Ciclo cellulare: meccanismi di controllo G0 DNA normale Il ciclo prosegue DNA anomalo R Att. Rb, p53 Apoptosi Fattori che regolano il ciclo cellulare Da: Rang, Dale, Ritter, Moore. Farmacologia, terza ed., 2005 (modificato)

Meccanismi coinvolti nell’apoptosi cellulare 9 Da: Rang, Dale, Ritter, Moore. Farmacologia, terza ed., 2005 (modificato)

Fattori che regolano il ciclo cellulare M G0 DNA normale Il ciclo prosegue DNA anomalo R Att. Rb, p53 Apoptosi Fattori che regolano il ciclo cellulare 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 - Aumentata produzione di fattori angiogenetici - Aumentata produzione di proteine responsabili della MDR ( es. glicoproteina P) Proliferazione incontrollata Invasione tessuti circostanti Formazioni di metastasi Resistenza ai f. antineoplastici Da: Rang, Dale, Ritter, Moore. Farmacologia, terza ed., 2005 (modificato)

Inattivazione di geni oncosoppressori Schema semplificativo della genesi dei tumori Prodotti chimici, virus, agenti fisici, ecc. Mutazioni acquisite Mutazioni ereditarie 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 ORMONI IMMUNOSTIMOLANTI ALTRI AGENTI ALCHILANTI - Ciclofosfamide - Ifosfamide - Melfalan - Clorambucile - Lormustina - Carmustina - Cisplatino - Dacarbazina ANTIMETABOLITI - Metotrexato - Citarabina - 5-fluorouracile - 6-mercaptopurina - 6-tioguanina ANTIBIOTICI - Doxorubicina - Actinomicina D - Mitomicina - Procarbazina INIBITORI DEL FUSO MITOTICO - Taxolo - Vinblastina - Vincristina ANTAGONISTI FUNZIONALI - Estrogeni - Progestinici - Inibitori del rilascio di gonadotropine ANTAGONISTI RECETTORIALI - Antiestrogeni (es. Tamoxifene) - Antiandrogeni (es. Flutamide) - Inibitori steroidogenesi surrenalica (es. Fornestano, trilostano) GLUCOCORTICOIDI INTERFERONI (alfa-2b) - IL-2 - TRETITOINA (RETINOIDI) IMATINIB MESILATO ANTIC. MONOCLONALI - Rituximab - Trastuzumab

Farmaci antitumorali citotossici: meccanismi d’azione e di resistenza Da: Rang, Dale, Ritter, Moore. Farmacologia, terza ed., 2005 Profarmaco Sistema microsomiale epatico Farmaco Farmaco + trasportatore Farmaco attivo Eventuale attivazione Raggiungimento sito d’azione (citoplasma, nucleo) Interazione con i siti di legame (enzimi, DNA, RNA, microtubuli) Danno cellulare Attivazione p53 Apoptosi Espulsione Eventuale inattivazione F. inattivo 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

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)

Ac. tetraidrofolico + precursori Farmaci antitumorali citotossici antimetaboliti es: metotressato, citarabina, 6-mercaptopurina Ac. tetraidrofolico Ac. tetraidrofolico + precursori Effetti indesiderati specifici della citarabina - Neurotossicità se somministrata per via intratecale Purine Timidilato Effetti indesiderati specifici del metotressato - Polmonite interstiziale - Nefrotossicità - Cirrosi epatica (terapia a lungo termine con basse dosi, es. psoriasi)

Da: Mycek, Harwey, Champ: Farmacologia, seconda edizione, 2001 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) Inserimento nel DNA Inibizione della topoisomerasi II Rottura del DNA Effetti indesiderati specifici della doxorubicina - cardiotossicità

Effetti indesiderati dei farmaci antitumorali citotossici Effetti comuni Effetti specifici Mielosoppressione Nausea e vomito Alopecia Rallentamento della crescita nei bambini Sterilità Teratogenità Cancerogenicità

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

Bloccanti rec. 5-HT3 - Ondansetron - Dolasetron - Altri Stimolo Entrata Integrazione Uscita Dolore, visioni e odori repellenti, fattori emozionali Afferenze sensoriali e vie del SNC Centri più alti Antagonisti del recettore H1, antagonisti dei recettori muscarinici Antagonisti recettori, D2, 5-HT3, (NK1?) Mal di movimento Nuclei vestibolari (recettori H1 e AChM) Labirinto Nervi a recettori somatici e viscerali CTZ (recettori D2 e 5-HT3, recettori per oppioidi) Centro del vomito (recettori AChM) Tossine esogene, farmaci Liberazione di agenti emetogenici (5-HT, prostanoidi, radicali liberi) Sangue Stimoli dalla faringe e dallo stomaco Afferenze viscerali (recettori 5-HT3?) Nucleo del tratto solitario (rec. AChM, H1, D2, 5-HT3) Antagonisti dei recettori muscarinici Antagonisti rec. AChM, H1, D2, 5-HT3 Antagonisti recettori 5-HT3 Bloccanti rec. 5-HT3 - Ondansetron - Dolasetron - Altri Agonisti rec. CB1 - Dronabinolo - Nabilone Butirrofenoni (bloccanti rec. D2) - Droperidolo - Aloperidolo Bloccanti rec. AChM - Scopolamina Bloccanti rec. NK1 - Aprepitant Bloccanti rec. H1 - Ciclizina - Difenidramina - Prometazina - Altri Fenotiazine (bloccanti rec. D2) - Proclorperazina - Tietilperazina - Cloropromazina Benzamidi (bloccanti rec. D2) - Metoclopramide - Domperidone Steroidi (inib. sintesi PG?) - Betametasone - Desametasone

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 ORMONI IMMUNOSTIMOLANTI ALTRI AGENTI ALCHILANTI - Ciclofosfamide - Ifosfamide - Melfalan - Clorambucile - Lormustina - Carmustina - Cisplatino - Dacarbazina ANTIMETABOLITI - Metotrexato - Citarabina - 5-fluorouracile - 6-mercaptopurina - 6-tioguanina ANTIBIOTICI - Doxorubicina - Actinomicina D - Mitomicina - Procarbazina INIBITORI DEL FUSO MITOTICO - Taxolo - Vinblastina - Vincristina ANTAGONISTI FUNZIONALI - Estrogeni - Progestinici - Inibitori del rilascio di gonadotropine ANTAGONISTI RECETTORIALI - Antiestrogeni (es. Tamoxifene) - Antiandrogeni (es. Flutamide) - Inibitori steroidogenesi surrenalica (es. Fornestano, trilostano) GLUCOCORTICOIDI INTERFERONI (alfa-2b) - IL-2 - TRETITOINA (RETINOIDI) IMATINIB MESILATO ANTIC. MONOCLONALI - Rituximab - Trastuzumab

Leucemia mieloide cronica 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 DNA Regolarori positivi del ciclo cellulare 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 Antigene: CD52 Tumore: LLC a cellule B Linfoma a cellule T Antigene: Rec IL-2 Tumore: micosi fungoide a cellule T Antigene: CD33 Tumore: Leucemia mieloide acuta Antigene: HER2/neu (ErB-2) Tumore: carcinoma mammario Antigene: EGFR (ErB-1) Tumore: carcinoma colo-rettale, pancreatico, mammario, polmonare Antigene: VEGF Tumore: carcinoma colo-rettale Proliferazione/differenziazione Sconosciuta Proliferazione antigene-mediata Tirosina chinasi Angiogenesi Rituximab Alemtuzumab Gemtuzumab Trastuzumab Cetuximab Bevacizumab 131I-AC; 90Y-AC Nessuno nessuno IL-2-tossina difterica (Denileuchin-diftitox) AC-calicheamicina (Gemtuzumab-ozogamicina) 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

Cellula neoplastica (cancro mammella) AC monoclonali “nudi” usati in terapia antitumorale (es. Trastuzumab) Rec. ERB-2 TRASTUZUMAB AC  (+) Ridotta tendenza alla metastatizzazione Ridotta risposta proliferativa all’EGF Aumento apoptosi in risposta ai farmaci Tossicità complemento mediata Tirosin chinasi (+) (-) Angiogenesi Apoptosi Cellula neoplastica (cancro mammella)

Cellule ematopoietiche Cellula leucemica (LMA) 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 AC monoclonali coniugati a tossine usati in terapia antitumorale (es. Dinileuchin Diftitox) Rec IL-2 ad alta affinità Tossina difterica 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) Alemtuzumab (ANTI CD 52) Trastuzumab (ANTI HERB-2) Cetuximab (ANTI BERB-1) Bevacizumab (ANTI VEGF) IL-2-toss. dif. (NON E’ UN AC) (Denileuchin-diftitox) Gemtuzumab-ozogamicina (ANTI CD 33) AC – radioisotopi (ANTI CD 20) CCAD; CCCD; APOPTOSI CCAD; APOPTOSI; INIBIZ. HER2 CCAD; APOPTOSI; INIBIZ. EGFR INIBIZ. ANGIOGENES / NEOVASC. APOPTOSI NECROSI CELLULARE MIRATA TOSSICITA’ DA INFUSIONE (FEBBRE, RASH, DISPNEA), DEPLEZIONE CELLULE B; NEUTROPENIA TARDIVA TOSSICITA’ DA INFUSIONE (FEBBRE, RASH, DISPNEA), DEPLEZIONE CELLULE T; NEUTROPENIA TARDIVA TOSSICITA’ DA INFUSIONE (FEBBRE, RASH, DISPNEA); CARDIOMIOPATIA TOSSICITA’ DA INFUSIONE (FEBBRE, RASH, DISPNEA); REAZIONI CUTANEE (75% DEI PAZIENTI) IPERTENSIONE; EMORRAGGIE POLMONARI; PERFORAZIONE G-I; PROTEINURIA; INSUFFICIENZA CARDIACA CONGESTIZIA FEBBRE; ARTRALGIA; ASTENIA; IPOTENSIONE TOSSICITA’ DA INFUSIONE (FEBBRE, RASH, DISPNEA); MIELOSOPPRESSIONE; TOSSICITA’ CUTANEA, MALATTIA VENO-OCCLUSIVA EPATICA TOSSICITA’ EMATOLOGICA; MIELODISPLASIA CCAD=Citotossicità Cellulare Anticorpo-Dipendente CCCD=Citotossicità Cellulare Complemento-Dipendente

ORMONI E ANTI-ORMONI IN TERAPIA ANTINEOPLASTICA IPOFISI ESTROGENI x 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

LEUPROLIDE (+) ABARELIX (-) Cancro della prostata: F. “antiandrogeni” Ipotalamo Testicolo GnRH LH/FSH Testosterone Diidrotestosterone Estradiolo Surrene Rec. per androgeni Rec. per estrogeni 5-reduttasi Aromatasi Ipofisi LEUPROLIDE (+) ABARELIX (-) DIETILSTILBESTROLO Testosterone Diidrotestosterone Rec. per androgeni DNA Aumento/riduzione sintesi proteica NUCLEO CITOPLASMA FLUTAMIDE NILUTAMIDE

Terapia del cancro della mammella TERAPIA CHIRURGICA, RADIOTERAPIA TERAPIA FARMACOLOGICA - Citotossici - AC monoclonali (es. Trastuzumab) - Anti-estrogeni - Estrogeni

NUCLEO DELLE CELL. BERSAGLIO TAMOXIFENE FULVESTRANT Colesterolo Testosterone Androstenedione Estradiolo Ipotalamo Ipofisi Ovaio GnRH LH/FSH Aromatasi Inibisce FARMACI ANTI-ESTROGENI Anastrozolo DNA Aumento/riduzione sintesi proteica   Heat-shock proteins Estradiolo Recettori per l’estradiolo NUCLEO DELLE CELL. BERSAGLIO Organi bersaglio per gli estrogeni - Utero, vagina, mammella - Ossa - App. cardiovascolare - S.N.C. TAMOXIFENE FULVESTRANT

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, beta- lattamine, 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)