RESISTENZA CELLULARE ai Farmaci Antineoplastici

1. RESISTENZA CELLULARE ai Farmaci Antineoplastici

2. RESISTENZA PERMANENTE • Presenza in elevata proporzione di fenotipi geneticamente resistenti a uno o più farmaci. • Dovuta a selezione mutagena (mod. di Goldie-Coldman) causata da: • Instabilità genetica delle cellule neoplastiche proliferanti che sviluppano spontaneamente mutazioni somatiche che portano alla resistenza fenotipica ai farmaci • ampia fluttuazione della proporzione e del numero assoluto di cellule tumorali farmaco-resistenti • Aumentando la dimensione del tumore, aumenta parallelamente la probabilità di comparsa di cloni resistenti

3. RESISTENZA TEMPORANEA Compartimenti cellulari inaccessibili: alcune cellule possono sembrare resistenti in quanto ricevono dosi medie di farmaco inferiori perché sono localizzate in sedi anatomiche (SANTUARI ANATOMICI) dove la penetrazione di molti farmaci antiproliferativi è scarsa o nulla (SNC, testicolo). Diminuita vascolarizzazione e limitata diffusione dei farmaci: la diminuita vascolarizzazione all’interno di grosse masse tumorali determina una scarsa distribuzione del farmaco al centro della neoplasia (SANTUARIO TUMORALE). Alterata cinetica cellulare: un tumore può apparire resistente perché le sue cellule hanno una bassa frazione di crescita o perché il suo volume globale, e quindi il numero di cellule, è eccessivo (RESISTENZA DI TIPO CINETICO)

4. PRINCIPALI MECCANISMI DI RESISTENZA (1) Concentrazione del farmaco ridotta a causa di diminuita permeabilità della membrana cellulare o di alterato legame del farmaco a una molecola “carrier” Aumentata o accelerata degradazione di un composto attivo (methotrexate, alchilanti) Deficit enzimatico: molti farmaci citotossici (analoghi purine e pirimidine) devono essere trasformati in nucleotidi prima di poter inibire il metabolismo cellulare (resistenza al 5-fluorouracile , citosina arabinoside, etcc)

5. PRINCIPALI MECCANISMI DI RESISTENZA (2) Amplificazione dei geni: la resistenza può essere associata ad un’aumentata “gene copy number coding” per una determinata proteina. Ad esempio nel caso di resistenza al methotrexate c’è l’amplificazione del codice genetico per l’enzima diidrofolato-reduttasi che rappresenta il bersaglio principale di questo farmaco Cambiamenti del metabolismo cellulare Aumentata utilizzazione di una via metabolica di salvataggio (antimetaboliti) Rapida riparazione della lesione citotossica: aumentata espressione degli enzimi del “DNA repair” (alchilanti) Resistenza di tipo pleiotropico: elevato grado di resistenza a farmaci antineoplastici non appartenenti alla stessa classe

6. Meccanismi di resistenza ai farmaci antineoplastici • Meccanismo generaleFarmaco • trasporto difettoso methotrexate, melfalan, metocloretamina, Ara-C, adriamicina • difettoso metabolismo del farmaco Ara-C, 5-FU, 6-mercaptopurina, methotrexate, adriamicina • aumentata inattivazione del farmaco 6-mercaptopurina, 6-tiogiuanina, alchilanti, bleomicina, cisplatino, adriamicina • alterata riparazione del DNA alchilanti, cisplatino, adriamicina • amplificazione dei geni methotrexate, 5-FU, adriamicina • altrazione dei targets methotrexate, vincristina, 5-FU, idrossiurea, steroidi, adriamicina • alterato pool di nucleotidi • vie di salvataggio methotrexate, 5-FU • resistenza di tipo pleiotropico adriamicina, alcaloidi della vinca, actinomicina

7. Meccanismi noti di resistenza ai farmaci antitumorali Diminuiti livelli di farmaco attivo in sede intracellulare - insufficiente assunzione di farmaco da parte delle cellule tumorali - insufficiente attivazione del farmaco, cioè bassa conversione a metabolita Differenza nell’interazione tra farmaco e bersaglio biochimico - aumentata concentrazione di un enzima o del metabolita - interazione anomala tra farmaco e cellula - diminuita richiesta per un prodotto metabolico specifico Differenza nell’importanza dei bersagli biochimici - rapida riparazione del danno citotossico - vie metaboliche alternative - aumentata concentrazione dell’enzima bersaglio

8. RESISTENZA PLEIOTROPICA MDR: multi-drug resistance Le cellule con fenotipo MDR mostrano un’iperespressione della glicoproteina P-170 associata ad amplificazione del suo gene. La glicoproteina P-170, utilizzando energia derivata dall’ATP, agisce da pompa per espellere i chemioterapici antineoplastici dalla cellula. Nei tessuti umani esistono 2 geni (mdr-1 e mdr-3) In alcuni tipi di neoplasia l’espressione della MDR-1 risulta elevata prima di iniziare il trattamento chemioterapico nella maggior parte dei casi (cellule tumorali intrinsecamente resistenti). In altri tipi di neoplasia l’iperespressione primaria della MDR-1 è meno frequente ma può venire indotta dalla chemioterapia.

9. PRINCIPALI MECCANISMI DI MDR Meccanismi Farmaci Ridotto accumulo di farmaco, iperespressione di gp-170 o di altri trasportatori di membrana, inibita dal verapamil e composti simili Antracicline, epipodofillotossine, alcaloidi della vinca, taxolo, dactinomicina, etc.. Ridotti livelli o alterazioni dell’enzima topoisomerasi II Antracicline, epipodofillotossine Aumento dei sistemi di riparo del DNA Cisplatino, bleomicina, nitrosouree, agenti alchilanti Attivazione dei meccanismi anti-apoptotici e aumento dei prodotti dei geni bcl-2 e c-abl Alchilanti, inibitori della topoisomerasi II, glucocorticoidi, etc

10. RESISTENZA PLEIOTROPICA L’impiego di farmaci che inibiscono la glicoproteina P-170 dovrebbe aumentare la concentrazione intracellulare del chemioterapico antineoplastico. VERAPAMIL CHINIDINA E CHINACRINA Si legano direttamente alla gp-170 Uso di farmaci biologici (es. citochine) in tumori chemio-resistenti