Una classe di farmaci antitumorali chiamati inibitori della protein chinasi è uno dei trattamenti più efficaci per il melanoma. tuttavia, in molti casi, i tumori alla fine diventano resistenti ai farmaci e causano una ricaduta nel paziente.

Un nuovo studio del MIT suggerisce che la combinazione di inibitori della chinasi con farmaci sperimentali noti come ribonucleasi potrebbe portare a risultati migliori. Nei test con cellule tumorali umane, i ricercatori hanno scoperto che i due farmaci somministrati insieme uccidono le cellule in modo molto più efficace rispetto a entrambi i farmaci da soli. La combinazione potrebbe anche aiutare a prevenire lo sviluppo di resistenza ai farmaci da parte dei tumori, dice Ronald Raines, Firmenich Professore di Chimica al MIT.

“Abbiamo scoperto che questo farmaco ribonucleasi potrebbe essere accoppiato favorevolmente con altri agenti chemioterapici del cancro, e non solo, l'abbinamento aveva un senso logico in termini di biochimica sottostante,dice Raines.

Raines è l'autore senior dello studio, che compare nel dic. 3 problema di Terapia del cancro molecolare ed è stato pubblicato nella sezione "online first" della rivista il 19 novembre. 20. Trish Hoang, un ex studente laureato presso l'Università del Wisconsin a Madison, è l'autore principale dello studio.

Collegamento inaspettato

Le ribonucleasi sono enzimi prodotti da tutte le cellule umane che scompongono le molecole di RNA. Degradano l'RNA cellulare che non è più necessario, e aiutano a difendersi dall'RNA virale. A causa della capacità delle ribonucleasi di uccidere le cellule danneggiando il loro RNA, Raines ha lavorato allo sviluppo di questi enzimi come farmaci antitumorali per circa due decenni.

Il suo laboratorio ha anche studiato la proteina che si è evoluta per aiutare le cellule a difendersi dalle ribonucleasi, che può essere molto distruttivo se deselezionato. Questa proteina, chiamato inibitore della ribonucleasi, si lega alle ribonucleasi con un'emivita di almeno tre mesi - la più forte interazione di legame proteico naturale mai registrata. “Ciò significa che la ribonucleasi dovrebbe invadere le cellule, c'è un incredibile sistema di difesa,dice Raines.

Per creare un farmaco ribonucleasi per il test, i ricercatori lo hanno modificato in modo che gli inibitori della ribonucleasi non si leghino così strettamente: l'emivita per l'interazione è solo di pochi secondi. Una versione di questo farmaco è ora in una fase 1 test clinico, dove ha stabilizzato la malattia in circa 20 per cento dei pazienti.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto un legame inaspettato tra ribonucleasi ed enzimi chiamati protein chinasi (i bersagli degli inibitori della protein chinasi), che li ha portati a scoprire che i due farmaci possono uccidere le cellule tumorali molto meglio se usati insieme rispetto a uno solo.

La scoperta è avvenuta quando Hoang ha deciso di provare a produrre la proteina inibitrice della ribonucleasi nelle cellule umane invece che in E. coli, che il laboratorio di Raines usa normalmente per produrre la proteina. Ha scoperto che la versione prodotta da cellule umane, sebbene identica nella sequenza aminoacidica alla proteina prodotta dai batteri, legato alle ribonucleasi 100 volte più forte. Ciò ha aumentato l'emivita dell'interazione da mesi a decenni, una forza di legame proteico mai vista prima.

I ricercatori hanno ipotizzato che le cellule umane stessero in qualche modo modificando l'inibitore in un modo che lo legasse più strettamente. I loro studi lo hanno rivelato, infatti, all'inibitore prodotto dalle cellule umane sono stati aggiunti gruppi fosfato. Questa "fosforilazione" ha fatto sì che l'inibitore si legasse molto più fortemente di quanto chiunque avesse precedentemente sospettato.

I ricercatori hanno anche scoperto che la fosforilazione veniva effettuata da protein chinasi che fanno parte di un percorso di segnalazione cellulare chiamato ERK. Questo percorso, che controlla come le cellule rispondono ai fattori di crescita, è spesso iperattivo nelle cellule tumorali. Gli inibitori della protein chinasi trametinib e dabrafenib, usato per trattare il melanoma, può interrompere il percorso ERK.

“Questa è stata un'intersezione fortuita di due diverse strategie, perché abbiamo pensato che se potessimo usare questi farmaci per scoraggiare la fosforilazione dell'inibitore della ribonucleasi, allora potremmo rendere le ribonucleasi più potenti nell'uccidere le cellule tumorali,dice Raines.

Combattere la resistenza

Test su cellule di melanoma umano hanno supportato questa idea. La combinazione di un inibitore della chinasi più una ribonucleasi era molto più letale per le cellule tumorali, e i farmaci erano efficaci a concentrazioni più basse. L'inibitore della chinasi ha impedito la fosforilazione dell'inibitore della ribonucleasi, rendendolo più debole e consentendo alla ribonucleasi più libertà di svolgere la sua funzione e distruggere l'RNA.

Se lo stesso vale per i pazienti umani, questo approccio potrebbe portare a effetti collaterali ridotti e una minore possibilità che le cellule tumorali diventino resistenti ai farmaci, dice Raines. I ricercatori ora sperano di testare questa combinazione di farmaci nei topi, come un passo verso la sperimentazione della combinazione negli studi clinici.

“Speriamo di poter esplorare le relazioni con alcune delle numerose aziende farmaceutiche che sviluppano inibitori della via ERK, collaborare e utilizzare il nostro farmaco ribonucleasi insieme agli inibitori della chinasi,dice Raines.

I ricercatori hanno anche progettato topi che non producono ribonucleasi, che intendono utilizzare per studiare ulteriormente le funzioni biologiche di questi enzimi.

fonte: http://news.mit.edu, di Anne Trafton