Deorphanization of Adhesion GPCRs in Glioblastoma

La deorphanizzazione dei recettori accoppiati alle proteine G (GPCR) rappresenta un'area di ricerca cruciale nella farmacologia moderna. I GPCR sono una delle fonti più produttive di bersagli farmacologici, ma oltre 90 di questi recettori rimangono orfani, privi di ligandi endogeni descritti e di funzioni chiaramente definite. In particolare, i recettori orfani CELSR2 e Frizzled4 (Fz4) hanno attirato l'attenzione per il loro coinvolgimento nella progressione del cancro, in particolare nel glioblastoma. La deorphanizzazione di questi recettori potrebbe aprire nuove strade per strategie terapeutiche innovative. La ricerca si concentra sull'identificazione di ligandi e modulatori per CELSR2 e Fz4, utilizzando una piattaforma di screening innovativa chiamata 'Pharmacological Chaperone Readout'. Questo approccio mira a identificare ligandi in base alla loro capacità di influenzare la struttura tridimensionale e la localizzazione intracellulare di un bersaglio proteico.

Il processo di folding proteico è fondamentale per la funzionalità delle proteine. Le proteine devono raggiungere una struttura tridimensionale corretta per essere attive. Durante il folding, le catene nascenti non piegate subiscono cambiamenti conformazionali che portano alla formazione di stati nativi. L'energia libera di una catena nascenti è elevata, e inizialmente, l'entropia costringe la catena a esplorare diverse conformazioni. Con il progredire del processo, l'entalpia generata dalle interazioni tra aminoacidi stabilizza gli stati nativi, riducendo l'energia libera totale. Solo nella conformazione nativa, le proteine possono esercitare la loro funzione specifica. Le conformazioni intermedie, come il 'molten globule', sono meno stabili e non raggiungono la struttura terziaria corretta. La comprensione di questi meccanismi è cruciale per affrontare le malattie legate a proteine mal ripiegate.

La ricerca di ligandi per i recettori CELSR2 e Fz4 è stata condotta attraverso la creazione di una linea cellulare esprimente un mutante di Fz4. Questo mutante, Fz4-L501fsX533, è associato a patologie retiniche e si aggrega nell'Endoplasmic Reticulum (ER) senza raggiungere la Membrana Plasmatica. La screening di una libreria di molecole organiche ha portato all'identificazione di FzM1 come chaperone farmacologico per Fz4-FEVR. FzM1 agisce come inibitore allosterico del recettore Fz4-wt, legandosi direttamente e inibendo la via di segnalazione. Inoltre, è stata condotta un'analisi della relazione struttura-attività (SAR) per identificare FzM1.8, il primo agonista allosterico di Fz4. Questi risultati evidenziano l'importanza della deorphanizzazione per lo sviluppo di nuove terapie contro il cancro.

Le scoperte riguardanti i modulatori di CELSR2, come il colesterolo, PGE2 e β-carotene, hanno implicazioni significative sia in condizioni fisiologiche che patologiche. Questi composti non mirano al sito di legame ortosterico di CELSR2, ma si localizzano in una regione idrofobica del recettore. La capacità di modulare allostericamente la funzione di CELSR2 potrebbe influenzare la progressione tumorale e la risposta terapeutica. La deorphanizzazione di GPCR orfani come CELSR2 e Fz4 non solo arricchisce la comprensione biologica di questi recettori, ma offre anche opportunità per lo sviluppo di nuovi farmaci. La ricerca futura dovrebbe concentrarsi sull'ottimizzazione di queste interazioni e sull'esplorazione di ulteriori ligandi per migliorare le strategie terapeutiche nel trattamento del glioblastoma.