ALOE-EMODINA: UNA REALTA’ INNOVATIVA NELLA CURA DEI TUMORI Pecere dr.ssa Teresa, Ph D Università di Padova

1,8-diidrossi-3-idrossimetil-9,10-antracenedione AE OH O OH CH2OH O 1,8-diidrossi-3-idrossimetil-9,10-antracenedione

AE nelle piante della farmacopea tradizionale Alcune specie di Aloe Alcune specie di Rheum Gel e succo prescritti come lenitivi delle scottature, lassativi, antibatterici ed immunomodulanti Decotti prescritti come antinfiammatori, lassativi ed epatoprotettori

L’interesse per queste piante è stato illuminato dalla possibilità che aloe-emodin possa essere il prossimo successo contro il cancro.

Oggi molti tumori sono curabili Alcuni tipi di leucemie tumore al seno tumore all’utero tumore della prostata tumore al colon

Altri tumori hanno ancora un tasso di sopravvivenza molto basso Il neuroblastoma che è la prima causa di morte in età pre-scolare. Il tumore del polmone che è una delle prime cause di morte nel mondo; la sua incidenza globale aumenta dello 0.5% l’anno. Il melanoma la cui incidenza è in continua crescita. La sopravvivenza a 5 anni passa dal 96% dei primi stadi al 12% per gli stadi avanzati.

DANNO AL DNA NECROSI blocco in G1 CORREZIONE CLONI MALIGNI APOPTOSI p53;MAPK;CKII;TNF;APO;…….. Geni bersaglio Caspasi Bax/Bcl-2 Bcl-2/Bcl-2 APOPTOSI DNA p53 +/- CLONI MALIGNI

I FARMACI ANTINEOPLASTICI I farmaci attualmente in uso non hanno un meccanismo tumore-specifico. Aggrediscono indistintamente tutte le cellule del paziente, anche quelle sane. Distruggono le cellule tumorali ma possono essere nefrotossicici, ipotensivi, cardiotossici, ototossici, epatotossici, ecc. Spesso la tossicità per il paziente è molto elevata.

La medicina è alla ricerca di molecole selettive (tumor-targeting) Le aziende farmaceutiche stanno sviluppando composti di sintesi che possono essere disegnati al computer (modelling), prodotti su larga scala e con costi minimi, ma ancora senza risultati soddisfacenti. Le molecole naturali invece, selezionate dall’evoluzione, possiedono una struttura tridimensionale ben definita coadiuvata da gruppi funzionali con precise orientazioni spaziali ottimizzate per interagire con i target cellulari.

1,8-diidrossi-3-idrossimetil-9,10-antracenedione AE OH O OH CH2OH O 1,8-diidrossi-3-idrossimetil-9,10-antracenedione

ATTIVITA’ CITOTOSSICA DI AE IN VITRO

Attività citotossica in vitro contro linee tumorali dell’ NCI   Attività citotossica in vitro contro linee tumorali dell’ NCI Cell lines EC50 after 3 days EC50 after 5 days M19MEL 8.3 n.v. melanoma DMS114 17.2 n.v. microcitoma UACC257 38.2 37.5 melanoma SKMEL28* 46 33 melanoma SKMEL2 100 12.5 melanoma RPMI 93.7 20.7 melanoma LOX 17.6 n.v. melanoma SHP77 100 34 microcitoma UACC62 40 28.7 melanoma M14* 48 25 melanoma  

Test clonogenico di inibizione della crescita dei precursori ematopoieticici

Le linee tumorali di origine neuroectodermica sono significativamente più sensibili delle altre

INCORPORAZIONE DI AE NB 37°C HeLa 37°C NB NaN3 NB 4°C

Cellule di neuroblastoma

1’

5’

15’

30’

Cellule di adenocarcinoma dopo 24h di trattamento

Che tipo di tossicità produce nelle cellule sensibili?

EFFETTO DI AE SUL CICLO CELLULARE DEL NEUROBLASTOMA Pecere T., et al.,Cancer Res.,2000 controllo dopo 24 h dopo 48 h

RISULTATI IN VITRO AE viene incorporata selettivamente nei tumori di origine neuroectodermica, probabilmente per la presenza di un recettore specifico; AE induce apoptosi nelle cellule sensibili.

MA IN VIVO FUNZIONA?

ATTIVITA’ ANTITUMORALE DI AE CONTRO IL NEUROBLASTOMA (I) 5 giorni, 50mg/kg

ATTIVITA’ ANTITUMORALE DI AE CONTRO IL NEUROBLASTOMA (II) 5 giorni, 50mg/kg

ATTIVITA’ ANTITUMORALE DI AE CONTRO L’ADENOCARCINOMA DEL COLON 5 giorni, 50mg/kg

FARMACOCINETICA SANGUE TUMORE CERVELLO FEGATO

RISULTATI IN VIVO Ritardo nella comparsa della massa tumorale Riduzione della massa tumorale Assenza di tossicità acuta o cronica Selettività d’azione anche in vivo Buona distribuzione Elevata concentrazione nella massa tumorale Emivita di alcune ore

AE dimostra attività citotossica specifica e selettiva contro i tumori di derivazione neuroectodermica. AE e’ un agente pro-apoptotico nelle cellule sensibili secondo un “pathway” p53-mediato. AE esplica attività antineoplastica in vivo contro il neuroblastoma senza evidenti segni di tossicità acuta o cronica.

MA AE NON SI SCIOGLIE IN ACQUA

AE prodrug MOLECULES EC50 in SJ-N-KP EC50 in IMR5 EC50 in HeLa AE 1 3 ABT 150 160 n.v. ADG 20 AED 15 AEP 12 10 ALA 200 ALA-HCl 70.6 >300 ALA-NH2 264 300 AF/AF* 300/50 250/50 AM 270 AS 43 40 EM9 6 45 PJ8 1.5 7.8 Lys / TRIP 9 42

TVI=46%

ALTRI GRUPPI DI RICERCA SI SONO INTERESSATI AD AE?

CITAZIONI BIBLIOGRAFICHE SU AE PRIMA DI GIUGNO 2000 Driscoll, JS, et al.,Cancer Chemother. Rep. 2, 4: 1362, 1974. Grimaudo, S, et al., Oncol. Rep., 4: 341-343, 1997. Schorkhuber, M, et al., Eur. J. Cancer, 34: 1091-1098, 1998.

Alcune citazioni su AE dopo giugno 2000 Maity, TK, et al., Phytother. Res., 15(5): 459-460, 2001. Lee, HZ, Br. J. Pharmacol., 134(5): 1093-1103, 2001. Lee, HZ, et al., Eur. J. Pharmacol., 431(3): 287-95, 2001. Zhan, Y, et al., Chin Med J (Engl)., 114(6): 571-6, 2001. Wasserman L, Am J Dermatopathol., 24(1): 17-22, 2002. Woo, SW, et al., Pharmacol Toxicol., 90(4): 193-8, 2002. Po-Lin K, et al., Life Sci., 71(16): 1879-83, 2002. van Gorkom BA, et al., Br J Cancer, 86(9):1494-500, 2002. Woo, SW, et al., Pharmacol Toxicol., 90(4):193-8, 2002. Kuo, PL, et al., Life Sci, 71(16):1879-92, 2002. Wamer WG, et al., Free Radic Biol Med, 34(2):233-42. 2003.  

Tipo di tumore Trattamenti Risultati Rif. bibliografici Neuroblastoma Effetto citotossico. Induzione dell’apoptosi p53-mediata. Pecere, et al., 2000 e 2003 Tumore del fegato 40 M Effetto citotossico. Induzione dell’apoptosi p53-mediata. Formazione di ROS e attivazione del pathway MAPK-dipendente. Kuo, et al.,2002; Dong Lu, et al.,2007; Gliomi 20 M-40 M Effetto citotossico. Diminuzione dell’attività di PKC e ERK. Induzione dell’apoptosi e del differenziamento. Acevedo-Duncan, et al.,2004; Mijatovic, S., et al.,2004 e 2005 Tumore della vescica   25M Effetto citotossico. Induzione dell’apoptosi p53-mediata ed aumento dell’espressione di FAS. Lin, et al., 2006 Tumore del polmone Effetto citotossico. Attivazione di PKC e MAP Kinasi e della cascata delle caspasi 3 e 9. Lee, H.Z.,et al., 2001; Lee, H.Z.,2001; Lay, M.Y., et al.2007 Leucemia 60 M Riduzione dell’attività di NATs, famiglia di enzimi coinvolti nella carcinogenesi; induzione dell’apoptosi e bassa tossicità per i linfociti normali. Chung, et al., 2003; Chen, et al., 2004. Tumore del collo dell’utero Blocco del ciclo cellulare in G2/M; induzione del differenziamento (riduzione attività di ALP) e riduzione della sopravvivenza cellulare con soppressione attività PKC. Guo, et al., 2007. Tumore dello stomaco Blocco del ciclo cellulare in S e induzione del differenziamento con riduzione attività di ALP. Induzione dell’apoptosi p-53 mediata. Guo, et al., 2007; Chen, et al., 2007.

I PROSSIMI TRAGUARDI INDIVIDUAZIONE DEL RECETTORE VALUTAZIONE DELL’EFFICACIA DELLA FORMULAZIONE O DI UNA MOLECOLA PRODRUG PIU’ IDROFILA SVILUPPO DI UN FARMACO PER LA CLINICA: SAGGI DI TOSSICITA’ E FARMACOCINETICA IN ANIMALI DI GROSSA TAGLIA; FASI I E II NELL’UOMO.

C’è la concreta possibilità che aloe-emodin possa essere il prossimo successo contro il cancro.