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Eplessie farmacoresistenti
ricerca scientifica sostenuta dal Comitato Scientifico AICE - composto dal
professor Raffaele Canger,- presidente, professor Giuliano Avanzini e dottoressa AnnaMaria Vezzani

Evidenze cliniche e sperimentali suggeriscono che i meccanismi coinvolti nella farmacoresistenza possono essere intrinsecamente associati alla patologia epilettica ( o dipendenti dalla patologia cerebrale causale o indotti dalla attività epilettica persistente) oppure acquisiti durante il trattamento cronico con i farmaci antiepilettici. Tutti questi fattori possono coesistere e sostenere una origine multifattoriale della farmacoresistenza.
Due principali meccanismi di farmacoresistenza sono attualmente ipotizzati:

modificazione molecolare e/o funzionale dei bersagli d'azione dei farmaci che li rendono meno sensibili alla loro azione
eccessiva attività dei meccanismi di rimozione dei farmaci dal cervello verso il sistema vascolare con conseguente riduzione della concentrazione dei farmaci nel focus epilettico.

Inoltre dati recenti suggeriscono il possibile ruolo di:

alterazioni delle proteine plasmatiche cui si legano i farmaci antiepilettici che potrebbero modificare il rapporto quota legata/quota libera (l'unica capace di penetrare nel cervello) con conseguente riduzione della concentrazione cerebrale dei farmaci.

Studio:
Ruolo delle modificazioni di struttura e funzione dei bersagli d'azione dei farmaci antiepilettici nel determinare farmacoresistenza.
I farmaci antiepilettici esercitano la loro azione terapeutica riducendo l'attività dei meccanismi di eccitabilità della cellula nervosa, alla cui eccessiva attivazione la fenomenologia epilettica è legata. Bersaglio della maggioranza dei farmaci antiepilettici (fenitoina, carbamazepina, acido valproico, lamotrigina, topiramato e felbamato) sono i canali del sodio il cui ruolo nell'epilessia è ampiamente dimostrato. I farmaci sopra elencati riportano a livelli fisiologici l'eccesso di attività delle correnti sodio responsabili della scarica eccessiva delle cellule appartenenti all'area epilettogena.
L'intensità e la cinetica delle correnti sodio è strettamente correlata alle componenti molecolari dei canali che possono variare notevolmente nelle varie aree cerebrali e che cambiano nel tempo in relazione alle richieste funzionali fisiologiche o patologiche. In condizioni patologiche le proprietà plastiche dei canali sodio giocano un ruolo importante nel determinare la persistente condizione di ipereccitabilità che sostiene l'epilessia.
D'altro canto l'effetto inibitorio dei farmaci antiepilettici varia in rapporto alla loro struttura molecolare e alcuni dati suggeriscono la possibilità di una ridotta efficacia dei farmaci antiepilettici sulle correnti sodio di cellule appartenenti a focolai epilettici (Vreugdenhil et al 1998, Remy et al 2003).

Ci si propone di verificare se alterazioni della struttura molecolare di canali sodio riscontrabili in epilessie geneticamente determinate o acquisite modifichino l'attività dei farmaci antiepilettici attivi sui canali sodio.

In particolare verranno sviluppate le seguenti linee di lavoro:

Caratterizzazione delle correnti Sodio in campioni di tessuto cerebrale umano asportato nel corso di interventi di chirurgia dell'epilessia mediante tecnica di patch clamp;
Studio dell' effetto funzionale di farmaci antiepilettici sulle correnti di Sodio registrate in patch clamp da tessuto cerebrale umano asportato nel corso di interventi di chirurgia dell'epilessia.
Studio dell'effetto funzionale di farmaci antiepilettici sulle correnti di Na+ in presenza di mutazioni che spontaneamente si verificano in quadri di epilessia umana refrattari ai farmaci antiepilettici (e.g. Epilessia Mioclonica Severa)

Gli studi sono condotti in vitro con metodiche avanzate di analisi della funzione della cellula nervosa applicate a preparazioni strettamente rilevanti per le epilessie umane. Ci si attende quindi che i risultati siano trasferibili alla pratica clinica e, in particolare, alla terapia delle epilessie farmacoresistenti.

Legame di farmaci antiepilettici ad alfa-1 glicoproteina acidica (AGP). L'albumina del siero e AGP sono le due proteine plasmatiche più importanti che legano i farmaci ed hanno quindi significative implicazioni farmacocinetiche. L'albumina e' la proteina piu' abbondante (4 g/100 ml plasma) mentre i livelli di AGP levels sono tra i 50-100 mg/100 ml plasma. Il fenobarbitale, la fenitoina e la carbamazepina sono tra i farmaci che si legano ad AGP. AGP e' prevalentemente concentrata nel fegato, anche se il gene e' espresso anche in altri distretti. Non sembra esserci una espressione costitutiva nel cervello ma monociti, linfociti ed altre cellule del sistema immunitario esprimono AGP e potrebbero quindi rappresentare una sorgente di produzione nel parenchima cerebrale nelle condizioni patologiche che coinvolgono un reclutamento dei meccanismi di immunità adattativa. L'induzione epatica di AGP può avvenire in seguito a trauma, infezione, infiammazione ed esposizione a citochine o glucocorticoidi.
Quindi un aumento di AGP nel plasma potrebbe cambiare significativamente il legame dei farmaci antiepilettici e diminuirne la quota libera di entrare nel cervello senza modificare la concentrazione plasmatica totale dei farmaci.
Scarsa informazione è disponibile sui livelli plasmatici di AGP in pazienti epilettici. La nostra ipotesi e' che un aumento di questa proteina nei pazienti farmacoresistenti possa contribuire al fenomeno della resistenza al trattamento attraverso una diminuzione della quota libera di farmaco (Fournier et al, 2000; Kremer et al, 1988).

In particolare vengono sviluppate le seguenti linee di lavoro:

valutare quali farmaci antiepilettici si legano alla AGP ed utilizzando un assay in vitro disponibile negli Istituti di ricerca;
valutare i livelli di AGP nel plasma e nei globuli bianchi in una popolazione di pazienti sensibili e resistenti, e la rispettiva quota libera di farmaco nelle due popolazioni utilizzando un ELISA disponibile nei laboratorii;
utilizzare culture cellulari di monociti, macrofagi e linfociti per studiare i fattori di induzione della AGP, con particolare attenzione ai mediatori dell'infiammazione e studiare e la proteina possa venire indotta da una esposizione cronica ai farmaci antiepilettici;
indurre elevati livelli di AGP nel plasma di topi iniettati con la turpentina, un agente infiammatorio, e valutare (a) se il rapporto cervello/plasma di alcuni farmaci antiepilettici si riduce rispetto a topi controllo; (b) se l'efficacia anticonvulsivante di tali farmaci si riduce nei topi con elevati livelli plasmatici di AGP.

Laboratorio Sperimentale,
Dipartimento di Neuroscienze
"Mario Negri"
Via Eritrea 62
20157 Milano, Italia
Tel +39-02-39014.410/436 Neuroscienze Cliniche

Istituto Nazionale Neurologico "C.Besta"
via Celoria 11,
20133 Milano, Italia
Tel: +39-02-23942-253
Sedi della ricerca sperimentale

REFERENZE BIBLIOGRAFICHE
Fournier T, Medjoubi-N N, Porquet D. Alpha-1-acid-glycoprotein. Biochem Biophys Acta 2000; 1482: 157-171

Kremer JMH, Wilting JAAP, janssen HM. Drug binding to human alpha-1-acid glycoprotein in health and disease. Pharmacol Rev 1988; 40: 1-47

Remy S, Urban BW, Elger CE, Beck H. Anticonvulsant pharmacology of
voltage-gated Na+ channels in hippocampal neurons of control and chronically epileptic rats. Eur J Neurosci 2003b; 17: 2648-58

Vreugdenhil M, Van VeelenCWM,Van Rijen PC, Da Silva FHL, Wadman WJ.
Effect of valproic acid on sodium currents in cortical neurons from patients
with pharmaco-resistant temporal lobe epilepsy. Epilepsy Res 1998; 32:
309-20.