SINTESI CHEMOENZIMATICA DI DISACCARIDI LACTO-SERIES COME PRECURSORI DI POTENZIALI VACCINI ANTITUMORALI

Gli oligosaccaridi sono presenti sottoforma di glicoconiugati (glicoproteine e glicolipidi) sulla membrana di tutte le cellule. Mediano numerosi eventi tra i quali l’infiammazione, il riconoscimento cellula-cellula, la risposta immunologica, le metastasi e la fecondazione. Alterazioni della composizione oligosaccaridica sulla superficie delle cellule sono spesso associate a fenomeni patologici come il cancro, le infezioni batteriche e quelle virali. Solo da alcuni decenni, in seguito alla scoperta dell’importante coinvolgimento degli zuccheri nei processi patologici e grazie al crescente sviluppo delle tecnologie chimiche, sono state introdotte nuove terapie e nuovi metodi di diagnosi basati sugli oligosaccaridi. Il successo di queste nuove strategie è comunque anche legato alla necessità della messa a punto di procedure di sintesi di oligosaccaridi rapide ed efficienti, che sfruttino, a seconda delle necessità, metodi sia chimici tradizionali che enzimatici. La sintesi chimica degli oligosaccaridi è molto complessa. Monosaccaridi utilizzabili come prodotti di partenza naturali o sintetici si legano tra loro attraverso legami glicosidici che richiedono regioselettività e stereoselettività. La preparazione di intermedi recanti un gruppo ossidrilico libero in una specifica posizione con metodologie tradizionali prevede il ricorso a diverse reazioni di protezione, con gruppi protettivi differenti, per ottenere monosaccaridi con un solo ossidrile in forma libera attraverso diversi step sintetici. Ciò a discapito della resa, purezza del prodotto e, non ultimo, costi elevati. L’obiettivo di questo lavoro di tesi è stata la sintesi di disaccaridi “lacto-series” da utilizzarsi come building blocks per la preparazione di vaccini antitumorali. Una prima fase della tesi ha previsto la preparazione di monosaccaridi acetilati, derivati di glucosammina come accettore (sugar acceptor) e galattosio come donatore (sugar donor). La glucosammina è stata funzionalizzata in posizione anomerica con il gruppo tiocianometile mediante tre step chimici e successivamente è stata sottoposta a idrolisi enzimatica regioselettiva catalizzata da un’esterasi da Bacillus pumilus. L’impiego di biocatalizzatori ha permesso l’ottenimento di composti monodeprotetti (C-4 e C-6, sugar acceptors) con ottime rese senza dover ricorrere a protezioni/deprotezioni differenziate per riuscire a funzionalizzare selettivamente la molecola considerata. Seguendo questo approccio si ottiene una sensibile riduzione degli steps sintetici ed una semplificazione delle reazioni chimiche coinvolte. La preparazione dello sugar donor ha previsto tre step chimici: il galattosio è stato acetilato, deprotetto in posizione anomerica e infine attivato con il gruppo tricloroacetimidato. I disaccaridi di interesse sono stati preparati con sintesi convergente, coniugando i sugar acceptors e sugar donor precedentemente sintetizzati. Le condizioni sperimentali della reazione di glicosilazione quali temperatura, promoter, solvente, rapporto stechiometrico (sugar acceptor/promoter) sono state studiate. Il metodo presentato in questa tesi, basato sull’integrazione della sintesi tradizionale e di quella enzimatica, ha consentito l’ottenimento di disaccaridi analoghi della lattosamina utili come precursori di potenziali vaccini antitumorali.