Cross linkanti per il DNA - Università di Catanzaro Facoltà di Farmacia

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI “MAGNA GRÆCIA“ DI CATANZARO
FACOLTÀ DI FARMACIA
Scuola di Specializzazione in Farmacia Ospedaliera
CROSS-LINKANTI DEL DNA
Dott.ssa Alessandra Frontera
Matr.94688
ANNO ACCADEMICO 2006-2007
INDICE
CAPITOLO I
1.1. Introduzione
pag. 3
1.2. Il DNA
pag. 4
1.3. Struttura secondaria
pag. 6
1.4. Stabilità della doppia elica
pag. 8
1.5. Le possibili strutture della doppia elica
pag. 8
CAPITOLO II
2.1. Agenti alchilanti
pag. 10
2.1.1.Mostarde azotate
pag. 11
2.1.2.Nitrosuree
pag. 13
2.1.3.Alchil solfonati
pag. 14
2.1.4.Aziridine
pag. 14
2.1.5.Triazeni
pag. 16
CAPITOLO III
3.1.
Farmaci vari
pag. 17
3.1.1. Composti del platino
pag. 17
3.1.2 Azinomicia A e B
pag. 22
3.1.3 Glufosfamide
pag. 24
Conclusioni
pag. 25
Bibliografia
pag. 26
2
1.1 Introduzione
Generalità sui farmaci antineoplastici
La grande maggioranza dei farmaci antineoplastici è costituita da agenti antiproliferativi, cioè
sostanze che agiscono semplicemente inibendo la replicazione cellulare, senza distinguere le cellule
maligne da quelle dei tessuti normali. Di conseguenza, la selettivita' della chemioterapia nei
confronti dei tumori spesso si basa solo su differenze cinetiche tra le cellule maligne e quelle
normali. [1]
In base al loro effetto sul ciclo cellulare, i farmaci antineoplastici possono essere suddivisi in tre
gruppi:
1) Agenti ciclo-aspecifici. Questi farmaci sono tossici sia per le cellule che si dividono che per
quelle quiescenti (fase G0). Esempio: agenti alchilanti.
2) Agenti ciclo-specifici, fase-aspecifici. Questi farmaci distruggono le cellule che si dividono, a
prescindere dalla fase del ciclo cellulare. Esempi: antracicline, mitoxantrone.
3) Agenti ciclo-specifici, fase-specifici. Questi farmaci distruggono le cellule che si dividono, in
fasi particolari del ciclo cellulare. Esempi: antimetaboliti, alcaloidi della vinca, bleomicina.
I farmaci chemioterapici sono citotossici soprattutto per i tessuti che proliferano rapidamente:
somministrando per un certo periodo una determinata dose di farmaco, le popolazioni cellulari
contenenti un grande numero di cellule replicanti sono distrutte in maggiore misura rispetto alle
popolazioni cellulari contenenti una grande frazione di cellule nella fase di riposo (G0). Cio' spiega
perche' spesso la selettivita' della chemioterapia nei confronti dei tumori sia ottenuta
somministrando gli agenti antineoplastici con boli intermittenti a dosi alte: cio' avra' un effetto
relativamente lieve sul tratto gastrointestinale e sul midollo osseo, in quanto questi due organi
contengono moltissime cellule staminali che si trovano nella fase G0. I farmaci chemioterapici
possono essere suddivisi in cinque grandi gruppi, in base al meccanismo di azione.
3
Agenti
alchilanti
Nitrosuree
Procarbazina
Composti di coordinazione
del Pt
Alcansulfonati
Aziridine
Antimetaboliti
In particolar modo ci occuperemo di descrivere la classi degli agenti alchilanti del dna e il loro
meccanismo d’azione. Gli agenti alchilanti sono composti che promuovono il trasferimento di
gruppi alchilici nel DNA. Essi inducono la formazione di legami anomali e rotture nelle catene del
DNA, con conseguente inibizione della replicazione cellulare. Poiché
gli agenti alchilanti
distruggono una percentuale fissa di cellule ad una determinata dose, essi producono una curva
dose-risposta di tipo lineare: maggiore e' la dose di farmaco somministrata, e maggiore sarà la
frazione di cellule distrutte. Al gruppo degli agenti alchilanti appartengono numerosi tra i farmaci
chemioterapici di più comune impiego nella pratica clinica. Tra questi vi sono: carmustina,
ciclofosfamide, clorambucile,ifosfamide, lomustina e melfalan.
Gli agenti alchilanti hanno come target molecolare il DNA rappresentato in Fig.1.
1.2. IL DNA
Fig.1 [2]
4
Il DNA o acido desossiribonucleico, è un composto chimico macromolecolare appartenente al
gruppo degli acidi nucleici. È contenuto nel nucleo delle cellule dove svolge la funzione di portatore
dell’informazione genetica[3].
Il DNA è formato da due catene polinucleotidiche (i nucleotidi sono i singoli componenti della
catena) che si avvitano una sull’altra con una struttura ad elica. Lo scheletro esterno è costituito da
una catena ripetuta zucchero-fosfato e la parte codificante, costituita dalle basi adenina (A), citosina
(C), guanina (G) e timina (T) si trova all’interno. Le quattro basi si appaiano tra loro con una regola
precisa: adenina con timina e guanina con citosina. Le basi hanno una forma piatta e sono disposte
in maniera parallela fra loro, come i gradini di una scala a chiocciola. Le due eliche, come mostrato
min Fig.2, sono tenute insieme da interazioni deboli, chiamate "legami idrogeno" (o "a ponte
idrogeno"), tra le estremità di ciascuna base. A e T formano due legami idrogeno, G e C tre legami,
che rendono questo appaiamento più stabile. In un DNA con un grosso contenuto di G e C le due
eliche si separeranno più difficilmente che in un DNA con molte A e T.
Fig.2[4]
.
1.3.Struttura secondaria
La struttura secondaria del DNA è la ben conosciuta doppia elica. Fu dedotta dall'analisi degli
spettri di diffrazione di fibre di DNA Gli spettri di diffrazione delle fibre non contenevano le
informazioni molecolari trovate negli spettri di diffrazione del singolo cristallo, ciò nonostante sia
gli spettri di diffrazione che le proprietà delle fibre fornirono informazioni essenziali per dedurre la
struttura della doppia elica
5
Gli spettri mostravano la presenza di un'elica la spaziatura tra le macchie mostravano che c'erano 10
basi per giro d'elica la densità delle fibre indicava la presenza di due molecole per elica.
Watson e Crick proposero che la doppia elica fosse stabilizzata dalla formazione di legami ad
idrogeno tra le basi presenti sui filamenti opposti secondo lo schema A-T e G-C come mostrato in
Fig.3 e Fig.4.
Secondo il loro modello, lo scheletro idrofilo costituito dalla sequenza zucchero-fosfato si
trovavano all'esterno a contatto con l'acqua, mentre le basi di carattere idrofobico erano
impacchettate perpendicolarmente all'asse dell'elica nell'interno.
I due filamenti di DNA sono complementari e si sviluppano in direzione opposta, sono perciò
antiparalleli.
Benchè le basi si trovino all'interno, esse possono interagire con altre molecole attraverso le due
spirali profonde chiamate solco minore e solco maggiore. Questo modello teneva conto del fatto
che nella composizione delle basi del DNA si verificava che in percentuale A=T e G=C.
Fig.3 Coppia di basi A-T.
6
Fig.4 Coppia di basi G-C [5]
1.4.Stabilità della doppia elica
La formazione della doppia elica è favorita da

Interazioni idrofobiche derivanti dall'impaccamento delle basi

dalla formazione di legami ad Idrogeno tra le coppie di basi.
La formazione della doppia elica è sfavorita da
7

Repulsione elettrostatica dei fosfati che si trovano sullo scheletro dei filamenti

Dall'entropia conformazionale

Formazione di legami ad Idrogeno con l'acqua.
1.5.Le Possibili strutture della doppia elica
Il modello di doppia elica proposto da Watson e Crick rappresenta la struttura del BDNA. La
struttura ai raggi X confermò essenzialmente il modello proposto, ma mostrava come essa fosse in
realtà una semplificazione in quanto

la struttura molecolare mostrava molte variazioni e distorsioni locali rispetto alla struttura
ideale

E' importante comprendere che la struttura secondaria del DNA non è rigida ma flessibile e
dipende dalla esatta sequenza dei nucleotidi e può essere modificata in seguito ad intrazioni
con proteine ed altre molecole.
Esistono tre diverse strutture di DNA, che si definiscono come A, B e Z. La A è la meno frequente e
rappresenta il DNA quando non è in soluzione, è più compatta e contiene 11 basi per giro. La B è la
più frequente ed è quella a cui ci si riferisce in generale, rappresenta il DNA in soluzione acquosa e
forma al suo esterno due solchi di diversa dimensione chiamati solco maggiore e solco minore.
Queste regioni sono le zone dove il DNA viene "letto". Oltre alla forma B, dall’elica destrorsa, ne
esiste una terza denominata Z, con un’elica sinistrorsa. Recentemente è stata descritta una ZDNA,
destrosa, il cui significato biologico è sconosciuto.
La maggior parte del DNA della maggior parte dei microrganismi è una doppia elica nella sua
forma B, Fig. 5.
La struttura molecolare suggerisce che la forma B è quella predominante in natura poichè essa, a
differenza della A, può inserire una spina di molecole d'acqua (in verde) giacenti nel solco minore.
I legami ad Idrogeno apportati dall'acqua aiutano a stabilizzare l'elica nella forma B. In alcuni
microrganismi il DNA è circolare mentre in altri è lineare.
Il DNA di una Drosophila melanogaster (mosca della frutta) ha un peso molecolare di 4 x 1010
g/mol (~6.5 x 107 coppie di basi) e sarebbe lunga 2 cm se fosse estesa.
Il DNA complessivo di tutte le cellule di un uomo si estenderebbero per 50 volte la circonferenza
8
del sole.
Dal momento che eccedono le dimensioni della cellula deve trovarsi sotto forma estremamanete
condensata.
Fig.5
9
CAPITOLO II
2.1.AGENTI ALCHILANTI
Sono suddivisi in 5 classi principali:
I.
II.
mostarde azotate
nitrosuree
III.
alchilsolfonati
IV.
aziridine
V.
triazeni
Vi sono poi altri agenti alchilanti cosiddetti non-classici come la procarbazina, i dialchiltriazeni e le
metilmelamine[1].
Meccanismo di azione: I chemioterapici alchilanti hanno in comune la proprietà di divenire potenti
elettrofili in seguito alla formazione di intermedi carbocationici o di complessi di transizione con le
molecole bersaglio. Queste reazioni portano alla formazione di legami covalenti attraverso
l’alchilazione di gruppi nucleofili come i gruppi fosfato, amino, sulfidrile, ossidrile, carbossile e
imidazolo. L’atomo di azoto in posizione 7 della guanina è particolarmente sensibile alla
formazione di un legame covalente con farmaci alchilanti bifunzionali e può ben rappresentare il
bersaglio chiave che determina i loro effetti biologici. La base, riconosciuta anomala, viene escissa
dalle
endonucleasi,
mentre
l’integrità
del
filamento
è
ricostituita
dall’enzima
ligasi.
Tuttavia, gli alchilanti bifunzionali, possono formare dei legami a ponte(cross-link) tra due
filamenti del DNA o anche all’interno dello stesso filamento provocando la rottura completa della
molecola
di
DNA
oppure
un
blocco
della
trascrizione
e
della
duplicazione.
In generale gli alchilanti appartengono al gruppo dei farmaci ciclo aspecifici, quindi danneggiano
ogni cellula in qualsiasi fase essa si trovi ma la fase più suscettibile rimane comunque la fase S del
ciclo cellulare quindi il bersaglio degli alchilanti sono le cellule in replicazione che muoiono in fase
G2[1].
Effetti collaterali: mielodepressione, disturbi gastrointestinali (nausea, vomito, diarrea). Con
trattamenti prolungati: inibizione della gametogenesi fino alla sterilità permanente, leucemia acuta
non linfoblastica.
10
2.1.1..Mostarde azotate
La prima sostanza ad ottenere l’approvazione per il trattamento in sede clinica di talune forma di
cancro è stata la clormetina (mecloretamina negli USA e mustina in UK). Con essa ha avuto inizio
l’era della moderna chemioterapia antineoplastica. Sintetizzata nel 1935, è tuttora l’agente
alchilante di elezione nella cura del morbo di Hodgkin, sia da sola che in associazione con altri
chemioterapici antitumorali.
Dopo la mecloretamina alcune migliaia di mostarde azotate (caratterizzate dalla presenza del
gruppo -cloroetilaminico) sono state sintetizzate, ma solo poche di esse hanno superato il vaglio
della sperimentazione clinica e sono usate attualmente in terapia. Tra queste ricordiamo il nitromin
(forma latenziata della mecloretamina), il melfalan, la ciclofosfamide e suoi analoghi.
CH 2CH 2Cl
H3C
O
N
mecloretamina
O
H3C
CH 2CH 2Cl
O
CH 2CH 2Cl
N
ciclofosfamide
CH 2CH 2Cl
CH 2CH 2Cl
melfalan
O
O
P
N
N
NH 2
nitromin
O
P
N
H
HO 2C CH CH 2
N
CH 2CH 2Cl
CH 2CH 2Cl
CH 2CH 2Cl
P
CH 2CH 2Cl
N
CH 2CH 2Cl
CH 2CH 2Cl
trofosfamide
O
N
NH CH 2CH 2Cl
CH 2CH 2Cl
ifosfamide
Per illustrare le azioni degli agenti alchilanti,nella figura sono rappresentate le probabili
conseguenze della reazione della mecloretamina (mostarda azotata) con i residui guaninici della
catena del DNA. Primo,una catena laterale 2-cloroetilica va incontro a ciclizzazione intramolecolare
di primo ordine (SN1) con liberazione di ioni Cl- e formazione di un intermedio etileniminico molto
reattivo Fig. 5. Attraverso questa reazione l’amina terziaria viene convertita in composto ammonico
quaternario instabile, che può reagire avidamente, per mezzo della formazione di un carbocatione o
di un complesso di transizione intermedio, con numerosi gruppi ad alta densità elettronica. Questa
reazione è una sostituzione nucleofila di secondo ordine(SN2).L’ alchilazione dell’ atomo di azoto
in posizione 7 dei residui guaninici del DNA,una reazione fortemente favorita,può esercitare
numerosi effetti di grande importanza biologica. Normalmente i residui guaninici del DNA sono in
forma chetonica tautomera e stabiliscono facilmente coppie di basi di Watson-Crick attraverso
legami a idrogeno con residui di citosina. Tuttavia, quando l’atomo di azoto in posizone 7 della
guanina è alchilato (a dare un composto azotato quaternario), il residuo guaninico è più acido ed è
11
favorita la forma tautomera enolica.La guanina modificata può accoppiarsi erroneamente con i
residui di timida durante la sintesi del DNA e portare alla sostituzione di una coppia di basi
guanina-citosina con una coppia adenina-timina. Secondo, l’alchilazione dell’azoto in posizione 7
rende instabile l’ anello imidazolico, Fig. 6,favorendone l’apertura o la depurinazione per distacco
dei residui guaninici.Entrambi questi meccanismi danneggiano gravemente la molecola di DNA che
deve essere riparata. Terzo, con gli agenti alchilanti bifunzionali, coma le mostarde azotate, la
seconda catena laterale 2-cloroetilica può andare incontro a una ciclizzazione analoga e alchilare un
secondo residuo guaninico o altro gruppo nucleofilo[23].
Fig..5 Meccanismo d’azione dei farmaci alchilanti
12
Fig. 6
Il nitromin è stato studiato per ovviare all’elevato potere vescicante che, per la sua elevata reattività
chimica, la mecloretamina manifesta in sede di applicazione endovenosa. Il nitromin, inizialmente
inattivo perché non può generare uno ione aziridinio, verrebbe trasformato per riduzione in vivo
nella mostarda originaria, il vero agente alchilante.
Il melfalan fa parte delle mostarde azotate aromatiche, composti provvisti di minore reattività
chimica e quindi meno tossici, al punto da poter essere usati per via orale. Sintetizzato con l’idea di
ottenere un analogo di un aminoacido naturale (fenilalanina) che possedesse una maggiore
selettività di azione nei confronti delle cellule neoplastiche, il melfalan trova applicazione per via
orale come farmaco di elezione nel trattamento del mieloma multiplo. E’ anche utilizzato con
eccellenti risultati nel trattamento post-chirurgico del cancro della mammella. Con la
denominazione melfalan si indica l’enantiomero levogiro sintetizzato in Inghilterra, mentre l’altro
isomero ottico o la miscela racemica, studiati in Russia, sono indicati col nome di sarcolisina.
Tutti i composti testè visti, con l’eccezione del nitromin, per la loro alta reattività chimica agiscono
immediatamente una volta introdotti nell’organismo. Ciò significa che sia le cellule sane del corpo
umano che quelle tumorali vengono indifferentemente attaccate dal gruppo alchilante e la eventuale
selettività di azione del farmaco viene a dipendere esclusivamente dalla struttura portante (carrier).
Queste considerazioni hanno indirizzato gli studiosi verso la messa a punto di composti che, una
volta assunti, risultino inizialmente inattivi e vengano bioattivati solamente dopo aver raggiunto la
sede di azione. In altre parole in essi il gruppo biologicamente attivo sarebbe presente all’inizio in
forma latente inattiva, suscettibile però di bioattivazione selettiva a livello del tumore.
Un tale farmaco ideale non è stato ancora ottenuto; tuttavia la ciclofosfamide, il più usato in sede
clinica dei chemioterapici alchilanti, costituisce un eccellente esempio di farmaco in forma latente.
13
Dal punto di vista clinico la ciclofosfamide è la migliore mostarda di cui si disponga per curare
carcinomi e sarcomi, leucemie e linfomi. E’ anche largamente impiegata nelle associazioni
polichemioterapiche. Tra i molti analoghi e derivati della ciclofosfamide che sono stati
successivamente studiati, due hanno raggiunto il mercato: la ifosfamide e la trofosfamide.
Anche la ciclofosfamide ed i suoi analoghi agiscono come la mecloretamina; essi però risultano
meno tossici in quanto agirebbero solo dopo bioattivazione. La ciclofosfamide, inizialmente
inattiva, verrebbe metabolizzata a livello del fegato con formazione di vari prodotti. Alcuni di essi,
risultati inattivi, sono probabilmente prodotti di detossificazione; tra i rimanenti la vera forma
biologicamente attiva non è stata tuttavia ancora individuata con certezza .
2.1.2.Nitrosuree
Le nitrosuree svolgono un ruolo importante nel trattamento dei tumori cerebrali e nelle neoplasie
gastrointestinali. Le nitrosuree sembrano funzionare come alchilanti bifunzionali, si differenziano
dalle
mostarde
azotate
per
proprietà
sia
farmacologiche
sia
tossicologiche.
Esse comprendono la carmustina (BCNU), la lomustina (CCNU) e la streptocina (di origine
batterica). Sono lipofile, attraversano facilmente la barriera ematoencefalica e sono quindi utilizzate
nella terapia di tumori del cervello e delle meningi. Si decompongono spontaneamente in acqua
dando due composti reattivi di cui uno realizza l’ alchilazione con il DNA. La somministrazione è
per via endovenosa. La streptozocina è impiegata nei tumori insulino secernenti delle insule
pancreatiche. La tossicità dose-limitante è quella del midollo: è tardiva (dopo 4-6 settimane di
terapia) e cumulativa. Molto importante anche la tossicità polmonare, renale e epatica[9].
2.1.3.Alchil solfonati
L’ unico farmaco appartenente a questa categoria utilizzato in clinica è il busulfan.
CH 2OSO2CH 3
CH 2
CH 2
CH 2OSO2CH 3
busulfan
14
Non richiede una trasformazione in un intermedio attivo per la reazione di alchilazione.Questo
agente anticancro è caratterizzato da una molecola bifunzionale simmetrica che ricorda nel
meccanismo di azione la mecloretamina. Anch’esso infatti agisce formando legami trasversali tra le
due eliche coassiali del DNA, presumibilmente a livello della guanina. La sua maggiore tossicità è
la mielotosicità in particolare verso la linea mieloide che giustifica del resto anche la sua principale
indicazione terapeutica: la leucemia mieloide cronica[9].
2.1.4.Aziridine
La constatazione che la vera forma biologicamente attiva delle mostarde azotate è il corrispondente
ione aziridinio ha portato come conseguenza a studiare e sperimentare come agenti anticancro
numerosissime aziridine. Il primo agente utile per via orale è stato il tiotepa, che resta il più
importante dei farmaci aziridinici.
O
N
P
S
CH 2OCONH 2
H2N
N
OCH 3
N
H3C
N
O
tiotepa
NH
mitomicina C
Un composto naturale molto interessante è la mitomicina C, antibiotico antitumorale scoperto nel
1962, nella cui struttura compaiono i raggruppamenti benzochinonico, aziridinico ed uretanico, la
cui presenza in numerosi chemioterapici antitumorali sintetici era già in precedenza risultata
determinante per il manifestarsi dell’attività biologica. Nell’organismo infatti la mitomicina C viene
ridotta nella forma diidrochinonica, che per successiva protonazione all’azoto aziridinico si
trasforma in un agente bialchilante capace di legarsi, a livello del DNA, ai gruppi aminici
dell’adenina e della citosina ed all’ossigeno della guanina.In Fig. 7 viene mostrata la struttura del
complesso tra il metabolita della Mitomicina c, 2,7-diaminomitosene, e il DNA[6].
15
Fig.7
Il 2-7 DAM[7],il principale metabolita dell’antibiotico Mitomicin C, si lega al DNA di cellule
tumorali. La 2,2 DAM viene fatta reagire con il deossinucleotide d(GTGGTATATACCAC).L’
addotto risultante è stato caratterizzato come d(G-T-G-[M]G-T-A-T-A-C-C-A-C) in cui si vede che
l’ interazione avviene tramite legame covalente tra la guanina in posizione 7 e il C in posizione 10
del mitosene.In Fig.8 è illustrata la struttura in soluzione del complesso monoalchilato mitomicina
C-DNA[8].
Fig.8
16
2.1.5.Triazeni
Dacarbazina (DTIC)
La dacarbazina agisce come composto metialnte dopo attivazione metabolica nel fegato. Il suo
metabolita attivo è un derivato monometil triazinico, lo stesso metabolita formato spontaneamente
dal suo analogo temozolomide. Il farmaco uccide tutte le cellule in ogni fase del ciclo cellulare.La
resistenza alla dacarbazina è stata attribuita alla capacità della O6-alchil transferasi di riparare la
guanina metilata.
N
N
H
CONH2
CH3
N
N
N
CH3
dacarbazina (DTIC)
17
CAPITOLO III
3.1.Farmaci vari
3.1.1Composti del platino[9]
I composti di coordinazione del platino comprendono il cisplatino, l’oxoplatino e il carboplatino.
Cisplatino : è un complesso planare di coordinazione del platino, solubile in acqua, costituito da un
atomo centrale di platino circondato da due atomi di cloro e due atomi di ammonio.
Meccanismo d’azione: il suo effetto citotossico dipende dalla sua attivazione all’ interno della
cellula in diammino-platino, per dissociazione dei due atomi di cloro e formazione di ponti inter e
intrafilamento nel DNA. Il suo meccanismo d’ azione è quindi sovrapponibile a quello degli agenti
alchilanti.Via di somministrazione : esclusivamente la via parenterale.
Impiego clinico: la principale indicazione è il carcinoma del testicolo e il carcinoma ovario. E’
usato in monochemioterapia anche nel carcinoma della vescica, della cervice uterina, della testa e
del collo, dell’esofago, nei microcitoma polmonari, nell’ osteosarcoma, nel neuroblastoma, nei
linfomi(Hodgkin e non Hodgkin). Ottimi risultai sono stati ottenuti dall’ associazione del cisplatino
con altri agenti citotossici con i quali ha domistrato un potente effetto sinergico.
Effetti collaterali: Nausea e vomito sono dose-dipendenti, possono manifestarsi in modo acuto o
cronico, ma possono essere efficacemente controllati da antagonisti della 5-HT(serotonina) come
l’ondansetron. La mielotossicità è un effetto tossico dose-limitante del cisplatino. Molto importante
la nefrotossicità dovuta al danno tubulare che si manifesta con aumento della creatininemia
dell’azotemia e dell’uricemia
18
La Fig.9 rappresenta la struttura cristallografica del cross-linking tra la doppia catena del DNA e
l’addotto
di
[Pt(NH3)2][10].
.
Fig.9
Carboplatino: ha una minore tossicità rispetto al cisplatino (minore nefrotosicità e neurotossicità)
giustificando il suo impiego anche in neoplasie ematologiche. Inoltre il maggiore indice terapeutico
rispetto al cisplatino ha permesso l’ impiego di terapie ad alte dosi associate al trapianto di midollo
autologo.
19
Oxaliplatino:
Forma addotti più grandi e più idrofobici rispetto agli altri composti di coordinazione del platino
con impossibilità di riparo del DNA e induzione di apoptosi.
Impiego clinico: ottimo il sinergismo con il 5-fluoro uracile utilizzato nella terapia del carcinoma
del colon-retto. E’ efficace anche nel carcinoma dell’ ovaio spesso come terapia di seconda linea.
Effetti collaterali: neurotossicità, in particolare una neuropatia periferica di tipo sensitivo.
L’interazione dei composti del platino con DNA è stata condotta su addotti con oligonucleotidi a
doppia catena, cioè su un vero frammento di DNA. La risoluzione mediante NMR della struttura di
cis-[Pt(NH3)2(d(CCTCTG*TCC)d(GGACCAGG)] ha permesso di confermare la platinazione di
due guanine contigue e la severa alterazione strutturale esperimentata dal segmento a doppia elica
rispetto alla situazione abituale nel B-DNA. Questa distorsione è anche evidente nel frammento
platinato cis-[Pt(NH3)2(d(CCTCTG*TCC)d(GGACCAGG)], studiato mediante diffrazione con
raggi X, dove si osserva, Fig.10, che la coordinazione del metallo “piega”la doppia elica fra 35-40°
nella direzione del solco principale rispetto alla forma non platinata [11] .
20
Fig.10
Complessi bis-platino
I bis-platino complessi hanno efficacia antitumorale sui tumori refrattari agli agenti a base di platino
attualmente commercializzati, carboplatino, cisplatino e oxaliplatino. I bisplatino-complessi
rappresentano una promettente classe innovativa di farmaci chemioterapici a base di platino, con un
potenziale ampio spettro di attività antitumorale. I farmaci antitumorali che contengono platino
costituiscono una terapia di riferimento per molti tipi di tumore, inclusi il tumore ovarico, dei
testicoli, colorettale, del testa-collo e del polmone Questi bisplatino-complessi, a differenza dei
composti a base di platino attualmente utilizzati, contengono due atomi di platino ed agiscono
legandosi e danneggiando entrambi i filamenti del DNA, rendendo molto più difficile la riparazione
del danno da parte delle cellule tumorali.Questi agenti potrebbero rappresentare un significativo
passo avanti nel trattamento di un'ampia gamma di tumori.
I dati riguardanti due nuovi bis-platino complessi, CT-47613 e CT-47609 sono stati resi noti dai
ricercatori di CTI-Europe.
Molti tumori sviluppano ad un certo punto una resistenza nei confronti degli agenti standard a base
di platino, nonostante questi siano inizialmente efficaci nel trattamento dei tumori. Precedenti
tentativi di sviluppare complessi trinucleari a base di platino, candidati allo sviluppo di un farmaco,
hanno dato risultati deludenti quando testati in studi clinici su esseri umani, a causa di un eccessivo
legame alle proteine e conseguente deconcentrazione di platino nel circolo sanguigno.
21
Questi nuovi bisplatino-complessi di seconda generazione utilizzano leganti butirrato o capronato
per migliorare il loro profilo farmacocinetico e farmacologico, superando le limitazioni dei
precedenti composti di platino multinucleari, essendo più stabili nel plasma umano e superando la
resistenza del tumore ai complessi di platino standard attraverso la formazione di legami
bifunzionali più distanziati tra le catene del DNA [12],Cod. PDB 1au6 .
[13]
22
3.2 Azinomicina A e B
L’Azinomicina B e l’ analogo strutturale Azinomicina A sono due agenti antituomorali[14], le cui
formule vengono mostrate nell figura sottostante,di origine naturale che mostrano attività citotossica
in vitro ed in vivo attività antitumorale [15]
Attraverso informazioni derivanti dalla sintesi di nuove molecole e programmi di modeling si è
arrivati al disegno di nuovi farmaci anticancro.
L’interazione dell’Azinomicina B è stata esaminata sia sperimentalmente con agenti naturali
ottenuti dalla fermentazione di colture batteriche che usando meccanismi molecolari.
E’ stato dimostrato che la sequenza preferita,la più reattiva ,per il legame Azinomicina B/DNA è 5'GCC-3'/3'-CGG-5' in cui il cross-linking avviene tra aziridina ed epossido e l’azoto in posizione 7
della guanina. Questo meccanismo d’azione senza precedenti e l’ effettiva attività antitumorale
rende le azinomicine dei targets interessanti per studi sintetici [16,17] e meccanicistici[18,19].
23
AZINOMYCINS A & B
La reazione che avviene è mostrata nella Fig. 11[20]
Fig.11
24
3.3.Glufosfamide
La glufosfamide è un agente alchilante, costituita dalla mostarda ifosfamide coniugata a una
molecola di glucosio sottoposta a studi clinici per la patologia del cancro al pancreas. Gli effetti
della glufosfamide combinata con gencitabina sono stati studiati in modelli sperimentali per la
patologia del cancro del pancreas sia in studi in vivo che in vitro. Si è visto che singolarmente i due
agenti, glufosfamide e gencitabina, inibiscono la crescita di MiaPaCa-2, H766t e cellule PANC-1,
ma si è notato che la combinazione dei due agenti è in grado di produrre effetti maggiori.
[21]
La glufosfamide da sola inibisce la crescita di cellule tumorali che esprimono la proteina MiaPaCa2. Combinando invece la glufosfamide (30 mg/Kg) con gencitabina il risultato è un aumento dell’
inibizione della crescita del tumore e un periodo di sopravvivenza significativamente aumentato.
Questi risultati supportano l’idea di utilizzare l’agente alchilante che è la glufosfamide e l’ inibitore
della sintesi del DNA cioè la gencitabina in combinazione in quanto apportano numerosi benefici e
la combinazione di questi due agenti potrebbe essere utile in trattamenti clinici di pancreatiti. [22]
25
Conclusioni
Le terapie antineoplastiche sono in continua evoluzione grazie al fatto che vi sono numerosi studi
rivolti all’individuazione di nuove classi di farmaci. In questi ultimi anni sono stati scoperti farmaci
di ultima generazione come i bis-platino complessi che hanno rappresentato un passo in avanti nella
terapia antineoplastica. Gli agenti a base di platino costituiscono i farmaci maggiormente utilizzati
nella lotta contro il cancro. Fanno parte dei protocolli di trattamento in prima linea di molti tra i
tumori più comuni, come il tumore non-microcitoma del polmone, i tumori dell’ovaio, del testicolo
e colorettale. I dati riguardanti due nuovi bis-platino complessi, CT-47613 e CT-47609 sono stati
resi noti dai ricercatori di CTI-Europ Questi composti potrebbero essere sperimentati negli studi
clinici sull'uomo a fine 2008.
Questi agenti potrebbero rappresentare un significativo passo avanti nel trattamento di un'ampia
gamma di tumori.
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