Optymalizacja aktywności antagonistów białka PDL1 w oparciu o syntezę układów 5 i 6 członowych skumulowanych z dystalnym pierścieniem m-terfenylu

The following master thesis is based on synthesis of compounds containing a 5- or 6-member ring fused with distal m-terphenyl ring and studies of their activity as potent PD-L1 protein antagonists. Binding of PD-1 protein with its ligand PD-L1 causes functional exhaustion of T-cells and their apoptosis. PD-L1 protein exists naturally in many types of cells. Under normal circumstances, the PD-1/PD-L1 interaction prevents autoimmune diseases. Cancer cells exhibit an overexpression of PD-L1 protein so that they are not attacked by immune system cells. Blockade of binding zone of any of these proteins results in T-cell proliferation and cytokine production, which causes an immune response towards tumor cells. The current immunooncological therapies based on monoclonal antibodies are expensive and may cause dangerous side effects. In this work, synthesis of promising PD-L1 antagonists free of the said drawbacks has been described. During the research, optimization of structure in the area of one of distal rings of m-terphenyl scaffold has been conducted and a series of derivatives containing fused 5- and 6- member rings have been synthesized. Relevant aryl halides were borylated in Miyaura reaction to their corresponding pinacol esters and then terphenyls were synthesized using the Suzuki reaction. In the last step the solubilizer in form of N-(2-aminoethyl)acetamide or serinol was linked to the molecule. 6 final compounds not described in the literature were obtained. Their affinity for PD-L1 binding zone was measured using HTRF method. For three of them, amount of unblockaded protein was at the level of 2% with the concentration of inhibitor as low as 0.5 nM. These compounds can act as a base for following studies on inhibition of PD-1/PD-L1 interaction in the context of immunooncological therapy.

Poniższa praca magisterska opiera się na syntezie pochodnych zawierających pierścień 5- lub 6-członowy skumulowany z dystalnym pierścieniem m-terfenylu oraz zbadanie ich aktywności jako potencjalnych antagonistów białka PD-L1. Białko PD-L1 występuje naturalnie w wielu rodzajach tkanek. W normalnych warunkach interakcja PD-1/PD-L1 zapobiega chorobom autoimmunologicznym. W komórkach nowotworowych występuje nadekspresja białka PD-L1, przez co nie są one atakowane przez komórki układu odpornościowego. Zablokowanie strefy wiążącej któregokolwiek z tych białek pozwala na proliferację limfocytów T i produkcję cytokin, co przekłada się na odpowiedź immunologiczną skierowaną w stronę guza. Obecne terapie immunoonkologiczne oparte na przeciwciałach monoklonalnych są drogie i mogą powodować groźne skutki uboczne, dlatego w pracy podjęto się syntezy skutecznych antagonistów PD-L1 wolnych od powyższych wad. W trakcie badań przeprowadzono optymalizację struktury w obszarze jednego z dystalnych pierścieni układu m-terfenylu i zsyntezowano szereg pochodnych zawierających skumulowany pierścień 5- lub 6- członowy. Odpowiednie halogenki arylowe borylowano w reakcji Miyaury do estrów pinakolowych, a następnie zsyntezowano terfenyle za pomocą reakcji Suzuki. W ostatnim etapie do cząsteczki przyłączono grupę zwiększającą rozpuszczalność cząsteczki w postaci N-(2-aminoetylo)acetamidu lub serinolu. Otrzymano 6 końcowych związków nieopisanych w literaturze. Zmierzono ich powinowactwo do białka PD-L1 za pomocą metody HTRF. Dla trzech z nich ilość niezdysocjowanego kompleksu białek PD-1/PD-L1 białka jest na poziomie 2% przy stężeniu inhibitora wynoszącym 0,5 nM. Mogą one posłużyć jako baza do dalszych badań nad inhibicją interakcji PD-1/PD-L1 w kontekście terapii immunoonkologicznej.