Antikanser etkili 2,4-diaminopirimidin türevi bileşiklerin sentezleri ve etki mekanizmalarının incelenmesi üzerine çalışmalar
Studies on the synthesis and anticancer activity of novel 2,4-diaminopyrimidine derivatives
Yazar: DENİZ LENGERLİ
Danışman: PROF. DR. ERDEN BANOĞLU
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology

Özet:
Kanser, insan ölümlerine neden olan etkenler arasında üst sıralarda yer almaktadır. Meme kanseri ise özellikle kadınlar arasında en sık görülme ve ölüm oranına sahip kanser türü olarak dikkat çekmektedir. Günümüzde meme kanseri tedavisinde kullanılan mevcut hedeflendirilmiş tedavilere karşı zamanla gelişen terapötik direnç potansiyel yeni hedefler üzerine yapılan çalışmaları da beraberinde getirmiştir. Bu yeni terapötik hedeflerden biri de sentrozom ve mikrotübüller ile etkileşim içinde bulunan hücre içi TACC protein ailesinin bir üyesi olan TACC3 proteinidir. Aşırı ekspresyonu çeşitli kanser türleri ile ilişkilendirilen TACC3 proteinin meme kanseri oluşumunda da rol oynadığına yönelik kanıtlar, bu proteini meme kanseri tedavisinde ilgi çekici hale getirmektedir. 2,4-Diaminopirimidin yapısı ise antikanser etkili ilaç keşfi çalışmalarında sıklıkla tekrarlanan bir motiftir. Bahsedilen bu bilgiler doğrultusunda; araştırma grubumuz tarafından antikanser etkili yeni bir TACC3 inhibitörü bileşik keşfi amacı ile yürütülen çalışmalar sonucunda 3-(4-metoksifenil)-N-(2-morfolinopirimidin-4-il)izoksazol-5-amin kimyasal yapısında bir bileşik keşfedilmiştir. BO-264 olarak adlandırılan bu bileşik, yüksek derecede TACC3 ekspresyonu gösteren insan JIMT-1 (meme) kanseri hücre hattına karşı 188-258 nM gibi oldukça düşük bir IC50 değer aralığında sitotoksisite göstermiştir. Fakat yapılan in vitro ve in vivo farmakokinetik çalışmalarda; insan karaciğer mikrozomlarına hızlı yarılanma ömrü (t1/2= 5,86 dk) ve yüksek hepatik klirens değeri (CLint= 236,44 µL/dk/mg protein) ile metabolik açıdan dayanıksız bir bileşik olduğu sonucuna ulaşılan BO-264'ün farelerde oral biyoyararlanım değeri % 11,8 olarak tayin edilmiştir. Bu tez kapsamında BO-264'ün biyolojik etkinliğini geliştirmek ayrıca in vitro ADME ve biyoyararlanım profilini iyileştirmek amacıyla yetmiş adet yeni türev sentezlenmiştir. Bu türevlerden 4-metoksifenil halkasının üçüncü konumunda flor sübstitüenti taşıyan Bileşik 28, JIMT-1 hücre hattına karşı gösterdiği 13 nM'lık IC50 değeri ile serinin en aktif bileşiği olmuştur. Buna karşın aynı hücre hattında nispeten daha düşük bir etkinliğe (IC50= 206 nM) sahip olan Bileşik 89, iki farklı formülasyonla gerçekleştirilen in vivo farmakokinetik çalışmalarda % 60'ın üzerinde oral biyoyararlanım sergilemiştir. Sonuç olarak Bileşik 89'un antikanser ilaç geliştirme çalışmalarında daha ileri klinik gelişim potansiyeline sahip olduğu gösterilmiştir.

Abstract:
Cancer is one of the leading causes of human deaths globally, and breast cancer is the most common type of cancer, especially among women, with a high mortality rate. Therefore, studies on potential new targets have become important due to the therapeutic resistance developed against therapies currently used in breast cancer treatment. One of these new therapeutic targets is the TACC3 protein, a member of the intracellular TACC protein family that interacts with the centrosome and microtubules. Overexpression of the TACC3 protein has been associated with various types of cancer including breast cancer making TACC3 as a remarkable biological target for cancer treatment. The 2,4-Diaminopyrimidine ring system is a frequently used motif in anticancer drug discovery. Based on this potential, a compound with the chemical structure of 3-(4-methoxyphenyl)-N-(2-morpholinopyrimidin-4-yl) isoxazol-5-amine, namely BO-264, was discovered as a new TACC3 inhibitor chemotype by our research group. BO-264 showed potent cytotoxicity against the high TACC3 expressing human JIMT-1 (breast) cancer cell line with IC50 values in the range of 188-258 nM. However, the in vitro and in vivo pharmacokinetic studies demonstrated that BO-264 had a limited oral bioavailability of 11,8%, and is a metabolically unstable compound due to its short half-life (t1/2= 5,86 min) and high hepatic clearance (CLint= 236,44 µL/min/mg protein) in human liver microsomes. In this thesis, seventy new derivatives were synthesized in order to improve the biological efficiency of BO-264, and to optimize the in vitro ADME and bioavailability profile. Among these derivatives, Compound 28 which has fluorine substituent in the third position of the 4-methoxyphenyl ring was the most active compound in the series with its IC50 value of 13 nM against the JIMT-1 cell line. Moreover, Compound 89, which has a relatively good activity (IC50= 206 nM) in the same cell line, showed over 60% oral bioavailability in in vivo pharmacokinetic studies with in two different formulations. To conclude, Compound 89 has the potential for further clinical development in anticancer drug development studies.