Sintesi, caratterizzazione e ottimizzazione farmacocinetica di nuovi derivati triazolici come potenziali inibitori di metallo β-lattamasi.

L’efficacia clinica degli antibiotici β-lattamici è seriamente minacciata dall’insorgenza e dalla diffusione della resistenza antimicrobica (AMR), un’emergenza sanitaria globale destinata a diventare una delle principali cause di mortalità entro il 2050. Il meccanismo di AMR più rilevante è l’espressione – soprattutto da parte di Gram-negativi – di β-lattamasi, enzimi in grado di idrolizzare l’anello β-lattamico condiviso dalla gran parte degli antimicrobici di attuale impiego clinico, vanificandone l’attività. Sebbene si disponga di efficaci inibitori delle serina β-lattamasi (SBL), nessuna molecola è stata finora approvata contro le metallo β-lattamasi (MBL). Lo sviluppo di questi inibitori rappresenta una complessa sfida farmacologica, ostacolata dalla topologia strutturale del sito attivo, dall’elevata eterogeneità di sequenza tra le diverse sottoclassi e dal rischio di cross-reattività con numerosi metalloenzimi umani. In questo contesto, il presente lavoro di tesi si focalizza sulla progettazione razionale e sulla sintesi di nuovi potenziali inibitori delle MBL, con particolare attenzione alle isoforme clinicamente rilevanti NDM-1, VIM-1 e IMP-1. La sintesi di questi composti è stata condotta sfruttando un approccio di click-chemistry, specificamente la cicloaddizione 1,3-dipolare azide-alchino catalizzata dal rame (CuAAC), finalizzata alla produzione di diversi derivati 1,2,3-triazolici 1,4-disostituiti. Il design ha previsto l’impiego di tre frammenti azidici (Warheads) caratterizzati dalla presenza di uno Zinc Binding Group (ZBG), essenziale per la coordinazione degli ioni zinco nel sito attivo, accoppiati a una diversificata libreria di alchini. La selezione di questi ultimi è stata guidata da un duplice approccio computazionale: da un lato, l’affinità per la tasca enzimatica è stata ottimizzata mediante studi di molecular docking; dall’altro, è stata affrontata la problematica della permeabilità cellulare, il principale fattore limitante l’efficacia in vivo degli inibitori in studio. Attraverso un’analisi in silico condotta sfruttando il software DataWarrior, sono state modellate e analizzate le proprietà chimico-fisiche dei triazoli finali. L’applicazione empirica delle cosiddette eNTRy rules e della regola di Veber ha permesso di orientare la sintesi verso i candidati con il miglior equilibrio farmacocinetico tra affinità enzimatica e reale capacità di permeazione della membrana batterica esterna.