Title

 

Authors

U. De Simone¹, E. Roda¹, J. Bakeine², C. Ferrari³, L. Manzo^1,2, T. Coccini¹

 
¹IRCCS Fondazione Salvatore Maugeri, Servizio di Tossicologia, Istituto di Pavia; ²Università degli Studi di Pavia, Dipartimento di Medicina Interna e Terapeutica, Sezione di Tossicologia; ³Università degli Studi di Pavia, Dipartimento di Scienze Chirurgiche e Laboratorio di Chirurgia Sperimentale, Pavia, Italia.

 

Abstract

La Terapia per la Cattura Neutronica del Boro (BNCT) è un’alternativa di cura selettiva e mirata per i tumori radioresistenti e per tutti quelli in cui la rimozione chirurgica non è possibile come nei tumori cerebrali (es. Glioblastoma). Il principio fisico è molto semplice consiste in un sistema binario composto da due componenti: neutroni e Boro. Le reazioni di cattura neutronica termica e di fissione hanno luogo quando il ¹⁰Boro (isotopo non radioattivo) cattura i neutroni a bassa energia e si disintegrano in particelle ionizzanti alfa e Litio. Queste particelle rilasciano grandi quantità di energia in un raggio piccolissimo (< 10 µm). La possibilità di successo clinico della BNCT è strettamente legata alla concentrazione di boro che si accumula selettivamente nelle zone tumorali. Attualmente la BNCT è utilizzata in trials clinici in pazienti con tumori cerebrali. Ai pazienti viene infusa la Borofenilalanina complessata con il fruttosio (BPA-f), la quale è selettivamente internalizzata nelle cellule tumorali attraverso il meccanismo di trasporto degli amminoacidi (LAT-1) overespresso nelle cellule cancerose. Recenti studi suggeriscono che infusioni prolungate e alte dosi di BPA-f ottimizzano l’efficienza della BNCT. Nonostante questo, rimangono da chiarire gli effetti tossicologici per lunghe esposizioni ed alte dosi di BPA-f.
In questo studio è stata valutata la tossicità a concentrazioni crescenti della BPA-f (20 – 100 µgB_eq/ml) a diversi tempi di esposizione (24 e 48 ore e 7 o 10 giorni) nel sistema nervoso centrale usando un modello in vitro (linea cellulare di Astrocitoma Umano - D384). I risultati ottenuti sono stati confrontati con la linea cellulare primaria non neuronale (Fibroblasti - F26). Nello studio di tossicità sono stati valutati i seguenti endpoint: integrità di membrana e morfologia cellulare (Calcein-AM/Ioduro di Propidio), disfunzione mitocondriale (MTT assay) e crescita e proliferazione cellulare (test clonogenico per gli effetti subletali).
La Calcein-AM/Ioduro di Propidio, per entrambe le linee cellulari (D384 e F26), dopo 24 e 48 ore ha mostrato una distribuzione uniforme della fluorescenza verde all’interno delle cellule indicando quindi integrità di membrana, anche la morfologia cellulare non risulta essere alterata rispetto al controllo.
Al contrario i dati ottenuti per mezzo dell’MTT hanno mostrato una citotossicità dose dipendente. Dopo 48 ore e alla dose più alta (100 µgB_eq/ml) è stata osservata nelle cellule D384 una mortalità cellulare di circa 60%, mentre nella linea cellulare F26 non sono stati osservati effetti citotossici per nessun tempo e per nessuna dose testata.
L’esposizione prolungata (7 o 10 giorni), valutata per mezzo del test clonogenico, nelle cellule D384 ha mostrato variazioni dose dipendente nel: (i) numero delle colonie formatosi con un massimo di riduzione (circa 85%) alla dose più alta (100 µgB_eq/ml); (ii) capacità proliferativa con una riduzione della dimensione delle colonie da 70 all’85% circa nel range di BPA-f da 40 a 100 µgB_eq/ml. È stata valutata anche l’alterazione della morfologia delle colonie, il 50% circa delle colonie presentano alterazione alle dosi più alte (80 - 100 µgB_eq/ml).
Nella linea cellulare F26 non è stato possibile valutare il numero, la dimensione e l’alterazione delle colonie in quanto essendo elementi epiteliali tendono a formare il monostrato. L’analisi qualitativa indica un decremento della densità cellulare dose dipendente, alle concentrazioni più elevate (80 - 100 µgB_eq/ml) il fenomeno risulta evidente.
Questo studio conferma la tossicità dose dipendente nelle cellule cerebrali. Inoltre nelle stesse è stata individuata una dose di tollerabilità per la BPA-f di 40 µgB_eq/ml, ed è emerso anche che c’è una correlazione tra tossicità e tempo di esposizione alla BPA-f tessuto specifica. (Fondi di Ricerca da Cariplo 2009 e Ministeri della Salute, della Ricerca e dell’istruzione).