Skupina Zlatka Janeby
EN

Projekty

Antivirotika

Systematické studie vztahu mezi strukturou a aktivitou (SAR) jsou prováděny za účelem identifikace nových antivirotických látek, zejména sloučenin účinných proti rezistentním virovým mutantům, kteří nejsou citliví na běžně používané terapie. Aktivita acyklických nukleosidfosfonátů (ANP), ve kterých je nukleová báze spojena s fosfonátovou skupinou prostřednictvím vhodného linkeru, vychází z jejich strukturní podobnosti s přirozeně se vyskytujícími metabolity.

Díky své konformační flexibilitě, absenci labilní glykosidové vazby a zvýšené enzymatické i chemické stabilitě fosfonátové skupiny ve srovnání s běžnými fosfátovými estery představují ANP velmi atraktivní výchozí struktury pro návrh antivirotických léčiv. Klíčovou součástí vývoje ANP je využití strategií proléčiv, které účinně řeší problémy s vysokou polaritou fosfonátů. Maskováním nabité fosfonátové skupiny se významně zlepšuje membránová permeabilita, perorální biologická dostupnost a intracelulární transport aktivní látky. Úspěšnost tohoto přístupu jasně dokládá tenofovir a jeho klinicky používaná proléčiva tenofovir disoproxil fumarát a tenofovir alafenamid, která ve srovnání s mateřskou molekulou vykazují podstatně lepší farmakokinetické vlastnosti i terapeutickou účinnost.

V rámci našeho výzkumu jsou systematicky studovány účinky různých strukturních modifikací jak nukleové báze, tak acyklické části na biologickou aktivitu, společně s vývojem nových strategií zaměřených na zlepšení farmakokinetických vlastností, buněčného příjmu a celkové terapeutické účinnosti. Širokospektré antivirotické aktivity jsou hodnoceny ve spolupráci s Rega Institute for Medical Research a Gilead Sciences.

Protinádorová léčiva

Purinové nukleosidfosforylázy (PNP) jsou cytosolové enzymy hrající klíčovou roli v záchranné dráze metabolismu purinů u většiny organismů. Katalyzují fosforolytické štěpení (2′-deoxy)nukleosidů odvozených od 6-oxopurinů za vzniku odpovídajících purinových bází a (2-deoxy)ribóza-1-fosfátu. Navzdory jejich biologickému významu dosud nebyla žádná terapie založená na inhibitorech PNP (PNPI) schválena FDA ani EMA (ačkoli forodesin (BCX-1777, Immucillin-H) byl v březnu 2017 schválen v Japonsku).

V naší skupině jsme identifikovali novou třídu inhibitorů PNP založených na fosfonátech. Pro přípravu těchto sloučenin jsme vyvinuli efektivní syntetickou metodologii, která umožňuje kombinovat klíčové strukturní motivy několika vysoce účinných inhibitorů PNP, jež byly dříve synteticky nedostupné. Tento přístup zároveň významně rozšířil dostupný chemický prostor známých inhibitorů PNP. Syntetizované sloučeniny a jejich deriváty jsou nadále intenzivně zkoumány jako perspektivní farmakologické nástroje a potenciální kandidáti pro terapeutické využití.

Kromě tohoto projektu se aktivně věnujeme také několika dalším protinádorovým projektům, které se nacházejí v různých fázích výzkumu.

Antiparazitika

Hypoxanthin-guanin-(xanthin) fosforibosyltransferáza (HG(X)PRT) je esenciální enzym nezbytný pro přežití malarických parazitů Plasmodium falciparum a Plasmodium vivax. Lidé, na rozdíl od plasmodií, disponují jak de novo, tak záchrannou drahou biosyntézy purinů, a jsou proto méně závislí na záchranné dráze purinového metabolismu. Tento metabolický rozdíl poskytuje silný základ pro návrh selektivních inhibitorů plasmodiální HG(X)PRT, které by mohly potlačit parazitemii při současné minimalizaci toxicity vůči lidskému hostiteli. Již dříve bylo navíc prokázáno, že výše zmíněná inhibice PNP vede k narušení nukleotidového poolu v buňkách, což ovlivňuje životaschopnost různých patogenních organismů.

Nedávno byla navržena, syntetizována a biologicky hodnocena nová třída aza acyklických nukleosidfosfonátů (aza-ANP). Některé z těchto sloučenin vykazují nízké hodnoty Ki vůči plasmodiálním enzymům PfHGXPRT a PvHGPRT spolu s výraznou selektivitou vůči lidskému enzymu HGPRT, což naznačuje jejich potenciál jako perspektivních výchozích struktur pro vývoj nových antimalarik. Inhibice lidské HGPRT může být navíc využita také v boji proti různým typům nádorových onemocnění. Studium inhibiční aktivity ANP probíhá v rámci mezinárodních spoluprací.

Antibiotika

Antraxový toxin je trojkomponentní exotoxin produkovaný virulentními kmeny Bacillus anthracis, původce antraxu. Skládá se ze tří složek: protektivního antigenu (PA), edémového faktoru (EF) a letálního faktoru (LF). Edémový faktor je Ca²⁺- a kalmodulin-dependentní adenylátcykláza, která způsobuje výrazné zvýšení intracelulární hladiny cAMP, a tím narušuje klíčové buněčné procesy hostitele.

Bylo prokázáno, že difosfát PMEA (PMEApp) inhibuje aktivitu adenylátcyklázy jak u toxinu adenylátcyklázy (ACT) bakterie Bordetella pertussis, tak u edémového faktoru bakterie Bacillus anthracis. PMEApp jako strukturní analog ATP působí jako kompetitivní inhibitor vazbou do aktivního místa enzymu.

V rámci tohoto projektu jsme syntetizovali a vyhodnotili řadu strukturně různorodých analogů PMEA jako potenciálních inhibitorů adenylátcyklázy. Získané výsledky jsou povzbudivé a podporují další vývoj těchto sloučenin jako perspektivních výchozích struktur pro nové terapeutické strategie.