Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.O cancro é uma doença cuja prevalência tem vindo aumentar ao longo dos anos e que na maioria dos casos leva à morte do individuo que a possui. A sua elevada taxa de mortalidade, assim como os custos que encarrega, levaram a indústria farmacêutica e a comunidade académica a juntar-se de modo a encontrar novas soluções terapêuticas. O uso de fármacos citotóxicos com elevada potência é uma das soluções. Contudo, estes possuem reduzida seletividade, podendo ser perigosos para o organismo. Foram então desenvolvidas terapêuticas alternativas para solucionar este problema.
Uma destas terapêuticas, é o uso de conjugados fármaco-anticorpo (ADCs). A estrutura dos ADCs está dividida em 4 componentes: um anticorpo, um fármaco citotóxico, um espaçador e um elemento de bioconjugação. As propriedades dos ADCs podem ser otimizadas alterando as estruturas dos seus componentes para que sejam mais eficazes e melhor tolerados em condições fisiológicas.
Outra terapêutica também do nosso interesse é a criação de aglomerados proteicos com capacidade de encapsulamento do fármaco e de o transportar até ao interior das células alvo libertando o mesmo no seu interior. Têm-se vindo então a estudar diferentes estruturas que consigam ligar duas proteínas entre si, mas que sejam facilmente degradadas no citoplasma da célula tumoral.
Para a realização deste projeto, tivemos como alicerce os ácidos borónicos (BAs), que são bastante versáteis devido à sua elevada reatividade. Estes permitem não só o desenvolvimento de ADCs, mas também de “linkers” inter-proteicos, devido à capacidade de se ligar a péptidos, assim como de reagir com hidrazinas para a formação de diazaborinas, moléculas estáveis em condições fisiológicas. Tivemos também em consideração a sua orbital p livre que permite reagir com espécies reativas de oxigénio (ROS) que se encontram em abundância em ambientes tumorais, e que levam à degradação destas moléculas. Durante este projeto focámo-nos então em planear e construir uma molécula bivalente que pudesse ser usada tanto como ADC assim como “linker” inter-proteico, que simultaneamente fosse sensível as condições fisiológicas especificas das células tumorais.Cancer is a disease whose prevalence has increased over the years and in most cases leads to the death of the individual who bears it. Its high mortality rate, as well as the costs involved in its maintenance have led the pharmaceutical industry and the academic community to come together in order to find new therapeutic solutions. The use of cytotoxic drugs with high potency is one of these solutions. However, the problem of these drugs is their reduced selectivity, which usually leads to the appearance of unwanted side effects. Different therapies were then developed to ameliorate this problem.
One of these therapies is the use of antibody-drug conjugates (ADCs). The structure of ADCs is divided into 4 components: an antibody, a drug, a spacer and a bioconjugation technology. These bioconjugates attempt to solve the problem of selectivity by relying on the antibody’s high selectivity to deliver the payload safely to the intended site. ADCs properties can be optimized by changing the structures of their components so that they are as effective and tolerated as possible under physiological conditions.
Another promising therapy is the creation of protein clusters capable of encapsulating the drug and transporting it to the interior of the target cells and releasing the drug in the interior. Different structures have already been reported which are able to bind two proteins together, and that are easily degraded in the cytoplasm of the tumour cell.
On the idealization of this project, we considered boronic acids (BAs) as our foundation, as these molecules are quite versatile due to their high reactivity. They allow not only the development of ADCs, but also inter-protein linkers, due to their ability to bind with peptides, as well as react with hydrazines to form diazaborines, molecules that are stable under physiological conditions. We also took into account its free p orbital, which to reacts with reactive oxygen species (ROS) that are found in abundance in tumour environments, and lead to the degradation of BA´s. During this project, we focused on planning and building a bivalent molecule that could be used both as an ADC linker as well as an inter-protein linker, which was simultaneously sensitive to the specific physiological conditions of the tumour cells
