Approcci terapeutici nel trattamento
dell’ipertensione
Ipertensione
Primaria o essenziale
(80% dei casi)
(fattori neurologici,
ormonali, genetici)
Secondaria o sintomatica
(patologie renali,
endocrine)
Normale
Normale alta
Ipertensione
Stadio 1 (debole)
Stadio 2 (moderata)
Stadio 3 (grave)
Stadio 4 (molto grave)
Cervello
Cuore
Reni
Vasi sanguigni
Sistolica (mmHg)
Diastolica (mmHg)
<130
130-139
<85
85-89
140-159
160-179
180-209
>210
90-99
100-109
110-119
>120
Rischi Patologici dell’Ipertensione
Infarto cerebrale
Ischemia cerebrale transitoria
Infarto del miocardio
Angina, aritmie
Danno cardiaco congestizio
Indebolimento della funzionalità renale
Ostruzioni e stenosi aterotrombotiche
Danno al fondo oculare
Disturbi vascolari periferici
Farmaci antiipertensivi
¾ Adrenergici
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
E-bloccanti
D-antagonisti
D2-agonisti
Calcio-antagonisti
Attivatori Canali del Potassio
Vasodilatatori
Diuretici
¾ RAS
¾
¾
¾
Inibitori dell’ACE
Antagonisti recettoriali dell’Angiotensina II
Inibitori della Renina
¾ Antagonisti recettoriali dell’Endotelina
V A S O D IL A T A T O R I D IR E T T I
I f a r m a c i a p p a r t e n e n t i a q u e s t a c l a s s e a g is c o n o
in d u c e n d o u n r ila s s a m e n t o d e lla m u s c o la t u r a lis c ia
v a s c o la r e c o n c o n s e g u e n t e d im in u z io n e d e lle r e s is t e n z e
p e r ife r ic h e .
N IT R O P R U S S IA T O S O D IC O
N a 2 [F e ( C N ) 5 N O ]
V ie n e s o m m i n is t r a t o p e r E .V . in c a s i d i e m e r g e n z a .
H a u n e f f e t t o i m m e d ia t o , m a d i b r e v e d u r a t a ( 3 - 5
m in ) .
ID R A L A Z IN A
NH
NH2
N
N
S i s o m m in is t r a p e r o s , m a p u ò e s s e r e s o m m in is t r a t a
a n c h e I .M . o E .V . S i u s a n e ll' ip e r t e n s i o n e lie v e o
m o d e r a t a . I p r i n c ip a l i e f f e t t i c o lla t e r a li c h e p r e s e n t a
s o n o c e f a l e a , n a u s e a , v o m i t o e t a c h ic a r d ia c h e p u ò
e s s e r e r id o t t a c o n l 'a s s o c ia z io n e d i u n E - b l o c c a n t e .
E ' il c a p o s t ip it e d e l le i d r a z in o f t a l a z in e .
A ltr i a n a lo g h i fta la z in ic i
D IID R A L A Z I N A
NH
P IC O D R A L A Z IN A
NH
NH2
NH2
N
N
N
N
NH
CH2
NH2
N
E S C A R A Z IN A
N
N
N
N
CH3
NHCOOCH3
NH
N
C
CH3
C
H
C
CH3
A n a lo g o id r a z o n ic o d e ll'E sc a r a z in a .
P r o v o c a m in o r e stim o la z io n e c a r d ia c a .
D e r iv a ti Id r a z in o p ir id a z in ic i
S o n o c o m p o s ti p iù p o te n ti e m e n o to ss ic i d e ll'I d r a la z in a .
NH
R
NH2
R = CONH2
ID R A C A R B A Z IN A
N
R = N (C H 2 C H 2 O H ) 2
N
R = N -C H 2 -C H -C H 3
CH3
OH
M IN O X ID IL
N
2,6-D iam m in o4-p ip erid in o-pirim id in a1-ossid o
N
H 2N
N
NH2
O
E ' un attivatore dei can ali d el p otassio e viene ind icato n el
trattam ento d ell'ip ertensione refrattaria ad altri farm aci.
P rovoca aum en to del ritm o card iaco e ritenzion e d i liq uidi.
G eneralm ente vien e som m inistrato in associazione a u n
E -b loccante e/o u n d iu retico.
Sintesi
COOEt
CH2
NH2
+
CN
OH
O
C
-
E tO N a
NH
+
NH2
N
HN
N
H
N
H 2N
NH
N
NH2
H
Cl
N
P O C l3
H 2N
N
Cl
O
H 3C C
NH2
N
H
N
O OH
H 2N
N
M inoxid il
NH2
O
A um en to della frequ en za card iaca
I vasod ilatatori diretti
h ann o du e svantaggi:
A u m ento d el rilascio d i ren ina
A u m en to d i ald osterone
R itenzione di H 2 O e sali
SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONE
Angiotensinogeno (fegato)
NH2-Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-His-Leu-Val-Ile-His-Proteina
Val
Renina
angiotensina I
(335 AA)
NH2-Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-His-Leu-COOH
His
ACE
angiotensina II
NH2-Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-COOH
Arg
recettore AT1
vasocostrizione
bradichinina
frammenti inattivi
NH2-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-COOH
rilascio di aldosterone
ritenzione Na+, H2O
Aumento della pressione sanguigna
frammenti inattivi
CAGE = chymotrypsin-like angiotensin-generating enzyme;
AT1-R = angiotensin II type 1 receptor; AT2-R = angiotensin II type 2 receptor.
CLASSI DI PROTEASI
Asp
His
P1
N
H
O
O
Ser
N
O
O
H
N
S
O
P1
N
H
P1'
Serina/threonina
P1
N
H
H
N
O
2+
Zn
O
H
O
O
Cys
N H
H
Asp
His
N
H
O
H
N
O
N H
P1'
Cysteina
P1
O
N
H
P1'
H
O
H
O
H
O
O
O
H
N
O
P1'
H
O
O
Asp
Asp
O
Glu
Metallo
Aspartica
Progressi nello Sviluppo di Inibitori
Classe Proteasi
Cisteina
Serina/
Treonina
Aspartica
Metallo
Mercato
Fase 3
CatepsinaK
Caspasi 1
Rinovirus 3C
Trombina
FattoreXa
Fattore VIIa
PEP
DPP IV
HCV/NS3
Proteasoma
HIV proteasi
Renina
E-Secretasi
J-Secretasi
ACE
ACE/NEP/ECE
MMPs(2/9)
TACE
Fase 1/2
Preclinica
Osteoporosi
Artrite
Raffreddore
Trombosi
Trombosi
Trombosi
Demenza
Diabete
Epatite C
Cancro
HIV
Ipertensione
Alzheimer
Alzheimer
Ipertensione
Ipertensione
Cancro
Artrite
Idrolisi del Legame Amidico da
Metallo Proteasi
come l’ACE e l’ECE
P1
N
H
H
N
O
2+
Zn
O
H
O
P1
H
N
O
N
H -O O P '
1
H
2+
Zn
O H
O
Glu
P1'
H
O
O
Glu
P1
N
H
O
OH
H2N
P1'
O
2+
Zn
O
O
Glu
SVILUPPO ACE INIBITORI
Dal veleno di una vipera brasiliana Bothrops jararaca furono
isolati alcuni peptidi inibitori dell’enzima di conversione
O
dell’angiotensina (ACE)
ACE
C OH
Il più attivo è un nonapeptide:
O
C
Teprotide
O
O
H2N CH C
N CH C
H
CH2
CH2
CH2
C O
OH
N
O
O
C
N CH C
H
CH2
CH2
CH2
NH
HN
C NH
NH2
N
O
O
C
N CH C
H
CH2
O
H
N CH C
CH CH3
CH2
CH2
C O
CH3
NH2
N
N
Modello di un substrato che si lega alla
carbossipetidasi A (A) o all’ACE (B)
ACE aveva proprietà simili alla carbossipeptidasi pancreatica (A)
A è una esopeptidasi che contiene zinco
Substrato che si lega ad A coinvolge tre interazioni principali:
A
Zn2+
O
proteina
H
N
N
H
R1
O
O-
+
H2 N
legame labile
NH2
HN
Ag145
Ipotesi:
analogia tra ACE e
Ipotesi
carbossipeptidasi A:
è stato sviluppato un modello
che tiene conto che l’ACE è una
dipeptidil carbossipeptidasi
e
quindi il sito attivo ha due siti di
binding addizionali, ma senza
tasca idrofobica e con legame H
¾un legame ionico tra il carbossilato e
l’Arg145 presente sull’enzima
¾ una
tasca
idrofobica
presente
sull’enzima che interagisce con la catena
laterale dell’AA C-terminale
¾ lo ione zinco che coordina il carbonile
del legame labile
Zn2+
B
ACE
H
X
O
proteina
H
N
O
H
N
R1
N
H
R3
R2
O
O-
+
H3 N
legame labile
ACE
F O R M A Z IO N E E D E G R A D A Z IO N E D I A N G IO T E N S IN E
A ngiotensinogeno
1
NH2
5
A sp A rg
Val
T yr
10
Ile
H is
P ro P he H is
Le u V al
Ile
H is
Ser
COOH
R en in a
A ngiotensina I (decapeptide)
1
NH2
5
A sp A rg
V al
T yr
10
Ile
H is
P ro P he H is
Leu
COOH
ACE
A n gioten sin a II (octapeptide)
1
NH2
V a socostrittore
5
A sp A rg
V al
T yr
Ile
H is
P ro P he
COOH
A m in op ep tid asi
A ngiotensina II (octapeptide)
2
NH2
A rg
8
V al
T yr
Ile
A m in op ep tid asi
H is
P ro P h e
COOH
C arb ossip ep tid asi
I presun ti siti d'azion e d egli specifici enzim i peptidasi son o in dicati dalla
testa della freccia
.
Sviluppo del captopril
Tenendo come modello l’acido (R)-2benzilsuccinico, potente inibitore della
carbossipeptidasi A:
Zn2+ si lega a
COOH e non
al legame
peptidico
labile
Ipotetico modello di ACE:
Derivati dell’ac succinico
Tasca idrofobica
Zn2+
A
ACE
B
H
Zn2+
O-
O
O
O
O-
X
R1
O-
+
H2N
NH2
HN
N
H
O
R2
O
O-
+
H3N
Ag145
ACE
e tenendo conto della nota efficacia della prolina C-terminale per
l’inibizione dell’ACE, osservata nella teprotide…..
OH
OH
H2
C
O
O
O
H2
C
Effetti simili a
teprotide, ma
molto meno
potente
O
N
N
CH3
O
OH
O
OH
D-2-metilsuccinil-L-prolina
Succinil-L-prolina
O
HS
O
N
HS
10-20 volte più
potente di
teprotide
N
CH3
O
captopril
OH
O
OH
3-mercaptopropionil-L-prolina
Per aumentare la potenza, il COOH è stato sostituito da un gruppo
SH,
SH migliore ligando per coordinare lo zinco
CH3
HS
S
captopril O
N
S
COOH
Interazioni di binding del
captopril nel sito attivo
dell’ACE
(Acepress, Aceprilex,
Capoten, generico, Tenpril)
L’anione COO- dell’inibitore forma un
legame ionico con il residuo di arginina
carico positivamente
H
HS
¾ il residuo prolinico ed il metile sono
coinvolti in interazioni idrofobiche o di
van der Waals
ACE
Zn2+
H2
C
X
O
N
CH3
O
¾il carbonile amidico si lega ad un
gruppo donatore mediante legame H
¾ il gruppo SH coordina lo Zn2+
OH3N
ACE
ACE inibitori
¾Inibitori sulfidrilici
-SH
¾Inibitori carbossilici
-COOH
Inibitori fosfinici
-P(OH)R
Ø
O
Sviluppo dell’enalapril
Il gruppo SH è responsabile di due effetti collaterali: rash
cutanei e disturbi del gusto
Ricercatori della Merck svilupparono analoghi tripeptidici in cui
sono stati mantenuti due aminoacidi C-terminali (A e B)
mentre il terzo AA è stato sostituito da un gruppo isosterico Ncarbossimetilico (C)
O
OH
O
R4
H
N
O
N
R3
C
R1
R2
B
catena
feniletilica
OH
A
prolina
alanina
Sviluppo dell’enalapril
analogo dello stato di transizione
Al posto
del legame
labile
possiede
carbonio
tetraedrico
O
O
H
X
H
X
O-
O
H
N
ACE
Zn2+
ACE
Zn2+
peptide
N
O
H
N
O
H
N
H
CH3
O-
O
ACE
Enaprilato 10 volte più
potente del captopril
R1
O
O-
R2
+
H 3N
H3N
gruppo che mima la
catena laterale delle Phe
H
N
ACE
Stato di transizione dell’idrolisi
dell’angiotensina I da parte dell’ACE
(R1 e R2 sono le catene laterali di
Leu e His)
NH2-Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-HisHis Leu-COOH
Leu
Angiotensina I
Sviluppo dell’enalapril
L’enalaprilato,
enalaprilato per la presenza dei due gruppi carbossilici, ha
scarse proprietà lipofiliche e bassa biodisponibilità orale
O
O
OC2H5
O
H
N
esterasi
OH
O
H
N
N
N
CH3
CH3
O
OH
Enalapril
(Conberten, generico, Naprilene, Silverit)
O
Enalaprilato
OH
O
OH
O
O
O
H
N
+
NH2
N
O
O
OH
NH2
N
O
O
NH3+
Lisinopril
(Alapril, Privinil, Zestril)
E’ attivo per via orale:
orale esiste in forma zwitterionica in cui i
gruppi ionizzati sono legati l’un l’altro, e con una carica
complessiva neutra e quindi in grado di attraversare lo strato
fosfolipidico delle membrane
Altri inibitori carbossilici
ACE aveva una tasca idrofobica….sviluppo con sistemi
anulari idrofobici
H
O
N
H
N
H
COOH
Ramipril
(Quarck,Triatec, Unipril)
S
OC2H5
Spirapril
O
N
S
(Renormax,
eterociclo Setrilan)
COOH
CH3
H
• Possiedono al posto della
prolina sistemi biciclici o
spiranici
idrofobici
di
HOOC
Quinapril
maggiori dimensioni che
(Accuprin, Acequin,
vanno ad inserirsi in una
Quinazil)
tasca lipofila dell’ACE ed
H
aumentano la potenza
• Sono tutti esteri etilici
N
N
Perindopril
N
H
COOH
(Coversyl, Procaptan)
H
COOH
Trandolapril
(Gopten)
OMe
OMe
N
HOOC
Moexipril
(Femipres)
INIBITORI CARBOSSILICI CON CONFORMAZIONE RIGIDA
HOOC
N
N
COOH
O
O
Z
E
(CH2)n
N
O
COOH
Ph
Ph
N
EtOOC
N
H
N
N
O
EtOOC
COOH
Benazepril
(Cibacen, Tensanil, Zinadril)
N
H
O
COOH
Cilazapril
(Inibace, Initss)
Inibitori fosfinici
ACE
Zn2+
O-
H
X
O
O
O
H
N
P
O
OC2H5
N
O
O-
eterociclo
CH3
+
H3N
ACE
Legame all’ACE dei fosfinati
¾ l’acido fosfinico mima in modo più rispondente lo stato di
transizione ed ha un minore ingombro sterico
¾ la catena fenil-alchilica è più lunga rispetto a quella dei derivati
carbossilici
Inibitori fosfinici: fosinopril
L’introduzione di un cicloesile sulla prolina aumenta la potenza:
potenza
il fosinoprilato è però troppo idrofilo,
idrofilo il profarmaco fosinopril ha
una buona biodisponibilità orale
O
O
O
P
O
H3 C
H3C
O
O
P
esterasi
N
OH
H3 C
O
H3 C
OH
O
C2 H5
Fosinopril
(Eliten, Fosipress, Tensogard)
O
O
O
P
OH
Fosinoprilato
N
O
OH
N
O
OH
ACE-inibitori: relazioni struttura attività
(CH2)n
gruppi che legano Zn++
O
gruppi che
legano lo
zinco
COOH
N-anello
X
HS
C
H2
A
B
N
H
OH
P
C O
¾ L’anello azotato deve contenere un COOH cher
che mima il C-terminale del
substrato dell’ACE
¾ Anelli eterociclici idrofobici di grandi dimensioni sull’anello azotato
incrementano la potenza e modificano i parametri farmacocinetici
¾ Gruppi (A, B e C) che legano lo Zn: SH è il migliore ((le catene laterali fenilalchiliche nei derivati carbossilici e fosfinici compensano l’azione dei gruppi
SH)
¾ Derivati sulfidrilici producono un’alta incidenza di disturbi del gusto e di
esantemi della pelle e formano disolfuri che abbreviano la durata di azione
¾ Sia i carbossilati che i fosfinati,
fosfinati legandosi allo Zn, mimano lo stato di
transizione dell’idrolisi dei peptidi
¾ L’esterificazione dei carbossilati e fosfinati dà profarmaci biodisponibili per os
¾ X di norma è un metile e mima un residuo di Ala. Nei carbossilati, quando X è
la n-butilamina (Lys) si ottiene una composto attivo per via orale
¾ L’attività è ottimale quando la stereochimica è compatibile con quella degli Laminoacidi
Sintesi del Captopril
CH3
H2C
COOH
C
O
H3C
+
H3C
+
COOtC4H9
C O
S
H
CH2 CH COOH
acido 3-acetiltio-2-metilpropionico
CH3
S
CH3
C
S
acido
tioacetico
acido
2-metilacrilico
N
COSH
N C N
CH3
CH2 CH COOH
L-prolina terbutilestere
S
N
R
CO C
S
N
CF3COOH
COOtC4H9
CO CH CH2 S
H3C
CH2 S
COCH3
H
Separazione
diastereoisomeri
COCH3
CH3
S
N
S
CO C
NH3
S
Captopril
COOH
N
S
CO C
H3C
COOH
CH2 SH
H
H3C
COOH
CH2 S
H
COCH3
cristallizzazione
frazionata dei sali di
dicicloesilammonio
R iso lu zio n e in izia le o fin a le n ella sin tesi d el C a p to p ril
C H 3C O S H
+
COOH
A cS
S O C l2
COOH
R is o lu z io n e
(R ) / (S )
A cS
A cS
COCl
COOH
S
(R ) / (S )
L -p ro lin a
S O C l2
A cS
N
A cS
S
COCl
R
COOH
O
m iscela d i d u e d ia ste re o iso m eri
L -p ro lin a
R ic ris ta lliz z a z io n e
A cS
N
S
O
D e a c ila z io n e
S
COOH
HS
N
O
C a p to p ril
S
COOH
S in te s i a lte r n a tiv e d e l C a p to p r il
o
COOH
COOH
C H 3C O S H
o s s id a z io n e
m ic r o b ic a
M u ta n te d e lla
C a n d id a R u g o s a
HCl
A cS
Cl
COOH
(R ) / (S )
COOH
HO
COOH
R is o lu z io n e
(+ )-D e id ro a b ie til
a m m in a
A cS
R
COOH
( R ) / (S )
S O C l2
S
COOH
NaSH
A c 2O
Cl
H 2O
S
Cl
COOH
R
COCl
S O C l2
Cl
A cS
R
N
COCl
COOH
O
N aSH
L - p r o lin a
A cS
N
S
O
D e a c ila z io n e
S
COOH
HS
N
S
O
C a p to p r il
COOH
Rappresentazione schematica della via della bradichinina e la sua relazione
con l’ACE e con il sistema renina-angiotensina
Chininogeno
Angiotensinogeno
Kallidina
(+)
Angiotensina I
(+)
Angiotensina II
Vasodilatazione e
Natriuresi
(+)
Dolore
(+)
Sintesi delle
Prostaglandine
Bradichinina
ACE
(Chininasi II)
(+)
Chinine inattive
(+)
Aumento della
permeabilità vascolare
Recettore AT1
Antagonisti competitivi dell’Angiotensina II
Primi tentativi 1970
Modificazioni alla sequenza aminoacidica dell’Angiotensina II
hanno portato a alla Saralasina, un ottapeptide con attività
antagonista
1
5
8
SAR - ARG - VAL - TIR - VAL - IST - PRO - ALA
Saralasina
ASP - ARG - VAL - TIR - ILE - IST - PRO - FEN
Angiotensina II
Provoca
marcata
e
rapida
riduzione
della
pressione
nell’ipertensione
renina-dipendente.
Non
dà
risposta
dipendente
nell’ipertensione con valori normali di renina, ma è privo di
biodisponibilità orale e ha parziale attività agonista
Analoghi dell’acido 5-imidazolilacetico
S838 : antiipertensivi (Brevetto1982)
N
Allargamento della molecola
Antagonisti
qui con aggiunta
di residui
relativamente
acidi
B
A
SARTANI
mancano nel S-8308
NO2
A
B
C
NH2
H
HO
HN
COO C
N
deboli,
senza
l’azione
indesiderata
di
Residui acidi che
parziali agonisti
H2N
S-8308
Cl
N
B
O
H2N
OOC
H
N
N
H
O
O
H
H
N
N
N
N
O
N
O
H
A
Angiotensina II
O
O
N
H
COO C
Sviluppo del Losartan
Modificazioni molecolari sul S-838 per migliorare il legame col
recettore e la liposolubilità
Cl
Cl
N
N
COOH
n-Bu
N
molecular
modeling
n-Bu
COOH
N
O2 N
COOH
S-8308
H3C
Cl
N
N
n-Bu
Cl
OH
OH
N
N
N N
N
N K
COOH
EXP7711
mima la
Tyr4
Losartan
(Lortaan, Losaprex, Neo Lotan)
Alta affinità e buona attività orale
N
N
N
Cl
OH
H
N
N
COOH
CYP3A4
H
N
N
N
Cl
N
N
N
N
Losartan
EXP-3174
10 volte più potente del Losartan
Bifenilanaloghi del Losartan
n-Bu
n-Bu
O
N
N
N
O
COOH
N N
N N
HN
N
HN
N
Valsartan
Val
(Rixil, Tareg,Valpression)
nucleo
Non
possiede
il
imidazolico: il gruppo C=O
della funzione amidica del
valsartan è isosterica con N=
imidazolico
Più potente del Losartan
Irbesartan
(Aprovel, Karvea)
•10 volte più potente del
Losartan
• lo spirociclopentano migliora
le interazioni idrofobiche
• l’ossigeno carbonilico svolge
lo stesso ruolo del gruppo
alcolico del Losartan
Disegno di acidi benzimidazolcarbossilici
N
N
Bu
N
Cl
COOH
EtO
N
N
Bu
COOH
N
COOH
N
N
N
N
N
NH
N NH
Candesartan
(CV-11974)
Derivati benzimidazolici
le posizioni 4 e 5 dell’imidazolo possono fare parte di un sistema
benzimidazolico,
benzimidazolico che porta sostituenti in grado di funzionare da
accettori di legame H (come il CH2OH del losartan):
• COOH in 7 nel candesartan
• l’N di un ulteriore benzimidazolo nel telmisartan
H3C
OH
N
H3C
O
N
N
N
O
N
N
N
N
H
Candesartan
N
Telmisartan
(Micardis, Pritor)
elevata potenza e lunga
durata di azione
HOOC
N
Il candesartan non è sufficientemente lipofilo
Si impiega l’estere Ö profarmaco
O
OH
CH3 O
O
N
N
N
O
O
O
O
N
O
N
N
N
N
N
N
N
H
Candesartan
N
H
Candesartan cilexetil
(Blopress, Ratacand)
Sviluppo dell’Eprosartan
Obiettivo Ö avere maggiore somiglianza con la Phe8
N
Cl
N
Eprosartan
mima il COOH
C-terminale
N
(Tevetenz)
Tevetenz
N
S
O2 N
COOH
COOH
mima la Tyr4
S-8308
COOH
somiglianza
con la Phe8
introduzione di
un COOH
L’insieme dei due gruppi
è responsabile
dell’eccellente potenza
ASP - ARG - VAL - TIR - ILE - IST - PRO - FEN
Sartani: relazione struttura-attività
Tutti gli antagonisti dell’Angiotensina II derivano dalla struttura generale:
¾ il gruppo n-butile in 2
mima la catena laterale
dell’Ile5
¾ può essere sostituito da
un propile o da un etere
(candesartan)
N
HOOC
N
2
N
R
N
5
R'
¾ l’anello imidazolico (o
bioisostero) mima il
residuo di His6
¾l’attività
aumenta
quando R è un
gruppo lipofilo (Cl,
alchile o cicloalchile)
HN
¾ R’ in 5 deve essere un
gruppo
polare
accettore di legame H
gruppo
che mimi la Phe8:
acido
COOH
COOH, CH2OH, CO, N
¾ il gruppo acido mima il residuo fenolico della
ciclo
benzimidazolico
Tyr4 o il COOH di Asp1
(telmisartan)
¾ nella serie bifenile,
bifenile il tetrazolo (migliore per
lipofilia, stabilità metabolica, biodisponibilità)
o il COOH devono essere in orto
N
Angiotensina II
NH2-Asp-Arg-Val-TyrPhe-COOH
Tyr IleIle His-ProHis
Phe
sartani: applicazioni terapeutiche
non provocano tosse secca e angioedema
¾Ipertensione
¾ Insufficienza cardiaca congestizia
¾ Nefropatie diabetiche
Effetti collaterali:
mal di testa, vertigini
iperkaliemia
SVILUPPO DI INIBITORI DELLA RENINA
Aspartica
Cysteina
Serinea
Renina
BACE1
BACE2
Catepsina E
Catepsina D
Pepsina A
Pepsina C
Napsina A
Metallo
HIV proteasi
La renina è un’aspartato proteasi
Idrolisi del Legame Amidico
da parte di Proteasi Aspartiche
P1
N
H
O
H
O
H
O
Asp
O
P1
O
H
N
P1
O
N
HO O
P1'
H H
H
O
O
O
O
P1'
H
H
N
O
O
Asp
Asp
N
H
Asp
Asp
O
OH
O
H
O
O
H2N
P1'
O
O
Asp
S t r a t e g ia p e r d is e g n a r e in ib it o r i
6
7
8
9
10
11
12
13
H is
P ro
Phe
H is
Leu
Val
Ile
H is
Boc
TBA
DBA
P r e s c is s ile
L egam e
s c is s ile
O
H
C
N
H
H
C
N
P o s t s c is s i le
P e p t id e
R id o tto
H
OH
H
C
C
H
H
I d r o s s i is o s t e r o
S ta tin a
O
H
R1
R1
N
N
O
H
H HO
P e p tid e
OH R2
R1
O
X
H
OH
I s o s te r e id r o s s ilic o
O
R1
R1
X
OH
O
R 1 = iB u t ile
A n a lo g o d e lla S ta t in a
N
R1
R 1 = iB u t ile
A n a lo g o d e lla
F o s f o s ta tin a
H
O
O
R 1 = iB u ; X = H
A n a lo g o d e llo S t a to n e
R 1 = iB u ; X = F
A n a lo g o d e l D iflu o r o s ta to n e
H
NH2
R1
N
OH
H
O
R 1 = iB u tile
A n a lo g o d e lla
A m in o s ta tin a
R2
N
OH O
R2
D iid r o s s i is o s te r e
X
R1
P
O
O
N
H
R1
OH
H
N
H
H
R2
X = H C h e to is o s te r e
X = F D iflu o r o c h e to is o s t e r e
N
OH
N
H
R2
P e p tid e r id o tto
R1
N
N
R2
H
O
X
O
N
N
I n t e r m e d io te tr a e d r ic o
R1
H
R1
N
N
R2
O
H
O
N
O
A n a lo g o
A m in o -a lc o o lic o
H
OH
R 1 = iB u
A n a lo g o
N o r s ta tin a
Renina: Approccio Mimetico
dello Stato di Transizione
N
Angiotensinogeno
Umano
(Substrato:Renina)
1a Generazione
Inibitori Peptidici
della Renina
NH
O
Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-ProO
O
N
NH
O
Cbz-Arg-Arg-Pro-
N
H
O
O
H
N
N
H
N
N
H
O
H
N
N
H
O
O
OH O
H
N
Ile-His-Lys(NH-BOC)-OMe
O
CGP 29 287
IC50 = 1 nM
N
S
O
O
N
H
MW = 730
NH
O
1986 (PL 0)
Protein
MW = 1495
1982
2a Generazione
Inibitori della Renina
a base Peptidica
NH
H
N
O
OH
H
N
O
CGP 38 560
IC50 = 2 nM
2a Generazione ‘Kireni’
N
O
S
O
O
OH
H
N
N
H
N
NH
O
H
N
S
O
O
O
NH
N
H
O
OH
H
N
O
OH
Remikiren
CGP 38560A
Roche (1990)
Ciba-Geigy (1989)*
SMe
MeHN
O
N
H
N
N
H
O
N
OH
O
O
O
O
N
N
N
N
O
S
H
N
O
N
H
H
N
FK-906
O
N
OH
N
O
S
O
N
H
Fujisawa (1992)
S
O
N
OH
OH
O
Pfizer (1990)
S
O
H
N
N
Terlakiren
NH2
O
O
O
O
N
H
N
NH
H
N
O
OH
OH
CI-992
Zankiren
Parke-Davis (1994)
Abbott (1992)
Lo sviluppo clinico dei “kireni” di 2a generazione, che
mimano lo stato di transizione, non ha prodotto farmaci
a causa della limitata biodisponibilità orale e della
complessità nella sintesi dei prodotti
Sulla base di dati cristallografici di parecchi complessi
ligando-enzima erano stati progettati ligandi privi della
porzione peptidica P1-P4. In aggiunta era stata
individuata una tasca lipofila nella zona P3 non
occupata dal substrato naturale
P1 P2 P3 P4 P1’ P2’ P3’ P4’
NH2-Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-His-Leu-Val-Ile-His-Asn-Proteina
Val
Sviluppi per migliorare sia la potenza che la biodisponibilità orale
1) Inserimento di isopropile in P1’ per mimare la parte fissile Leu-Val
2) Modifiche della porzione P2’
P3
MeO
OH
MeO
Me
O
MeO
Molto attivo anche per
somministrazione orale
IC50 = 1 nM
OH
H
N
H2 N
H
N
H2N
C 4H9
O
P2 '
P1'
P1
R
O
O
MeO
Più potente e
maggiore t1/2
MeO
OH
H
N
H2 N
O
O
NH2
O
MeO
ALISKIREN (Tekturna)
Approvato da FDA nel Marzo 2007
Dati biologici:
pepsina
CYP450
IC50 = 0.6 nM
logP = 2.45
IC50 = > 100 PM
nessuna inibizione a 20 PM
ENDOTELINE
Le endoteline sono un gruppo di peptidi costituiti da 21
amminoacidi e presenti in tre isoforme ET-1, ET-2, ET-3.
Vengono sintetizzate nelle cellule endoteliali, nel rivestimento
muscolare della parete arteriosa ed anche nel cuore, nei reni e
nel sistema nervoso centrale.
L’endotelina-1 è la principale ed è stata per la prima volta
identificata da Yanagisawa nel 1988
Le endoteline possiedono un ruolo importante nel mantenimento
del tono basale vascolare, comparabile solamente all’influenza
del sistema nervoso simpatico e del monossido d’azoto.
Le endoteline interagiscono con due sottotipi recettoriali:
ET-A ed ET-B
L’attivazione dei recettori ET-A determina vasocostrizione
mentre l’attivazione di ET-B determina vasodilatazione.
vasodilatazione
L’endotelina-1 è un
Leu Ser Ser-Cys-Ser-Cys
peptide rigido ed
Met
idrofobico
Asp
Lys
Glu
Cys
Val Tyr
Phe Cys His Leu Asp Ile Ile Trp
Proprietà dell’endotelina-1:
• possiede potenti proprietà vasocostrittrici e ad essa sono
particolarmente sensibili i vasi sanguigni coronarici, renali e
cerebrali
• possiede un’azione inotropa positiva sul cuore
• stimola la proliferazione mediante attività co-mitogena
• interagisce con il sistema nervoso simpatico ed il sistema
renina– angiotensina
• è un vasocostrittore 10 volte più potente dell’Angiotensina II
Genesi dell’ Endotelina-1
Preproendotelina-1 (212 AA)
Endopeptidasi
Big-Endotelina (38 AA)
ECE-1 (Zn proteasi)
Endotelina-1 (21 AA)
ET-A
ET-B
Gli antagonisti delle endoteline selettivi per il
sottotipo
recettoriale
ET-A
e/o
inibitori
dell’“endothelin converting enzyme” (ECE-1) sono
nuovi potenziali farmaci antiipertensivi
ECE-1 è una Zn-proteasi analogamente a “neutral
endopeptidase” (NEP) ed a ACE. Quindi buoni ECEinibitori devono essere selettivi per ECE-1, rispetto a
NEP e ACE.
Farmacoforo degli Antagonisti delle Endoteline
OMe
OMe
HO2C
O
CO2H
OPr
OMe
N
O
CO2H
N
OMe
O
DARUSENTAN
- 3 Sistemi aromatici/eteroaromatici
O
- Gruppo funzionale acido
SB-209,670
H
N
O
S
O
NH
O
O
O
N O
O
S
O
O
BMS-193,884
HO
O
L-749,329
O
N
Disegno del modello
O
S
O
O
S
O
NH
O
NH
O
O
O
H
O
H
O
O
O
HO
HO
O
O
L-749,329
La conformazione a bassa energia minimizza le
interazioni peri.
O
S
O
NH
O
H
HO
O
O
UK-322,561
hcET-A – 32nM
hcET-B – 2200nM
N
O
Quindi viene utilizzata la restrizione conformazionale per ottenere un
composto brevettabile.
Indoli 6-sostituiti
O
O
H
N
S
O O
O
N
R1
R2
R1
R2
CO 2 H
CO 2 H
CO 2 H
CONH
2
CH 2 OH
CN
CH 2 NH
2
H
N
N
N
N
hcET
Et
H
Me
32
31
22
2200
ND
1500
Ratio
ET A /ET
68.8
68.2
Me
2.3
34
14.8
Me
Me
Me
Me
19
61
38
35
450
ND
204
ND
23.7
5.4
-
A
IC
50
(nM)
hcET
B
IC
50
(nM)
B
Relazioni struttura-attività delle
solfonammidi
R1
O
O
H
N
S
O O
R2
O
H2N
N
O
R1
i
Pr
H
Cl
OMe
H
H
Me
Me
Me
R2
H
H
H
H
Me
OMe
H
OMe
OEt
hcET A
IC 50 (nM)
2.3
12
7.5
2.8
5. 2
5.0
1.8
1.1
0.55
hcET B
IC 50 (nM)
34
2,570
1,100
94
1,056
310
774
302
397
Selectiviy
ET A /ET
15
184
146
34
203
62
430
275
722
B
Sommario delle Relazioni StrutturaAttività
• I sostituenti in 2 e/o 4 sono ben tollerati
• I sostituenti preferiti sono il 4-Me e i 2-OEt o 2-OMe
R
O
S
O
• E’ tollerata un’ampia serie di sostituenti
• La posizione 6 è la preferita
• CONH2 and CO2H sono i sostituenti
preferiti
• Il Benzodioxolo è il
NH
sostituente preferito
O
R3
R1
N
R2
• Sono tollerati i più corti alchili o alcossialchili
• Il metile è preferito per abbassare il peso molecolare e la lipofilia
Studi di Relazioni Struttura-Attività
per la valutazione combinata di
Potenza, Selettività, Assorbimento e Clearance
O
O
H
N
S
O O
OMe
O
N
R1
R
ET-A potency
ET-A/B selectivity
Absorption
Clearance
F
x
x
9
x
CN
x
9
9
x
CH2OH
9
9
9
x
CO2H
9
9
x
9
CONH2
9
9
x
9
In generale potenti antagonisti ET-A selettivi hanno ridotta clearance, ma sono
scarsamente assorbiti
METABOLISMO
O
O
O
H
N
O
HO
N
S
O O
O
H
N
OMe
Ossidazione mediata
dall’enzima Alcool
Deidrogenasi (ADH)
S
O O
OMe
O
O
N
OH
UK-342,485
UK-341,881
UK-342,485 è stabile nei microsomi epatici umani, del ratto e del cane.
UK-342,485 è ossidato a UK-341,881 nel ratto e nel cytosol epatico
umano.
Si pensa che l’ossidazione sia mediata dall’ADH; è infatti rallentata
dall’aggiunta di TDA, un inibitore dell’ADH.
La velocità di ossidazione è 8 volte superiore nel cytosol umano che in
quello del ratto.
Studi di Relazioni Struttura-Attività
per la valutazione combinata di
Potenza, Selettività, Assorbimento e Clearance
O
O
H
N
S
O O
OMe
O
N
R
R
ET-A potency
ET-A/B selectivity
Absorption
Clearance
F
x
x
9
x
CN
x
9
9
x
CH2OH
9
9
9
x
CO2H
9
9
x
9
CONH2
9
9
x
9
Sintesi
O
O
O
O
N
H
HO 2 C
1) WSCDI, BnOH,
DMAP
BnO
2) NaH, MeI
O
O
Br
O
OH
OH
O
1) Resolve
2) WSCDI, HOAT
3) Aq NH3
O
NH2
N
BnO
O
BnO
N
O
89%
N
O
57%
1) NaHMDS
65%
OMe
O
S
O
Cl
O
O
O
O
O
O
O
N S
H
HO
N
O
O
HO
N
MeO
90%
UK-350, 926
80%
O
N S
H
H2, Pd/C
BnO
N
O
O
DIBAL
O
O
N S
H
O
MeO
UK-349,862
O
MeO
O
OH
N
O
N
t
N
O
OMe
N
HN
Bu
S
O
O
BOSENTAN (Tracleer)
Antagonista non selettivo
Approvato da FDA ed EMEA (2001) per
Ipertensione Arteriosa Polmonare (PAH)
t1/2 = 5 h
H3C
CH3
CO2H
Cl
N
N
O
O
N
SO2
O
N
H
S
O
CH3
O
O
AMBRISENTAN (Letairis)
SITAXSENTAN (Thelin)
Antagonista selettivo ET-A
Antagonista selettivo ET-A
Approvato da FDA (2007) per
l’Ipertensione Arteriosa Polmonare
(PAH)
t1/2 = 15 h
(ET-A/ET-B = 6000)
Approvato da EMEA (2006) per PAH
t1/2 = 10 h
Candesartan cilexetil + idroclorotiazide (Blopresid, Ratacand plus)
Eprosartan + idroclorotiazide (Tiartan)
Tiartan
Irbesartan + idroclorotiazide (Coaprovel, Karvezide)
Losartan + idroclorotiazide (Forzaar, Hizaar, Losazid, Neo Lotan Plus)
Telmisartan + idroclorotiazide (Micardis plus, Pritorplus)
Valsartan + idroclorotiazide (Combisartan, Corixil, Cotareg)
Olmesartan medoxomil
(Olmetec, Olpress, Plaunac)
Captopril (Acepress, Aceprilex, Capoten, generico, Tenpril)
Captopril + idroclorotiazide (Acediur, Aceplus)
Cilazapril (Inibace, Initss)
Cilazapril + idroclorotiazide (Inibace plus, Initss plus)
Enalapril maleato (Conberten, generico, Naprilene, Silverit)
Enalapril + idroclorotiazide (Acesistem, Condiurem, Gentipress,
Neoprex, Sinertec, Vasoretic)
Fosinopril (Eliten, Fosipress, Tensogard)
Fosinopril + idroclorotiazide (Elidiur, Fosicombi, Tensozide)
Lisinopril (Alapril, Privinil, Zestril)
Lisinopril + idroclorotiazide (Nalapres, Prinzide, Zestoretic)
Moexipril (Femipres)
Moexipril + idroclorotiazide (Enulid 15, Femipres plus)
Perindopril (Coversyl, Procaptan)
Perindopril + idroclorotiazide (Prelectal, Preterax)
Quinapril (Accuprin, Acequin, Quinazil)
Quinapril + idroclorotiazide (Accuretic, Acequide, Quinazide)
Ramipril (Quarck, Triatec, Unipril)
Ramipril + idroclorotiazide (Idroquarck, Prilace, Triatec HCT,
Uniprildiur)
Trandolapril (Gopten)
Trandolapril + Verapamil (Tarka)
Benazepril (Cibacen, Tensanil, Zinadril)
Benazepril + idroclorotiazide (Cibadrex, Tensadiur, Zinadiur)
Delapril (Delaket,
Delapril + indapamide (Delapride, Dinapres
Spirapril (Renormax, Setrilan)
Zofenopril (Bifril, Zantipres, Zopranol)
Zofenopril + idroclorotiazide (Bifrizide, Zantipride, Zoprazide)
