COX-2 è costitutivamente espresso solo da alcune cellule del rene, del sistema nervoso centrale e dell'apparato genitale maschile. In tutti gli altri tessuti quest'enzima viene attivato solo in seguito a stimoli specifici, quali fattori di crescita (EGF, PDGF), citochine proinfiammatorie (soprattutto TNF- e IL-1), promotori tumorali, acidi biliari e raggi UVB.Un aumento dell'attività di COX-2 e della concentrazione di PGE2 è dimostrato ad esempio in vari tipi di tumori epiteliali; grazie a studi clinici su modelli umani ed animali vari gruppi hanno dimostrato l'esistenza di una correlazione tra l'attività dell'enzima (stimata in base alla concentrazione dei suoi prodotti) e l'evoluzione della neoplasia, e tra l'utilizzo di farmaci inibitori di COX e la regressione del tumore.Altri tumori in cui è evidente la correlazione con l'espressione di COX-2 sono il carcinoma del colon-retto, il carcinoma della mammella, il tumore del polmone non a piccole cellule (NSCLC), il carcinoma della prostata, il carcinoma squamoso della pelle, il carcinoma del pancreas, il carcinoma della vescica e il glioma (tab. 3) (fig. 9). [  Alla base di questa patologia si trova la diretta associazione tra l'espressione dell'enzima COX-2 e il gene APC (Adenomatous Polyposis Coli). APC è un gene soppressore tumorale. I soggetti che portano una mutazione ereditaria inattivante sviluppano la Poliposi Adenomatosa Familiare (FAP), una patologia preneoplastica caratterizzata dallo sviluppo in giovane età di un numero elevato di polipi lungo tutto il colon, che se non trattata chirurgicamente ha un'evoluzione quasi costante in carcinoma maligno. La maggior parte della mutazioni a carico di APC avviene all'interno del dominio centrale di questo gene, conosciuto come MCR (mutation cluster region), la cui integrità è essenziale per impedire l'evoluzione della patologia.La presenza contemporanea di un'aumentata espressione di COX-2 da parte delle cellule tumorali, in una percentuale elevatissima di casi, e della mutazione genica a carico di APC depone decisamente a favore di una relazione causale tra l'azione di COX-2 e della PGE2 e lo sviluppo della neoplasia. Questa relazione è messa in evidenza da studi condotti in vitro utilizzando una linea cellulare di carcinoma del colon-retto, HT-29, in cui è stato introdotto il gene APC normalmente funzionante: in queste cellule si è assistito ad una diminuzione dell'espressione dell'enzima COX-2.Altri interessanti esperimenti a favore di una relazione tra COX-2 e APC [23] sono stati eseguiti su topi knockout per il gene APC (APC knockout mouse): in questi topi si è osservato lo sviluppo di numerosi polipi intestinali nell'arco di pochissimo tempo, dalla nascita ai primi tre mesi di vita, ma se in questi animali viene indotta un'altra mutazione, questa volta a carico del gene che codifica per COX-2, i topi vanno incontro ad una diminuzione del numero e delle dimensioni dei polipi.L'azione di COX-2 sullo sviluppo del tumore è rafforzata anche da studi sull'implicazione dei recettori della PGE2 nello sviluppo di tale neoplasia; in particolare nei APC knockout mouse in cui sono stati eliminati sperimentalmente anche i recettori EP2 si è riscontrata una diminuzione del numero e delle dimensioni dei polipi intestinali. Dopo avere accertato con sicurezza il ruolo di COX-2 nello sviluppo del carcinoma sono stati condotti ulteriori studi prognostici al fine di dimostrare se l'inibizione dell'enzima possa essere effettivamente efficace nel bloccare la progressione del tumore. In particolare pazienti con cancro del colon-retto che, per motivi indipendenti dalla neoplasia, assumono per lungo tempo l'aspirina o altri farmaci anti-infiammatori hanno mostrato (in taluni/molti casi) una regressione della patologia; pazienti affetti dalla sola poliposi adenomatosa familiare (FAP), che assumono analogamente questo tipo di farmaci, mostrano una riduzione del 40-50% della possibilità di evolvere verso la neoplasia e già a breve termine una riduzione nel numero e nelle dimensioni dei polipi presenti nel colon.Questo dato è dimostrato da studi clinici che mettono a confronto gruppi di pazienti che assumono il sulindac, un NSAID, o l'aspirina rispetto a gruppi trattati invece con placebo.In un caso [21] vengono confrontati due gruppi da 10 pazienti con FAP: nel primo gruppo, trattato con sulindac, 6 pazienti hanno mostrato una regressione della patologia e 3 una remissione completa; nel gruppo placebo solo in 2 hanno riportato una modesta diminuzione delle dimensioni.In un altro studio clinico [23] i pazienti che assumono il sulindac mostrano una netta diminuzione del numero e del diametro dei polipi intestinali, mentre nei pazienti che assumono l'aspirina si ottiene anche una diminuzione pari al 40% del rischio relativo di evolvere in carcinoma.Data la relazione specifica esistente tra mutazione preneoplastica di APC e attivazione di COX-2, altri gruppi di studio si sono occupati di indagare se la formazione di adenomi del colon-retto possa essere effettivamente influenzata anche dagli inibitori selettivi di COX-2.Pazienti con polipi adenomatosi, nei quali tutti i polipi erano stati rimossi tramite colonscopia, sono stati trattati immediatamente dopo l'intervento e in maniera continuativa con COXIB o placebo e, dopo un periodo di tre anni, sono stati rivalutati. I gruppi APC (Adenoma Prevention with Celecoxib) e PreSAP (Prevention of Sporadic Adenomatous Polyps) hanno trattato i loro pazienti con celecoxib ed hanno ottenuto entrambi una riduzione nello sviluppo di nuovi adenomi e nella progressione degli stessi verso uno stadio avanzato. Il gruppo APPROVe (Adenomatous Polyp Prevention on VIOXX) ha invece trattato i propri pazienti con rofecoxib ed ottenuto risultati analoghi, anche se con effetti minori.Questi studi hanno evidenziato il possibile ruolo che i NSAIDs e i COXIBs possono svolgere nella prevenzione e nel trattamento delle patologie pre-neoplastiche e neoplastiche del colonretto. È doveroso però ricordare i rischi associati all'uso di tali farmaci, in particolare il rischio di sanguinamento gastrointestinale per quanto riguarda i NSAID e l'aumentata incidenza di eventi avversi vascolari in seguito alla somministrazione di COXIB, come riportato dagli stessi studi che ne hanno dimostrato l'efficacia terapeutica. [21][22][23][24]41] Nel carcinoma della mammella l'aumentata produzione di PGE2 è fortemente associata con l'angiogenesi e lo sviluppo di metastasi nei linfonodi regionali e a distanza. Una elevata espressione di COX-2 inoltre è documentata anche in condizioni considerate preneoplastiche e in particolare nel carcinoma duttale in situ.COX-2 può agire sullo sviluppo del tumore: a) in maniera diretta, stimolando la mitosi cellulare delle cellule mammarie, la trascrizione degli enzimi aromatasi, con conseguente aumento della concentrazione di ormoni estrogeni, e la mitosi dei fibroblasti e degli osteoblasti, b) indirettamente favorendo il verificarsi di eventi mutageni e stimolando le vie di trasmissione del segnale associate alla proliferazione cellulare, all'inibizione dell'apoptosi e all'angiogenesi. COX-2 è quindi coinvolto principalmente nella progressione della malattia, che avviene comunque in maniera direttamente dipendente dalla concentrazione di estrogeni. [26] A favore dell'ipotesi di un possibile effetto preventivo, od anche terapeutico, dell'inibizione di COX-2 nel carcinoma mammario o nelle lesioni preneoplastiche sono stati condotti esperimenti su topi in cui è stato indotto l'evento carcinogeno che porta allo sviluppo del tumore della mammella. I topi successivamente trattati con ibuprofene hanno mostrato una significativa riduzione della massa tumorale, mentre in quelli trattati con celecoxib è avvenuta un'inibizione nello sviluppo del tumore.Studi prospettici sulla possibilità di ridurre l'incidenza del tumore sono stati condotti su gruppi di donne a rischio (ovvero in post-menopausa) con un'età compresa tra i 50 ed i 79 anni e con presenza di altri fattori di rischio, a cui sono stati somministrati NSAID o COXIB [25]. L'uso regolare di ibuprofene (due o più volte la settimana) per un periodo da 5 a 9 anni ha dimostrato una diminuzione del 21% dell'incidenza di carcinoma della mammella, mentre per un periodo superiore a 10 anni la riduzione è pari al 28%. Nel caso dell'aspirina, la diminuzione dell'incidenza del tumore è correlata alla frequenza di assunzione più che alla durata di assunzione del farmaco stesso (fig. 10). Anche i COXIBs si sono dimostrati molto efficaci: uno studio condotto su pazienti trattate con FEC (5-fluorouracile, epirubicina, ciclofosfamide), suddivise in due gruppi, uno trattato con i soli chemioterapici e l'altro con FEC associato a celecoxib, ha evidenziato che la risposta clinico-patologica del gruppo con trattamento combinato è stata superiore all'80%, rispetto a poco più del 60% nel gruppo trattato con solo FEC. Figura 10. Rischio relativo del carcinoma mammario in confronto all'assunzione di NSAIDs La capacità dei COXIBs di inibire la formazione di metastasi è, inoltre, legata alla loro capacità di alterare le proprietà intrinseche delle cellule tumorali, rendendole più suscettibili all'azione tossica delle cellule natural killer (NK), responsabili degli effetti antimetastatici [26]. I COXIBs, ed in particolare celecoxib, sono efficaci anche nei casi di carcinoma duttale in situ (DCIS), sia positivo sia negativo per la presenza di recettori per gli estrogeni, in quanto prevengono la recidiva di malattia dopo escissione chirurgica. L'evidenza che questi farmaci svolgono effettivamente un ruolo nel trattamento del carcinoma della mammella consente di ipotizzare un possibile ruolo protettivo, ancora oggetto di numerosi studi, esercitato dagli inibitori di COX nell'ambito della neoplasia. [21,22,25,41] In numerose patologie polmonari studi in vitro su linee cellulari umane hanno evidenziato un'aumentata espressione della proteina COX-2, sia da parte di cellule neoplastiche sia da parte di cellule preneoplastiche o solo infiammatorie: nell'asbestosi o nella fibrosi alveolare idiopatica, in cui è associata ad un aumentato rischio di sviluppare un tumore del polmone; in un terzo dei casi di iperplasia adenomatosa atipica e di carcinoma in situ; nel vero e proprio carcinoma del polmone non a piccole cellule (NSCLC); nelle metastasi linfonodali, dove l'attività di COX-2 correla con la progressione di malattia e il fenotipo metastatico.Il ruolo di PGE2 nel favorire il processo tumorale si esplica agendo su vari tipi di cellule e mediatori chimici, che influiscono sulle cellule del polmone. In particolare, la sovraespressione di COX-2 si correla con una disregolazione del sistema immune dovuta ad un alterato bilancio tra IL-10, inibitore dell'immunità cellulo-mediata, e IL-12, che induce la produzione di citochine anti-tumorali; nel caso di NSCLC si ha una sovrapproduzione di IL-10 e contemporaneamente la progressione del tumore è favorita dalla diminuzione dei livelli di IL-12. La PGE2 inibisce anche la differenziazione e la funzionalità delle cellule dendritiche (DCs), portando ad una diminuita capacità da parte delle DCs di processare e presentare l'antigene e di secernere IL-12, con conseguente inibizione della risposta anti-tumorale. [46] Le cellule neoplastiche stesse, infine, producono mediatori immunosoppressivi, tra cui IL-2, PGE2 e TGF-, che interferiscono direttamente con la risposta immune anti-tumorale cellulomediata ed autoalimentano la progressione del tumore, ed anche citochine proinfiammatorie, utili per il mantenimento del microambiente tumorale. L'invasione da parte delle cellule neoplastiche avviene grazie a movimenti attivi delle stesse all'interno della matrice extracellulare, favorita dalla presenza sulla superficie cellulare del recettore per l'acido ialuronico CD 44, elemento chiave per l'adesione delle cellule e la cui espressione è decisamente aumentata dall'attività di COX-2. L'uso in vitro di farmaci COXIBs associati con la chemioterapia convenzionale o la radioterapia ha mostrato una diminuzione della crescita della massa tumorale e del numero delle metastasi, confermando l'utile ruolo degli inibitori di COX-2 nel trattamento dei tumori in cui si ha una sovraespressione dell'enzima. Infatti in pazienti trattati con l'inibitore celecoxib e il chemioterapico è avvenuta una riduzione dei livelli di PGE2 contemporaneamente ad una elevata risposta clinica (65%) [21,22,27] Nel carcinoma della prostata è spesso evidente un'associazione tra infiammazione della ghiandola, sviluppo della neoplasia e aumentata espressione di COX-2, in genere associata ad una metilazione del gene che codifica per quest'enzima.La somministrazione contemporanea di COXIBs (celecoxib) e della normale terapia ormonale ha mostrato un'aumentata risposta clinica da parte dei pazienti, con una notevole riduzione dei valori di antigene prostatico specifico (PSA). [21,22,35,41] 