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| Numero: 1 - 2002 | ||
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Riassunto Abstract |
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Inibitori delle metalloproteinasi della matrice (MMPI) |
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Giovanni Benedetti, Aida Di Stefano, Francesca Mazzoni, Luciano Scopece, Lucio Crinò
La ricerca scientifica di base ha prodotto nell'ultimo decennio dettagliate informazioni sui meccanismi patogenetici, molecolari e biochimici responsabili della proliferazione, del differenziamento e dei processi di riparazione del DNA delle cellule. Alterazioni di tali meccanismi a vari livelli sono responsabili dell'insorgenza e della progressione dei tumori maligni. Nonostante queste conoscenze, la cura delle neoplasie maligne è ancora basata sull'impiego di farmaci chemioterapici citotossici, la cui azione mira direttamente a danneggiare il DNA o a inibire la duplicazione cellulare provocando la morte in maniera aspecifica sia delle cellule tumorali sia delle cellule normali in fase di replicazione. La mancanza di specificità d'azione dei chemioterapici è alla base della considerevole tossicità che fa seguito alla loro somministrazione e si manifesta generalmente con mielosoppressione, mucosite, alopecia, astenia, alterazioni delle funzioni cardiache, neurologiche, renali e gastroenteriche. Questo bagaglio di effetti indesiderati non è sempre controbilanciato da una soddisfacente remissione della malattia neoplastica, soprattutto nei tumori solidi in fase avanzata, che rimangono una malattia incurabile con limitate possibilità di sopravvivenza a lungo termine. Solo recentemente gli oncologi hanno iniziato ad applicare le conoscenze riguardanti le alterazioni a carico di oncogeni e geni oncosoppressori, e quelle relative ai processi di trasduzione del segnale intracellulare, per la diagnosi, la prognosi e soprattutto per un trattamento più mirato delle neoplasie. Esistono prove cliniche preliminari che sostengono la possibilità di impiegare un'ampia gamma di strategie terapeutiche non citotossiche ma basate sull'impiego di agenti citostatici ad azione specifica quali: anticorpi monoclonali diretti al dominio extracellulare del recettore HER-2, inibitori delle proteine tirosin kinasi, inibitori delle metalloproteinasi della matrice extracellulare e inibitori della via di attivazione dell'oncogene ras.
Nella nostra Unità operativa di oncologia sono attualmente in fase di sperimentazione alcune di queste nuove molecole, mentre altre sono già impiegate nella corrente pratica clinica.
Il trastuzumab (Herceptin() è un anticorpo monoclonale ricombinante umanizzato, con elevata affinità di legame per la proteina Her-2/neu e in grado di inibirne gli effetti sulla trasformazione cellulare maligna a livello dei tessuti epiteliali. HER-2/neu è una proteina di 185 kd, codificata dal gene c-erbB2 appartenente alla famiglia dell'epidermal growth factor receptor ad attività tirosin kinasica di tipo I. Questo recettore, attraverso il legame con il ligando (Heregulin) e processi di fosforilazione, stimola la proliferazione e il differenziamento cellulare. HER-2/neu è espresso in molti tessuti normali ma è la iperespressione di questo recettore, che consegue a meccanismi del tipo amplificazione genica, ad avere un ruolo determinante nella patogenesi molecolare di alcune neoplasie epiteliali e, in particolare, del cancro mammario. L'iperespressione di HER-2/neu è stata rilevata in circa il 30% dei pazienti con carcinoma mammario metastatico e sembra costituire un fattore prognostico negativo.
La rilevazione dell'espressione di HER-2 nei tessuti tumorali è stata oggetto di un'ampia gamma di metodologie di analisi e, recentemente, la FDA statunitense ha approvato sia l'impiego della tecnica FISH (ibridazione in situ con fluorescenza) per misurare l'amplificazione del gene HER-2, al fine di una valutazione prognostica dei pazienti affetti da carcinoma mammario con linfonodi negativi a rischio di recidiva, sia l'impiego della immunoistochimica per una definizione pratica delle opzioni di trattamento di pazienti Her-2 positivi.
Il meccanismo d'azione del trastuzumab non è del tutto definito. E' noto che questo anticorpo monoclonale si lega alla porzione extracellulare del recettore Her-2/neu determinando una «downregulation» dei livelli di espressione, e produce un'alterazione della trasduzione del segnale intracellulare HER-2 mediata. Verosimilmente esiste anche un'interferenza con i meccanismi di riparazione del DNA che potrebbe spiegare la sinergia d'azione con alcuni agenti chemioterapici[1].
Trastuzumab è stato impiegato come singolo agente nel trattamento di pazienti con cancro mammario metastatico con iperespressione di HER-2/neu. E' stato ben tollerato e ha prodotto un tasso di risposte obiettive intorno al 15% in pazienti pretrattate[2]. Impiegato in prima linea la percentuale di risposte nel medesimo setting di pazienti sale al 23%, con un 6% di risposte complete[3]. Esistono già diverse esperienze riguardo l'impiego di trastuzumab associato a chemioterapia. L'esperienza più significativa riguarda l'associazione con i taxani, in pazienti con malattia metastatica (HER-2 positiva), che ha prodotto risultati significativamente superiore rispetto alla sola chemioterapia sia in termini di tassi di risposta (42% vs 15%), sia di durata della risposta (10,5 vs 4,5 mesi). Altre associazioni riguardano il cisplatino e la doxorubicina; quest'ultima sembra però gravata da una maggiore tossicità cardiaca. Sono già in corso studi di associazione con ormonoterapia (tamoxifene)[4]. La dose d'impiego consigliata per il trastuzumab è di 2 mg/kg/settimana dopo una dose carico di 4 mg/kg.
Presso il nostro centro oncologico, è tuttora aperto uno studio di fase II per il trattamento di pazienti con carcinoma della mammella metastatico, in progressione dopo una prima linea di chemioterapia, che prevede l'associazione di trastuzumab e taxolo settimanale. Finora sono state arruolate 15 pazienti, tutte pretrattate con antracicline, per le quali si sono ottenute le seguenti risposte: 2 RC (13%), 6 RP (40%), 2 SD (13%) e 5 PD(34%). Per quando concerne la tossicità, si è rilevata febbre con brivido in 4 pazienti durante la prima infusione di trastuzumab; neutropenia e piastrinopenia di grado 3-4 in 3 pazienti (20%). I nostri dati, per ora preliminari, confermano che la somministrazione settimanale di trastuzumab associato a taxolo è attiva e non gravata da importante tossicità. Il nostro centro ha anche partecipato a uno studio randomizzato multicentrico di fase II per pazienti affetti da neoplasia polmonare avanzata o metastatica (carcinoma polmonare non a piccole cellule, NSCLC, stadio IIIB/IV) caratterizzata dall'amplificazione/iperespressione di HER-2. L'obiettivo di questo studio è confrontare l'efficacia della chemioterapia (cisplatino e gemcitabina) con la associazione chemioterapia e trastuzumab.
L'antigene CD20 è una proteina espressa elettivamente sui linfociti B maturi normali e sulle cellule linfoidi maligne. Rituximab è un anticorpo monoclonale chimerico (umano/murino), anti CD20, che permette di eliminare le cellule B maligne attraverso i seguenti meccanismi immunologici: citotossicità cellulare complemento-dipendente, citotossicità cellulo-mediata anticorpo-dipendente, induzione di apoptosi e sensibilizzazione all'azione dei farmaci citotossici. Rituximab è stato impiegato come agente singolo nel trattamento di linfomi a basso grado di malignità refrattari alla chemioterapia e ha prodotto un significativo numero di risposte complete e parziali. Successivamente, quando stato somministrato in associazione alla chemioterapia (schema CHOP), ha prodotto un numero di risposte complete del 56% e parziali del 40% in pazienti con linfoma non-Hodgkin (LNH) a basso grado, mentre nei pazienti con LNH ad alto grado di aggressività le risposte globali sono state del 94%, con un 61% di risposte complete. La durata della risposta al trattamento con rituximab non è ancora valutabile in quanto gli studi sono molto recenti. Gli effetti collaterali di questo interessante farmaco sono tutto sommato modesti e costituiti da brivido, febbre e ipotensione che si possono manifestare in tempi variabili nel corso della somministrazione endovenosa (dura circa 4 ore). Il limite del trattamento basato sull'impiego di rituximab è attualmente costituto dall'elevato costo di ogni ciclo di terapia. Il costo elevato accomuna però quasi tutti i nuovi farmaci la cui messa a punto e produzione è il risultato di una lunga e dispendiosa attività di ricerca[5, 6].
ZD1839 (Iressa() è un composto anilinoquinazolino-derivato, inibitore selettivo della tirosin kinasi associata all'epidermal growth factor receptor (EGFR) e che agisce bloccando la via di trasduzione del segnale responsabile di proliferazione cellulare. Fattori di crescita, quali EGF e TGF-(, legandosi al dominio extracellulare dell'EGFR ne inducono la dimerizzazione e la autofosforilazione a livello di determinati residui tirosinici della porzione intracellulare. Tali domini sono così preposti a legare con alte affinità le molecole responsabili della trasduzione del segnale mitogenico al nucleo della cellula[7]. L'iperespressione dell'EGFR è stata documentata in molti tumori umani (il carcinoma del polmone non a piccole cellule, della prostata, del colon, della testa e del collo, della vescica, della mammella e dello stomaco) ed è stata correlata con una prognosi peggiore. Il blocco della via TGF-a/EGFR è stato proposto e sperimentato come modello terapeutico antitumorale[8, 9]. Studi preclinici hanno dimostrato che lo ZD1839 è un inibitore potente e selettivo dell'attività tirosin kinasica dell'EGFR, e quindi della proliferazione delle cellule neoplastiche[10]. Con studi clinici di fase I si è dimostrato che lo ZD1839 è un farmaco ben tollerato a dosi giornaliere, uguali o inferiori a 600 mg/mq per os per un mese. Risposte obiettive associate a un miglioramento della sintomatologia si sono osservate anche in pazienti pretrattati[11], sia in monoterapia sia in associazione con chemioterapici, come i derivati del platino e i taxani.
Attualmente, presso la nostra unità operativa, sono attivi due protocolli di sperimentazione clinica con lo ZD1839. Il primo è uno studio di fase II, multicentrico, randomizzato, in doppio cieco, in pazienti affetti da carcinoma polmonare non a piccole cellule in stadio avanzato, in progressione dopo una o due linee di chemioterapia contenente un derivato del platino. I pazienti vengono randomizzati fra due diversi dosaggi di ZD1839, 250 mg/die e 500 mg/die, sino a progressione di malattia. Gli obiettivi primari sono quelli di valutare la risposta obiettiva e la tossicità; i secondari sono valutare il tempo a progressione, il miglioramento dei sintomi e della qualità di vita. L'arruolamento di 200 pazienti è terminato, ma ancora non sono disponibili i risultati. L'altro è uno studio di fase III, multicentrico, su base mondiale, in doppio cieco, che confronta la sola chemioterapia (cisplatino 80 mg/mq giorno 1 e gemcitabina 1250 mg/mq giorni 1 e 8 ogni 3 settimane per 6 cicli) con la chemioterapia associata a due diversi dosaggi di ZD1839 (250 mg/die e 500mg/die), in pazienti affetti da carcinoma polmonare non a piccole cellule, in stadio III e IV, non pretrattati. L'obiettivo primario è quello di ottenere un aumento della sopravvivenza a un anno del 35% nei pazienti trattati con ZD1839, rispetto a quelli trattati con placebo. Obiettivi secondari sono dimostrare nei pazienti che assumono ZD1839 un miglioramento della qualità di vita, un aumento della sopravvivenza libera da progressione e un migliore controllo della malattia. I due diversi dosaggi permetteranno di stabilire qual è il più efficace e il meglio tollerato. Dopo i sei cicli, i pazienti proseguono il trattamento solo con ZD1839 o placebo, in modo da valutare la tollerabilità del farmaco in uso cronico. Sono stati già arruolati 600 dei mille pazienti previsti nella randomizzazione dello studio.
Per quel che riguarda la nostra esperienza, lo ZD1839 è ben tollerato, con buona compliance e solo in pochi casi abbiamo osservato diarrea ed eruzioni cutanee, comunque risoltesi sempre con l'interruzione dell'assunzione del farmaco per una o due settimane. E' per ora precoce trarre qualsiasi conclusione sull'efficacia del trattamento.
E' un derivato della 2-fenilaminopirimidina che agisce bloccando il domino citoplasmatico contenente la regione catalitica della tirosin kinasi associata ai seguenti recettori: c-kit, Platelet derived growht factor (PDGF) e la proteina di fusione Bcr-Abl prodotta nelle cellule della leucemia mieloide cronica (LMC). In vitro, STI571 inibisce la proliferazione cellulare e induce apoptosi in linee cellulari di LMC senza interferire con la crescita delle cellule normali; in vivo riduce il carico tumorale e prolunga la sopravvivenza in topi trapiantati con cellule leucemiche. Recenti pubblicazioni sul New England Journal of Medicine si sono occupate dell'impiego di STI571 in pazienti affetti da leucemia mieloide cronica, refrattari al trattamento con IFN-(. Nella LMC, la particolare traslocazione (t 9:22), è responsabile della produzione della proteina di fusione Bcr-Abl associata a una tirosin kinasi costitutivamente attiva. La somministrazione di STI571 ha indotto risposte durature in tutti i pazienti trattati con dosi adeguate[12].
Nel corso del recente congresso dell'American Society of Clinical Oncology (ASCO 2001) sono stati riportati risultati dell'impiego di STI571 nel trattamento di pazienti con sarcomi del tratto gastroenterico (GIST). In questi tumori esiste un'aumentata proliferazione cellulare dovuta a mutazioni dell'oncogene c-kit, che determinano l'attivazione costitutiva (indipendetemente dal ligando) della tirosin kinasi recettoriale. I risultati preliminari della somministrazione dell'STI571 per os a pazienti affetti da GIST non-resecabili o metastatici sono così riassumibili: oltre il 50% dei pazienti ha avuto una risposta obiettiva al trattamento, mentre il beneficio clinico (riduzione o scomparsa dei sintomi relativo alla malattia) si è avuta in oltre l'80% dei pazienti[13, 14]. Gli effetti collaterali, anche nel caso di somministrazioni protratte, sembrano davvero trascurabili.
Si tratta di agenti che bloccano l'attività enzimatica delle metalloproteinasi, enzimi chiave nei processi della progressione tumorale. Infatti, se la trasformazione della cellula normale in cellula neoplastica è il risultato di modificazioni essenzialmente intracellulari, sono invece necessari processi che coinvolgono anche il microambiente extracellulare per permettere al tumore di crescere e diffondere a distanza. Le metalloproteinasi della matrice extracellulare (MMP) sono enzimi proteolitici responsabili della degradazione delle membrane basali composte da collagene, laminina, proteoglicani, che favoriscono la neoangiogenesi e, quindi, lo sviluppo del tumore primitivo e delle metastasi, creando un ambiente favorevole alle cellule tumorali[15].
Le MMP costituiscono una famiglia di più di venti enzimi caratterizzate da tre domini strutturalmente simili che ne regolano la secrezione, l'attività/latenza, e il riconoscimento di substrati leganti molecole inibitrici. L'attività delle MMP è regolata a vari livelli: 1) la trascrizione del loro DNA dipende da differenti oncogeni, fattori di crescita, citochine e ormoni; 2) sono secrete come zimogeno inattivo che solo dopo proteolisi assume capacità catalitiche; 3) sono sottoposte al controllo di inibitori fisiologici sia in circolo (per esempio, (-2microglobilina) sia nei tessuti (TIMP).
Sono state studiate essenzialmente due tipi di molecole capaci di inibire l'attività catalitica delle MMP: a) pseudopeptidi in grado di mimare e quindi di competere in maniera reversibile con i substrati delle MMP, b) molecole non-peptidiche che si legano selettivamente allo «zinc-binding site». Queste ultime possono avere un ampio spettro di azione inibendo i processi neoangiogenetici, la crescita, e la metastatizzazione, ma più spesso la loro attività è limitata all'inibizione selettiva di un processo specifico[16].
Attualmente, disponiamo di agenti denominati batimastat, barimastat, AG3340, bay-219566, che hanno superato le fasi della sperimentazione ex vivo preclinica e sono impiegati già in studi randomizzati di confronto con la chemioterapia e con placebo. Studi clinici di fase I/II, condotti su pazienti affetti da carcinoma del pancreas, del colon-retto, dell'ovaio e della prostata ormono-refrattario, hanno dimostrato, in alcuni casi, un controllo e un rallentamento della crescita tumorale e, più raramente, un allungamento della sopravvivenza in pazienti con malattia in fase avanzata. Uno studio randomizzato, condotto su pazienti con cancro del polmone in fase avanzata, non ha rilevato alcun vantaggio rispetto alla sola chemioterapia. La tossicità è caratterizzata da astenia, nausea, dolore muscolare e modificazione della funzionalità epatica. Tali effetti indesiderati sembrano modificare negativamente la qualità di vita dei pazienti. L'ambito di applicazione dei farmaci inibitori delle MMP potrebbe essere la terapia adiuvante e la malattia minima residua. E' razionale, infatti, impiegare questi farmaci prima che si stabiliscano in maniera definitiva i processi dell'invasione tumorale[16].
L'inibizione dell'enzima farnesil transferasi permette di interrompere l'attività della proteina ras che risulta coinvolta nello sviluppo di numerosi tumori maligni. I geni della famiglia ras (H-ras, K-ras, N-ras) sono funzionalmente attivi nelle cellule animali e codificano per proteine (ras) che mediano la trasmissione dei messaggi, capaci di indirizzare la cellula verso la proliferazione. Tali messaggi originano dai recettori che legano l'Epidermal growth factor (EGF), il Platelet derived growth factor (PDGF), il Granulocyte macrofage-colony stimulating factor (GM-CSF) e le interleukine IL-2 e IL-3. Questo legame produce la conversione della forma inattiva di ras (ras-GDP legato alla membrana citoplasmatica) nella forma attivata (ras-GTP). Segue l'attivazione a valle delle proteine raf/MAPK, MEKK, degli attivatori trascrizionali nucleari, che inducono lo stimolo proliferativo. L'oncoproteina ras, attraverso l'attivazione dell'effettore Rho, agisce anche sul citoscheletro. Le modificazioni post-translazionali necessarie all'attivazione di ras avvengono nel citosol prima dell'ancoraggio alla superficie interna della membrana citoplasmatica. Queste modificazioni prevedono la «prenilazione» di ras, cioè il trasferimento di un gruppo isoprenoide farnesilico (C15) dal farnesildifosfato (FPP) all'atomo di zolfo della cisteina del tertrapeptide CAAX carbossiterminale di ras. L'enzima necessario per questo processo è la farnesil transferasi.
Le mutazioni a carico dell'oncogene ras sono rilevabili, seppur con differente frequenza, in circa il 30% dei tumori solidi. Casistiche riguardanti adenocarcinomi del colon, del pancreas e del polmone riportano alterazioni di K-ras fino al 90%, con implicazioni fondamentali nei processi di tumorigenesi. Il concetto fondamentale è che le oncoproteine ras attivate sono in grado di eludere il controllo inibitorio delle GTPasi. Le cellule tumorali rimangono così in un perenne stato proliferativo. Poiché il processo di farnesilazione risulta fondamentale nell'attività delle oncoproteine ras, l'inibizione specifica della farnesil transferasi è una strategia terapeutica potenzialmente efficace. Inoltre permetterebbe di agire con le funzioni delle cellule tumorali senza influenzare le cellule normali.
Gli inibitori della farnesil transferasi possono essere così suddivisi:
a) composti strutturalmente analoghi al farnesildifosfato (FPP); b) composti analoghi al tetrapeptide CAAX o peptidomimetici (forme petidiche e non peptidiche); c) inibitori bi-substrato che combinano entrambe le caratteristiche. Gli studi preclinici iniziali impiegavano agenti naturali, ottenuti dagli Streptomices, analoghi del FPP. Manumicina o UCF1-C, studiati mediante la tecnica degli xenotrapianti hanno prodotto un'inibizione della crescita di fibrosarcomi e carcinomi del pancreas con mutazioni di K-ras in modelli animali. Prodotti di sintesi come i tetrapeptidi contengono modificazioni aminoacidi che a livello del box CAAX o l'aggiunta di un residuo aromatico. Alcuni di questi hanno documentato un'efficace inibizione della crescita di tumori spontanei della mammella e delle ghiandole salivari nei topi transgenici. Sono attualmente in studio nuovi composti imidazolici CAAX-peptidomimetici non-peptidici dotati di potente azione inibitrice e somministrabili per os. Gli esperimenti nei modelli animali dimostrano sinergismo ed effetti additivi con chemioterapici e radioterapia suggerendo che ras potrebbe non essere il solo ed esclusivo target degli inibitori della farnesil transferasi.
In ambito clinico sono stati impiegati solo inibitori della farnesil transferasi non peptidomimetici. Studi di fase I/II mostrano che le tossicità prevalenti di questi composti sono quella sul sistema emopoietico, quella gastroenterica (nausea/vomito o diarrea) e l'astenia. L'efficacia antitumorale sembra legata all'infusione continua del farmaco. In quattro studi di fase I è stata rilevata una risposta parziale in un cancro del polmone NSCLC. Recentemente, anche prodotti somministrabili per os, R115777 in particolare, hanno indotto risposte parziali in pazienti con cancro del polmone NSCLC e stabilità di malattia con riduzione del CEA in pazienti con cancro del colon. Sembrerebbe razionale condurre la sperimentazione con inibitori della farnesil transferasi limitatamente ai pazienti portatori di neoplasie caratterizzate da alterazioni/mutazioni dell'oncogene ras. Nelle esperienze finora riportate lo status muazionale di ras non ha però permesso di predire l'attività antitumorale di questi agenti[17].
Le informazioni derivanti dalla ricerca di base sulla biologia dei tumori hanno permesso di produrre nuovi farmaci e nuove strategie terapeutiche caratterizzate da differenti e speficifiche azioni antitumorali ma con alcune caratteristiche comuni: 1) l'azione selettiva nei confronti delle cellule tumorali, 2) l'inibizione della crescita tumorale con un limitato effetto «debulking» sulla massa neoplastica, 3) la modesta insorgenza di effetti indesiderati anche nel caso di impiego prolungato nel tempo, 4) la possibilità di essere somministrati quasi sempre per via orale, 5) l'effetto sinergico con i chemioterapici. Queste peculiarità hanno facilitato la sperimentazione clinica dei nuovi farmaci e allo stato attuale è possibile affermare che almeno alcuni saranno impiegati nel trattamento standard dei tumori solidi. E' invece difficile stabilire se saranno in grado di cambiare signicativamente la prognosi delle neoplasie maligne non ematologiche. E' un dato di fatto che le nuove strategie terapeutiche si basano su un concetto nuovo: cronicizzare la malattia neoplastica attraverso una protratta inibizione della crescita tumorale, senza pretendere la completa regressione della malattia. Talvolta, la rapida riduzione della massa tumorale che avviene impiegando la chemioterapia è infatti invariabilmente seguita da una inesorabile ripresa, che porta al decesso del paziente. I nuovi farmaci antitumorali potrebbero invece produrre un allungamento della sopravvivenza del malato oncologico, interferendo solo con la crescita e la diffusione del tumore, senza produrre importanti tossicità e senza compromettere la qualità della vita del paziente.
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