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1 AVVERTENZA Il presente materiale didattico viene fornito allo scopo di facilitare la comprensione degli argomenti trattati e costituire il raccordo tra lezioni e studio individuale NON E’ PERTANO DA INTENDERSI COME SOSTITUTIVO DEL LIBRO DI TESTO Inoltre, nonostante la massima scrupolosità nella preparazione, è pur sempre possibile che siano presenti inaccuratezze e imprecisioni. E’ quindi necessario il costante controllo con i testi di riferimento Si invita a non diffondere, fotocopiare o utilizzare tale materiale per scopi diversi dalla preparazione individuale dell’esame Dr Monica MONTAGNANI – CdL Medicina e Chirurgia Esame Farmacologia – V Anno/II Semestre - Canale LZ

2 LA RISPOSTA IMMUNITARIA  L'attivazione della risposta immunitaria- naturale o acquisita- è prodotta da una serie di meccanismi che, in modo coordinato, attivano diverse popolazioni cellulari e la secrezione di diverse molecole, con la finalità di eliminare l'agente estraneo.  I FARMACI IMMUNOSOPPRESSORI sono utilizzati nel trattamento di condizioni accomunate da una alterata o indesiderata risposta del sistema immunitario. Poiché inibiscono le capacità di difesa dell’organismo, possono determinare maggiore suscettibilità alle infezioni e facilitare lo sviluppo di linee cellulari neoplastiche.  Alcuni farmaci presentano un effetto diffuso sul sistema immunitario, mentre altri agiscono su uno specifico bersaglio.  L’efficacia dei farmaci specifici potrebbe risultare ridotta qualora la loro azione venisse bypassata da vie metaboliche alternative.

3 Gli IMMUNOSOPPRESSORI possono modificare direttamente la FASE EFFETTRICE, oppure interferire con i processi della FASE DI INDUZIONE, riducendo la proliferazione dei linfociti e determinando:  l’inibizione dell’espressione genica delle citochine in generale  l’inibizione della produzione e/o l’attività della interleuchina-2 (IL-2)  l’inibizione della sintesi di purine e/o pirimidine FASE DI INDUZIONEFASE EFFETTRICE presentazione dell’antigeneespansione clonale e maturazione FARMACI IMMUNOSOPPRESSORI

4 IMMUNOSOPPRESSIONE BIOLOGICA Si riferisce all’impiego di anticorpi monoclonali o policlonali diretti contro antigeni di superficie dei linfociti, contro recettori di citochine pro-infiammatorie, o contro gli stessi ligandi. Comprende anche l’utilizzo di proteine recettoriali di fusione. ANTICORPI MONOCLONALI CD3 - Muromonab CD25 (IL-2) - Daclizumab, Basiliximab CD52 – Alemtuzumab TNF  - Infliximab, adalimumab IL-1RA - Anakinra IL-1β - Canakinumab PROTEINE DI FUSIONE LFA-1 – Efalizumab LFA-3 – Alefacept TNF  - Etanercept IL-1 - Rilonacept AGONISTI S1P-R - Fingotimod

5 GLUCOCORTICOIDI INIBITORI DELLA CALCINEURINA Ciclosporina A Tacrolimus INIBITORI DI mTOR Sirolimus Everolimus ANTIMETABOLITI Azatioprina Micofenolato mofetile Leflunomide Metotrexato CITOTOSSICI Ciclofosfamide FARMACI IMMUNOSOPPRESSORI CONVENZIONALI

6 INIBITORI DELLA CALCINEURINA La Ciclosporina A è un peptide naturale ciclico di 11 aa, estratto dai funghi Trichoderma polysporum, Cyclindrocarpon lucidum e Beauveria nivea. E’ il capostipite di numerose molecole chimicamente correlate (ciclosporina A, B, C, D, E G H). CICLOSPORINA A Si legano a bersagli molecolari intracellulari diversi ma affini, ed acquistano attività dopo legame con una immunofilina (ciclofilina per ciclosporina; FKBP-12 per tacrolimus) TACROLIMUS Il Tacrolimus è un antibiotico macrolide prodotto dallo Streptomyces tsukubaensis.

7 CICLOSPORINA A e TACROLIMUS meccanismo d’azione La CICLOSPORINA si complessa con la CICLOFILLINA, il TACROLIMUS con FKBP- 12, ed entrambi legano la CALCINEURINA citoplasmatica, una serin-treonin fosfatasi, inibendone l’attività. Il blocco della attività fosfatasica della calcineurina previene la traslocazione della porzione citoplasmatica di NFAT (fattore nucleare delle cellule T attivate) inibizione della trascrizione dei geni che codificano per IL-2, IL-2R ed inibizione funzionale dei linfociti T. Incremento della sintesi di TGF  CICLOSPORINA A TACROLIMUS CALCINEURINA

8 SOMMINISTRAZIONE Via ENDOVENOSA - è fornita come soluzione di una miscela di alcol etilico-olio di ricino poliossietilato diluibile in fisiologia allo 0.9% o saccarosio al 5% prima dell’iniezione. Via ORALE - comprende capsule di gelatina molle (25 e 100 mg) e soluzioni orali (100 mg/ml). La biodisponibilità, variabile dal 20 al 50% per le preparazioni di gelatina, è più uniforme e leggermente superiore con la microemulsione. Le varie preparazioni NON SONO BIOEQUIVALENTI DISTRIBUZIONE Via ENDOVENOSA – l’eliminazione dal sangue è bifasica, con Cl pl di circa 5-7 ml/min ampiamente soggetta a variazioni individuali. Il V d all’equilibrio è di 3-5 l/kg. L’emivita plasmatica è di circa ore, con grandissimo margine di variabilità (5 – 18 ore) Via ORALE - il T pp è di circa ore; l’introduzione di cibo ad alto o basso contenuto di grassi entro 30 min dalla somministrazione modifica significativamente l’AUC e la C max CICLOSPORINA A farmacocinetica

9 BIOTRASFORMAZIONE La ciclosporina viene ampiamente metabolizzata a livello epatico dal sistema CYP3Ax, ed in quota minore nel tratto gastrointestinale e a livello renale. Tutti i metaboliti (circa 25 nell’uomo) hanno ridotta attività e tossicità rispetto al farmaco parentale. CICLOSPORINA A farmacocinetica ELIMINAZIONE La ciclosporina ed i suoi metaboliti sono escreti principalmente attraverso la bile nelle feci. Solo il 6% del farmaco è eliminato per via renale, e solo lo 0.1% è escreto immodificato con le urine. Una quota rilevabile viene escreta nel latte materno. Accanto ai processi di biotrasformazione, la eliminazione della ciclosporina è dipendente dalla espressione di glicoproteina-P (Pgp), una pompa di efflusso espressa sull’epitelio intestinale e a livello epatico per trascrizione di un gene MDR La ciclosporina si accumula nei tessuti, dove la concentrazione può essere 3-4 volte superiore a quella plasmatica; alla sospensione permane per un certo periodo soprattutto nel tessuto linfomieloide e nei depositi adiposi

10 L’INSUFFICIENZA RENALE è la conseguenza più grave ed il fattore limitante in alcuni pazienti. Il meccanismo sembra legato all’aumento di TXA ed ET-1, con contemporanea riduzione delle concentrazioni di PGX, come conseguenza del vasospasmo della arteria renale indotto dalla ciclosporina (inibizione della calcineurina nelle cellule tubulari). La compromissione della funzione renale è quasi completamente reversibile con la sospensione del farmaco CICLOSPORINA A tossicità NEFROTOSSICITÀ Compare in circa il 20% dei pazienti trattati per malattia autoimmune, nel 50% dei trapianti renali ed in quasi tutti i trapianti cardiaci IPERTENSIONE ARTERIOSA ANORESSIA, IRSUTISMO, LETARGIA, TREMORI, PARESTESIE. IPERGLICEMIA, IPERLIPIDEMIA IPERTROFIA GENGIVALE se associata a Ca-antagonisti INTOLLERANZA GLICIDICA se associata a glucocorticoidi ALTRO

11 AUMENTANO LA CONCENTRAZIONE DI CICLOSPORINA Inibitori degli enzimi epatici : Eritromicina Antifungini azolici (fluconazolo, itraconazolo, ketoconazolo) Diltiazem, verapamil, amlodipina Amiodarone, allopurinolo, danazolo Inibitori proteasi HIV (indinavir) DIMINUISCONO LA CONCENTRAZIONE DI CICLOSPORINA Induttori degli enzimi epatici: rifampicina, fenitoina, barbiturici AUMENTANO LA TOSSICITÀ RENALE DI CICLOSPORINA Aminoglicosidi, Chinolonici Amfotericina B FANS ACE inibitori CICLOSPORINA A interazioni con farmaci VANTAGGI: NON DETERMINA DEPRESSIONE DELLE ATTIVITA’ MIDOLLARI, NON FAVORISCE L’INSTAURARSI DI INFEZIONI

12 TACROLIMUS (FK506) farmacocinetica SOMMINISTRAZIONE ASSORBIMENTO e DISTRIBUZIONE L’assorbimento intestinale è incompleto e variabile, influenzato dal cibo che ne riduce l’entità e la velocità. Come per la ciclosporina, la quota non assorbita è influenzata dal grado di espressione di glicoproteina-P (Pgp) sull’epitelio intestinale. Il legame alle proteine plasmatiche varia dal 75 al 99%, coinvolge sia albumina che  1 -glicoproteina acida. Ha una emivita di circa 12 ore. E’ fornito come soluzione sterile per iniezione (5mg/ml) ed è disponibile come capsule (0.5, 1 e 5 mg) per OS. Un analogo, il PIMECROLIMUS è usato topicamente per il trattamento dell’eczema METABOLISMO e ELIMINAZIONE Ampiamente metabolizzato a livello epatico dal sistema CYP3A. Una quota dei metaboliti mantiene una ridotta attività farmacologica. Eliminato quasi completamente per via fecale. Meno dell’1% viene escreto immodificato nelle urine.

13 TACROLIMUS (FK506) tossicità Come per la ciclosporina, è l’effetto limitante. La co-somministrazione comporta effetti sinergici anche in termini di tossicità renale. Essendo più potente anche gli effetti indesiderati risultano più intensi NEFROTOSSICITÀ Tremore, emicrania, disturbi motori, attacchi epilettici IPERTENSIONE, IPERKALIEMIA DIARREA e ALOPECIA se associato a Micofenolato ALTRO NEUROTOSSICITÀ Ha effetto negativo sulle cellule beta-pancreatiche. IPERGLICEMIA E DIABETE VANTAGGI: NON AUMENTA I LIVELLI EMATICI DI ACIDO URICO O DI COLESTEROLO LDL

14 Il SIROLIMUS è un lattone macrociclico isolato dallo Streptomyces hygroscopicus. L’EVEROLIMUS è strutturalmente correlato, ma ha una diversa cinetica Agiscono attraverso la formazione di un complesso con una immunofilina, FKBP- 12. Il complesso non influenza l’attività della calcineurina ma inibisce la chinasi bersaglio della rapamicina (mTOR), un enzima chiave nella progressione del ciclo cellulare. SIROLIMUS e EVEROLIMUS inibitori di mTOR inibizione della transizione G 1 → S, con conseguente inibizione di molteplici cascate coinvolte nella trasduzione del segnale innescato dalle citochine

15 SIROLIMUS e EVEROLIMUS farmacocinetica SOMMINISTRAZIONE e ASSORBIMENTO Dopo somministrazione per OS, il sirolimus viene rapidamente assorbito raggiungendo il picco plasmatico dopo circa 1 ora (2 ore in trapiantati dopo somministrazione multipla). La biodisponibilità è di circa il 15%, ed è molto influenzata dalla assunzione di cibo (somministrazione o sempre a digiuno, o sempre in prossimità del pasto) Il legame alle PP è di circa il 40%, l’emivita di circa ore. L’everolimus è caratterizzato da una emivita più breve (minor tempo per il raggiungimento dello stato stazionario) METABOLISMO e ELIMINAZIONE Trasportato dalla glicoproteina-G, il sirolimus è ampiamente metabolizzato nel fegato ad opera del sistema CYP3A4. I 7 metaboliti principali sono tutti meno attivi del farmaco iniziale che contribuisce per oltre il 90% all’effetto immunosoppressivo. L’eliminazione è preminentemente fecale per sirolimus ed everolimus.

16 In pazienti sottoposti a trapianto di rene, il sirolimus è associato ad un aumento dose- dipendente del colesterolo e dei trigliceridi sierici DISLIPIDEMIE IPOKALIEMIA, PROTEINURIA, DISTURBI GASTROINTESTINALI RITARDO NELLA GUARIGIONE DI FERITE AUMENTATO RISCHIO DI NEOPLASIE FUNZIONALITA’ RENALE COMPROMESSA solo se associato a Ciclosporina o Tacrolimus ANEMIA, LEUCOPENIA, TROMBOCITOPENIA SIROLIMUS e EVEROLIMUS tossicità VANTAGGI: MINORE NEFROTOSSICITA’ RISPETTO AGLI INIBITORI DELLA CALCINEURINA

17 Individui omozigoti (TT) o eterozigoti (CT) per varianti alleliche nel gene ABCB1/MDR1 (polimorfismo del sito rs ) mostrano una diversa capacità estrusiva della pompa rispetto ai soggetti della popolazione controllo (CC), che correla con diversa efficienza di assorbimento per molecole come tacrolimus, ciclosporina e sirolimus. GLICOPROTEINA-P polimorfismi o POLIMORFISMI DEL GENE MDR-1 Il gene MDR1 codifica per una glicoproteina-P (PgP) responsabile dell’escrezione biliare e renale di molti farmaci. La pompa è anche in grado di modificare l’assorbimento intestinale o il passaggio a livello del SNC delle molecole in questione.

18 E’ un ANTIMETABOLITA PURINICO, derivato imidazolico della 6-mercaptopurina AZATIOPRINA meccanismo d’azione azatioprina 6-mercaptopurina acido 6-tioinosinico In seguito ad esposizione con nucleofili (es.: glutatione), l’azatioprina viene trasformata in 6-MP. Questa a sua volta è convertita in un FALSO NUCLEOSIDE come l’ACIDO 6-TIOINOSINICO, che trasformato in 6-tio-GMP e poi in 6-tio-GTP viene incorporato nel DNA. Il metabolita fraudolento nella catena nascente determina quindi inibizione della proliferazione cellulare e delle funzioni linfocitarie

19 AZATIOPRINA farmacocinetica E’ ben assorbita dopo somministrazione per OS, raggiunge il picco plasmatico entro 1-2 ore dalla somministrazione. L’emivita del composto parentale è di circa 10 min, quella della 6-MP di circa 1 ora, altri metaboliti fino a 5 ore. Sia il composto progenitore che la 6-MP sono scarsamente legate alle PP, ed entrambe rapidamente rimosse dal torrente plasmatico. SOMMINISTRAZIONE e DISTRIBUZIONE METABOLISMO ed ELIMINAZIONE Azatioprina che 6-MP vanno incontro a reazioni di ossidazione e metilazione a livello epatico e negli eritrociti. I livelli ematici del farmaco sono scarsamente predittivi della efficacia e della tossicità a causa della significativa attività di molti metaboliti e delle elevate concentrazioni tissutali raggiunte

20 L’azione citotossica sulle cellule in attiva divisione comporta una significativa depressione delle attività immunitarie sia cellulo-mediate che mediate da anticorpi. Maggiore suscettibilità alle infezioni (varicella e herpes simplex) DEPRESSIONE FUNZIONALITA’ MIDOLLARE EPATOTOSSICITA’, TOSSICITA’ GASTROINTESTINALE, NAUSEA, VOMITO ALOPECIA. PANCREATITE. AUMENTATO RISCHIO NEOPLASTICO Molto comune la leucopenia, meno la trombocitopenia. Infrequente la anemia. AZATIOPRINA tossicità INTERAZIONE CON ALTRI FARMACI La contemporanea somministrazione di ALLOPURINOLO, inibitore della xantina- ossidasi, modifica il metabolismo della azatioprina. La dose deve essere ridotta del 25-33% rispetto a quella usuale. Altri farmaci mielodepressori o ACE-INIBITORI esacerbano la tossicità midollare

21 Azatioprina, 6-MP, e tioguanina sono metabolizzate in parte dalle tiopurine metiltransferasi (TPMT). Circa il 3-14% dei pazienti sono eterozigoti e presentano un allele TPMT efficace (*1) associato ad una variante allelica non funzionale (*2, *3A, *3B, *3C, or *4). In questi soggetti il grado di mielosoppressione è notevolmente più accentuato e la dose iniziale dovrebbe essere ridotta rispetto alle dosi usualmente utilizzate (fino al 30%) La prevalenza degli individui omozigoti per varianti non funzionali del genotipo TPMT è bassa (circa 1 su 178/ pazienti). Tuttavia in questi pazienti la mielosoppressione può essere estremamente severa e comportare l’insorgenza di complicanze gravi e anche fatali come la sepsi. TIOPURINA METILTRANSFERASI polimorfismi o POLIMORFISMI DEL GENE TIOPURINA METILTRANSFERASI (TPMT)

22 MICOFENOLATO MOFETILE meccanismo d’azione E’ un ANTIMETABOLITA PURINICO derivato fungino, precursore del farmaco attivo. L’acido micofenolico si comporta come inibitore selettivo, non competitivo e reversibile del’enzima INOSINA MONOFOSFATO DEIDROGENASI, da cui dipende la via sintetica di DNA e RNA dei linfociti T e B. Inibizione selettiva della proliferazione e delle funzioni linfocitarie, incluse la produzione di anticorpi, l’adesione, la migrazione cellulare.

23 MICOFENOLATO MOFETILE farmacocinetica Somministrabile per OS o EV. Assorbimento rapido e completo. Il farmaco di partenza viene eliminato dal sangue in pochi min. Emivita di circa 16 ore. SOMMINISTRAZIONE e DISTRIBUZIONE METABOLISMO ELIMINAZIONE Metabolizzato al glicuronide inattivo MPAG nel fegato, ma anche a livello del rene e del tratto gastroenterico. Escreto come MPAG principalmente (87%) nelle urine

24 Maggiore suscettibilità alle infezioni (sepsi associata a citomegalovirus) TOSSICITA’ EMATOLOGICA E GASTROINTESTINALE Leucopenia; aplasia eritrocitaria pura. Nausea, vomito, diarrea, dolori addominali INTERAZIONE CON ALTRI FARMACI In associazione a TACROLIMUS è stata riportata attivazione di polioma virus, con nefrite interstiziale (difficile diagnosi differenziale con il rigetto acuto). Il TACROLIMUS ritarda inoltre l’eliminazione di MMF impedendo la conversione a MPAG (aumento della tossicità gastrointestinale). La co-somministrazione con antiacidi contenenti IDROSSIDO DI ALLUMINIO E MAGNESIO riduce l’assorbimento. La co-somministrazione di resine come la COLESTIRAMINA modifica il ricircolo entero-epatico del metabolita attivo ACICLOVIR E GANCICLOVIR competono con il MPAG per la secrezione tubulare; la somministrazione contemporanea aumenta le [plasmatiche] di entrambi i farmaci MICOFENOLATO MOFETILE tossicità

25 LEFLUNOMIDE meccanismo d’azione Il metabolita attivo della leflunomide (A ), prodotto a livello plasmatico e intestinale, è captato dai linfociti T attivati, all’interno dei quali determina l’inibizione della diidro-orotato-deidrogenasi (DHODH), un enzima coinvolto nella neosintesi di basi pirimidiniche E’ un INIBITORE della sintesi ex-novo di derivati PIRIMIDINICI.

26 LEFLUNOMIDE farmacocinetica e tossicità E’ attiva dopo somministrazione per OS, viene ben assorbita nel tratto gastrointestinale. SOMMINISTRAZIONE e DISTRIBUZIONE METABOLISMO ed ELIMINAZIONE Ha una lunga emivita plasmatica, ed il suo metabolita attivo è soggetto a ricircolo entero- epatico Maggiore suscettibilità alle infezioni (sepsi associata a citomegalovirus) TOSSICITA’ Nausea, vomito, diarrea, dolori addominali Alterazione della funzione epatica (fenomeni di accumulo) Alopecia.

27 METOTREXATO meccanismo d’azione Chimicamente simile all’acido folico, il metotrexato agisce come antimetabolita. Penetra nelle cellule con trasporto attivo mediato dallo stesso carrier dei folati; nella cellula viene poliglutammato (1-4 residui di acido glutammico) riducendo la sua capacità di diffusione all’esterno. Competendo con l’acido folico per il legame alla DIIDROFOLATO REDUTTASI e alla TIMIDILATO SINTETASI blocca la formazione dei cofattori enzimatici necessari alla sintesi purinica e pirimidinica. Inibizione della proliferazione soprattutto in cellule caratterizzate da elevato turnover, principalmente durante la fase S del ciclo cellulare

28 METOTREXATO farmacocinetica L’assorbimento nel tratto gastrointestinale è rapido e completo per dosi basse (< 25 mg/m 2 ); per dosi più elevate si ricorre alla somministrazione EV. Ha una distribuzione multicompartimentale con rapida scomparsa iniziale dal plasma, seconda fase di 2-3 ore, terza fase con emivita di circa 8-10 ore. Si accumula nello spazio pleurico e peritoneale. Legato alle PP per circa il 50%. Molti farmaci possono spiazzare le molecole e aumentare l’efficacia (e la tossicità) SOMMINISTRAZIONE e DISTRIBUZIONE METABOLISMO ed ELIMINAZIONE Il metabolismo è molto ridotto, circa il 90% del farmaco viene escreto immodificato nelle urine entro 8-12 ore (massimo a 48 ore) per filtrazione glomerulare e secrezione tubulare. Il metotrexato si accumula sotto forma di poliglutamati per lunghi periodi.

29 METOTREXATO tossicità TOSSICITA’ EMATOLOGICA E GASTROINTESTINALE Maggiore suscettibilità alle infezioni e rischio di emorragie spontanee La sospensione della terapia consente un graduale recupero della funzione midollare e dell’epitelio intestinale in giorni. TOSSICITA’ EPATICA E RENALE Per somministrazioni croniche, anche a dosi più basse, si può osservare fibrosi portale e cirrosi epatica. La nefrotossicità consegue alle dosi più elevate. ALOPECIA, DERMATITE, POLMONITE INTERSTIZIALE ALLERGICA RIDOTTA OOGENESI E SPERMATOGENESI ABORTO MENINGISMO (per somministrazione intratecale)

30 METABOLISMO DEI FOLATI polimorfismi o POLIMORFISMI DEL GENE METILEN TETRAIDROFOLATO REDUTTASI (MTHFR) SNP C677T: codifica per una forma enzimatica MTHFR Ala222Val che possiede solo il 30% della attività rispetto all’enzima nella popolazione controllo SNP A1298C: codifica per una forma enzimatica MTHFR Glut429Ala ad attività enzimatica ridotta o POLIMORFISMI DEL GENE TIMIDILATO SINTASI (TS) La regione 5’ del gene TS funziona come Trascriptional Enhancer Element. La presenza di sequenze ripetute a tripletta (3rpt) nella TSER comporta una espressione da 2 a 4 volte maggiore del gene rispetto a (2rpt). L’omozigosi (3rpt/3rpt) è associata a una ridotta espressione della concentrazione plasmatica dei folati ed è associata a concentrazioni maggiori di omocisteina o POLIMORFISMI DEL GENE CARRIER PER I FOLATI RIDOTTI (RFC) SNP G80A: codifica per una forma enzimatica RFC Arg27his che possiede maggiore affinità per i folati ridotti

31 POLIMORFISMI - conseguenze terapeutiche


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