La via di trasduzione Hedgehog (Hh) è fondamentale nella differenziazione cellulare e nella regolazione dell'organogenesi nei vertebrati. Recentemente è stato dimostrato come un'attivazione incontrollata della via Hh induca l'insorgenza di alcuni tipi di tumori, tra cui il carcinoma basocellulare (BCC), il medulloblastoma (MB) e il glioblastoma (GBM). Numerosi studi confermano un suo coinvolgimento nei meccanismi di autorigenerazione delle cellule cancerose staminali, di proliferazione cellulare e di progressione tumorale. Nonostante le attuali opzioni terapeutiche, l'aspettativa di sopravvivenza non supera i 15 mesi, rendendo necessario lo sviluppo di nuove terapie mirate. Il target terapeutico più promettente nell'inibizione della via Hh è la proteina effettrice finale Gli1, promotrice della trascrizione dei geni target. Uno screening computazionale di una libreria di composti naturali in house ha permesso di individuare potenziali inibitori di Gli1, in particolare l'isoflavone Glabrescione B (GlaB), e i vismioni E e B come potenziali inibitori selettivi della proteina Gli1. Il GlaB, la cui struttura e sintesi sono attualmente coperte da brevetto, è risultato efficace sia in vitro che in vivo per il trattamento del MB. Per i vismioni E e B è stata approfondita l'attività funzionale attraverso un saggio di screening del reporter della luciferasi Gli-dipendente, ed il vismione E è risultato essere il candidato più promettente. L'obiettivo di questo progetto prevede la realizzazione di una sintesi totale del vismione E e la valutazione della sua attività in vitro ed in vivo come inibitore di Gli1. Inoltre, sulla base dei risultati dello screening computazione, sono stati disegnati una serie di suoi derivati artificiali che hanno a loro volta mostrato affinità per Gli1. Un ulteriore scopo di questo progetto comprende quindi la sintesi e caratterizzazione di questi derivati e la valutazione della loro attività in vitro ed in vivo.
Allo stato attuale esistono numerosi inibitori di SMO, molti dei quali sono in fase avanzata della sperimentazione clinica. Ciononostante, recentemente sono stati osservati un numero crescente di tumori resistenti alla monoterapia con SMO antagonisti, ed è pertanto emersa la necessità di utilizzarli in terapie combinate [Cancer Cell 2015, 27, 315; Molecular Oncology 2015, 9, 389]. I principali meccanismi di resistenza osservati sono dovuti a mutazioni del sito legante di SMO, che non permettono un'efficiente interazione con l'inibitore, oppure ad un meccanismo di attivazione non canonica della via Hh che agisce direttamente sui fattori di trascrizione Gli1 indipendentemente da SMO [Nature 2013, 494, 484]. Lo sviluppo, quindi, di inibitori di Gli1 ha il doppio vantaggio di offrire un'alternativa alle terapie attualmente in via di sviluppo, che hanno come obiettivo l'inibizione del recettore SMO, e di agire a valle della via Hh nei casi di attivazione non canonica. Attualmente sono riportati in letteratura pochi esempi di inibitori di Gli che sono classificati in base al meccanismo di azione antagonistica. In particolare, antagonisti diretti quali GANT61, triossido di arsenico e gli HPI agiscono bloccando l'interazione Gli1/DNA e di conseguenza l'attività trascrizionale [International Journal of Molecular Sciences 2018, 19, 2562]. Sulla base degli incoraggianti risultati riscontrati nelle sperimentazioni cliniche è necessario individuare nuovi inibitori di Gli che agiscano come antagonisti diretti, per allargare lo spettro delle terapie disponibili e migliorare l'aspettativa di vita dei pazienti.
Il vismione E è un composto naturale estratto dalle bacche dello Psorospermum febrifugum (Hypericaceae), pianta diffusa nell'Africa tropicale. Tale composto è stato individuato come potenziale inibitore di Gli1 attraverso uno screening computazionale (docking) di una libreria di composti naturali in house, e successivamente un saggio luciferasico Gli-dipendente di inibizione della via Hh ha confermato la sua attività nei test in vitro [EMBO Journal 2015, 34, 200]. Per delineare il profilo farmacologico e farmacocinetico del vismione E sono necessari ulteriori test in vitro ed in vivo, ed è per questo fondamentale avere a disposizione grandi quantità di composto. Purtroppo il processo di estrazione da fonti naturali è poco efficiente: la procedura estrattiva riportata in letteratura prevede l'utilizzo di ingenti quantità di materiale vegetale e una sequenza di purificazioni successive per ottenere soltanto pochi milligrammi di prodotto (da 1.2 kg di bacche essiccate e triturate sono stati estratti 125 mg di vismione E) [Phytochemistry 1983, 22, 227]. La progettazione e la realizzazione di una sintesi totale di questo composto permetterebbe, dunque, di superare i problemi di reperibilità da materiale vegetale, accelerando in questo modo la fase di sviluppo preclinico come inibitore della via Hh implicata in diversi tumori. Inoltre, lo sviluppo di una via sintetica pratica ed efficiente apre la strada per la sintesi totale di composti naturali a struttura antracenonica, antronica ed antrachinonica variamente sostituiti, per i quali sono attualmente riportati in letteratura solo due esempi di sintesi, realizzati attraverso numerosi passaggi sintetici in condizioni di reazione drastiche con rese totali scarse [Tetrahedron Letters 1979, 38, 3593; Journal of Chemical Society, Perkin Transactions 1 2000, 2483].