Farmacologia: Antitumorali 1

ANTITUMORALI

Cancro: termine generale
Tumore: si riferisce al cancro solido
Neoplasia: si riferisce al cancro senza un sito definito

Il cancro è un processo a più fasi che è accompagnato da una graduale perdita di controllo sia della stabilità genomica, sia della crescita cellulare.

La caratteristica principale è la differenziazione e la crescita incontrollata di cellule anomale che non seguono i normali meccanismi di regolazione. Queste cellule sono in grado di invadere il normale tessuto adiacente (che andrà incontro a degenerazione) e dar luogo a metastasi.

La cellula di un tumore presenta queste caratteristiche:

-modifica delle dimensioni e forma del nucleo (PLEIOMORFISMO)

-aumento delle dimensioni del nucleo con conseguente variazione del rapporto nucleo/citoplasma da 1:6 fino a 1:3/1:2

-nucleo POLIMORFO E IPERCROMICO a causa dell’elevata quantità di DNA (indice di attività riproduttiva)

-fusi mitotici atipici (polipolari)

In alcuni tumori possiamo riscontrare modifiche anche negli organuli citoplasmatici e nella membrana. Inoltre queste cellule non hanno bisogno di fattori di crescita per la loro sopravvivenza (autonomia di crescita) e la loro crescita non è influenzata dall’inibizione da contatto e quindi crescono in modo incontrollato, ammassandosi le une sulle altre.

Un tumore si sviluppa in seguito ad un danno nel DNA. Questo danno può insorgere o per una mutazione casuale durante i normali processi di duplicazione oppure può essere dovuta all’azione di un agente cancerogeno. Spesso accade che nei tumori non funzioni i sistemi di “controllo” e di riparazione del DNA, come il fattore di trascrizione p53. Questo induce l'espressione dei geni della riparazione del DNA.

I principali geni riguardanti l’insorgenza di tumori sono classificati in 3 categorie: protoncogeni, oncogeni e oncosoppressori.

I protoncogeni sono degli oncogeni presenti normalmente nella cellula e possono trasformarsi negli oncogeni veri e propri in due modi:

-alterazione della sequenza genica e conseguente modifica dell’attività

-aumento dell’espressione del protoncogene con conseguente aumento dell’attività riproduttiva (proteine)

I geni oncosoppressori, invece, sono geni che limitano il processo riproduttivo delle cellule (apoptosi e adesione cellulare)  e una modifica nella loro sequenza genica che ne determini l’inattivazione porta all’insorgenza del tumore.

Ciclo cellula tumorale

Come ogni cellula, la cellula tumorale possiede diverse fasi del ciclo:

- G0: la fase G0 è una fase che precede la fase G1 ed è come una sorta di check point per la cellula poichè in questa fase avviene il controllo del materiale genetico e l'eventuale correzione degli errori che vengono trovati

- G1: periodo che va dalla fine di una mitosi alla fase di sintesi del DNA che precede la mitosi successiva. Durante la fase G1 la cellula cresce in dimensioni, importa materiali all'interno del nucleo e si prepara per la replicazione del DNA

 - S: momento della sintesi del DNA

 - G2:  intervallo compreso tra la sintesi del DNA e la mitosi; durante questa fase le cellule si preparano per la divisione cellulare

- M: mitosi, comprende la rottura della membrana nucleare, la condensazione dei cromosomi, il loro legame al fuso mitotico e la segregazione dei cromosomi ai due poli; alla fine della mitosi la cellula si divide.

La differenza tra una cellula normale e una tumorale, è che in quest’ultima sono presenti variazioni nella regolazione del ciclo cellulare che determinano una proliferazione inesorabile. Un esempio è il caso di alcuni tumori in cui è presente mutazione o delezione del gene della proteina RB che abbassano o aboliscono la sua capacità di legare e inibire alcuni fattori trascrizionali (famiglia E2F); questi controllano l'espressione di numerosi geni i cui prodotti fanno procedere la cellula nel ciclo.

La comprensione del ciclo vitale dei tumori è essenziale per l’uso adeguato degli antitumorali; questi infatti agiscono in diverse maniere, tra cui:

-          Danneggiando il DNA (durante fase S)

-          Bloccando formazione fuso mitotico (fase M).

Molti altri invece sono “non ciclo-specifici”.

P53

La p53, anche conosciuta come proteina tumorale 53 (gene TP53), è un fattore di trascrizione che regola il ciclo cellulare e ricopre la funzione di soppressore tumorale. La sua funzione è particolarmente importante negli organismi pluricellulari per sopprimere i tumori nascenti. La p53 è stata descritta come "il guardiano del genoma" riferendosi al suo ruolo di preservazione della stabilità attraverso la prevenzione delle mutazioni. La p53 umana è una proteina di 393 amminoacidi.

P53 interviene in molti meccanismi anti-tumorali:

-          attiva la riparazione del DNA danneggiato (se il DNA è riparabile), inducendo la trascrizione di geni riparatori del DNA;

-          in seguito a danni del DNA p53 viene fosforilata da ATM e in tale forma può agire come fattore di trascrizione, migra nel nucleo, si lega a p21 inducendone la trascrizione e portando così al blocco del ciclo cellulare;

-          può dare inizio all’apoptosi nel caso il danno al DNA sia irreparabile; se il DNA viene riparato, p53 viene degradata da MDM2 e c'è la ripresa del ciclo cellulare.

Può dunque indurre l’arresto della crescita cellulare, l’apoptosi e la senescenza cellulare. Nelle cellule normali p53 è solitamente inattiva, legata alla proteina MDM2 che inibisce la proteina e ne promuove la degradazione funzionando come una ligasi dell’ubiquitina. L’attivazione di p53 è indotta dopo gli effetti di vari agenti come i raggi UV.

TERAPIA

Scegliere il trattamento giusto dipende da 2 fattori fondamentali:

-          Malattia locale à CURA SPECIFICA

-          Metastasi e quindi malattia in stato avanzato à CURA PALLIATIVA (si occupa in maniera attiva e totale dei pazienti colpiti da una malattia che non risponde più a trattamenti specifici e la cui diretta evoluzione è la morte)

Si parla di "Fattore prognostico" per indicare una caratteristica biologica tale da modificare la prognosi della paziente come:

-        Caratteristiche del paziente indipendente dalla malattia, quali l'età, la menopausa, performance status, peso

-         Caratteristiche della malattia, come la dimensione del tumore, istologia, grado, coinvolgimento linfonodale

-        Marcatori biologici, come oncogeni

Si parla di "Fattore predittivo" per indicare quel carattere in grado di anticipare l'efficacia di un trattamento. Ha come scopo quello di definire la potenziale risposta o non risposta dei pazienti a un trattamento. I fattori classici restano le Dimensioni, il numero di Linfonodi, il Grado di differenziazione e la quantità di Recettori Ormonali presenti, ma in senso assoluto non esiste un fattore o un insieme di fattori prognostico/predittivi tali da definire la situazione individuale in modo quantitativo cioè obiettivo

La chirurgia ha elevata efficacia soprattutto in caso di un tumore ben limitato. soprattutto Gli antitumorali:

-           Riducono le dimensioni del tumore portando ad una chirurgia più conservativa, e facilitando le procedure chirurgiche

-          Hanno azione sulla crescita tumorale incontrollata permettendo una potenziale eliminazione di micrometastasi, e di conseguenza migliorando la sopravvivenza globale

-          Se somministrati in caso di tumori primari forniscono una valida possibilità di evitare la comparsa di un tumore resistente

Buoni sono i risultati della radioterapia nella prevenzione e nel controllo delle ricadute; è utilizzata in caso di: una malattia piuttosto localizzata (le radiazioni non possono

coinvolgere un’area troppo grande); volume del tumore ragionevole; assenza di tessuti adiacenti fragili.

FARMACI

I farmaci citotossici sono agenti che uccidono le cellule interagendo con i componenti cellulari essenziali per la divisione cellulare e la sopravvivenza. Il problema principale è l'assenza di una selezione mirata tra le cellule normali e tumorali, con conseguente complessiva tossicità.

Due parametri importanti sono valutati dopo la terapia:

• ATTIVITA '

- Tasso di risposta obiettiva (OR): risposta completa (CR) o Risposta parziale (PR)

- La durata della risposta  tempo dalla prima evidenza di risposta fino alla progressione

• EFFICACIA

- Il tempo alla progressione (TTP) o di sopravvivenza libera da progressione

(PFS)

- tempo dal primo giorno di trattamento (o inserimento) fino a

progressione

- tempo dal primo giorno di trattamento (o inserimento) a morte

- sopravvivenza glogale (OS)

I principali effetti collaterali degli antitumorali sono: mielodepressione, nausea e vomito, alopecia. Per quanto riguarda la loro posologia, sfortunatamente non esistono linee guida per aggiustarla in base al peso corporeo e all’età (i farmaci orali sono generalmente prescritti con lo stesso dosaggio ai pazienti adulti); l’aggiustamento della dose dipende dalla funzionalità epatica e renale, come nel caso dei pazienti anziani che hanno ridotta clearance epatica e renale oltre a un calo della riserva di midollo osseo.

Nonostante una riduzione del rischio di morte, i risultati dei chemioterapici non sono molto soddisfacenti (resistenza, tossicità, non selettività). Dovranno essere integrate terapie mirate che controlleranno la crescita del tumore durante il lungo periodo.I composti utlizzati nella chemioterapia sono molto diversi per quanto riguarda la struttura e il meccanismo d’azione: comprendono infatti agenti alchilanti, antimetaboliti analoghi dell’ac folico, pirimidine e purine, prodotti naturali, molti agenti diretti contro specifici bersagli molecolari, anticorpi monoclonali.

AGENTI ALCHILANTI

Gli agenti alchilanti devono il loro nome alla loro capacità di “legare” siti presenti sul DNA e sono derivati del gas mostarda. Le mostarde azotate (agenti alchilanti) sono dei chemioterapici che venivano in precedenza usate solo come armi chimiche per scopi bellici.

I chemioterapici alchilanti hanno in comune la propreità di formare intermedi carbocationici altamente reattivi; tali intermedi instaurano legami covalenti con con siti ricchi di densità elettronica, tra cui gruppi fosfato, amminici, sulfidrilici e ossidrilici. I loro effetti terapeutici e citotossici sono direttamente correlati all’alchilazione di amine reattive, ossigeni o fosfati prsenti nel DNA.

La capacità degli agenti alchilanti di interferire con integrità, funzione del DNA e di indurre la morte cellulare nei tessuti costituisce la base delle loro proprietà tossiche.

I loro effetti si manifestano durante la fase S del ciclo cellulare.

La formazione di un legame tra una guanina, ad esempio, e un carbocatione esercita numerosi effetti di importanza biologica: accoppiamento erroneo della guanina alchilata con un timina; l’alchilazione genera instabilità a livello della struttura della guanina conducendo ad apertura dell’anello e all’escissione del residuo guaninico danneggiato; l’accoppiamento erroneo può portare a tentativi di riparazione del DNA danneggiato causando rottura del filamento; gli agenti alchilanti possono alchilare un secondo residuo e causare la formazione di legami crociati tra i residui, con conseguente sovvertimento della funzione degli acidi nucleici. Ciascuno di questi effetti può contribuire sia agli effetti mutageni sia agli effetti citotossici degli agenti alchilanti.

TOSSICITA’

Gli agenti alchilanti differiscono nel loro profilo di attività antitumorale, così come nella gravità degli effetti avversi. La maggioranza causa:

-          Tossicità dose-limitante del midollo osseo

-          Tossicità a carico delle mucose à ulcerazione mucosa orale, denudazione della mucosa intestinale e alopecia

-          Nausea e vomito

-          Neurotossicità à alterazione stato mentale, crisi epilettiche, coma, atassia cerebrale

-          Leucemogenesi à colpisce con un’incidenza del 5% circa; la leucemia è spesso preceduta da un periodo di neutropenia o anemia

-          Tossicità a carico di altri organi à possono verificarsi dopo un impiego lungo e prolungato, o ad alte dosi; tali effetti avversi possono comparire dopo mesi o anni, e sono diversi per ogni farmaco.

Attualmente sono utilizzate 6 classi di chemioterapici nelle malattie neoplastiche:

-          le mostarde azotate come Mecloretamina, Ciclofosfamide, Melphalan e Clorambucile

-          etilenimine

-          alchil-solfonati

-          nitroso uree

-          triazeni

-          farmaci metilanti il DNA tra cui procarbazina, temozolomide e dacarbazina

·         Mostarde Azotate

 La mostarda azotata, in soluzione, forma un intermedio ciclico molto reattivo (ione aziridinio) che attacca l’azoto in posizione 7 di una guanina presente nella catena del DNA, formando un legame covalente.

Successivamente lo stesso processo avviene sull’altra catena presente nella mostarda; il carbocatione formato interagirà con una nuova guanina presente nella stessa o nell’ altra elica di DNA formando un legame crociato. I ponti inter o intra elica non permettono piu’ al DNA di espletare le sue funzioni biologiche (duplicazione e trascrizione).

Mecloretamina

E’ la prima mostarda azotata impiegata in clinica ed è il farmaco più reattivo di questa classe; attualmente è utilizzata di rado.

E’ stata in passato utilizzata in pazienti con linfoma di Hodgkin.

Farmacocinetica: Viene somministrato per via endovenosa, in bolo, alla dose di 6mg/m² ai giorni 1 e 8 di cicli di terapia di 28 giorni. E’ stata sostituita dalla ciclofosfamide,dal melfalan e da altri agenti alchilanti più stabili. Scompare velocemente dal torrente circolatorio a causa della rapida degradazione chimica poiché reagisce con l’acqua o con i nucleofili cellulari.

Tossicità: nausea, vomito, lacrimazione, mielodepressione; leucopenia e trombocitopenia  rappresentano i fattori limitanti la quantità di farmaco che può essere somministrata in ciascun ciclo di terapia

·         Nitrosouree

Le nitroso uree svolgono un ruolo importante nel trattamento dei tumori cerebrali e trovano impiego occasionalmente nel trattamento dei linfomi e in regimi ad alto dosaggio con ricostituzione del midollo osseo. Esse agiscono come alchilanti bi funzionali, ma si differenziano dalle mostarde azotate sia per le proprietà farmacologiche che tossicologiche.

La Carmustina e la Lomustina attrcerebrali attraversano rapidamente la barriera ematoencefalica, per via della loro lipofilia. Questa è una proprietà molto importante per il trattamento dei tumori cerebrali; sfortunatamente le nitrosouree (ad eccezione della streptozocina) causano una mielosoppressione grave e ritardata con recupero in 4-6 settimane.  Il trattamento con nitrosouree ha causato insufficienza renale.

      Carmustina

E’ un farmaco con azione alchilante in corrispondenza dell’ossigeno in posizione 6 della guanina. Riesce a passare la barriera emato-encefalica, per questo veniva utilizzata nel trattamento dei gliomi (tumore della glia) maligni, ma è stata progressivamente sostituita dalla chirurgia e dalla radioterapia.

Farmacocinetica: E’ instabile nei liquidi acquosi e nei fluidi corporei, infatti circa il 30-80% del farmaco somministrato per via endovenosa compare nelle urine entro 24 ore sotto forma di prodotti di degradazione. LA restante percentuale, quindi <30%, fa parte dei metaboliti alchilanti che penetrano rapidamente nel liquido cerebrospinale.

Tossicologia: nelle terapie ad alto dosaggio associate a trapianto del midollo osseo, il farmaco provoca malattia veno-occlusiva epatica, fibrosi polmonare, insufficienza renale e leucemia secondaria.

      COMPLESSI DI COORDINAZIONE DEL PLATINO

Sono dei composti con un’attività antineoplastica ad ampio spettro e sono divenuti la base per il trattamento del cancro dell’ovaio, della testa e del collo, della vescica, dell’esofago, del polmone e del colon. I singoli composti si differenziano nelle loro proprietà farmacologiche, ma il loro meccanismo comune, consiste nel legame covalente ai siti nucleofili sul DNA e condividono molte caratteristiche farmacologiche con gli alchilanti.

Sono complessi bivalenti inorganici, idrosolubili e contenenti platino.

Questi composti entrano ed escono dalle cellule grazie a specifici trasportatori del Cu⁺: CTR1 li trasporta all’interno; ATP7A, ATP7B e MRP1 si occupano dell’estrusione. L’espressione variabile di questi trasportatori può concorrere alla resistenza clinica.

Il platino è legato al resto della molecola attraverso 2 legami labili (ad esempio con 2 Cl^- o un cicloesano) e 2 legami inerti (ad esempio con 2 ammine); I cloruri o i cicloesani verranno spiazzati da molecole d’acqua producendo una molecola carica positivamente e fortemente reattiva. Nella reazione citotossica principale le specie idratate del farmaco reagiscono con i siti nucleofili del DNA e delle proteine. Il metallo lega due residui di guanina presenti sulla stessa catena o su due diverse catene di DNA.

Gli addotti DNA-platino inibiscono la replicazione e la trascrizione, portano a rotture del singolo e del doppio filamento e a errori di codificazione. Questi, se riconosciuti da proteine di controllo come p53 inducono apoptosi.

La specificità del cisplatino per le fasi del ciclo cellulare è diversa a seconda del tipo cellulare, anche se gli effetti dei legami crociati sono più pronunciati durante la fase S.

Cisplatino

Il Cisplatino, in combinazione a etoposide, vinblastina e bleomicina, è in grado di curare circa il 90% dei pazienti con cancro al testicolo. E’ usato anche per curare altri tumori, quali:

-          Carcinoma ovarico, insieme al Paclitaxel

-          Cancro della vescica, della cervice, del collo, dell’endometrio

-          Carcinoma polmonare, del retto e dell’ano

Il farmaco per di più, è in grado di sensibilizzare le cellule alla radioterapia e, quando usata insieme a quest’ultima, aumenta la possibilità di controllo di tumori localmente avanzati del polmone, dell’esofago, della testa e del collo.

Farmacocinetica: ha un’emivita di eliminazione plasmatica iniziale di circa 25-50 minuti; entro 24 ore è escreto fino al 25 %  ed entro 5 giorni fino al 43% della dose somministrata viene rinvenuta nelle urine. Oltre il 90% del platino presente nel sangue è legato a proteina plasmatiche, la frazione non legata (prevalentemente farmaco immodificato), diminuisce in pochi minuti. Il farmaco penetra scarsamente nel SNC.

Il dosaggio abituale è di 20 mg/m² al giorno per 5 giorni, 20-30 mg alla settimana per 3-4 settimane o 100 mg una volta ogni 4 settimane.

Tossicologia: Gli effetti avversi comprendono:

-          Nefrotossicità, in gran parte risolta con precedente idratazione, diuresi di cloruri e assunzione di un citoprotettivo, l’amifostina, che riduce la tossicità renale

-          Ototossicità, che può essere unilaterale o bilaterale

-          Mielosoppressione con leucopenia e trombocitopenia transitorie

-          Alterazioni elettrolitiche come ipocalcemia, ipokaliemia, ipomagnesiemia