Innovative Strategies for the Personalization of the Therapy in Cancer Patients. From Pharmacogenetics to Therapeutic Drug Monitoring: Different Approaches for Optimizing the Chemotherapy Dosing

La maggior parte degli agenti chemioterapici è caratterizzata da un basso indice terapeutico e da una elevata variabilità interpaziente sia nella risposta alla terapia che nello sviluppo di tossicità. Per questo motivo, la comunità scientifica ha investito molto nell’ottimizzazione del dosaggio dei chemioterapici con il fine ultimo di ottenerne la massima efficacia con accettabili livelli di tossicità. A tal proposito, i recenti progressi nel campo della medicina oncologica hanno portato all’introduzione del concetto di terapia personalizzata. Tale approccio propone di individuare il giusto trattamento per ogni singolo individuo, basandosi sulle sue caratteristiche e necessità. La personalizzazione della terapia chemioterapica può essere ottenuta tramite diversi approcci che dipendono sia dalle proprietà e caratteristiche molecolari del farmaco sia dalle peculiarità del singolo paziente. Questo lavoro di tesi si inserisce in questo filone di ricerca. In particolar modo, sono stati perseguiti due diversi approcci al fine di ottimizzare il trattamento con fluoropirimidine, irinotecano e sunitinib. Il primo approccio selezionato si basa sull’applicazione delle conoscenze ottenute dalla farmacogenetica, disciplina che ha lo scopo di identificare il ruolo di varianti genetiche, polimorfismi (SNP), nella risposta al trattamento in termini sia di efficacia che di rischio di sviluppo di tossicità. In tale fase, la potenzialità dell’utilizzo di SNP predittivi di tossicità grave è stata studiata per migliorare il dosaggio di fluoropirimidine ed irinotecano. Nel caso delle fluoropirimidine è stato disegnato uno studio retrospettico con lo scopo di definire la validità clinica di un test genetico pre-trattamento per alcuni SNP nel gene della DPYD al fine di valutare la capacità di questo test di predire lo sviluppo di tossicità gravi correlate a tale tipo di trattamento. Lo scopo di questo studio è di introdurre nella pratica clinica tale test al fine di migliorare la qualità di vita dei pazienti cui vengono somministrati questi farmaci. Un’ altra applicazione delle conoscenze della farmacogenetica analizzata in questa tesi è rappresentata dagli studi di fase Ib basati sul genotipo, strategia che è stata perseguita per ottimizzare il dosaggio dell’irinotecano. Più in dettaglio, la massima dose tollerata (MTD) di tale farmaco è stata valutata in base al polimorfismo UGT1A1*28 in pazienti con cancro metastatico al colon retto trattati con il regime FOLFIRI (5-fluorouracile associato con irinotecano) e cetuximab. Infine, un’altra strategia che riguarda la personalizzazione della terapia è rappresentata dal monitoraggio terapeutico del farmaco (TDM). Questo approccio è stato applicato per il sunitinib in modo da monitorarne le concentrazioni plasmatiche e mantenerle all’interno di una finestra terapeutica. Scopo -Fluoropirimidine: è stato disegnato uno studio retrospettico con il fine ultimo di validare la specificità di tre SNP della DPYD nel predire l’insorgenza di tossicità grave in un’ampia casistica di pazienti oncologici. Scopo secondario di questo studio è stata quello di valutare se l’analisi di altre varianti del gene della DPYD possano migliorare la sensibilità del test farmacogenetico. -Irinotecano: è stato disegnato uno studio di fase 1b con i seguenti scopi: 1) definire la MTD, in base al genotipo UGT1A1*28, in pazienti metastatici con tumore al colon retto trattati con regime FOLFIRI associato a cetuximab; 2) valutare la variabilità dei parametri farmacocinetici dell’irinotecano, in combinazione con cetuximab, in pazienti con genotipo UGT1A1*1/*1 e UGT1A1*1/*28 e analizzare il possibile effetto del profilo farmacocinetico sulla tossicità e risposta; 3) stabilire se il cetuximab ha un effetto sulla farmacocinetica dell’irinotecano. -Sunitinib: lo scopo di questo progetto è lo sviluppo e la validazione, in base alle linee guida rilasciate dalla Food and Drug Administration (FDA), di un metodo bioanalitico per quantificare sia il sunitinib sia il suo metabolita attivo, N-desetil sunitinib. Materiali e metodi In base agli scopi e alle peculiarità dei singoli progetti di questa tesi sono state applicate specifiche metodiche. I metodi messi a punto ed utilizzati per le analisi farmacogenetiche sono i seguenti: pyrosequencing, saggio Taqman per la discriminazione allelica e sequenziamento diretto automatizzato. Per quanto riguarda invece le analisi di farmacocinetica sono stati utilizzati due metodi in HPLC-MS/MS, uno dei quali, il metodo del sunitinib, è stato messo a punto e validato secondo le linee guida FDA. Risultati -Fluoropirimidine: i dati ottenuti da questo studio hanno dimostrato la validità clinica e la specificità del test farmaco genetico pre-trattamento basato sulla DPYD per prevenire l’insorgenza di tossicità gravi di grado =3. Tali risultati incoraggiano l’introduzione di questo test nella pratica clinica. -Irinotecano: al momento una sola paziente è stata ritenuta eleggibile secondo i criteri dello studio. La farmacocinetica di CPT-11 e dei suoi principali metaboliti è stata descritta grazie a prelievi ripetuti durante la prima (giorni 1-3) e la seconda (giorni 15-17) somministrazione. Sono stati inoltre calcolati i principali parametri farmacocinetici di CPT-11 e dei suoi metaboliti tramite l’applicazione di un’analisi non compartimentale. -Sunitinib: il metodo per la quantificazione del sunitinib e del suo metabolita attivo è stato messo a punto e validato. Considerata la facilità e la rapidità di tale analisi , si può auspicare che tale metodo possa essere facilmente applicabile nella pratica clinica. Conclusioni Gli approcci descritti in questa tesi condividono lo stesso scopo finale: traslare, cioè, i risultati della ricerca nella pratica clinica e, di conseguenza, migliorare la vita dei pazienti oncologici. In questa ottica, i risultati di questo lavoro incoraggiano fortemente l’introduzione di una terapia personalizzata nel campo oncologico, dove urge la necessità di nuovi approcci per ottimizzare il dosaggio dei farmaci