Farmaci antimitotici e agenti alchilanti

Paclitaxel,

somministrazione e l’esito della terapia, aumentando la dose tollerabile, l’efficacia terapeutica e riducendo

la neurotossicità, la prima formulazione è il Paclitaxel poliglumex, che sta completando la fase 3 dei trials

clinici, è impiegato per il tumore al polmone e alle ovaie, rappresenta un esempio formulazione con cui

attuare un targeting passivo, l’altra formulazione è l’Abraxane, già approvato per uso clinico in sostituzione

al paclitaxel in soluzione, nelle pazienti affette da carcinoma alla ghiandola mammaria.

Paclitaxel poliglumex, Xyotax, è una molecola di estrazione naturale, è un esempio di targeting passivo che

sfrutta le caratteristiche dei vasi intratumorali, si è pensato di aumentarne l’ingombro sterico per fare si che

possa uscire dal circolo sanguigno solo dalle ampie fenestrature caratteristiche dei vasi tumorali, mentre

non avrà le caratteristiche necessarie a permettere una distribuzione omogenea nell’organismo, questo

viene ottenuto legando più molecole di farmaco a una struttura di acido poliglutammico, la formulazione

deve essere studiata in modo che il legame alla molecola accessoria possa essere scisso nel momento

opportuno, il rilascio del farmaco avviene all’interno della cellula tumorale in seguito all’idrolisi dell’acido

glutammico favorita da un enzima attivo a pH acido, presente nel lisosoma attraverso cui la formulazione

farmacologica entra nella cellula tumorale, in altri casi il linker utilizzato per fare la formulazione globale

può essere tagliato a livello interstiziale, saranno le condizioni del microambiente tumorale a mediare il

taglio del linker, permettendo al farmaco di entrare nella cellula in forma attiva e libera secondo le sue

caratteristiche chimico-fisiche, con questo tipo di formulazione è possibile aumentare la massima dose

tollerabile.

L’Abraxane rappresenta un esempio di targeting attivo, che sfrutta le cellule endoteliali, in questa

formulazione il paclitaxel è rivestito da molecole di albumina, l’albumina lega i suoi recettori gp60, sulle

cellule endoteliali, il targeting attivo è basato sulla over espressione dei recettori gp60 sulle cellule

endoteliali dei vasi intratumorali, rispetto a quelle che costituiscono i vasi fisiologici, la transcitosi del

farmaco è mediata dall’albumina e sarà minore negli organi con vascolatura normale e maggiore attraverso

i vasi che over esprimono il recettore per l’albumina. A questo punto il farmaco arriva a livello

dell’interstizio della massa neoplastica, qui la proteina SPARC riconosce l’albumina e media l’interazione di

Abraxane con la cellula tumorale e il rilascio del farmaco favorito dalle condizioni del microambiente

tumorale. L’uso di Abraxan viene fatto solo se ci sono buoni livelli di proteina SPARC, in caso contrario non

sarà possibile garantire una concentrazione sufficiente di farmaco al tumore, tale da garantire l’effetto

farmacologico.

Per molti anni il Paclitaxel è stato utilizzato come farmaco libero, disciolto in Cremophor e Etanolo, è da

tenere presente il fatto che molti solventi presentano un proprio grado di tossicità che si va a sommare a

quella del farmaco, se veicolato dall’albumina, invece, non ha la necessità di essere disciolto quindi non è

presente tossicità aggiuntiva.

AGENTI ALCHILANTI

Agiscono sul DNA, uso ciò che solitamente causa un danno come una modalità terapeutica, per indurre un

danno tale da causare l’attivazione della morte cellulare programmata. L’esito però può non essere sempre

quello atteso, il fatto che il danno indotto al DNA esiti in una risposta terapeutica, dipende da fattori propri

del farmaco e da fattori propri delle cellule tumorali di quel tipo particolare di tumore. Il farmaco deve

indurre un danno che non sarà riparabile dai sistemi di riparazione del DNA, quelli usati sull’uomo sono

definiti agenti alchilanti bifunzionali, portano due gruppi in grado di mediare l’alchilazione del DNA, solo

questi sono in grado di indurre un danno abbastanza ingente e la formazione di complessi stabili

(formazione di legami crociati, rottura della base, distacco della base stessa, appaiamento anomalo), quelli

comunemente usati inducono l’alchilazione dell’azoto in posizione 7 della guanina e dell’ossigeno in

posizione 6 della stessa base, queste alchilazioni formano gli addotti più stabili e inducono l’apoptosi nella

cellula tumorale, il tipo e il livello dei sistemi di riparazione del DNA presenti nelle cellule tumorali

determinano l’esito della terapia con agente alchilante, se il tumore non esprime sistemi di riparazione

l’effetto terapeutico è presente, se tratto un tumore che over esprime i sistemi di riparazione il buon esito

della terapia è minore o assente.

Questi farmaci sono non ciclo e non fase specifici, sicuramente le cellule in proliferazione risentono di più

della loro azione, ma anche le cellule quiescenti vengono danneggiate, la non specificità è un vantaggio dal

punto di vista terapeutico, perché tutte le cellule del tumore saranno sensibili al farmaco, ma aumenta di

molto la tossicità, data la loro natura chimica, sono dei potenti elettrofili, di conseguenza sono in grado di

dare danni diretti interagendo con molecole nucleofile presenti nel nostro organismo, ma vengono usati

contro i tumori a crescita lenta che sono poco sensibili all’azione dei farmaci antimitotici.

Non discriminando tra cellule proliferanti e non, causano un’alta tossicità per via sistemica, per questo

motivo non possono essere somministrati per via endovenosa, questo problema si aggira utilizzando

attuando una somministrazione di farmaco libero per via locale, in sito, una somministrazione

intratumorale, infatti sono molto utilizzati per trattare i tumori alla vescica che è facilmente raggiungibile

tramite cateteri o con una somministrazione intravescicale, questo ne limita l’utilizzo ai tumori facilmente

accessibili dall’esterno. Un’altra possibilità di utilizzo riguarda i tumori asportati chirurgicamente, in

particolare i tumori cerebrali, dopo la rimozione del tumore, vengono poste nella cavità, precedentemente

occupata dalla massa neoplastica, dei composti sotto forma di wafer imbevuto dell’agente alchilante, il

rilascio prolungato e continuo in loco sul tumore eradicato, impedisce la comparsa di recidive. Per evitare la

tossicità posso fare targeting attivo, coniugando il farmaco con un ligando che lo veicola al tumore, sono

stati sviluppati, l’Estramustina che porta il farmaco legato a un estrogeno, questo permette la veicolazione

in tumori estrogeno dipendenti, come il carcinoma mammario, il in cui l’agente alchilante è

Melphalan

coniugato alla fenilalanina che permette l’arrivo del farmaco alle cellule trasformate ricche in melanina dei

melanomi, una terza modalità è utilizzare dei profarmaci, che vengano bioattivati solo a livello della massa

neoplastica, è una bioattivazione extraepatica mediata da enzimi presenti nel microambiente tumorale, ne

è un esempio la Cyclophoshamide.

Gli agenti alchilanti possono essere somministrati per via sistemica come profarmaci, inattivi sia dal punto

di vista farmacologico, sia dal punto di vista tossico, solo dopo vengono bioattivati e il principio attivo viene

liberato in modo preferenziale nella massa tumorale.

Es. è stato il primo agente alchilante ad essere sviluppato come profarmaco. La

ciclofosfamide:

bioattivazione avviene in più step, subisce un primo metabolismo a livello epatico, dove dà origine a due

metaboliti, un primo metabolita inattivo, che termina la sua biotrasformazione e viene eliminato, e un

secondo metabolita che viene o convertito nel fegato in un altro metabolita inattivo e poi eliminato,

oppure può subire una conversione non enzimatica nel microambiente tumorale, grazie alle sue

caratteristiche di pH diverse dal resto dell’organismo. Nel microambiente tumorale si formano gli agenti

alchilanti veri e propri che vanno ad alchilare il DNA delle cellule tumorali e ne inducono l’apoptosi.

Es. viene biotrasformato solo a livello del microambiente tumorale. Viene somministrato

temozolomide:

per via orale, durante il processo di distribuzione, nella massa tumorale trova le condizioni di pH e di

pressioni parziali di ossigeno adatte per trasformarsi nel principio attivo che agisce com eagente alchilante

e metila il DNA delle cellule tumorali, inducendo l’apoptosi.

Entrambi i profarmaci sono molto utilizzati, il temozolomide viene utilizzato in particolare per i tumori

cerebrali, perchè è in grado di attraversare la barriera ematoencefalica, possiede quindi tutte le

caratteristiche farmacocinetiche ottimali per arrivare nella massa tumorale cerebrale dove viene convertito

nel principio attivo.

MECCANISMI DI RESISTENZA

Gli agenti alchilanti hanno un meccanismo d’azione molto particolare, sono sostanze che danneggiano il

DNA, presentano aspetti legati all’efficacia ma soprattutto un quadro di tossicità che possono dare, molto

rilevanti. Accanto al problema della tossicità, risolta con queste tre strategie, c’è il problema

dell’acquisizione di resistenza da parte delle cellule tumorali.

I meccanismi di resistenza che le cellule tumorali sviluppano nei confronti degli agenti alchilanti sono diversi

da quelli dei farmaci antimitotici:

1. Detossificazione per incremento di sostanze nucleofile

La cellula tumorale può upregolare i sistemi di detossificazione, aumentano le concentrazioni di

sostanze nucleofile, gli agenti alchilanti vengono coniugati e non hanno più effetto, es. il glutatione è

una di queste sostanze nucleofile che in condizioni fisiologiche inattiva tutte le molecole fortemente

elettrofile e potenzialmente dannose come specie reattive dell’ossigeno (ROS) e radicali, è implicato

nei meccanismi cellulari di detossificazione. La cellula tumorale può upregolare questi meccanismi di

detossificazione, aumentando le concentrazioni di glutatione, che lega l’agente alchilante o

direttamente o mediante l’enzima glutatione-transferasi che catalizza una reazione di coniugazione.

Sono state sviluppate delle strategie farmacologiche per revertire la resistenza: si somministrano la

butionina-sulfoximina, un farmaco che inibisce uno degli enzimi di sintesi del glutatione e quindi la via

biosintetica del glutatione, e l’acido etacrinico, un farmaco che inibisce l’enzima glutatione transferasi

e quindi le reazioni di coniugazione del glutatione e dell’agente alchilante. Questo meccanismo di

resistenza per up-regolazione dei meccanismi di detossificazione può essere facilmente controllato con

la somministrazione di questi due farmaci, permettono il ripristino della sensibilità delle cellule

tum