Il livello di acetilazione/deacetilazione degli istoni è controllato dall'equilibrio tra le HAT e le HDAC. Le istone deacetilasi regolano negativamente la trascrizione genica e sono coinvolte nel processo di dedifferenziazione della cellula neoplastica.Si riconoscono tre classi di istone deacetilasi. La classe I è generalmente nucleare ed è associata a vari repressori e co-fattori trascrizionali. Comprende HDAC1, HDAC2, HDAC3, HDAC8 e HDAC11. Queste deacetilasi interagiscono anche, direttamente o indirettamente, con proteine cellulari come retinoblastoma (Rb) e p53. Gli enzimi di classe II (HDAC4, HDAC5, HDAC6, HDAC7, HDAC9 e HDAC10) sono di maggiori dimensioni e si spostano dal citoplasma al nucleo. Le deacetilasi di classe III richiedono NAD+ come cofattore (50). Oltre agli istoni, HDAC deacetilano anche proteine non istoniche coinvolte nella trascrizione (p53, p73, E2F1, c-Jun, TAT, NF-kB), nella risposta ormonale (AR, ER), nel trasporto nucleare (importina-α7), nella struttura del citoscheletro (α-tubulina), nei meccanismi di riparazione del DNA (Ku70), nella struttura del DNA (elicasi WRN), nella trasduzione del segnale (βcatenina) e nella risposta alle heat-shock proteins (HSP90) (98).La dimostrazione che l'inappropriato reclutamento delle HDAC contribuisce allo sviluppo del cancro, ha fornito un forte razionale per l'impiego degli inibitori delle deacetilasi (HDACi) nel trattamento di questa patologia. Infatti gli HDACi sono in grado di riattivare la trascrizione di molti geni silenziati nei tumori, coinvolti nella progressione del ciclo cellulare, nella differenziazione e nell'apoptosi e mostrano i loro effetti selettivamente sulle cellule neoplastiche.Gli inibitori delle HDAC si suddividono in acidi grassi a catena corta, acidi idrossamici, tetra peptidi ciclici e banzamidi e sembrano agire bloccando il sito catalitico dell'enzima contenente uno ione Zn ² + (51).Sono stati scoperti vari composti che agiscono come HDACi, quali il butirrato, l'acido valproico, la tricostatina A e il depsipeptide. In particolare, nelle cellule di tumore scarsamente differenziato della tiroide, il depsipeptide e valproato aumentano l'espressione del simporto sodio/iodio. Tra i nuovi composti sintetici ibridi polari ad attività inibitoria sulle istone deacetilasi vi sono SAHA (acid-based suberoylanilide hydroxamic acid) e CBHA (mcarboxycinnamic acid bis-hydroxamide) i cui effetti sono stati studiati su linee di carcinoma tiroideo. Essi inducono l'acetilazione degli istoni in cellule anaplastiche a concentrazione micromolare. In linee di carcinoma papillare, follicolare, anaplastico e midollare sono in grado di sopprimere la proliferazione e di indurre l'apoptosi.SAHA aumenta rapidamente i livelli della proteina p21 nelle cellule di carcinoma anaplastico e questo determina arresto della crescita cellulare bloccando la fosforilazione di Rb da parte del complesso ciclina E/cdk2. Inoltre il farmaco stimola transitoriamente l'espressione di Bax, e sposta l'equilibrio verso i membri proapoptotici della famiglia Bcl-2. SAHA induce il clivaggio inizialmente delle caspasi 8 e 9, e poi della 3, 7 e 2 e sensibilizza le cellule alla morte indotta dal death receptor. L'attivazione della caspasi 8 segna l'inizio dell'apoptosi mediata da death receptor (Fas o TRAIL), mentre la caspasi 9 è fondamentale per il segnale mitocondriale di morte programmata. Inoltre SAHA sensibilizza le cellule neoplastiche tiroidee ad agenti chemioterapici come la doxorubicina (99).  Nel cervello umano agisce sul neurotrasmettitore GABA potenziandone l'attività inibitoria. Inoltre attenua l'eccitabilità NMDA (N-metil-D-aspartato)-mediata, blocca i canali del Na + voltaggio dipendenti e modula la frequenza di scarica dei neuroni. L'acido valproico si lega per il 95% alle proteine plasmatiche e subisce un metabolismo di primo passaggio a livello epatico. Gli effetti avversi sono la teratogenicità e la tossicità epatica.A livello epigenetico è stato dimostrato che il VPA causa iperacetilazione delle code N-terminali degli istoni H3 e H4 sia in vitro che in vivo e inibisce l'attività enzimatica di HDAC già ad una concentrazione 0.5 mM. L'iperacetilazione di H4 e delle proteine non istoniche come p53 si ha alle concentrazioni 1-2 mM. Il farmaco inibisce prevalentemente HDAC di classe I (1-3) e le sottoclassi 4, 5 e 7. In alcuni studi preclinici sono stati indagati gli effetti di VPA su alcuni tumori solidi. In linee cellulari di glioma, il VPA inibisce l'indice mitotico, aumenta la differenziazione, migliora la citotossicità dell'etoposide (inducendo anche l'apoptosi mediata dalla caspasi 3), induce l'espressione di p21 e della topoisomerasi II (100).Anche in cellule di neuroblastoma il farmaco inibisce la crescita e promuove la differenziazione; sinergizza con IFN-α determinando un accumulo di cellule in G 0 /G 1 . In alcune linee di carcinoma mammario VPA riduce la crescita in maniera indipendente dai recettori estrogenici e, in associazione con l'acido retinoico e gli inibitori delle metiltransferasi, riattiva il gene oncosoppressore RARβ2. Potenzia l'effetto anti-proliferativo del tamoxifene, raloxifene, fulvestran e letrozolo nelle cellule esprimenti il recettore per gli estrogeni alfa (101). In vivo facilita la decondensazione della cromatina e induce una forte regressione tumorale se somministrato 48 ore prima di una singola dose di epirubicina. In alcune linee cellulari di tumore del colon si è dimostrata una significativa apoptosi, mentre altre sono resistenti; vi è un effetto sinergico con la mitomicina C. E'in grado inoltre di reprimere i fattori angiogenetici VEGF e FGF, sia a livello proteico che di mRNA (102).Il trattamento con VPA delle cellule di carcinoma prostatico provoca apoptosi in associazione all'attivazione della caspasi 3, all'inibitore della metalloprotasi-3 e alla insulin-like growth factor binding protein-3 (103). In altri modelli, l'apoptosi è correlata alla down-regolazione di bcl-2 per trattamenti di breve durata, a Fas per stimolazione cronica col farmaco. Nelle cellule di epatocarcinoma l'acido valproico aumenta la citolisi grazie all'up-regulation di molecole legate a MHC I le quali attivano recettori espressi sui linfociti citotossici (104).L'attività anti-tumorale del valproato nel carcinoma della cervice uterina sembra dipendere in parte dagli effetti sul gene p53, in parte dall'iperacetilazione della proteina p53 che la protegge dalla degradazione di E6 (105). Inoltra incrementa la citotossicità del cisplatino, dell'adriamicina e della gemcitabina. Il farmaco impedisce l'espressione di Akt1 e 2 e conduce alla morte cellulare per apoptosi attraverso le caspasi. Effetti antiproliferativi sono stati dimostrati anche nelle cellule di carcinoma endometriale (106), ovarico (107), neuroectodermico (108), vescicale (109), nei carcinoidi (110) e nel teratocarcinoma (111).Nelle linea M14 di melanoma, VPA induce l'arresto del ciclo e l'apoptosi aumentando l'espressione di p16, p21 e ciclina D1 correlate alla ipo-fosforilazione di Rb. Nel carcinoma non a piccole cellule del polmone si verifica una arresto di crescita e apoptosi in maniera dose-dipendente ; nel mesotelioma sensibilizza le cellule ad Apo2L/ TRAIL. Per quel che concerne i tumori EBV-relati, è stato dimostrato che la trasformazione della forma latente dell'infezione virale in quella litica conduce alla morte delle cellule neoplastiche (102).• VPA e tumori della tiroide Il VPA promuove la captazione dello iodio e controlla la crescita cellulare nelle linee di tumore scarsamente differenziato della tiroide (87,112).Riduce significativamente il numero di cellule vitali, sia N-PA che BHT-101 e ne induce l'apoptosi a partire dalla concentrazione di 1 mM. Le caspasi 3 e 9 sono attivate in entrambe le linee cellulari trattate, ma non si osserva aumento della caspasi 8. Il valproato pertanto utilizza la via intrinseca attivando la caspasi 9 portando al reclutamento della caspasi 3 e al conseguente clivaggio di PARP (poly-ADP-ribose-polymerase). Il farmaco aumenta la popolazione cellulare in sub-G 1 , aumenta l'espressione di p21 e diminuisce quella della ciclina A sia livello di mRNA che proteico (112).Inoltre, su cellule ATC (CAL-62 e ARO), il VPA incrementa l'attività della doxorubicina, le cui proprietà anti-tumorali includono il legame al DNA e l'inibizione della topoisomerasi II (113). Una concentrazione 0.7 mM è in grado di aumentare la citotossicità di circa tre volte nelle CAL-62 e due volte nelle ARO. L'apoptosi è indotta dall'attivazione della caspasi 3 e si ha un incremento dell'arresto in G 2 provocato dalla doxorubicina.VPA è attivo anche sulle linee di tumori differenziati della tiroide, dove aumenta la morte cellulare programmata inibendo i geni della sopravvivenza bcl-2 e bcl-xl e upregolando il gene proapoptotico bax. Nelle cellule follicolari porta ad un potenziamento del simporto Na + /Ie della tireoglobulina a livello di mRNA (102).Per i tumori solidi (tiroidei, mammari, ovarici, prostatici, polmonari, pancreatici, neuroectodermici, nasofaringei, glioblastoma, metastasi encefaliche) sono stati condotti o sono in corso studi di fase I e II. Ad esempio su carcinomi in stadio avanzato trattati con VPA in associazione ad epirubicina , si sono riscontrate risposte parziali, stabilità ma anche progressione di malattia (102).