Lovastatina (Italiano)

La compattina e la lovastatina, prodotti naturali con un potente effetto inibitorio sull’HMG-CoA reduttasi, furono scoperti negli anni ’70 e portati nello sviluppo clinico come potenziali farmaci per abbassare il colesterolo LDL .

Nel 1982, furono intraprese alcune indagini cliniche su piccola scala di lovastatina, un prodotto naturale derivato dal polichetide isolato da Aspergillus terreus, in pazienti ad altissimo rischio, in cui furono osservate drastiche riduzioni del colesterolo LDL, con pochissimi effetti negativi. Dopo che gli ulteriori studi sulla sicurezza animale con lovastatina non hanno rivelato alcuna tossicità del tipo che si pensa fosse associato alla compactina, gli studi clinici sono proseguiti.

Studi su larga scala hanno confermato l’efficacia della lovastatina. La tollerabilità osservata ha continuato ad essere eccellente e la lovastatina è stata approvata dalla FDA statunitense nel 1987. È stata la prima statina approvata dalla FDA.

Nel 1998, la FDA ha vietato la vendita di integratori alimentari derivati dal riso rosso fermentato, che contiene naturalmente lovastatina, sostenendo che i prodotti contenenti agenti di prescrizione richiedono l’approvazione del farmaco. Il giudice Dale A. Kimball del tribunale distrettuale degli Stati Uniti per il distretto dello Utah, ha accolto una mozione del produttore di Cholestin, Pharmanex, secondo cui il divieto dell’agenzia era illegale ai sensi del Dietary Supplement Health and Education Act del 1994 perché il prodotto era commercializzato come integratore alimentare, non come farmaco.

L’obiettivo è ridurre i livelli di colesterolo in eccesso a una quantità compatibile con il mantenimento della normale funzione corporea. Il colesterolo viene biosintetizzato in una serie di oltre 25 reazioni enzimatiche separate che inizialmente coinvolgono tre condensazioni successive di unità acetil-CoA per formare il composto a sei atomi di carbonio 3-idrossi-3-metilglutaril coenzima A (HMG CoA). Questo viene ridotto a mevalonato e quindi convertito in una serie di reazioni agli isopreni che sono i mattoni dello squalene, il precursore immediato degli steroli, che ciclizza a lanosterolo (uno sterolo metilato) e ulteriormente metabolizzato a colesterolo. Un certo numero di primi tentativi di bloccare la sintesi del colesterolo ha portato ad agenti che hanno inibito in ritardo il percorso biosintetico tra lanosterolo e colesterolo. Un importante passaggio limitante la velocità nel percorso è a livello dell’enzima microsomiale che catalizza la conversione di HMG CoA in acido mevalonico e che è stato considerato un obiettivo primario per l’intervento farmacologico per diversi anni.

HMG CoA reduttasi si verifica all’inizio del percorso biosintetico ed è tra i primi passi impegnati nella formulazione del colesterolo. L’inibizione di questo enzima potrebbe portare all’accumulo di HMG CoA, un intermedio idrosolubile che è, quindi, in grado di essere rapidamente metabolizzato in molecole più semplici. Questa inibizione della reduttasi porterebbe all’accumulo di intermedi lipofili con un anello di sterolo formale.

La lovastatina è stata il primo inibitore specifico della HMG CoA reduttasi a ricevere l’approvazione per il trattamento dell’ipercolesterolemia. La prima svolta negli sforzi per trovare un inibitore potente, specifico e competitivo dell’HMG CoA reduttasi avvenne nel 1976, quando Endo et al. ha riportato la scoperta di mevastatina, un metabolita fungino altamente funzionalizzato, isolato da colture di Penicillium citrium.

BiosynthesisEdit

La biosintesi della lovastatina avviene tramite un percorso iterativo di polichetide sintasi di tipo I (PKS). I sei geni che codificano gli enzimi essenziali per la biosintesi della lovastatina sono lovB, lovC, lovA, lovD, lovG e lovF. La sintesi della diidromonacolina L richiede un totale di 9-malonil Coa. Procede nel percorso PKS fino a raggiungere (E) un hexaketide, dove subisce una cicloaddizione Diels-Alder per formare gli anelli fusi. Dopo la ciclizzazione continua attraverso il percorso PKS fino a raggiungere (I) un nonaketide, che subisce quindi il rilascio da LovB attraverso la tioesterasi codificata da LovG. La diidromonacolina L, (J), subisce quindi ossidazione e disidratazione tramite un’ossigenasi del citocromo P450 codificata da LovA per ottenere la monacolina J, (L).

Il dominio MT da lovB è attivo nella conversione di (B) in (C) quando trasferisce un gruppo metile dalla S-adenosil-L-metionina (SAM) al tetraketide (C). A causa del fatto che LovB contiene un dominio ER inattivo, LovC è richiesto in passaggi specifici per ottenere prodotti completamente ridotti. L’organizzazione del dominio di LovB, LovC, LovG e LovF è mostrata nella Figura 2. Il dominio ER inattivo di lovB è mostrato con un ovale e dove LovC agisce in trans a LovB è mostrato con un riquadro rosso.

In un percorso parallelo, la catena laterale dichetidica della lovastatina è sintetizzata da un altro enzima polichetide sintasi di tipo I altamente riducente codificato da LovF. Infine, la catena laterale, 2-metilbutirrato (M) è legata in modo covalente al gruppo idrossi C-8 della monacolina J (L) da una transesterasi codificata da LovD per formare lovastatina.

Sintesi totaleModifica

Una parte importante del lavoro sulla sintesi della lovastatina è stata svolta da M. Hirama negli anni ’80, che ha sintetizzato la compattina e utilizzato uno degli intermedi per seguire un percorso diverso per arrivare alla lovastatina. La sequenza sintetica è mostrata negli schemi seguenti. Il γ-lattone è stato sintetizzato utilizzando la metodologia Yamada a partire dall’acido glutammico. L’apertura del lattone è stata eseguita utilizzando metossido di litio in metanolo e quindi sililazione per fornire una miscela separabile del lattone di partenza e dell’etere di silile. L’etere di silile su idrogenolisi seguito dall’ossidazione di Collins ha dato l’aldeide. La preparazione stereoselettiva di (E, E) -diene è stata ottenuta mediante aggiunta di anione transcrotil fenil solfone, seguita dall’estinzione con Ac2O e dalla successiva eliminazione riduttiva del solfone acetato. La condensazione di questo con anione di litio di dimetil metilfosfonato ha dato il composto 1. Il composto 2 è stato sintetizzato come mostrato nello schema nella procedura sintetica. I composti 1 e 2 sono stati quindi combinati insieme utilizzando 1,3 eq di idruro di sodio in THF seguito da riflusso in clorobenzene per 82 ore sotto azoto per ottenere l’enone 3.

Semplici reazioni organiche sono state utilizzate per ottenere lovastatina come mostrato in lo schema.

• Percorso biosintetico del colesterolo

• Reazione HMG CoA reduttasi

• Biosintesi utilizzando la ciclizzazione catalizzata da Diels-Alder

• Biosintesi utilizzando aciltransferasi ampiamente specifica

• Sintesi dei composti 1 e 2

• Sintesi completa di lovastatina