Gianfranco Cavallaro

Titolo tesi: Progettazione e sintesi in silico di nuovi potenziali farmaci antibatterici e studi di interazione ligando-proteina per nuove molecole attive contro il recettore COX-1

Parole chiave: In-silico studies, Docking, Molecular Modeling, Virtual Screening, COX-1

Abstract: La progettazione di nuovi farmaci è uno step fondamentale dell’industria farmaceutica. Gli obiettivi principali della ricerca farmaceutica sono ampliare l’ambito terapeutico delle molecole bioattive esistenti e sviluppare nuove terapie. Recentemente, lo studio della COX-1 ha attirato notevole attenzione, in particolare a causa della sua sovraespressione in alcune patologie umane. La progettazione di nuovi composti è un processo sia complesso che dispendioso in termini di tempo e di denaro, poiché l’identificazione di modifiche volte a migliorare le interazioni ligando-proteina è spesso difficile. Il molecular docking potrebbe fornire una soluzione, essendo uno strumento efficace ed efficiente per lo screening in silico, che consente la valutazione simultanea di numerosi composti. La ricerca di composti inizia con database online e si sviluppa attraverso due approcci. Il primo utilizza ricerche di similarità basate su quattro inibitori noti della COX-1. Il secondo impiega il software di machine learning Knime, che, attraverso parametri specifici (come la regola di Lipinski, la fonte naturale, ecc.), seleziona i composti più promettenti. La fonte naturale scelta per questo studio è il pistacchio verde, ricco di composti bioattivi. Molti di questi composti mostrano un grande potenziale per lo sviluppo di nuovi antibiotici, antibatterici e farmaci antinfiammatori. La prima tecnica di estrazione è stata sviluppata per ottenere un profilo completo dei componenti polifenolici e arricchire il database. Questi composti sono stati successivamente importati nel software FLAP, che identifica i Molecular Interaction Fields (MIFs) calcolati con GRID. FLAP opera in modalità structure-based virtual screening (SBVS), analizzando le interazioni tra le molecole in esame e le tasche della proteina calcolate. Questi screening virtuali possono costituire un eccellente punto di partenza per la costruzione di un ampio database di composti. L’originalità del progetto risiede nell’applicazione di metodi in silico per individuare le proprietà fisico-chimiche e ADME di questi composti, facilitando la progettazione, sintesi o estrazione di nuovi farmaci antibatterici e antinfiammatori, inclusi potenziali inibitori della COX-1.