Wolfgang Fiebiger1, Ulrike Olszewski2, Ernst Ulsperger2, Klaus Geissler2, Gerhard Hamilton2,3
1 Dipartimento di Medicina Interna I, Divisione di Oncologia, Ospedale St. Poelten, St. Poelten, Austria
2 Ludwig Boltzmann Cluster of Translational Oncology, C/o Balderichgasse, 26/13, 1170 Vienna, Austria
e-mail: [email protected]
G. Hamilton
3 Dipartimento di Chirurgia, Medical University Vienna, Vienna, Austria
Ricevuto: 1 aprile 2010
Accettato: 6 giugno 2010
Abstract
Introduzione: La chemioterapia per i carcinoidi ben differenziati in stadio avanzato è caratterizzata da bassi tassi di risposta e da una breve durata delle risposte. Il presente studio si proponeva di valutare l’attività in vitro di nuovi farmaci chemioterapici a base di platino in combinazione con il dicloroacetato (DCA), un sensibilizzatore dell’apoptosi, contro linee cellulari di carcinoide polmonare.
Metodi: Tre linee cellulari permanenti (UMC-11, H727 e H835) sono state esposte a 14 diversi farmaci citotossici consolidati e ai nuovi composti a base di platino come satraplatino, JM118 e picoplatino in combinazione con il DCA, e la vitalità delle cellule è stata misurata utilizzando un saggio con colorante a base di tetrazolio.
Risultati: Ad eccezione della linea UMC- 11, altamente chemioresistente, le linee cellulari di carcinoide (H727, H835) sono risultate sensibili alla maggior parte dei chemioterapici in vitro. Tra i farmaci a base di platino, il carboplatino e l’oxaliplatino hanno mostrato la massima efficacia. Le cellule H835 cresciute come sferoidi multicellulari sono risultate 2,7-8,7 volte più resistenti al picoplatino, al satraplatino e al suo metabolita rispetto alle sospensioni di singole cellule. Il DCA (10 mM) ha inibito la crescita delle cellule UMC- 11 del 22% e ha sensibilizzato queste cellule altamente resistenti a carboplatino, satraplatino e JM118 di 1,4-2,4 volte.
Conclusioni: Le cellule carcinoidi polmonari UMC-11, altamente resistenti, sono sensibili al carboplatino, all’oxaliplatino e al metabolita del satraplatino JM118, ma la crescita sferoidale multicellulare, osservata nella linea cellulare H835 e nei tumori polmonari, sembra aumentare notevolmente la chemioresistenza. L’attività del carboplatino e del JM118 è significativamente e specificamente aumentata in combinazione con il sensibilizzatore dell’apoptosi DCA, che promuove la respirazione mitocondriale rispetto alla glicolisi aerobica. In sintesi, tra i nuovi farmaci a base di platino, il satraplatino ha un potenziale per il trattamento dei carcinoidi polmonari e il DCA potenzia la citotossicità di alcuni farmaci a base di platino.
Parole chiave: Carcinoide; Chemosensibilità; Resistenza ai farmaci; Complesso di platino; Picoplatino; Satraplatino; Dicloroacetato
INTRODUZIONE
I carcinoidi derivano dalle cellule enterocromaffini del sistema di cellule neuroendocrine ampiamente distribuite nell’organismo [1-3]. Questi tumori piuttosto rari hanno un’incidenza di 2,0-2,5 casi su 100.000 persone per i carcinoidi clinicamente evidenti [4]. I carcinoidi dell’intestino anteriore rappresentano il 20% di tutti i tumori carcinoidi e comprendono i carcinoidi timici e polmonari (che rappresentano il 2% dei tumori polmonari primari) oltre ai carcinoidi gastrici e duodenali [5]. In base alle loro caratteristiche istologiche, questi tumori eterogenei sono classificati come tumori neuroendocrini ben differenziati con cellule piccole e nuclei regolari (carcinoide tipico) o carcinomi neuroendocrini ben differenziati con atipia nucleare e aree necrotiche (carcinoide atipico) [6, 7]. La “sindrome da carcinoide”, indotta dalla secrezione di sostanze vasoattive, si verifica in meno del 5% dei carcinoidi polmonari [8]. Dal 13 al 22% dei pazienti presenta metastasi a distanza al momento della presentazione [4]. Le procedure diagnostiche primarie comprendono test biochimici, in particolare l’analisi della serotonina e dell’acido 5-idrossiindoleacetico (5-HIAA) urinario. La tecnica più sensibile per la localizzazione dei tumori è la scintigrafia dei recettori della somatostatina, integrata dalla TC per la visualizzazione delle metastasi epatiche e dalla concomitante biopsia per la verifica istopatologica [9]. Poiché oltre l’80% dei tumori carcinoidi esprime il recettore della somatostatina di tipo 2, il 111-indio-DTPA-octreotidecome tracciante può essere in grado di predire l’utilità di una prossima terapia con analoghi della somatostatina [10, 11].
La guarigione chirurgica dei pazienti affetti da carcinoide polmonare può essere ottenuta mediante resezione, ma una frazione di tumori dà origine a metastasi diffuse entro due-quattro anni dall’intervento primario [12]. A differenza dei tumori neuroendocrini ben differenziati, più indolenti, che presentano metastasi in meno del 15% dei casi e rivelano un tasso di sopravvivenza a cinque anni superiore al 90%, i carcinomi neuroendocrini ben differenziati sono più aggressivi, con metastasi nel 30-50% dei casi e un tasso di sopravvivenza a cinque anni tra il 40 e il 60% [1, 2, 13]. I pazienti con carcinoidi maligni presentano un tasso di sopravvivenza a cinque anni di circa il 20%, con una sopravvivenza mediana di due anni in presenza di metastasi epatiche [14-16]. Il trattamento medico della malattia metastatica comprende analoghi della somatostatina, α-interferoni e chemioterapia [1, 17].
Gli studi clinici sono solitamente di piccole dimensioni, con criteri di inclusione e disegno dello studio variabili a causa della rarità di questi tumori [1, 16]. Fondamentalmente, la chemioterapia può essere presa in considerazione per i pazienti con malattia progressiva sottoposti a terapia non citotossica, a condizione che sia associata a sintomi significativi e prognosi sfavorevole. La doxorubicina, il 5-fluorouracile (5-FU), la dacarbazina, la streptozotocina, la ciclofosfamide, il cisplatino e l’etoposide sono stati utilizzati come agenti singoli e in combinazione con tassi di risposta inferiori al 20% solo per brevi periodi e pertanto non sono stati raccomandati nella pratica clinica di routine [1, 3, 16-18].
Nel presente studio, abbiamo testato l’attività in vitro di nuovi farmaci chemioterapici, tra cui gemcitabina, camptothecin, oxaliplatino e paclitaxel, rispetto ai farmaci citotossici attualmente utilizzati per la chemioterapia, utilizzando le tre linee cellulari permanenti di carcinoide polmonare UMC11, H727 e H835. I carcinoidi polmonari sono strettamente correlati al carcinoma polmonare a piccole cellule (SCLC), che viene trattato principalmente con una combinazione di cisplatino ed etoposide [3,19]. I farmaci di terza generazione a base di platino, come il satraplatino e il picoplatino, sono attualmente in fase di studio clinico per il SCLC e potrebbero essere attivi anche contro i carcinoidi polmonari [20]. Pertanto, il farmaco orale satraplatino [JM216; platino(IV) bisacetatoammina diclorido cicloesilammina], i suoi metaboliti attivi JM149 [cis-ammina diclorido (cicloesilammina) diidrossidoplatino(IV)] e JM118 [platino(II) cis-ammina diclorido cicloesilammina], nonché il picoplatino [JM473, ZD-0473, AMD-473; cis-ammina diclorido 2-metilpiridina platino(II)], sono stati studiati per la loro potenza citotossica in vitro utilizzando le tre linee cellulari di carcinoide polmonare. L’efficacia dei complessi di platino dovrebbe essere ulteriormente migliorata in combinazione con il dicloroacetato (DCA), che ha come bersaglio la piruvato deidrogenasi chinasi. Pertanto, è stato ulteriormente studiato l’effetto additivo di questo composto sulla citotossicità dei farmaci a base di platino [21].
Materiali e metodi
Prodotti chimici e linee cellulari
La gemcitabina è stata ottenuta da Eli Lilly (Londra, Regno Unito), la dacarbazina da Medac (Amburgo, Germania), l’oxaliplatino da Sanofi (Parigi, Francia) e tutti gli altri farmaci da Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). Il satraplatino e i suoi metaboliti JM149 e JM118 e il picoplatino sono stati sintetizzati su misura da Chiracon (Luckenwalde, Germania). Il DCA sodico è stato preparato come soluzione madre 1 M. Le linee cellulari di carcinoide polmonare UMC-11, H727 e H835 del National Cancer Institute (NCI) sono state acquistate dall’American Tissue Culture Collection (ATCC, Manassas, VA, USA). Le cellule sono state coltivate in terreno RPMI-1640 integrato con 10% di siero fetale bovino e 4 mM di glutammina (Seromed, Berlino, Germania). Le cellule UMC-11 e H727 sono state subcoltivate mediante tripsinizzazione (soluzione di tripsina/EDTA al 2,5%, Boehringer Mannheim, Germania), mentre le cellule H835, che crescevano in sospensione, sono state mantenute mediante sostituzione del terreno.
Distribuzione del ciclo cellulare e saggi del tempo di raddoppiamento
Per analizzare la distribuzione del ciclo cellulare, aliquote di colture cellulari sono state lavate con PBS, risospese in 100 µl di PBS e fissate con 1 ml di etanolo al 70% a -20°C per 30 minuti. Quindi, le cellule sono state centrifugate, lavate con PBS e colorate con una soluzione di 20 µg/ml di ioduro di propidio (PI) in 0,5% Triton X100/PBS integrato con 5 µg/ml di RNAse A per 24 ore a temperatura ambiente. Gli istogrammi sono stati acquisiti con un sistema di citometria a flusso FACS Scan (Becton Dickinson, Mountain View, CA, USA) e la distribuzione del ciclo cellulare è stata calcolata con il software Multicycle AV (Phoenix, San Diego, CA, USA). I tempi di raddoppiamento delle linee cellulari sono stati determinati mediante misurazioni giornaliere del numero di cellule di tre colture indipendenti per sei giorni consecutivi, utilizzando un microcontatore (Sysmex, Tokyo, Giappone). Gli ammassi di cellule H835 sono stati dispersi mediante trattamento con tripsina per ottenere sospensioni di cellule singole per il conteggio.
Saggio di proliferazione cellulare
Le cellule sono state raccolte, contate e distribuite in piastre di microtitolazione in 100 µl di terreno a una densità di 1×104 cellule/pozzetto. Le diluizioni appropriate dei composti in esame sono state aggiunte a un volume totale di 200 µl/pozzetto e le piastre sono state incubate in condizioni di coltura tissutale per quattro giorni. Le soluzioni stock dei composti sono state preparate in etanolo al 70% o in dimetilsolfossido e diluite più di 100 volte per i test. In tutti i test sono stati inclusi controlli con solventi. Le curve dose-risposta sono state ottenute valutando la proliferazione cellulare a due diluizioni di farmaco in triplicato e utilizzate per il calcolo dei valori di IC50. La crescita cellulare è stata quantificata utilizzando un saggio con colorante tetrazolio modificato (MTT; EZ4U, Biomedica, Vienna, Austria) e misurando il colorante formazano ridotto alla lunghezza d’onda di 450 nm (controllo del mezzo impostato al 100% di proliferazione).
Analisi statistica
Le differenze tra due gruppi indipendenti sono state determinate utilizzando l’ANOVA e il test U di Mann-Whitney. p<0,05 è stato considerato statisticamente significativo. Tutti i calcoli sono stati effettuati con il software Statistica (Statsoft, Tulsa, OK, USA). I tempi di raddoppiamento delle linee cellulari sono stati analizzati utilizzando un calcolatore online (Roth V. 2006, disponibile presso ).
Risultati
Distribuzione del ciclo cellulare e tempo di raddoppiamento delle tre linee cellulari di carcinoide polmonare
Le percentuali di cellule carcinoidi in specifiche fasi del ciclo cellulare sono state determinate mediante colorazione PI di cellule fissate derivate da colture subconfluenti, analisi citometrica a flusso e adattamento della curva degli istogrammi risultanti (Fig. 1). Le linee cellulari hanno mostrato una frazione di cellule in fase S superiore al 17% e frazioni G0/1 inferiori al 54% della popolazione cellulare totale, rispettivamente. Le frazioni della fase S delle linee cellulari di carcinoide UMC-11, H727 e H835 non erano significativamente diverse. I tempi di raddoppiamento delle linee cellulari sono stati determinati mediante conteggio giornaliero delle cellule di sei colture indipendenti e sono risultati pari a 20,8 h per H727, 27,0 h per UMC-11 e 35,7 h per H835, rispettivamente.
Test di chemiosensibilità con farmaci clinicamente stabiliti
Le cellule sono state esposte ai singoli farmaci chemioterapici in vitro e i valori IC50 sono stati calcolati dalla relazione dose-risposta dopo la quantificazione delle cellule sopravvissute mediante saggi MTT. Tutti i test sono stati eseguiti per quattro giorni, ad eccezione dei test condotti con la dacarbazina per sette giorni, poiché il metabolita attivo (5-amino-imidazolo 4-carbossamide) si forma lentamente in vitro. La Tabella 1 mostra i risultati dei saggi di chemiosensibilità per 14 farmaci testati contro le tre linee cellulari di carcinoide. I valori IC50 sono stati confrontati con le seguenti concentrazioni plasmatiche di picco raggiungibili (PPC): vinblastina 8,5 ng/ml [22], taxolo 3,5±1,4 µM [23], topotecan derivato della camptoteina (TPT) 65±20 nM [24], 5-FU 0,6 µM/l [25], doxorubicina 73,5±26.4 ng/ml [26], gemcitabina 50 µM [27], tamoxifene 0,4 µM [28], cisplatino 6,3 µM [29], oxaliplatino 9,1±1.25 µM [30], carboplatino 105 µM [31], mitomicina C 345±151 ng/ml [32], streptozotocina 100±10 µg/ml [33], etoposide 5,6±2,5 µg/ml [34] e dacarbazina 8,6±0,6 µg/ml [35]. Le cellule UMC-11 hanno mostrato una marcata chemioresistenza nei confronti della maggior parte dei farmaci, ad eccezione di vinblastina, camptothecin, oxaliplatino, carboplatino, mitomicina C e dacarbazina, per i quali i valori di IC50 erano inferiori a PPC per i rispettivi farmaci. Le altre due linee cellulari permanenti H727 e H835 sono risultate sensibili rispettivamente a 10/14 e 9/14 dei farmaci qui utilizzati. Rispetto alla linea cellulare H835, la linea H727, che è p53 wildtype, è risultata inoltre sensibile alla dacarbazina. Tutte e tre le linee cellulari sembravano avere una sensibilità simile all’oxaliplatino e al carboplatino, in contrasto con la loro elevata resistenza al cisplatino.
| Farmaco | Linea cellulare di carcinoide polmonare | Linea cellulare di carcinoide polmonare | Linea cellulare di carcinoide polmonare | Linea cellulare di carcinoide polmonare |
| UMC-11 (IC50) | H727 (IC50) | H835 (IC50) | PPC | |
| Vinblastina ( ng/ml) | 2.0±0.35 | 8.0±2.7 | 2.0±0.3 | 8.5 |
| Taxolo (ng/ml) | 10.0±4.4 | 8.0±3.8 | 9.0±3.9 | 1.0 |
| Camptothecin (nM ) | 18.0±5.0 | 0.5±0.1 | 6.5±4.3 | (65) |
| 5-Fluorouracile (µM ) | 30.0±4.6 | 20.0±5.9 | 45.0±8.7 | 0.6 |
| Doxorubicina (nM) | 370.7±72.4 | 24.1±5.2 | 73.1± 2.4 | 73.5 |
| Gemcitabina (nM) | 833.3±103 | 30.0±6.7 | 30.0±20 | 50.0 |
| Tamoxifene (µM) | 9.0±3.3 | 25.0±8.1 | 7.0±2.4 | 0.4 |
| Cisplatino (µM) | 33.3±15 | 83.3±21 | 33.3±7.0 | 6.3 |
| Oxaliplatino (µM ) | 5.0±0.25 | 11.3±5.3 | 6.3±0.51 | 9.1 |
| Carboplatino (µM) | 36.4±7.1 | 3.4±0.4 | 35.8±9.9 | 105 |
| Mitomicina (ng/ml) | 156.0±15 | 10.0±3.0 | 35.0±9.0 | 345.0 |
| Streptozotocina (µg/ml) | 180±33 | 50±21 | 60±19 | 100 |
| Etoposide (µg/ml) | 45.0±12.3 | 0.13±0.03 | 0.25±0.02 | 5.6 |
| Dacarbazina (µg/ml) | 4.2±2.3 | 2.2±1.3 | 16.5±3.9 | 8.6 |
I valori di IC50 sono indicati come media±SD (n=3), e i PPC clinici sono mostrati per confronto
Attività citotossica dei farmaci di terza generazionea basedi platino nelle linee cellulari di carcinoide polmonare
I nuovi farmaci a base di platino satraplatino e picoplatino sono stati testati per la citotossicità utilizzando le tre linee cellulari di carcinoide in vitro. In vivo, il satraplatino viene rapidamente convertito in JM149 e nel metabolita altamente attivo JM118, che sono stati inclusi in questo test di chemiosensibilità (Fig. 2). Le CPP ottenibili erano rispettivamente 15,9 µM per il picoplatino, 1,4 µM per il satraplatino e 2,2 µM per il JM118. Le cellule H835 sono state testate sia come sospensione cellulare singola che come aggregati globulari con un diametro di circa 150-250 µM. I test di chemiosensibilità hanno mostrato che il picoplatino e il JM118 hanno raggiunto concentrazioni IC50 inferiori alle rispettive CPP nelle cellule H727 e H835, rispettivamente. Inoltre, le cellule H727 si sono dimostrate sensibili a JM149. Le cellule H835 cresciute come sferoidi multicellulari sono risultate più resistenti a picoplatino (2,7 volte), JM216 (7,9 volte), JM149 (4,3 volte) e JM118 (8,7 volte).
Citotossicità di combinazioni di farmaci a base di platino con DCA in linee cellulari di carcinoide polmonare
I saggi di chemioresistenza descritti in precedenza sono stati inoltre eseguiti utilizzando la linea cellulare resistente UMC-11 in assenza o in presenza continua di 10 mM di DCA (Fig. 3). Questa concentrazione di DCA ha ridotto la proliferazione delle cellule UMC-11 del 22,2±3,2% e ha abbassato i valori di IC50 (fattore di sensibilizzazione: media±SD dell’IC50 del composto di platino nel solo terreno di coltura diviso per l’IC50 del rispettivo composto di platino nel terreno di coltura integrato con 10 mM di DCA; IC50 del composto di platino in presenza di DCA) per il carboplatino (2,41±0,19; 13,5±0,19).41±0,19; 13,1±0,2 µM), satraplatino (1,36±0,11; 7,8±0,4 µM), il metabolita JM118 (1,75±0,18; 1,22±0,05 µM) e oxoplatino (2,18±0,33; 4,8±0,14 µM). Al contrario, cisplatino (1,22±0,9; 25,3±0,75 µM), oxaliplatino (1,01±0,03; 4,4±0,16 µM) e picoplatino (1,04±0,02; 28,6±0,6 µM) hanno mostrato una modulazione bassa o assente della loro citotossicità da parte del DCA. L’oxoplatino [cis, trans, cis diammina diidrossido dicloruro di platino(IV)] è attualmente in fase di studio come farmaco orale a base di platino.
Discussione
Il trattamento di successo dei tumori carcinoidi maligni richiede un approccio multimodale, che comprende la resezione, la riduzione del tumore mediante legatura dell’arteria epatica per le metastasi epatiche e la terapia sistemica con farmaci citostatici e/o citotossici [1-3, 8]. L’Octreotide e diversi analoghi della somatostatina a lunga durata d’azione hanno prodotto tassi di risposta biochimica dell’ordine del 30-70%, ma una contrazione oggettiva del tumore in meno del 10% dei pazienti [36]. La chemioterapia a singolo agente dei tumori carcinoidi ha dato tassi di risposta molto bassi, non superiori al 20% per la monoterapia con doxorubicina [37]. Gli studi clinici che includevano streptozotocina più ciclofosfamide o 5-FU non hanno generato tassi di risposta significativamente migliori, compresi tra il 26 e il 33% [18]. In sintesi, i carcinoidi possono essere controllati farmacologicamente mediante il trattamento con analoghi della somatostatina e interferone, nonché con farmaci citotossici, come streptozotocina, dacarbazina, 5-FU, ciclofosfamide, doxorubicina per un periodo prolungato; tuttavia, i tumori alla fine progrediscono verso uno stato refrattario [3, 16, 38, 39].
La citotossicità di un’ampia gamma di terapici è stata qui testata utilizzando le tre linee cellulari permanenti UMC-11, H727 e H835 derivate da carcinoidi broncopolmonari da Giaccone et al. [40]. H727 e H835 possono essere considerate principalmente cellule sensibili ai farmaci, insensibili a taxolo, 5-FU, cisplatino e tamoxifene. Al contrario, le cellule UMC-11 hanno mostrato una marcata chemioresistenza, ad eccezione della sensibilità a dacarbazina, vinblastina, mitomicina, carboplatino e oxaliplatino. Il confronto dei valori IC50 dei chemioterapici ottenuti in vitro con le CPP ottenibili clinicamente fornisce una stima approssimativa dell’efficacia clinica attesa. I valori IC50 in vivo delle cellule tumorali possono essere ridotti in caso di applicazione prolungata di un farmaco o più elevati se si tiene conto delle concentrazioni tissutali più basse e della minore accessibilità delle cellule tumorali. Sebbene tutte e tre le linee cellulari mostrassero una frazione di fase S simile nelle misurazioni della distribuzione del ciclo cellulare, i loro tempi di raddoppio differivano e ammontavano a 20,8 e 35,7 h per le linee chemioresistenti H727 e H835, rispettivamente, e a 27,0 h per le cellule UMC-11. Secondo questi dati, la chemioresistenza delle tre linee cellulari carcinoidi non è dovuta a differenze nella loro frazione di fase S o nei tempi di raddoppio. I risultati in vitro ottenuti per streptozotocina, dacarbazina, cisplatino, etoposide, 5-FU, doxorubicina e tamoxifene sono in buon accordo con la limitata attività clinica (tasso di risposta <30%) di questi farmaci nei pazienti con carcinoidi avanzati [16]. È stato riportato che il carboplatino possiede un’attività insuffi ciente in uno studio clinico che coinvolgeva pazienti con carcinoidi; tuttavia, non è chiaro se alcuni di questi pazienti avessero carcinoidi dell’intestino anteriore [41]. L’elevata espressione della proteina excision repair cross-complementation group 1 (ERCC1), un componente chiave del meccanismo di riparazione del DNA danneggiato dagli addotti del platino, nei carcinoidi tipici sembra essere collegata alla resistenza al platino in questi pazienti [42].
Dopo lo sviluppo di regimi chemioterapici per i carcinoidi avanzati basati su streptozotocina/dacarbazina, 5-FU, ciclofosfamide o altri, sono stati introdotti diversi nuovi farmaci che hanno dimostrato di possedere una significativa attività antitumorale nei tumori correlati, sia come agenti singoli che in combinazione [3, 43, 44]. Questi agenti includono l’oxaliplatino, un composto di platino altamente attivo, il paclitaxel, un taxano che ha come obiettivo la polimerizzazione dei microtubuli, gli analoghi dell’inibitore della topoisomerasi I camptothecin e l’antimetabolita gemcitabina. Il paclitaxel si è rivelato meno citotossico della vinblastina e della gemcitabina, attive contro le due linee cellulari carcinoidi sensibili. Il paclitaxel è stato recentemente valutato in uno studio clinico che ha coinvolto 14 pazienti con tumori carcinoidi e nove pazienti con tumori delle isole, ottenendo un tasso di risposta globale dell’8%, associato a una significativa tossicità ematologica [45]. Il composto progenitore altamente attivo camptothecin (CPT) è stato abbandonato per l’uso clinico a causa dell’elevata tossicità locale in caso di applicazione endovenosa, ma è attualmente in fase di rivalutazione in nuove formulazioni. Due derivati consolidati, ovvero CPT-11 (irinotecan) e topotecan, sono stati modificati per ottenere una maggiore solubilità in acqua e hanno dimostrato di possedere un’attività clinica in un’ampia gamma di tumori [46]. Le CPP ottenibili, pari a circa 65 nM per il topotecan e >70 nM per il metabolita attivo del CPT-11, SN38, sono nello stesso intervallo del valore IC50 ottenuto per la CPT [32, 47]. Un rapporto sulla chemioresistenza in colture primarie di carcinoidi tipici ha rilevato una sensibilità relativamente elevata a 5-FU, doxorubicina, etoposide e dacarbazina, ma un’alta resistenza a cisplatino, gemcitabina, vinblastina e carboplatino [48]. Tuttavia, solo sei dei 60 campioni tumorali analizzati erano carcinoidi dell’intestino anteriore e non tutti gli agenti sono stati applicati a ciascun campione tumorale. Pertanto, i carcinoidi polmonari possono presentare un modello di chemiosensibilità distinto da quello dei tumori dell’intestino medio e posteriore, come riscontrato nel presente studio.
I nostri risultati mostrano che l’oxaliplatino è citotossico contro tutte e tre le linee cellulari di carcinoide, comprese le cellule UMC-11, che mostrano un’ampia resistenza ai farmaci. Inoltre, è stata riportata una risposta clinica al cisplatino in un singolo paziente affetto da carcinoide [49]. I nuovi complessi di platino satraplatino e picoplatino non sono stati finora testati nei pazienti con carcinoide, ma hanno mostrato una promettente attività clinica negli studi sul cancro del polmone [20, 50]. Le cellule UMC-11 sono insensibili al picoplatino. JM118, il metabolita altamente attivo del satraplatino, ha mostrato una significativa citotossicità contro tutte e tre le linee cellulari di carcinoide polmonare. La sensibilità ai nuovi composti del platino è notevolmente ridotta negli sferoidi di cellule H835 rispetto alle sospensioni di singole cellule e dipende dalla dimensione molecolare e dalla lipofilia del rispettivo farmaco. Pertanto, l’accesso limitato dei chemioterapici alle cellule carcinoidi e i conseguenti livelli insufficienti di farmaco possono essere associati alla resistenza ai farmaci nei tumori carcinoidi in vivo [49].
L’ampia resistenza ai farmaci citotossici può essere attribuita a una maggiore soppressione della morte apoptotica delle cellule tumorali attraverso alterazioni delle caratteristiche dei mitocondri [51]. Il metabolismo della maggior parte dei tumori solidi comprende la glicolisi aerobica (effetto Warburg) e in queste condizioni i mitocondri non riescono a fornire fattori proapoptotici essenziali. Il DCA è una piccola molecola inibitrice della piruvato deidrogenasi chinasi, disponibile per via orale, che aumenta il flusso di piruvato nei mitocondri, favorendo così l’ossidazione del glucosio rispetto alla glicolisi [52]. Questo inverte l’apoptosi mitocondriale soppressa nel cancro e determina l’inibizione della crescita tumorale in vitro e in vivo per il cancro al seno, alla prostata e all’endometrio [53]. Oltre agli effetti cellulari indotti dal DCA da solo, potrebbe essere in grado di potenziare la morte cellulare se combinato con farmaci citotossici. Il DCA non ha avuto un effetto additivo nelle due linee cellulari di cancro al polmone non a piccole cellule A549 e H719 con paclitaxel, etoposide o cisplatino. Tuttavia, il mitaplatino, un composto in cui due molecole di DCA sono state aggiunte alle posizioni assiali di un centro Pt(IV) a sei coordinate, ha mostrato un’attività promettente [54, 55]. I nostri risultati dimostrano che il DCA inibisce la crescita della linea cellulare UMC-11 resistente ai chemioterapici e sensibilizza le cellule al carboplatino, al JM118 e all’oxoplatino a concentrazioni raggiungibili in vivo [56]. Il meccanismo di questa selettività del DCA per specifici composti del platino deve ancora essere chiarito. In conclusione, i complessi di platino come l’oxaliplatino, il carboplatino e il satraplatino possono avere un potenziale per il trattamento dei carcinoidi polmonari e la sensibilizzazione delle cellule tumorali a selezionati farmaci a base di platino indotta dal DCA può avere un’applicazione più ampia nella chemioterapia citotossica.
Riconoscimento
Desideriamo ringraziare il Dr. Z. Salama per averci fornito i complessi di platino e per le utili discussioni. Questo progetto è stato sostenuto da una sovvenzione della Banca Nazionale Austriaca (n. 13345) al Dr. K. Geissler. Il Dr. W. Fiebiger e il Dr. U. Olszewski PhD hanno contribuito in egual misura a questo studio.
Conflitto di interessi
Gli autori dichiarano di non avere alcun conflitto di interessi in relazione alla pubblicazione di questo manoscritto.
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