2-7 antivirali

8/18/2019 2-7 antivirali

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Virus e farmaci antiviraliVirus e farmaci antivirali I Virus non sono organismi cellulari, hanno dimensioni

nettamente inferiori (20-400 nm) a quelle dei batteri e sono ingrado di infettare tutte le cellule viventi.

Essendo privi di enzimi coinvolti nel metabolismo energetico edi sistemi di sintesi proteica, essi sono dei parassiti che simoltiplicano a spese del sistema metabolico della cellula ospite.

Possono iniziare il loro ciclo infettivo subito dopo l’attaccooppure rimanere per lunghi periodi in stato latente nei sitiintra-cellulari dell’ospite fino a che un evento esterno nescateni la riproduzione.

Le principali vie di trasmissione dell’infezione nell’uomo sono iltratto respiratorio, quello gastrointestinale e genito-urinario,la pelle, il sangue, l’urina e la placenta.



I VIRUS 2 I VIRUS 2

La sopravvivenza dell’ospite dipende:

dalle sue difese immunitarie (produzione da parte delmidollo osseo di linfociti B e di linfociti T prodotti dal timo)

dalla gravità del tipo di infezione.

Successivamente vi è una risposta immunitaria specifica aidanni prodotti dovuta ad anticorpi umorali locali (cellule B)(secrezione di IgA).

L’avvenuta infezione si manifesta principalmente: con disturbi respiratori acuti quali riniti, faringiti, laringiti

ecc... (adenovirus, influenza, picornavirus….);

a livello centrale si possono avere poliomelite, rabbia,meningoencefalite, parotite, morbillo….

possiamo avere anche epatite, AIDS …



I VIRUS 3 I VIRUS 3

La struttura dei virus è costituita da un core di acido nucleico,DNA o RNA, (non esiste virus con DNA e RNA) che costituisceil materiale genetico.

Il tipo di acido nucleico è alla base della loro classificazione.

Questo core è circondato da un involucro proteico chiamatocapside e l’insieme viene definito nucleocapside che permette,in base alle caratteristiche strutturali, di classificare i virusin due gruppi:

struttura generalmente elicoidale;

con simmetria icoesaedrica (20 fecce).

Il nucleocapside può a sua volta essere coperto da unstruttura proteica definita “envelope” composta daglicoproteine che sono importanti antigeni virali.



I VIRUS 4 I VIRUS 4

Questo Envelope determina la forma di ciascun virus: sfere,

bastoncelli, filamenti, pallottole, triangoli, rettangoli e tubiallungati.

Tutta la parte virale viene definita Virione.



I VIRUS 5 I VIRUS 5

La parte proteica del nucleocapside e l’envelope (ove esista)

giocano un ruolo fondamentale durante la prima fasedell’infezione.

I siti attivi ivi presenti si attaccano a recettori specificipresenti sulla cellula ospite in funzione del tipo di proteina cheavvolge il virione.

La penetrazione all’interno della cellula può avvenire:

Mediante fusione della membrana virale con la membrana

cellulare Mediante endocitosi e rilascio del virus dalle vescicole

interne.



I VIRUS 6 I VIRUS 6

La replicazione del virus dipende totalmente dalla cellula ospite

della quale vengono sfruttati i sistemi enzimatici.

Inizialmente si ha un trasferimento del DNA e di un minimo

numero di proteine dal capside al nucleo della cellula che vacosì a integrarsi con il DNA dell’ospite del quale sfrutta isistemi enzimatici.

Il DNA, diventato parte integrante del materiale genetico

dell’ospite, può rimanere latente per anni oppure duplicarsisubito dando origine ad una progenie di DNA virale.

Virus a DNA Virus a RNA



I VIRUS 7 I VIRUS 7

Inizia così dal DNA virale la trascrizione del mRNA precoce etardivo produzione di proteine virali da parte deglienzimi sia del virus che dell’ospite.

Nel caso di virus oncogeni a DNA, queste proteine virali

possono agire sulle cellule ospite modificandone la normalefunzionalità o i caratteri morfologici generando così celluleanormali o cancerose.

Tra le varie proteine vengono sintetizzate anche quelle

strutturali del capside e dell’envelope del virus. Il DNA virale assieme alle nuove proteine strutturali va a

formare Virioni progenie che posseggono sia il genoma che ilrivestimento proteico e che pertanto possono uscire dallacellula ed infettarne altre.



I VIRUS 7 I VIRUS 7

Idossuridina,AraC

Interferone

Amantadina

MetisazoneRifampina



I VIRUS 9 I VIRUS 9

Virus a RNA (oncogeni) Nel 1970 venne isolato da virus a RNA un enzima noto come

transcriptasi inversa in grado di rovesciare il normale flussodelle informazioni nella cellula.

Il DNA si forma in base ad uno stampo di RNA (RNA

Template). Quando un virus oncogeno a RNA invade una cellula, la

transcriptasi inversa forma DNA virale sulla base del RNATemplate.

Si forma così una doppia elica (RNA/DNA) nella quale unacatena è costituita da RNA cromosomico virale chesuccessivamente viene rimosso da un enzima dando luogo aduna catena singola di DNA.

DNA RNA



I VIRUS 10 I VIRUS 10

Gli enzimi della cellula ospite completano la sequenza replicando

la catena ed ottenendo il DNA virale (provirus) che si integranei cromosomi dell’ospite.

Il Provirus viene trasmesso alle

cellule figlie assieme a tutti glialtri geni. Inizia così latrascrizione in mRNA virale chesintetizza, tramite i sistemienzimatici dell’ospite, le proteinestrutturali che gli consentono dicostruirsi capside ed envelope esuccessivamente di uscire edinfettare altre cellule




Virus a RNA (infettivi) I virus a RNA infettivi si replicano nel citoplasma utilizzando

le RNA polimerasi.

RNA infettante può agire:

autonomamente rispetto al mRNA (poliomelite); da stampo per un RNA complementare (influenza,

morbillo……).

Il processo continua come per gli altri virus oncogeni. I virioni così formatisi possono infettare le cellule vicine

oppure essere trasportati, dal sistema linfatico o da quellosanguigno, in altri siti dove si ripete la replicazione.




Virus a DNA Herpes virus, Virus dell’epatite, Adenovirus, Poxvirus,

Parvovirus

HSV (Herpes simplex virus)

È il più diffuso sia come numero di specie infette sia comepercentuale di popolazione affetta.

Se ne conoscono circa 100 specie delle quali 8 sono attive

sull’uomo. Si stima che il 50-90% della popolazione adulta ne sia stata

infettata almeno una volta.

Importanza di sapere che nel ciclo vitale di questo virus vi èun periodo di latenza.




HSV passa la maggior parte del tempo in questo stato

funzionale dormiente che ha sviluppato al fine di eludere ilsistema immunitario dell’ospite. Pertanto è il più diffuso neisoggetti con sistema immunitario compromesso.

Possiede un envelope con numerose glicoproteine sullasuperficie che codificano un inusuale grande numero di enzimicoinvolti nella replicazione del DNA virale.

Il virus è un grado di infettare numerosi tipi di celluleattraverso differenti meccanismi di penetrazione che vedonocoinvolte numerose proteine.

La sintesi del DNA è condotta da un sistema enzimatico viralein modo del tutto analogo a quello della cellula ospite. La

polimerasi e gli altri enzimi coinvolti possiedono pressochéfunzioni identiche.




Fortunatamente la differenza strutturale delle proteine è tale da

consentire di ottenere farmaci in grado di essere selettivi. Si distinguono in tre classi a , b e g .

I virus a

Quelli che infettano l’uomo sono HSV-1 e HSV-2, varicella zoster(VZV) tutti caratterizzati da un ciclo riproduttivo rapido e da unaaltrettanto veloce espansione nelle colture cellulari. Sono tutti ingrado di diffondere nei linfonodi regionali e di instaurarsi allo

stato latente nei gangli sensoriali. L’infezione primaria da HSV-1 ha luogo su una lesione a livello

delle mucose o della cute attorno alla bocca o al naso. I raggi UV,uno stress o altri fattori riattivano il virus che riprende a

moltiplicarsi e a diffondere lungo le terminazioni nervose fino aduna zona cutanea dove dà luogo alla manifestazione ricorrente dellamalattia erpetica.




HSV-2 è responsabile delle infezioni a livello genitale.

VZV è responsabile della varicella (infezione iniziale) e del fuocodi Sant’Antonio in seguito a successiva riattivazione. Si stimache oltre il 95% della popolazione ne sia infetta. Talepercentuale calerà come conseguenza dell’introduzione delvaccino.

I virus b

Si replicano molto più lentamente e rappresentano le classicheinfezioni opportunistiche in pazienti affetti da immunodeficienza.

Comprendono il Cytomegalovirus (HCMV) la cui sede di infezioneprimaria è l’epitelio delle mucose.

I virus g Hanno sviluppato due differenti modi di replicazione del DNA uno

per la produzione di virioni (ciclo litico) e l’altro per mantenerepresente il DNA virale nelle cellule durante il periodo di latenza.




Adenovirus

Sono numerosi ed infettano la maggior parte delle personegiovani causando infezioni latenti nelle tonsille, nelle adenoidied in altri tessuti linfatici.

Questi virus non lisano la cellula infetta e la loro diffusione ècontrollata da anticorpi dell’ospite.

Non posseggono envelope ed il loro genoma è un DNA a doppiaelica recante all’estremità terminale una piccola proteina

necessaria per la replicazione del DNA virale. L’ingresso del DNA nel nucleo è seguito dalla sintesi di mRNA

precoce necessario per la sintesi del DNA virale e soprattuttoper portare la cellula alla fase S.

È stato evidenziato che l’adenovirus umano causa tumorimaligni nei topi e ciò ha spronato la ricerca, per ora negativa,di eventuali adenovirus nei tumori umani.




Parvivirus Comprende numerosi virus animali ed uno umano (B19).

Sono i virus più piccoli (20-40 nm) non posseggono envelope e il

capside è composto da due o tre proteine. Dipendono quindi completamente dalla cellula ospite e non sono

in grado, contrariamente agli altri, di costringere la cellulaospite ad entrare in replicazione (fase S).

Possono causare uno sviluppo fetale abnorme e malformazioninei tessuti in crescita.




Poxivirus

Sono gli unici, tra i DNA-virus umani, che si riproduconocompletamente nel citoplasma dell’ospite.

Il loro genoma codifica sia i sistemi necessari per la

transcrizione e la replicazione dei geni virali sia i complessischemi necessari per la regolazione dei vari processi.

Posseggono più punti bersaglio per eventuali farmaci.

Il virus del Vaiolo è il più importante per le spaventoseepidemie di cui è stato responsabile in passato.

In virtù del fatto che è specie specifica e grazie allavaccinazione è pressocchè scomparso.

Essendo state interrotte le vaccinazioni, oggi ritorna unpotenziale pericolo in conseguenza di una possibile guerrabiologica.




Virus dell’epatite

La malattia non è tanto dovuta all’azione del virus quanto aldanno epatico risultante dalla risposta immunitaria al virus.

Nell’uomo causano patologie che vanno da un’infezione nonapparente fino all’ittero grave con distruzione del parenchimaepatico fino alla morte.

Esistono tre tipi di virus A, B, C, D ed E.

Virus A (HAV)

È un RNA-Picornavirus che causa il 20-25% delle epatitisintomatiche.

La trasmissione si ha per via oro-fecale con un periodo di

incubazione di 15-50 giorni. Il contagio avviene per contatto diretto da persona a persona o

attraverso il consumo di acqua o cibi contaminati.




Il virus si moltiplica a livello gastro-intestinale ed è presentenelle feci da 7 a 10 giorni prima che si manifestino i sintomi.

Nel sangue rimane presente solo per pochi giorni.

I pazienti sviluppano un’immunità duratura con formazione diIgG ed anti HAV.

È diffusa in tutto il mondo sia in forma sporadica cheepidemica.

È presente soprattutto nei paesi in via di sviluppo a causa delle

scarse condizioni igieniche. Sovente la popolazione adulta è immune in quanto infettati da

piccoli.

Per la sua prevenzione esistono due vaccini che fornisconoprotezione dall’infezione già dopo 14-21 giorni.




Virus B (HBV)

Appartiene alla famiglia degli Epadnavirus e se ne conoscono 6fenotipi diversi. Contiene DNA a doppia e mono-elica con associata una

polimerasi.

Periodo di incubazione: da 45 a 180 giorni (solitamente 60-90). Le proteine codificate dal virus sono un importante strumento

per il monitoraggio della malattia. HBV sintetizza quattro differenti gruppi di proteine attraverso

una polimerasi che è sia DNA che RNA dipendente. Traqueste,ricordiamo:o L’antigene di superficie (HBsAg);o L’antigene del core interno (HBcAg);o L’antigene e (HBeAg). Alti livelli di questa proteina indicanoun elevata replicazione del virus.

Ad avvenuta risposta immunitaria dell’organismo HBeAg scomparedal siero mentre compaiono i relativi anticorpi.




Altro indicatore dello stato dell’infezione è la presenza nel

siero di enzimi epatici e soprattutto di alanina transferasi(ALT) che evidenzia il grado di necrosi delle cellule epatiche

L’infezione si contrae prevalentemente per via parenterale, maanche per via interumana (sessuale).

La trasmissione per trasfusione nei paesi industrializzati èpraticamente nulla.

Il trattamento approvato per HBV è la stimolazione dellarisposta immunitaria dovuta all’interferone–αααα (INF-αααα).

È disponibile anche il vaccino per HBV che fornisce immunità dilunga durata.

la vaccinazione è obbligatoria per tutti i neonati e gliadolescenti di 12 anni.




Virus delta (D).

È un piccolo RNA-virus difettivo noto come HDV Esso è considerato un virus satellite o subvirone e necessita la

presenza di un altro virus per potersi replicare.

In particolare, per infettare le cellule necessita di HBsAg epertanto colpisce solo i soggetti colpiti da HBV.

L’infezione si può manifestare in due modi:

o Infezione contemporanea di B e D e si manifesta come solainfezione B;

o Sovrainfezione in portatore cronico di HBV – in questo casol’infezione è acuta e può essere letale (25-50% delle epatiti

fulminanti ipotizzate di tipo B sono causate da HDV). Se ne conoscono 3 fenotipi: I il più diffuso; II presente in

Giappone e Taiwan; III solo in Amazzonia.




Virus C.

Agente infettivo è l’Epacavirus (HCV) facente parte dellafamiglia dei Flavivirus.

Se ne conoscono 6 diversi genotipi e circa 90 sub-tipi.

L’infezione acuta da HCV e assai spesso asintomatica edanitterica e si manifesta con dolori muscolari, nausea, vomito,febbre, dolori addominali ed ittero.

Circa 85% dei casi di infezione acuta si cronicizza.

Circa il 20% dei pazienti affetti da epatite C cronica possonosviluppare nel corso di 10-20 anni una cirrosi che può evolverein epatocarcinoma.

La trasmissione avviene per via parenterale (controllo delledonazioni).

La trasmissione verticale (madre-figlio) è abbastanza rara 5%dei casi.




Virus E.

Malattia infettiva acuta dovuta a virus a RNA della famigliaCalicivirus.

Si trasmette per via oro-fecale.

Il periodo di incubazione va da15 a 60 giorni. È una malattia acuta assai spesso itterica molto simile

all’epatite A.

Non cronicizza mai. Presenta alta frequenza di forme cliniche fulminanti (1-12%) in

particolare in donne gravide (40%)

È presente in tutto il mondo e soprattutto nei paesi dovescarseggiano le norme igieniche e sanitarie.




FARMACI ANTIVIRALI FARMACI ANTIVIRALI I vaccini rappresentano la profilassi antivirale d’elezione contro

i virus.

Infatti, la chemioterapia antivirale consente solo risultatimodesti a causa delle caratteristiche biologiche dei virus.

Il problema maggiore è dovuto al parassitismo intracellulare deivirioni che crea una certa dipendenza tra cella ospite e virus.

Bisognerebbe ottenere una tossicità altamente selettiva versoenzimi virali specifici cosiddetti virus-indotti es:

La neuraminidasi (virus dell’influenza);

La RNA polimerasi-RNA dipendente (poliovirus, rinovirus emorbillo);

La DNA polimerasi-DNA dipendente, lanucleosidofosfatochinasi, la nucleosidotrifosfatasi etc.




Le varie tappe sequenziali di replicazione degli stessi virionirappresentano i punti di attacco dei vari farmaci.

a) Prima che penetri nella cellula il virione può essere inattivatodai vaccini o dagli anticorpi;

b) Durante la fase di adsorbimento e di penetrazione nellacellula nessun farmaco importante risulta attivo;

c) Alcuni farmaci (adamantina) agiscono nella fase di rimozione

del mantello proteico o svestizione ;d) La maggior parte degli antivirali (aciclovir, vidarabina,interferone etc) agisce sulla fase replicativa ;

e) Pochi farmaci agiscono a livello della fase di maturazione oassemblaggio degli acidi nucleici;

f) Nessun antivirale è in grado di agire nella fase di fuoriuscitao germianzione .




La caratteristica dei farmaci antivirali che vedremo è la

limitatezza del loro spettro d’azione. Non vengono usati ampiamente come gli antibiotici a causa della

loro tossicità.

Agenti coinvolti nell’inibizione dei primi stadi dellareplicazione virale .

Aminoadamantani e composti correlati

Amantadina HCl – Mantadan® è un’amina triciclica simmetricache non inattiva il virus ma impedisce:

o alle particelle virali di penetrare nella cellula ospite;

o

l’eliminazione del rivestimento del genoma e quindi iltrasferimento del DNA nella cellula ospite;

o Se somministrata nelle prime 48 ore è molto efficace nellemalattie del tratto respiratorio dovute ad influenza.

NH2




Generalmente non si osservano fenomeni di neurotossicità.

Come effetti collaterali presenta depressione, ipotensioneortostatica, psicosi, ritenzione urinaria e collasso cardiacocongestizio.

La sostituzione del gruppo amminico con un tiolo, un ossidrile,

un alogeno o un gruppo ciano comporta perdita di attvività Per contro, gli N-alchil e N,N-dialchil derivati sono attivi.

Rimantadina: più attiva e dotata di minori effetti collaterali.

Tromantadina è molto attiva contro il virus erpetico. Agisce intutti i processi in cui sono coinvolte le membrane(adsorbimento,penetrazione e rilascio). Nella fase tardivasembra bloccare l’attività di una glicoproteina responsabile del

montaggio del materiale virale sintetizzato nella cellula ospite.HN

O

ON

CH3

CH3

NH2H3C




Il sistema triciclico non è essenziale per l’effetto antivirale

come mostrato dall’attività posseduta dalla Bicicloottilamina edall’Ottilamina.

Farmaci che influenzano la trasduzione a livello di

ribosomi TIOSEMICARBAZONI

La loro azione sembra correlata alla loro capacità di formare

composti di coordinazione con ioni metallici quali Cu, Zn, Co,Ni e Mn.

Il Metisazone è il principale composto di questa classe ed ilsuo complesso con Cu++ interagisce con gli acidi nucleici

interferendo nella traduzione dei messaggi dell’RNA in sintesiproteica nei ribosomi.

NO

NNH

NH2

SNH2 NH2

Bicicloottilamina Ottilamina Metisazone




RNA che si forma è più corto e di conseguenza produce un

blocco della sintesi di alcune proteine del capside del virus. Sebbene aumenti la quantità di DNA virale e le cellule

vengano danneggiate non viene prodotto altro virus infettivo.

Attivo contro poxvirus, vaiolo umano e bovino, rinovirus e virusdell’influenza.

Il tiosemicarbazone della 2-acetilpiridina (BW A723U) inattivala ribonucleotidoriduttasi dell’Erpes simplex-1 e serve a

potenziare l’attività dell’Aciclovir. Il suo nor-derivato possiede attività antitumorale.

Il gruppo tiosemicarbazonico risulta fondamentale per

l’attività.N

NH

NH2

S

CH3

N N

NH

NH2

S

N

BW A723U Nor derivato

I VIRUS 32I VIRUS 32




FOSFONATI

Sono fosfono-derivati dell’acido acetico e formico.

Il PAA (Acido fosfonoacetico) ed il PFA (acido fosfonoformico)sono attivi contro diversi tipi di virus dei quali inibiscono la

sintesi del DNA. Sono inibitori specifici della DNA-polimerasi dell’herpes virus e

del Citomegalovirus con una maggiore selettività (10-100)rispetto a quella della cellula.

Essi interagiscono con l’enzima e non con il DNA. Agiscono daanaloghi del pirofosfato al sito d’azione dei nucleotidi trifosfaticon le polimerasi.

Il PFA viene somministrato incapsulato nei liposomi permigliorarne la capacità di attraversare le membrane.

HO P COOH

O

OH

HO P CH2COOH

O

OH

(PFA) (PAA)





Farmaci immunostimolatori:

Interferoni

Venne scoperto nel 1957 dall’osservazione che una cellulainfettata da un virus si difende da altre infezioni virali.

Venne isolata così una proteina antivirale, chiamatainterferone, che rappresenta la prima risposta cellulareall’infezione.

Inibisce la crescita dei virus e la moltiplicazione delle cellule.

La scarsa tossicità

selettiva degli antivirali

Approfondimento dei meccanismi

immunologici in grado dicontrastare l’aggressione virale

Spinsero alla ricerca di farmaci in gradodi potenziare le difese dell’organismo





Ben presto venne messo in evidenza che esistono diversi tipi di

interferone non solo tra specie e specie, ma anche tra i varitessuti.

Gli interferoni consistono di una miscela di piccole proteine(Glicoproteine - 20-160 KD) che mostrano attività antivirale

specifica a seconda delle specie. Essi esplicano anche azioni diverse quali:

a. Inibizione della crescita cellulare;

b.Alterazione della membrana cellulare e del citoscheletro;c.Modulazione dei meccanismi immunitari;

d.Stimolazione delle “natural killer cells”.

La loro produzione è indotta non solo da virus ma anche daRNA a doppia elica, da endotossine e da induttori.

La loro attività antivirale si esplica ad ampio spettro sia verso

DNA e RNA virus.





Gli interferoni vengono classificati in base alle cellule di

origine. Interferone leucocitario o α αα α (IFN-α αα α )

Interferone fibrobalstico o β ββ β (IFN- β ββ β )

Interferone linfocitario o γ γγ γ (IFN- γ γγ γ )

IFN-α αα α è eterogeneo e ne sono state evidenziate 14 specie(15-21 KD) tutte con similitudine nella composizione

aminoacidica. Esso è sprovvisto di carboidrati. Anche dello IFN- β ββ β è nota la composizione aminoacidica e

possiede una attività dello stesso ordine del precedente.

La loro produzione su larga scala è stata fortementeincrementata con le tecniche del DNA ricombinante.

Da leucociti umani sono stati isolati due ricombinanti: ilplasmide 104 (codificante per α αα α ) e il Plasmide 101 (codificante

per β ββ β ). Inseriti nel DNA dell E. coli producono





Il plasmide 104 inserito nel DNA dell E. coli induce laproduzione di interferone identico a quello leucocitarioumano.

L’interferone agisce con un recettore presente sulla

superficie cellulare che è comune per αααα e ββββ ma diverso per γ γγ γ .Tale interazione comporta:

a. cambiamenti strutturali a livello dei lipidi della membrana

cellulare;b. vengono alterate le varie catene metaboliche;

c. Inibizione della sintesi proteica;

d. Degradazione del RNA. Tutte questi cambiamenti inibiscono comunque la fuoriuscita

del virus dalla cellula.





L’interferone agisce solo a livello locale dove viene rilasciato inseguito ad infezione virale.

IFN-ββββ è usato per via intranasale per prevenire l’infezione darinovirus (raffreddore).

Vengono usati contro la cheratite erpetica, l’Herpes genitali,l’herpes zoster, la varicella zoster, l’epatite B cronica e leinfluenze.

Il maggior problema che si riscontrava nella sua preparazioneera legato alla possibilità di averlo puro. Ma, le tecniche diDNA ricombinanti utilizzanti anticorpi monoclonali specificihanno permesso la produzione dell’interferone αααα ad elevatapurezza (circa 99%).

L’attività biologica specifica viene espressa dal numero di UIper mg di sostanze.




Interferon-induttori

Tra le varie ipotesi per una terapia antivirale vi è anche quelladell’uso di sostanze in grado di indurre il rilasciodell’interferone.

Il Tilorone si è rivelato un buon induttore di interferone neltopo ma non altrettanto nell’uomo (è specie specifico). Il suo meccanismo d’azione è connesso con il cambiamento

delle proprietà chimico-fisiche del DNA.

La sua molecola planare si intercala con le spire della doppiaelica producendo una modificazione del DNA.

Il DNA modificato stimola la produzione dell’interferone.

Le due catene laterali basiche sono fondamentali per l’attivitàantivirale.

N

O

O

O

N




Metisoprinolo - Viruxan® (imunovir; inosiplex; isoprinosin)

Farmaco antivirale, che limita la replicazione virale interferendo alivello poliribosomale.In vitro l'azione antivirale avviene a concentrazioni molto alte,

difficilmente ottenibili in vivo.

Il farmaco ha azione immunomodulante, stimola la proliferazione ela funzionalità dei linfociti T e B, dei macrofagi e deipolimorfonucleati.

La sua efficacia consiste principalmente in un potenziamento della

risposta immune, soprattutto negli immunodepressi.Le indicazioni del metisoprinolo comprendono le infezioni sostenuteda herpes simplex virus, varicella-zoster virus, virus influenzalie rhinovirus

N

NH

N

N

O

H2N

O

OHOH

HO

H3CN

H3C

OH

H3C

3

COOH

HN

O 3




Antimetaboliti.

Noto il meccanismo di riproduzione del virus (parassitaobbligato) si è pensato di usare farmaci in grado di inibire iprocessi metabolici cellulari della cellula ospite.

Alla ricerca di questi antimetaboliti sono stati sintetizzatimolti composti (nucleosidi) analoghi delle pirimidine e dellepurine.

Le forme letali di questi composti sono i nucleotidicorrispondenti ai nucleosidi somministrati che possono:

a. agire inibendo la conversione da nucleoside a nucleotideche avviene ad opera di fosforilasi (chinasi) le qualiagiscono in presenza di ATP.

b. Essere convertiti nel trifosfato che inibisce la DNA-polimerasi.




Questi farmaci vengono classificati in:

nucleosidi e nucleotidi pirimidinici; nucleosidi e nucleotidi purinici;

Nucleosidi azolici e composti correlati;

Nucleosidi carbociclici.Derivati pirimidinici

Rappresentano le variazioni apportate ai nucleosidi pirimidinici

fisioligici sia a livello di porzione zucherina sia alla porzionepirimidinica.Idoxuridina (IdU)

È un nucleoside strutturalmente correlato alla Timidina in cui

l’anello pirimidinico è alogenato (è un suo isostero).HN

O

N

O

OH

HO

I

O

HN

O

N

O

OH

HO

CH3

OTimidina Idossuridina




Dopo trifosforilazione si sostituisce nella incorporazione nel

DNA virale e animale. Inibisce la DNA polimerasi cellulare inmisura minore rispetto a quella dell’Herpes simplex.

Al momento della trascrizione le le proteine virali risultanoerrate e le particelle virali sono difettose.

Si usa una soluzione di idossuridina al 40% in DMSO che risultapiù attiva del singolo farmaco.

Gli analoghi 5-Br (BdU), 5-F (FdU) e 5-Trifluorometil (F3TdU)

sono tutti attivi come antivirali. Infatti il raggio di Van derWaal del metile corrispondente a 2.00 Å è confrontabile conquello del Br e dello I (1,95 e 2,15 Å)

HN

O

N

O

OH

HO

F

OHN

O

N

O

OH

HO

Br

O

5-Bromo 2-

desossiuridina 5-Fluoro- 2-desossiuridina

HN

O

N

O

OH

HO

CF3

O

5-Trifluorometil- 2-

desossiuridina




La idoxuridina può dar luogo a resistenze ed al suo posto sipreferisce utilizzare il suo isostero Trifluridina.

Trifluridina

È meno tossica in quanto si incorpora preferenzalmente nelDNA virale che in quello delle cellule non infettate.

In vitro è un inibitore specifico della replicazione del HSV-1.

Incorporato nel DNA virale al posto della Timidina provoca

un’interruzione nella formazione del mRNA tardivo e diconseguenza della sintesi delle proteine del virione.

È in commercio sotto forma di soluzione oftalmica all’1% per iltrattamento di ulcere dendritiche.

Se somministrata per via endovenosa ha una emivita di 18minuti e viene escreta non modificata attraverso le urine.




Utilizzando i 5-alogeno derivati della citidina si è riesciti ad

ottenere una maggiore citotossicità selettiva verso i virus.

La Idoxicitidina (IdC) risulta essere attiva contro infezioni davirus vaccino, da Herpes zooster.

Essa inibisce selettivamente la repllicazione virale grazie aduna nucleosidochinasi virus-indotta che attiva la IdC nellecellule infette e non in quelle sane.

Analoga citotossicità è stata riscontrata nei 5’-amino-5-alogeno derivati dell’Uracile il cui derivato fosforilato vieneincorporato nel DNA virale che delle cellule infette dove èpresente una Timidinochinasi virus-indotta

N

NH2

N

O

OH

HO

I

O

N

NH2

N

O

OH

HO

Br

O

5-Bromo 2-desossicitidina

5-Iodo- 2-desossicitidina

HN

O

N

O

OH

H2N

I

O

(AIdU)




La sostituzione a livello della Timidina del metile in 5 con un

gruppo alchilico più grandi porta ancora a derivati antiviralidotati di analogo meccanismo d’azione.

Queste ultime modificazioni strutturali rendono i farmacispecifici per determinati ceppi virali.

Maggior interesse è destato da: BVDU 5-bromovinil-2-desossiuridina che è

potente inibitore selettivo sia del HSV che delVZV.

È in grado di bloccare la riattivazione virale perlungo tempo anche dopo la sospensione dellasomministrazione.

Lo iodo analogo IVdU presenta proprietà simili. Tutti questi analoghi timidinici risultano attivi sulHVS-1 (H. labialis) e non sul HVS-2 (H.genitali).

HN

O

N

O

OH

HOO

Br

HN

O

N

O

OH

HOO

I




HN

O

N

O

OH

HOO

HN

O

NH

I

O

Idossuridina

HN

O

N

O

OH

HO

I

OI2

HN

O

N

I

O

CH3O

N

O

N

I

O

Hg

HN

O

N

O

OR

RO

I

O

O

OTs

TsO

R

Ac2O Hg(Ac)2

1) NaOH

2) AcOH

Metodi di sintesi della idossuridina

5-Iodouracile R = -Cl R = AcO-




Metodo di sintesi della Trifluridina

HN

NH

O

O

CF3

N

N

O

O

CF3

Si

Si

CH3H3C

H3C

CH3H3C

H3C(Me3Si)2NH

HN

O

N

O

OBz

BzO

CF3

O

O

OBz

BzO

Cl

HN

O

N

O

OH

HO

CF3

ONaOMe

MeOH

Hg(Ac)2

L’alternativa è la reazione di Hilbert-Johnson che utilizzasempre silil derivati ma come acido di Lewis lo SnCl4.

I VIRUS 48 I VIRUS 48 O

H3C



Zidovudina (AZT)

Analogo della Timidina che reca legata in posizione 3 deldesossiribosio un gruppo azidico.

Attivo contro virus tumorali a RNA (retrovirus) che causanoleucemia delle cellule T e l’AIDS.

La Zidovudina (substrato per la trascriptasi inversa) viene

convertita in mono-, di- e tri-fosfato da parte della timidinachinasi cellulare e successivamente questi derivati vengonointegrati nel DNA provirale.

Per l’assenza dell’ossidrile in 3 il legame fosfodiestero non si

può formare e la catena cessa di allungarsi. A dosi adeguate la Zidovudina trifosfato blocca la

moltiplicazione dell’HIV per inibizione selettiva della DNApolimerasi virale.

NH

ON

O

N3

HO

H3C




Viene quindi usata nel trattamento sia degli stati precoci sia di

quelli avanzati dell’AIDS nei quali impedisce la replicazionevirale e migliora i parametri immunologici.

Essa è tossica per il midollo osseo e causa anemia macrocitica.

È instabile al calore ed alla luce a causa del gruppo azidico. L’associazione di AZT e di Foscarnet risulta in una azione

sinergica nei confronti della replicazione virale.

Anche il trattamento combinato AZT Aciclovir risulta efficacee ben tollerato in malati di AIDS.

Sulla base di questo derivato sono state studiate altre molecolequali la 3’-azido-3’desossiguanosina (AZG) e la 2’,3’-didesossicitidina (ddC) (molto attiva contro HIV).

NH

O

NH2NO

N3

HO N

N

OHAZG

N

NH2

O NO

HOddC




Per la sintesi del AZT si parte dalla Timidina.

HN

O

N

OTrO

OH

HN

O

N

OTrO

OMs

HN

O

N

OTrO

N3

HN

O

N

OHO

N3

MsCl

Py

LiN3

DMF

90-95°C

AcOH

Riflusso

N

N

OTrO

MsCl

Py

O

CH3HN

N

OTrO

O

CH3

O

OMs

O

HN

N

OTrO

O

CH3

O

OH2,3-anidronucleoside

HN

N

OHO

O

CH3

O

OH

O O O O

CH3 CH3 CH3 CH3

TrCl

Py

NaOHNaOH

Epimeri


Arabino nucleosidi



Arabino nucleosidi

La sostituzione del desossiribosio con l’arabinosio porta ad uneffetto inbente la sintesi degli acidi nucleici.

Citarabina (Ara-C)

Blocca l’utilizzo della desossicitidina con conseguente inibizionedella replicazione del DNA virale.

Il derivato trifosfato inibisce sia la DNA polimerasi che lareduttasi che trasformano la citidina difosfato nel desossi

derivato. Non viene impiegata molto in campo virale data la sua scarsa

selettività.

Trova applicazioni contro infezioni da VZV, per le cheratitierpetiche e per le infezioni erpetiche resistenti all’idossuridina.

La sua tossicità si manifesta a livello renale e del midolloosseo.


NH2OCH3



Altri composti sono i derivati della Ciclocitarabina (ciclo-Ara-C)e la Ara-C-3’,5’-fosfatociclico. Quest’ultimo è più attivo dellaAra-C in virtù di una maggior resistenza alla deamminazione

disattivante. Più interessanti sono i derivati Timina arabinoside (Ara-T) e il

derivato 5-metil-Ara-C che per deaminazione disattivante sitrasforma nella corrispondente Ara-T.

O

OH

HO

CITARABINA (ara-C)

OH

N

N

O

O

OBn

BnOOBn

Cl N

N

OCH3

H3CO

O

OBn

BnOOBn

N

N

H3CO1) NH3

H2 Pd/C

O

OH

HO

CICLOAra-C(Ancitabina)

ON

N

NH

O

O

O

Ara-C 3',5'-fosfatociclico

OH

N

N

O

NH2

PHO

O O

OH

HO

5-Metil-Ara-C

OH

N

N

O

NH2

CH3

O

OH

HO

Timina arabinoside(Ara-T)

OH

N

HN

O

OCH3


L’A T i tti t l f f il i l d im



L’Ara-T viene attivata per la fosforilazione solo da un enzimavirus-indotto (non dalle cellule normali) e, pertanto, inibisceselettivamente la sintesi del DNA solo nelle cellule infette.

Suo analogo è il derivato 5-(2-bromovinil)uracil arabinoside oBVAU (BV-ara-U).

Risulta attivo contro HSV di tipo 1 ma soprattutto è l’antiviralepiù attivo contro la varicella Zooster.

Analogo alla Citarabina-C è il 2’-desossi-2’-fluoro-5-iodo

citarabina (FIAC) che risulta attiva su HSV tipo 1 e 2, HerpesZooster e sul Citamegalovirus.

Sono stati preparati anche dei derivati aza-analoghi come puredei deaza derivati dotati i vitro di attività antivirale.

O

OH

HOOH

N

HN

O

O

Br

BVAU

O

OH

HOF

N

HN

O

NH

FIAC

I


Nucleosidi e nucleotidi purinici



Nucleosidi e nucleotidi purinici

Si ritiene che i nucleotidi purinici siano, analogamente aiderivati pirimidinici, i metaboliti attivi.Vidarabina (Ara-A)

È ottenuto da culture fermentate di Streptomyces antibioticus. Sembra inibire la replicazione dell’acido nucleico del virus

agendo da terminatore di catena con maggiore affinità perl’enzima virale rispetto a quello delle cellule sane.

Viene rapidamente deaminata dall’adenina deaminasi a arabinoipoxantina (Ara-HX) metabolita inattivo mentre lo stessoenzima non è in grado di deaminare il corrispondenteMonofosfato.

O

OH

HO

VIDARABINA(Ara-A)

OH

N

N N

N

NH2

O

OH

HO

Ara-Hx

OH

N

N N

N

OH

O

OH

O

VIDARABINA(Ara-AMP)

OH

N

N N

N

NH2

O

OH

O

Ara-Hx MP

OH

N

N N

N

OH

P

O

OHHO

P

O

OHHO




Viene usata nell’uomo contro l’encefalite dovuta ad infezioni daHSV-1 e 2. Usata anche nell’Herpes labiale o genitale deineonati, nel vaiolo bovino ed umano e nell’erpes Zooster.

Da non usare con donne gravide in quanto mutagena,

cancerogena e teratogena La vidarabina 2’,3’-diacetato è un suo profarmaco che allunga

la i tempi di deaminazione (disattivazione).

LAdenina-αααα-arabinoside (isomero della Ara-A) è pure lui attivoe non sembra substrato per l’enzima adenosinodeaminasi .

Analoga resistenza alla metabolizzazione è stata evidenziataper l’azido derivato (Arazide) che tuttavia non risulta più attivo

della Ara-A.

O

OH

HO

αααα-Ara-A

OH

N

N N

N

NH2

O

OH

HO ArazideN3

N

N N

N

OH


Nucleosidi Aciclici



Aciclovir

Derivato sintetico della desossiguanosina nel quale la partezuccherina è aciclica.

Questa differenza strutturale conferisce alla molecola unmeccanismo d’azione particolare.

La sua tossicità per le cellule ospiti è scarsa ma una voltaentrato nelle cellule infette viene trasformato nel trifosfato ilcomposto attivo.

È attivo infatti contro infezioni da HSV i quali attivano delleTimidina chinasi e/o delle DNA polimerasi virus specifiche chevengono inattivate dall’Aciclovir.

HN

N N

N

O

H2N

O OH




Viene a ridursi la produzione del DNA solo delle cellule infette

in quanto la molecola di Aciclovir è meno sensibile alle analogheTimidina chinasi delle cellule normali.

La DNA polimerasi virale è inibita competitivamentedall’Aciclovir a concentrazioni molto inferiori di quanto non

avvenga per la DNA polimerasi cellulare. L’assenza dell’ossidrile in 3 dello zucchero ciclico,viene bloccata

l’elongazione del DNA.

Più sensibili all’Aciclovir sono HSV-1 e HSV-2 ma anche VZVper il quale la FDI prevede dosi da 800 mg di farmaco 5 volteal giorno.

È poco attivo sulle forme di HVS ricorrenti a causa dello

scarso assorbimento percutaneo. La somministrazione orale non da effetti collaterali anche per

trattamenti prolungati. Alla fine del cura si possono avere dellericadute.


OAc



HN

N NH

N

O

H2N

HN

N N

N

O

NH

H3C

O

OCH3

HN

N N

N

O

NH

H3C

O

O

OAc

HN

N N

N

O

H2N

O

OH

HN

N N

N

O

H2N

O

O

O

HN

O

O

HN

N N

N

O

H2N

O

O

O

H2N

Ac2O AEAME

Base Valina-CBZ

DCC, TEA

H2 Pd/C

HN

N NH

N

O

NH

H3C

O

Ac2OAEAME

HN

N N

N

O

NH

H3C

O

O

aciclovir


Altra molecola simile è il Ganciclovir (Cytogene) che risulta



attivo contro HIV e alcuni mutanti resistenti ad ACV.

Non richiede una Timidina chinasi specifica e pertanto risultaattivo anche contro il citomegalovirus e, contemporaneamente,più tossico.

Approvato da FDI per il trattamento di retinite dacitomegalovirus in pazienti immunodepressi

La maggior attività rispetto al Ganciclovir è dovuta ad unaccumulo di ganciclovir trifosfato nelle cellule infette.

Il Penciclovir (PCV) possiede un’attività 4000 maggiore per HBVpolimerasi rispetto a quella dell’ospite e ciò lo rende un ottimoinibitore della replicazione del HBV.

N

N N

N

H2N

O

OH

HN

N N

N

O

H2N OH

PENCICLOVIR (PCV)GANCICLOVIR (GCV)

OH OH


Profarmaci sono:



Il Famciclovir (FCV) è un profarmaco (biodisponibilità del 70%ripetto al 5% del PCV) rapidamente idrolizzato. È approvatoper trattamenti del HSV-1 e HSV-2.

6-Desossiaciclovir è convertito rapidamente dalla Xantina

ossidasi in ACV. Viene utilizzati contro le infezioni da VZV. Valaciclovir (VACV) è un profarmaco del ACV del quale migliora

la biodisponibilità orale e che viene rapidamente idrolizzato adare l’ACV.

N

N N

N

H2N

O

OH

HN

N N

NO

H2N

O

O

O

H2N

VALACICLOVIR6-DESOSSIACICLOVIR

HN

N N

N

O

H2N OAc

FAMCICLOVIR

OAc


d f ( ) l l à l d



Cidofovir (CDV) nuova molecola con attività antivirale ad ampio

spettro contro un'ampia varietà di virus del DNA compresogli Herpes Virus tipo 1 (HSV-1) e tipo 2 (HSV-2), virus delVaricella-Zoster (VZV),Citomegalovirus (CMV), virus di Epstein-Barr (EBV), Papovavirus o Papillomavirus (HPV), Polyoma, Adeno-

e Poxvirus.• Il metabolita intracellulare attivo (diphosphorylated Cidofovir)

agisce sulla polimerasi virale del DNA dove è ingrado di ostacolare la sintesi del DNA virale dopo

incorporazione di due molecole successive di Cidofovirall'estremità 3 della catena del DNA virale.• La sua azione non dipende dalla Timidino chinasi codificata dal

virus (vedi aciclovir) e pertanto è attivo anche contro ceppi

resitenti.N

N

NH2

O

O

OH

P

OH

O

HO


• È assai selettivo per la polimerasi virale.



• La DNA polimerasi virale non è in grado di rimuovere il CDV eciò determina un'azione antivirale prolungata che dura parecchigiorni (o settimane) consentendo la somministrazione di 1 doseogni una o due settimane.

• Negli studi clinici, Cidofovir si è dimostrato efficace neltrattamento CMV oculare con interessamento della retina.

• Nel trattamento delle infezioni acyclovir-resistenti di HSV, leprove cliniche hanno dimostrato la sua efficacia sia persomministrazione sistematica (endovenoso) che locale (unguentoal 1%).

• Analogamente (sia unguento che iniezione sistemica) è risultatoefficace nel trattamento delle infezioni della faringe, dellalaringe, genitali ed anali del virus HPV.

• Infine Cidofovir si è dimostrato particolarmente efficace neltrattamento locale e/o sistematico di varie infezioni dovute aiVirus: CMV, HSV, VZV, EBV (Epstein-Barr virus), HPV,Polyoma, Adeno- e Poxvirus.


N

O

H2N



Ribavirina (Virazolo)

È il primo nucleoside sintetico ad attività antivirale ad ampio

spetro entrato in terapia. È attiva sia contro virus a DNA chea RNA.

È attiva sull’epatite A, sull’influenza A e B, sul morbillo e sulleinfezioni erpetiche cutanee.

Viene trasformato dalla adenosina chinasi in trifosfato cheinibisce la sintesi specifiche RNA polimerasi virali e la sintesi dimRNA e di acidi nucleici.

Interferisce nella conversione di inosina-5’-monofosfato axantosina-5’-monofosfato interrompendo la sintesi del DNA.

Questo meccanismo d’azione è altamente virus specifico.

O

OH

HON

OH

N


L ib i i è i d di di i ibi l li i i it



La ribavirina è in grado di di inibire la replicazione in vitro

del HIV il retrovirus associato alla sindrome AIDS. La struttura di questa molecola è assai specifica:

a. La funzione carbossiamidica è essenziale all’attività.

b. La natura dello zucchero è determinante in quanto solo ilribosio impartisce attività alla molecola.

c. La 1,2,4-triazolcarbossiamide risulta essere attiva in

quanto viene convertita in vivo nella ribavirina.

O

OH

HON

OH

N

N

O

H2N

O

OH

HON

OH

N

O

N

N

H

H E n

z i m a

O

OH

HON

OH

N

N

O

NH

H

H E n

z i m a


Trattamento della HBV



Attualmente esistono 5 analoghi nucleosidici / nucleotidiciapprovati per il trattamento dell’epatite B cronica:

Telbivudina (Sebivo);

Adefovir Dipivoxil (hepsera);

Entecavir (Baraclude)

Tenofovir disoproxil (Viread);

Lamivudina (Epivir).

Telbivudina – Sebivo® HN

N

O

O

O

CH3

OH

OH

HN

N

O

O

O

CH3

HO

OH

Analogo della timidina indicata per il trattamentodell’epatite cronica B in pazienti adulti con malattiaepatica compensata ed evidenza di replicazionevirale e con elevati e persistentemente livellidell’alanina aminotransferasi sierica (ALT).


Telbivudina-5-trifosfato inibisce HBV DNA polimerasi (reverse



p (

transcriptase) competendo con il substrato naturale la timidinatrifosfato.

Viene incorporata nel DNA virale dove provoca il blocco dellacatena.

Telbivudina inibisce la sintesi della HBV first-strand (EC50 =0.4-3.1 µM) ma soprattutto quella della second-strand (EC50= 0.12-0.47 µM) senza interferire con la polimerasi umana.

Entecavir (Baraclude)Analogo nucleosidico della guanosina attivo conto l'HBV polimerasi,è efficientemente fosforilato nella forma attiva trifosfata(TP), che ha un'emivita intracellulare di 15 ore.

.N

NH

N

N

O

H2N

HO

OH

N

NH

N

N

O

H2N

HO

OP

O

O

O P

O

O

O P O H

O

O

Entecavir Entecavir-TP


Entecavir-TP compete con il substrato naturale la deossiguanosinaTP i ibi



TP e inibisce: Il priming dell'HBV polimerasi; La trascrizione inversa del filamento negativo del DNA a

partire dall'RNA messaggero pregemonico;

La sintesi del filamento positivo dell'HBV DNA.La Ki dell'entecavir-TP per la DNA polimerasi HBV è 0,0012 µM.Entecavir-TP è un debole inibitore della DNA polimerasi cellularecon valori Ki da 18 a 40 µM.

Sia in in coltura cellulari HBV che nel saggio antivirale HIVl’utilizzo,, di inibitori nucleosidici della trascrittasi inversa(abacavir, didanosina, lamivudina, stavudina, tenofovir ozidovudina) non ha evidenziato attività antagonista nei confronti

dell’Entecavir.Sempre nel caso della HBV , Entecavir risulta possedere un’attivitàantivirale superiore a quella dell’Adefovir


Adefovir - Hepsera® Derivato fosfonato aciclico dell’Adenosinamonofosfato utilizzato come profarmaco Adefovir dipivoxil



monofosfato utilizzato come profarmaco Adefovir dipivoxil -

Viene trasportato attivamente nelle cellule dei mammiferi dove èconvertito dagli enzimi ospiti in difosfato.

Meccanismo d’azione:•

inibisce la polimerasi virale mediante competizione per i siti dilegami diretti con il substrato naturale (deossiadenosinatrifosfato);

• si incorpora nel DNA virale causando l’interruzione della catenadel DNA.

Adefovir dipivoxil inibisce selettivamente l’HBV DNA polimerasi aconcentrazioni di 12, 700 e 10 volte inferiori a quelle necessarieper inibire rispettivamente la DNA polimerasi α, β e γ nell’uomo.

È attivo in vitro nei confronti degli epadnavirus incluse le mutazioni

associate a famciclovir e nei modelli animali in vivo di replicazionedell’epadnavirus.N

NH

N

N

O

H2NO P O

O

O

O

O

O

O

Nelle forme comuni di HBV resistente aLamivudina la sua attività permane ma

risulta ridotta


VIRUS A RNA



Ortomixovirus – Hanno come caratteristica la frammentazionedel genoma a catena negativa. Ciò determina un elevatacasistica di ricombinazioni che comporta una frequentevariazione dell’antigenicità del virus.

Tra di essi i più noti sono quelli dell’influenza A, B e C. I primidue sono responsabili delle patologie influenzali di stagione. Inmodo ricorrente, ogni 10 anni o più, il mondo è soggetto ad unainfezione pandemica da virus dell’influenza A.

Questa patologia diventa importante in soggettiimmunodepressi.

L’uso di Amantadina e Rimantadina è stata approvata sia per laprofilassi che per il trattamento di queste infezioni.

Paramixovirus – Tra questi il più importante è il respiratorySyncytial Virus (RSV) che causa serie infezioni all’apparatorespiratorio di neonati e giovani bambini.


Parainfluenza - sono quattro virus di questa famiglia(paramixovirus) e causano infezioni a livello dell’apparato



(paramixovirus) e causano infezioni a livello dell apparato

respiratorio. Non esistono terapie autorizzate. Picornavirus sono virus con RNA monoelica la cui catena positiva

si comporta da mRNA. (enterovirus, rinovirus, il virus dell’aftaepizootica e quello dell’epatite A).

Tra gli enterovirus, abbiamo la meningite settica, la poliomelitee l’influenza estiva. Sebbene la polio sia stata debellata graziealla vaccinazione, sono annulamente numerosi i casi di meningitesettica.

Togavirus il cui nome deriva dall’involucro lipoproteico (toga)noti anche come arbovirus (trasmessi da artropodi). Tra questiabbiamo il virus della febbre gialla e della rosolia.

Rabdovirus il più noto è quello della rabbia. RNA genomico enegativo e serve da stampo per mRNA ad opera di unatranscripttasi presente nel virione.

Rotavirus responsabili della diarrea nell’uomo ed in alcunianimali. Sono virus a RNA a doppia elica.


Tutti questi virus possono essere trattati con gli stessi farmacigià visti per i virus a DNA:



già visti per i virus a DNA:

Amantadina e Rimantadina;

Ribavirina;

Interferone αααα Immunoglobuline.

Farmaci in fase di sviluppo.

Farmaci antiinfluenzali Inibitori della proteasi - Il virus influenzale A (HA virus)

necessita di un cleavage proteolitico post-traslazionale

(essenziale per infettare la cellula e la successiva diffusionedel virus).

Questo step è effettuato da una proteasi della cellula ospite.


Inibitori della proteasi quali il Camostat mesilato ed ilNafamostat Mesilato si sono rivelati in grado di inibire sia HA



Nafamostat Mesilato si sono rivelati in grado di inibire sia HAche HB.

Essi inibiscono la proteasi presente sia nei fluidi secreti dallafaringe umana sia nei polmoni.

Tra i farmaci antiinfluenzali abbiamo il derivato Ly 217896che, utilizzato come sale sodico, in vitro si è rivelato unpotente inibitore del tutto paragonabile come attività allaRibavirina.

Risulta attivo sia come agente per la profilassi sia come agenteterapeutico.

H2N

NH

HN

O

O

O

O

N

O

H2N

NH

HN

O

O

NH

NH2

CH3SO3H

CH3SO3H

N N

S N-

CN

NA+


Inibitori della Neuramidasi (NA)Neuramidas

i



I virus dell’influenza A e B posseggonosulla loro superficie: Emaglutinina una glicoproteina

antigenica responsabile del legame del

virus alla cellula (fase infettiva); Neuramidase enzima in grado di

scindere il legame glicosidico dell’acidoneuraminico (fase di rilascio dei virioniprogenie).

Lo studio di questi inibitori nascedall’osservazione che il sito attivo diquesta neuramidasi è altamenteconservato sia nel virus A che B comepur nelle forme mutate.

Ciò conferisce a questi composti un’azionead ampio spettro.


Il DANA è stato il primo analogo sintetizzato sulla base delmeccanismo d’azione ma non risultò selettivo.



Zanamivir - Relenza® - la struttura del suo complesso con la NAè molto simile a quella dell’axido sialico con la stessa NA.

Si ha una forte interazione di carica tra lo ione carbossilato e tre

residui di Arg (Arg292, -371 e -118) rinforzatadall’interazione idrofobica del residuo acetamidico.

OH

O

HO

HO

OH

HN

OR

DANA R = OH

Zanamavir R = HN

NH

NH2

Biodisponibilità orale molto scarsae pertanto somministrato per

inalazione.


Oseltamivir – Tamiflu® - meccanismo d’azione analogo,somministrato come fosfato per os in capsule o polvere per



somministrato come fosfato per os in capsule o polvere persospensione oraale.

Peramivir introdotto da Johnson & Johnson come orale maabbandonato ed ora in studio come iniettabile (BioCryst).

Tra i nuovi composti abbiamo derivati dell’acido benzoico (BANA)che posseggono la giusta distanza tra carbossilato e residuoacetamidico.

O

O

O

HN

ONH2

NH2N

NH2

HO

O

OH

HN

O

N

H

OH

O

OR1

R2

R1 R2

H

HN

NH

NH2

O

H

Oseltamivir Peramivir BANA


Farmaci anti-picornavirus



Agenti inibenti il Capsid-binding – per l’infezione è necessarioche il virione riesca a legarsi alla cellula.

Una strategia per combattere il rinovirus consiste nel cercaredi inibire questo step.

Arildone è stato il punto di partenza per lo sviluppo dicomposti, caratterizzati da una lunga catena idrofobica, cheposseggono un ampio spettro d’attività contro HRV (HumanRhinovirus) e enterovirus. Tra questi ricordiamo il Disoxaril.

Il sito d’azione di questi composti è stato evidenziato negli anni80 sulla base della struttura 3D del complesso del Disoxaril conHRV-14.

MeO

O

O

O

O

N

O

NO

Disoxaril


La struttura icosaedrica del mantello del HRV-14 risultaformata da 60 coppie ciascuna delle quali composta da 4



proteine VP1 – VP4. Questa struttura è caratterizzata dalla presenza di depressioni

o “canion” presenti su ciascuno dei cinque assi della struttura.

Questi “Canion” rappresentano il sito d’attacco dei recettoricellulari





In assenza del farmaco, la tasca (Canion) risulta contenere uncofattore “pocket factor” simile ad acidi grassi. Quando il virus



si lega al recettore cellulare ICAM-1 (Inter Cellular AdhesionMolecule type 1) tale tasca deve essere vuota o al massimocontenere due molecole d’acqua.

Pertanto, l’occupazione di questa tasca da parte del farmaco

stabilizza la struttura virale stessa impedendone l’attacco allacellula ospite.

Analoghi del Disoxaril sono stati sintetizzati e saggiati comeantivirali evidenziando che l’affinità di binding è ben correlatacon l’attività inibente sulle colture cellulari.

Altri composti, con ampio spettro di attività contro i HRV,sperimentati in clinica sono il WIN 54954, il suo derivato WIN61893 e il Pleconaril (più stabile metabolicamente).

O

N

O

NO

H3C

Cl

Cl

O

N O

N

NO

H3C

CH3

H3CR

R = CH3 WIN 61893

R = CF3 PleconarilWIN 54954


Anche il Pirodavir (R 77975) ha dimostrato possedere un largospettro d’azione in vivo sia su HRV che enterovirus.



Qualora venga somministrato frequentemente per viaintranasale, esso risulta efficace nel prevenire l’infezione.

Non sono stati osservati casi di resistenza al Pirodavir sebbene

siano comparse resistenze a suoi analoghi (R 61837). La tasca idrofobica è il sito di binding di questi composti per i

quali la SAR ha evidenziato:

L’importanza dell’effetto sterico attorno all’anellofenilico;

Che solo l’idrofobicità della molecola risulta essere unparametro predittivo per l’attività antivirale di questi

composti.NN

H3C N

O

OO

NN

H3CO N N

CH3


Flavonoidi



Il composto Ro 09-179 è stato il primo derivato flavonoidenaturale risultato attivo ad ampio spettro su Picornavirus.

Questi composti si legano alle proteine del Capside virale senzainterferire con l’attacco o con la penetrazione della cellulaospite.

Sembra pertanto che anche essi agiscano stabilizzando ilCapside stesso ed impedendo quei cambi conformazionalirichiesti per la liberazione del materiale virale.

O

O

OCH3

H3CO OCH3

OH

O

H3CO OCH3

O

Cl

Cl

Ro 09-179 Ro 09-0410 BW 683C


ICAM-1 Chimeriche



Circa il 90% dei HRV utilizza le InterCellular Adhesion Molecule1 come recettori cellulari.

Esse fanno parte della superfamiglia di proteine delle Ig.

Sono sono costituite da cinque porzioni extracellulari Ig-simili,una dominio transmembranale che serve da ancoraggio e unapiccolo dominio citoplasmatico.

Esse fungono da ligandi per i Linphocyte function-associatedantigen-1 (LFA-1).


ICAM-1 Chimeriche



La maggior parte dei HRV si lega ai domini Ig-simili (D1 e D2)presenti nella porzione N-terminale.

Ipotesi:

forme solubili di ICAM-1 (definite s-ICAM e composte dauno dei domini estracellulari D1 o D2) potrebbero prevenirel’infezione legandosi competitivamente con i siti di legamepresenti sul virus;

tale legame tra il virus e la s-ICAM, generando un modificaconformazionale, provocherebbe la fuoriuscita, nello spazioextracellulare, di RNA virale dal capside.

L’ utilizzo, nei primi periodi d’infezione, di molecole s-ICAM harivelato una notevole attività antivirale a largo spettro.

Si è poi passati dalle forme monomeriche (s-ICAM) a molecolepiù complesse contenenti i cinque extracellulari che sonochimere delle ICAM-1


Inibitori delle proteasi

HRV produce una singola poliproteina che deve subire dei



p g p pCleavages proteolitici post-traslazionali al fine di generare leproteine virali funzionali.

Le proteasi virali 2A e 3C, responsabili di questi cleavages,

sono possibili target per una terapia antivirale. Citrimin e Radicinin si sono rivelati potenti inibitori della

proteasi 3C.

Ben più interessante è la sintesi di inibitori peptidomimeticidelle proteasi. Tra questi ricordiamo il derivato contenentecome residuo C terminale una glutaminaaldeide che risultaattivo a livello µµµµM

OHOOC

OH

CH3

CH3

CH3

HO

OH

O

O

HOOO

H3C

CH3

NH

BocHN

O

NH

O HN

O

NH

O

OH

Cetrim Radicinin


Farmaci antiretrovirali



Gli attuali farmaci antiretrovirali in uso per la cura del HIVsono classificati come:

Nucleoside Reverse Transcriptase inhibitors (NRTIs);

Non Nucleoside Reverse Transcriptase inhibitors(NNRTIs);

Protease inhibitors.

NRTIs

Rappresentano i primi farmaci antiretrovirali sviluppati. Attualmente i farmaci registrati dalla FDA per il trattamento

del HIV sono: Zidovudine, Didanosine, Zalcitabine, Stavudine,Lamivudine e Abacavir.

È possibile la somministrazione di combinazioni di questi farmaci


Zidovudine (AZT) Retrovir® - è il primo nucleoside approvatonel 1987 e utilizzato diffusamente a livello clinico (scarsi



fenomeni di resistenza). Essa viene mono-fosforilata da una timidina chinasi presente

nella fase replicativa della cellula e pertanto non è attiva nellafase di quiescenza.

Viene rapidamente e bene assorbita dopo somministrazioneorale con una biodisponibilità del 65%. Tra i suoi metaboliti abbiamo il derivato di riduzione del gruppo

azido che risulta essere più citotossico dello stesso AZT. Stavudine (d4T) Zerit® - anche questa molecola viene

fosforilata dalla stessa chinasi del AZT e pertanto è attivasolo nella fase proliferativa della cellula.

N

NH

O

O

O

HO

N3

N

NH

O

O

O

HO

Per questo motivo non può esseresomministrata in concomitanza conAZT.

Viene rapidamente assorbita con una

biodisponibilità compresa tra 82 e 98%.


Stavudine penetra bene nei fluidi cerebrospinali di pazientiinfetti da HIV-1.



Zalcitabine (ddC) Hivid® – essa viene trasformata, all’internodella cellula, nel derivato trifosforilato che è il compostoattivo. Agisce prevalentemente sulle cellule in fase diquiescenza.

La somministrazione orale porta ad una biodisponibilità del 86%ma l’assorbimento viene ridotto notevolmente qualora vi sia unuso contemporaneo di antiacidi.

Non deve essere somministrata con altri derivati citidinici

(Lamivudine) che competono con lo stesso enzima fosforilante. Lamivudine (3TC) Epivir® - anche per questo caso il derivato

attivo è il trifosfato e come il precedente agisceprevalentemente nella fase di quiescenza.

N

N

O

NH2

O

HON

N

O

NH2

S

O

HO

Viene ben assorbita oralmente con unabiodisponibilità del 82%.

L’uso concomitante con la AZTincrementa la biodisponibilità di

quest’ultimo.


Didanosine (ddl) Videx® – è un analogo della Inosina, perdiffusione passiva penetra nella cellula dove viene trasformata



dalla 5’-nucleotidasi nel monofosfato. Questo è il substratodella adenilsuccinato sintetasi che viene poi resofarmacologicamente attivo come dideossiadenosina trifosfato.

È un derivato acido labile e pertanto viene somministrato con

sali tampone pertanto non va somministrato: con composti che richiedono un pH acido per l’assorbimento(Indinavir, ketoconazolo etc.).

Con sostanze in grado di adsorbire o chelare ioni metallici. Mutazioni al codone 74 del gene della TI porta a ridotta

attività (da 4 a 10 volte meno attivo).

HN

N N

N

O

OHO

N

N N

N

NH2

OO

N

N N

N

NH2

OO

HN

N N

N

O

OO

PHO

OH

O

PHO

OH

O

PO

OH

O

PO

OH

O

PHO

OH

O


Abacavir (ABC) Ziagen® - È un composto chirale e l’eutomeroha l’anello ciclopentenico in configurazione assoluta 1S,4R (cis).



Penetra nella cellula mediata da enzima citoplasmatico ma cometale è inattivo.

Viene dapprima monofosforilato e poi convertito in Carbovir

monofosfato da un enzima citosolico differente da quellicoinvolti con altri analoghi nucleosidici. Successivamente vienetrasformato nel Carbovirtrifosfato composto attivo.

Nel liquido cefalorachidiano raggiunge una concentrazione pari

al 63% di quella ematica.

N

N N

N

NH

HO

H2N

N

N N

N

NH

O

H2N

PHO O

OH

HN

N N

N

O

H2N

PHO O

OH

O

HN

N N

N

O

H2N

PO O

OH

O

PO

PHO

OH OH

OO


Tenofovir Viread® – è un analogo nucleotide aciclico attivo su HIV-1. Non viene metabolizzato dal citocromo p450, per cui non vi sono



interazioni con gli inibitori della proteasi e con gli NNRTI, cosìcome non ve ne sono con numerosi altri farmaci che vengonometabolizzati tramite questa via.

Tenofovir disoproxil fumarato (TDF) è un suo profarmaco prodotto

dalla Gilead Sciences sotto il nome commerciale di Viread®.Attualmente è in fase clinica il derivato GS 7340 che mostrapossedere, dopo somministrazione orale, una AUC relativa alprodotto attivo, 34 volte superiore a quella del TDF.

Interagisce con la Didanosina (ddI) di cui ne aumenta la Cmax:del 49% quando i due farmaci vengono assunti a due ore didistanza;

Per assunzione contemporanea l'incremento arriva al 64%.

N

N

N

N

NH2

O

CH3

P OH

O OH

N

N

N

N

NH2

O

CH3

P O

O O O

O

O

O

OO

N

N

N

N

NH2

O

CH3

P NH

O O

O

O

Tenofovir Tenofovir disoproxil fumarato GS 7340


Emtricitabina (FTC) Emtriva® è un analogo nucleosidico della



Citosina attivo sia su HIV-1 e -2 che su HBV: Deve essere fosforilata per poter inibire l’elongazione del DNA

virale.

La resistenza è dovuta a modifiche del codone 184 del genedella TI.

È in commercio un’associazione della Emtricitabina con Tenofovircon il nome di Truvada®.

Per il trattamento dell'AIDS la FDA ha approvato, il 12 luglio2006, l’uso di una singola dose giornaliera di Atripla,un’associazione a dose fissa di tenofovir, emtricitabina eefavirenz.

N

NO

NH2

F

S

O

OH

Emtricitrabina


Associazioni utilizzate:

C bi i ® L i di (150 ) Zid di (300 )



Combivir ® - Lamivudina (150 mg) e Zidovudina (300 mg);possibilità di assunzione con o senza cibo e di un singoloprodotto.

Epzicom ® - Lamivudina (300 mg) e Abacavir (600 mg);

Trizivir ® - compresse rivestite con film contiene 300 mg diAbacavir (come abacavir solfato), 150 mg di Lamivudina e300 mg di Zidovudina, Si raccomanda che il trattamentovenga iniziato con abacavir, lamivudina e zidovudina

separatamente per le prime 6-8 settimaneTruvada ® - Tenofovir (300 mg) e Entricitabina (200 mg)

utilizzato per il trattamento di adulti.

Atripla ® - Tenofovir, Emtricitabina e Efavirenz (NNRTI). Usatoin pazienti con carica virale inferiore a 50 coppie/mL al finedi mantere bassa la carica virale stessa. Non cura l’infezionedi HIV e AIDS.


NNRTIs

Sono dei inibitori non competitivi della transcriptasi inversati t tt t



aventi strutture eterogenee. Nevirapine – si lega direttamente all’enzima senza interagire

con il templato o con i nucleosidi trifosfato.

È specifico per HIV-1, risulta inattivo su HIV-2 e non si legaalla DNA polimerasi umana.

Presenta il fenomeno della autoinduzione per cui l’emivita delfarmaco di 45 h dopo singola somministrazione si riduce a 25-30 h dopo dosi multiple.

Esso induce gli enzimi del Citocromo P450 e pertanto puòprovocare interazioni tra farmaci.

N N

HN

N

O


Delavirdine (Rescriptor®)– È anche lui specifico per HIV-1risultando inattivo su HIV-2 mentre non si lega alla DNA

li i



polimerasi umana Viene rapidamente assorbito a livello gastrico e non può essere

somministrato con H2-antagonisti o con inibitori della pompaprotonica.

Efavirenz – come i precedenti agisce solo su HIV-1.

Anche per lui esiste un metabolismo autoindotto che riducel’emivita per somministrazioni multiple.

Si lega per il 99% alle proteine plasmatiche ed in particolarealle albumine.

NH

HN

SO2

N

O

N

N

HN

NH

O

O

Cl


Inibitori della Proteasi

Sono inibitori della proteasi un enzima che processa e taglia ledi t i i d l t i t tt li li



grandi proteine precursori a dare le proteine strutturali e glienzimi necessari per la replicazione del virus.

Si formano particelle di virus immature.

Attualmente vi sono più di 30 composti in sviluppo preclinico. Saquinavir – Fortovase ® - approvato per primo nel 1995 negli

USA.

È un derivato peptidico il cui stato di transizione mima illegame peptidico Phe-Pro.

È in commercio sotto forma di capsule soffici di gelatina(Fortovase) e capsule rigide (Invirase).

N

HN

O

NH

O

OH

O

NH2

N

H

H

HNO


Indinavir - Crixivan ® – viene rapidamente assorbito con unabiodisponibilità del 30%.

Il legame con le proteine plasmatiche è pari la 60% e per



Il legame con le proteine plasmatiche è pari la 60% e persomministrazioni multiple si ha accumulo nel plasma.

Ritonavir – Norvir ® approvato per l’uso, da solo o in

associazione con analoghi dei nucleosidi, in pazienti affetti daHIV già in uno stato avanzato dell’infezione stessa.

Si lega per il 98% alle proteine plasmatiche ed anche perquesto farmaco esiste un metabolismo autoindotto in caso di

somministfrazioni multiple. È un potente inibitore del Citocromo P450.

N

N

N

NHO

OH HN

O

OH N

S O

HN

O

NH

OH O HN N

O

N

S


Nelfinavir – Viracept ® - è il più recente dei derivatiautorizzati per il trattamento delle infezioni da HIV-1.

Contrariamente agli altri il suo assorbimento viene ridotto se



Contrariamente agli altri, il suo assorbimento viene ridotto sesomministrato a stomaco vuoto.

Si lega per il 98% alle proteine plasmatiche.

Viene trasformato dagli isoenzimi del Citocromo P450 in duemetaboliti che sono stati isolati. Uno possiede la stessa attivitàdel composto di partenza, l’altro avente un’attività ridotta al10-20%.

NH OH

N

H

H

HNOS

O

HO


Amprenavir-Angenase ® - approvato dalla FDA per iltrattamento di bambini e adulti infetti da HIV

i t b li t d l it P450 3A4 (CYP3A4) ò



viene metabolizzato dal citocromo P450 3A4 (CYP3A4) e puòalterare il metabolismo di farmaci come pure questi possonoalterare il suo.

Il suo profarmaco è il Fosamprenavir indicato nella cura dipazienti adulti adolescenti e bambini di oltre 6 anni affetti daHIV-1.

Tipranavir ha evidenziato notevoli problemi legati a emorragieintracraniche.

NH

OR

N SO2

O

OO

NH2

R = H

R = PO3Ca


Farmaci in gradi di inibire la penetrazione del virus del HIV nellacellula.

La penetrazione del virus dell’HIV nella cellula può esseredd d



La penetrazione del virus dell HIV nella cellula può esseresuddivisa in 3 stadi: HIV si lega alle molecole CD4 presenti sulla superficie mediante

le proteine gp120 presenti sull’envelope. Un cambio conformazionale della gp120 consente al virus di

legarsi alle CCR5 e le CXCR4 (facenti parte della chemokinereceptor superfamily) quali co-receptors ed entrare nellacellula.

L’envelope del HIV sifonde con la membranacellulare a seguitoconformazionale dellesue proteine gp41.


Tutto nasce dall’osservazione che alcuni pazienti sieropositivinon contraevano l’infezione.

Presenza di anticorpi diretti contro la proteina che consente lat i ll ll l



Presenza di anticorpi diretti contro la proteina che consente lapenetrazione nella cellula. È possibile studiare antagonisti di questi co-recettori.


Vicriviroc – esso si lega alle proteine

CCR5 pr s nti sull CD4 c lls (T c lls)d i di l i di i f tt l



CCR5 presenti sulle CD4 cells (T-cells)ed impedisce al virus di infettare lacellula.

A dosi di 10, 25 o 50 mg due volte algiorno per due settimane provoca una

diminuzione della carica virale di 1,08 –1,56 e 1,62 log.

È stato studiato in associazione conCombivir (Zidovudina + Lamivudina)(AZT + 3TC) (sospese le prove cliniche?)


Enfuvirtide Fuzeon® primo farmaco

approvato come inibiotre della fusione diHIV l b ll l d



approvato come inibiotre della fusione diHIV con la membrana cellulare dautilizzarsi in associazione con altri

antiretrovirali.Peptide sintetico lineare di 36 aa tutti

naturali L.N terminale acetilato e C terminale come

carbossiamide.

Si lega alla prima heptad-repeat (HR1) della subunità

gp41 dell’envelope impedendone i cambiamenticonformazionali richiesti per la fusione.


Maraviroc - Celsentri®Approvato negli USA per il trattamento di soggetti infetti da HIV CCR5-tropico che

evidenziano resistenza al trattamento multiplo con antiretrovirali.

Non da utilizzare all’inizio della terapia.



Celsentri non cura l’infezione da HIV o l’AIDS, ma può ritardare i danni prodotti al sistemaimmunitario e l’insorgenza di infezioni e malattie associate all’AIDS

O

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N

NN

H3CCH3

H3C

2-7 antivirali

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