Le cellule sono straordinarie. Gli scienziati stimano che quasi duemila miliardi di cellule si dividono ogni giorno, producendo cellule figlie identiche con esattamente la stessa sequenza di DNA della cellula originale. Questo è ciò che dovrebbe accadere. Tuttavia, a volte il DNA non viene replicato in maniera corretta. La sequenza genetica cambia e questo può causare un comportamento diverso della nuova cellula figlia. Può iniziare a proliferarsi rapidamente e in modo incontrollato. Questo fenomeno è noto come cancro.
Il cancro è una malattia causata dalla divisione cellulare incontrollata in una parte del corpo.
Tuttavia, sono molti i farmaci a nostra disposizione che ci aiutano a combattere le cellule cancerose maligne. Ci concentreremo su uno di essi in particolare: il cisplatino.
- Questo articolo riguarda il farmaco antitumorale cisplatino.
- Inizieremo fornendo una panoramica generale dei farmaci antitumorali prima di concentrarci sul cisplatino.
- Ne analizzeremo la struttura e il meccanismo d'azione prima di esplorare alcuni effetti collaterali.
In generale, è sufficiente conoscere il farmaco cisplatino e il suo meccanismo d'azione. Tuttavia, abbiamo incluso informazioni generali sul cancro e altri farmaci antitumorali per fornirvi alcune nozioni di base sull'argomento.
Cos'è il cancro?
Come abbiamo definito all'inizio, il cancro è una malattia caratterizzata da una rapida e incontrollata proliferazione cellulare. Le cellule sane si proliferano regolarmente nell'ambito di un processo chiamato ciclo cellulare. Ci sono molte misure di sicurezza che aiutano a regolare questo processo. Le cellule sono limitate al numero di volte in cui possono proliferarsi prima di morire. Tuttavia, nelle cellule cancerose queste misure di sicurezza mancano o sono difettose. Al contrario, la cellula si prolifera rapidamente e in modo incontrollato.
La divisione cellulare incontrollata è causata da mutazioni nel DNA della cellula. Le mutazioni provengono da molte fonti diverse. In realtà, il DNA muta naturalmente in continuazione, solo che la maggior parte di queste mutazioni non ha alcun effetto sulla cellula. Solo occasionalmente una mutazione causa un effetto dannoso come il cancro. Le mutazioni possono essere causate anche da sostanze cancerogene.
Poiché le cellule cancerose si dividono così rapidamente, crescono più velocemente delle cellule normali. Possono quindi invadere e distruggere i tessuti sani circostanti, compresi gli organi.
Cosa sono i farmaci antitumorali?
I farmaci antitumorali, come suggerisce il nome, sono farmaci utilizzati per trattare i tumori dell'organismo.
L'uso di farmaci antitumorali per il trattamento dei tumori è noto come chemioterapia. Il 28% di tutti i pazienti affetti da cancro si sottopone a chemioterapia come parte del proprio regime di trattamento. Può avere un tasso di successo fino al 90% contro alcune forme di cancro.
I diversi farmaci antitumorali hanno meccanismi e metodi di trattamento diversi, a seconda della loro classificazione. Hanno anche effetti collaterali e dosaggi diversi e attaccano tipi di cancro diversi. Sarà cura del medico prendere in considerazione tutti questi fattori al momento della prescrizione di farmaci antitumorali.Classificazione di farmaci antitumorali
Esploriamo alcuni dei diversi tipi di farmaci antitumorali:
- Gli agenti alchilanti agiscono interferendo con la replicazione del DNA della cellula cancerosa. Lo fanno legando in modo incrociato i filamenti di DNA o facendo coincidere in modo anomalo le coppie di basi del DNA.
- Gli antimetaboliti interferiscono con gli enzimi coinvolti nella sintesi del DNA.
- Gli agenti ormonali alterano la quantità di ormoni all'interno e intorno alla cellula cancerosa, influenzandone la divisione cellulare.
- Gli alcaloidi vegetali si legano a determinate proteine durante fasi specifiche del ciclo cellulare, causando l'arresto mitotico e la morte della cellula cancerosa.
Cisplatino
Il cisplatino è un particolare farmaco antitumorale. Per l'esattezza, è un tipo di agente alchilante. Per il resto di questo articolo, analizzeremo nello specifico come agisce nel trattamento dei tumori.
Il cisplatino come farmaco antitumorale
Come abbiamo detto, il cisplatino è un esempio di farmaco antitumorale, o più precisamente un agente alchilante. Tratta il cancro bloccando la replicazione del DNA, impedendo così la divisione cellulare
È facile confondersi tra la replicazione del DNA e la divisione cellulare. La replicazione del DNA consiste nella produzione di due copie identiche di DNA a partire dalla molecola di DNA originale, mentre la divisione cellulare avviene quando l'intera cellula si divide per formare due cellule figlie. Tuttavia, prima di dividersi, le cellule devono replicare il proprio DNA, che è una parte essenziale di (quasi) tutte le cellule umane.
Vorresti saperne di più? Divisione cellulare e Replicazione del DNA sono introducono in modo semplice questi argomenti.
Struttura
Il cisplatino ha formula molecolare [Pt(Cl)2(NH3)2] . È un esempio di ione complesso con due ligandi cloruro e due ligandi ammoniaca legati a un atomo centrale di platino.
Osservando il termine "cisplatino", possiamo visualizzarne la struttura. Il cisplatino è in realtà una coppia di due isomeri ottici, molecole con la stessa formula strutturale ma con una diversa disposizione dei gruppi intorno a un atomo centrale. Nell'isomero cis-, i ligandi cloruro sono uno accanto all'altro. Nell'isomero trans, invece, sono uno di fronte all'altro.
Figura 1. Cisplatino e Transplatino. I ligandi cloruro sono cerchiati per facilitare l'identificazione delle diverse posizioni. Fonte: creata utilizzando immagini da wikimedia.commons.org
La forma del cisplatino è quadrata planare. La struttura cis- e la forma quadrata planare del cisplatino le conferiscono una geometria corretta, fondamentale per la sua funzione.
Questi tipi di isomeri sono trattati in modo più dettagliato nell'articolo Isomeria ottica. Se vuoi conoscere le geometrie molecolari, dai un'occhiata a Geometria molecolare.
Meccanismo d'azione
La struttura del cisplatino svolge un ruolo importante nel modo in cui agisce come agente antitumorale.
Quando il cisplatino è presente nell'organismo, l'acqua sposta uno dei ligandi del cloruro in una reazione di sostituzione del ligando chiamata idratazione. Questo avviene perché la concentrazione di acqua intorno allo ione complesso cisplatino è molto più alta della concentrazione di ioni cloruro.
L'acquazione facilita il legame del cisplatino con le basi del DNA, in particolare con la guanina. Un atomo di azoto nella guanina dona la sua coppia di elettroni solitari allo ione platino del cisplatino, formando un legame covalente dativo. In questo modo si libera del ligando d'acqua appena acquisito in un'altra reazione di sostituzione del ligando.
L'azoto può sostituire l'acqua in una reazione di sostituzione del ligando perché è un ligando più forte. Risulta più facile per l'azoto donare la sua coppia di elettroni solitari al platino, formando un legame covalente dativo.
Per saperne di più sui ligandi, consultare le Reazioni di sostituzione.
La stessa sostituzione avviene per l'altro ligando cloruro, ma questa volta il ligando cloruro è sostituito da un atomo di azoto della guanina sul filamento di DNA opposto. Il legame con la guanina incrocia i due filamenti di DNA provocando una distorsione della geometria. Ciò impedisce alla cellula di replicare il proprio DNA. La cellula cerca di riparare il danno al DNA utilizzando meccanismi di riparazione, ma alla fine non ci riesce. Ciò innesca l'apoptosi, ovvero la morte cellulare.
Figura 2. Il cisplatino si lega alle basi di guanina su filamenti opposti di DNA. Fonte: wikimedia.commons.org
Il cisplatino può legarsi ad entrambi i filamenti del DNA solo perché i suoi ligandi di cloruro sono posizionati sullo stesso lato dello ione platino. Al contrario, il transplatino non può legarsi al DNA perché i suoi ligandi di cloruro si trovano sui lati opposti dello ione platino. Ciò significa che non può bloccare la replicazione del DNA ed è completamente inefficace come farmaco antitumorale.
Effetti collaterali
Il cisplatino non è selettivo. Si lega al DNA di tutte le cellule, non solo di quelle tumorali. Tuttavia, poiché le cellule tumorali si replicano molto più rapidamente delle cellule umane sane, l'effetto del cisplatino su di esse è molto maggiore. Ma anche altre cellule che si replicano frequentemente, come quelle del follicolo pilifero, vengono colpite e uccise. Per questo motivo i pazienti sottoposti a chemioterapia talvolta subiscono la perdita dei capelli. Altri effetti collaterali sono nausea, vomito e affaticamento.
Tuttavia, è importante ricordare che la chemioterapia può essere estremamente benefica e per alcune persone rappresenta la migliore possibilità di curare il cancro. Il cisplatino, in particolare, ha un tasso di successo del 90% contro il cancro ai testicoli. Sebbene gli effetti collaterali siano spiacevoli, possono essere gestiti con farmaci come gli antiemetici. Tuttavia, spetta sempre al paziente decidere se sottoporsi o meno a qualsiasi tipo di trattamento antitumorale.Farmaci antitumorali - Punti chiave
- Il cancro è una malattia causata dalla divisione incontrollata delle cellule in una parte del corpo.
- I farmaci antitumorali sono farmaci utilizzati per trattare i tumori dell'organismo. I tipi di farmaci antitumorali comprendono gli agenti alchilanti e gli antimetaboliti.
- Il cisplatino è un agente alchilante che impedisce la replicazione del DNA nelle cellule. È costituito da due ligandi ammoniaca e due ligandi cloruro legati a uno ione platino centrale.
- Il cisplatino agisce legandosi agli atomi di azoto della base guanina mediante una reazione di sostituzione del ligando. Questo danneggia il DNA della cellula, impedisce la replicazione del DNA e provoca la morte cellulare.
- Il cisplatino ha un tasso di successo fino al 90%. Tuttavia, può anche causare effetti collaterali spiacevoli come nausea e perdita di capelli.
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