Razvoj novih zaviralcev mitohondrijskih kanalov K$_V$1.3 in SK3 kot protirakavih spojinFois, Marzia (Avtor) Tomašič, Tihomir (Mentor) Peterlin-Mašič, Lucija (Komentor) apoptozabenzamidkalijevi kanalimitoKV1.3mitoSK3usmerjanje v mitohondrijprotirakavo delovanjesulfonamidTPP+virtualno rešetanje na osnovi ligandaMitohondrijski izoobliki napetostno odvisnega kalijevega kanala K$_V$1.3 (mitoK$_V$1.3) in s kalcijem aktiviranega kanala SK3 (mitoSK3) imata pomembno vlogo pri uravnavanju apoptoze, kar je ključnega pomena za preživetje rakavih celic. Oba kanala sta zato zelo perspektivni tarči v razvoju protirakavih učinkovin. Njihova prednost je, da lahko hiperpolarizirani mitohondrijski membranski potencial (ΔΨ$_m$) rakavih celic izkoristimo za selektivno kopičenje zaviralcev mitohondrijskih tarčnih proteinov, konjugiranih na transportno skupino za dostavo v mitohondrije (MTM), v mitohondrijih. Kljub temu ostaja kemijski prostor zaviralcev mitoK$_V$1.3 in mitoSK3 omejen na nekaj strukturnih razredov. Za najbolj uveljavljene zaviralce mitoK$_V$1.3 veljajo psoralenski konjugati, katerih uporabo omejuje slaba vodotopnost. Namen te doktorske disertacije je bil preseči te omejitve z načrtovanjem, sintezo in biološkim vrednotenjem novih selektivnih zaviralcev mitoK$_V$1.3 in mitoSK3 z optimiziranimi fizikalno-kemijskimi lastnostmi. Razvili smo nov razred benzamidnih zaviralcev mitoK$_V$1.3 s trifenilfosfonijem (TPP$^+$) kot MTM (cis-8 in cis-9) z izboljšano topnostjo, katerih selektivnost za mitoK$_V$1.3 smo potrdili v celicah z utišanim genom za ionske kanale K$_V$1.3. S sistematičnim spreminjanjem dolžine distančnika, stereokemijske konfiguracije in MTM smo razvili cis-24 (s 4-(OMe)$_3$-TPP$^+$) kot spojino vodnico s submikromolarno jakostjo delovanja, ki deluje preko razklopa celičnega dihanja in sinteze ATP v mitohondrijih in odpiranja mitohondrijske prepustne prehodne pore. Zamenjava TPP$^+$ s 3,5-difenilpiridinijem kot MTM pa je vodila do in vivo učinkovite spojine cis-7, ki je zmanjšala rast tumorja v mišjem modelu melanoma B16F10. Z virtualnim rešetanjem na osnovi liganda smo odkrili strukturno nov zaviralec K$_V$1.3 TVS-26 in ga pretvorili v nov razred v mitohondrije usmerjenih konjugatov (7a, 14d). Nazadnje smo strategijo razširili še na SK3 in razvili prve v mitohondrije usmerjene zaviralce mitoSK3, ki so imeli bistveno močnejše citotoksično delovanje od izhodiščnega zaviralca SK3. Z integriranim pristopom, ki združuje racionalno načrtovanje, raziskave odnosa med strukturo in delovanjem, virtualno rešetanje na osnovi liganda ter farmakološko vrednotenje s poudarkom na učinkih na mitohondrije, smo uspešno razširili kemijski prostor mitohondrijsko usmerjenih zaviralcev kalijevih kanalov in premagali ključne izzive na tem področju. Doktorska disertacija tako prispeva k boljšemu razumevanju mitohondrijskih kalijevih kanalov kot tarč za razvoj protirakavih učinkovin ter omogoča identifikacijo novih zaviralcev mitoK$_V$1.3 in mitoSK3. Naši rezultati predstavljajo novo izhodišče za nadaljnji razvoj v mitohondrije usmerjenih protirakavih učinkovin.20262026-08-19 14:16:15Neznano185740sl