Risultati del Progetto FFC 4/2006

Progetto FFC 4/2006
Identificazione dei siti d'unione dei potenziatori della CFTR e studio del loro meccanismo d'azione

Functional and structural basis of the molecular mechanism of CFTR potentiators: towards therapeutic feasible molecules

Responsabile: Oscar Moran (CNR - Ist. Biofisica - Genova)
Partner: O. Zegarra (Ist. Gaslini - Lab. Genenetica Molecolare - Genova), N. Dimasi (Ist. Gaslini - Lab. Medicina Molecolare - Genova)
Durata: due anni
Finanziamento: euro 45.000
Adozione: Progetto "Madri per la ricerca" - Lega italiana FC (€ 24.500); Delegazione FFC di Bologna (€ 20.500)

Verso una migliore comprensione dei meccanismi d'azione dei potenziatori di CFTR per disegnare composti con proprietà terapeutiche ottimali

Premesse: Si stanno individuando numerose molecole in grado di potenziare la proteina CFTR difettosa, ma non si conoscono ancora i meccanismi con cui agiscono queste molecole ed in particolare non si conoscono i punti della proteina cui esse si legano per realizzare il loro effetto terapeutico. Tali conoscenze potrebbero permettere di definire nuovi bersagli nello sviluppo di farmaci per migliorare il potenziale terapeutico degli attivatori ed anche per progettare farmaci specifici per mutazioni individuali.

Obiettivi: Lo scopo principale di questo progetto era quello di comprendere, utilizzando tecniche molto sofisticate di biologia strutturale, i meccanismi di attivazione della proteina CFTR da parte di farmaci potenziatori ed il loro legame con regioni specifiche della proteina.

Risultati: Gli esperimenti hanno permesso di affermare che i meccanismi di attivazione e di inibizione (ad altre concentrazioni), presenti nella maggioranza dei potenziatori di CFTR, sono intimamente correlati. Lo studio funzionale mediante misure della cinetica di singolo canale ha confermato che i potenziatori non interagiscono con i nucleotidi (ATP), necessari al funzionamento del canale, ma agiscono in modo indipendente. Lo studio ha permesso anche di individuare le caratteristiche di legame dell'ATP e altri nucleotidi ai due siti della proteina CFTR che legano tali nucleotidi (NBD). Si stanno studiando le interazioni tra questi siti e quelli che attraversano la membrana cellulare, con l'obiettivo di capire quali alterazioni della struttura della proteina possono trovare beneficio dall'uso di potenziatori. L'insieme di questi metodi di indagine, funzionale, chimico-fisica, strutturale e computazionale, permetterà di formulare una sempre più accurata teoria sul meccanismo d'azione dei potenziatori della CFTR, che eventualmente faciliteranno il disegno di composti con proprietà terapeutiche ottimali per il trattamento della fibrosi cistica.

Pubblicazioni

- Zegarra Moran O. et al. "Functional analysis of mutations in the putative binding site for CFTR potentiators: interaction between activation and inhibition" The Journal of Biological Chemistry Vol. 282, No. 12 pp. 9098-9104, 2007
- Ferrera L. et al. "Characterization of a 7,8-Benzoflavone Doubel Effect on CFTR Clˉ Channel Activity" J. Membrane Biol. DOI 10.1007/s00232-007-9066-4
- Moran O. et al. "On the mesasurement of the functional properties of the CFTR" Journal of Cystic Fibrosis, 7 (2008) 483-494.