Dal 2014, quando l’olaparib ha ricevuto l’approvazione dell’FDA per il trattamento del cancro ovarico, gli inibitori delle poli-ADP-ribosio polimerasi (PARP) ricoprono un ruolo chiave nel campo della medicina di precisione. La presente invenzione riguarda l’identificazione di nuovi, potenti e specifici inibitori delle PARP, basati su uno scaffold, il triazolobenzotiazolo (TBT), innovativo e versatile. Questi potranno essere usati a) per sviluppare nuovi agenti antitumorali che arricchiranno l’armamentario dei farmaci personalizzati, b) per trattare altre patologie in cui le PARP sono coinvolte, c) come preziose sonde chimiche per indagare i ruoli fisio-patologici delle meno espolarate famiglie di PARP.
Stato del brevetto
DEPOSITATO
Numero di priorità
20225073 FINLANDESE
Data di priorità
28/01/2022
Licenza
INTERNAZIONALE
Mercato
Il cancro e le malattie infiammatorie sono tra le principali cause di morbidità e mortalità nei paesi occidentali. Le terapie disponibili gravano pesantemente sui servizi sanitari e non sono nemmeno sufficientemente soddisfacenti. C’è quindi un urgente bisogno di terapie nuove e personalizzate. La presente invenzione risponde a queste richieste proponendo piccole molecole che selettivamente inibiscono alcuni dei 17 enzimi PARP, differenti da quelli bersagliati dagli inibitori già approvati, con il potenziale di esercitare effetti antitumorali attraverso differenti meccanismi d’azione. I quattro inibitori PARP approvati sono già considerati terapie di prima linea per il trattamento di alcuni tumori, facendo così intravedere un importante mercato anche per queste prossime generazioni di inibitori.
Problema
Il cancro è una patologia complessa che può essere causata da molti fattori (ad esempio predisposizione genetica, stili di vita, fattori ambientali ed infezioni virali) e si conoscono circa 100 differenti tipi di tumori appartenenti a 6 categorie principali (carcinoma, sarcoma, mieloma, leucemia, linfoma, tumore misto). Più di 2.7 milioni di nuovi casi sono diagnosticati in Europa ogni anno e una morte su 4 è attribuita al cancro. Grazie a diagnosi precoce e terapie sempre più personalizzate, il 51% e il 38% dei tumori diagnosticati rispettivamente a donne e uomini sono trattati con successo, ma sfortunatamente gli altri tumori ancora rimangono incurabili. Ciò è prevalentemente dovuto a diagnosi tardiva, mancanza di adeguate terapie, aggressività e bassa compliance di alcuni trattamenti che sono responsabili di pesanti effetti collaterali.
In parallelo, più di 5 milioni di persone sono affette da malattie croniche infiammatorie (per esempio artrite reumatoide, lupus, dermatite atopica e morbo di Chron) progressivamente debilitanti, che minano la qualità della vita delle persone e che creano importanti oneri socio-economici. Le infiammazioni croniche possono anche essere causa di certi tumori. Gli immunosoppressori aspecifici sono i trattamenti usualmente utilizzati, ma c’è un urgente bisogno di approcci alternativi e personalizzati.
I composti lead oggetto di questo brevetto inibiscono selettivamente alcune PARP che sono recentemente emerse come enzimi chiave in tumori ed infiammazione, suggerendoli quindi come alternative opzioni terapeutiche.
Limiti attuali tecnologie / Soluzioni
Il cancro rimane la principale causa di morte al mondo. Gli attuali trattamenti sono ancora largamente insoddisfacenti, con la chemioterapia che presenta molti effetti collaterali in quanto semplicemente bersaglia tutte le cellule a crescita rapida, mentre I nuovi trattamenti richiedono studi di profilo tumorale. Inoltre, tutte le opzioni terapeutiche sono soggette ad insorgenza di resistenza.
Le piccolo molecole, inibitori delle PARP, identificate nella presente invenzione, dopo appropriata ottimizzazione, avranno l’elevate probabilità di arricchire l’armamentario della terapia personalizzata nel campo del cancro e/o dell’infiammazione cronica. Gli inibitori PARP approvati, olaparib e congeneri, hanno già rivoluzionato il trattamento del cancro con mutazioni a carico di BRCA1/2, come cancro a seno, ovaio, falloppio, prostata e peritoneo ed il loro uso si sta espandendo in altri tumori (come testimoniato dai molti trial clinici in cui vengono usati in monoterapia o in combinazione). Mentre gli inibitori PARP approvati agiscono inibendo gli enzimi poli-ADP ribosilanti, PARP1 e 2, i nostri composti inibiscono specificatamente alcune famiglie PARP mono-ADP-ribosilanti, per le quali stanno emergendo una moltitudine di ruoli fisiopatologici. Quindi, si può prevedere che questi composti possano espandere l’uso degli inibitori PARP nel trattamento del cancro.
Killer Application
- Lo sviluppo di nuovi antitumorali che possano arricchire l’armamentario della medicina di precisione. Infatti, differentemente dagli inibitori PARP approvati, i nostri composti inibiscono selettivamente gli enzimi mono-ADP-ribosilanti che sono coinvolti nella progressione e nello sviluppo tumorale. L’ingresso nei clinical trial del primo inibitore della PARP7 come agente antitumorale, valida questo approccio.
- Il trattamento di altre patologie in cui sono coinvolti gli enzimi PARP, come l’infiammazione, dove le PARP mono-ADP-ribosilanti giocano un ruolo essenziale, come dimostrato dal primo inibitore della PARP14 sotto studi clinici per il trattamento della dermatite atopica.
- L’uso di questi composti che inibiscono in maniera specifica una o un ristretto numero di PARP come sonde chimiche per rivelare i ruoli fisiopatologici di queste famiglie meno studiate. Infatti noi abbiamo identificato i più potenti inibitori delle PARP10 e 15 mai riportati fino ad ora, il primo potente inibitore della PARP12 ed un composto che potentemente inibisce l’enzima poli-ADP-ribosilante PARP2.
Tecnologia e nostra soluzione
I 17 enzimi PARP svolgono un ruolo essenziale in vari processi cellulari catalizzando la mono- o la poli-ADP-ribosilazione delle proteine. Quattro inibitori delle PARP poli-ADP-ribosilanti sono già in terapia come antitumorali. Noi abbiamo identificato un’innovativa struttura chimica, il nucleo triazolobenzotiazolico (TBT), che riconosce efficientemente gli enzimi PARP mimando il substrato naturale NAD+. Attraverso un’appropriata funzionalizzazione, il nucleo TBT ha fornito composti che inibiscono specificamente gli enzimi mono-ADP-ribosilanti con potenza nanomolare. In particolare, abbiamo identificato gli inibitori più potenti riportati fino ad oggi per PARP10 (IC50 = 7,8 nM), PARP15 (IC50 = 56 nM) e PARP12 (IC50 = 160 nM). Il nucleo TBT è anche altamente versatile, permettendo così di identificare anche un potente inibitore dell’enzima poli-ADP-ribosilante PARP2 (IC50 = 44 nM). La bontà del nucleo è confermata da appropriata permeabilità cellulare, assenza di citotossicità e proprietà farmacocinetiche favorevoli dei composti basati su tale nucleo. In sintesi, i nostri composti basati sul nucleo TBT sono:
- innovativi, sinteticamente fattibili con molte opportunità di modifiche strutturali
- inibitori specifici con potenza nM, adeguata permeabilità cellulare e mancanza di tossicità
- in grado di inibire gli enzimi mono-ADP-ribosilanti meno esplorati
- preziose sonde chimiche
- adatti a generare un’ampia libreria di congeneri
Vantaggi
- Novità strutturale: nessun inibitore PARP basato sul TBT è stato riportato fino ad ora. Il nucleo è versatile ed offre molte opportunità di manipolazione. Le molecole sono chimicamente fattibili con vie sintetiche già messe a punto e buone possibilità di scale-up. Inoltre, la produzione di piccole molecole presenta il principale vantaggio di essere meno costosa rispetto ai farmaci biotecnologici.
- Meccanismo d’azione alternativo: gli inibitori PARP approvati hanno arricchito l’armamentario antitumorale inibendo PARP1 e 2 che sono coinvolti nei meccanismi di riparazione del DNA. I nostri composti si spingono ancora oltre. Infatti, inibendo altre PARP che svolgono ruoli diversi nella progressione del cancro, amplieranno lo spettro d’azione di questa classe di farmaci e permetteranno di superare il problema della resistenza.
Roadmap
L’ottimizzazione dei composti lead riportati nel brevetto a candidato clinico richiede importanti investimenti da parte di un’azienda farmaceutica che dovrebbe occuparsi di tutte le fasi di sviluppo fino all’approvazione clinica. Al momento, Ribon Therapeutics, Takeda Pharmaceuticals e AstraZeneca sono le società principalmente coinvolte nello sviluppo di inibitori PARP. Per queste aziende, le nostre molecole potrebbero rappresentare composti lead davvero validi, soprattutto per la novità strutturale ed il loro elevato grado di specificità per le PARP meno esplorate.
Durante il processo di sviluppo del farmaco (ottimizzazione del lead, studi preclinici e studi clinici), la fase di ottimizzazione del lead potrebbe essere eseguita in collaborazione congiunta tra l’azienda e gli inventori. In particolare, il gruppo di Perugia potrà essere coinvolto nell’ottimizzazione strutturale (progettazione, sintesi e caratterizzazione degli analoghi), mentre il gruppo di Oulu si occuperà del profili dei composti sulle PARP e degli studi strutturali.
TRL
Team