Il repurposing del perampanel nel glioblastoma: dalla ricerca preclinica all’uomo

Abstract

Il glioblastoma (GBM), è il più aggressivo tumore maligno del SNC. Alte concentrazioni di glutammato nel microambiente tumorale sembrano favorire la crescita della neoplasia. Abbiamo testato il farmaco antiepilettico perampanel (PER), un antagonista non competitivo dei recettori del glutammato AMPA, per riproporlo come agente antiproliferativo nel GBM. Nella prima fase del progetto abbiamo testato l’attività del PER su colture cellulari staminali di GBM e sulla loro controparte differenziata. Sono stati eseguiti esperimenti per valutare l’attività antiproliferativa, anti-invasiva e anti-clonogenica del PER sulle colture di GBM. È stata testata l'efficacia del PER sulla crescita della linea U87. Per escludere la tossicità su cellule sane è stato eseguito il trattamento con PER sulla linea cellulare oligodendrocitaria (MO3.13). Sono stati eseguiti studi di associazione di PER con la temozolomide (TMZ) e PER con la radioterapia (RT). Infine è stato testato il PER su embrioni di Zebrafish per valutare la sua efficacia in studi in vivo. Il trattamento con il PER è risultato efficace nel ridurre la proliferazione cellulare nelle cellule staminali di GBM, nella loro controparte differenziata e nelle cellule della linea U87. Il trattamento con PER ha permesso di controllare la capacità invasiva e clonogenica delle cellule di GBM. È stato evidenziato un effetto sinergico dalla co-somministrazione di PER e TMZ e di PER e RT. Lo studio in vivo ha confermato l’efficacia del PER nel contrastare la proliferazione del GBM. Il trattamento con il PER è risultato sicuro sulla linea MO3.13. Alla luce dei risultati degli studi di preclinica si è passati allo sviluppo di un protocollo clinico. Uno studio sull’uomo permetterebbe di valutare l’efficacia antiproliferativa del PER in pazienti affetti da GBM. In questi pazienti l’utilizzo del PER porterebbe a un duplice vantaggio: il raggiungimento di un buon controllo delle crisi epilettiche e la riduzione della crescita tumorale.

Glioblastoma (GBM), is the most aggressive malignant CNS tumor. High concentrations of glutamate in the tumor microenvironment appear to promote the growth of the neoplasm. We tested the antiepileptic drug perampanel (PER), a noncompetitive AMPA glutamate receptor antagonist, to repurpose it as an antiproliferative agent in GBM. In the first phase of the project, we tested the activity of PER on GBM stem cell cultures and their differentiated counterpart. Experiments were performed to evaluate the antiproliferative, anti-invasive and anti-clonogenic activity of PER on GBM cultures. The efficacy of PER on the growth of the U87 line was tested. To exclude toxicity on healthy cells, PER treatment was performed on the oligodendrocyte cell line (MO3.13). Combination studies of PER with temozolomide (TMZ) and PER with radiotherapy (RT) were performed. Finally, PER was tested on Zebrafish embryos to evaluate its efficacy in in vivo studies. Treatment with PER was effective in reducing cell proliferation in GBM stem cells, their differentiated counterpart and U87 lineage cells. PER treatment was able to control the invasive and clonogenic ability of GBM cells. A synergistic effect was shown from the co-administration of PER and TMZ and PER and RT. The in vivo study confirmed the efficacy of PER in counteracting GBM proliferation. Treatment with PER was found to be safe on the MO3.13 line. In consideration of the results of the preclinical studies, the development of a clinical protocol was pursued. A human study would evaluate the antiproliferative efficacy of PER in patients affected by GBM. In these patients, the use of PER would lead to a twofold benefit: the achievement of good seizure control and the reduction of tumor growth.