http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/at/legalcode Antagonisti estrogen receptora α: Racionalni dizajn novih supresanata raka dojke baziran na 3-D QSAR, COMBINEr i 3-D farmakofornim studijama srp info:eu-repo/semantics/baccalaureateDissertation 426, [427-471], DM: 710, [16] str. 65246688 bytes Estrogen receptor α (ERα) predstavlja transkripcioni regulator čija jefiziološka aktivnost indukovana 17β-estradiolom i koji inicira transkripcionumašineriju zavisnu od RNA polimeraze II, nakon čega može doći do razvoja kancera dojkedirektnim ili indirektnim genomskim putem. Da bi se dizajnirali i sintetisaliinovativni ligandi ERα kao supresanti raka dojke, trodimenzionalne studije zavisnostistrukture od aktivnosti (3-D QSAR) bazirane na strukturi molekulske mete (SB), izvedenepomoću 3-D QSAutogrid/R, Py-CoMFA ili PHASE softvera, zatim studije upoređivanjavezivnih energija (COMBINEr), izvedene pomoću Py-ComBinE softvera, kao i 3-Dfarmakoforne studije, izvedene pomoću PHASE softvera, sprovedene su na osnovueksperimentalno određenih bioaktivnih konformacija parcijalnih agonista, mešovitihagonista/antagonista (SERMs) i potpunih antagonista (SERDs), ko-kristalizovanih ukompleksu sa prirodnim ili mutiranim receptorima.Takođe, procene sposobnosti reprodukcije bioaktivnih konformacija na osnovustruktura molekulskih meta (SB) kao i bioaktivnih konformacija samih liganada (LB),sprovedene pomoću softvera besplatnih za akdemsku zajednicu ili komercijalnih rešenja,dale su upute kako da se izvrši SB/LB poravnanje netestiranih jedinjenja. 3-D QSAR,COMBINEr i 3-D farmakoforni modeli za ligande ERα, upareni sa pravilima za SB/LBporavnanja, obznanjeni su kao korisni za definisanje molekularnih determinanti zaantikancerogenu aktivnost baziranu na antagonizmu ERα kao i za predviđanje aktivnostiodgovarajućih liganada.Ovde razvijeni protokoli verifikovani su kroz dizajn i predviđanje aktivnosti 12novih SERMs kumarinskog tipa, proisteklih iz 3-D QSAutogrid/R metodologije, nazvanih3DQ-1a do 3DQ-1e, zatim 6 novih kumarinskih SERMs proisteklih iz Py-CoMFA i PyComBinE metodologija, označenih kao CBE-1 do CBE-6, kao i 12 novih derivatabrefeldina A (BFA), kao rezultat aplikacije PHASE 3-D farmakofornih i 3-D QSARstudija, označenih kao 3DPQ-1 do 3DPQ-12, koji su razvijeni nakon virtuelnog skeniranjadatasetova iz National Cancer Institute i optimizacije BFA.Svi novi in silico-dizajnirani ERα antagonisti sintetisani su i potvrđeni kaoselektivni antagonisti ERα, pokazujući aktivnost u rM do nM opsegu. Jedinjenja supotvrđena kao modulatori ERα i validirana kao antiproliferativni agensi na nivouMCF-7 ćelijskih linija kancera dojke, takođe ispoljavajući rM do nM aktivnost, u istovreme ne pokazujući agonizam prema endometrijalnim ćelijskim linijama, čime suispoljili farmakološki profil superiorniji u odnosu na SERMs. Mehanizam delovanjaproučavan je na nivou inhibicije Raf-1/MAPK/ERK i p53 puteva signalne transdukcije,sprečavajući hormonski-posredovanu ekspresiju gena na nivou direktnog i indirektnogputa i stopirajući proliferaciju MCF-7 ćelijskih linija u G0/G1 fazi.In vivo eksperimenti u smislu per os administracije na ženkama pacova iz Wistarsoja sa indukovanim kancerom dojke, izdvojili su derivate 3DQ-4a, 3DQ-2a, 3DQ-1a, 3DQ1b, 3DQ-2b, 3DQ-3b, CBE-4, CBE-5, CBE-3, 3DPQ-12, 3DPQ-3, 3DPQ-9, 3DPQ-4, 3DPQ2 i 3DPQ-1 kao one sa izvanrednim potencijalom supresije tumora uz ispoljavanjeoptimalnog farmakokinetičkog profila i bez značajnih histopatoloških posledica.Priloženi podaci ukazuju da navedena jedinjenja trebaju biti podvrgnuta kliničkimstudijama u lečenju kancera dojke. The estrogen receptor α (ERα) represents a 17β-estradiol inducible transcriptional regulatorthat initiates the RNA polymerase II-dependent transcriptional machinery, pointed for breastcancer (BC) development via either genomic direct or genomic indirect (i.e. tethered) pathway. Todesign and synthesize innovative ligands against ERα, structure-based (SB) three-dimensionalquantitative structure-activity relationships (3-D QSAR) studies, conducted either employing 3-DQSAutogrid/R, Py-CoMFA, or PHASE software, SB Comparative Binding Energy (COMBINEr)studies, performed with the aid of Py-ComBinE software, as well as SB 3-D Pharmacophorestudies, developed using PHASE software, have been undertaken using experimentally determinedbioactive conformations of partial agonists, mixed agonists/antagonists (SERMs), and fullantagonists (SERDs) co-crystallized within either wild-type or mutated ERα receptors.SB and ligand-based (LB) alignments assessments, performed with the aid of free-foracademia or commercial software, ruled out the guidelines for SB/LB alignment of untestedcompounds. 3-D QSAR, COMBINEr, and 3-D Pharmacophore models for ERα ligands, coupledwith SB/LB alignment, were revealed to be useful tools to dissect the chemical determinants forERα-based anticancer activity as well as to predict their potency.The herein-developed protocols were verified through the design and potency predictionof new 12 coumarin-based SERMs originating from the 3-D QSAutogrid/R methodology, namely3DQ-1a to 3DQ-1е, new 6 coumarin-based SERMs originating from the Py-CoMFA and PyComBinE methodologies, namely CBE-1 to CBE-6, as well as 12 new Brefeldin A (BFA)-derivatives, originating from the PHASE 3-D Pharmacophore studies and 3-D QSAR studies,3DPQ-1 to 3DPQ-12, emerging after the virtual screening of National Cancer Institute datasetsand lead optimization of BFA.All new in silico-designed ERα antagonists were synthesized and confirmed as selectiveERα antagonists, showing potencies ranging from single-digit nanomolar to picomolar. The hitswere confirmed as selective estrogen receptor modulators and validated as antiproliferative agentsusing MCF-7 breast cancer cell lines exerting picomolar to low nanomolar potency, at the sametime showing no agonistic activity within endometrial cell lines thus exerting a superior profilethan SERMs. Their mechanism of action was inspected and revealed to be through the inhibitionof the Raf-1/MAPK/ERK and p53 signal transduction pathways, preventing hormone-mediatedgene expression on either genomic direct or genomic indirect level, and stopping the MCF-7 cellsproliferation at G0/G1 phase.In vivo experiments, by means of the per os administration to female Wistar rats with preinduced breast cancer, distinguished the following derivatives, 3DQ-4a, 3DQ-2a, 3DQ-1a, 3DQ1b, 3DQ-2b, 3DQ-3b, CBE-4, CBE-5, CBE-3, 3DPQ-12, 3DPQ-3, 3DPQ-9, 3DPQ-4, 3DPQ2, and 3DPQ-1, showing remarkable potency as tumor suppressors endowing with optimalpharmacokinetic profiles and no significant histopathological profiles. The presented data indicatethe new compounds as potential candidates to be submitted to clinical trials for breast cancer therapy. - 2022 Mladenović, Milan, 1984- Kostić, Danijela, 1969- Mitrović, Marina, 1975- Ragno, Rino, 1965- https://phaidrakg.kg.ac.rs/o:1576 cobiss:83723529 thesis:8617 Kurtanović, Nezrina, 1990-