Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Εμμανουήλ Μικρός, Καθηγητής, Τμήμα Φαρμακευτικής, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Περίληψη:
Η μελέτη της επιγενετικής έχει κερδίσει σημαντικό έδαφος τον τελευταίο αιώνα, συνεισφέροντας δραματικά στη κατανόηση και τις γνώσεις μας για την ανάπτυξη ποικίλων ασθενειών. Ως εκ τούτου, έχουν αναδυθεί πολλοί υποσχόμενοι φαρμακευτικοί στόχοι, ιδιαίτερα οι επιγενετικοί «readers» και «erasers», όπως η υποοικογένεια BET (Bromodomain and Extra Terminal) των bromodomains και οι HDAC (Histone deacetylases), αντίστοιχα. Ο κρίσιμος ρόλος τους σε πολλαπλές κυτταρικές διεργασίες και κατ’ επέκταση η διαταραγμένη έκφραση και λειτουργία τους εμπλέκονται σε μια πληθώρα παθολογιών – συχνά επικαλυπτόμενων για τις δύο αυτές κατηγορίες – συμπεριλαμβανομένων αρκετών τύπων καρκίνου, φλεγμονώδεις νόσους και ιικές λοιμώξεις. Ως αποτέλεσμα, συντονισμένες ερευνητικές προσπάθειες έχουν οδηγήσει στην ταυτοποίηση ποικίλων ισχυρών BET καθώς και HDAC αναστολέων, oι οποίοι ωστόσο δεν είναι απαλλαγμένοι από προβλήματα τοξικότητας και αποτελεσματικότητας. Με στόχο να αντιμετωπιστούν τα εν λόγω θέματα, έχουν αναπτυχθεί πιο προχωρημένες στρατηγικές, όπως ο σχεδιασμός διπλών αναστολέων BET/HDAC, με πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα.
Κατά την ανάπτυξη των διπλών αναστολέων, ωστόσο, η χημική ποικιλομορφία των μέχρι σήμερα ανακαλυφθέντων αναστολέων περιπλέκει σημαντικά την ορθολογική επιλογή των βέλτιστων σκελετών-δομών της εκάστοτε ομάδας αναστολέων. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι ο δομικός χαρακτηρισμός και η εκτενής μελέτη των χαρακτηριστικών της πρόσδεσης των διαφόρων σκελετών, ώστε να καθοριστούν οι ιδανικοί υποψήφιοι που θα μπορούσαν να συνδυαστούν αποτελεσματικά σε μια ένωση ικανή να αναστέλλει ταυτοχρόνως και τους δύο στόχους. Αρχικά, εφαρμόστηκε ένα πρωτόκολλο διαλογής, βασισμένο στην τεχνική της διαφορικής φθορισμομετρίας σάρωσης (differencial scanning fluorimetry), κατά το οποίο προσδιορίστηκαν αρκετές ενώσεις-οδηγοί (hit-compounds), που έχρηζαν περαιτέρω αξιολόγησης. Έπειτα, τα προκαταρκτικά αυτά αποτελέσματα επικυρώθηκαν μέσω πειραμάτων Isothermal titration calorimetry, τα οποία προσέφεραν σπουδαίες πληροφορίες για τη συγγένεια των ενώσεων με τους στόχους καθώς και θερμοδυναμικά δεδομένα για την πρόσδεση. Τέλος, η χρήση της κρυσταλλογραφίας ακτίνων Χ ολοκλήρωσε το δομικό χαρακτηρισμό των αναστολέων και απέδωσε τον τρόπο με τον οποίο προσδένονται. Η απόκτηση ουσιώδους γνώσης και η πλήρης περιγραφή των ιδιοτήτων πρόσδεσης των εκάστοτε σκελετών κρίνεται βέβαιο πως θα καταστούν πολύτιμες στις μελλοντικές προσπάθειες ανακάλυψης φαρμάκων για αυτούς τους ελκυστικούς στόχους και την μάχη εναντίων των ασθενειών που πυροδοτούνται από τη δυσλειτουργία τους.
Λέξεις-κλειδιά:
bromodomain, BET, histone deacetylase, HDAC, επιγενετική, δομική βιολογία
