Terpia țintită a cancerului de colon [604598]

Terpia țintită a cancerului de colon
utilizându -se un sistem de livrare a Curcuminei și Doxorubicinei
coîncapsulate în lipozomi cu timp de eliberare prelungit

Introducere

Principalele cauze ale morbidită ții și mortalit ății la nivel mondial, cu aproximativ 15
milioane de cazuri noi și cu peste 8 milioane de decese, sunt reprezentat e de variatele forme de
cancer. Organizația Mondial ă a Sănătății susține c ă în Africa, America Central ă și de Sud, Asia, apar
cazuri noi de cancer în prporție de peste 60% (http:/www.who.int/m ediacentre/factsheets/fs297/en/ ).
Terapia cancerului are ca scop principal ac țiunea antiangiogen ă și apoptotic ă asupra
celulelor tumorale, cu efecte secundare c ât mai re strânse posibil (Yallapu și colab., 2012) .
Etapele urmărite în mod conven țional în terapia cancerului sunt rezec ția tumorii ( în cazul tumorilor
solide), chimioterapia, imunoterapia și radioterapia (Akhter și colab., 2013) .
În general pentru un efect cât mai consistent asupra celulelor canceroase și pentru o afectare
colaterală redusă în chimioterapie se utilizează sisteme de doi sau mai mul ți agenți coîncapsulați în
nanotransportori. De regul ă agenții co încapsulați își delimiteaz ă rolurile, unii prezent ând un rol
antiangiogen, iar al ții un rol apoptotic.
Rolul nanotransportorilor este crucial într -un astfel de sistem, deoarece men țin încapsulate
medicamentele pe tot traseul sanguin p ână la tumor ă, evit ându-se astfel pier derii mari din doza
administrat ă și eventuale localiz ări nedorite care s ă produc ă efecte adverse asupra altor zone din
organism.

Scopul lucrării

Pornind de la studiul mai multor articole de specialitate, în care s -au prezentat și dezbătut
diferite abord ări ale terapiei țintite împotriva diverselor forme de cancer, însă atenția concentrându –
se asupra cancerului de colon, în această lucrare s -a încercat o strategie de țintire a acestu tip de
cancer pe baza coîncapsulării Doxorubicinei și Curcuminei în lipo zomi cu timp de eliberare
prelungit.

Cancerul de colon. Generalită ți

Cancerul de colon reprezintă a doua cauză de deces în Europa, survenită în urma unei forme
de cancer, e șantioanele pe țări prezent ând mari varia ții (Beets și colab., 2017 ). La nivel mondial, în
rândul bărba ților cancerul de colon este al treilea cel mai frecvent tip de cancer, iar în rândul
femeilor acest tip de cancer ocup ă locul doi ca frecven ță, având de cele mai multe ori ca definitivare
decesul, reprezentând a patra cea mai întâ lnită cauză de deces din lume , în rândul tipurilor de cancer
(Ferlay și colab., 2015), ( Torre și colab., 2012) .
Factorii de risc care duc la apari ția cancerului de colon includ (Lieberman, 2009) : fumatul;
obezitatea; inflamația intestinal ă cronic ă; consumul mare de alcool, de carne ro șie, carne procesat ă
și de gr ăsimi; vârsta înaintată poate aduce de asemenea o predispozi ție pentru acest tip de cancer;
sedentarismul.
Pentru a preveni apari ția cancerului de colon sunt recomandate (Rennert, 2007) :
 consumul mare de lichide (aproximativ 2.5 L de apă zilnic);
 consumul de alimente bogate în fibre;
 activitățile fizice;
 evitare consumului de alcool și tutun.
Persoanelor care prezintă un risc crescut de a dezvolta cancer de colon le este recomandată
ca medicamenta ție Aspirina și Celecoxibul, deoarece aceste medicamente au efecte care pot
contribui la o astfel de preven ție (Cooper și colab., 2010 ), (Emilsson și colab., 2017) .
De asemenea, se poate detecta și evita orice form ă precoce de cancer de colon investigții de
specialitate , astfel putând fi depista tă cu ușurință prezența polipilor adenomato și, în mare parte
premerg ători instal ării unei forme de cancer de colon( aceștia put ând fi înlăturați prin colonoscopie
sau sigmoidoscopie ). Chiar și o simpl ă analiz ă asupra probelor fecale poate semnala o inciden ță a
cancerului de colon, iar o investiga ție CT poate fi la fel de concludent ă precum colonoscopia, doar
că aceast ă tehnic ă nu ofer ă posibilitatea elimin ării polipilor adenomato și (Lieberman, 2009) .

Inflamația

Factorii de risc pe seama cărora s -a demonstrat dezvoltarea ulterioară a unor forme de cancer
de colon sunt reprezenta ți de regul ă, cum s -a menționat și mai sus, de mutagenii din mediul
înconjur ător, agenții patogeni, comensalele intestinale specifice și inflamația intestinal ă cronic ă.
Unul dintre cei mai importan ți factori de risc al apari ției cancerului de colon, îl reprezint ă boala
intestinului inflamator, acest factor fiind implicat at ât în formele de cancer de colon sporadic c ât și
în cele ereditare (Terzić și colab ., 2010) .
Chiar dacă încă nu se cunosc cu certitudine care ar fi mecanismele moleculare prin intermediul
cărora inflama ția degenereaz ă spre o form ă de cancer de colon, conform literaturii de specialitate
două astfel de mecanisme sunt presupuse a fi colita asociată cancerului(CAC) sau a lte forme de
cancer colorectal (Terzić și colab ., 2010) .
În toate etapele tumorigenezei(ini țiere, dezvoltare, progresie și metastazare) este sesizat ă în mod
cert implicarea celulelor imunitare distincte, citokinelor și a altor mediatori imuni (Atreya și
Neurath, 2008 ).
Un subtip al cancerului colorectal(CRC) care este asociat cu boala intestinului inflamator(IBD) îl
reprezintă CAC, însă în unele cazuri CAC poate prezenta asemănări cu diverse tipuri de CRC, fără a
semnala vreo asociere c u boala intestinului inflamator (Feagins și colab., 2009) .
Mecanismul de dezvoltarea a CRC și a CAC const ă în acumularea de muta ții în oncogene și în
genele supresoare tumorale, care pot produce activarea semnalizării β-cateninei într -o manieră
aberantă (Figura 1) .
Tranziția celulelor preneoplazice singulare spre clusterele de glande tubulare anormale de la
joncțiunea dintre colon și rect(aberrant crypt foci=ACF) și apoi spre adenom și carcinom colorectal
este mediată de calea de semnalizare β-catenină sau de alte componente ale acestei căi și de
mutațiile în APC(o proteina care la om este codificat ă de gena APC ).
Producția de citokine proinflamatorii care induc muta ții în oncogene și în genele supresoare
tumorale (APC, p53, K -ras), precum și diferitele mecanisme care genereaz ă o instabilitate genomic ă
sunt tr ăsături definitorii ale inflama ție cronice, în urma c ăreia survine CAC.
Dezvoltarea tumorii, progresia și metastaza rea acesteia ob țin condițiile propice datorită inflama ției
persistente, care activeaz ă proliferarea și faciliteaz ă proprit ățile antiapoptotice ale celulelor
premaligne. !!!PIIS0016508510001769

Figura 1. Mecanismul de dezvoltarea a CRC și a CAC (adaptată după)
GSK -β: kinaza glicogen sintazei -β; RNI: intermediari de azot reactivi; TGF: factorul de cre ștere
transformant. !!!PIIS0016508510001769

Atât în situa ția CRC sporadic c ât și în CAC, c ăile de semnalizare și genetice care implic ă (TGF) –
β(factorul de cre ștere transformant), β-catenina, Wnt, MMR(proteinele de reparare a nepotrivirilor
din ADN), K -ras și p53 prezint ă modific ări, cu toate c ă sincronizarea p53 și a APC( adenomatous
polyposis coli = o proteina care la om este codificată de gena APC ) și activarea K -Ras pot fi diferite
între CRC și CAC. ( Lakatos și Lakatos, 2008), (Sheng și colab., 1998)
Degradarea proteolitică a APC, activarea β-cateninei și translocarea în nucleu reprezint ă rezultatul
semnaliz ării dependente de Wnt, astf el celulele care con țin mutații de activare a c ăii Wnt sau β-
cateninei prezintă o susceptibilitate mai accentuată de a forma tumori decât muta țiile inițiale în
celulele epiteliale sau în celulele stem normale. ( Bienz și Clevers, 2000 ), (Korinek și colab., 1997 )
Tranziția celulelor preneoplazice spre clusterele de glande tubulare anormale de la jonc țiunea dintre
colon și rect(aberrant crypt foci=ACF) și dezvoltarea microadenomului și a adenomului se dovedesc
a fi direct influen țate de muta țiile în APC. ( Fearon și Vogelstein, 1990 ), (Morin și colab., 1997 )

Astfel, formarea adenoamelor se datorează în mod cert inactivării APC și respectiv activ ării β-
cateninei. ( Barker și colab., 2009 )
Activarea KRAS ulterioară muta țiilor survenite în APC și localizarea nuclea ră a β-cateninei sunt
precursoare dezvoltării CRC. ( Phelps și colab., 2009 )
Pe de altă parte, nu numai inactivarea APC poate fi cauza activării și transloc ării β-cateninei în
nucleu, ci și activarea receptorului EP2 de c ătre prostaglandina E2 (PGE 2), produsă în timpul
inflamației acute și cronice. ( Castellone și colab., 2005)
De asemenea, activarea β-cateninei poate surveni și în urma activ ării prin semnalizare
proinflamatorie a c ăii NF -kB. ( Kaler și colab., 2009 )

Metastazare

Metastazarea presupune diseminarea singulară sau a unor aglomerări mici de celule canceroase prin
vasele sanguine sau limfatice și extravazarea lor colateral în diferite organe. ( Bui și colab., 2015)
Dezvoltarea metastazelor poate fi limitată de intrarea într-o stare latentă reversibilă a celulelor
canceroase care supravie țuiesc în urma diseminării, acestea fiind greu de eradicat ulterior datorită
rezistenței lor la chimioterapie în compara ție cu celulele cancerigene primitive. ( Luzzi și colab.,
1998 )
În general, celulele imune și inflamatorii prezint ă o distribu ție marginal ă în densitatea tumorilor
avansate și metastazate, unde are loc și invazia, iar etapele cheie ale metastaz ării sunt influen țate de
micromediul inflamator. ( Laghi și colab., 2009), ( Wu și Zhou, 2009 )
Tranziția epitelial -mezenchimal ă(EMT), reprezint ă prima etap ă a metastazării și este caracterizat ă
de invazia celulelor celulele canceroase în membrana bazal ă, celule a c ăror motilitate a fost crescut ă
prin dob ândirea unor caracteristici fibr oblastice, care reu șesc astfel s ă ajung ă la vasele de s ânge
eferente sau la cele limfatice. ( Kalluri și Weinberg, 2009 )
Pierderea expresiei E -caderinei de către celulele epiteliale maligne caracterizează EMT, această
etapă fiind reglată de TGF -β. ( Xu și Pasche, 2007 )
Chiar dacă β-catenina din celulele canceroase de colon a fost activată, supraexprimarea ligandului
pentru receptorii Wnt, Fzd7, conferă motilitatea ridicată și capacit ăți metastatice acestor celule
necerasare tranzi ției epitelial -mezenchimale. ( Ueno și colab., 2009 )

Pe de altă parte EMT poate fi influen țat de activarea căii de semnalizare NF -kB și/sau STAT3, dar
și de citokinele proinflamatorii( IL -1, TNF -α, HIF -1α, IL-6), aceste citokine av ând sarcina de a
activa factor ii de transcriere care regleaz ă EMT. ( Wang și colab., 2009 ) (Yang și Weinberg, 2008 )
Metastazarea celulelor cancerului de colon este favorizată de stabilizarea Snail(factorul de
transcriere care reglează EMT), prin intermediul semnalizării TNF -α. (Wu și colab., 2009 )
Acțiuni antitumorigene importante asupra celulelor metastatice singulare, dar și asupra unui efect
metastatic secundar slab sunt surprinse în cazul unor citokine produse de sistemul imunitar. ( Lin și
Karin, 2007 )
Mecanismele prin care semnali zarea CXCR4 reglează metastazarea sunt atrac ția chemotactic ă a
originilor metastatice și stimularea neoangiogenezei tumorale. ( Schimanski și colab., 2008 )
Un actant important în stimularea motilită ții celulelor canceroase în vederea preg ătirii nișei pre –
metastatice este receptorul tirozin -kinazic din clasa VEGFR -1, Flt -1. (Lesslie și colab., 2006 )
Procesul de formare a ni șei pre -metastatice const ă în producerea fibronectinei de c ătre fibroblaste,
aceasta reprezent ând o țintă pentru migrarea celulelor progen itoare hematopetice(monocite,
macrofage) care con țin Flt -1. Celulele tumorale vor fi mobilizate ulterior și li se va conferi
motilitatea necesar ă pentru metastazare. (Kaplan și colab., 2005), (Kaplan și colab., 2006)

Angiogeneza

Una dintre manifestările cancerului care trebuie combătută în mod sus ținut și rapid este
angiogeneza.
Angiogeneza reprezintă fenomenul prin care pe parcursul dezvoltării tumorii este antrenată
neovascularizarea pe seama schimbărilor echilibrului dintre inductorii și inhibitorii de angiogenez ă.
(Folkman, 1971 )
Perturbarea acestui echilibru survine în urma supraproduc ției factorului de cre ștere al endoteliului
vascular(VEGF) la nivelul țesutului pe seama transcrierii genei modificate.
Creșterea permeabilit ății vasculare, stimularea prolifer ării și migr ării celulelor endoteliale,
menținându-se integritatea vascular ă sunt efectele datorate legării VEGF la receptorii tirozin –
kinazici(VEGFR). ( Kim și colab., 1993 )
Având în vedere studiul realizat pe cancerul de colon, s -a constatat că a tât ligandul și receptorii
factorului de cre ștere al endoteliului vascular sunt supraexprima ți, iar prin inhibarea ligandului se
pot obține efecte antitumorale directe. ( George și colab., 2001 )

În vederea combaterii angiogenezei se disting atât agen ți car e țintesc smnalizarea receptorului
VEGF, c ât și agenți care țintesc ligandul VEGF. (Fan și colab., 2005), (Lesslie și colab., 2006)
O altă abordare de suprimare a angiogenezei constă în inhibarea căii receptorulului factorului de
creștere epidermal(EGFR), care manifestă o diminuare a factorilor proangiogenici, printre care
VEGF și IL-8, av ând ca rezultat o scădere a densită ții microvasculare tumorale. ( Perrotte și colab.,
1999 )
??? În cazul cancerului de colon, angiogenezei în tumora p rimară i se asociază progresia tumorală și
pe baza nivelului de angiogenez ă se confer ă o heterogenitate adenocarcinoamelor de colon. Mco -06-
02-0243 -1, 2
Factorul responsabil de activarea angiogenezei face parte din familia factorilor de cre ștere deriva ți
din plachete(VEGF -A, VEGF -B, VEGF -C, VEGF -D, VEGF -E), dintre care VEGF -A este cel
implicat în neovascularizare. ( Shinkaruk și colab., 2003 ), (Ferrara, 2004 )
Receptorii tirozin -kinazici ai ligandului VEGF, implica ți direct în formarea vaselor de s ânge sun t
Flt-1 din clasa VEGFR -1 și Flk-1 din clasa VEGFR -2. (Rmali și colab., 2007 )
Dacă Flk -1 este implicat în traducerea semnalului de stimulare în celulă prin activarea
cascadei tirozin -kinazei, Flt -1 are implicări în inducerea secre ției de citokine macrofag e, în
inflamație și în carcinogenez ă. (Schwartz și colab., 2010 )
Unul dintre cei mai puternici stimuli pentru exprimarea VEGF, surprins în cadrul tumorilor solide,
este factorul -1 inductibil de hipoxie(HIF -1), considerat și ca reglator al angiogenezei în hipoxie.
(Mizukami și colab., 2007 )

Stresul oxidativ

Echilibrul oxidativ al celulelor este men ținut prin mecanisme enzimatice endogene, însă poate fi
afectat de factorii exogeni. (Goodman și colab., 2008)
Dezechilibrul dintre radicalii liberi(ROS) și metaboliții reactivi și eliminarea lor prin mecanisme de
protecție, ca antioxidan ți, poart ă numele de stres oxidativ. (Durackova, 2009)
Speciile reactive de oxigen și azot(ROS/RNS) produc alter ări asupra celulelor în timpul
metaboliz ării fiziologice a oxig enului.

Datorită faptului că prezintă o consisten ță generoas ă de acizi gra și polinesatura ți, lipidele
membranare și lipoproteinele sunt oxidate at ât de ROS c ât și de RNS. ( Mandal, 2017 )
Un parametru biologic important care caracterizează starea redox celulară este reprezentat de
speciile reactive de oxigen, O2-, H2O2, ONOO- și OH·, având rol esen țial în semnalizarea celulară, în
procese biologice și în procese patologice. ( Chen și colab., 2016 )
Connform literaturii de specialitate, echilibrul dintre ox idanții și antioxidan ții celulari este controlat
de căile de semnalizare redox, iar produc ția ROS crescută din celulele canceroase duce la răspunsuri
redox nefire ști. (Caraglia și colab., 2011)
Factorii de transcriere redox(NF -kB, HIF, p53, PI3K, AP -1) pot afecta eficacitatea tratamentului
anticanceros prin inplica ții în angiogenez ă, metastaz ă, inflamație, chemosensibilitate și apoptoz ă,
fiind asocia ți în mod direct cu manifest ările ROS exercitate în celulele canceroase. (Polimeni și
Gazzano, 2014)
Rezistența la terapie poate fi manifestat ă pe seama faptului c ă celulele canceroase dezvolt ă
mecanisme de adaptare în urma modificărilor care perturbă echilibrul celular redox. ( Trachootham
și colab., 2009 )
Supraproduc ția ROS are efecte antagoniste în celulele s ănătoase și în celulele canceroase. Dac ă în
cazul celulelor normale nivelul de ROS crescut, amplific ă instabilitatea genomică și produce stresul
oxidativ și carcinogeneza, în celulele canceroase ROS contribuie la apoptoza lor. ( Wang și Yi, 2008 )
Acest lucru este asociat cu faptul că celulele canceroase prezintă o cantitate mult mai mare de ROS
față de celulele sănătoase, cantitate acumulată pe baza unei disfunc ții mitocondriale, a unui
metabolism aberant sau pe baza activ ării oncogenelor. ( Pelicano și colab., 2004 )
Având în vedere această diferen ță a nivelelor ROS din cele dou ă tipuri de celule, este explicabil ă
utilizare agen ților generatori de ROS singulari sau în terapie combinat ă, aceștia exercit ând un efect
citotoxic, urmat de apoptoza celulelor maligne. (Cabello și colab., 2007 )
Starea redox a celulelor este reglată în principal de glutationul tripeptidic(GSH), acesta contribuind
la adaptarea oxodativă a celulelor canceroase, conferind acestor celule rezisten ță la medicamente
prin interac țiunea lui cu ROS , prevenind deteriorarea ADN și a proteinelor. ( Traverso și colab.,
2013 )
Având în vedere cele men ționate mai sus și capabilitatea de a modula apoptoza, proliferarea
celular ă și funcția imun ă, GSH poate fi considerat o țintă veritabil ă în terapia anticanc er. (Lu, 2013 )