionalmente simili, differiscono nella capacità di interagire con le cascate del segnale. Nell’ambito dei recettori D2h siamo soliti distinguere i D2Sh dai D2Lh, essendo i primi localizzati nelle terminazioni presinaptiche ed i secondi in quelle post-sinaptiche del sistema dopaminergico. Entrambi questi recettori si associano tramite la Go/i ad AC e alle chinasi ERK 1/2. Gli studi compiuti in questa tesi – binding con [35S]GTP S, saggio dell’adenilato ciclasi e tecniche di western blot su ERK1/2 - sui i recettori D2Sh, D2Lh e D3h ci hanno permesso di dimostrare che il composto S33138 si comporta come un antagonista puro in grado di distinguere tra recettori D3h e recettori D2h con un’affinità di circa 25 volte superiore per il D3h.

Uno studio recente sul trafficking recettoriale agonista-indotto dei recettori D2Lh ha messo in evidenza come l’efficacia di farmaci possa variare in relazione alla via intracellulare del segnale che ne risulta coinvolta.. Sarebbe interessante, perciò, esaminare l’influenza che il composto S33138 esercitata su altre cascate di trasduzione associate ai recettori D2-like.

4.2 - Antagonismo dell’S33138 sui recettori co-transfettati

D

3

h e D

2L

h

I recettori D3 e D2 sono parzialmente colocalizzati sui neuroni post-sinaptici del sistema dopaminergico dove formano eterodimeri funzionali D3/D2L in vitro (Maggio et al., 2003; Novi et al., 2007). E’ stato ripetutamente dimostrato che i recettori in forma eterodimerica manifestano caratteristiche funzionali distinte rispetto a quelle dei rispettivi monomeri. E’ pertanto significativa l’’osservazione riportata in questa tesi

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che dimostra che il composto S33138 haun effetto più marcato sulla concentrazione intracellulare di cAMP in cellule COS-7 co-transfettate con recettori D3/D2L, rispetto a quelle che esprimono soltanto il recettore D2L (vedi Fig. 21). Questi risultati sono in linea con l’aspettativa che anche altri farmaci possano avere maggiore efficacia sui recettori in forma eterodimerica D3/D2 piuttosto che in forma monometrica (Lee et al., 2003;

Novi et al., 2007). Tuttavia, deve essere ancora verificata l’esistenza di

forme eterodimeriche funzionali nel cervello, nondimeno deve essere ancora chiarita l’importanza dell’attività dell’S33138 (e di altri antipsicotici) verso gli eterodimeri D3/D2 per il controllo degli stati psicotici.

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5 - CONCLUSIONI

La sintesi del nuovo derivato benzopiranopirrilidine, S33138, sintetizzato dall’Istituto di ricerca francese Servier, segna un passo importante negli studi farmacologici della schizofrenia. L’insieme dei dati raccolti dimostra come questo composto si comporti da antagonista preferenziale dei recettori D3h rispetto a quelli D2Lh e D2Sh. Questo distinto profilo di binding rappresenta un punto fondamentale nel trattamento di stati psicotici. Si è portati a pensare che per le terapie di mantenimento (il cui target sarebbe il recettore D3) possano essere sufficienti basse dosi di S33138. Al contrario, durante le fasi di peggioramento acuto, come nelle psicosi, dovrebbero essere impiegate quantità superiori di composto per poter antagonizzare i recettori D2. Tutto ciò deve essere ancora dimostrato. Sarebbe interessante continuare questi studi per riuscire a individuare gli aminoacidi del recettore D3 che rendono l’S33138 un antagonista preferenziale e inoltre valutare l’attività di questo nuovo potenziale agente antipsicotico su altri sistemi recettoriali, quali il sistema serotoninergico e α adrenergico.

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