ApprocciApprocci terapeuticiterapeutici nelnel trattamentotrattamentodelldell’’ipertensioneipertensione

SistolicaSistolica ((mmHgmmHg) ) DiastolicaDiastolica ((mmHgmmHg))NormaleNormale <130<130 <85<85Normale altaNormale alta 130130--139139 8585--8989IpertensioneIpertensione

Stadio 1 (debole)Stadio 1 (debole) 140140--159159 9090--9999Stadio 2 (moderata)Stadio 2 (moderata) 160160--179179 100100--109109Stadio 3 (grave)Stadio 3 (grave) 180180--209209 110110--119119Stadio 4 (molto grave)Stadio 4 (molto grave) >210>210 >120>120

Ipertensione Ipertensione Primaria Primaria o essenzialeo essenziale

(80% dei casi)(fattori neurologici, ormonali, genetici)

Secondaria Secondaria o sintomaticao sintomatica(patologie renali,

endocrine)

Rischi Patologici dellRischi Patologici dell’’IpertensioneIpertensioneCervelloCervello Infarto cerebraleInfarto cerebrale

IschemiaIschemia cerebrale transitoriacerebrale transitoriaCuoreCuore Infarto del miocardioInfarto del miocardio

Angina, aritmieAngina, aritmieDanno cardiaco Danno cardiaco congestiziocongestizio

ReniReni Indebolimento della funzionalitIndebolimento della funzionalitàà renalerenaleVasi sanguigniVasi sanguigni Ostruzioni e stenosi Ostruzioni e stenosi aterotromboticheaterotrombotiche

Danno al fondo oculareDanno al fondo oculareDisturbi vascolari perifericiDisturbi vascolari periferici

AdrenergiciAdrenergici--bloccanti bloccanti --antagonistiantagonisti

22--agonistiagonisti

CalcioCalcio--antagonistiantagonistiAttivatoriAttivatori Canali del PotassioCanali del PotassioVasodilatatoriVasodilatatoriDiureticiDiuretici

RASRASInibitori dellInibitori dell’’ACEACEAntagonisti Antagonisti recettorialirecettoriali delldell’’AngiotensinaAngiotensina IIIIInibitori della Inibitori della ReninaRenina

Antagonisti Antagonisti recettorialirecettoriali delldell’’EndotelinaEndotelina

Farmaci Farmaci antiipertensiviantiipertensivi

V A S O D I L A T A T O R I D I R E T T II fa r m a c i a p p a r te n e n t i a q u e s ta c la s s e a g is c o n oin d u c e n d o u n r ila s s a m e n to d e lla m u s c o la tu r a lis c iav a s c o la r e c o n c o n s e g u e n te d im in u z io n e d e lle r e s is te n z ep e r i fe r ic h e .

N I T R O P R U S S I A T O S O D I C O

N a 2 [F e (C N )5 N O ]

V ie n e s o m m in is tr a to 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 fe t to im m e d ia to , m a d i b r e v e d u r a ta (3 -5m in ) .

I D R A L A Z I N A

N

N

N H N H 2

S i s o m m in is tr a p e r o s , m a p u ò e s s e r e s o m m in is tr a taa n c h e I .M . o E .V . S i u s a n e ll ' ip e r te n s io n e lie v e om o d e r a ta . I p r in c ip a l i e f fe t t i c o lla te r a li c h e p r e s e n ta s o n o c e fa le a , n a u s e a , v o m ito e ta c h ic a r d ia c h e p u òe s s e r e r id o t ta c o n l 'a s s o c ia z io n e d i u n -b lo c c a n te .E ' i l c a p o s t ip ite d e l le id r a z in o f ta la 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 IN A

N

N

N H N H 2

N H N H 2

P IC O D R A L A Z IN A

N

N

N H N H 2

C H 2 N

E S C A R A Z IN A

N

N

N H C O O C H 3

N

N

N H N C CH

C H 3

CC H 3

C H 3

A n alogo id razon ico d ell'E scara zin a . P rovo ca m in o re st im o lazion e card iaca .

D eriv a ti Id ra z in o p ir id a z in ic i

N

N

N H N H 2

R

S on o com p o sti p iù p o ten ti e m en o to ss ic i d e ll'Id ra la zin a .

R = C O N H 2 ID R A C A R B A Z IN A

R = N (C H 2C H 2O H )2

R = N -C H 2-C H -C H 3

C H 3 O H

M IN O X ID IL

2,6-D iam m ino-4-piperidino-pirim idina-

1-ossidoN

N

N

H 2N N H2

O

E' un attivatore dei canali del potassio e viene indicato neltrattam ento dell'ipertensione refrattaria ad altri farm aci.Provoca aum ento del ritm o cardiaco e ritenzione di liquidi. G eneralm ente viene som m inistrato in associazione a un

-bloccante e/o un diuretico.

SintesiC OO Et

CH 2

CN+

NH 2

C NH

NH 2

EtO -Na+

N

N

O

HN NH

H

H

N

N

O H

H 2N NH2

N

N

Cl

H 2N NH2 N

N

Cl

H2N NH 2

O

NH M inoxidil

PO Cl3H 3C C

O

O

O H

I vasodilatatori diretti hanno due svantaggi:

A um ento della frequenza cardiaca

A um ento del rilascio di renina

Aum ento di aldosterone

R itenzione di H 2O e sali

NH2-Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-His-LeuLeu--ValVal-Ile-His-ProteinaAngiotensinogeno (fegato)

NH2-Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-PhePhe--HisHis-Leu-COOH

NH2-AspAsp--ArgArg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-COOH

NH2-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-COOH

Renina(335 AA)

angiotensina I

angiotensina II

recettore AT1

rilascio di aldosteronevasocostrizione

ACEACEbradichinina

frammenti inattivi

frammenti inattivi

Aumento della pressione sanguigna

SISTEMA RENINASISTEMA RENINA--ANGIOTENSINAANGIOTENSINA--ALDOSTERONEALDOSTERONE

ritenzione Na+, H2O

CAGE = chymotrypsin-like angiotensin-generating enzyme; AT1-R = angiotensin II type 1 receptor; AT2-R = angiotensin II type 2 receptor.

CLASSI DI PROTEASICLASSI DI PROTEASI

Serina/threonina Cysteina

AsparticaMetallo

NH O

NHP1 O

P1'

Asp

O

O

NN

His

HO H

Ser

NH O

NHP1 O

P1'

Asp

O

O

NN

His

HS H

Cys

NH O

NHP1 O

P1'

OO

Glu

Zn2+

HO H

NH O

NHP1 O

P1'

H O HO

OH

AspO

O

Asp

Cisteina

Serina/Treonina

Aspartica

Metallo

ProgressiProgressi nellonello SviluppoSviluppo di di InibitoriInibitori

Proteasi Mercato Fase 3

CatepsinaKCaspasi1Rinovirus 3C

TrombinaFattoreXaFattore VIIaPEPDPP IVHCV/NS3Proteasoma

HIV proteasiRenina-Secretasi-Secretasi

ACEACE/NEP/ECEMMPs(2/9)TACE

Fase 1/2 PreclinicaClasse

OsteoporosiArtrite

Raffreddore

TrombosiTrombosi

TrombosiDemenza

DiabeteEpatite C

Cancro

HIVIpertensione

AlzheimerAlzheimer

IpertensioneIpertensione

CancroArtrite

IdrolisiIdrolisi del del LegameLegame AmidicoAmidico dadaMetalloMetallo ProteasiProteasi

come come ll’’ACEACE e e ll’’ECEECE

NH O

NHP1 O

P1'

OO

Glu

Zn2+

HO H

NH

NHP1 O

P1'O OH

Zn2+

OO

Glu

H

-NH

P1OH

O

NH2

O

P1'

Zn2+

OO

Glu

H2N CH C

CH2

O

CH2

C

OH

O

NH

CH C

CH2

O

HN

N

C

O

NH

CH C

CH2

O

CH2

CH2

NH

C

NH2

NH

N

C

O

NH

CH C

CH2

O

CH2

C

NH2

O

HN CH C

CH

O

CH3

CH2

CH3

N

C

O

N

C OH

O

TeprotideTeprotide

Dal veleno di una vipera brasiliana Bothrops jararaca furono isolati alcuni isolati alcuni peptidipeptidi inibitoriinibitori dell’enzima di conversione dell’angiotensina (ACEACE)

Il più attivo è un nonapeptide:

SVILUPPO ACE INIBITORISVILUPPO ACE INIBITORI

NH

O

O

O

NH

R1

proteina

NH

NH2H2N

Ag145

Zn2+

-+

AA

legame labile

H3NACE

NH

NH

R2

O

HX

ACE

O

R1

O

O

NH

R3proteina

Zn2+

-+

BB

legame labile

Modello di un substratosubstrato che si lega alla carbossipetidasicarbossipetidasi AA (AA) o all’ACEACE (BB)

un legame ionicolegame ionico tra il carbossilatocarbossilato e e ll’’Arg145 Arg145 presente sull’enzima

una tasca tasca idrofobicaidrofobica presente sull’enzima che interagisce con la catena laterale dell’AA C-terminale

lo ione zincoione zinco che coordina il carbonilecarboniledel legame labile

IpotesiIpotesi: analogiaanalogia tra ACE e ACE e carbossipeptidasicarbossipeptidasi A:A:è stato sviluppato un modello che tiene conto che l’ACEACE è una dipeptidildipeptidil carbossipeptidasicarbossipeptidasi e quindi il sito attivo ha due siti di due siti di bindingbinding addizionali, addizionali, ma senza tasca idrofobica e con legame H

ACEACE aveva proprietà simili alla carbossipeptidasicarbossipeptidasi pancreatica (AA)AA è una esopeptidasiesopeptidasi che contiene zinco zinco Substrato che si lega ad AA coinvolge tre interazioni principali:

FO R M A ZIO NE E D EG R A DA ZIO N E D I A NG IO TE NSIN E

I presunti siti d'azione degli specifici enzim i peptidasi sono indicati dalla testa della freccia .

Asp Arg Val Tyr Ile H is Pro Phe H is Leu Val Ile H is SerNH 2 C OO H

1 5 10A ngiotensinogeno

R enina

Asp Arg Val Tyr Ile H is Pro Phe H is LeuNH 2 CO O H

1 5 10A ngiotensina I (decapeptide)

AC E

Asp Arg Val Tyr Ile H is Pro PheNH 2 CO O H

1 5Angiotensina II (octapeptide)

A m inopeptidasi

Vasocostrittore

Arg Val Tyr Ile H is Pro PheN H 2 CO O H

2 8A ngiotensina II (octapeptide)

A m inopeptidasi Carbossipeptidasi

H3NACE

ONH

R2

O

HX

ACE

O

R1

OO

Zn2+

-

-+

BB

Sviluppo del Sviluppo del captoprilcaptopril

O

O

O

O

NH

NH2H2N

Ag145

Zn2+

-

-+

AA Tasca idrofobica

Tenendo come modello l’’acidoacido ((RR))--22--benzilsuccinico, benzilsuccinico, potente inibitore della carbossipeptidasi A:Zn2+ si lega a COOH e non al legame peptidicolabile

Ipotetico modello di ACE:Ipotetico modello di ACE:

Derivati dellDerivati dell’’acac succinicosuccinico

N

OH

O CH2

CH3

O

O OH

N

OH

O CH2

O

O OH

N

O

O OH

SH

Succinil-L-prolina

D-2-metilsuccinil-L-prolina

3-mercaptopropionil-L-prolina

N

O

O OH

SH

CH3

captoprilcaptopril

Per aumentare la potenza, il COOHCOOH è stato sostituito da un gruppo SHSH, migliore migliore ligandoligando per coordinare lo zincoper coordinare lo zinco

e tenendo conto della nota efficacia della prolinaprolina CC--terminaleterminale per l’inibizione dell’ACE, osservata nella teprotide…..

Effetti simili a teprotide, ma molto meno potente

10-20 volte piùpotente di teprotide

NHS

CH3

O COOH

S S

LL’’anione COOanione COO-- dell’inibitore forma un legame ionico con il residuo diresiduo di argininaargininacarico positivamentecarico positivamente

il residuo prolinicoprolinico ed il metilemetile sono coinvolti in interazioni interazioni idrofobicheidrofobiche o di vanvan derder WaalsWaals

il carbonilecarbonile amidicoamidico si lega ad un gruppo donatore gruppo donatore mediante legame H

il gruppo SHSH coordina lo ZnZn2+2+

captopril((AcepressAcepress, , AceprilexAceprilex, , CapotenCapoten, generico, , generico, TenprilTenpril))

N

SHCH2

CH3

O

O O

HX

ACE

H3NACE

Zn2+

-

Interazioni di Interazioni di bindingbinding del del captoprilcaptopril nel nel sito attivo sito attivo

delldell’’ACEACE

ACE inibitoriACE inibitori

Inibitori Inibitori sulfidrilicisulfidrilici --SHSH

Inibitori carbossiliciInibitori carbossilici --COOHCOOH

Inibitori Inibitori fosfinicifosfinici --P(OH)RP(OH)R

OO

NR4 N

H

OHO

R3

O

R2

R1

OH

O

C B AC B A

Il gruppo SHgruppo SH è responsabile di due effetti collaterali: rashrashcutanei e disturbi del gustocutanei e disturbi del gustoRicercatori della Merck svilupparono analoghi analoghi tripeptidicitripeptidici in cui sono stati mantenuti due aminoacidi C-terminali (A e B) mentre il terzo AA è stato sostituito da un gruppo gruppo isostericoisosterico NN--carbossimetilicocarbossimetilico (C)

prolinaprolina

alaninaalanina

Sviluppo dellSviluppo dell’’enalaprilenalapril

catena catena feniletilicafeniletilica

NNH

OO

CH3

O

O O

HX

ACE

H3NACE

Zn2+

-

-H3N

ACE

O

R1NHN

H

R2

O

O O

HX

ACE

NH

peptideO

H

Zn2+

-

- +

Al posto del legame

labile possiedecarbonio carbonio

tetraedricotetraedrico

gruppo chegruppo che mima mima lalacatena laterale dellecatena laterale delle PhePhe Stato di transizione dellStato di transizione dell’’idrolisi idrolisi

delldell’’angiotensinaangiotensina I da parte dellI da parte dell’’ACEACE((R1R1 e e R2R2 sono le catene laterali di sono le catene laterali di

LeuLeu e HisHis))

Sviluppo dellSviluppo dell’’enalaprilenalaprilanalogo dello stato di transizioneanalogo dello stato di transizione

NH2-Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-PhePhe--HisHis-LeuLeu-COOH

Angiotensina I

EnaprilatoEnaprilato 10 volte piùpotente del captopril

NNH

OC2H5O

CH3

O

O OH

NNH

OHO

CH3

O

O OH

esterasi

EnalaprilatoEnalaprilatoEnalaprilEnalapril

Sviluppo dellSviluppo dell’’enalaprilenalapril

L’enalaprilatoenalaprilato, per la presenza dei due gruppi carbossilici, ha scarse proprietscarse proprietàà lipofilichelipofiliche e bassa e bassa biodisponibilitbiodisponibilitàà oraleorale

((ConbertenConberten, generico, , generico, NaprileneNaprilene, , SilveritSilverit))

LisinoprilLisinopril((AlaprilAlapril, , PrivinilPrivinil, , ZestrilZestril))

NNH

OHO

O

O OH

NH2

E’ attivo per via oraleattivo per via orale: esiste in forma zwitterionica in cui i gruppi ionizzati sono legati l’un l’altro, e con una carica carica complessiva neutracomplessiva neutra e quindi in grado di attraversare lo strato fosfolipidico delle membrane

NNH2

OO

O

O O

NH3+

+

PerindoprilPerindopril((CoversylCoversyl, , ProcaptanProcaptan))

QuinaprilQuinapril((AccuprinAccuprin, , AcequinAcequin, ,

QuinazilQuinazil))

RamiprilRamipril((QuarckQuarck,,TriatecTriatec, , UniprilUnipril))

SpiraprilSpirapril((RenormaxRenormax, ,

SetrilanSetrilan))eterocicloNH

OC2H5O

CH3

O

N

H

HCOOH

N

H

HCOOH

S

S

N

COOH

N

COOH

H H

TrandolaprilTrandolapril((GoptenGopten))

HOOC

N

MoexiprilMoexipril((FemipresFemipres))HOOC

N

OMe

OMe

Altri inibitori carbossiliciAltri inibitori carbossilici

• Possiedono al posto della prolina sistemi sistemi biciclicibiciclici o spiranicispiranici idrofobiciidrofobici di maggiori dimensioni che vanno ad inserirsi in una tasca tasca lipofilalipofila dell’ACE ed aumentano la potenza

• Sono tutti esteri etiliciesteri etilici

ACE aveva una tasca idrofobica….sviluppo con sistemi anulari idrofobici

INIBITORI CARBOSSILICI CON CONFORMAZIONE RIGIDAINIBITORI CARBOSSILICI CON CONFORMAZIONE RIGIDA

EtOOC NN

O

Ph

H

N

COOHEtOOC N

N

O

Ph

H COOH

N

O COOH

(CH2)n

N

O COOH

N

O

HOOC

Z E

CilazaprilCilazapril((InibaceInibace, , InitssInitss))

Benazepril((CibacenCibacen, , TensanilTensanil, , ZinadrilZinadril))

H3NACE

P

O

N

O

O O

HX

ACE

O

Zn2+

-

-+

l’acido acido fosfinicofosfinico mima in modo più rispondente lo stato di stato di transizionetransizione ed ha un minore ingombro minore ingombro stericosterico

la catena catena fenilfenil--alchilicaalchilica è pipiùù lungalunga rispetto a quella dei derivati derivati carbossilicicarbossilici

eterocicloNH

OC2H5O

CH3

O

Inibitori Inibitori fosfinicifosfinici

Legame all’ACE dei fosfinatifosfinati

P

O

N

O

O OH

O

O

CH3

CH3O

C2H5

P

O

N

O

O OH

O

OH

CH3

CH3

P

O

N

O

O OH

OH

esterasi

Inibitori Inibitori fosfinicifosfinici: : fosinoprilfosinopril

FosinoprilFosinopril((ElitenEliten, , FosipressFosipress, , TensogardTensogard))

FosinoprilatoFosinoprilato

L’introduzione di un cicloesilecicloesile sulla prolinaprolina aumenta la potenzaaumenta la potenza: il fosinoprilatofosinoprilato è però troppo idrofilotroppo idrofilo, il profarmacoprofarmaco fosinoprilfosinopril ha una buona buona biodisponibilitbiodisponibilitàà oraleorale

ACEACE--inibitori: relazioni struttura attivitinibitori: relazioni struttura attivitàà

LL’’anello azotatoanello azotato deve contenere un COOH COOH checher mima il C-terminale del substrato dell’ACEAnelli eterociclici idrofobiciidrofobici di grandi dimensionidi grandi dimensioni sull’anello azotato incrementanoincrementano la potenza e modificano i parametri farmacocineticiGruppi (AA, BB e CC) che legano lo Zn: SH SH èè il il migliore migliore ((le catene laterali catene laterali fenilfenil--alchilichealchiliche nei derivati carbossilici e fosfinici compensanocompensano l’azione dei gruppi SH)Derivati sulfidrilici producono un’alta incidenza di disturbi del gusto e di disturbi del gusto e di esantemi della pelle e esantemi della pelle e formano disolfuridisolfuri che abbreviano la durata di azioneSia i carbossilaticarbossilati che i fosfinatifosfinati, legandosi allo Zn, mimano lo stato di mimano lo stato di transizione transizione dell’idrolisi dei peptidiL’esterificazioneesterificazione dei carbossilaticarbossilati e e fosfinatifosfinati dà profarmaciprofarmaci biodisponibili per osX di norma è un metilemetile e mima un residuo di Ala. Nei carbossilati, quando X èla nn--butilaminabutilamina (Lys) si ottiene una composto attivo per via oraleoraleL’attività è ottimale quando la stereochimicastereochimica è compatibile con quella degli Lcompatibile con quella degli L--aminoacidi aminoacidi

gruppi che gruppi che legano lo legano lo

zincozinco(CH2)n

X

N-anello

O gruppi che legano Zngruppi che legano Zn++++

NH

COOH

P

OH

O

CH2

SH

AA BB CC

H2C C

CH3

COOH H3C COSH+ H3C CS

O

CH2 CH

CH3

COOH

N

H

COOtC4H9

S+

CH3

C O

S CH2 CH

CH3

COOH

CN N

NCO

COOtC4H9

S

CH CH2

CH3

S COCH3

CF3COOH

NCO

COOHS

C CH2 S COCH3

H3C H

R

NCO

COOHS

C CH2 S COCH3

H3C H

S

Separazionediastereoisomeri

NH3

NCO

COOHS

C CH2 SH

H3C H

SCaptopril

Sintesi del Sintesi del CaptoprilCaptopril

acido 3-acetiltio-2-metilpropionico

L-prolina terbutilestere

acido 2-metilacrilico

acido tioacetico

cristallizzazione frazionata dei sali di dicicloesilammonio

R isoluzione in izia le o finale nella sin tesi del C aptopril

C H 3C O S H +C O O H

A cSC O O H

(R ) / (S )S O C l2 R isoluzione

L -pro lina

AcSC O C l

AcSC O O HS

(R ) / (S )

SO C l2

AcSC O C lR

A cS N

O C O O HS

m iscela di due d iastereoisom eri

H S N

O C O O HSS

R icris ta llizzazione

L-pro lina

A cS N

O C O O HS

D eacilaz ione

C aptopril

S in te s i a lte r n a tiv e d e l C a p to p r il

C O O H

A c SC O O H

C lC O O H

C lC O O H

A c SC O O H

A c SC O C l

A c S N

O C O O H

H S N

O C O O H

C a p to p r il

(R ) / (S )(R ) / (S )

S

R

C O O H C O O H

H OC O O H

C lC O C l

C l N

O C O O H

o

o s s id a z io n e m ic ro b ic aM u ta n te d e lla C a n d id a R u g o s a

S

S S S

R

R

R is o lu z io n e(+ )-D e id ro a b ie til a m m in a

S O C l2

L -p ro lin a

D e a c ila z io n e

S O C l2

H 2 ON a S HA c 2O

N a S H

H C lC H 3C O S H

Rappresentazione schematica della via della bradichinina e la sua relazione con l’ACE e con il sistema renina-angiotensina

Chininogeno

Kallidina

Bradichinina

Chinine inattive

Vasodilatazione e Natriuresi

Dolore

Sintesi delle Prostaglandine

Aumento della permeabilità vascolare

Angiotensinogeno

Angiotensina I

Angiotensina II

ACE(Chininasi II)

(+)

(+)

(+)

(+)(+)(+)

Recettore ATRecettore AT11

Primi tentativi 1970Primi tentativi 1970Modificazioni alla sequenza aminoacidica dell’Angiotensina II hanno portato a alla SaralasinaSaralasina, , un ottapeptide con attivitàantagonista

Provoca marcata e rapida riduzione della pressione riduzione della pressione nellnell’’ipertensione ipertensione reninarenina--dipendentedipendente. Non dà risposta nell’ipertensione con valori normali di renina, ma è privo di privo di biodisponibilitbiodisponibilitàà orale orale e ha parziale attivitparziale attivitàà agonistaagonista

Antagonisti competitivi dellAntagonisti competitivi dell’’AngiotensinaAngiotensina IIII

SaralasinaSaralasina

11 55 88

SAR - ARG - VAL - TIR - VAL - IST - PRO - ALA

AngiotensinaAngiotensina IIII

ASP - ARG - VAL - TIR - ILE - IST - PRO - FEN

N

NCOO

Cl

NO2

S-8308

A B

C

Allargamento della molecola qui con aggiunta di residui acidi

H2NN

NN

NN

N

OOC

O

H O

HN

H2N NH2

H O

H

HO

O

H O

H O

N

N

H

N COOH

O

Residui acidi che mancano nel S-8308

B

A

C

A B C

AngiotensinaAngiotensina IIII

Analoghi dellAnaloghi dell’’acido 5acido 5--imidazolilaceticoimidazolilaceticoS838 : S838 : antiipertensiviantiipertensivi (Brevetto1982) (Brevetto1982)

Antagonisti relativamente deboli, senza l’azione indesiderata di parziali agonisti

SARTANISARTANI

N

N

Cl

OHn-Bu

COOH

N

N

Cl

OH

H3C

NNN

N K

Sviluppo del Sviluppo del LosartanLosartan

N

Nn-Bu

Cl

COOH

O2N

N

Nn-Bu

Cl

COOH

COOH

molecularmodeling

SS--83088308

LosartanLosartan((LortaanLortaan, , LosaprexLosaprex, Neo , Neo LotanLotan))

EXP7711EXP7711

Modificazioni molecolari sul S-838 per migliorare il legame col recettore e la liposolubilità

Alta affinitAlta affinitàà e buona attivite buona attivitàà oraleorale

mima la Tyr4

N

N Cl

OH

NNH

NN

N

N Cl

NNH

NN

COOH

LosartanLosartan EXPEXP--3174317410 volte pi10 volte piùù potente del potente del LosartanLosartan

CYP3A4CYP3A4

NNNH

N

N

Nn-Bu

O

Irbesartan((AprovelAprovel, , KarveaKarvea))

NNNH

N

N

On-Bu

COOH

ValValsartan((RixilRixil, , TaregTareg,,ValpressionValpression))

nucleo azolico: il gruppo il gruppo C=OC=O

funzione funzione amidicaamidica del lsartan è isosterica con N=

azolico

Più potente del Losartan

BifenilanaloghiBifenilanaloghi del del LosartanLosartan

Non possiede il imiddelladellavaimid

•10 volte più potente del Losartan• lo spirociclopentano migliora le interazioni interazioni idrofobicheidrofobiche• l’ossigeno ossigeno carbonilicocarbonilico svolge lo stesso ruolo del gruppo gruppo alcolicoalcolico del Losartan

Disegno di acidi benzimidazolcarbossilici

N

N

ClBu

COOH

N

NBu

NN

N NH

COOHN

NEtO

NN

N NH

COOH

Candesartan(CV-11974)

Telmisartan((MicardisMicardis, , PritorPritor))

NN

HOOC

CH3

N

N

CH3

le posizioni 44 e 55 dell’imidazolo possono fare parte di un sistema benzimidazolicobenzimidazolico, che porta sostituenti in grado di funzionare da accettoriaccettori di legame Hdi legame H (come il CHCH22OHOH del losartan): •• COOHCOOH in 7 nel candesartan• l’NN di un ulteriore ulteriore benzimidazolobenzimidazolo nel telmisartan

NN

O

NH

NN N

OH

O

elevata potenza e lunga elevata potenza e lunga durata di azione durata di azione

Derivati Derivati benzimidazolicibenzimidazolici

Candesartan

Candesartan

O

CH3

O

O

NN

O

NH

NN N

O

O

CandesartanCandesartan cilexetilcilexetil((BlopressBlopress, , RatacandRatacand))

NN

O

NH

NN N

OH

O

Il candesartan non è sufficientemente lipofilolipofiloSi impiega l’estere profarmacoprofarmaco

N

N Cl

O2N COOH

N

N

COOH

S

COOH

EprosartanEprosartan(TevetenzTevetenz)

mima la Tyr4

introduzione di un COOH

somiglianza con la Phe8

mima il COOHC-terminale

SS--83088308

Sviluppo dellSviluppo dell’’EprosartanEprosartan

L’insieme dei due gruppi è responsabile dell’eccellente potenza

Obiettivo avere maggiore somiglianza con la Phe8maggiore somiglianza con la Phe8

ASP - ARG - VAL - TIR - ILE - IST - PRO - FEN

Tutti gli antagonisti dell’Angiotensina II derivano dalla struttura generale:

SartaniSartani: relazione struttura: relazione struttura--attivitattivitàà

N

N

gruppo

R'

R2

5

acido

il gruppo acidogruppo acido mima il residuo fenolico della TyrTyr44 o il COOH di AspCOOH di Asp11nella serie bifenilebifenile, il tetrazolotetrazolo (migliore per lipofilia, stabilità metabolica, biodisponibilità) o il COOHCOOH devono essere in ortoorto

NNNH

N

COOH

HOOC

il gruppo nn--butilebutile in 22mima la catena laterale dell’IleIle55può essere sostituito da un propilepropile o da un etere (candesartan)

l’attività aumenta quando RR è un gruppo gruppo lipofilolipofilo (Cl, alchile o cicloalchile)

l’anello imidazolicoimidazolico (o bioisostero) mima il residuo di HisHis66

RR’’ in 55 deve essere un gruppo polare gruppo polare accettoreaccettore di legame Hdi legame Hche mimi la PhePhe88: COOH, CH2OH, CO, N ciclo benzimidazolico(telmisartan)

Angiotensina II NH2-Asp-Arg-Val-TyrTyr-IleIle-HisHis-Pro-PhePhe-COOH

sartanisartani: applicazioni terapeutiche: applicazioni terapeutiche

non provocano tosse secca e non provocano tosse secca e angioedemaangioedema

IpertensioneIpertensioneInsufficienza cardiaca Insufficienza cardiaca congestiziacongestiziaNefropatie diabeticheNefropatie diabetiche

Effetti collaterali:Effetti collaterali:mal di testa, vertigini mal di testa, vertigini iperkaliemiaiperkaliemia

SVILUPPO DI INIBITORI DELLA RENINASVILUPPO DI INIBITORI DELLA RENINA

BACE1Renina

BACE2

Catepsina DPepsina APepsina C

Catepsina E

Napsina A

Cysteina

Serinea

Aspartica

MetalloHIV proteasi

La La reninarenina èè unun’’aspartatoaspartato proteasiproteasi

IdrolisiIdrolisi del del LegameLegame AmidicoAmidicodada parteparte di di ProteasiProteasi AsparticheAspartiche

NH O

NHP1 O

P1'

H O HO

OH

AspO

O

Asp

NH

NHP1 O

P1'O OH H

OO

AspO

O

Asp

H

NH

P1OH

O

OO

Asp

H

OO

Asp

NH2

O

P1'

S tr a te g ia p e r d is e g n a r e in ib ito r i

H is P ro P h e H is L e u V a l I le H is

6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3

B o cT B AD B A

L e g a m esc is s ileP r e s c is s ile P o s tsc is s i le

C N

O H

P e p tid e

C N

H H

R id o tto

H

C C

O H H

I d r o s s i iso s te r o

H H S ta t in a

NNH

R 1 H

R 2O

O

P e p tid e

NNH

R 1 H

R 2H O

O

O H

In te r m e d io te tr a ed r ico

NH

R 1

R 2

O

NNH

R 1 H

R 2

O

P e p tid e r id o tto

O HNH

R 1

R 2

O

Iso s te re id ro ss ilico

O

X X

NH

R 1

O H

X = H C h e to is o ster eX = F D iflu o ro c h e to iso ster e

D iid r o ss i iso ste re

NH

R 1

R 2

O

O H

O H

ONH

R 1

O

R 1 = iB u tileA n a lo g o d e lla S ta t in a

X X

O

PNH

R 1

OO H

R 1 = iB u ; X = HA n a lo g o d e llo S ta to n e

R 1 = iB u ; X = FA n a lo g o d e l D iflu o r o s ta to n e

NH

R 1

ON H 2

R 1 = iB u tileA n a lo g o d e lla A m in o s ta tin a

O

R 1 = iB u tileA n a lo g o d e lla F o sfo sta tin a

NNH

R 1

HO H

R 2

ONH

R 1

O H

O

A n a lo g o A m in o -a lc o o lic o

R 1 = iB uA n a lo g o

N o rsta tin a

2a GenerazioneInibitori della Reninaa base Peptidica

1a GenerazioneInibitori Peptidicidella Renina

AngiotensinogenoUmano(Substrato:Renina)

N NHN NH

NH

NH

NH

O

O

NH

NH

Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-O

O O

OProtein

O

S NH

O OHNH

O OO

N NH

NH

O

ReninaRenina: : ApproccioApproccio MimeticoMimeticodellodello StatoStato di di TransizioneTransizione

CGP 38 560IC50 = 2 nM

CGP 29 287IC50 = 1 nM

N NH

NH

Ile-His-Lys(NH-BOC)-OMe

OH

NH

Cbz-Arg-Arg-Pro-O

O O

O

MW = 1495

MW = 730

1982

1986 (PL 0)

S NH

O OHNH

O OO

N NH

NH

OS N

H

O OHNH

O OO

N NH

OH

NN

S NH

O OHNH

O OO

N S

OH

ON

N NH

N

O OHNH

O

N NH

ON

O

S NH

NH

O OHNH

O OO

N S

OH

N

NH2

O

NNH

O OHNH

O

SMe

O O

O

MeHN

CGP 38560ACiba-Geigy (1989)

ZankirenAbbott (1992)

RemikirenRoche (1990)

TerlakirenPfizer (1990)

FK-906Fujisawa (1992)

CI-992Parke-Davis (1994)

*

22aa GenerazioneGenerazione ‘‘KireniKireni’’

NH2-Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-His-LeuLeu--ValVal-Ile-His-Asn-Proteina

P1’ P2’ P3’ P4’P1 P2 P3 P4

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

O

MeO

MeO

NH2

OH

O

C4H9

NH

Me

O

MeO

MeO

NH2

OH

O

RNH

P3 P1P1' P2'

Molto attivo anche per somministrazione oraleIC50 = 1 nM

Sviluppi per migliorare sia la potenza che la biodisponibilità orale

1) Inserimento di isopropile in P1’ per mimare la parte fissile Leu-Val2) Modifiche della porzione P2’

Più potente e maggiore t1/2

O

MeO

MeO

NH2

OH

NH

O O

NH2

ALISKIREN (ALISKIREN (TekturnaTekturna))

Approvato da FDA nel Marzo 2007Approvato da FDA nel Marzo 2007

Dati biologici: IC50 = 0.6 nMlogP = 2.45

pepsina IC50 = > 100 MCYP450 nessuna inibizione a 20 M

ENDOTELINEENDOTELINELe 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:ETET--AA ed ETET--BB

L’attivazione dei recettori ETET--AA determina vasocostrizionevasocostrizionementre l’attivazione di ETET--BB determina vasodilatazionevasodilatazione.

Ser-Cys-Ser-CysSer

AspMet

Leu

LysGlu

Cys Val Tyr Phe Cys His Leu Asp Ile Ile Trp

L’endotelina-1 è un peptide rigido ed idrofobico

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• èè un vasocostrittore 10 volte piun vasocostrittore 10 volte piùù potente dellpotente dell’’AngiotensinaAngiotensina IIII

Genesi dellGenesi dell’’ EndotelinaEndotelina--11

Preproendotelina-1 (212 AA)

Endopeptidasi

Big-Endotelina (38 AA)

ECE-1 (Zn proteasi)

Endotelina-1 (21 AA)

ET-A ET-B

Gli antagonisti delle Gli antagonisti delle endotelineendoteline selettivi per il selettivi per il

sottotipo sottotipo recettorialerecettoriale ETET--A e/o inibitori A e/o inibitori

delldell’“’“endothelinendothelin convertingconverting enzymeenzyme”” (ECE(ECE--1) sono 1) sono

nuovi potenziali farmaci nuovi potenziali farmaci antiipertensiviantiipertensivi

ECEECE--1 1 èè una una ZnZn--proteasiproteasi analogamente a analogamente a ““neutralneutral

endopeptidaseendopeptidase”” (NEP) ed a ACE. Quindi buoni (NEP) ed a ACE. Quindi buoni ECEECE--

inibitoriinibitori devono essere selettivi per ECEdevono essere selettivi per ECE--1, rispetto a 1, rispetto a

NEP e ACE.NEP e ACE.

FarmacoforoFarmacoforo deglidegli AntagonistiAntagonisti delledelle EndotelineEndoteline

- 3 Sistemi aromatici/eteroaromatici

- Gruppo funzionale acido

O

O

O

OH

O

NHS

O

O

O

O

O

OPrCO2H

OHO2C

OMe

N O

O N

SOO

NH

O

N

N

OMe

OMe

OMeCO2H

L-749,329BMS-193,884

DARUSENTAN

SB-209,670

DisegnoDisegno del del modellomodello

O

O

O

OH

O

N HS

O

O

O

O

O

O

OH

O

H

O N H

SO

O

H

O

O

NOH

O

N HS

O

O

OH

L-749,329 La conformazione a bassa energia minimizza le interazioni peri.

UK-322,561hcET-A – 32nMhcET-B – 2200nM

Quindi viene utilizzata la restrizione conformazionale per ottenere un composto brevettabile.

Indoli 6-sostituiti

NR 1

OO

O

NH S

O O

R 2

R 1 R 2 hcET A IC 50 (nM) hcET B IC 50 (nM) RatioET A /ET B

CO 2 H Et 32 2200 68.8CO 2 H H 31 ND -CO 2 H Me 22 1500 68.2

CONH 2 Me 2.3 34 14.8

CH 2 OH Me 19 450 23.7CN Me 61 ND -

CH 2 NH 2 Me 38 204 5.4

N NN

NH Me 35 ND -

Relazioni struttura-attività dellesolfonammidi

N

OO

O

NH S

O O

R 1

R 2

O

NH 2

R 1 R 2 hcET AIC 50 (nM)

hcET BIC 50 (nM)

SelectiviyET A /ET B

iPr H 2.3 34 15H H 12 2,570 184Cl H 7.5 1,100 146

OMe H 2.8 94 34H Me 5. 2 1,056 203H OMe 5.0 310 62

Me H 1.8 774 430Me OMe 1.1 302 275Me OEt 0.55 397 722

Sommario delle Relazioni Struttura-Attività

N

R 2

N HS

O

O

O

R

R 3

R 1

• Sono tollerati i più corti alchili o alcossialchili• Il metile è preferito per abbassare il peso molecolare e la lipofilia

• Il Benzodioxolo è ilsostituente preferito• E’ tollerata un’ampia serie di sostituenti

• La posizione 6 è la preferita• CONH2 and CO2H sono i sostituentipreferiti

• I sostituenti in 2 e/o 4 sono ben tollerati• I sostituenti preferiti sono il 4-Me e i 2-OEt o 2-OMe

Studi di Relazioni Struttura-Attivitàper la valutazione combinata di

Potenza, Selettività, Assorbimento e Clearance

NR 1

OO

O

NH S

O O O M e

R F CN CH2OH CO2H CONH2 ET-A potency x x

ET-A/B selectivity x Absorption x x Clearance x x x

In generale potenti antagonisti ET-A selettivi hanno ridotta clearance, ma sonoscarsamente assorbiti

METABOLISMO

N

OO

O

NH S

O O O M e

OH N

OO

O

NH S

O O O M e

O H

O

Ossidazione mediatadall’enzima AlcoolDeidrogenasi (ADH)

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.

UK-342,485 UK-341,881

NR

OO

O

NH S

O O O M e

Studi di Relazioni Struttura-Attivitàper la valutazione combinata di

Potenza, Selettività, Assorbimento e Clearance

R F CN CH2OH CO2H CONH2 ET-A potency x x

ET-A/B selectivity x Absorption x x Clearance x x x

Sintesi

NHHO2C NBnO

O NBnO

O

OH

O

O

O

NBnO

O

NH2

O

O

O

NBnO

O

NH

O

O

O

SO O

MeONOH

O

NH

O

O

O

SO O

MeONOH

NH

O

O

O

SO O

MeO

OH

O

O

O

Br

DIBAL

H2, Pd/C

80%

90%

1) WSCDI, BnOH, DMAP

2) NaH, MeI

1) Resolve2) WSCDI, HOAT3) Aq NH3

1) NaHMDS

O M eSO

O

C l

89%57%

65%

UK-350, 926UK-349,862

N

NN

N

ONH

SO O

OMe

O

OH

tBu

BOSENTAN (Tracleer)

AntagonistaAntagonista non non selettivoselettivo

Approvato da FDA ed EMEA (2001) per

Ipertensione Arteriosa Polmonare (PAH)

t1/2 = 5 h

OO

CH3 CO2H

N

N

S

ON

CH3 Cl

NH

SO2

CH3

O

O

O

AMBRISENTAN (Letairis)

AntagonistaAntagonista selettivoselettivo ETET--AA

Approvato da FDA (2007) per

l’Ipertensione Arteriosa Polmonare

(PAH)

t1/2 = 15 h

SITAXSENTAN (Thelin)

AntagonistaAntagonista selettivoselettivo ETET--AA

(ET-A/ET-B = 6000)

Approvato da EMEA (2006) per PAH

t1/2 = 10 h

Candesartan cilexetil + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((BlopresidBlopresid, , RatacandRatacand plus) plus) Eprosartan + + idroclorotiazideidroclorotiazide (TiartanTiartan) Irbesartan + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((CoaprovelCoaprovel, , KarvezideKarvezide))Losartan + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((ForzaarForzaar, , HizaarHizaar, , LosazidLosazid, Neo , Neo LotanLotan Plus)Plus)Telmisartan + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((MicardisMicardis plus, plus, PritorplusPritorplus) ) Valsartan + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((CombisartanCombisartan, , CorixilCorixil, , CotaregCotareg))

Olmesartan medoxomil(Olmetec, Olpress, Plaunac)

CaptoprilCaptopril ((AcepressAcepress, , AceprilexAceprilex, , CapotenCapoten, generico, , generico, TenprilTenpril))CaptoprilCaptopril + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((AcediurAcediur, , AceplusAceplus))CilazaprilCilazapril ((InibaceInibace, , InitssInitss))CilazaprilCilazapril + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((InibaceInibace plus, plus, InitssInitss plus)plus)EnalaprilEnalapril maleatomaleato ((ConbertenConberten, generico, , generico, NaprileneNaprilene, , SilveritSilverit))EnalaprilEnalapril + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((AcesistemAcesistem, , CondiuremCondiurem, , GentipressGentipress, , NeoprexNeoprex, , SinertecSinertec, , VasoreticVasoretic))FosinoprilFosinopril ((ElitenEliten, , FosipressFosipress, , TensogardTensogard) ) FosinoprilFosinopril + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((ElidiurElidiur, , FosicombiFosicombi, , TensozideTensozide))LisinoprilLisinopril ((AlaprilAlapril, , PrivinilPrivinil, , ZestrilZestril))LisinoprilLisinopril + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((NalapresNalapres, , PrinzidePrinzide, , ZestoreticZestoretic))MoexiprilMoexipril ((FemipresFemipres))MoexiprilMoexipril + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((EnulidEnulid 15, 15, FemipresFemipres plus)plus)PerindoprilPerindopril ((CoversylCoversyl, , ProcaptanProcaptan))PerindoprilPerindopril + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((PrelectalPrelectal, , PreteraxPreterax))QuinaprilQuinapril ((AccuprinAccuprin, , AcequinAcequin, , QuinazilQuinazil))QuinaprilQuinapril + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((AccureticAccuretic, , AcequideAcequide, , QuinazideQuinazide))RamiprilRamipril ((QuarckQuarck, , TriatecTriatec, , UniprilUnipril))RamiprilRamipril + + idroclorotiazideidroclorotiazide ((IdroquarckIdroquarck, , PrilacePrilace, , TriatecTriatec HCT, HCT, UniprildiurUniprildiur))TrandolaprilTrandolapril ((GoptenGopten))TrandolaprilTrandolapril + + VerapamilVerapamil ((TarkaTarka))

Benazepril ((CibacenCibacen, , TensanilTensanil, , ZinadrilZinadril))Benazepril + idroclorotiazide ((CibadrexCibadrex, , TensadiurTensadiur, , ZinadiurZinadiur))Delapril ((DelaketDelaket,,Delapril + indapamide ((DelaprideDelapride, , DinapresDinapres

Spirapril ((RenormaxRenormax, , SetrilanSetrilan))Zofenopril ((BifrilBifril, , ZantipresZantipres, , ZopranolZopranol))Zofenopril + idroclorotiazide ((BifrizideBifrizide, , ZantiprideZantipride, , ZoprazideZoprazide))