Związki o podwójnym mechanizmie działania modulujące EAAT2 i kanały Kv7.2/3: racjonalna strategia w kierunku nowej farmakoterapii przeciwpadaczkowej i przeciwbólowej.

Celem proponowanego projektu jest zaprojektowanie, synteza i farmakologiczna ocena nowej klasy podwójnie działających związków małocząsteczkowych, które jednocześnie modulują dwa mechanistycznie odrębne, ale funkcjonalnie uzupełniające się cele zaangażowane w nadpobudliwość neuronalną: transporter glutaminianu EAAT2 i kanały potasowe Kv7.2/3. Ta strategia podwójnego celu odpowiada na pilną potrzebę innowacyjnych metod leczenia padaczki lekoopornej (DRE) i bólu neuropatycznego, dwóch powszechnych schorzeń o nakładających się mechanizmach patofizjologicznych, w tym upośledzonego klirensu glutaminianu i ośrodkowego uwrażliwienia. Opierając się na odkryciu (R)-AS-1, pierwszego w swojej klasie selektywnego dodatniego modulatora allosterycznego (PAM) EAAT2, będącego obecnie w I fazie badań klinicznych, projekt połączy farmakofory z (R)-AS-1 i znane aktywatory Kv7.2/3 (np. retigabinę, azetukalner, XEN1101) w celu opracowania nowych cząsteczek hybrydowych o ulepszonych profilach skuteczności i bezpieczeństwa. Podstawową hipotezą jest to, że jednoczesna modulacja szlaków pobudliwości glejowej (EAAT2) i neuronalnej (Kv7.2/3) w ramach jednego związku będzie wywoływać synergistyczne działanie przeciwdrgawkowe i przeciwbólowe przy niższych dawkach, potencjalnie minimalizując działania niepożądane, takie jak sedacja i zaburzenia motoryczne, powszechnie obserwowane w przypadku monoterapii ukierunkowanych na Kv7. Projekt ma charakter wysoce interdyscyplinarny i łączy w sobie:
• Projektowanie obliczeniowe (dokowanie molekularne, dynamika molekularna, AI/XAI),
• Chemia medyczna, synteza organiczna (projektowanie i synteza ~50 chiralnych analogów),
• Profilowanie bezpieczeństwa na wczesnym etapie (cytotoksyczność i hepatotoksyczność w komórkach SH-SY5Y i HepG2),
• Badania przesiewowe oparte na celach (testy funkcjonalne Kv7.2/3, selektywność poza celem w porównaniu z Kv7.4, Kv7.5, hERG),
• Skuteczność oparta na fenotypie (MES, scPTZ, modele napadów padaczkowych 6 Hz),
• Testy funkcjonalne EAAT2 (wychwyt glutaminianu w COS-7 i astrocytach),
• Profilowanie ADME-Tox (PAMPA, hamowanie CYP, stabilność metaboliczna),
• Farmakokinetyka i zachowanie in vivo (ekspozycja na OUN, rotarod, funkcje poznawcze, lęk, rozniecanie),
• Modele bólu (formalina, kapsaicyna, neuropatia cukrzycowa i wywołana chemioterapią).
Wstępne dane wskazują na wykonalność tego podejścia. Zsyntetyzowano i zwalidowano dwa stereoizomery, (R)-KvE-2 i (S)-KvE-2. (R)-KvE-2 wykazał silną aktywację EAAT2 (EC50 = 1,34 nM), działanie przeciwdrgawkowe w wielu modelach (w tym w modelu opornym na farmakoterapię 6 Hz 44 mA) oraz korzystny indeks ochronny w porównaniu z azetukalnerem. Modelowanie molekularne potwierdziło zaangażowanie w miejsca wiązania zarówno EAAT2, jak i Kv7.2. Prace będą prowadzone przez multidyscyplinarny zespół specjalizujący się w odkrywaniu leków na ośrodkowy układ nerwowy, farmakologii,
neurobiologii, ADME-Tox i neuronauce behawioralnej. Konsorcjum składa się z badaczy z bogatym doświadczeniem w projektach finansowanych przez NCN, przedklinicznych modelach padaczki i bólu oraz w rozwoju leków translacyjnych.