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Pecere dr.ssa Teresa, Ph D
ALOE-EMODINA:UNA REALTA’ INNOVATIVA NELLA CURA DEI TUMORI
AE nelle piante della farmacopea tradizionale
Alcune specie di Aloe
Alcune specie di Rheum
Decotti prescritti come antinfiammatori, lassativi ed epatoprotettori
Gel e succo prescritti come lenitivi delle scottature, lassativi, antibatterici ed immunomodulanti
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
tumore al seno
tumore all’utero
tumore al colon
tumore della prostata
Alcuni tipi di leucemie
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 DANNO AL DNADANNO AL DNA
p53
p21blocco in G1
CORREZIONE
p53 +/-
CLONI MALIGNI
DNA
NECROSI
p53;MAPK;CKII;TNF;APO;……..
Geni bersaglio
CaspasiBax/Bcl-2Bcl-2/Bcl-2
APOPTOSIAPOPTOSIDNA
APOPTOSI
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.
0
50
100
0,1 1 10 100concentrazione di AE (M)
% d
i so
prav
vive
nza
I MR5
SJ NKP
AF
TC106
TC32
CEM
LOVO 109
MRC5
HeLa
ATTIVITA’ CITOTOSSICA DI AE IN VITRO
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
Attività citotossica in vitro contro linee tumorali dell’ NCI
0
20
40
60
80
100
120
1 10 25 50 100
AE concentration (M)
Col
ony
grow
th (
%)
CB BM NB
Test clonogenico di inibizione della crescita dei precursori ematopoieticici
EFFETTO DI AE SUL CICLO CELLULARE DEL NEUROBLASTOMA
controllo
dopo 24 h
dopo 48 h
Pecere T., et al.,Cancer Res.,2000
RISULTATI IN VITRO
AE induce apoptosi nelle cellule sensibili.
AE viene incorporata selettivamente nei tumori di origine neuroectodermica, probabilmente per la presenza di un recettore specifico;
0200400600800
10001200140016001800
0 4 8 12 16 20 24
Time (days)
Mea
n tu
mor
vol
ume
(mm
3 )
5 giorni, 50mg/kg
ATTIVITA’ ANTITUMORALE DI AE CONTRO IL NEUROBLASTOMA (I)
0
200400
600
8001000
1200
14001600
1800
4 8 12 16 20 24
Time (days)
Mea
n tu
mor
vol
ume
(mm
3 )
5 giorni, 50mg/kg
ATTIVITA’ ANTITUMORALE DI AE CONTRO IL NEUROBLASTOMA (II)
0
50
100
150
200
250
0 5 10 15 20 25 30
Time (days)
Mea
n tu
mor
vol
ume
(mm
3)
5 giorni, 50mg/kg
ATTIVITA’ ANTITUMORALE DI AE CONTRO L’ADENOCARCINOMA DEL COLON
FARMACOCINETICA
Time (hrs)
g/
ml
0,01
0,1
1
10
100
0 1 2 3 4
Time (hrs)
g/
g
0,01
0,1
1
10
100
0 1 2 3 4
Time (hrs)
g/
g
0,01
0,1
1
10
100
0 1 2 3 4
Time (hrs)
g/
g
SANGUE TUMORE
CERVELLO FEGATO
Ritardo nella comparsa della massa tumorale
Riduzione della massa tumorale
Assenza di tossicità acuta o cronica
Selettività d’azione anche in vivo
RISULTATI 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 esplica attività antineoplastica in vivo contro il neuroblastoma senza evidenti segni di tossicità acuta o cronica.
AE e’ un agente pro-apoptotico nelle cellule sensibili secondo un “pathway” p53-mediato.
MOLECULES EC50 in SJ-N-KP EC50
in IMR5 EC50 in HeLa
AE 1 3 50
ABT 150 160 n.v.
ADG 20 20 n.v.
AED 15 15 n.v.
AEP 12 10 n.v.
ALA 200 200 n.v.
ALA-HCl 70.6 70.6 >300
ALA-NH2 264 300 n.v.
AF/AF* 300/50 250/50 n.v.
AM 270 270 n.v.
AS 43 40 n.v.
EM9 6 6 45
PJ8 1.5 7.8 50
Lys / / /
TRIP 9 10 42
AE prodrug
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 260
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
2250
2500
Antitumor activity of Aloe emodin-lysine i.p. in human neuroblastoma xenografttreatment:(three times a day)x3
Tre
atm
ent
volu
me
(mm3 )
Time (days)
control Aloe emodin-lysine
TVI=46%
8 10 12 14 16 18 20 22 24 260
20
40
60
80
100
120 Change in body weight on SK-N-AS xenograft (Corrected for tumor weight)
Bo
dy
wei
gh
t (%
of
day
s 0)
Time (days)
control Aloe emodin-lysine
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.
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Po-Lin K, et al., Life Sci., 71(16): 1879-83, 2002.
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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 1-20 M 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 25M
Effetto citotossico. Induzione dell’apoptosi p53-mediata ed aumento dell’espressione di FAS.
Lin, et al., 2006
Tumore del polmone 40 M 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
40 M 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 40 M 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
SVILUPPO DI UN FARMACO PER LA CLINICA:
SAGGI DI TOSSICITA’ E FARMACOCINETICA IN ANIMALI DI GROSSA TAGLIA;
FASI I E II NELL’UOMO.
VALUTAZIONE DELL’EFFICACIA DELLA FORMULAZIONE O DI UNA MOLECOLA PRODRUG PIU’ IDROFILA
INDIVIDUAZIONE DEL RECETTORE