Riposizionamento Farmacologico nel trattamento del Glioblastoma: Potenziale Ruolo delle Vescicole Extracellulari nella Farmaco-resistenza

Abstract

Il glioblastoma (GBM) è il tumore cerebrale più aggressivo negli adulti, caratterizzato da elevata eterogeneità e dalla presenza di cellule staminali del glioma (GSCs), sostenute dal microambiente tumorale (TME). Le vescicole extracellulari (EVs) e la proteina prionica cellulare (PrPC) favoriscono la staminalità e l’invasività delle GSCs. Le terapie standard (chirurgia, radio e chemioterapia) risultano poco efficaci. La metformina, che inibisce il canale CLIC1, mostra bassa potenza e scarsa farmacocinetica. Il nostro gruppo ha individuato il triamterene (TMT), un diuretico risparmiatore di potassio, come nuovo inibitore di CLIC1. Studi in vitro (colture 2D/3D) e in vivo (xenotrapianti su zebrafish) hanno mostrato che TMT è circa 200 volte più potente della metformina (IC₅₀ = 69 μM), riduce la proliferazione e l’invasività delle GSCs e agisce in modo selettivo, con effetti minimi su cellule cerebrali normali. Inoltre, TMT sinergizza con la temozolomide (TMZ), aumentando l’efficacia di circa 80 volte e potenziandosi ulteriormente in combinazione con basse dosi di radiazioni (5 Gy). Dati preliminari indicano che le EVs arricchite in PrPC favoriscono l’invasione precoce delle GSCs ma non inducono resistenza a TMT. Nelle cellule microgliali HMC3, tali EVs attivano geni legati alla fagocitosi e alla risposta anti-infiammatoria. In sintesi, TMT emerge come promettente inibitore di CLIC1 con elevata efficacia anti-GSC e sinergia con le terapie standard, mentre le EVs arricchite in PrPC mostrano un ruolo nell’invasione tumorale e nella modulazione immunitaria.

Glioblastoma (GBM) is the most aggressive primary brain tumor in adults, characterized by high heterogeneity and plasticity driven by the tumor microenvironment (TME) and glioma stem cells (GSCs). Extracellular vesicles (EVs) and the cellular prion protein (PrPC) contribute to a pro-tumorigenic niche and sustain GSC stemness. Current treatments (surgery, radio- and chemotherapy) show limited efficacy, making new therapeutic strategies essential. Metformin, known to inhibit the chloride intracellular channel 1 (CLIC1) and reduce GSC proliferation, has low potency and poor pharmacokinetics. Our group identified triamterene (TMT), a potassium-sparing diuretic, as a new CLIC1 inhibitor. Using patient-derived GSC models, we assessed TMT’s therapeutic potential through in vitro (2D/3D cultures) and in vivo (zebrafish xenografts) experiments. TMT showed markedly higher potency than metformin, with an IC₅₀ about 200-fold lower, effectively slowing cell cycle progression and reducing invasiveness independently of proliferation. It displayed high selectivity for GSCs, with minimal effects on differentiated GBM cells and normal brain cells (astrocytes, oligodendrocytes, endothelial cells). In vivo, TMT significantly impaired tumor growth, confirming its antitumor efficacy. TMT also synergized with temozolomide (TMZ), increasing cytotoxicity ~80-fold, and combined treatment with low-dose radiation (5 Gy) further enhanced the effect. Preliminary data show that PrPC-enriched EVs promote early GSC invasion (15 h) but do not induce resistance to TMT, which remains effective in inhibiting proliferation. In human microglia (HMC3) cells, PrPC-enriched EVs upregulated activation, phagocytic, and anti-inflammatory genes, suggesting an immune-modulatory role. Overall, these findings identify TMT as a promising CLIC1 inhibitor with strong anti-GSC efficacy and synergism with standard therapies, while highlighting the dual role of PrPC-enriched EVs in invasion and immune modulation.