Negli ultimi anni é stato indirizzato un crescente interesse allo studio della reazione di poli(ADP-ribosilazione) allo scopo di spiegare il ruolo fisio-patologico degli enzimi poli(ADPR)polimerasi (PARPs) e poli(ADPR)glicoidrolasi (PARG) e la potenzialità della loro modulazione in diverse strategie preventive e terapeutiche.

E’ stato proposto un ruolo pleiotropico di PARP(s) e PARG in risposta allo stress genotossico, essendo stato dimostrato che entrambi gli enzimi agiscono sia da fattori di sopravvivenza nella segnalazione di bassi livelli di danno al DNA ad effettori a valle, sia come fattori pro-apoptotici in caso di lesioni irrecuperabili.

E’ stato dimostrato il coinvolgimento di PARP-1 nel ripristino dell’apoptosi in cellule di carcinoma KB trattate con IFN-alfa. Altri risultati sono a favore della segnalazione da parte di PARP(s) del danno al DNA derivante dall’inibizione della DNA topoisomerasi I (TOPO I) in cellule di glioblastoma che sono in accordo con la recente pubblicazione che dimostra come PARP-1 e -2 cooperino nel segnalare il danno al DNA derivante dalla inibizione della TOPO I.

In questo settore il gruppo ha fornito la prima evidenza preclinica in modelli sperimentali in vivo che gli inibitori di PARP possono aumentare l’efficacia della TMZ nei confronti di tumori primari e secondari. In particolare, il trattamento per via orale, endovenosa o intracerebrale con potenti inibitori di PARP in associazione a TMZ ha aumentato la sopravvivenza, rispetto al trattamento con la sola TMZ, di topi con glioblastoma multiforme, melanoma o linfoma a localizzazione cerebrale.

La somministrazione per via sistemica di inibitore di PARP e TMZ ha ridotto la diffusione metastatica del melanoma al polmone. Il suo gruppo ha, inoltre, dimostrato che la somministrazione orale di un inibitore di PARP aumenta l’attività antitumorale della TMZ usata in combinazione con l’inibitore di TOPO I irinotecano (CPT-11) in modelli di xenotrapianto di carcinoma del colon.

È interessante notare che l’inibizione di PARP non aumenta la tossicità dei chemioterapici verso i tessuti normali, ma riduce la gravità degli effetti avversi. Inoltre, ha osservato che l’inibizione di PARG può portare ad un aumento della chemiosensibilità dei tumori alla TMZ; infatti il trattamento con inibitore di PARG in associazione a TMZ ha ridotto in maniera significativa la crescita del melanoma, ha aumentato la sopravvivenza degli animali portatori di melanoma a livello del SNC e diminuito la capacità delle cellule del melanoma di formare metastasi polmonari.

Inoltre hanno pubblicato che l’estratto da tè verde, il principale polifenolo presente in esso, l’EGCG, e l’estratto da iperico perforatum esercitano una potente e specifica azione inibitoria in un grande numero di linee cellulari sull’attivazione di STAT-1 indotta da IFN-gamma mediante inibizione della fosforilazione in tirosina di STAT-1. Più recentemente, in diversi modelli animali, hanno osservato che alcuni di questi composti proteggono dai danni tissutali correlati a processi infiammatori come nel danno cardiaco dopo ipertrofia e riperfusione e nell’asma.

Una nuova classe di farmaci si sta dimostrando molto promettente e in grado di combattere piu’ forme di tumore di quante gli scienziati pensassero inizialmente. Si tratta dei farmaci cosiddetti Parp-inibitori, testati originariamente contro i tumori legati alle mutazioni del gene Brca (mutazioni nei geni BRCA1 e BRCA1 che aumentano il rischio di tumori alla mammella o all’ovaio nelle donne, mentre negli uomini sono correlate ad un aumentato rischio di tumore della prostata) che interferisce con la capacità di riparazione del DNA delle cellule tumorali, come in alcuni casi di cancro al seno e alle ovaie.

Parliamo dei tumori al seno «triplo-negativi», così chiamati perché non hanno i tre classici bersagli che possono essere colpiti dai farmaci : recettori per gli ormoni estrogeni e progestinici e il recettore Her 2 (quello contro cui sono diretti i nuovi farmaci intelligenti). Questa loro triplice resistenza li rende particolarmente difficili da controllare e l’unica soluzione di terapia sono i classici chemioterapici. Questi tumori crescono rapidamente, sono aggressivi e non danno grandi speranze di sopravvivenza.

Non sono frequentissimi, ma rappresentano pur sempre un quindici per cento di tutti i tumori alla mammella. Le cellule del tumore acquisiscono la capacità di “autoripararsi” diventano anche resistenti ai chemioterapici: questi ultimi, infatti, funzionano proprio perché danneggiano il Dna della cellula e ne provocano la morte». Una volta individuato l’enzima-chiave di questi processi riparativi, appunto il Parp, i ricercatori hanno potuto costruire farmaci diretti contro il nuovo bersaglio: i Parp-inibitori, capaci di bloccare l’enzima e, quindi, la crescita del tumore.

I Parp inibitori funzionano se associati ai vecchi chemioterapici, come il cisplatino o la ciclofosfamide: bloccando i meccanismi di riparazione del Dna, danno il via libera all’azione tossica di questi ultimi. Ma da numerose ricerche viene suggerito che questa classe di farmaci puo’ uccidere anche le cellule cancerose che hanno un difetto nel gene Pten, come accade in alcune forme di cancro della pelle, dell’utero e del colon. Attualmente gli inibitori di PARP sono in fase di sperimentazione clinica come adiuvanti della chemioterapia per il trattamento del melanoma metastatico

Gli scienziati hanno scoperto che le cellule con geni Pten difettosi erano fino a 25 volte piu’ sensibili ai Parp-inibitori rispetto alle cellule con un Pten normale. Difetti nel Pten sono responsabili del 30%-80% dei tumori di seno, prostata, pelle (melanoma), utero e colon. Questi risultati sono entusiasmanti perche’ dimostrano che i Parp-inibitori possono essere un potente strumento di cura con pochi effetti collaterali in diverse forme di cancro.

I trial clinici hanno gia’ mostrato il potenziale dei Parp-inibitori nei pazienti con tumori causati da geni Brca difettosi. lo stesso tipo di farmaci sono ora testati su un piu’ vasto gruppo di pazienti, quelli con tumori collegati a un difetto nel Pten”. L’uso dei Parp-inibitori fa parte di un nuovo approccio di cura al cancro chiamato “letalità ³sintetica”.

Una cellula con un difetto nel Pten ha bisogno di una proteina chiamata Parp per preservare dai danni il suo Dna. I Parp-inibitori bloccano la Parp e, uniti al Pten difettoso, causano la morte delle cellule tumorali. Cosi’ il tumore si restringe o smette di crescere.

Proprio grazie a questo meccanismo, il farmaco colpisce solo le cellule malate e non quelle sane, minimizzando gli effetti collaterali. Evidenze precliniche in modelli sperimentali in vivohanno dimostrato che gli inibitori di PARP possono aumentare l’efficacia della TMZ nei confronti di tumori primari e secondari. In particolare, il trattamento per via orale, endovenosa o intracerebrale con potenti inibitori di PARP in associazione a TMZ ha aumentato la sopravvivenza, rispetto al trattamento con la sola TMZ, di topi con glioblastoma multiforme, melanoma o linfoma a localizzazione cerebrale.

La somministrazione per via sistemica di inibitore di PARP e TMZ ha ridotto la diffusione metastatica del melanoma al polmone. E’ stato dimostrato imoltre che la somministrazione orale di un inibitore di PARP aumenta l’attività antitumorale della TMZ usata in combinazione con l’inibitore di TOPO I irinotecano (CPT-11) in modelli di xenotrapianto di carcinoma del colon.

È interessante nMenuotare che l’inibizione di PARP non aumenta la tossicità dei chemioterapici verso i tessuti normali, ma riduce la gravità degli effetti avversi. Inoltre, è stato osservato che l’inibizione di PARG può portare ad un aumento della chemiosensibilità dei tumori alla TMZ; infatti il trattamento con inibitore di PARG in associazione a TMZ ha ridotto in maniera significativa la crescita del melanoma, ha aumentato la sopravvivenza degli animali portatori di melanoma a livello del SNC e diminuito la capacità delle cellule del melanoma di formare metastasi polmonari.

Azione biologa PARP inibitori

PARP [Poli-(ADP-ribosio)-polimerasi] è un enzima nucleare (proteina), presente in abbondanza ed è coinvolta in una serie di processi cellulari che coinvolgono principalmente di riparazione del DNA e la morte cellulare programmata (apoptosi) Le poli (ADP-ribosio) polimerasi-1 e -2 (PARP-1 e PARP-2) sono enzimi nucleari che sintetizzano polimeri di ADP-ribosio usando il NAD+ come substrato.

Questi enzimi sono coinvolti nel riparo dei danni al DNA, nei processi di trascrizione, nella regolazione del ciclo e della morte cellulare; PARP-1 e -2 sono componenti essenziali del Base Excision Repair (BER), responsabile del riparo dei danni al DNA indotti dalle radiazioni e da agenti alchilanti monofunzionali.

Inoltre, PARP-1 può avere effetti sia positivi che negativi in processi di trans-attivazione a seconda del partner considerato (p53, AP1, YY-1 e Oct-1) e agisce da co-fattore nel sistema mediato da NF-kB . PARP-1 svolge un ruolo chiave anche nell’infiammazione, durante la quale si ha la produzione di specie ossidanti che causano danni al DNA.

Recentemente è stato dimostrato ch PARP-1 è direttamente coinvolto nel processo angiogenico come indicato dalla ridotta formazione di vasi sanguigni in risposta a stimoli angiogenici in topi knockout per PARP-1, o da parte di cellule endoteliali umane trattate con inibitori di PARP. Questi dati suggeriscono l’utilità di inibire sia PARP-1 che PARP-2 per aumentare l’efficacia della chemioterapia e per ridurre la progressione tumorale attraverso un meccanismo anti-angiogenico.

PARP interviene nel riparo dei danni indotti sul DNA da trattamento terapeutico di agenti chemioterapici (agenti alchilanti e inibitori della topoisomerasi I): PARP ripara le basi alchilate. L’attivazione di PARP è la base per il fenomeno della resistenza ai tumori alla chemioterapia. Inibendo PARP, invece, si attenua nei tumori la capacità a resistere agli agenti alchilanti e ripristina, invece, la sensibilità dei tumori alla chemioterapia. Inattivando PARP, nel nucleo si accumulano frammenti danneggiati di DNA, a singolo filamento (single strand) e a doppio filamento (double strand: DSB). I “DSBs” del DNA danneggiato rimangono non-riparati, con conseguente arresto della crescita della crescita cellulare, della sua divisione, fino ad arrivare alla morte delle cellule tumorali.

Una nuova classe di agenti terapeutici stanno emergendo come inibitore PARP. Questi agenti vengono somministrati in terapia di combinazione, associati ai soliti agenti chemioterapici.

Generazione di agenti antitumorali

Inoltre è stato pubblicato che l’estratto da tè verde, il principale polifenolo presente in esso, Epigallocatechina gallato (EGCG) e l’estratto da iperico perforatum esercitano una potente e specifica azione inibitoria in un grande numero di linee cellulari.

Olaparib funziona diversamente rispetto ad altri farmaci antitumorali bloccano le poli-(ADP-ribosio)-polimerasi (PARP) ma ha dato risultati contrastanti soprattutto nei tumori ovarici.

Risultato deludente per olaparib, un nuovo antitumorale sperimentale sviluppato da AstraZeneca appartenente alla classe dei PARP-inibitori. In un piccolo studio randomizzato di fase II, il farmaco non ha offerto benefici significativi in confronto alla doxorubicina liposomiale pegilata, nel trattamento del carcinoma ovarico con mutazioni dei geni BRCA1 e BRCA2.

Nei primi trial di fase I e II, due diverse dosi del farmaco (200 e 400 mg bid) avevano mostrato una promettente attività antitumorale nei tumori legati a mutazioni dei geni BRCA. Lo scorso luglio, su Lancet, sono stati pubblicati due studi proof-of-concept di fase II che hanno evidenziato un beneficio significativo nelle donne con carcinoma ovarico o mammario avanzato portatrici di mutazioni dei geni BRCA1 o BRCA2; in particolare, nel lavoro sull’ovaio, con la dose più elevata di olaparib si era ottenuta una risposta obiettiva in un terzo delle pazienti e una stabilizzazione della malattia nel 36%, corrispondenti a un beneficio clinico complessivo del 69%.

Questi studi hanno fornito la prova di concetto che colpire le mutazioni dei geni BRCA1 e BRCA2 può essere una strategia valida, ma non hanno dimostrato quale sia la dose ottimale, né confrontato il farmaco con la terapia standard. Combinando i dati dei due bracci trattati con il PARP-inibitore si è calcolata una riduzione del 12% del rischio di progressione rispetto al trattamento con doxorubicina, una differenza non statisticamente significativa.

Inoltre, i dati preliminari sulla sopravvivenza globale non hanno evidenziato differenze significative tra i due farmaci.

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