Incremento della solubilità di due candidati inibitori di NEK6 mediante complessazione con ciclodestrine

The protein kinase NEK6 is a target of interest in oncological pathologies such as breast and ovarian cancer. The development of effective inhibitors is often hindered by their marked insolubility in water. The present work investigates the complexation of two candidates C8 and C21 with various cyclodextrins (CDs) to improve their solubility profile. A preliminary screening allowed for the identification of the CDs with the highest solubilizing power, which were subsequently subjected to phase solubility studies (Higuchi-Connors method) to calculate the stability constant (Kc) of the inclusion complex. Given the insolubility of the candidates in an aqueous environment, the inclusion complexes were synthesized in the solid state via kneading and ball milling with minimal amounts of solvent (Liquid-Assisted Grinding). The products were characterized by thermogravimetric analysis (TGA) and infrared spectroscopy (FT-IR), confirming the formation of intermolecular interactions through variations in thermal stability and vibrational shifts. To overcome the analytical challenges associated with the compounds' extreme hydrophobicity, the analysis was integrated with Molecular Dynamics (MD) studies to further investigate host-guest interaction mechanisms. While not providing a direct measure of the thermodynamic stability, the in silico approach allowed the experimental data to be rationalized on an enthalpic and geometric basis and enabled the identification of the most favorable binding poses.

La proteina chinasi NEK6 è un bersaglio di interesse in patologie oncologiche come il tumore al seno e ovarico, ma lo sviluppo di inibitori efficaci è spesso ostacolato dalla loro marcata insolubilità in acqua. Il presente lavoro indaga la complessazione di due candidati, C8 e C21, con diverse ciclodestrine per migliorarne il profilo di solubilità. Uno screening preliminare ha permesso di individuare le CD con il maggior potere solubilizzante, successivamente sottoposte a studi di solubilità di fase (metodo di Higuchi-Connors) per il calcolo della costante di stabilità (Kc) del complesso di inclusione. Data l'insolubilità dei candidati in ambiente acquoso, i complessi sono stati sintetizzati allo stato solido tramite co-macinazione manuale e meccano-chimica in mulino a sfere in presenza di minime quantità di solvente. I prodotti sono stati caratterizzati mediante analisi termogravimetrica (TGA) e spettroscopia infrarossa (FT-IR), confermando la formazione di interazioni intermolecolari attraverso variazioni di stabilità termica e shift vibrazionali. Per supportare l'interpretazione dei dati sperimentali, l'indagine è stata affiancata da uno studio di Dinamica Molecolare (MD), per esplorare i meccanismi di interazione host-guest a livello molecolare e a razionalizzare le geometrie di coordinazione più probabili.L'approccio in silico, pur non fornendo una misura diretta della stabilità termodinamica, ha permesso di razionalizzare i dati sperimentali sul piano entalpico e geometrico e di identificare le pose di legame più favorevoli.