Valutazione farmacologica in vitro di nuovi ligandi per NPSR: selettività funzionale tra le vie Gq e Gs

Neuropeptide S (NPS) is the endogenous agonist of the NPS receptor (NPSR), a G protein-coupled receptor (GPCR) involved in the regulation of anxiety, memory, and stress responses. NPSR primarily activates Gq and Gs pathways, leading to an increase in intracellular Ca²⁺ and cAMP levels, respectively. Recent evidence suggests that the therapeutic effects of the NPS/NPSR system are mainly mediated by the calcium (Gq) pathway, whereas side effects are associated with the cAMP (Gs) pathway. This has raised the hypothesis that selective or “biased” ligands might preferentially direct receptor signaling towards one pathway. The aim of this thesis was to characterize both literature-known and newly synthesized ligands to evaluate their ability to differentially activate NPSR through Gq or Gs signaling. For this purpose, a sensitive cAMP assay was optimized and a calcium measurement system was employed to compare pharmacological profiles. The results confirm the validity of these approaches for functional characterization of NPSR and support the potential of developing ligands with biased signaling properties, opening new perspectives for more targeted therapies with reduced side effects.

Il Neuropeptide S (NPS) è l’agonista endogeno del recettore NPSR, un recettore accoppiato a proteine G (GPCR) che svolge un ruolo chiave nella modulazione di ansia, memoria e risposte allo stress. NPSR attiva principalmente le vie Gq e Gs, inducendo rispettivamente un aumento delle concentrazioni intracellulari di Ca²⁺ e di cAMP. Evidenze recenti indicano che gli effetti terapeutici del sistema NPS/NPSR siano prevalentemente mediati dalla via del calcio (Gq), mentre quelli indesiderati dalla via del cAMP (Gs). Ciò ha portato all’ipotesi che ligandi selettivi o “biased” possano indirizzare preferenzialmente il recettore verso una via di segnalazione. Lo scopo di questa tesi è stato caratterizzare ligandi noti in letteratura e di nuova sintesi valutandone la capacità di modulare NPSR in maniera selettiva tra Gq e Gs. A tale fine è stato ottimizzato un saggio sensibile al cAMP ed è stato utilizzato un sistema di misurazione del Ca²⁺ per il confronto dei profili farmacologici. I risultati ottenuti confermano la validità di questi approcci per la caratterizzazione funzionale di NPSR e suggeriscono la possibilità di sviluppare ligandi con profilo di segnalazione preferenziale, aprendo nuove prospettive nella ricerca di terapie più mirate e con minori effetti collaterali.