FARMACIANTIVIRALI

Virus Parassiti intracellulari microscopici che possono infettare le cellule viventi Il ciclo infettivo può iniziare subito dopo l’attacco o rimanere dormiente fino all’intervento di un agente eziologico che scatena la riproduzione L’infezione virale può provocare effetti citotossici e può essere causa di malattie umane e animali Mancano della parete e della membrana cellulare

Virus Vie di trasmissione: respiratoria gastrointestinale genitale epidermica attraverso il sangue o la placenta Formati da nucleo di DNA o, nella maggior parte dei casi, di RNA circondato da un rivestimento proteico (capside) e, a volte, da una lipoproteina Non danno luogo a processi metabolici La replicazione del virus dipende dalle caratteristiche metaboliche della cellula ospite

Replicazione virale –1) legame del virus alla cellula ospite mediante interazione con recettori specifici di superficie –2) trasporto del complesso virus-recettore all’interno della cellula mediante endocitosi recettore-mediata –3) rimozione del capside ed esposizione dell’acido nucleico virale –4) sintesi di nuovo RNA o DNA virale –5) sintesi di proteine strutturali –6) assemblaggio delle parti del virus (formazione di nuove molecole) –7) lisi della cellula ospite e rilascio delle nuove particelle virali Virus

Siti d’azione di antivirali

Agenti antivirali Bloccano l’ingresso del virus nella cellula o agiscono all’interno della cellula ospite La maggior parte dei farmaci sono pirimidine o derivati nucleosidici della purina

Agenti antivirali

Agenti antiherpes Acyclovir- prototipo Valacyclovir Famciclovir Penciclovir Trifluridine Vidarabine

Meccanismo d’azione dell’Acyclovir Derivato aciclico della guanosina Fosforilato dalla timidin kinasi virale Di- e tri-fosforilato da enzimi cellulari dell’ospite Interferisce con la replicazione dell’acido nucleico virale (inibitore della sintesi del DNA virale) mediante: –1) competizione con dGTP per la DNA polimerasi virale –2) terminazione dell’elongazione della catena

Specificità di Acyclovir Per essere efficace Acyclovir deve essere fosforilato nella cellula infettata. La fosforilazione è a carico di una timidin kinasi Solo alcuni virus sintetizzano la kinasi che non è endogena nelle cellule ospiti. Acyclovir colpisce selettivamente le cellule infettate dal virus e non quelle sane.

A causa della somiglianza strutturale, Acyclovir può sostituire la guanina nella sintesi dell’acido nucleico

Meccanismi di resistenza a Acyclovir Alterazione della timidin kinasi virale Alterazione della polimerasi del DNA Cross-resistenza con valacyclovir, famciclovir e ganciclovir

Usi clinici di Acyclovir Somministrato per via orale, topica e intavenosa Eliminato per filtrazione glomerulare e secrezione tubulare Usi: Trattamento delle infezioni da Herpes Simplex 1 and 2 (HSV) Varicella-zoster virus (VZV) Effetti collaterali: nausea, diarrea, mal di testa, tremori e, nei casi più gravi, delirio

Valacyclovir L-valyl estere dell’ acyclovir Convertito in acyclovir dopo ingestione MOA: stesso dell’ acyclovir Usi: 1) Herpes genitale ricorrente 2) Infezioni da Herpes zoster Effetti collaterali: nausea, diarrea, e mal di testa

Trifluridina Trifluridina - Analogo fluorurato della pirimidina Inibisce la sintesi del DNA virale come acyclovir Si incorpora nel DNA virale e cellulare Somministrato per via oftalmica (ulcere) Usi: HSV-1 and HSV-2 (uso topico)

Agenti anti-Cytomegalovirus Gancyclovir Valgancyclovir Cidofovir Foscarnet Fomivirsen

Gancyclovir Analogo aciclico della guanosina Per l’attivazione richiede fosforilazione La monofosforilazione è catalizzata da una fosfotransferasi in CMV e da una timidin kinasi in cellule di HSV MOA: stesso di acyclovir Usi: CMV, HSV Effetto collaterale: mielosoppressione

Valgancyclovir Prodrug (monovalil estere) di gancyclovir Metabolizzato da esterasi intestinali e epatiche quando somministrato p.o. MOA: stesso di gancyclovir Usi: CMV Effetto collaterale: mielosoppressione

Foscarnet Pirofosfato inorganico Inibisce la DNA polimerasi virale, l’RNA polimerasi, e la transcriptasi inversa dell’ HIV Non richiede fosforilazione per l’attivazione Usi: HSV, VZV, CMV, EBV, HHV-6, HBV, e HIV L’insorgenza di resistenza è dovuta a mutazioni nel gene della DNA polimerasi Effetti collaterali: ipo- o ipercalcemia

Agenti antiretrovirali 1) Inibitori nucleosidici della Transcrittasi inversa (NRTIs) 2) Inibitori non-nucleosidici della Transcrittasi inversa (NRTIs) 3) Inibitori delle proteasi

Tutti i farmaci della classe degli inibitori nucleosidici della trascrittasi inversa (RT) sono substrati dell’RT, enzima fondamentale per la conversione dell’RNA virale in DNA provirale; Per diventare attivi questi farmaci devono essere prima fosforilati da enzimi citoplasmatici della cellula ospite; Dal momento che questi inibitori mancano di un gruppo 3’-idrossi, la loro incorporazione nel DNA ferma l’allungamento della catena.

Attualmente sono sei gli inibitori nucleosidici della trascrittasi inversa approvati dalla FDA: Tali farmaci differiscono nelle vie fosforilative utilizzate e negli effetti collaterali Abacavir Zidovudina Didanosina Stavudina Lamivudina

Inibitori della transcrittasi inversa Zidovudina (AZT) Didanosine- causa pancreatite Lamivudine- causa pancreatite Zalcitabine- causa neuropatie periferiche Stavudine- causa neuropatie periferiche Abacavir

Meccanismo d’azione della Zidovudina (AZT) Analogo della deossitimidina Entra nella cellula per diffusione passiva Viene convertita a trifosfato da una timidin kinasi di mammifero Inibitore competitivo della deossitimidina trifosfato per l’enzima transcrittasi inversa Causa la terminazione della catena dell’acido nucleico

Meccanismo di resistenza della Zidovudina La resistenza è dovuta a mutazioni nel gene della transcrittasi inversa Si verifica più frequentemente dopo prolungata terapia e in pazienti affetti da HIV

Usi clinici Disponibile sia in forma i.v. che p.o. Attiva contro HIV-1, HIV-2, e i virus linfotropici delle T cells umane Usata soprattutto per il trattamento dell’HIV; rallenta la progressione della malattia e aumenta la sopravvivenza Previene la trasmissione dell’HIV da madre a figlio

Effetti collaterali Mielosoppressione, incluse anemia e neutropenia Intolleranza gastrointestinale, mal di testa e insonnia.

Farmacocinetica Ben assorbita nel tratto GI Biodisponibilità: 65% t 1/2 : 1 h Legame alle proteine plasmatiche: 30% Viene escreto come estere glucoronico o tal quale attraverso le urine Attraversa la BBB

Inibitori non nucleosidici della trascrittasi inversa (NNRTIs) Bloccano l’attività della trascrittasi inversa legandosi vicino al sito attivo dell’enzima ed inducendo un cambiamento conformazionale in questo sito; Al contrario degli analoghi nucleosidici, gli inibitori non nucleosidici non subiscono fosforilazione; Sono attivi contro l’HIV-1, ma non contro l’HIV-2; Sono metabolizzati dal CYP450 e quindi suscettibili ad interazioni farmacologiche.

Tre inibitori non nucleosidici sono approvati dalla FDA:

Nevirapina- previene la trasmissioine dell’ HIV da madre a figlio quando somministrata all’inizio dellle doglie e al neonato al momento della nascita Effetto antiretrovirale contro ceppi di HIV resistenti all’AZT MOA: Si lega alla trascrittasi inversa bloccando le polimerasi RNA- e DNA- dipendenti bloccando la funzionalità del sito attivo dell’enzima

Farmacocinetica Ben assorbita nel tratto GI Biodisponibilità: 95% t 1/2 : 4 h Legame alle proteine plasmatiche: 60% Viene metabolizzata come idrossi-derivato ed eliminata come estere glucoronico attraverso le urine Attraversa la placenta e si accumula nel latte materno

Meccanismo d’azione degli NNRTIs Si legano alla transcrittasi inversa su siti differenti a quelli legati dagli NRTIs Danno origine al blocco dell’RNA e del DNA dipendenti dall’attività della DNA polimerasi Non competono con i nucleosidi trifosforilati Non possono essere somministrati singolarmente, ma sempre in associazione

Inibitori della proteasi La proteasi dell’HIV è essenziale per l’infettività virale in quanto taglia la poliproteina virale (gag-pol) negli enzimi virali attivi(trascrittasi inversa, proteasi, integrasi) e in proteine strutturali(p17, p24, p9 e p7). Tutti gli inibitori della proteasi agiscono legandosi reversibilmente al sito attivo della proteasi dell’HIV. Ciò impedisce alla proteasi di tagliare il precursore polipeptidico virale e blocca la successiva maturazione virale. RISULTATO: Le cellule incubate in presenza di inibitori della proteasi dell’HIV producono particelle virali immature e non infettive.

I sei inibitori della proteasi approvati dall’FDA :

Studi clinici hanno dimostrato che gli inibitori delle proteasi dell’HIV sono efficaci inibitori della replicazione del virus e che l’induzione della resistenza ha luogo più lentamente rispetto agli inibitori non nucleosidici della trascrittasi inversa.

La proteasi rompe le molecole precursori per produrre virioni maturi e infettivi Gli inibitori delle proteasi inibiscono la proteasi e dunque bloccano il diffondersi dell’infezione Possono causare una sindrome di alterata distribuzione nell’organismo del grasso corporeo, resistenza all’insulina e iperlipidemia Inibitori delle Proteasi

Indinavir e Ritonavir MOA: Specifici inibitori della proteasi dell’ HIV-1 MOR: mediato dall’espressione di sostituzioni degli aa della proteasi multiple e variabili Effetti collaterali: iperbilirubinemia Controindicazioni: - inibitori/substrati del CPY3A4

Inibitori della fusione Enfuvirtide (T-20)- si lega alla subunità gp41 del rivestimento della glicoproteina virale, prevenendo i cambiamenti conformazionali richiesti per la fusione delle membrane cellulari e virali Mediante il blocco della fusione (entrata nella cellula), Enfuvirtide previene l’infezione delle cellule CD4 da parte dell’HIV

Nucleoside reverse transcriptase inhibitor (NRTI), non-nucleoside reverse transcriptase inhibitor (NNRTI) and protease inhibitor (PI) classes prevent the replication of HIV by working inside CD4 cells after they have been infected with HIV. The drugs in these three classes then target specific steps in the replication process to prevent the creation of new HIV particles. Fusion inhibitors differ from these drugs because they work on the outside of the cell to prevent HIV from fusing with, and infecting the CD4 cells in the first place.

Agenti anti-epatite Lamivudine –Inibitore Nucleotidico della Trascrittasi Inversa (NRTI) Adefovir –Inibitore Nucleotidico Interferone Alfa Interferone Alfa peghilato Ribavirin

Interferoni Interferone Alfa Induce gli enzimi della cellula ospite che inibiscono la traslazione dell’RNA virale e causano la degradazione dell’ mRNA e del tRNA virale Si lega ai recettori di membrana sulla superficie della cellula Può anche inibire la penetrazione virale, la sintesi dell’mRNA la traslazione, l’assemblaggio e il rilascio del virione

Ribavirin Analogo della guanosina Viene fosforilato nella cellula dagli enzimi dell’ospite Inbisce la RNA polimerasi virale RNA- dipendente Inibisce la replicazione dei virus RNA e DNA

Agenti anti-influenza Amantadina Rimantadina Zanamivir Oseltamivir

Amantadina e Rimantadina –Ammine cicliche –Inibiscono lo srotolamento dell’RNA virale bloccando in questo modo la replicazione –La resistenza che si può sviluppare è dovuta a mutazioni nella sequenza dell’ RNA codificante per la proteina strutturale M2 –Usate nella prevenzione e nel trattamento dell’ influenza A

Schweighofer I. J.,Pohorille A.2000.Computer Simulation of Ion Channel Gating: The M 2 Channel of Influenza A virus in a lipid bi-layer. Biophysics. 78:

Posizione dei residui di His e interazione dell’amantadina con questi residui Gandhi, C. S Cu(II) Inhibition of the ProtonTranslocation Machinery of the Influenza A Virus M2 Protein. Journal of Biological Chemistry. 274:

Zanamivir e Oseltamivir Inibiscono la neuramidasi enzimatica Inibiscono la replicazione dei virus dell’ influenza A e influenza B Trattamento delle infezioni influenzali non complesse Somministrati per via nasale