Sia le chinasi Polo-like (PLK) che le chinasi Aurora sono state suggerite come target per il trattamento dei tumori cerebrali. Tra gli inibitori di PLK1 che sono stati
86 avanzati in studi clinici (Tabella 17), volasertib (99), BI 2536 (100), GSK 461364 (101), rigosertib (102), e NMS-P937 (103) hanno mostrato di essere substrati di P- gp, e quindi, si prevede che la loro penetrazione nel SNC sia limitata.
Tabella 17. Strutture e proprietà chiave degli inibitori di PLK avanzati a studi clinici
87 analoghi poiché ha un ridotto efflusso mediato da P-gp, suggerendo un suo potenziale nella penetrazione del SNC. Con la scoperta di 104, è stato notato che l’introduzione di un sostituente capace di agire come accettore di legami a idrogeno adiacente ad un’ammide, eliminando così un donatore di legame a idrogeno tramite un legame a idrogeno intramolecolare, era essenziale per ridurre l’efflusso mediato da P-gp (Figura 10).
Figura 10. Riduzione dell’efficacia dell'HBD mediante legame a idrogeno intramolecolare che ha ridotto l’efflusso di P-gp tra un gruppo di inibitori di PLK1
Almeno 15 inibitori di aurora chinasi, sono stati avviati in fase di studi clinici. Non è stato possibile fare delle considerazioni sul raggiungimento del SNC da parte di queste molecole. Tra quegli inibitori delle aurora chinasi che sono entrati a far parte di studi clinici, la discussione sulla potenziale penetrazione della BEE è limitata a tozasertib (105) e alisertib (106) (Tabella 18) che hanno mostrato di inibire la crescita del tumore in modelli ortotopici di GBM nei topi, il che non è sufficiente per capire fino a che punto queste molecole siano capaci di penetrare la BEE.
88 Tabella 18. Strutture e proprietà degli inibitori clinici di aurora chinasi per i quali sono disponibili dati riguardanti la penetrazione delle BEE
PKC
La proteina chinasi C (PKC) è stata identificata come potenziale target per il trattamento del GBM. Tra gli inibitori di piccole molecole di PKC che sono stati introdotti in studi clinici per il trattamento del cancro (Tabella 19) troviamo bryostatin (107), enzastaurin (108) midostaurin (109) e UCN-01 (110).
89 Tabella 19. Strutture e proprietà degli inibitori della PKC in fase di studi clinici
Tra questi, enzastaurin faceva parte di uno studio per il trattamento del GBM, e anche per il trattamento delle metastasi cerebrali derivanti da cancro ai polmoni, ma in ogni caso non ha dimostrato un beneficio significativo. A parte enzastaurin, non è stato possibile ottenere alcun dato che suggerisse se bryostatin o midostaurin fossero capaci di penetrare la BEE o se fossero substrati dei trasportatori di efflusso P-gp e Bcrp. 110, inibitore di PKC, ha raggiunto un rapporto di concentrazione totale di farmaco cervello-plasma di 0.5-1.0 a cinque intervalli di tempo differenti, dopo una somministrazione di una dose di 3,5 mg/Kg nei ratti. Comunque, non sono state riportate concentrazioni di farmaco libero, e perciò da questo studio, non è stato possibile ottenere una corretta interpretazione della penetrazione cerebrale di farmaco libero. Inoltre, è riportato che 110 sia un substrato di P-gp anticipando la limitata penetrazione del SNC.
90 ABL AND Src
La scoperta di imatinib (111, Tabella 20) è risultato un notevole successo nell’ambito della targeted therapy per il trattamento di pazienti con leucemia mieloide cronica da cromosoma Philadelphia positivo (Ph+) o leucemia linfoblastica acuta (ALL).
Tabella 20. Strutture e proprietà chiave degli inibitori di Abl o di Src avanzati a studi clinici
91 Nonostante le risposte inziali, comunque, oltre allo sviluppo di mutazioni resistenti, le metastasi cerebrali hanno portato ad una progressione nella terapia con imatinib in circa il 20% dei pazienti.(51) Tale resistenza nel SNC probabilmente si instaura a causa della scarsa capacità, dimostrata sia preclinicamente che clinicamente, da parte di imatinib di attraversare la BEE, essendo un substrato di P-gp e di Bcrp. Dasatinib (112, tabella 20) ha mostrato di essere un inibitore di nuova generazione di Bcr-Abl che inibisce fortemente le forme mutate dell’enzima resistenti a imatinib. Dasatinib inibisce anche Src, tra le altre chinasi, che è risultato sia un potenziale target del GBM che un target per pazienti con metastasi cerebrali. Come imatinib, dasatinib è un substrato sia di P-gp che di Bcrp, e questo ne limita la penetrazione cerebrale. Tuttavia, nonostante la penetrazione cerebrale (relativa al plasma) di circa il 10% (totale) in un modello di Ph+ CML intracranico nel topo, dasatinib ha mostrato un beneficio terapeutico. L’efficacia è stata attribuita alla potenza eccezionale di dasatinib verso gli enzimi responsabili della crescita del tumore. In un piccolo studio clinico, tutti gli 11 pazienti con leucemia meiloide cronica al SNC hanno risposto alla terapia con dasatinib. Inoltre, tra i 22 pazienti dai quali sono stati ottenuti campioni di CSF, in 6 di essi, i rapporti di concentrazione CFS-plasma (totale) del dasatinib erano 0.05-0.28.(52) Questi risultati incoraggianti suggeriscono
92 che un inibitore di Bcr-Abl che penetra il SNC possiede il potenziale per un beneficio clinico significativo.
Bosutinib (113) è un altro inibitore di Bcr-Abl e delle chinasi della famiglia di Src, oltre che di altre chinasi. È stato riportato che nei ratti bosutinib ha raggiunto range di rapporti di concentrazione cervello-plasma tra 2.0 e 0.4; tuttavia non è stato possibile quantificare le concentrazioni di farmaco libero e di conseguenza l’interpretazione dei dati è limitata. È riportato che bosutinib non è un substrato significativo di Bcrp o di P-gp. Nonostante ci sia stato un caso di un paziente con ALL a livello del SNC, che ha ottenuto una risposta a bosutinib, lo studio clinico di fase II del farmaco testato su pazienti con GBM è stato interrotto a causa della mancanza di benefici.
Nilotinib (114) è un substrato di P-gp e la penetrazione del SNC non è stata presa in considerazione nella sua progettazione. Nonostante ciò, in un piccolo studio clinico di quattro pazienti con CML (leucemia mieloide cronica) a livello del SNC, nilotinib ha raggiunto un rapporto medio di concentrazione CSF-plasma (totale) dello 0.53%. Visto che il legame con le proteine plasmatiche è del 98% per nilotinib, questo potrebbe tradursi in un rapporto delle concentrazioni di farmaco libero plasma-CSF di circa il 26%.(53) In accordo con l’apparente penetrazione del SNC, 3 dei 4 pazienti hanno avuto una risposta clinica a nilotinib. Sono riportati alcuni dati ancora più interessanti relativi alla penetrazione nel SNC di nilotinib e bosutinib che descrivono l’uso di queste molecole in modelli preclinici di neurodegenerazione, nei quali sono stati osservati cambiamenti della modulazione farmacodinamica nei cervelli murini.
93 Abl, è riportato che la penetrazione cerebrale non era stata considerata in fase di progettazione. Tuttavia, gli autori suggeriscono che ponatinib è capace di attraversare la BEE, come si vede da uno studio sui topi in cui è stato raggiunto un rapporto della concentrazione di farmaco cervello/plasma di 1.6. Poiché, sono state impiegate concentrazioni di farmaco totali (opposte alle concentrazioni di farmaco libere) per calcolare il rapporto, sulla base di questi dati, non possono essere tratte molte conclusioni su quanto ponatinib sia effettivamente capace di attraversare la BEE.
Uno studio che confronta l’esposizione cerebrale e plasmatica in entrambi i topi, wild type e nei topi senza (knockout) P-gp/Bcrp suggerisce che l’azione di P-gp e di Bcrp di fatto limita la penetrazione di ponatinib attraverso la BEE. In questo studio, la AUCcerebrale nei topi senza il trasportatore era 18 volte più alta che nei topi wild type.(54)
Bafetinib è un inibitore di Bcr-Abl/Lyn avanzato in studi clinici per il trattamento del cancro al cervello. Sfortunatamente, in uno studio clinico che monitora le concentrazioni cerebrali tramite microdialisi, bafetinib ha dimostrato di non attraversare efficacemente la BEE. In accordo con le scoperte cliniche, studi preclinici hanno dimostrato che l’efficacia in un modello preclinico di cancro al SNC era cresciuta significativamente quando somministrato insieme ad un inibitore di P-gp, suggerendo che bafetinib sia un substrato significativo di questo trasportatore.
Nonostante la penetrazione del SNC non sia stata presa in considerazione nella scoperta di saracatinib (117), in studi preclinici sono stati ottenuti rapporti di concentrazione cervello-plasma di circa 0,5 e di CSF-plasma di circa 0,2. Le
94 concentrazioni cerebrali e plasmatiche riportate erano totali (come opposte alle concentrazioni libere), e quindi esiste un limite all’interpretazione della penetrazione cerebrale di questo agente. Comunque, in uno studio clinico sulla valutazione di saracatinib in pazienti con l’Alzheimer, i rapporti di concentrazioni CSF-plasma erano di circa 0,3, indicando una certa capacità di questa molecola di arrivare liberamente al SNC.(55)
c-MET
L’inibizione di c-Met è stata suggerita come possibile approccio per il trattamento del cancro al cervello. L’inibitore clinico di c-Met, foretinib (118, Tabella 21) ha dimostrato di ottenere rapporti cervello-plasma che si avvicinano a 0,2 nei topi; tuttavia sono state riportate solo le concentrazioni totali. SGX523 (119), un inibitore di c-Met, ha mostrato di essere efficace in un modello di xenotrapianto U87 ortotopico. Comunque, non ci sono indicazioni sull’entità di penetrazione cerebrale della molecola o se si tratta di un substrato dei trasportatori di efflusso, e quindi non può essere tratta alcuna conclusione sulla presunta utilità di questa molecola per il trattamento del cancro a livello del SNC. Sebbene altri numerosi inibitori di c-Met siano entrati a far parte di studi clinici, non è possibile ottenere alcuna indicazione sul fatto che queste molecole raggiungano la penetrazione cerebrale.
Tabella 21. Strutture e proprietà chiave degli inibitori clinici di c-Met per i quali la discussione relativa alla penetrazione cerebrale si trova nella letteratura
95 FAK/Pyk2
La chinasi dell’adesione focale (FAK) e la tirosina chinasi 2 ricca di prolina (Pyk2) sono risultati potenziali target per il trattamento del cancro al cervello. Inoltre, quattro inibitori FAK o FAK/Pyk2 sono stati portati avanti in studi clinici (Tabella 22).
Tabella 22. Strutture e proprietà chiave degli inibitori di FAK/Pyk2 avanzati a studi clinici
96 Per PF-562,271 (120), defactinib (121), e PND-1186 (122) non è stato possibile individuare alcuna caratteristica che indichi se la molecola sia capace di attraversare la BEE. GSK-2256098 (123) ha dimostrato una scarsa penetrazione della BEE negli studi di PK sui roditori. Tramite la PET, in pazienti umani con GBM, sono state riportate significative concentrazioni del farmaco nel sangue a livello del cervello e del tumore, ma il legame non-specifico non è stato quantificato. Da questi dati, sembra che rimanga una potenziale opportunità per l’identificazione di un inibitore di FAK e di Pyk2 che sia capace di raggiungere il tumore cerebrale oltre la BEE.
TGFβ-R
L’inibizione dell’attività della chinasi del recettore del fattore di crescita trasformante β (TGF-β), è stata individuata come potenziale meccanismo per il trattamento del glioblastoma. È stato riportato che gli inibitori di TGF-β, galunisertib e TEW-7197 (struttura non mostrata) possono essere introdotti in studi clinici. Tuttavia, per queste molecole non sono state riportate considerazioni riguardanti la penetrazione cerebrale.
97 PIM1 CHINASI
La chinasi PIM1 è stata identificata come potenziale target per il trattamento del GBM. Gli inibitori di PIM1 N-((1-metilpiperidin-4-il) metil)-3-(3- (tri- fluorometossi)fenil)imidazo[1,2b]piridazin-6-ammina (SGI-1776), N-(4-((1R, 3S, 5S)-3-ammino5-metilcicloesil)piridin-3-il)-6-(2,6-difluorofenil)-5-
fluoropicolinammide (LGH447), e (R, Z)-5-((2-(3-aminopiperidin-1-il)-[1,1'- bifenil]-3-il) metilene)tiazolidina-2,4-dione (AZD-1208), sono stati esaminati in studi clinici, ma non è stato possibile capire se queste molecole fossero substrati dei trasportatori di efflusso o se fossero capaci di penetrare liberamente la BEE.
BTK
Ibrutinib (124) (Tabella 23) è un inibitore della tirosina chinasi di Bruton (BTK) che è stato approvato per l’impiego in alcuni tumori ematologici, incluso il linfoma mantellare (MCL).
98 Sebbene siano rare, le metastasi del SNC possono presentarsi in pazienti con MCL. In un piccolo studio, ciascuno dei tre pazienti con coinvolgimento del SNC in caso di MCL, ha risposto a ibrutinib (due di questi con completa risposta delle lesioni del SNC). Inoltre, in due dei pazienti esaminati, le concentrazioni di farmaco presenti nel CSF erano significative e presumibilmente efficaci. I rapporti tra CSF ed il sangue variavano dall’1% al 7%, ma le concentrazioni di farmaco libero nel plasma indicavano probabilmente una maggiore percentuale di penetrazione del SNC. In accordo con l’esposizione di farmaco libero nel CSF, ibrutinib ha dimostrato di non essere un substrato di P-gp, un aspetto incoraggiante per il trattamento, o per la prevenzione, della progressione delle neoplasie ematologiche nel SNC per le quali viene utilizzato.