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Tesi etd-10082010-180740


Thesis type
Tesi di dottorato di ricerca
Author
DARDANO, ANGELA
URN
etd-10082010-180740
Title
“Effetto genotossico della terapia con radioiodio nella patologia benigna e maligna della tiroide”
Settore scientifico disciplinare
MED/09
Corso di studi
FISIOPATOLOGIA MEDICA E FARMACOLOGIA
Commissione
tutor Prof. Monzani, Fabio
Parole chiave
  • tiroide
  • ipertiroidismo
  • radioiodio
  • carcinoma differenziato della tiroide
Data inizio appello
22/11/2010;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
22/11/2050
Riassunto analitico
Il carcinoma differenziato della tiroide (DTC), se adeguatamente trattato, è caratterizzato da una prognosi favorevole e da un’elevata percentuale di cura. La terapia di scelta del DTC è la tiroidectomia totale o quasi totale. Per anni, l’intervento chirurgico è stato completato dall’ablazione del residuo tiroideo con radioiodio (131I). L’ablazione routinaria del residuo tiroideo si basa su diverse osservazioni. Sebbene il tasso di mortalità a 10 anni per DTC sia basso (circa il 7%), il tasso di persistenza/ripetizione di malattia non è trascurabile (fino al 20%), con un impatto negativo sulla qualità della vita. Di conseguenza, la tiroidectomia seguita dall’ablazione del residuo chirurgico è ancora l’approccio terapeutico di scelta nella maggior parte dei pazienti affetti da DTC. Livelli serici di TSH &gt; 30 mU/l sono sufficienti a stimolare ed ottimizzare la captazione del radioiodio da parte del residuo tiroideo e, di conseguenza, l’ablazione del tessuto tiroideo residuo e la distruzione di eventuali cellule tumorali. Attualmente, esistono due differenti approcci per elevare i livelli serici di TSH: la sospensione della terapia con Levotiroxina (LT4) o la stimolazione con TSH ricombinante umano (rhTSH). Nel primo caso, la sospensione della LT4 un mese prima del trattamento con radioiodio induce uno stato di ipotiroidismo, capace di stimolare la secrezione endogena di TSH. L’rhTSH (Thyrogen, Genzyme Corp. Cambdrige, MA Genzyme) rappresenta una valida alternativa alla sospensione della LT4, innalzando i livelli serici di TSH senza indurre ipotiroidismo. La somministrazione di rhTSH, senza sospendere, quindi, la terapia con LT4, promuove la captazione del radioiodio e la produzione di tireoglobulina in maniera paragonabile all’ipotiroidismo, preservando la qualità di vita. <br>La condizione di eutiroidismo, al momento della somministrazione di 131I, aumenta l’eliminazione renale del radioiodio e riduce l’esposizione alle radiazioni di tutto il corpo ed, in particolare, del sangue e del midollo (più del 30%). Sebbene il radioiodio sia considerato generalmente sicuro, l’esposizione al radionuclide può associarsi a tossicità, dose-dipendente, precoce e/o tardiva, a carico di vari organi e tessuti. Inoltre, studi in vivo ed in vitro hanno dimostrato che il radioiodio può indurre nei linfociti periferici di pazienti esposti un significativo incremento sia della frequenza dei micronuclei (MN) che dell’attività clastogena (CFs); il radioiodio è inoltre associato a comparsa di traslocazioni cromosomiche. Di conseguenza, il radioioido sembra essere in grado di indurre danno al DNA, considerato uno dei principali meccanismi molecolari coinvolti nella carcinogenesi. A tale proposito, in uno studio retrospettivo, che ha coinvolto circa 6841 pazienti affetti da DTC (62% trattati con radioiodio), sono stati osservati 576 casi di secondo tumore, in particolare rappresentato da tumori solidi e leucemia. La dose cumulativa di radioiodio correlava con l’insorgenza di tumore osseo, del colon-retto, delle ghiandole salivari e dei tessuti molli. Analogamente, in un altro studio è stato documentato un incremento del rischio di sviluppare un secondo tumore nei pazienti affetti da DTC, trattati con radioiodio rispetto ai pazienti con DTC non irradiati, i quali presentavano un rischio simile a quello della popolazione generale. Un incremento del rischio di secondo tumore è stato recentemente riportato anche per la popolazione di età &lt; 21 anni. <br>Le sostanze radioprotettive vengono utilizzate allo scopo di eliminare o ridurre la severità degli effetti indotti dalle radiazioni ionizzanti (RI) sulle strutture cellulari. Poiché il principale meccanismo con cui le RI inducono danno è mediato dalla formazioni di specie reattive dell’ossigeno (ROS), l’eliminazione dei radicali liberi, prima della loro interazione con le macromolecole, tra cui il DNA, è una tappa fondamentale del processo antiossidante. La capacità delle sostanze radioprotettive di agire come “spazzini” (“scavenger”) dei ROS emerge, di conseguenza, come il più importante meccanismo d’azione in termini di radio-protezione. Antiossidanti come la vitamina E ed i flavonoidi sono inclusi tra le sostanze ad azione radioprotettiva e, tra queste, trovano un loro campo di applicazione alcune piante medicinali, tra cui il Ginkgo biloba. L’estratto standardizzato di Ginkgo biloba, EGb 761, è capace di contrastare l’effetto dannoso dello stress ossidativo, agendo come “scavenger” dei ROS. In base a questo meccanismo d’azione, l’EGb 761 è stato impiegato come agente terapeutico per alcuni disordini cardiovascolari e neurologici associati ad uno squilibrio tra sistemi ossidanti ed antiossidanti. Infine, è stato suggerito per l’EGb 761 un possibile effetto antitumorale ed è stata documentata una notevole attività anticlastogena in vitro ed in vivo.<br>Scopo dell’attività di ricerca svolta durante gli anni di dottorato é stato quello di valutare il possibile danno genotossico in pazienti affetti da patologia benigna o maligna della tiroide dopo trattamento radiometabolico con 131I. E’ stato inoltre valutato, in studi randomizzati vs placebo, il possibile effetto protettivo indotto dalla supplementazione con l’estratto standardizzato di Ginkgo biloba (EGb 761).<br>A tale scopo sono stati condotti 3 studi, in cui il danno genotossico è stato valutato applicando il test del micronucleo o la tecnica di ibridazione in situ in fluorescenza (FISH). Gli studi sono stati condotti in collaborazione con il Dipartimento di Scienze Umane ed Ambientali dell’Università di Pisa ed il Dipartimento di Scienze Biomediche e Morfologiche dell’Università di Verona. <br>Nel primo studio, abbiamo valutato l’effetto dell’estratto di Ginkgo biloba sull’andamento dei micronuclei e del fattore clastogeno (fino 120 giorni), in pazienti affetti da ipertiroidismo da morbo di Basedow, in condizioni basali e dopo la somministrazione di una dose ambulatoriale di radioiodio. In sintesi, 25 pazienti (età media 47.9 ± 15.3 anni), non fumatori, affetti da ipertiroidismo, sono stati randomizzati, in doppio cieco, a trattamento con EGb 761 (n=10) o placebo (n=15). Nel gruppo trattato con placebo, la frequenza dei MN incrementava precocemente (p&lt;0.001) dopo terapia con radioiodio, raggiungendo il picco a 21 giorni (p= 0.0003) e riducendosi nei tempi successivi. Nel gruppo trattato con EGb 761, il livello dei MN incrementava precocemente (p&lt;0.05), ritornando subito dopo al valore iniziale. Di conseguenza, l’incremento medio dei MN era significativamente più alto nel gruppo trattato con placebo (p&lt;0.01). Inoltre, nel gruppo placebo, era presente un precoce (p&lt;0.0001) e sostenuto (fino a 35 giorni; p&lt;0.001) incremento dei MN indotti dai CFs. Al contrario, nel gruppo trattato con EGb 761, l’ incremento della frequenza dei MN indotti dai CFs non era significativo; quindi, la media dell’incremento dei MN indotti dai CFs era più bassa nel gruppo trattato con EGb 761 rispetto al gruppo placebo (p&lt;0.05). Infine, solo nel gruppo trattato con placebo, abbiamo documentato una correlazione positiva tra l’incremento massimo dei MN e la dose di radiazioni al midollo (p=0.03). Il nostro lavoro ha dimostrato, per la prima volta, che l’estratto di Ginkgo biloba è capace di ridurre il danno genotossico da radioiodio nei pazienti affetti da patologia benigna della tiroide (ipertiroidismo). Tale effetto si esplica senza alcuna significativa alterazione dell’efficacia clinica del radioiodio. I nostri dati hanno confermato, quindi, che la terapia radiometabolica determina un significativo, sebbene transitorio, danno genotossico caratterizzato sia dall’incremento dei livelli di MN che dalla induzione di attività clasotogena. La concomitante assunzione dell’estratto EGb 761, al dosaggio comunemente impiegato nella pratica clinica, si è dimostrata in grado di ridurre tale danno. <br>Abbiamo, inoltre, valutato il possibile danno genotossico indotto dal radioiodio nella patologia maligna della tiroide. A tale scopo, nella prima parte del progetto, è stata valutata la frequenza di traslocazioni cromosomiche in pazienti affetti da carcinoma differenziato della tiroide, in condizioni basali e dopo 45 giorni dalla prima dose terapeutica di 131I ed è stata verificata la possibile differenza nella frequenza di traslocazioni tra pazienti eutiroidei, preparati alla terapia radiometabolica mediante somministrazione di rhTSH, e pazienti resi ipotiroidei dalla sospensione prolungata della terapia con LT4. <br>In sintesi, 20 pazienti affetti da DTC sono stati randomizzati a terapia ablativa con radioiodio (3.7 GBq) secondo il protocollo tradizionale, sospendendo la LT4 [(30 giorni) gruppo A; n=10, età media 48.5±19.2 anni] o secondo il protocollo che prevede l’iniezione di rhTSH ed il mantenimento dell’eutiroidismo [(rhTSH 0.9 mg im per 2 giorni consecutivi) gruppo B; n=10, età media 50.4±18.8 anni]. La frequenza delle traslocazioni cromosomiche nei linfociti periferici è stata analizzata mediante FISH, utilizzando sonde specifiche per i cromosomi 1, 4 ed 8. In condizioni basali la frequenza delle traslocazioni cromosomiche era simile nei due gruppi di pazienti. Dopo terapia con 131I, la frequenza totale delle traslocazioni incrementava significativamente nel gruppo dei pazienti ipotiroidei (gruppo A; p=0.01 vs basale), mentre nei pazienti eutiroidei (gruppo B) non si osservavano modificazioni significative. Di conseguenza, la frequenza totale di traslocazioni cromosomiche era significativamente più alta nel gruppo A rispetto al gruppo B (p=0.02). Inoltre, sebbene il dato non fosse statisticamente significativo, abbiamo osservato una maggior frequenza di traslocazioni reciproche nei pazienti ipotiroidei rispetto ai pazienti eutiroidei (56.2 vs 46.4%, rispettivamente; p=0.06). Il riarrangiamento cromosomico risultava specifico per il cromosoma 4 ed 8 (p=0.02 vs basale, per entrambi), mentre il cromosoma 1 non era coinvolto. I dati ottenuti in questa prima parte del progetto hanno dimostrato che la frequenza delle traslocazioni dopo terapia con radioiodio aumenta significativamente nei pazienti ipotiroidei rispetto a quelli eutiroidei. Nell’insieme, questi dati suggeriscono che l’ablazione del residuo chirurgico tiroideo sotto stimolo con rhTSH é più sicura in termini di radioprotezione rispetto alla condizione di ipotiroidismo, senza compromettere il successo della terapia.<br>Nella seconda parte del progetto, abbiamo valutato l’effetto dell’estratto di Ginkgo biloba sull’andamento dei micronuclei e del fattore clastogeno in pazienti affetti da carcinoma differenziato della tiroide sottoposti a terapia ablativa con radioiodio ed è stato indagato il possibile effetto protettivo della supplementazione con estratto EGb 761 sull’andamento sia dei MN che del FC nei linfociti periferici. In sintesi, 23 pazienti (mediana dell’età 42 anni, range 18-73) affetti da DTC e trattati con 131I (3.7 GBq) sono stati randomizzati a placebo (n=13) o all’estratto standardizzato EGb 761 (120 mg/die per un mese; n=10). Sono stati prelevati campioni di sangue a vari intervalli di tempo, fino a 90 giorni per la valutazione dei MN e dell’attività clastogena nei linfociti periferici. <br>Nel gruppo placebo, la frequenza dei MN incrementava significativamente dopo terapia con radioiodio, raggiungendo un picco a 7 giorni (p=0.002) e riducendosi progressivamente. Al contrario, nel gruppo trattato con EGb 761, non è stata osservata una significativa variazione della frequenza dei MN, per tutto il periodo di studio. Per quanto riguarda l’attività clastogena, nel gruppo placebo, vi è stato un significativo incremento dei MN indotti dai CFs, con valore massimo a 14 giorni (p=0.003 vs basale); la differenza rispetto al valore basale si manteneva significativa fino all’ultimo controllo (90 giorni). Di conseguenza, sia la media dell’incremento dei MN che dei MN indotti dai CFs risultava significativamente più altaa nel gruppo placebo rispetto ai pazienti trattati con EGb 761 (p&lt;0.01 e p&lt;0.05, rispettivamente). <br>Nell’insieme questo studio conferma un significativo, sebbene transitorio, danno genetico dopo terapia con radioiodio nei pazienti affetti da DTC. La concomitante somministrazione di EGb 761, ad un dosaggio comunemente usato nella pratica clinica, si è dimostrata efficace nel ridurre i MN e nel prevenire l’attività clastogena. E’ importante sottolineare che l’effetto protettivo dell’EGb 761 sia stato conseguito senza alcuna modificazione avversa dell’outcome clinico. <br>Considerazioni conclusive <br>La possibile insorgenza di tumore secondario associato al danno genotossico radio-indotto desta tutt’ora una particolare preoccupazione. Allo scopo di minimizzare il danno da radiazioni ai tessuti ed organi non bersaglio, si può agire con varie strategie: personalizzazione dell’attività di radioiodio somministrata, modificazione della cinetica del radiofarmaco e misure di radioprotezione.<br>Per quanto riguarda la personalizzazione dell’attività di radioiodio somministrata in accordo con il principio “As Low As Reasonably Achievable”, il nostro gruppo ha precedentemente proposto un modello matematico capace di ottimizzare l’attività terapeutica nei pazienti con ipertiroidismo da morbo di Basedow, in base sia alla cinetica di captazione che alle dimensioni ghiandolari. Inoltre, per quanto riguarda la modifica della cinetica del radioiodio, i nostri studi hanno dimostrato come il mantenimento dello stato di eutiroidismo nei pazienti con carcinoma della tiroide sottoposti ad ablazione del residuo ghiandolare, sia capace di minimizzare l’esposizione alle radiazioni dei tessuti ed organi extratiroidei, riducendo significativamente l’induzione di traslocazioni cromosomiche. Infine, i nostri risultati hanno dimostrato, per la prima volta, l’utilità dell’impiego di sostanze antiossidanti ad azione radioprotettiva, quali l’estratto standardizzato di Ginkgo biloba, nella prevenzione del danno genotossico radio-indotto, sia nella patologia benigna che maligna della tiroide. Questo approccio può risultare particolarmente utile nel caso della somministrazione di elevate attività di radioiodio nei pazienti con carcinoma della tiroide e persistenza di malattia, che necessitano di ripetuti trattamenti. <br>
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