I complessi di rutenio studiati sono dei derivati del Na[trans-RuCl₄(DMSO)Im], meglio noto con il nome di NAMI. Lo studio ha riguardato l'approfondimento delle conoscenze sulle proprietà farmacologiche di uno di questi in particolare, il sale di imidazolio ImH[trans-RuCl₄(DMSO)Im], chiamato familiarmente NAMI-A, per il quale sono attualmente in corso le procedure per l'espletamento della Fase I sull'uomo.

Per le procedure di sviluppo clinico del NAMI-A, il gruppo di ricerca della Fondazione ha provveduto ad eseguire una serie di esperimenti in collaborazione con ricercatori del Dipartimento di Scienze Chimiche dell'Università di Trieste, di POLYtech, e del Netherlands Cancer Institute di Amsterdam, dove è in corso di esecuzione la Fase I nell'uomo. Il lavoro svolto nei laboratori della Fondazione ha fornito dati:

Gli studi sul NAMI-A e sui complessi metallici del rutenio hanno portato alla dimostrazione che in vitro, dopo esposizione per 1 hr alla concentrazione 10^-4 M, il NAMI-A è capace di indurre un transitorio arresto delle cellule nella fase pre-mitotica G₂-M. A tale effetto corrisponde la riduzione dell'espressione di marcatori di proliferazione cellulare, quali il PCNA, la riduzione dell'attività della componente ciclinica cdc2 ed un aumento dell'espressione della caspasi-3, una proteina coinvolta nei meccanismi di attivazione di morte cellulare per apoptosi. Nelle stesse condizioni sperimentali, le cellule trattate riducono significativamente la capacità di migrare attraverso una barriera di matrigel senza tuttavia mostrare una significativa riduzione della vitalità cellulare. Queste proprietà in vitro possono spiegare l'attività antimetastatica in vivo. Infatti, altri complessi di rutenio, per i quali le attività in vitro sul ciclo cellulare e sull'invasione sono meno pronunciate o totalmente assenti, sono risultati molto meno attivi sulle metastasi dei tumori solidi anche se capaci di esercitare effetti citotossici sulle cellule tumorali in vitro. L'assenza di citotossicità del NAMI-A per le cellule tumorali può inoltre spiegare la mancanza di tossicità per le cellule del sistema immunitario, che al contrario sembrano capaci di riconoscere meglio le cellule tumorali dei tumori trattati con questo composto sia in vivo, su tumori solidi metastatizzanti, sia in vitro sulla linea cellulare metGM, isolata da metastasi polmonari del carcinoma mammario MCa.

La determinazione dei parametri farmacocinetici nel topo e nel cane, dopo trattamento cronico con il NAMI-A, mostra andamenti sostanzialmente simili. In entrambi i casi si assiste ad un accumulo del composto nel sangue dopo la prima somministrazione. Le AUC0-24hr sono proporzionali alla dose somministrata anche se appare evidente una differenza tra le due specie e, nel cane, la velocità di eliminazione del rutenio dal sangue è marcatamente più lenta. La conseguenza principale di questa differenza è che la stessa concentrazione plasmatica che si ottiene nel topo alla dose di 35 mg/kg/die, somministrata i.v. per 5 giorni consecutivi, si ottiene nel cane alla dose di 4 mg/kg/die, data con lo stesso schema di trattamento. Questi dati hanno costituito la base per la definizione dello schema di trattamento della fase I in corso ad Amsterdam. Questi dati sono stati ottenuti utilizzando la tecnica della spettroscopia di assorbimento atomico mediante impiego di uno strumento a fornetti di grafite. Lo stesso sistema è stato utilizzato per mettere a punto la determinazione del rutenio nei fluidi biologici dei pazienti trattati ad Amsterdam per la valutazione dei parametri farmacocinetici nell'uomo. In modelli in vitro, la tecnica della spettroscopia ad assorbimento atomico ha permesso di evidenziare che il NAMI-A viene captato dalle cellule tumorali con un meccanismo di trasporto specifico, anche se il composto ha la capacità di attraversare passivamente la membrana cellulare. In vivo, il NAMI-A tende a permanere in alcuni organi meglio che in altri: nel polmone, il tempo di emivita stimato è almeno 10 volte maggiore che nel tumore primario. La maggire ermanenza nel tessuto polmonare può essere spiegata dal legame del composto alla matrice di collagene extracellulare, come risulta evidente all'esame mediante microscopia elettronica a trasmissione.

E' stato iniziato lo studio di una nuova serie di complessi di rutenio binucleari, caratterizzati da due centri metallici, con il rutenio allo stato di ossidazione +3, distanziati da leganti eterociclici azotati con diverse caratteristiche. I dati preliminari dello studio delle attività antitumorali ed antimetastatiche sembrano suggerire che questi composti si comportino in maniera molto simile al NAMI-A, senza cioè evidenziare citotossicità diretta per le cellule tumorali, dimostrando di poter esercitare effetti antimetastatici su tumori solidi simili a quelli del NAMI-A. Questi composti sembrano più efficaci del NAMI-A sia a ridurre la capacità invasiva delle cellule tumorali sia ad inibire le proteinasi MMP2 ed MMP9 correlate con la capacità invasiva e metastatica dei tumori solidi maligni. Il NAMi-A risulta inoltre attivo sulle metastasi dei tumori solidi metastatizzanti anche quando il trattamento viene effettuato per via orale. In questo caso è interessante notare che, sebbene le dosi necessarie per il trattamento giornaliero siano marcatamente maggiori rispetto quelle usate per i trattamenti i.p. o .v., le concentrazioni plasmatiche che si ottengono sono molto inferiori, suggerendo che, con questa via di somministrazione, sia possibile ridurre l'entità degli effetti collaterali collegati con l'uso protratto del NAMI-A, particolarmente a livello renale.

[si vedano i lavori scientifici 1,2,3,4,5,6,7,8 e le comunicazioni a congresso 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24]

Il laboratorio LINFA ha accolto le richieste di studio di complessi di metalli da ricercatori di diversi laboratori universitari ed ha provveduto alle valutazioni previste dai protocolli di studio sperimentale preliminare.

2 complessi di rame (Dipartimento di Chimica, Università degli studi di Parma): test in vitro sulla linea TS/A (citotossicità e effetto sul ciclo cellulare); test in vivo sul linfoma murino TLX5.

3 complessi di renio e 1 di platino (Dipartimento di Chimica, Università degli studi di Ferrara): test in vitro sulla linea TS/A (citotossicità); test in vivo sul linfoma murino TLX5.

3 complessi di palladio, 1 di platino, 1 di rutenio e 1 di rame (Dipartimento di Chimica Inorganica, Università degli studi di Siviglia): test in vitro sulla linea TS/A (citotossicità e effetto sul ciclo cellulare); test in vivo sul linfoma murino TLX5.

2 addotti del complesso di rutenio del NAMI-A con albumina e transferrina (Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Firenze): studio in confronto a NAMI-A dell'effetto sul ciclo cellulare, sulla captazione cellulare di rutenio sulla linea cellulare KB.

2 complessi di iridio (Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Firenze): test in vitro sulle linee TS/A (adenocarcinoma murino), MCF-7 (adenocarcinoma umano) e HT-1080 (fibrosarcoma umano) (citotossicità).

2 complessi di rutenio con il legante NO (Dipartimento di Scienze Chimiche, Università degli Studi di Trieste): test in vitro sulle linee TS/A (adenocarcinoma murino), MCF-7 (adenocarcinoma umano) e HT-1080 (fibrosarcoma umano) (citotossicità).

5 analoghi del NAMI-A (Dipartimento di Scienze Chimiche, Università degli Studi di Trieste): test in vitro sulla linea TS/A (citotossicità); test in vivo di confronto con il NAMI-A sulle linee tumorali murine MCa e Lewis lung carcinoma (attività antimetastatica).

5 complessi di platino (Dipartimento Farmaco-Chimico, Università di Bari): test in vitro sulle linee TS/A (adenocarcinoma murino) e MCF-7 (adenocarcinoma umano) (citotossicità).

Lo scopo di questo settore di ricerca è quello di mettere in evidenza le proprietà farmacologiche del lisozima quale modulatore dell'immunità in associazione con antigeni utilizzabili per indurre vaccinazione contro infezioni batteriche. Il trattamento orale di topi CBA con lisozima per 6 giorni consecutivi, aumenta i linfociti estraibili dalle placche del Peyer; una piccola popolazione di questi linfociti, caratterizzata dagli antigeni CD4 e CD54 e da un consistente maggior contenuto proteico, aumenta da 11% al 38%. Questo effetto è mantenuto anche nei campioni provenienti da animali ai quali al trattamento con lisozima ha fatto seguito la somministrazione per 3 giorni consecutivi del serotipo o1 del Vibrio anguillarum (VA-o1) inattivato con il calore. La ripetizione del trattamento ha portato ad un significativo incremento dei linfociti CD3+ nei linfonodi mesenterici, suggerendo che il lisozima può essere usato er aggiungere risposte immunitarie aspecifiche alle risposte di vaccinazione con VA-o1.

[si vedano il lavoro scientifico 9 e la comunicazione a congresso 13]