Grazie a un approccio multidisciplinare che ha interessato esperti di analisi computazionali, di studio delle proteine e dei lipidi, e di modelli sperimentali di fibrosi cistica (FC), i ricercatori hanno identificato nuovi inibitori dell’enzima sfingosina-1-fosfato liasi (SPL), nella forma sia umana sia fungina. Questi inibitori sono potenzialmente in grado di svolgere, nelle persone con FC, un’attività sia anti-infiammatoria sia antimicrobica.  Nel corso del progetto pilota FFC#16/2020, i ricercatori avevano messo a punto la metodologia che è stata poi applicata al presente progetto (FFC#19/2021). In particolare, mediante analisi computazionali sono stati identificati 50 potenziali inibitori di SPL a partire dallo screening di più 200000 molecole. Inoltre, i ricercatori hanno purificato le forme umana e fungina di SPL con un duplice obiettivo: i) ottenere la struttura tridimensionale delle due proteine per confermare e ottimizzare i dati ottenuti dall’analisi computazionale; ii) testare l’attività inibitoria dei composti identificati dall’analisi computazionale per selezionare solo i composti più promettenti.
Grazie a queste analisi sono stati selezionati 4 composti. Tuttavia, la loro scarsa solubilità ha ostacolato gli studi nei modelli in vitro; per aggirare questo problema, i ricercatori stanno attualmente mettendo a punto una procedura per ottenere una formulazione in polvere da somministrare direttamente al modello di topo con FC.
Accanto a questo filone principale, è stata eseguita un’analisi della composizione lipidica del polmone di topi con FC: queste indagini sono un prerequisito fondamentale per valutare se gli inibitori di SPL possono agire sulla componente lipidica dei polmoni e causare effetti collaterali che ne potrebbero condizionare la sicurezza. 

In conclusione, questo progetto ha permesso non solo di confermare la potenziale efficacia di inibitori di SPL umano e fungino nella FC, ma anche di identificare i candidati più promettenti da avviare alla successiva ottimizzazione per lo sviluppo di farmaci. Ulteriori studi di sicurezza ed efficacia, con i modelli già sviluppati, saranno necessari per il successivo approccio traslazionale, con cui i ricercatori sperano di trasferire questi inibitori alla pratica clinica. 

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Abstract presentati a congressi scientifici

• Cellini Barbara, Dual targeting of host and fungal sphingosine-1-phosphate lyase as antifungal strategy in cystic fibrosis. Proteine 2022 Pisa 18-20 maggio 2022
• Costantini Claudio, Dual targeting of host and fungal sphingosine-1-phosphate lyase as antifungal strategy in cystic fibrosis. North American Cystic Fibrosis Conference, November 2 – 5, 2021, Fully Virtual
• Pampalone Gioena, Dual inhibitors of human and fungal sphingosine1phosphate lyase as antimicrobial strategy in cystic fibrosis, 25th IUBMB 46th FEBS 15th PABMB- The Biochemistry Global Summit Lisbon, 08-15 luglio 2022