IMAGING DELL'ACIDOSI TUMORALE PER VALUTARE IN VIVO L'EFFICACIA DI FARMACI INIBITORI DELLE POMPE PROTONICHE

Le cellule tumorali sono caratterizzate de un ambiente tendenzialmente acido a causa dell'effetto Warburg, creando la cosiddetta condizione di acidosi tumorale. Secondo questo effetto la cellula, anche in condizioni di ossigeno sufficiente, predilige la glicolisi (aerobica) rispetto alla fosforilazione ossidativa. Di conseguenza si avrà una produzione in eccesso di molecole di piruvato ed un accumulo di ioni H+ che renderanno il microambiente tumorale piuttosto acido (pH inferiore a 7.2). Questa condizione non è certamente idonea alla sopravvivenza della cellula, motivo per cui quest'ultima mette in atto varie strategie adattative tra cui la sovra-espressione di pompe protoniche che hanno il compito di estrudere ioni idrogeno verso l'ambiente extracellulare, rendendolo quindi più acido. Pertanto, il meccanismo di azione dei farmaci inibitori di pompa protonica, comunemente utilizzati nella terapia farmacologica come antiacidi, ha suscitato interesse nel loro utilizzo sui tumori solidi, proprio per la loco capacità di ridurre l'acidificazione extracellulare come potenziali farmaci antitumorali. Inoltre, studi clinici hanno permesso di valutare l'azione sinergica di questa tipologia di farmaci con i più comuni antitumorali utilizzati in terapia. Ad oggi la valutazione della risposta terapeutica a questa nuova classe di farmaci avviene o tramite la misura della dimensione del tumore, che però richiede diversi cicli di terapia prima che si possa valutare l'efficacia o meno, oppure tramite metodiche che comportano l'esposizione del paziente alle radiazioni, limitandone l'uso ripetuto. Lo scopo di questa tesi risiede nel testare metodiche di imaging non invasive per misurare il pH tumorale e poter quindi valutare eventuali variazioni del pH extracellulare a seguito del trattamento con farmaci inibitori di pompe protoniche. Lo studio è stato effettuato in vitro su cellule murine 4T1 rappresentative di un tumore mammario umano metastatico sulle quali si è valutata sia la tossicità cellulare che le variazioni di pH a seguito del trattamento con farmaci inibitori di pompa protonica (Lansoprazolo, Esomeprazolo, Amiloride e Cariporide). La loro efficacia è stata inoltre testata variando il pH del terreno di coltura più acidi per simulare condizioni più vicine a quelle in vivo. Successivamente si è valutata l'efficacia in vivo di due farmaci (Lansoprazolo e Amiloride) inoculando le cellule tumorali su topi femmine BALB/C. Tre gruppi, controllo e trattati, sono stati osservati nel tempo misurando la crescita del tumore e mediante misura MRI del pH tumorale.I risultati in vitro hanno mostrato una tossicità maggiore per il lansoprazolo e l'amiloride. Le cellule condizionate su un terreno acido (6.8) hanno mostrato una tossicità simile dei farmaci che si riduce all'aumentare dell'esposizione delle cellule al terreno acido. I risultati in vivo hanno dimostrato che entrambi i farmaci lansoprazolo e amiloride riducono in maniera significativa la crescita tumorale, riducendo l'acidosi tumorale. In conclusione, la tecnica di imaging non invasiva MRI-CEST permette di misurare il pH extracellulare tumorale ed è in grado di monitorare la risposta alla terapia a farmaci inibitori delle pompe protoniche e quindi di valutare l'efficacia terapeutica. Questo metodo quindi può risultare utile nella pratica clinica per monitorare la risposta per questa classe di farmaci antitumorali.