Interazioni di cisplatino, carboplatino e oxaliplatino con le proteine ​​plasmatiche

Il cisplatino, cis-[Pt(NH3)2Cl2], è un agente antitumorale ampiamente utilizzato per il trattamento dei tumori ai testicoli e alle ovaie. Il carboplatino è ampiamente utilizzato per il carcinoma polmonare a piccole cellule, non a piccole cellule e per il carcinoma ovarico. Oxaliplatino è stato recentemente approvato negli Stati Uniti per il trattamento del cancro del colon-retto. Tutti questi analoghi vengono somministrati per iniezione endovenosa e, entro un giorno, il 65-98% del platino nel plasma sanguigno si lega alle proteine. Il legame del cisplatino alle proteine ​​riduce l'escrezione urinaria di platino e provoca la deposizione di platino nei tessuti. Si ritiene generalmente che il legame del cisplatino alle proteine ​​e agli enzimi sia la causa di numerosi gravi effetti collaterali esibiti da questi farmaci, in particolare ototossicità e nefrotossicità.

Nonostante i numerosi studi sul legame platino-proteine ​​negli ultimi decenni, i ruoli degli addotti platino-proteine ​​nell'azione dei farmaci e nella tossicità di questi farmaci non sono noti. Sebbene sia opinione diffusa che gli addotti della proteina del cisplatino causino gli effetti collaterali del farmaco, ci sono anche affermazioni secondo cui gli addotti della proteina del platino sono importanti per l'attività del farmaco. Pertanto, una migliore comprensione del meccanismo molecolare delle interazioni platino-proteina può avere un impatto sull'ottimizzazione delle strategie per il trattamento del platino. È importante comprendere i principi di base che governano la formazione e la reattività degli addotti platino-proteici perché questi addotti possono essere importanti nella definizione del profilo terapeutico di questi farmaci. In questa ricerca, il primo obiettivo è sviluppare una tecnica affidabile per questi studi. Ad oggi, gli studi nell'ultravioletto/visibile (UV-Vis), nell'infrarosso in trasformata di Fourier (FT-IR) e nella risonanza magnetica nucleare (NMR) delle interazioni cisplatino-proteina hanno fornito solo informazioni a bassa risoluzione sul meccanismo del legame o sulla natura degli addotti. I ricercatori si propongono di indagare il ruolo degli addotti platino-proteici nei meccanismi di azione del farmaco e il loro contributo alla tossicità di questi farmaci. L'obiettivo a breve termine è studiare l'interazione del platino con le proteine ​​del siero utilizzando sia la spettrometria di massa nanoelectrospray (nanoESI-MS) sia una combinazione di cromatografia liquida ad alte prestazioni con esclusione dimensionale e spettrometria di massa al plasma accoppiato induttivamente (HPLC/ICP-MS). L'obiettivo a lungo termine di questa ricerca è lo sviluppo di biomarcatori basati su addotti di proteine ​​del platino per il monitoraggio clinico.

Inizialmente, la metallotioneina e l'emoglobina umana sono state utilizzate come proteine ​​modello per sviluppare tecniche nESI/MS e HPLC/ICP-MS per lo studio delle interazioni cisplatino-proteina in vitro. I ricercatori hanno dimostrato che la combinazione di esclusione dimensionale HPLC/ICP-MS e nanoESI/MS ha fornito nuove informazioni sulla formazione dell'addotto e sul potenziale meccanismo di reazione. L'HPLC ad esclusione dimensionale con ICP-MS consente il monitoraggio del legame cisplatino-proteina in condizioni fisiologiche. Nanospray tandem MS offre informazioni sulla formazione di complessi specifici e sulle caratteristiche del legame. Queste informazioni sono utili per una migliore comprensione della tossicità dei farmaci e della resistenza al trattamento. Le informazioni sulle interazioni platino-proteina ci permettono di valutare l'utilità delle tecniche nanoESI/MS e di esclusione dimensionale HPLC/ICP-MS nel fornire informazioni meccanicistiche, cinetiche e strutturali sul legame del platino ad altre proteine. La metodologia sarà ulteriormente validata studiando gli addotti platino-proteine ​​del sangue in pazienti oncologici sottoposti a trattamenti chemioterapici. Verrà studiata la correlazione tra i livelli di addotti platino-proteici e gli esiti clinici.

Il completamento con successo di questo programma di ricerca dovrebbe fornire ai ricercatori una migliore comprensione dei meccanismi dell'azione e della tossicità del farmaco. Questa conoscenza sarà di grande importanza nel monitoraggio clinico dei malati di cancro per aiutare i medici a migliorare la chemioterapia del cancro.