Approcci alternativi per ridurre gli effetti collateral

In aggiunta a ligandi che colpiscono un recettore specifico, altre vie, come la somministrazione locale di oppioidi, sono state utilizzate per ridurre gli effetti collaterali di questi farmaci.

Gli effetti analgesici potenti e clinicamente significativi possono essere provocati da oppioidi che agiscono al di fuori del Sistema Nervoso Centrale. La prova sta nel fatto che lesioni e infiammazioni dei tessuti periferici portano ad un aumento del trasporto assonale, e all’accoppiamento diretto dei recettori oppioidi con proteine G a livello dei neuroni gangliari della radice dorsale (Stein et al., 2009).

Questi eventi dipendono dall’attività elettrica neuronale, da citochine e fattori di crescita dei nervi, e portano a una maggiore efficacia analgesica degli oppioidi perifericamente attivi.I leucociti nel tessuto infiammato aumentano la produzione di β-endorfina e dei suoi enzimi di elaborazione. A seconda del tipo di cellula il rilascio dei peptidi è dipendente dal Ca++ extracellulare o dal rilascio di Ca++ dal reticolo endoplasmatico.

Queste funzioni fisiologiche potrebbero essere sfruttate per le progettazioni di farmaci oppioidi ad azione locale.

Un approccio per ridurre lo sviluppo di tolleranza sfruttando l’endocitosi del recettore, indotta dal ligando, è stata proposta da Whister e collaboratori. Essi ipotizzano che ligandi, che possono indurre l’endocitosi del recettore e il riciclaggio, indurranno meno desensibilizzazione di quei ligandi che non hanno questa capacità. Generando una linea di topi che ha sostituito nel gene del recettore µ la sequenza di coda carbossilica con quella di OPRD1, Whistler e

colleghi hanno dimostrato che la tolleranza alla morfina è stata indotta, perché la morfina può causare internalizzazione del recettore mutante.

Un altro approccio sfrutta la farmacologia unica del recettore µ e la sua esistenza proposta come struttura oligomerica. È stato progettato un cocktail farmacologico che consiste in una piccola dose di morfina e metadone. È importante sottolineare che questo cocktail, pur conservando la piena potenza analgesica, non promuove la dipendenza da morfina. È stato dimostrato, anzi, che la dipendenza si riduce, almeno in parte, perché l’endocitosi del recettore µ, in risposta alla morfina impedisce l’ up-regulation (He, L. Et al., 2005). È concepibile che tali cocktail possano essere progettati per il trattamento clinico del dolore cronico.

Recentemente, è stato riportato un altro approccio (Roy, S. Et al., 2005); esso si basa sullo sviluppo di un recettore µ mutante (S196A), nei topi, che va a sostituire il gene OPRM1, utilizzando una ricombinazione omologa.

In questi topi knock-in, l’antagonista degli oppioidi, naltrexone, suscita effetti analgesici simili a quello degli agonisti parziali, agenti su topi wild-type. Ciò è stato accompagnato da una diminuzione della tolleranza e della dipendenza. In questo studio, è stato verificato se il fallimento del naltrexone, nell’indurre dipendenza e tolleranza, fosse attribuibile alla sua simultanea inibizione dei recettori δ e all’attivazione dei µ. La somministrazione di un δ-agonista, negli animali knock-in, determina un’induzione dose-dipendente dello sviluppo di tolleranza. Sebbene l’attivazione simultanea di entrambi i recettori µ e δ provochi lo sviluppo di tolleranza, l’attivazione del recettore µ in collegamento con il blocco dei recettori δ ne attenua notevolmente lo sviluppo.

L’area grigia periacqueduttale del mesencefalo e del corno dorsale del midollo spinale è il principale sito d’azione degli analgesici oppioidi. Lo studio precedente ha dimostrato che gli antagonisti oppioidi attivano il recettore µ mutante S196A, e che sostanze antagoniste, in vitro, hanno mostrato effetti analgesici nel midollo spinale dei topi. Lo scopo dello studio di Chou S. et al. è di indagare gli effetti analgesici del naloxone, misurando l’espressione di µ S196A. L’effetto del naloxone è stato determinato con il test tail-flick. Il naloxone (10 mg/kg, s.c.) ha causato una risposta analgesica sovraspinale in topi iniettati con un virus (dsAAV2) associato all’adenosina. Nei topi, cui il virus è stato iniettato nel corno dorsale, si è osservata una risposta analgesica solamente a livello vertebrale. Il trattamento cronico con il naloxone non ha indotto dipendenza fisica nei topi in cui µ è mutato, µ-S196A. Questi dati suggeriscono che la risposta analgesica indotta dal naloxone è la conseguenza dell’espressione locale del gene mutato. Pertanto, l’iniezione di tale gene mutante e la somministrazione sistemica di naloxone potrebbero rappresentare una nuova strategia nella gestione del dolore cronico, senza effetti collaterali associati all’uso di morfina.

Quest’approccio di terapia genica, inoltre, potrebbe essere un metodo, forse, più applicabile nel trattamento del dolore in pazienti affetti da cancro terminale.

3. CONCLUSIONI

La comprensione dei meccanismi di base degli effetti sia analgesici sia collaterali degli oppioidi, così come la capacità di sviluppare nuovi farmaci più efficaci, dipende dalla determinazione accurata dell’efficacia con cui i ligandi interagiscono con i recettori.

Oltre alle strutture cristalline dei recettori oppioidi, altri fattori che potrebbero contribuire a definire l’attività del recettore, e quindi eventuali profili farmacologici, devono essere considerati durante la progettazione di molecole di farmaci che non presentino gli effetti collaterali classici degli oppioidi.

L’associazione dei GPCR con proteine cellulari che influenzano le loro funzioni è ben documentata. I recettori degli oppioidi non fanno eccezione.

L’interazione di un recettore degli oppioidi con queste proteine cellulari, β- arrestina, riboporin-1 ecc., determinerà la sua localizzazione cellulare. Il livello di colesterolo non poteva che influenzare la formazione di microdomini, ma potrebbe anche facilitare la formazione di omodimeri o etero-dimeri, interessando così la segnalazione delle risposte analgesiche in vivo. Tutti questi ed altri fattori potrebbero contribuire all’agonismo parziale che è stato segnalato per tutti e tre i recettori degli oppioidi.

L’agonismo parziale osservato è dovuto principalmente all’accoppiamento differenziale del recettore con le proteine cellulari, come le β -arrestine. Queste differenze possono essere significative, per esempio, l’agonismo del recettore μ è in grado di controllare l’espressione degli mRNA che regolano la differenziazione dei neuroni. Le differenze di risposta in vivo, possono essere una conseguenza di un eventuale localizzazione cellulare delle proteine

chinasi attivate. Per tanto, come riassunto nella fig.10, per la futura progettazione di molecole di farmaco per ridurre gli effetti collaterali dei farmaci oppioidi, non devono essere identificati solamente i bersagli putativi di queste molecole, ma anche le proteine cellulari che interagiscono con il recettore attivato.

Fig. 10 Rappresentazione schematica di progetti futuri di farmaci analgesici oppioidi senza effetti collaterali. In (A), un ligando potrebbe essere progettato per interagire con eterodimeri specifici del recettore µ e altri GPCR, o con un eterodimero formato da una variante di splicing del gene OPRM1 e altri GPCR, quali ORL1. In (B), i ligandi possono essere progettati per selezionare determinate vie di segnalazione che si tradurranno nell’analgesia senza effetti collaterali, come nel caso del ligando L2 e del non ligando L1. In (C), i ligandi possono anche essere progettati per alterare la distribuzione dei microdomi del recettore, come nel caso di L3.

L’obiettivo finale sarà la progettazione di una molecola di farmaco che si rivolgerà a uno specifico sottotipo recettoriale, sia che questo derivi da varianti

di splicing, sia che questo possa essere composto dadimeri tra due recettori oppioidi uguali o diversi, o tra un recettore oppioide e un altro GPCR.

L’attivazione di una specifica via cellulare provocherà l’effetto analgesico desiderato del farmaco senza effetti collaterali.

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5. RINGRAZIAMENTI.

Un GRAZIE particolare al prof. Antonio Lucacchini, relatore di questa tesi, per la grande disponibilità e cortesia dimostratami.

Ringrazio tutto lo staff della Farmacia Della Tommasina, che durante il tirocinio, mi ha insegnato e guidato ad intraprendere e capire tutti i lati di questa splendida professione: Paola, Lucia, Miriam, Laura, Lucy e Gabry … siete delle donne fantastiche!

Ringrazio i miei compagni di studio che hanno reso le mie giornate universitarie meno lunghe e pesanti: Alice, Stefania, Tito, Francesco e Federico. È stato bello conoscervi e condividere con voi ogni momento di questi lunghi anni universitari.

Grazie alla mia dolcissima amica Serena, nonostante tutto mi è sempre vicina. Ringrazio mio fratello Carlo e mia cugina Alessandra, parti importanti e fondamentali della mia vita, “Para siempre contigo”.

Un grazie speciale al mio fidanzato Luca, che con amore e pazienza ha sopportato i miei sbalzi di umore e le mie paranoie mentre ero sotto stress per un esame.

Ringrazio i miei genitori, Francesca e Antonio. Sono due persone incredibili, senza i loro sacrifici e il loro appoggio morale non avrei mai potuto raggiungere questo traguardo.

L’ultimo ringraziamento, ma non meno importante, va ai miei nonni e mia zia Roby, in particolare mio nonno Ubaldo che più di tutti ha atteso e sognato con ansia questo giorno.