IMMUNOFARMACOLOGIA DEFINIZIONE BRANCA DELLA FARMACOLOGIA CHE STUDIA I FARMACI CHE AGISCONO SUL SISTEMA IMMUNITARIO INIBENDO (F. IMMUNOSOPPRESSORI) O STIMOLANDO (F. IMMUNOSTIMOLANTI) LA SUA ATTIVITA’ CLASSIFICAZIONE DEI FARMACI ATTIVI SUL SISTEMA IMMUNITARIO A) FARMACI IMMUNOSOPPRESSORI BLOCCANTI SELETTIVI DELLA PROLIFERAZIONE DEI LINFOCITI T CICLOSPORINA - TACROLIMUS - SIROLIMUS - MICOFENOLATO MOFETIL - ANTICORPI GLUCOCORTICOIDI CITOTOSSICI (METOTREXATE, AZATIOPRINA, CICLOFOSFAMIDE) FTY 720 B) FARMACI TOLLEROGENI C) FARMACI IMMUNOSTIMOLANTI BACILLO DI CALMETTE-GUERIN LEVAMISOLO CITOCHINE (INTERFERON ALFA, INTERLEUCHINA-2) TALIDOMIDE

TACROLIMUS MICOFENOLATO MOFETIL SITI D’AZIONE DEI FARMACI IMMUNOSOPPRESSORI GLUCOCORTICOIDI CITOTOSSICI ANTI-CD3, ANTI-TM  GLUCOCORTICOIDI FTY720 CELLULE T CITOTOSSICHE CD8 Ag IL-2  CD3 CD4 ATT. CPA CD4 IL-1 CICLOSPORINA TACROLIMUS MICOFENOLATO MOFETIL IMMUNOGLOBULINE SIROLIMUS ANTI-CD25 MHC-II B PLASMACELLULE CITOCHINE

E’IL PIU’ IMMEDIATO CASO DI RIGETTO CHE ABBIA MAI VISTO!! CICLOSPORINA A E’IL PIU’ IMMEDIATO CASO DI RIGETTO CHE ABBIA MAI VISTO!! TACROLIMUS

GM-CSF IL-2 IL3 IL4 TNF-α IFN-γ MECCANISMI MOLECOLARI COINVOLTI NEL’ATTIVAZIONE DEI LINFOCITI CD4 IN SEGUITO ALL’INTERAZIONE CON LE CELLULE PRESENTANTI L’ANTIGENE R CPA A SMI II CD3 CPA = cellula presentante l’antigene SMI = sistema maggiore di istocompatibilità A = antigene processato CaM = calmodulina FNCTA = fattore nucleare delle cellule T attivate IL-1 GM-CSF IL-2 IL3 IL4 TNF-α IFN-γ FNCTA INDUZIONE GENICA + NUCLEO CALCINEURINA Ca2+/CaM P Ca2+i CD4 CICLOFILLINA CITOPLASMA

GM-CSF IL-2 IL3 IL4 TNF-α IFN-γ MECCANISMO D’AZIONE DELLA CICLOSPORINA R CPA A SMI II CD3 - Inibizione calcineurina - Aumento TGF- IL-1 GM-CSF IL-2 IL3 IL4 TNF-α IFN-γ FNCTA INDUZIONE GENICA + NUCLEO CALCINEURINA Ca2+/CaM P Ca2+i CICLOFILLINA CICLOS. A + CD4 CICLOS. A CITOPLASMA

VIE DI SOMMINISTRAZIONE CICLOSPORINA A: FARMACOCINETICA VIE DI SOMMINISTRAZIONE ENDOVENOSA ORALE CAPSULE GELATINOSE MICROEMULSIONI BIODISPONIBILITA’ VARIABILE BIODISPONIBILITA’ + COSTANTE [p] VARIABILI [p] + COSTANTI DIFFICOLTA’ DI GESTIONE DOMICILIARE DEL PAZIENTE MIGLIORE GESTIONE DOMICILIARE DEL PAZIENTE Pasto ad alto contenuto lipidico Pasto a basso contenuto lipidico TEMPO (ORE) [P] (ng/ml) Curve di concentrazione plasmatiche di ciclosporina somministrata dopo un pasto ad alto o basso contenuto lipidico

AUMENTO DELLA TOSSICITA’ CICLOSPORINA A: FARMACOCINETICA DISTRIBUZIONE - Accumulo nei globuli rossi e nei linfociti - Passaggio barriera emato-encefalica METABOLISMO INTESTINALE, EPATICO (CYP 3A4) CLEARANCE [P] - ERITROMICINA - KETOCONAZOLO - VERAPAMILE, NICARDIPINA - METILPREDNISOLONE - INDINAVIR - POMPELMO - FENOBARBITALE, FENITOINA - RIFAMPICINA, NAFCILLINA RIGETTO DEL TRAPIANTO AUMENTO DELLA TOSSICITA’ ELIMINAZIONE Biliare

Costrizione arteriole circolo sistemico CICLOSPORINA A: EFFETTI INDESIDERATI Att. SRA - ET-1 - Trombossano - PG ? Costrizione arteriole circolo sistemico ? NEFROTOSSICITA’ Vasocostrizione Disfunzione circolo renale Ciclosporina Costrizione arteriole afferenti glomerulari Aumento TGF- IPERTENSIONE ? - EPATOTOSSICITA’ - NEUROTOSSICITA’ - IRSUTISMO - IPERPLASIA GENGIVALE - IPERLIPIDEMIA - IPERURICEMIA - TOSSICITA’ GASTROINTESTINALE - PREDISPOSIZIONE A INFEZIONI E NEOPLASIE

CICLOSPORINA A: USI TERAPEUTICI - CD8 CITOTOSSICI PC B CD4 IL-1 IL-4 IL-5 IL-6 IL-2 CPA GLUCOCORTICOIDI CICLOSPORINA ASSOCIAZIONE CICLOSPORINA-GLUCOCORTICOIDI NELLA PREVENZIONE DEL RIGETTO DEI TRAPIANTI In associazione con glucocorticoidi!! + azatioprina/micofenolato mofetil/sirolimus TRAPIANTI D’ORGANO SINDROME DI BECHET OCULARE UVEITE ENDOGENA PSORIASI DERMATITE ATOPICA SINDROME NEFROSICA ARTRITE REUMATOIDE Solo se la terapia standard è inefficace!!

FATTORI CHE GIUSTIFICANO IL MONITORAGGIO DEI LIVELLI PLASMATICI DELLA CICLOSPORINA A ELEVATA VARIABILITA’ FARMACOCINETICA POSSIBILITA’ DI INTERAZIONI FARMACOLOGICHE POSSIBILITA’ DI DIAGNOSI DIFFERENZIALE TRA INIZIALE RIGETTO DEL TRAPIANTO E NEFROTOSSICITA’ DA CICLOSPORINA VALUTAZIONE DELL’ ADERENZA ALLA TERAPIA RIDUZIONE DEI DOSAGGI AL MINIMO IN CORSO DI TERAPIA DI MANTENIMENTO

GM-CSF IL-2 IL3 IL4 TNF-α IFN-γ MECCANISMO D’AZIONE DEL TACROLIMUS R CPA A SMI II CD3 - Inibizione calcineurina - Aumento TGF- IL-1 GM-CSF IL-2 IL3 IL4 TNF-α IFN-γ FNCTA INDUZIONE GENICA + NUCLEO CALCINEURINA Ca2+/CaM P Ca2+i FKBP-12 TACROLIM + CD4 TACROLIM CITOPLASMA

TACROLIMUS STESSO MECCANISMO D’AZIONE DELLA CICLOSPORINA CARATTERISTICHE FARMACOCINETICHE SIMILI ALLA CICLOSPORINA TOSSICITA’ SIMILE ALLA CICLOSPORINA USI TERAPEUTICI UGUALI ALLA CICLOSPORINA

PROLIFERAZIONE CELLULARE PROLIFERAZIONE CELLULARE RAPAMICINA (SIROLIMUS): MECCANISMO D’AZIONE IL-2 CPA CD4 IL-2 mTOR(i) mTOR (a) ciclo cellulare G1 S PROLIFERAZIONE CELLULARE + FKBP R = RAPAMICINA mTOR = MAMMALLIAN TARGET OF RAPAMYCIN FKBP = FK BINDING PROTEIN IL-2 mTOR(i) mTOR (a) ciclo cellulare G1 S BLOCCO PROLIFERAZIONE CELLULARE + FKBP R -

RAPAMICINA (SIROLIMUS) FARMACOCINETICA Scarsa biodisponibilità orale Interazioni con pasti ricchi di grassi Distribuzione all’interno delle cellule sanguigne Metabolismo epatico (citocromo CYP3A4) T/2 62: ore TOSSICITA’ Aumento tossicità renale indotta da coclosporina/tacrolimus Aumento colesterolo e trigliceridi Anemia Leucopenia Trombocitopenia Febbre Disturbi gastro-intestinali - Predisposizione a infezioni e neoplasie USI TERAPEUTICI - Trapianti d’organo (in associazione/alternativa a ciclosporina e tacrolimus) - Prevenzione restenosi delle protesi vascolari (stent) - Trattamento neoplasie (in fase di studio)

RAPAMICINA Arteria nei giorni successivi lo stent Arteria nei mesi successivi lo stent Arteria prima dello stent Fattori di crescita, proliferazione di leucociti Macrofagi Leucociti Citochine Restenosi Arteria nei giorni successivi lo stent Miociti vascolari Placca aterosclerotica Stent “medicato” con rapamicina a lento rilascio Deposizione di piastrine e fibrinogeno Arteria subito dopo lo stent Arteria nelle settimane successive lo stent Ispessimento dell’intima proliferazione delle cellule muscolari lisce

Glicina CO2 Gruppi aminici Formile Maggior parte delle cellule MICOFENOLATO MOFETIL: MECCANISMO D’AZIONE Linfociti T e B Glicina CO2 Gruppi aminici Formile Maggior parte delle cellule Catabolismo DNA Ipoxantina Sintesi “de novo” ADENINA GUANINA Inosina Monofosfato Deidrogenasi X X + - Ac. micofenolico MICOFENOLATO MOFETIL SINTESI DNA X Linfociti T e B Maggior parte delle cellule Maggior parte delle cellule Maggior parte delle cellule

MICOFENOLATO MOFETIL: FARMACOCINETICA, EFFETTI INDESIDERATI, USI TERAPEUTICI Ac. Micofenolico FEGATO Glucuronide ac. micofenolico Via orale Via endovenosa RENE ELIMINAZIONE Circolo E-E Azione farmacologica X Tacrolimus - Antiacidi Colestiramina - Aciclovir, ganciclovir EFFETTI INDESIDERATI - Disturbi gastro-intestinali - Leucopenia - Infezioni da citomegalovirus USI TERAPEUTICI - Prevenzione del rigetto dei trapianti

ANTICORPI MONOCLONALI: CONSIDERAZIONI GENERALI COME AGISCONO? 1) BLOCCO DELLA FUNZIONE DELL’ANTIGENE BERSAGLIO 2) LISI DELLA CELLULA CHE ESPRIME L’ANTIGENE BERSAGLIO 3) TRASPORTO DI SOSTANZE ATTIVE A CELLULE CHE ESPRIMONO L’ANTIGENE BERSAGLIO CHE TIPO DI PROBLEMI POSSONO DARE? 1) REAZIONI ALLERGICHE 2) SOPPRESSIONE DI FUNZIONI FISIOLOGICHE LEGATE AL LEGAME CON L’ANTIGENE BERSAGLIO 3) ATTIVAZIONE DI CELLULE BERSAGLIO CHE TIPO DI IMPIEGO POSSONO AVERE IN TERAPIA? 1) PREVENZIONE E TERAPIA DEL RIGETTO DEI TRAPIANTI 2) MALATTIE AUTOIMMUNITARIE (ARTRITE REUMATOIDE E MORBO DI CROHN) 3) TERAPIA DEL CANCRO (LINFOMI NON-HODGKIN, CANCRO DELLA MAMMELLA 4) MALATTIE INFETTIVE (SEPSI, VIRUS RESPIRATORIO SINCIZIALE) COME SI OTTENGONO? 1) DA ANIMALI (TOPI) 2) PER SINTESI

PRODUZIONE DI ANTICORPI MONOCLONALI MURINI Coltura di cellule di mieloma Immunizzazione con l’Ag selezionato Prelievo linfociti B da milza e linfonodi Linfociti B di mieloma Fusione Selezione delle plasmacellule ibride (ibridomi) e loro clonaggio Identificazione degli ibridomi che producono AC monoclonali diretti verso l’Ag usato per l’immunizzazione e loro riclonaggio Espansione Ibridomi che producono solo l’AC di intersse Colture di ibridomi, estrazione degli AC nonoclonali dal supernatante e loro purificazione Congelamento per usi futuri Uso sperimentale PROBLEMI CON GLI ANTICORPI MURINI - Il frammento Fc lega il complemento - Bassa emivita - Alta immunogenicità

TIPI DI ANTICORPI MONOCLONALI (IgG) AC murino Chimera AC umanizzato Fab Fc murino umano Catena leggera Catena pesante Regioni determinanti la complementarietà VANTAGGI DEGLI ANTICORPI UMANIZZATI - Possibilità di costruire un frammento Fc “su misura” - Maggiore emivita - Ridotta immunogenicità

ANTICORPI MONOCLONALI ANTI-CD3: MECCANISMO D’AZIONE CPA LINF. CD4 ATTIVATO LINF. CD4 NON ATTIVATO AC ANTI-CD3 CD3

ANTICORPI ANTI-CD3 MURINI: EFFETTI INDESIDERATI E USI TERAPEUTICI LISI CELLULARE RILASCIO CITOCHINE REAZIONE Ag- AC CD3 LINFOCITA CD4 ATTIVAZIONE COMPLEMENTO FORMAZIONE ANTICORPI - SINDROME DA RILASCIO DI CITOCHINE - REAZIONI ALLERGICHE - RIGETTO ALLA SOSPENSIONE DELLA TERAPIA - RISCHIO INFEZIONI E NEOPLASIE - RIDUZIONE EFFICACIA NEL TEMPO INTERNALIZZAZIONE DEL CD3 RIDISTRIBUZIONE USI TERAPEUTICI - TRATTAMENTO DEL RIGETTO ACUTO DI TRAPIANTO RENALE

ANTICORPI ANTI-CD3 UMANIZZATI: EFFETTI INDESIDERATI LINFOCITA CD4 REAZIONE Ag- AC FORMAZIONE ANTICORPI USI TERAPEUTICI - TRATTAMENTO DEL RIGETTO ACUTO DI TRAPIANTO RENALE - REAZIONI ALLERGICHE - RIGETTO ALLA SOSPENSIONE DELLA TERAPIA - RISCHIO INFEZIONI E NEOPLASIE

BLOCCO REPLICAZIONE LINFOCITI T ANTICORPI ANTI CD25 (CHIMERICI) ANTI-CD25 IL-2 R LINFOCITA T ATTIVATO BLOCCO REPLICAZIONE LINFOCITI T EFFETTI INDESIDERATI - REAZIONI DA IPERSENSIBILITA’ USI TERAPEUTICI - PROFILASSI DEL RIGETTO ACUTO DI TRAPIANTO

CITOTOSSICITA’ BLOCCO DELLA FUNZIONE LINFOCITARIA ANTICORPI ANTITIMOCITI (POLICLONALI) Timociti umani Gamma globulina (AC antitimocita) CD2 CD3 CD4 CD8 CD1a CD18 CD25 CD44 CD45 LINFOCITA T EFFETTI INDESIDERATI - REAZIONI DA IPERSENSIBILITA’ - INFEZIONI E NEOPLASIE CITOTOSSICITA’ BLOCCO DELLA FUNZIONE LINFOCITARIA USI TERAPEUTICI - TRATTAMENTO DEL RIGETTO ACUTO DI TRAPIANTO RENALE - INDUZIONE DI IMMUNOSOPPRESSIONE

IMMUNOSOPPRESSORI CITOTOSSICI: AZATIOPRINA 6-mercaptopurina metaboliti vari INIBIZIONE SINTESI “DE NOVO” DELLE PURINE INIBIZIONE SINTESI DI RNA E DNA IMMUNOSOPPRESSIONE TOSSICITA’ - PREVENZIONE DEL RIGETTO DI TRAPIANTO - Artrite reumatoide - Dermatomiosite - Anemia emolitica autoimmune - Colite ulcerativa e m. di Crohn MIELOTOSSICITA’ LEUCOPENIA TROMBOCITOPENIA ANEMIA EPATOTOSSICITA’ ALOPECIA PANCREATITE RISCHIO INFEZIONI RISCHIO NEOPLASIE DISTURBI G-I metaboliti inattivi xantino-ossidasi Allopurinolo MORTE CELLULARE

IMMUNOSOPPRESSORI CITOTOSSICI: CICLOFOSFAMIDE Metaboliti attivi Alchilazione della guanina - Alteraz. codice genetico - Rottura anello guanina - Depurinazione del DNA - Legame guanina-guanina EFF. CITOCIDA EFF. ANTIPROLIFER. EFFETTI TERAPEUTICI TOSSICI - Poliarterite nodosa - Glomerulonefriti - Vasculiti - Fibrosi polmonare - Trapianto di midollo - Depressione midollare - Rischio infezioni - Alopecia - Sterilità - Rischio neoplasie - Disturbi G-I

FTY720: MECCANISMO D’AZIONE Linfocita T