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

STADI DELLA REPLICAZIONE VIRALE HIV

(Group-specific Antigen): codifica per p24 - the viral capsid; p9 and p7- the nucleocapsid proteins; p17 - a matrix protein. codifica per reverse transcriptase, integrase, protease which cleaves the proteins derived from gag and pol into functional proteins. ( for "envelope"): codifica per gp120 gp41, proteins embedded in the viral envelope which enable the virus to attach to and fuse with target cells. HIV struttura e genoma gag pol env

1982: Emofilici trasfusi, Omosessuali, Tossicodipendenti 1983: Isolamento del virus HIV 1987: Introduzione in terapia della Zidovudina 1991: Introduzione in terapia della Didanosina 1992: Inizia la terapia di associazione nucleosidica : Introduzione di Inibitori della Proteasi HHRT (Highly Active Antiretroviral Therapy) (Triplice associazione) 1996: Introduzione di Inibitori Non Nucleosidici della Trascrittasi (Nevirapina) 2003: Introduzione degli Inibitori della fusione: Enfuvirtide AIDS E FARMACI ANTI HIV Storia PREMI NOBEL : Segnalazione di Polmoniti da P. Carini e Sarcoma di Kaposi. Nuova malattia: AIDS Luc Montagnier e Robert Gallo

 INIBITORI DELLA FUSIONE  INIBITORI PROTEASI  INIBITORI TRASCRITTASI INVERSA - NUCLEOSIDICI e NUCLEOTIDICI (competitivi) - NON NUCLEOSIDICI (non competitivi) FARMACI ANTI-HIV

 INIBITORI DELLA FUSIONE  INIBITORI PROTEASI  INIBITORI TRASCRITTASI INVERSA - NUCLEOSIDICI e NUCLEOTIDICI (competitivi) - NON NUCLEOSIDICI (non competitivi) FARMACI ANTI-HIV

FASI per l’INGRESSO di HIV in CD4+ T cell legame HIV al recettore CD4 (gp120 - CD4 binding) legame ai co-recettori (gp120 – co-receptor interaction) fusione di virus e cellula (gp41-mediated membrane fusion) Il virus entra nelle cellule tramite l’interazione delle sue glicoproteine dell’involucro gp120 e gp41 (codificate dal gene Env), e i recettori posti sulla membrana cellulare dei linfociti CD4, tramite il legame ai corecettori CCR5 e CXCR4 delle chemochine

La GLICOPROTEINA ENVELOPE (ENV) è responsabile dell’entrata del virus HIV nelle cellule. E’ costituita da: 3 subunità gp120 attaccate a 3 subunità gp41. GLICOPROTEINA ENV (Envelope) La prima tappa richiesta per l’infezione è il legame della proteina Env al recettore CD4. Il legame al CD4 induce la formazione e/o l’esposizione di una regione altamente conservata sulla gp 120, denominata “bridging sheet”, che è importante per il legame ad un secondo recettore, denominato “corecettore”. HIV usa sia CCR5 o CXCR4 come corecettori. Il legame al corecettore induce le modificazioni conformazionali finali nel Env che porta alla fusione con la membrana.

FARMACI INIBITORI DELL’INGRESSO di HIV Gli “inibitori dell’ingresso” sono antagonisti co-recettoriali che agiscono all’esterno della cellula bersaglio. Legandosi alle cellule bersaglio dell’uomo (cellule T e macrofagi) prevengono l’ingresso e, di conseguenza, la replicazione del virus.

ENFUVIRTIDE (Fuzeon  ) Enfuvirtide (T-20) è un peptide costituito da 36 amminoacidi. Legando la porzione extracellulare della glicoproteina gp41 presente nell’envelope del virus, il farmaco previene il completo cambio conformazionale che è richiesto per la fusione e l’entrata del virus nella cellula.

FARMACOCINETICA Preparati farmaceutici90 mg/f SomministrazioneSottocutanea: 90 mg x 2 /die AssorbimentoC max : 5  g/mlTC max :4 ore Biodisponibilità sottocutanea: 89% Distribuzione Legame proteico: 92% (Albumine,Glicoproteina-  ) Vd: 5,5 L (Volume ematico) Emivita plasmatica: 3,8 ore MetabolismoEpatico e Tessutale: Peptidasi e Proteinasi Idrolisi, Deaminazione. Catabolismo degli aminoacidi ENFUVIRTIDE (Fuzeon  )

INDICAZIONI  Terapia dell’infezione da HIV in pazienti con evidenza di replicazione HIV nonostante continua terapia antiretrovirale (in associazione con altri antiretrovirali nucleosidi + antiproteasi) TOSSICITA’ Irritazione nella sede di iniezione. Diarrea, Nausea, Vomito, Astenia Aumentata incidenza di polmonite batterica. Neuropatia periferica Insonnia, Mialgie, Linfoadenopatie Diminuzione dell’appetito e del peso corporeo ENFUVIRTIDE (Fuzeon  ) RESISTENZA Principalmente dovuta a mutazioni del tripeptide 36, 37 e 38 nel dominio HR1 della gp41 (sostituzione di aminoacidi): G36S (Glicina con Serina) V38M (Valina con Metionina) Resistenza secondaria - legata a mutazioni dei residui aminoacidici fra 36 e 45; può avvenire rapidamente in pazienti che ricevono Enfuvirtide a dosi subterapeutiche o in monoterapia.

MARAVIROC (Celsentri  ) Maraviroc (UK ) è un antagonista del recettore CCR5 Il farmaco inibisce il legame tra il virus HIV e le proteine di superficie (recettori CCR5 o CXCR4) delle cellule CD4, impedendo al virus di replicare sé stesso all'interno della cellula.

FARMACOCINETICA Somministrazioneorale 90 mg x 2 /die Assorbimentovariabile nel tratto gastrointestinale. C max raggiunte in 2 ore (T max ). Biodisponibilità 33% Distribuzione Legame proteico: 76% (Albumine,Glicoproteina-  ) MetabolismoEpatico Cyp3A4 Eliminazione20%renale; 80%fecale SUBSTRATO DELLA GLICOPROTEINA-P MARAVIROC (Celsentri  )

IBALIZUMAB L'Ibalizumab (o TNX-355) è un anticorpo monoclonale murino Il farmaco inibisce il legame tra il virus HIV e le proteine di superficie (recettori CCR5 o CXCR4) delle cellule CD4, impedendo al virus di replicare sé stesso all'interno della cellula. Ibalizumab è attualmente in fase di sviluppo

FARMACI INIBITORI DELLA REPLICAZIONE e MATURAZIONE di HIV

Sono omodimeri simmetrici costituiti da 2 catene di 99 aminoacidi, ciascuna catena contiene un tripeptide aspartico come sito catalitico. Partecipano alle modificazioni post-traslazionali delle proteine e contribuiscono alla formazione delle forme funzionali mature PROTEASI ASPARTICHE di HIV

INIBITORI DELLE PROTEASI ASPARTICHE di HIV I farmaci inibitori delle proteasi modificano l’attività dell’enzima. L’inibizione dell’HIV-proteasi porta alla liberazione di particelle virali immature che non sono infettive

INIBITORI DELLE PROTEASI ASPARTICHE di HIV

FARMACOCINETICA SomministrazioneCapsule: 100, 200, 400 mg Dose consigliata: 800 mg/3 die) Assorbimentobasso e variabile nel tratto gastrointestinale. Il cibo riduce l’assorbimento MetabolismoEpatico Cyp3A4; INDINAVIR (Crixivan  ) LA DOSE GIORNALIERA DEVE ESSERE VARIATA IN RELAZIONE AL CO- TRATTAMENTO CON FARMACI INIBITORI O INDUTTORI DEL METABOLISMO EPATICO Dolore addominale, astenia, nausea, diarrea, vomito, cefalea, insonnia. Anemia emolitica, calcolosi renale, insufficienza epatica. lipodistrofia, osteonecrosi sindrome da riattivazione immunitaria.

FARMACOCINETICA Somministrazioneorale (600 mg/3 die) Assorbimentobasso e variabile nel tratto gastrointestinale. Biodisponibilità non nota da solo. MetabolismoEpatico Cyp3A4; inibito da RITONAVIR SAQUINAVIR (Invirase  ) LA COMBINAZIONE CON RITONAVIR (1000/100 mg/2 die) GARANTISCE MIGLIORE DISTRIBUZIONE SISTEMICA E MANTENIMENTO DEI LIVELLI TERAPEUTICI PER CIRCA 24 ORE Come tutti gli altri farmaci anti-HIV, SAQUINAVIR può indurre lipodistrofia, osteonecrosi sindrome da riattivazione immunitaria. I pazienti con infezione da epatite B o C possono essere esposti a un maggiore rischio di sviluppare danni al fegato se trattati con Saquinavir

RITONAVIR (Norvir  ) CORRENTEMENTE VIENE UTILIZZATO PER L’EFFETTO DI INIBITORE ENZIMATICO. VIENE QUINDI SOMMINISTRATO (A DOSI PIÙ BASSE RISPETTO A QUELLE NECESSARIE PER L’AZIONE ANTIVIRALE) IN COMBINAZIONE CON ALTRI INIBITORI DELLE PROTEASI DI CUI AUMENTA LA POTENZA Iperglicemia Ipertrigliceridemia Ipercolesterolemia Aumento transaminasi Aumento CPK l’iperglicemia sembra legata alla diretta capacità del ritonavir di inibire la traslocazione del GLUT4, favorendo quindi l’insorgenza di insulino-resistenza e iperinsulinemia Ritonavir induce il CYP 1A2 ma inibisce le principali isoforme del CYP450 (3A4 and 2D6).

INIBITORI DELLE PROTEASI ASPARTICHE di HIV EFFETTI INDESIDERATI

 Sono state identificate 11 posizioni aminoacidiche residue della proteasi dell’HIV-1, la cui sostituzione è associata a resistenza.  Nessuna singola sostituzione è in grado di produrre una resistenza valutabile. Elevati livelli di resistenza derivano dalla co-espressione di un numero di sostituzioni superiore alle undici posizioni indicate.  Vi è resistenza crociata verso diversi inibitori delle proteasi  Consegue a mutazioni del genoma virale (sostituzioni aa nella proteasi). INIBITORI DELLE PROTEASI ASPARTICHE di HIV RESISTENZA

NUOVI INIBITORI DELLE PROTEASI ASPARTICHE di HIV Più potenti e stabili, attivi anche contro alcuni ceppi divenuti resistenti ai più vecchi inibitori. Utilizzati comunque sempre in associazione per evitare l’insorgenza di nuove resistenze

FARMACI INIBITORI DELLA REPLICAZIONE e MATURAZIONE di HIV

- NUCLEOSIDICI e NUCLEOTIDICI ZIDOVUDINA (Retrovir* Glaxo Wellcome) (Combivir*, Trivizir*) 100 mg tid - cid o 200 mg os tid Endovena infusione DIDANOSINA (Videx* Bristol -M Squibb) mg bid ZALCITABINA (Hivid* Roche)0, ,75 mg tid STAVUDINA (Zerit* Bristol-M Squibb)40 mg bid LAMIVUDINA (Epivir* Glaxo Wellcome ) (Combivir*) 150 mg bid ABACAVIR (Ziagen* Glaxo)300 mg bid TENOFOVIR (Viread* GILEAD)245 mg x 1/die - NON NUCLEOSIDICI FARMACODOSAGGIO/os NEVIRAPINA (Viramune* Boehringer)200 mg x 1-2/die EFAVIRENZ (Sustiva* Bristol)600 mg x 1/die INIBITORI DELLA TRASCRITTASI INVERSA

La zidovudina, inibitore nucleosidico della transcrittasi inversa (o analogo nucleosidico), è stato il primo farmaco contro l’HIV; nella prevenzione dell’AIDS dementia-complex è stata usata da sola a dosi alte ma oggi si preferisce somministrarla a dosaggi standard insieme ad altri farmaci. Chemical Name: Azidothymidine Generic Name: Zidovudine Nick Name: AZT Brand Name: Retrovir ® ZIDOVUDINA (Retrovir  )

inibisce la trascrittasi inversa (RT) AZT è convertita nella forma trifosfato esclusivamente da enzimi cellulari From DeClercq Nature Reviews Drug Discovery 1, 13 (2002) compete con il pool cellulare di timidina ZIDOVUDINA (Retrovir  )

FARMACOCINETICA Preparati farmaceutici 100 mg/cps; 250 mg/cps; 300 mg/cpr, sciroppo 1% Soluzione iniettabile 1% 20 ml/fiala SomministrazioneOrale: 200 mg x 3 /die AssorbimentoBiodisponibilità orale: 66% (52-75%) DistribuzioneLegame Proteico: 35% Volume distribuzione: 1,6 L/kg Passa nel LCS (rapporto 0,60 - 0,85) e la BFP T 1/2 plasmatico: 1 h - T 1/2 intracellulare: 3-4 h MetabolismoEpatico: Glicuronazione, Riduzione N 3  NH 2 EliminazioneRenale: 90%: metaboliti 60% immodificata % ZIDOVUDINA (Retrovir  )

INDICAZIONI Trattamento dell’infezione da HIV in associazione con altri antiretrovirali Prevenzione della trasmissione materno fetale del HIV TOSSICITA' Mielodepressione (Leucopenia, Neutropenia, Anemia) Miosite (inibizione della DNA polimerasi  mitocondriale) Acidosi lattica, Steatosi epatica, Insufficienza epatica (inibizione della DNA polimerasi  mitocondriale) INTERAZIONI FARMACOLOGICHE (paracetamolo, cimetidina,etc) ZIDOVUDINA (Retrovir  )

ZIDOVUDINA (Retrovir  ) PROFILASSI TRASMISSIONE MATERNO-FETALE

RESISTENZA Mutazione nel gene HIV pol  Mutazione al codon 74 (Leu  Val) (interessa anche la Zalcitabina) Mutazione al codon 184 (Met  Val) Mutazione al codon 65 (Lys  Arg) La mutazione al codon 74 può antagonizzare la mutazione 215 e ripristinare la sensibilità del HIV alla Zidovudina DIDANOSINA (Videx  )

FARMACOCINETICA Somministrazione Orale: mg/die Assorbimento Biodisponibilità orale : % Cmax = 20  mol/L ( 10 mg/kg per os) Distribuzione Legame proteico : < 5% E’ meno lipofila della zidovudina Volume di distribuzione = 54L (1,01L/kg) Passa la BEE (conc.= 20% del plasma) Passa la barriera placentare. Emivita plasmatica: 1 ora 0,76 - 2,74 ore dopo dosi multiple orali L'emivita intracellulare del metabolita attivo ddATP è di 12 h Metabolismo E' metabolizzata a ddATP, ipoxantina e acido urico Eliminazione Renale: % immodificata DIDANOSINA (Videx  )

TOSSICITA’  Neuropatia periferica (13-14%) (inibizione della DNA polimerasi  mitocondriale) Parestesie, Torpore, Dolore alle estremità  Pancreatite (inibizione della DNA polimerasi  mitocondriale) Dolore addominale, Aumento di amilasi e lipasi, Iperglicemia Disturbi del sistema nervoso centrale Cefalea, Insonnia, Convulsioni Iperuricemia Epatite Tossicità retinica INTERAZIONI FARMACOLOGICHE H 2 antagonisti, Ketoconazolo, Itraconazolo: (assorbimento) Isoniazide. Etambutolo: (neurotossicità) Pentamidina: (pancreatite) DIDANOSINA (Videx  )

ABACAVIR (Ziagen  ) FARMACOCINETICA Somministrazione Orale:300 mg x 2 /die Assorbimento Biodisponibilità orale: 83% Distribuzione Legame proteico: 50% Volume distribuzione: 0,86 L/kg Passa nel LCS: % Emivita plasmatica: ore Metabolismo Epatico: ampio. Alcol deidrogenasi e Glucuronil transferasi Metabolita 5 carbossilico; Metabolita 5-Glucuronide Eliminazione Renale: metaboliti: 71%  5-Glicuronide (36%); 5-Carbossilico (30%) Non identificati (15%)  immodificata :1% Fecale: 16 %

EFAVIRENZ (Sustiva  ) Inibitore non nucleosidico della trascrittasi inversa RESISTENZA Rapida in monoterapia Mutazione K103N/L100N, L100N / K103N, K103N / V1081 FARMACOCINETICA Somministrazione Orale: 600 mg x 1 /die Assorbimento Biodisponibilità orale: 50% Distribuzione Legame proteico: 99.5% Volume distribuzione: 2-4 L/kg Passa scarsamente nel LCS Emivita plasmatica: ore (dose singola) ore (dosi multiple) Metabolismo Epatico: Citocromo P450 (CYP3A4 e CYP2B6) (induzione metabolica) Eliminazione Renale: % (< 1% immodificata) Fecale: %

HIV LIFE CYCLE AND THE SITES OF ACTION OF ANTIRETROVIRAL DRUGS. Reverse transcriptase inhibitors inhibit the viral reverse transcriptase, either by competing with natural nucleosides (NRTIs) or by reducing its catalytic activity (NNRTIs). PIs deactivate the HIV-1 protease, preventing the generation of new virions capable of infecting other cells. Integrase inhibitors block viral DNA integration in the nuclear genome. Fusion inhibitors prevent the fusion between the virus envelope and host cell membrane, and CCR5 inhibitors block the interaction between the virus and the CCR5 receptor in the host cell membrane. Abbreviations: NRTIs, nucleoside reverse transcriptase inhibitors; NNRTIs, non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors; PIs, protease inhibitors; RT, reverse transcriptase; CCR5, C-C chemokine receptor type 5.