Il cisplatino cis-[PtCl2(NH3)2] è un farmaco antineoplastico particolarmente efficace nell'eradicazione di tumori solidi ad esempio a polmone e prostata. La sua azione si basa sull'interazione con le basi azotate del DNA, in particolare adenina e guanina, con interruzione della trascrizione del patrimonio genetico e morte cellulare. Necessaria alla sua attività biologica è l'attivazione per idrolisi del farmaco che risulta nella formazione dell'acquocomplesso [PtCl(NH3)2(H2O)]+. Questo intermedio può subire sostituzione da parte di nucleofili cellulari come gli acidi nucleici del DNA, generando l'attività citotossica, o come proteine e piccoli peptidi che possono mediare effetti di resistenza e comparsa di reazioni avverse. Purtroppo, nonostante la buona efficacia del cisplatino nel trattamento antineoplastico, questi ultimi fattori ne limitano fortemente l'efficacia ed hanno spinto alla ricerca di nuovi farmaci basati sul platino. Di particolare interesse risulta quindi lo studio delle proprietà del complessi di interazione del cisplatino con i suoi leganti biologici che in questo progetto ci proponiamo di perfezionare attraverso l'analisi di addotti del farmaco con la base azotata uracile ed i suoi tioderivati: 2-tiouracile, 4-tiouracile e 2,4-ditiouracile. Per fare ciò verranno utilizzate varie metodologie analitiche basate sulla spettrometria di massa, tra le quali la spettroscopia IR multiple photon dissociation (IRMPD) che permette di ottenere informazioni sui modi vibrazionali di ioni isolati. Questi dati possono essere utilizzati con il supporto di calcoli quanto-meccanici per una fine caratterizzazione strutturale dei complessi di interesse. Scopo di questo progetto è ottenere informazioni sulle proprietà intrinseche del cisplatino nella sua interazione con la pirimidina uracile ed i suoi tioderivati, per una migliore comprensione dei meccanismi molecolari responsabili dell'attività biologica del farmaco.
Il meccanismo d'azione del cisplatino, riguardante l'interazione con gli acidi nucleici del DNA, è stato estesamente studiato [1], ed attualmente si sta attribuendo ma sempre maggiore importanza alla possibilità che altri elementi cellulari, come proteine e piccoli peptidi, possano essere coinvolti nella distribuzione e nel metabolismo del farmaco [17]. La natura di acido soft di Pt(II) permette di identificare come nucleofili principali per la sostituzione e la formazione di complessi con molecole biologiche, i gruppi tiolici di aminoacidi e gli azoti di imidazoli e pirimidine, come è stato dimostrato anche da calcoli teorici [2,3]. Studi di reattività in fase gassosa [13,14] hanno, però, sottolineato come leganti che presentano ossigeno possano essere cineticamente favoriti nell'attacco al platino. Un'accurata caratterizzazione del complesso tra il cisplatino e l'uracile potrebbe fornire nuove informazioni sul delicato tema della reattività dei complessi del platino aprendo un nuovo ventaglio di possibilità sulla sua interazione con macromolecole biologiche.
Ulteriori esperimenti riguarderanno la formazione di complessi tra il cisplatino ed i tioderivati dell'uracile: 2-tiouracile, 4-tiouracile e 2,4-ditiouracile. Essendo nota la naturale preferenza del platino nel legarsi a nucleofili contenenti zolfo rispetto all'ossigeno, questi esperimenti si propongono di valutare l'eventuale attacco del platino ad entrambi i siti o la sua specificità per il gruppo chetonico o tiochetonico tramite analisi vibrazionale di queste specie ioniche. Informazioni aggiuntive su questi complessi saranno raccolte osservandone il comportamento in seguito ad attivazione tramite collisione (CID) ed irraggiamento laser per valutare l'influenza del legame del metallo con l'ossigeno o lo zolfo, rispettivamente dei gruppi chetonico e tiochetonico, sulla frammentazione dei composti di coordinazione in esame. Questo progetto ha come obiettivo principale quello di coniugare una maggiore comprensione dei meccanismi di interazione del cisplatino con biomolecole con possibili nuovi dati riguardanti l'attivazione di complessi metallici in seguito alla coordinazione con specie chimiche di natura diversa. Inoltre, dal punto di vista puramente analitico, l'ottenimento di informazioni spettroscopiche sui complessi allo stato isolato ci permetterà di mettere in risalto la potenza della spettroscopia IRMPD nel separare e caratterizzare isomeri strutturali altrimenti di difficile risoluzione tramite spettrometria di massa.
17. A. Casini, J. Reedijk Chem. Sci. 2012, 3, 3135.