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. 26 BIBLIOGRAFIA 1. Joel G.Hardman Lee E.Limbird, Alfred Goodman Gilman, Le basi farmacologiche della terapia 2. www.3dscience.com 3. www.ica-net.it/.../files/ildnaela.htm 4. www.dia.unisa.it 5. B.L.Partridge, Structural studies on Nucleic Acids,thesis,University of Cambridge,UK,1996. www.pharmacy.umaryland.edu/.../dna.html 6. Sastry M, Fiala R, Lipman R, Tomasz M, Patel DJ Solution structure of the monoalkylated mitomycin C-DNA complex,J. Mol. Biol. v247, p.338-359 7. 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