hERG1 channel as a molecular target for new anticancer therapeutic approaches

Scopo dell’attività di ricerca è stata l’identificazione e la validazione di nuove molecole in grado di bloccare la corrente condotta dal canale ionico hERG1, con la prospettiva di un loro possibile utilizzo in ambito clinico nella terapia antitumorale. Il canale hERG1 rappresenta infatti un target interessante in quanto risulta essere espresso in maniera alterata in numerosi tumori umani e regolare diversi aspetti della fisiologia della cellula tumorale. Il canale hERG1 è tuttavia considerato un anti-target nello sviluppo di nuovi farmaci dal momento che esso ha un ruolo fondamentale nella fisiologia cardiaca, essendo il principale regolatore della ripolarizzazione ventricolare: il blocco della conduzione del canale hERG1 può causare severi effetti collaterali, tra cui sindrome del QT lungo e torsione di punta, una forma di aritmia con esiti spesso fatali. Risulta quindi necessario identificare o sintetizzare nuovi composti in grado di bloccare il canale hERG1, esenti da effetti cardiotossici o arritmogenici, che possano essere in futuro utilizzati in ambito clinico. Sono state proposte diverse strategie per superare i problemi che potrebbero essere causati dall’utilizzo di bloccanti di hERG1; la strategia adottata in questo progetto di ricerca si è incentrata sull’identificazione di bloccanti selettivi dell’isoforma hERG1B, la quale risulta essere maggiormente espressa in diverse forme di leucemia e nei neuroblastomi umani. I risultati ottenuti in questo lavoro sperimentale dimostrano che il canale hERG1 può essere bloccato da composti di diversa natura chimica, sia analoghi dei classici farmaci antiaritmici, antibiotici già utilizzati nella pratica clinica o molecole inizialmente sviluppate contro altri bersagli. Lo screening, effettuato tramite la tecnica del patch-clamp, di composti chimici differenti ha fornito importanti informazioni per quanto riguarda i siti di legame di queste molecole, confermando e ampliando la nostra conoscenza dei residui aminoacidici cruciali nella struttura hERG1. I risultati ottenuti con gli analoghi della Dofetilide, un farmaco anti-aritmico di classe III, potrebbero inoltre rappresentare un punto di partenza prezioso per lo sviluppo di nuovi farmaci antiaritmici privi dei gravi effetti collaterali riportati per la Dofetilide. Abbiamo inoltre dimostrato che la claritromicina, un antibiotico appartenente alla classe dei macrolidi già utilizzato in ambito clinico, risulta essere, nelle nostre condizioni sperimentali, leggermente più efficace nel bloccare la corrente condotta dal canale hERG1B, suggerendone così un possibile utilizzo come adiuvante nella chemioterapia. Infine, gli esperimenti condotti utilizzando il CD-160130, un composto con struttura pirimido-indolica, hanno dimostrato che è possibile inibire selettivamente l’isoforma hERG1b. Il CD-160130 ha infatti dimostrato una significativa attività anti-leucemia sia in vitro che in vivo in leucemie mielodi e linfoidi acute ed un marcato effetto pro-apoptotico in combinazione con alcuni farmaci chemioterapici, entrambi riconducibili a un’inibizione del canale ionico hERG1. Abbiamo inoltre dimostrato che il composto CD-160130 risulta essere privo di effetti collaterali sia mielotossici che cardiotossici, e che non produce allungamento della durata del potenziale d’azione cardiaco. Nel complesso, i dati sperimentali discussi in questa tesi fornisco nuove indicazioni per lo sviluppo di composti con una ben definita selettività per le diverse isoforme dei canali hERG1