Σύνθεση νέων βιοδραστικών μορίων και αποτίμηση της βιολογικής τους δράσης

Abstract

The mutation of a physiological cell to cancer is a manifestation of one of the six essential alterations in cell physiology. These alterations are related to: 1) self-sufficiency in growth signals, 2) insensitivity to antigrowth signals, 3) evasion of programmed cell death (apoptosis), 4) limitless replicative potential, 5) sustained angiogenesis, and 6) tissue invasion and metastasis. The above changes constitute research-clinical targets for the treatment of cancer. In this context, during the implementation of this thesis we have synthesized a series of novel: 1. trisubstituted pyrazole derivatives, which -via a PIFA mediated conversion- were transformed to fused pyrazolo[4,3-c]quinolines. These molecules displayed potent anti-angiogenic in vivo activity and also inhibit the growth of human breast (MCF-7) and cervical (Hela) carcinoma cells in vitro. 2. pyrazole derivatives bearing aryl substituted groups at positions 1 and 3 of the pyrazole motif and various functional groups at position 4. Critical step for their synthesis was the TCT/DMF promoted cyclization of the corresponding hydrazine precursors, which provided the desired pyrazole skeleton. Many of these molecules displayed potent activity against DU-145 (prostate), A-2058 (melanoma) and MCF-7 (breast cancer) cell lines, while one of them showed IC50 10 μΜ in MCF-7 breast cancer cell line. 3. imidazolo[2,1-b]benzothiazole analogues as potent inhibitors of the mutant protein p53, which constitutes the most determinant factor for the regulation of angiogenesis. Specifically, was designed the synthesis of PFT-β analogues with the introduction of various functional groups on para-position of the PFT-β scaffold. Furthermore, was considered the substitution of sulfur atom with differently functionalized nitrogens. The biological results provided compounds with very good inhibition in IGROV-1 cells reaching the levels of IC50 = 10 nM. 4. tamoxifen analogues as selective estrogen receptor modulators in breast cancer containing amide or urea side chains. These molecules were synthesized via the McMurry coupling pathway. The in vitro biological results in mouse mammary epithelial cells HC11 showed that according to their substitution the compounds provided very strong estrogenic or anti-estrogenic activity.

Η μετάλλαξη ενός φυσιολογικού κυττάρου σε καρκινικό οφείλεται σε μία από τις έξι δυνητικές αλλαγές στη φυσιολογία του. Οι αλλαγές αυτές αναφέρονται στην: 1) αυτο-επάρκεια στα αυξητικά σήματα (self-sufficiency in growth signals), 2) απώλεια ευαισθησίας στα αντι-αυξητικά σήματα (insensitivity to antigrowth signals), 3) αποφυγή του προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου, απόπτωση, (evasion of programmed cell death, apoptosis), 4) απεριόριστη δυνατότητα αντιγραφής (limitless replicative potential), 5) διατήρηση της αγγειογέννεσης (sustained angiogenesis) και 6) προσβολή του ιστού και μετάσταση (tissue invasion and metastasis). Οι παραπάνω αλλαγές αποτελούν εν δυνάμει ερευνητικούς-κλινικούς στόχους για την καταπολέμηση του καρκίνου. Έτσι, στην παρούσα διατριβή επιχειρήθηκε η σύνθεση νέων: 1. τριυποκατεστημένων πυραζολικών παραγώγων, τα οποία με αντιδραστήριο PIFA μετατράπηκαν σε πυραζολο[4,3-c]κινολίνες. Τα μόρια αυτά βρέθηκε να διαθέτουν ισχυρή αντι-αγγειογενετική in vivo δράση και παράλληλα να αναστέλλουν την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων του μαστού (MCF-7) και του αυχένα (Hela) in vitro. 2. παραγώγων του πυραζολίου, με φαινυλο υποκατάσταση στις θέσεις 1 και 3 του πυραζολικού δακτυλίου και ένα μεγάλο αριθμό λειτουργικών ομάδων στη θέση 4. Κρίσιμο στάδιο για τη σύνθεση των αναλόγων αυτών αποτέλεσε η κυκλοποίηση των πρόδρομων υδραζινών με τη χρήση των αντιδραστηρίων TCT/DMF, η οποία οδήγησε στο σχηματισμό του πυραζολικού σκελετού. Αρκετά από τα μόρια αυτά βρέθηκε να διαθέτουν ισχυρή δράση στις καρκινικές σειρές του προστάτη (DU-145), του μελανώματος (A-2058) και του μαστού (MCF-7), ενώ ένα από αυτά είχε IC50 10 μΜ στην καρκινική σειρά του μαστού MCF-7. 3. ιμιδαζο[2,1-b]βενζοθειαζολίων, ως ισχυρών αναστολέων της μεταλλαγμένης πρωτεΐνης p53, η οποία αποτελεί τον πλέον καθοριστικό παράγοντα για τη ρύθμιση της αγγειογένεσης. Συγκεκριμένα μελετήθηκε η σύνθεση αναλόγων της PFT-β με την εισαγωγή ποικίλων λειτουργικών ομάδων στην παρα-θέση του σκελετού της. Επιπλέον, μελετήθηκε η αντικατάσταση του θείου με διαφορετικές αζο-ομάδες. Τα βιολογικά αποτελέσματα έδειξαν ότι τα μόρια αυτά διαθέτουν ιδιαίτερα ισχυρή ανασταλτική δράση κατά της καρκινική σειράς των ωοθηκών IGROV-1, η οποία έφτασε σε επίπεδα IC50 = 10 nM. αναλόγων της ταμοξιφαίνης, ως εκλεκτικών τροποποιητών των οιστρογονικών υποδοχέων στον καρκίνο του μαστού που φέρουν αμιδικά ή ουρικά παράγωγα στην αλειφατική αλυσίδα. Η σύνθεση των μορίων επιτεύχθηκε χρησιμοποιώντας τη σύζευξη McMurry. H in vitro αποτίμηση της βιολογικής τους δράσης στα ενδοθηλιακά κύτταρα των επίμυων HC11 (mouse mammary epithelial cells) έδειξε ότι ανάλογα με την υποκατάστασή τους τα μόρια διαθέτουν ισχυρότατη οιστρογόνο ή αντιοιστρογόνο δράση.