Ciclo cellulare: meccanismi di controllo
M
G0
DNA
normale
Il ciclo prosegue
R
DNA
anomalo
Att. Rb, p53
Apoptosi
Da: Rang, Dale, Ritter, Moore. Farmacologia, terza ed., 2005 (modificato)
Fattori che regolano
il ciclo cellulare
Meccanismi coinvolti nell’apoptosi cellulare
9
Da: Rang, Dale, Ritter, Moore. Farmacologia, terza ed., 2005 (modificato)
M
G0
DNA
normale
Il ciclo prosegue
R
DNA
anomalo
Fattori che regolano
il ciclo cellulare
Att. Rb, p53
Apoptosi
Dipendenti da proto-oncogeni
Dipendenti da geni oncosoppressori
Caratteristiche biologiche delle cellule neoplastiche
- Aumentata espressione di oncogeni (geni per cicline, Ras, cdk)
- Ridotta espressione di geni che controllano il ciclo cellulare (geni per p53, pRb, inibitori cdk)
- Aumentata produzione di fattori antiapoptotici e/o ridotta produzione di fattori apoptotici
- Aumentata produzione di telomerasi
- Aumentata produzione di metalloproteasi
Proliferazione incontrollata
Invasione tessuti circostanti
- Aumentata produzione di fattori angiogenetici
Formazioni di metastasi
- Aumentata produzione di proteine responsabili della MDR ( es. glicoproteina P)
Da: Rang, Dale, Ritter, Moore. Farmacologia, terza ed., 2005 (modificato)
Resistenza ai f. antineoplastici
Schema semplificativo della genesi dei tumori
Prodotti chimici, virus, agenti fisici, ecc.
Mutazioni ereditarie
Mutazioni acquisite
Alterata espressione genica
Attivazione proto-oncogeni a oncogeni
Inattivazione di geni oncosoppressori
Proliferazione cellulare incontrollata,
dedifferenziazione cellulare,
neoangiogenesi
Sviluppo di tumori primari
Invasione dei tessuti circostanti da cellule tumorali,
neoangiogenesi
Metastatizzazione
Da: Rang, Dale, Ritter, Moore.
Farmacologia, terza ed., 2005 (modificato)
Sviluppo di tumori secondari
Da: Rang, Dale, Ritter, Moore. Farmacologia, terza ed., 2005
FARMACI ANTINEOPLASTICI
CITOTOSSICI
- AGENTI ALCHILANTI
- Ciclofosfamide
- Ifosfamide
- Melfalan
- Clorambucile
- Lormustina
- Carmustina
- Cisplatino
- Dacarbazina
- ANTIMETABOLITI
- Metotrexato
- Citarabina
- 5-fluorouracile
- 6-mercaptopurina
- 6-tioguanina
ORMONI
- ANTAGONISTI FUNZIONALI
- Estrogeni
- Progestinici
- Inibitori del rilascio di gonadotropine
- ANTAGONISTI RECETTORIALI
- Antiestrogeni (es. Tamoxifene)
- Antiandrogeni (es. Flutamide)
- Inibitori steroidogenesi surrenalica
(es. Fornestano, trilostano)
- GLUCOCORTICOIDI
- ANTIBIOTICI
- Doxorubicina
- Actinomicina D
- Mitomicina
- Procarbazina
- INIBITORI DEL FUSO MITOTICO
- Taxolo
- Vinblastina
- Vincristina
IMMUNOSTIMOLANTI
- INTERFERONI (alfa-2b)
- IL-2
- TRETITOINA (RETINOIDI)
ALTRI
- IMATINIB MESILATO
- ANTIC. MONOCLONALI
- Rituximab
- Trastuzumab
Farmaci antitumorali citotossici: meccanismi d’azione e di resistenza
Profarmaco
Sistema microsomiale epatico
Farmaco
Farmaco + trasportatore
Espulsione
Farmaco Eventuale
inattivazione
F. inattivo
Eventuale attivazione
Farmaco attivo
Raggiungimento sito d’azione
(citoplasma, nucleo)
Interazione con i siti di legame
(enzimi, DNA, RNA, microtubuli)
Danno cellulare
Attivazione p53
Da: Rang, Dale, Ritter, Moore.
Farmacologia, terza ed., 2005
MECCANISMI DI RESISTENZA
- Aumento dell’espulsione da parte delle cellule (vari farmaci)
- Diminuito trasporto all’interno delle cellule (metotressato)
- Insufficiente attivazione del farmaco all’interno delle cellule (6-mercaptopurina, 5-fluorouracile, citarabina)
- Aumento inattivazione del farmaco all’interno delle cellule (citarabina, 6-mercaptopurina)
- Aumento della quantità di enzimi bersaglio (metotressato)
- Aumento utilizzazione di vie metaboliche alternative (antimetaboliti)
- Rapida riparazione delle lesioni indotte dai farmaci (agenti alchilanti)
- Modificazione del sito di legame (vari farmaci)
- Mutazione gene p53 e aumento di espressione di Bcl-2 antiapoptotico
Apoptosi
Farmaci antitumorali citotossici alchilanti
(es: ciclofosfamide, ifosfamide, lomustina, carmustina, busulfan, cisplatino)
Effetto
antitumorale
Da: Rang, Dale, Ritter, Moore. Farmacologia, terza ed., 2005
Effetti indesiderati specifici dei citotossici alchilanti:
- Cardiotossicità, malattia veno-occlusiva epatica, cistite emorragica (ciclofosfamide)
- Nefrotossicità, neurotossicità, malattia veno-occlusiva epatica cistite emorragica (ifosfamide)
- Neuropatia periferica, nefrotossicità (cisplatino)
- Tossicità polmonare, malattia veno-occlusiva epatica (carmustina)
Farmaci antitumorali citotossici antimetaboliti
es: metotressato, citarabina, 6-mercaptopurina
Ac. tetraidrofolico
Ac. tetraidrofolico
+ precursori
Purine
Timidilato
Effetti indesiderati specifici del metotressato
- Polmonite interstiziale
- Nefrotossicità
- Cirrosi epatica (terapia a lungo termine
con basse dosi, es. psoriasi)
Effetti indesiderati specifici della citarabina
- Neurotossicità se somministrata per via
intratecale
F. antitumorali inibitori del fuso mitotico
(es. vinblastina, vincristina)
Da: Mycek, Harwey, Champ: Farmacologia,
seconda edizione, 2001
Effetti indesiderati specifici della vincristina e della vinblastina
- neurotossicità
- Flebiti e celluliti (vinblastina)
F. antitumorali antibiotici citotossici
(es. doxorubicina)
doxorubicina

Inserimento nel
DNA
Effetti indesiderati specifici della doxorubicina
- cardiotossicità
Inibizione della
topoisomerasi II
Rottura del DNA
Effetti indesiderati dei farmaci antitumorali citotossici
Effetti comuni
• Mielosoppressione
• Nausea e vomito
• Alopecia
• Rallentamento della crescita nei bambini
• Sterilità
• Teratogenità
• Cancerogenicità
Effetti specifici
F. Antitumorali citotossici: mielotossicità
Granulocitopenia
- Fattore stimolante la crescita dei granulociti
- Fattore stimolante la crescita dei granulociti/macrofagi
- Fattore di crescita per le cellule staminali
- IL1, IL-3
Piastrinopenia
- Trasfusioni
- IL-6, IL-11, Trombopoietina (?)
Anemia
- Trasfusioni
- Eritropoietina
Stimolo
Entrata
Dolore, visioni
e odori repellenti,
fattori emozionali
Integrazione
Afferenze sensoriali
e vie del SNC
Centri più alti
Antagonisti del
recettore H1,
antagonisti dei
recettori muscarinici
Mal di movimento
Uscita
Antagonisti recettori,
D2, 5-HT3, (NK1?)
Labirinto
Nuclei vestibolari
(recettori H1 e AChM)
CTZ
(recettori D2 e 5-HT3,
recettori per oppioidi)
Centro del vomito
(recettori AChM)
Nervi a
recettori
somatici e
viscerali
Sangue
Tossine esogene,
farmaci
Liberazione di agenti
emetogenici (5-HT,
prostanoidi, radicali liberi)
Nucleo del tratto solitario
(rec. AChM, H1, D2, 5-HT3)
Afferenze viscerali
(recettori 5-HT3?)
Stimoli dalla
faringe e dallo
stomaco
Antagonisti dei
recettori muscarinici
Antagonisti rec.
AChM, H1, D2, 5-HT3
Antagonisti
recettori 5-HT3
Bloccanti rec. 5-HT3
- Ondansetron
- Dolasetron
- Altri
Benzamidi (bloccanti rec. D2)
- Metoclopramide
- Domperidone
Agonisti rec. CB1
- Dronabinolo
- Nabilone
Bloccanti rec. NK1
- Aprepitant
Steroidi (inib. sintesi PG?)
- Betametasone
- Desametasone
Butirrofenoni (bloccanti rec. D2)
- Droperidolo
- Aloperidolo
Bloccanti rec. AChM
- Scopolamina
Fenotiazine (bloccanti rec. D2)
- Proclorperazina
- Tietilperazina
- Cloropromazina
Bloccanti rec. H1
- Ciclizina
- Difenidramina
- Prometazina
- Altri
Principali limiti dell’attuale chemioterapia antitumorale
• La totale eliminazione delle cellule maligne non è ottenibile, per molti tumori, alle dosi utilizzabili degli
attuali farmaci
• Praticamente tutti i farmaci antitumorali correntemente impiegati agiscono “uccidendo” le
cellule neoplastiche, lasciando però intatte, nelle cellule che sopravvivono, la capacità di invasione, di
metastatizzazione e di indurre angiogenesi
• Sviluppo di resistenza, spesso allargata, agli attuali farmaci antitumorali
• L’azione citocida degli attuali antitumorali non è selettiva per le cellule neoplastiche manifestandosi
anche a livello delle cellule non-neoplastiche con gravi effetti indesiderati
Utilizzo dei farmaci antitumorali citotossici nei tumori solidi
SCOPO DELLA TERAPIA ANTITUMORALE E’ L’ELIMINAZIONE
TOTALE DELLE CELLULE NEOPLASTICHE
• Associazione a intervento chirurgico e/o radioterapia
• Associazione di più farmaci
- tipologia del tumore
- criteri farmacodinamici (efficacia, tossicita’)
- criteri farmacocinetici
- farmacogenetica
• Massimo dosaggio possibile
• Somministrazione ciclica con intervalli di 2-3 settimane
• Associazione con farmaci di supporto
- antiemetici
- stimolanti la crescita dei granulociti ed eritrociti
- altri
FARMACI ANTINEOPLASTICI
CITOTOSSICI
- AGENTI ALCHILANTI
- Ciclofosfamide
- Ifosfamide
- Melfalan
- Clorambucile
- Lormustina
- Carmustina
- Cisplatino
- Dacarbazina
- ANTIMETABOLITI
- Metotrexato
- Citarabina
- 5-fluorouracile
- 6-mercaptopurina
- 6-tioguanina
ORMONI
- ANTAGONISTI FUNZIONALI
- Estrogeni
- Progestinici
- Inibitori del rilascio di gonadotropine
- ANTAGONISTI RECETTORIALI
- Antiestrogeni (es. Tamoxifene)
- Antiandrogeni (es. Flutamide)
- Inibitori steroidogenesi surrenalica
(es. Fornestano, trilostano)
- GLUCOCORTICOIDI
- ANTIBIOTICI
- Doxorubicina
- Actinomicina D
- Mitomicina
- Procarbazina
- INIBITORI DEL FUSO MITOTICO
- Taxolo
- Vinblastina
- Vincristina
IMMUNOSTIMOLANTI
- INTERFERONI (alfa-2b)
- IL-2
- TRETITOINA (RETINOIDI)
ALTRI
- IMATINIB MESILATO
- ANTIC. MONOCLONALI
- Rituximab
- Trastuzumab
F. Antitumorali: inibitori delle tirosin chinasi
(Imatinib, Gefitinib, Erlotinib)
IMATINIB
GEFITINIB, ERLOTINIB
Tirosin chinasi-recettore
(es. EGFr, PDGFr)
Tirosin chinasi
citoplasmatica
(es. BCR-ABL)
Tumori stromali GI
Leucemia cronica mielomonocitica
Leucemia mieloide cronica
Resistenza
- Costitutiva
- Indotta
- Modifica della chinasi
Regolarori
positivi del ciclo
cellulare
DNA
Proliferazione cellulare
Anticorpi monoclonali con effetti antitumorali
Antigeni bersaglio e cellule
tumorali che li esprimono
Funzione dell’antigene
bersaglio
Anticorpi “nudi”
Anticorpi leganti
radioisotopi
Anticorpi leganti tossine
Antigene: CD20
Tumore: Linfoma a cellule B, LLC
Proliferazione/differenziazione
Rituximab
131I-AC; 90Y-AC
Nessuno
Antigene: CD52
Tumore: LLC a cellule B
Linfoma a cellule T
Sconosciuta
Alemtuzumab
Nessuno
Nessuno
Antigene: Rec IL-2
Tumore: micosi fungoide a cellule T
Proliferazione antigene-mediata
Nessuno
IL-2-tossina difterica
(Denileuchin-diftitox)
Antigene: CD33
Tumore: Leucemia mieloide acuta
Sconosciuta
Gemtuzumab
Nessuno
AC-calicheamicina
(Gemtuzumab-ozogamicina)
Tirosina chinasi
Trastuzumab
Nessuno
nessuno
Antigene: EGFR (ErB-1)
Tumore: carcinoma colo-rettale,
pancreatico, mammario, polmonare
Tirosina chinasi
Cetuximab
nessuno
nessuno
Antigene: VEGF
Tumore: carcinoma colo-rettale
Angiogenesi
Bevacizumab
Nessuno
Nessuno
Antigene: HER2/neu (ErB-2)
Tumore: carcinoma mammario
Meccanismi di tossicità:
- Rituximab: citotossicità diretta, citotossicità mediata dal complemento, induzione dell’apoptosi
- Alemtuzumab: citotossicità diretta, citotossicità mediata dal complemento, induzione dell’apoptosi
- Denileuchin-diftitox: inibizione sintesi proteica
- Gemtuzumab-ozogamicina: rottura del DNA, apoptosi
- Trastuzumab e Cetuximab: citotossicità diretta, apoptosi, arresto del ciclo in G1,diminuita resistenza agli antitumorali
- Bevacizumab: Inibizione angiogenesi/neovascolarizzazione
- Anticorpi legati a radioisotopi: radioterapia mirata
AC monoclonali “nudi” usati in terapia antitumorale
(es. Trastuzumab)
TRASTUZUMAB
Rec. ERB-2

AC
(+)
- Ridotta tendenza alla metastatizzazione
(+)
Tirosin chinasi
Angiogenesi
(-)
Apoptosi
- Ridotta risposta proliferativa all’EGF
- Aumento apoptosi in risposta ai farmaci
- Tossicità complemento mediata
Cellula neoplastica
(cancro mammella)
AC monoclonali coniugati a tossine usati in terapia antitumorale
(es. Gemtuzumab- ozogamicina)
Gemtuzumab-ozogamicina
CD 33
AC
AC
DNA
Apoptosi
Cellule ematopoietiche
Cellula leucemica (LMA)
AC monoclonali coniugati a tossine usati in terapia antitumorale
(es. Dinileuchin Diftitox)
Tossina difterica
Rec IL-2
ad alta affinità
Rec IL-2
a bassa affinità
IL-2
IL-2
IL-2
sintesi proteica
APOPTOSI
LINFOCITA T NON ATTIVATO
LINFOCITA T e B NEOPLASTICI
Limiti nell’utilizzo di AC monoclonali nella terapia antineoplastica
- POSSIBILITA’ DI INSORGENZA DI EFFETTI INDESIDERATI GRAVI
- COMPARSA DI FENOMENI DI RESISTENZA
- ASSOCIAZIONE CON CITOTOSSICI
Anticorpi monoclonali antitumorali: principali effetti indesiderati
ANTICORPO
MECCANISMO D’AZIONE
ANTITUMORALE
EFFETTI INDESIDERATI MAGGIORI
Rituximab (ANTI-CD 20)
CCAD; CCCD; APOPTOSI
TOSSICITA’ DA INFUSIONE (FEBBRE, RASH, DISPNEA), DEPLEZIONE
CELLULE B; NEUTROPENIA TARDIVA
Alemtuzumab (ANTI CD 52)
CCAD; CCCD; APOPTOSI
TOSSICITA’ DA INFUSIONE (FEBBRE, RASH, DISPNEA), DEPLEZIONE
CELLULE T; NEUTROPENIA TARDIVA
Trastuzumab (ANTI HERB-2)
CCAD; APOPTOSI; INIBIZ. HER2
TOSSICITA’ DA INFUSIONE (FEBBRE, RASH, DISPNEA);
CARDIOMIOPATIA
Cetuximab (ANTI BERB-1)
CCAD; APOPTOSI; INIBIZ. EGFR
TOSSICITA’ DA INFUSIONE (FEBBRE, RASH, DISPNEA); REAZIONI
CUTANEE (75% DEI PAZIENTI)
Bevacizumab (ANTI VEGF)
INIBIZ. ANGIOGENES / NEOVASC.
IPERTENSIONE; EMORRAGGIE POLMONARI; PERFORAZIONE G-I;
PROTEINURIA; INSUFFICIENZA CARDIACA CONGESTIZIA
IL-2-toss. dif. (NON E’ UN AC)
(Denileuchin-diftitox)
APOPTOSI
FEBBRE; ARTRALGIA; ASTENIA; IPOTENSIONE
Gemtuzumab-ozogamicina
(ANTI CD 33)
APOPTOSI
TOSSICITA’ DA INFUSIONE (FEBBRE, RASH, DISPNEA);
MIELOSOPPRESSIONE; TOSSICITA’ CUTANEA, MALATTIA VENOOCCLUSIVA EPATICA
AC – radioisotopi (ANTI CD 20)
NECROSI CELLULARE MIRATA
TOSSICITA’ EMATOLOGICA; MIELODISPLASIA
CCAD=Citotossicità Cellulare Anticorpo-Dipendente
CCCD=Citotossicità Cellulare Complemento-Dipendente
ORMONI E ANTI-ORMONI IN TERAPIA ANTINEOPLASTICA
IPOFISI
ESTROGENI
TESTOSTERONE
RA
CANCRO DELLA
PROSTATA
TRATTAMENTO DEL CANCRO DELLA PROSTATA
- LOCALIZZATO
TERAPIA CHIRURGICA, RADIOTERAPIA
- METASTATIZZATO
ANDROGEN DEPRIVATION THERAPY (ADT)
- Orchiectomia bilaterale
- Estrogeni
- Agonisti/antagonisti del Gn-RH
- Antagonisti dei recettori per gli androgeni
- Chemioterapici citotossici (in soggetti che non rispondono alla ADT
EFFETTI INDESIDERATI PIU’ COMUNI IN CORSO DI TERAPIA ANTIANDROGENA
- FLUSHING VASOMOTORIO
- GINECOMASTIA
- MASTODINIA
- RIDUZIONE/PERDITA DELLA LIBIDO
- IMPOTENZA SESSUALE
- DEMINERALIZZAZIONE OSSEA
- AUMENTO DI PESO
- RIDUZIONE DELLA MASSA MUSCOLARE
Cancro della prostata: F. “antiandrogeni”
Ipotalamo
GnRH
LEUPROLIDE (+)
ABARELIX (-)
Surrene
Ipofisi
LH/FSH
DIETILSTILBESTROLO
Testicolo
Testosterone
5-reduttasi
Aromatasi
Diidrotestosterone
Rec. per androgeni
Estradiolo
Rec. per androgeni
Testosterone
Diidrotestosterone
CITOPLASMA
Rec. per androgeni
NUCLEO
DNA
FLUTAMIDE
NILUTAMIDE
Aumento/riduzione sintesi proteica
Rec. per estrogeni
Terapia del cancro della mammella
TERAPIA CHIRURGICA, RADIOTERAPIA
TERAPIA FARMACOLOGICA
- Citotossici
- AC monoclonali (es. Trastuzumab)
- Anti-estrogeni
- Estrogeni
Ipotalamo
FARMACI ANTI-ESTROGENI
GnRH
Anastrozolo
Ipofisi
Inibisce
LH/FSH
Ovaio
Colesterolo
Testosterone Aromatasi
Androstenedione
Estradiolo
NUCLEO DELLE CELL. BERSAGLIO
Estradiolo


Heat-shock proteins
Recettori per
l’estradiolo
TAMOXIFENE
FULVESTRANT
DNA
Aumento/riduzione sintesi proteica
Organi bersaglio per gli estrogeni
- Utero, vagina, mammella
- Ossa
- App. cardiovascolare
- S.N.C.
Programma farmacologia Prof. S. Bova
(2007/08)
FARMACI UTILIZZATI NELLA TERAPIA DELLE FORME ALLERGICHE
- F. antiistaminici anti-H1
- Glucocorticoidi
IMMUNOFARMACOLOGIA
- Principi generali (schema risposta immunitaria, punti d’attacco dei farmaci immunosoppressori)
- F. immunosoppressori (ciclosporina e tacrolimus, sirolimus, micofenolato mofetil, glucocorticoidi, AC
monoclonali, FTY 720)
FARMACI ANTIASMATICI
- Principi generali, beta-2 adrenergici, glucocorticoidi, inibitori dei recettori per i leucotrieni, ipratropium
bromuro, metilxantine, cromoni, AC anti-IgE
CHEMIOTERAPIA
- Principi generali
- Chemioterapia antibatterica (principi generali, sedi d’azione dei chemioterapici sulla cellula batterica, effetti indesiderati, betalattamine, aminoglicosidici, tetracicline, cloramfenicolo, macrolidi, linezolid, sulfamidici, chinoloni, antitubercolari)
- Chemioterapia antivirale (principi generali, sedi d’azione degli antivirali, F. antiinfluenzali, F. antierpetici, F. antiepatite,
F. antiretrovirali
- Chemioterapia antitumorale (principi generali, sedi d’azione degli antitumorali, citotossici (+ antiemetici), inibitori delle tirosin
kinasi, AC monoclonali, ormoni)