ABSTRACT
Studio della tossicità e permeabilità della barriera emato-encefalica (BBB) dopo esposizione a L-(4-10Borofenil)alanina, farmaco per la “Boron Neutron Capture Therapy”, utilizzando un modello in vitro di BBB.
1Fondazione Salvatore Maugeri IRCCS, Servizio di Tossicologia, Istituto di Pavia;
2Università di Pavia, Dipartimento di Medicina Interna e Terapia Medica, Pavia, Italia.
3CELLIAL Technologies, Faculté Jean Perrin, Rue Jean Souvraz, Lens, France.
Il cancro è la seconda causa di morte in Europa, e presenta grande complessità clinica. La chemioterapia, normalmente somministrata per via sistemica, è attualmente la forma di terapia standard, nonostante danneggi anche i tessuti sani, causando effetti collaterali severi ai pazienti.
I tumori cerebrali e quelli legati alla barriera emato-encefalica (BBB) sono fra i più difficili da trattare. La “Boron neutron capture therapy” (BNCT) è una terapia antitumorale binaria utilizzata con successo per la cura dei tumori cerebrali ed epatici. Si tratta di una modalita radioterapeutica che sfrutta l’isotopo stabile 10B che viene concentrato nelle cellule cancerogene ed irradiato con neutroni a bassa energia, rilasciando particelle alfa e ioni litio (7Li) ad alta energia, distruggendo conseguentemente le cellule tumorali. Aspetto fondamentale di questa cura è la necessità che, all’interno delle cellule tumorali, venga ad esserci una concentrazione di boro molto più alta rispetto a quella presente nei tessuti non malati. Quindi, poiché uno degli obiettivi principali del delivery selettivo dei farmaci al sistema nervoso centrale (SNC) è il passaggio attraverso la BBB, scopo del presente studio è stato quello di indagare sia i processi di trasporto (integrità e permeabilità di membrana) sia gli effetti sui componenti molecolari della BBB (es. proteine delle Tight junctions (TJ) e carriers)di un agente boronato convenzionale (i.e. la L-(4-10Borofenil)alanina, L-10BPA), già utilizzato in medicina ma non completamente caratterizzato dal punto di vista delle interazioni con il SNC, attraverso un modello in vitro di BBB. Questo modello bi-dimensionale di BBB, che mima strettamente la situazione in vivo, è costituito da una co-coltura di cellule endoteliali di capillari cerebrali di bovino e di astrociti di ratto (Cellial Technologies, Lens Cedex, France).
I risultati ottenuti dal (1) Test di Integrità (mediante l’uso di Lucifer Yellow quale marker d’integrità delle TJ), utilizzato per determinare se il composto possa danneggiare o distruggere la BBB alla dose di 80 microg Boro equivalenti/ml, e dal (2) Test di permeabilità (con tecniche analitiche), per verificare il passaggio della L-10BPA attraverso la BBB, hanno dimostrato (i) l’assenza di tossicità della L-10BPA alla concentrazione testata, ma anche (ii) un coefficiente di permeabilità basso (0.39 +/- 0.01 x 10-3 cm/min), ciò ad indicare una scarsa capacità del composto di penetrare nel cervello e conseguente ridotta probabilità di raggiungere dosi cerebrali critiche per un potenziale successo terapeutico.
Successivamente, un’indagine qualitativa dell’espressione di proteine citoscheletriche e delle TJ, quali le Occludine e ZO-1, mediante tecnica immunoistochimica e immunoblotting, effettuata sulle cellule endoteliali dopo esposizione alla L-10BPA, ha dimostrato (i) una diminuzione dell’espressione della proteina citoscheletrica vimentina, probabilmente causata da fenomeni di stress cellulare e/o da lieve alterazione della struttura cellulare delle cellule endoteliali, con (ii) assenza di alterazioni a livello delle TJ, documentata da pattern di reattività simili fra controlli e trattati.
In conclusione, i nostri dati hanno evidenziato che la L-10BPA (80 microg Boro equivalenti/ml) non è citotossica, pur in presenza di stress cellulare, e possiede una bassa capacità di attraversare la BBB (coefficiente di permeabilità: 0.39 +/- 0.01 x 10-3 cm/min) in condizioni fisiologiche.
(Grants from Cariplo 2009 and Italian Ministries of Health, Research, Education).