I nuovi senolitici derivati dalla Fisetina superano il composto originale e prolungano gli anni di vita in salute nei topi

La senescenza cellulare — lo stato in cui cellule danneggiate si arrestano in modo permanente ma rimangono metabolicamente attive e secernono segnali pro-infiammatori (il SASP) — è un driver consolidato dell'invecchiamento e delle malattie correlate all'età. Sebbene i senolitici che eliminano selettivamente le cellule senescenti si siano dimostrati efficaci nei modelli animali, il senolitico naturale più studiato, la fisetina, soffre di scarsa biodisponibilità e modesta potenza. Questo studio si è proposto di progettare analoghi superiori della fisetina utilizzando un approccio di drug discovery fenotipico, aggirando la necessità di predefinire un singolo bersaglio molecolare — una scelta progettuale importante, data la promiscuità multi-pathway della fisetina.

Il team dell'Università del Minnesota ha sottoposto a screening una libreria mirata di flavonoidi naturali in fibroblasti embrionali murini (MEF) senescenti Ercc1−/−, un modello progerioide ben validato. Un indice di selettività (SI) — il rapporto tra l'EC50 nelle cellule non senescenti e l'EC50 nelle cellule senescenti — ha guidato la prioritizzazione dei composti. Dalle analisi preliminari di SAR sono emerse alcune caratteristiche strutturali critiche: il posizionamento dei gruppi ossidrilici, il grado di coniugazione e specifiche sostituzioni sull'anello B. Queste intuizioni hanno guidato un'ottimizzazione chimica iterativa, producendo infine SR29384 e SR31133, che hanno costantemente superato la fisetina sia in termini di potenza che di selettività in più tipi cellulari.

Nei confronti diretti in coltura cellulare, SR29384 e SR31133 hanno dimostrato valori di EC50 significativamente inferiori nei MEF senescenti rispetto alla fisetina, mantenendo al contempo indici di selettività più elevati, il che significa che eliminano le cellule senescenti a concentrazioni che risparmiano le cellule normali in proliferazione. I composti sono stati testati su un pannello di tipi cellulari senescenti indotti da diversi stressori (replicativo, indotto da danno al DNA e indotto da oncogeni), confermando un'attività senolitica ad ampio spettro piuttosto che un'efficacia limitata a un singolo modello di senescenza.

In vivo, entrambi i composti sono stati testati in topi wild-type anziani (di 24 mesi) e in topi progerioidi Ercc1−/Δ. Gli animali trattati hanno mostrato una ridotta espressione di marcatori di senescenza, tra cui p16Ink4a e p21Cip1 in più tessuti, nonché livelli inferiori di componenti del SASP. È importante sottolineare che il trattamento è stato associato a miglioramenti nei parametri di performance fisica — tra cui la forza della presa e le prestazioni al rotarod — e in altri parametri correlati agli anni di vita in salute rispetto ai controlli trattati con veicolo, dimostrando benefici sia funzionali che molecolari.

L'indagine meccanicistica ha combinato la trascrittomica RNA-seq di cellule senescenti trattate rispetto a quelle non trattate con la predizione dei bersagli basata sul machine learning, la farmacologia di rete e il docking molecolare. Questo approccio multi-pronged ha convergito su PARP1 e CDK2 come probabili bersagli primari, con BCL-xL come possibile bersaglio secondario che contribuisce all'apoptosi delle cellule senescenti. Questi bersagli si allineano con le vie di sopravvivenza note che risultano upregolate nelle cellule senescenti. Gli autori sottolineano che, sebbene questi risultati siano convincenti, il coinvolgimento definitivo del bersaglio in vivo e le affinità di legame precise attendono ulteriore validazione. Sono stati riportati anche dati farmacocinetici che suggeriscono una solubilità e un assorbimento migliorati rispetto alla fisetina, sebbene la profilazione PK completa negli esseri umani rimanga da effettuare. Complessivamente, SR29384 e SR31133 rappresentano candidati senolitici ben caratterizzati e traducibili, pronti per un ulteriore sviluppo preclinico ed eventuali test clinici.