BERSAGLI MOLECOLARI DEGLI ITC

Numerosi dati sperimentali, raccolti testando l’attività farmacologica degli ITC su ratti affetti da tumori umani, testimoniano che gli effetti anticancro degli isotiocianati naturali si esplicano attraverso la soppressione dei processi di iniziazione, crescita e sviluppo metastatico del tumore (Fig.24) (Boreddy et al., 2011; Batra et al., 2010).

Figura 24. Bersagli chemioterapici degli ITC

Gli isotiocianati naturali risultano in grado di inibire la crescita e la proliferazione delle cellule tumorali e di arrestare il ciclo cellulare tra le fasi G0 e G1 piuttosto che tra le fasi G2 ed M. La

debole attività ossidante degli ITC promuove infatti la produzione di radicali liberi all’ossigeno (ROS) in grado di danneggiare il DNA con conseguente arresto del ciclo cellulare per permettere la riparazione del danno.

Come discusso in precedenza, l’angiogenesi e la neovascolarizzazione costituiscono un evento fondamentale nello sviluppo e nella diffusione di una neoplasia. In particolare, l’angiogenesi

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tumorale è un processo di formazione di un network vasale all’interno di un tessuto neoplastico ed in partenza dallo stesso; è innescata principalmente dal fattore inducibile dall’ipossia (HIF-1α) e dal fattore di crescita dell’endotelio vascolare (VEGF) (Semenza, 2001). E stato dimostrato che il benzilisotiocianato (BITC) ha attività antiangiogenetica che si esplica attraverso l’inibizione di VEGF e la sotto-regolazione dell’espressione di diverse proteine, quali HIF-1α e il recettore di VEGF (VEGFR) (Boreddy et al., 2011). Anche il fenetilisotiocianato (PEITC) sembra inibire l angiogenesi tramite inibizione di VEGF (Kang et al., 2010).

La produzione dei ROS è un meccanismo importante di induzione di morte cellulare, in particolare nelle cellule cancerose. Il BITC stimola un’importante produzione di ROS nelle cellule del cancro al pancreas e del glioma. I ROS distruggono la forza motrice protonica presente a livello della membrana mitocondriale interna e stimolano il rilascio di molecole proapoptotiche che causano l’attivazione della morte cellulare caspasi-mediata (Kawakami et al., 2005). Anche il PEITC induce la morte cellulare mitocondriale tramite modulazione di alcune proteine mitocondriali, tra cui bcl-2,

bid e bax con conseguente rilascio del citocromo c nel citosol ad attivare una via apoptotica

intrinseca (Gupta et al., 2013).

Gli ITC sono in grado di bloccare la cascata metastatica tramite inibizione delle metalloproteinasi della matrice (MMP); ad esempio, è documentato che nei modelli di tumore al seno, BITC riduce l’espressione della collagenasi di tipo IV (MMP-2) e di MMP-9, bloccando in questo modo la transizione epitelio-mesenchimale (EMT) (Wu et al., 2010; Kim et al., 2011).

In vivo PEITC ha una buona biodisponibilità dose-dipendente, superiore al 70% in seguito a

somministrazione orale. L’ottima biodisponibilità è sicuramente il motivo della sua efficacia in vivo. Inoltre, secondo quanto documentato da studi di distribuzione d’organo, il PEITC raggiunge una buona distribuzione a livello cerebrale e questo lo rende uno strumento efficace per combattere la metastatizzazione cerebrale del cancro al seno (Ji et al., 2005).

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4.3.1 Focus sul sulforafano

Come già illustrato nel Capitolo 1, il sulforafano è presente principalmente nei broccoli e nei cavolini di Bruxelles, sotto forma di tioglucoside inattivo glucorafanina. L’enzima mirosinasi, presente nei tessuti vegetali e nella flora batterica intestinale, idrolizza la glucorafanina a β- tioglucosio e SFN.

SFN risulta estremamente efficace nell’inibire la carcinogenesi. Come gli altri ITC, SFN agisce a vari stadi del processo di sviluppo tumorale. Viene di seguito presentato lo “stato dell’arte” relativo alle conoscenze attuali dell’attività anticancro del sulforafano.

▪ Proliferazione e crescita cellulare

E’ stato riscontrato che SFN agisce su bersagli molecolari specifici, quali la survivina e NF-kB, vitali per la sopravvivenza delle cellule tumorali (Wang et al., 2012; Xu et al., 2006).

Lasurvivina è una proteina dalla duplice funzione, ovvero di regolazione del ciclo cellulare e di iibizione dell’apoptosi. La sua espressione è alta nei tessuti tumorali e in quelli fetali, mentre è poco o per niente espressa nei tessuti umani adulti.

NF-kB (Fattore Nucleare Kappa B) è invece un fattore di trascrizione in grado di legare nel nucleo

cellulare specifiche sequenze di DNA presenti in geni da esso regolati. In condizioni normali la proteina si trova nel citosol di svariati tipi cellulari legata ad u inibitore che la rende inattiva. Sotto stimoli esterni di varia natura, quali agenti batterici e virali, NF-kB si libera dall’inibizione, migra nel nucleo dove svolge la sua funzione regolatrice. NF-kB svolge un ruolo primario nella regolazione della risposta immunitaria, nell’infiammazione, nella proliferazione cellulare e nel cancro. Un’errata regolazione di questo fattore di trascrizione sembra collegata all’insorgenza del cancro.Inoltre, SFN induce l’apoptosi nelle cellule del cancro al seno tramite inibizione del

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recettore degli estrogeni, EGFR1 e HER2, fondamentali per la crescita di questo tipo di neoplasia (Pledgie-Tracy et al., 2007).

▪ Angiogenesi

Sono pochi gli studi che documentano gli effetti antiangiogenetici di SFN, che sembrano esplicarsi tramite soppressione delle proteine VEGF e MMP-2 (Jackson et al., 2004; Bertl et al., 2006). Tuttavia, a causa delle ridotte evidenze sperimentali a disposizione della comunità scientifica, a tutt’oggi l’attività antiangiogenetica non può essere considerata il meccanismo più importante alla base del blocco della carcinogenesi indotto da SFN.

▪ Morte cellulare mitocondriale

SFN induce la morte delle cellule cancerose tramite inattivazione degli inibitori delle proteine apoptotiche (Choi et al., 2005). Inoltre SFN stimola la produzione mitocondriale di ROS che portano al rilascio del citocromo c nel citosol, evento che, per quanto discusso nel precedente capitolo, rappresenta un ulteriore stimolo all’apoptosi (Singh et al., 2005).

▪ Arresto del ciclo cellulare

SFN sembra indurre l’arresto del ciclo cellulare tra la fase G0 e la fase G1 mediato da p27, un CDKI

(Shan et al., 2006). Inoltre causa arresto irreversibile del ciclo cellulare tra la fase G2 e la fase M,

tramite attivazione di p21e inibizione del complesso Cdc2/Ciclina B1 (Suppipat et al., 2012). L’arresto G2/M è seguito da apoptosi caspasi-mediata (Gamet-Payrastre et al., 2000).

▪ Invasione e metastasi

SFN ha una potente azione antimetastatica che si esplica tramite soppressione delle proteine MMP e inibizione della transizione epitelio-mesenchimale (EMT), con conseguente blocco della migrazione cellulare e dell’invasione (Li et al., 2011).

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CAPITOLO 5