L APOPTOSI E I FARMACI ANTITUMORALI

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Graziano Vigano
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1 Corso in Basi biochimiche dell azione dei farmaci Chimica e Tecnologia Farmaceutiche (DM 270) Dipartimento di Farmacia di Pisa L APOPTOSI E I FARMACI ANTITUMORALI Alessandro Finucci Matricola Pisa,, 27/03/2014

2 APOPTOSI: : DEFINIZIONE L apoptosi costituisce una sequenza di eventi che, una volta innescati, conducono a morte una cellula. La cellula stessa partecipa attivamente a determinare gli eventi Che ne producono la morte. L apoptosi si può quindi definire come MORTE CELLULARE PROGRAMMATA,, la quale contribuisce al mantenimento del numero di cellule di un Sistema, preservandone quindi l omeostasi. esempi del ruolo svolto dall apoptosi apoptosi: Ontogenesi del sistema nervoso centrale Sviluppo embrionale

3 DIFFERENZE CON LA NECROSI La necrosi consiste nella morte cellulare dovuta a un trauma subito dalla cellula (quindi la cellula non partecipa attivamente al processo). La necrosi è quindi una morte cellulare non naturale e causa effetti nocivi all organismo. Può essere causata da: Anossia Ischemia Esposizione al calore Azione di veleni e tossine Una cellula che muore per necrosi va incontro a un rigonfiamento rapido e Incontrollato, finendo per scoppiare. Il suo contenuto intracellulare fuoriesce nell ambiente extracellulare dando luogo a una risposta antiinfiammatoria, caratterizzata dall aumento del flusso sanguigno nell area interessata, dall afflusso di leucociti e dal rilascio e dal rilascio di molecole che mediano la risposta Antiinfiammatoria. Tutto questo non avviene nel processo apoptotico.

4 La cellula apoptotica perde contatto con le cellule circostanti (azione dovuta alle CASPASI; Il nucleo subisce una degradazione, si hanno il taglio della lamina e della cromatina (questa a opera delle endonucleasi) e la condensazione in corpi addossati al nucleolemma. Granuli di cromatina degradata si spostano verso la periferia; raggiungendo la membrana plasmatica. Qui vengono circondati da evaginazioni della stessa membrana, conferendo alla cellula un aspetto a bolle (BLEBS ( BLEBS); Queste BLEBS si staccano dal corpo cellulare dando origine ai CORPI APOPTOTICI. Questi vengono poi fagocitati dai macrofagi delle cellule vicine.

5 Processo biochimico dell apoptosi Un ruolo fondamentale nel processo apoptotico è svolto dalle caspasi. Queste rappresentano una famiglia di enzimi caratterizzati dalla capacità di tagliare i loro substrati polipeptidici al livello di un residuo di acido aspartico. Sono quindi delle proteasi e nel loro sito attivo presentano un residuo di cisteina. Normalmente le caspasi sono normalmente soppresse dalla proteina IAP.

6 Apoptosi Via Estrinseca Via Intrinseca TNF (Tumor ( Necrosis Factor) Fas-L (recettore appartenente alla famiglia dei TNF) Ruolo svolto dalla famiglia proteica Bcl-2

7 Via Estrinseca e Via Intrinseca dell apoptosi

8 Recettore Fas Il Fas presenta un DD (death domain); L interazione ligando recettore fa si che il DD si vada a legare con alcune proteine adattatrici (FADD, ( TRADD, RIP) Queste proteine presentano, nella regione N-terminale terminale,, un dominio DED (death effector domain), il quale, dopo il legame delle proteine al DD, va ad attivare, tramite taglio proteolitico, le procaspasi -8 e -10; Queste sono caspasi INIZIATRICI,, non degradano direttamente i substrati proteici cellulari, bensì si occupano di attivare le caspasi ESECUTRICI,, le vere responsabili della morte cellulare. Prende così vita un processo di amplificazione enzimatica che rende la morte rapida ed efficiente.

9 Proteine Bcl-2 La famiglia proteica Bcl-2 (B-cell limphoma 2) è la protagonista della via intrinseca dell apoptosi apoptosi.. Questa regola la permeabilità della membrana mitocondriale esterna e Comprende membri pro- ed antiapoptotici. Quando i segnali di sopravvivenza prevalgono le proteine trans membrana proapoptotiche (BAX, BAK) vengono legate ed inibite dai membri anti-apoptotici apoptotici (Bcl Bcl-XL XL, Bcl-2, Bcl-w); Quando prevalgono i segnali di morte BAX e BAK questi formano oligomeri che permettono la fuoriuscita di fattori in grado di innescare l apoptosi apoptosi,, quali: citocromo c, SMAC/DIABLO, endonucleasi G. Il citocromo c lega APAF-1 e la procaspasi-9 in un complesso chiamato apoptosoma. La formazione dell apoptosoma fa si che la caspasi-9 vada ad attivare la caspasi effettrice caspasi-3.

11 Terapia Neuroblastoma Tumore neuroendocrino maligno che colpisce soprattutto neonati e bambini. deriva da cellule della cresta neurale, da cui prendono origine la midollare del surrene e i gangli del sistema nervoso e simpatico. I farmaci usati in terapia sono la DOXORUBICINA e l ETOPOSIDE, i quali generano una rapida apoptosi nelle cellule del neuroblastoma. Questa loro azione è dovuta al fatto che inibiscono la TOPOISOMERASI II di queste cellule. Inibizione topoisomerasi Danno cellulare P53 La P53 favorisce il rilascio del citocromo c dal mitocondrio e permette così che l apoptosi abbia il suo corso tramite la via intrinseca.

12 Sarcoma di Ewing Sarcoma delle ossa, compare in età adolescenziale e nei giovani adulti. Molto raro dopo i 30 anni e nell età neonatale. Esiste una terapia chemioterapica con ACTINOMICINA D ed ETOPOSIDE prima di effettuare un intervento chirurgico. Lo studio cercava di capire se i due farmaci avessero un meccanismo che fosse dipendente dalle caspasi. Anticancer Research 24 (2004);

13 Complessità del meccanismo apoptotico

14 Bibliografia Acta Pharm.. 53 (2003) Anaesthesia, 55 (2000) Cardiovascular Research 45 (2000) Anticancer Research 24 (2004) Molecular Cancer Therapeutics 1 (2002)

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