Inibizione dell'attività di CLIC1 da parte del farmaco diuretico triamterene come nuovo bersaglio molecolare per il trattamento del glioblastoma

Abstract

Il glioblastoma (GBM) è il tumore cerebrale primario più comune negli adulti e rimane a tutt'oggi una malattia incurabile. La terapia standard prevede la massima resezione chirurgica seguita da radio e chemioterapia con temozolomide. La presenza di glioma stem cells (GSC) nella massa tumorale è causa del fallimento terapeutico data l’elevata capacità invasiva e la resistenza a radio e chemioterapia che dà luogo a recidive. È quindi necessario sviluppare nuovi farmaci sfruttando, ad esempio, approcci di riposizionamento farmacologico. CLIC1, un canale permeabile al cloro, costitutivamente attivo nelle GSC è responsabile dell'acquisizione delle caratteristiche maligne e della progressione del GBM. Studi condotti dal nostro laboratorio hanno dimostrato che la metformina è un nuovo inibitore di CLIC1, grazie alla sua porzione biguanidica, sebbene abbia una farmacocinetica complessa e bassa potenza. Perciò, attraverso studi di relazione struttura-attività, abbiamo identificato il triamterene (TMT) come una possibile alternativa. Questo studio è stato finalizzato alla dimostrazione degli effetti dell'inibizione di CLIC1 da parte di TMT, come meccanismo antitumorale contro le GSC, risparmiando le cellule normali. Il trattamento con TMT altera diversi processi cellulari: i) rallenta la progressione del ciclo cellulare; ii) porta alla differenziazione e alla riduzione della capacità invasiva delle GSCs contemporaneamente all'iperattivazione dell’autofagia, che potrebbe essere alla base dell'effetto citotossico del farmaco; iii) determina un sinergismo con TMZ nelle GSCs, che migliorerebbe la risposta terapeutica riducendone il dosaggio e la tossicità. In conclusione, il TMT rappresenta una possibile nuova opzione terapeutica adiuvante per migliorare l'attuale terapia del GBM. Inoltre, proponiamo che l'efficacia e la potenza del TMT possano essere migliorate sfruttandolo come composto guida per ottenere nuove molecole con maggiori proprietà antitumorali.

Glioblastoma (GBM) is the most common primary brain tumor in adults and remains to date an incurable disease. Standard therapy includes maximal surgical resection followed by radio- and chemotherapy using temozolomide. The presence of glioma stem cells (GSC) within GBM leads to therapeutic failure due to their invasive behavior and radio- and drug resistance, giving rise to recurrences. So, it is crucial to investigate new therapeutic options exploiting, for example, a drug repositioning approach that allows reduction of cost and time required for approval. It was shown that CLIC1, a chloride-permeable channel, is constitutively active in GSCs, conferring malignant features to these cells and contributing to cancer progression. Studies performed by our laboratory showed that metformin is a novel CLIC1 inhibitor, due to its biguanide moiety, although this drug has a complex pharmacokinetics and low potency. Thus, by structure-activity relationship studies, triamterene (TMT) was identified as a suitable candidate. This study was aimed to the demonstration of TMT inhibitory activity on CLIC1 as antitumor mechanism in GSCs while sparing normal cells. TMT treatment induced the alteration of several cellular processes: i) TMT slows down cell cycle progression; ii) TMT leads to differentiation and reduction in the invasive capacity of GSCs, simultaneously with the overactivation of the autophagic process, which could underlie the cytotoxic effect of the drug; iii) a synergism between TMT and TMZ was evident in GSCs, which would improve the therapeutic response by reducing the dosage and consequently the toxicity of the chemotherapeutic agent. In conclusion, TMT represents a possible novel therapeutic adjuvant option to improve the current therapy for GBM. Moreover, we also propose that since TMT efficacy and potency could be further improved to be used as a lead compound to obtain new molecules with enhanced antitumor properties.