Definition of the pharmacological profile of conventional chemotherapeutic drugs based on pharmacogenetics determinant in CRC patients

Riassunto Pazienti oncologici, con lo stesso tipo di tumore, non sempre rispondono in modo uguale al medesimo trattamento farmacologico: la somministrazione della stessa dose di un dato farmaco antiblastico in una popolazione di pazienti implica spesso la manifestazione di un vasto range di tossicità, che in alcuni casi può risultare addirittura mortale. La variabilità intersoggettiva che si osserva nell’efficacia e nella tossicità dei farmaci antiblastici impiegati nella chemioterapia può pertanto essere determinata da interazioni complesse tra le componenti fisiologiche, ambientali e fattori genetici individuali. L’attività svolta in ambito del progetto di dottorato ha puntato l’attenzione su come i fattori genetici possano influenzare l’esito di un trattamento farmacologico, individuando dei possibili biomarcatori genetici prognostici e predittivi. Per valutare la correlazione tra genotipo e fenotipo del paziente siamo partiti da uno studio di farmacogenetica che ha definito la relazione esistente tra un determinato polimorfismo (UGT1A1*28) e l’alterazione dell’effetto del farmaco che ne consegue. Successivamente, ci si è indirizzati verso il trasferimento e l’applicazione nella pratica clinica attraverso uno studo clinico di fase Ib (“Studio di fase I guidato dal genotipo dell’irinotecano in combinazione con 5-fluorouracile/leucovorina (FOLFIRI) e bevacizumab in pazienti con carcinoma colonrettale”), condotto presso il Centro di Riferimento Oncologico di Aviano (PN). Lo scopo di tale studio è stato quello di modulare il dosaggio dell’irinotecano (CPT-11) in presenza dell’inibitore angiogenetico bevacizumab (BV), non essendo ancora nota l’interazione tra i due farmaci, in base al genotipo di UGT1A1, al fine di ottenere un miglioramento dell’indice terapeutico per ogni singolo paziente. Per fare ciò, si è ritenuto necessario sviluppare un metodo di analisi di farmacocinetica specifico e si è pensato di procedere nel seguente modo: * Sviluppo di un metodo quantitativo per l’analisi del farmaco d’interesse * Validazione del metodo in accordo con le linee guida dell’FDA * Misurazione delle concentrazioni plasmatiche del farmaco * Determinazione della farmacocinetica del farmaco * Correlazione dei dati di farmacocinetica e farmacogenetica Sono stati arruolati pazienti con diagnosi istologica di adenocarcinoma colorettale (CRC) metastatico, non pretrattati con chemioterapia o trattati con terapia adiuvante (escluso irinotecano), e rispondenti ai criteri di eleggibilità/esclusione previsti dal protocollo. I pazienti sono stati assegnati al loro gruppo di trattamento in base al genotipo (*1/*1 o *1/*28) fino al completamento del reclutamento per ogni livello di dose in ogni gruppo di pazienti. I pazienti con genotipo *28/*28 sono stati esclusi perché ad alto rischio di tossicità. La dose iniziale di irinotecano somministrata nei pazienti portatori dell’allele *1 (wild type ed eterozigoti) è di 260 mg/m2. La dose di BV è di 5 mg/kg, somministrata anch’essa in infusione ogni due settimane. Il dosaggio dell’irinotecano è stato incrementato a 310 e 370 mg/m2 qualora nel gruppo di trattamento con dosaggio più basso non vi sia stata tossicità. La valutazione delle interazioni farmacocinetiche e farmacodinamiche tra bevacizumab (BV) ed irinotecano (CPT-11) è stata condotta descrivendo il profilo farmacocinetico del CPT-11 (e dei suoi metaboliti) in assenza ed in presenza di BV nello stesso paziente. Da una prima analisi dei parametri farmacocinetici sembra che si possa escludere un effetto del BV sulla farmacocinetica dell’irinotecano. La sovrapponibilità del dato farmacocinetico con o senza BV, è valida per entrambi i dosaggi di irinotecano considerati. Tuttavia, sono stati riscontrati dei valori di Dose Massima Tollerata (MTD) inferiori rispetto a quelli determinati da lavori precedenti, e ciò potrebbe suggerire che l’aggiunta del BV comporti una variazione nella manifestazione di tossicità in regimi ad alto dosaggio. Una percentuale non trascurabile di pazienti ha ottenuto una riduzione del numero e delle dimensioni delle lesioni secondarie epatiche tanto da renderle aggredibili chirurgicamente o tramite termoablazione, facendo pertanto concludere che il regime terapeutico si configuri quindi come una conversion therapy. Poiché i farmaci che sono stati studiati in questo protocollo sono presenti nella pratica clinica da diversi anni, la notevole variabilità riscontrata nella risposta e nello sviluppo di tossicità rende indispensabile trovare dei criteri utili alla personalizzazione del trattamento. Criteri fondamentali per la personalizzazione della terapia sono i parametri clinici, principalmente il genere e l’età dei pazienti. Molti dei soggetti anziani, infatti, ricevono dei trattamenti ridotti poiché tollerano meno le terapie dei protocolli clinici standard, con una notevole riduzione del dosaggio di farmaco o del numero di cicli di trattamento. Proprio per le loro caratteristiche fisiologiche, i pazienti oncologici anziani riportano maggiori effetti di tossicità associati al trattamento rispetto ai soggetti definiti giovani. Analogamente, anche le donne sono spesso escluse da alcuni protocolli soprattutto per la variabilità ormonale che caratterizza l’età fertile e il periodo della menopausa. A tale proposito, in una seconda parte del progetto di dottorato, abbiamo considerato una casistica molto ampia di pazienti affetti da CRC trattati con fluoropirimidine associate ad altri farmaci (FOLFIRI o FOLFOX) presso il Centro di Riferimento Oncologico di Aviano (PN) e altri centri aderenti al programma. Lo scopo è stato quello di individuare dei possibili determinanti farmacogenetici (PG) che condizionano gli effetti del farmaco (tossicità e risposta) in maniera differente tra soggetti giovani e anziani, e tra i due generi (maschio e femmina), nonché dei possibili marcatori di rischio tumorale specifici. Sono stati analizzati diversi polimorfismi di geni codificanti per proteine coinvolte nei meccanismi di attivazione, metabolizzazione ed eliminazione dei farmaci principalmente usati nelle terapie contro il CRC e altri polimorfismi di geni che regolano il ciclo cellulare in quanto coinvolti nel processo di carcinogenesi e di progressione tumorale. Molte delle variazioni alleliche analizzate confermano un’associazione con il rischio d’insorgenza del tumore, altre con la sopravvivenza dei pazienti. In particolare, la variazione del copy number dei geni codificanti per l’enzima Glutatione S-trasferasi, GSTT1 e GSTM1, ha messo in evidenza una correlazione con l’età di diagnosi dei pazienti, nonché con il genere. L’aumento delle copie di GSTM1 o la riduzione del GSTT1 sono associati a una maggiore sopravvivenza nei soggetti con età superiore a 70 anni e di sesso maschile (PGSTM1=0.047, HR=3.937, 95% CI=0.31–0.89; PGSTT1=0.039, HR=4.246). Abbiamo ulteriormente riscontrato una specifica associazione del genotipo GSTnull con un aumentato rischio d’insorgenza tumorale nei soggetti giovani, ma non nei soggetti anziani. Si può quindi ipotizzare che vi sia una riduzione dell’attività enzimatica della Glutatione-S Transferasi con conseguente deficit ai meccanismi di detossificazione cellulare che comportano un incremento dei danni a carico del DNA. Gli ulteriori dati ottenuti, ci permettono di concludere che ci possono essere delle differenze associate alle caratteristiche genotipiche relative sia al genere che all’età dei pazienti: ci sono polimorfismi predittivi di rischio prevalentemente associati ad uno dei due generi (MTHFR 1298A>C nelle giovani donne); altri polimorfismi localizzati nei geni del riparo del DNA sono prevalentemente associati ad un rischio maggiore e ad una sopravvivenza minore nella popolazione anziana. È pertanto fondamentale che, grazie alle nuove conoscenze nell’ambito della medicina molecolare e alle nuove tecnologie, si arrivi alla personalizzazione della terapia, al fine di massimizzare la risposta e ridurre gli effetti tossici in ciascun paziente.