Synthese en biologische evaluatie van antagonisten van de MAS related gene receptor X2

Enorme vooruitgangen op het gebied van genomics en moleculaire biologie hebben de identificatie van verscheidene doelwitten die gebruikt kunnen worden in het ontdekken van geneesmiddelen, versneld. Meer dan 22000 genen werden geïdentificeerd na de sequentieanalyse van het menselijk genoom waarvan er ongeveer 5000 een rol spelen in verschillende pathologiën.  Dit heeft geleid tot het ontwerp en synthese van moleculen die gericht zijn tegen een gekozen doelwit in plaats van te rekenen op een gewenst effect zoals in fenotypische screening. Toch wordt maar een kleine fractie van het totaal aantal doelwitten effectief gebruikt als doelwit voor geneesmiddelen. In deze doctoraatsthesis wordt bijgevolg de synthese en biologische evaluatie van kleine moleculen tegen een aantal weinig onderzochte doelwitten beschreven.

In Hoofdstuk 2 werd het adaptor proteïne 2 geassocieerde kinase 1 (AAK1) gekozen als doelwit voor de ontwikkeling van antivirale middelen. AAK1 is een cruciale regulator van clathrine gemedieerde endocytose, wat een belangrijke rol speelt in de levenscyclus van een aantal niet-gerelateerde virussen zoals het dengue virus en ebola virus. Daarenboven is AAK1 een cellulaire gastheer factor wat ervoor zorgt dat AAK1 inhibitoren onderzocht kunnen worden als breed spectrum antivirale middelen. Bovendien leidt de toediening van AAK1 inhibitoren minder snel tot de  ontwikkeling van resistentie. Een gekend analoog gebaseerd op een pyrrolo[2,3-b]pyridine kern werd gekozen als startpunt voor de optimalisatie van zowel de bindingsaffiniteit als de antivirale eigenschappen tegen het dengue virus en ebola virus. Voorts werd aangetoond dat AAK1 inhibitie een belangrijke rol speelt in de antivirale activiteit van deze producten. Deze bevindingen tonen het nut aan van AAK1 inhibitoren voor de behandeling van virale infecties die actueel niet te behandelen zijn.

Hoofdstuk 3 bracht Mas-related gene receptor X2 (MRGPRX2) naar voren als doelwit proteïne. Deze GPCR komt hoofdzakelijk tot expressie in dorsale ganglia en mastcellen. Stimulatie van MRGPRX2 IgE-onafhankelijke degranulatie van de mastcellen. Bijgevolg zijn MRGPRX2 antagonisten potentieel nuttig voor de behandeling van verschillende allergische aandoeningen zoals astma en chronische netelroos. Een collectie van 1600 heterocyclische verbindingen werd gescreend als potentiële MRGPRX2 antagonisten. Hieruit kwamen  vier verbindingen naar voren, allengebaseerd op een benzo[4,5]imidazo[1,2-a]pyrimidin-4(10H)-one skelet. Deze hits werden vervolgens systematisch geoptimaliseerd met als bedoeling hun ter verhoging van hun activiteit als MRGPRX2 antagonisten. Dit leverde drie producten op met een laag nanomolaire activiteit.

Tenslotte werd in Hoofdstuk 4 de cluster chemokine receptor 8 (CCR8) bestudeerd als doelwit. Deze GPCR is betrokken bij de migratie van immuun cellen (vooral regulatoire T-cellen) naar infectiehaarden. CCR8 is de enige receptor die CCL1 kan activeren wat hem uniek maakt onder de chemokine receptoren. Bovendien werd aangetoond dat CCR8 inhibitie in het tumor micromilieu een verhoogde kans geeft op overleving in kankerpatiënten. De toediening van CCL1, daarentegen, in het muis encefalitis model, een algemeen aanvaard in vivo model voor multiple sclerose, leidt tot immunosuppressie en een verbetering van deze autoimmuun aandoening. Dit bevestigt de cruciale rol van CCR8 in de modulatie van immuunsuppressie. Met de bedoeling om nieuwe en potente CCR8 agonisten te ontdekken, werd een gekende CCR8 agonist met een matige CCR8 affiniteit onderworpen aan een systematische studie om zowel de bindingsaffiniteit als de werkzaamheid in de calcium mobilisatie testen te verhogen.