Antiviral_Drugs - E-Learning per i corsi di Studi in Biologia

VIROLOGIA
Sviluppo e Applicazioni
degli Agenti Antivirali
IL PARADOSSO DELLE CHEMIOTERAPIA ANTIVIRALE:
So Much Knowledge, So Few Antivirals
• Le molecole dotate di attività antivirale sono spesso tossiche per l’ospite
• I farmaci antivirali dovrebbero avere un’efficacia del 100%
• Alcuni virus patogeni importanti si coltivano difficilmente o non si coltivano
affatto in laboratorio (es. HCV, HBV, HPV)
• Per alcuni virus patogeni non è disponibile un modello animale
che riproduca la patologia umana (es. morbillo, HCV)
• Problema della tempestività della diagnosi e del trattamento
delle infezioni acute
cellular
viral
The antiviral repertoire: the approved compounds
Virus trattabili con farmaci antivirali
Virus dell’herpes simplex (HSV)
Virus della varicella-zoster (VZV)
Citomegalovirus (CMV)
Virus dell’immunodeficienza umana (HIV)
Virus dell’influenza
Virus respiratorio sinciziale
Virus dell’epatite A, B, C (HAV, HBV, HBC)
Papillomavirus (HPV*)
Picornavirus
*Sono disponibili protocolli di sperimentazione
Farmaci antivirali approvati dalla FDA negli USA
Farmaci antivirali approvati dalla FDA negli USA
HERPESVIRUS
HSV
Aciclovir
Penciclovir
Adenosina arabinoside
Iododesossiuridina
HSV e VZV
Valaciclovir
Famciclovir
Aciclovir
CMV
Ganciclovir
Fosfonoformato (foscarnet)
Cidofovir
Fomivirsen
Farmaci antivirali approvati dalla FDA negli USA
Virus dell’immunodeficienza umana (HIV)
Inibitori della trascrittasi inversa
nucleosidici
non nucleosidici
Inibitori della proteasi
Azidotimidina (zidovudina)
Didesossiinosina (didanosina)
Didesossicitidina (zalcitabina)
Stavudina (d4T)
Lamivudina (3TC)
Nevirapina
Delaviridina
Saquinavir
Ritonavir
Indinavir
Nelfinavir
Farmaci antivirali approvati dalla FDA negli USA
Virus dell’influenza
Ceppo A
Amantadina
Rimantadina
Ceppi A e B
Zanamivir
Oseltamivir
Farmaci antivirali approvati dalla FDA negli USA
Virus dell’epatite C (HCV)
Interferone-aRibavirna
Papillomavirus (HPV)
Interferone-a
Virus respiratorio sinciziale, Virus Lassa
Ribavirina
Picornavirus
Pleconaril
Ricerca e sviluppo di farmaci antivirali
Blind screening
strategia superata
Strategie innovative
• Mechanism-based screens
• Cell-based assays
• Combinatorial chemistry
• High-throughput screens
• Rational drug designs
• Bioinformatics
Ricerca e sviluppo di farmaci antivirali
Ricerca e sviluppo di farmaci antivirali
Ricerca e sviluppo di farmaci antivirali
R&D of antiviral discovery
L’intero processo può durare 10 anni e costare dai 100M$ ai 500M$
Ricerca e sviluppo di farmaci antivirali
Blind screening
strategia superata
Strategie innovative
• Mechanism-based screens
• Cell-based assays
•Combinatorial chemistry
• High-throughput screens
• Rational drug designs
• Bioinformatics
Mechanism-based assay for proteases
Mechanism-based assay for proteases
Mechanism-based
assay for viral
nuclease
Ricerca e sviluppo di farmaci antivirali
Blind screening
strategia superata
Strategie innovative
• Mechanism-based screens
• Cell-based assays
•Combinatorial chemistry
• High-throughput screens
• Rational drug designs
• Bioinformatics
Cell-based assay for HIV protease
Grafsrom et al., Adv. Exp. Med. Biol. 312:25-40, 1992
Cell-based assay for transcription regulators
Ricerca e sviluppo di farmaci antivirali
Blind screening
strategia superata
Strategie innovative
• Mechanism-based screens
• Cell-based assays
•Combinatorial chemistry
• High-throughput screens
• Rational drug designs
• Bioinformatics
High-throughput screens
Combinatorial chemistry
Es. Se si combinano
10 linkers con
10000 piccole molecole
si ottengono 109
nuove combinazioni
Ricerca e sviluppo di farmaci antivirali
Blind screening
strategia superata
Strategie innovative
• Mechanism-based screens
• Cell-based assays
•Combinatorial chemistry
• High-throughput screens
• Rational drug designs
• Bioinformatics
Stucture-based drug design
A
B
Struttura della proteasi di HIV legata agli inibitori saquinavir (A) e indinavir (B)
Vondrasek J. et al., Nat. Struct. Biol. 4:8, 1997
Some viral targets for antiviral drug discovery
Esempi di bersagli di farmaci antivirali
Adsorbimento
Penetrazione e
Scapsidazione
Adsorbimento
Trascrizione
Agente
Virus
Antagonisti dei recettori
- recettori solubili
- peptidomimetici
HIV (es. gp120/CD4)
Anticorpi neutralizzanti
Molti virus
Destran solfato, eparina
HSV
Sintesi proteica
Replicazione del DNA
(polimerasi virale)
Biosintesi dei nucleosidi
Recupero dei nucleotidi
(timidina chinasi)
Maturazione (proteasi)
Esempi di bersagli di farmaci antivirali
Adsorbimento
Penetrazione e
Scapsidazione
Penetrazione e scapsidazione
Agente
Virus
Sintesi proteica
Amantadina, rimantadina
Virus dell’influenza A
Replicazione del DNA
(polimerasi virale)
Tromantadina
HSV
Arildone, disossarile, pleconaril
Picornavirus
Trascrizione
Biosintesi dei nucleosidi
Recupero dei nucleotidi
(timidina chinasi)
Maturazione (proteasi)
Esempi di bersagli di farmaci antivirali
Adsorbimento
Penetrazione e
Scapsidazione
Trascrizione
Trascrizione
Agente
Sintesi proteica
Interferone
Replicazione del DNA
(polimerasi virale)
Oligonucleotidi antisenso
Biosintesi dei nucleosidi
Recupero dei nucleotidi
(timidina chinasi)
Maturazione (proteasi)
Virus
HAV, HBV, HCV, HPV
CMV
Esempi di bersagli di farmaci antivirali
Adsorbimento
Penetrazione e
Scapsidazione
Trascrizione
Sintesi proteica
Replicazione del DNA
(polimerasi virale)
Biosintesi dei nucleosidi
Recupero dei nucleotidi
(timidina chinasi)
Maturazione (proteasi)
Sintesi proteica
Agente
Interferone
Virus
HAV, HBV, HCV, HPV
Esempi di bersagli di farmaci antivirali
Adsorbimento
Penetrazione e
Scapsidazione
Trascrizione
Sintesi proteica
Replicazione del DNA
(polimerasi virale)
Biosintesi dei nucleosidi
Recupero dei nucleotidi
(timidina chinasi)
Maturazione (proteasi)
Replicazione del DNA
(polimerasi virale)
Agente
Virus
Analoghi nucleosidici
Herpesvirus, HIV, HBV
Inibitori non nucleosidici
Herpesvirus, HIV
Esempi di bersagli di farmaci antivirali
Adsorbimento
Biosintesi dei nucleosidi
Penetrazione e
Scapsidazione
Agente
Virus
Ribavirina
Virus respiratorio sinciziale
Virus della febbre di Lassa
Trascrizione
Sintesi proteica
Replicazione del DNA
(polimerasi virale)
Biosintesi dei nucleosidi
Recupero dei nucleotidi
(timidina chinasi)
Maturazione (proteasi)
Esempi di bersagli di farmaci antivirali
Adsorbimento
Penetrazione e
Scapsidazione
Trascrizione
Sintesi proteica
Replicazione del DNA
(polimerasi virale)
Biosintesi dei nucleosidi
Recupero dei nucleotidi
(timidina chinasi)
Maturazione (proteasi)
Recupero dei nucleotidi
(timidina chinasi)
Agente
Virus
Analoghi nucleosidici
HSV, VZV
Esempi di bersagli di farmaci antivirali
Adsorbimento
Penetrazione e
Scapsidazione
Trascrizione
Sintesi proteica
Replicazione del DNA
(polimerasi virale)
Biosintesi dei nucleosidi
Recupero dei nucleotidi
(timidina chinasi)
Maturazione (proteasi)
Maturazione
(proteasi)
Agente
Virus
Analoghi di substrato
Peptidomimetici
HIV
The prototypic compounds
(pharmacophores) of
important classes of
antiviral agents used
today
Many well-known
antiviral compounds are
nucleoside
and nucleotide analogs
Analoghi nucleosidici
• Costituiscono la maggior parte dei farmaci antivirali
• Hanno come bersaglio le DNA polimerasi virali e le trascrittasi inverse
• Hanno una modificazione della base, dello zucchero o di entrambi
• Devono essere fosforilati nella forma trifosfata da chinasi
virali e/o cellulari
• Le polimerasi virali sono inibite selettivamente perché perché legano
il nucleotide modificato con maggiore affinità (100 volte) rispetto
agli enzimi cellulari
Analoghi nucleosidici: meccanismo di azione
Assenza di un 3’-idrossile sullo zucchero
Impediscono l’allungamento della catena
Modificazione della base
Alterano il riconoscimento e
l’appaiamento delle basi
Farmaci anti-erpetici: Aciclovir
E’ un analogo della guanosina
ha una catena laterale aciclica (idrossietossimetil)
al posto del desossiribosio
E’ attivo selettivamente contro HSV e VZV (meno)
Viene utilizzato negli episodi acuti e per prevenire le recidive
Non elimina l’infezione latente
La resistenza si sviluppa in seguito a mutazioni della timidina chinasi
o della DNA polimerasi virale
Aciclovir: meccanismo di attivazione
Farmaci anti-erpetici: Famciclovir, Valaciclovir
Sono dei proprofarmaci:
necessitano 2 eventi di attivazione
• eliminazione della catena laterale
• fosforilazione
Hanno una maggiore biodisponibilità
Sono attivi contro HSV e VZV
Farmaci anti-erpetici: Ganciclovir
E’ un analogo della guanosina
ha una catena laterale aciclica (diidrossipropossimetil)
al posto del desossiribosio
E’ attivo selettivamente contro CMV
Viene utilizzato negli episodi acuti e come chemioprofilassi
Ha un intervallo terapeutico molto ristretto: mielotossicità
La resistenza si sviluppa in seguito a mutazioni della chinasi
o della DNA polimerasi virale
Chain termination by
antiviral nucleoside
analogs
Farmaci anti-erpetici: Foscarnet
E’ un analogo del pirofosfato
(acido fosfonoformico)
Inibisce la replicazione virale legandosi alla DNA pol nel sito
di scambio del pirofosfato
E’ attivo contro CMV, HSV, VZV, (HIV)
E’ il farmaco di scelta per il trattamento di ceppi di CMV resistenti
al ganciclovir
E’ nefrotossico
La resistenza si sviluppa in seguito a mutazioni della
DNA polimerasi virale
Farmaci anti-erpetici: Fomivirsen
E’ un oligonucleotide antisenso fosforotioato
complementare all’mRNA del gene IE2 di CMV
21 nt
GCG TTT GCT CTT CTT CTT GCG
Inibisce la replicazione virale impedendo
la traduzione del messaggero
IE2 mRNA
ribosoma
fomivirsen
E’ utilizzato per il trattamento intravitreale della retinite da CMV in
pazienti con AIDS resistenti o non tolleranti ad altri trattamenti
E’ il primo oligo antisenso approvato dalla FDA nel 1998
Farmaci anti-erpetici: Fomivirsen
Farmaci anti-erpetici: Fomivirsen
Farmaci anti-erpetici: Fomivirsen
Inhibition of HCMV IE proteins
EC50= 0.1 mM
Antiviral activity
Farmaci anti-erpetici: Fomivirsen
Oligo antisenso in trials clinici
DA: Kurrek J. Antisense technologies. Eur. J. Biochem. 270, 1628-44 (2003)
Farmaci anti-influenzali: Amantadina e Rimantadina
Sono amine tricicliche
Amantadina
cloridrato
Rimantadina
cloridrato
Inibiscono la liberazione dell’RNA virale dopo la decapsidazione
bloccando la proteina M2 della matrice virale
Sono utilizzate nella terapia e nella chemioprofilassi dell’influenza
da virus di tipo A
Devono essere somministrate entro 24-48 ore
dalla comparsa dei sintomi
L’insorgenza di resistenze è frequente per mutazioni a carico
della proteina M2 o della emoagglutinina
Struttura dell’ortomixovirus
pompa protonica
ribonucleoproteine
proteina della matrice
neuraminidasi
emoagglutinina
Amantadina e Rimantadina: meccanismo di azione
Ingresso e decapsidazione del virus influenzale A:
ruolo della proteina di matrice M2
HA
Acidificazione
dell’endosoma
Esposizione dei
domini fusogeni
M2 Pompa protonica virale
Pompa protonica cellulare
Disassociazione
M1 e RNA genomico
Amantadina e Rimantadina: meccanismo di azione
Interazione dell’amantadina con il dominio transmembrana
della proteina M2 del virus influenzale di tipo A
Farmaci anti-influenzali:
gli inibitori della neuroaminidasi,
un esempio di structure-based design
di inibitori della replicazione virale
La Neuraminidasi: struttura e funzione
E’ una glicoproteina
transmembrana tetramerica
Taglia il legame a-chetosidico tra un
ac. neuraminico terminale e la catena
oligosaccaridica
Distrugge i recettori riconosciuti dall’HA
Facilita la penetrazione del virus inglobato
nelle mucine ricche di ac. neuraminico
In azzurro e in giallo sono
rappresentati gli aminoacidi
invarianti presenti nel
sito attivo.
In rosso l’acido neuraminico
Facilita il rilascio della nuova progenie virale
tagliando i residui di ac. neuraminico
presenti sia sulla superficie cellulare
sia sulle glicoproteine virali
La Neuraminidasi: funzione
P. Palese, M. Ueda, K. Tobita, R.W. Compans. Characterization of temperature sensitive
influenza virus mutants defective in neuraminidase. Virology 61:397–410 (1974).
33°C
WT phenotype
Virioni liberi infettivi
39.5°C
NA- phenotype
Virioni aggregati
non infettivi
Sviluppo di inibitori della NA
1
2
Cristallizzazione
Strutturistica
Struttura della NA del virus dell’influenza A
Sviluppo di inibitori della NA
3
Struttura cristallografica della NA
con un inibitore (Zanamivir) legato
al sito attivo
Rational drug design
Sviluppo di inibitori della NA
Relenza
(Biota/Glaxo)
FDA approved
Inhalation
Tamiflu
(Gilead/Hoffmann
La Roche)
FDA approved
Oral
(BioCryst/
Johnson & J)
Clinical trials
Oral
Sviluppo di inibitori della NA:
attività in vitro
Cellule non trattate.
Il virus viene assemblato e
rilasciato normalmente
Cellule trattate con un inibitore NA.
Il virus è presente in grossi aggregati
non infettivi
Farmaci antiinfluenzali: Zanamivir e Oseltamivir
Sono analoghi dell’acido neuraminico (sialico)
L’azione antivirale si esplica inibendo selettivamente
la NA dei virus influenzali di tipo A e B
Sono impiegati nella terapia e nella profilassi dell’influenza.
Riducono la durata della malattia se assunti entro le prime 48 ore.
Zanamivir: per inalatoria
Oseltamivir: per via orale
La resistenza si sviluppa in seguito a mutazioni della
NA virale
I farmaci antiretrovirali
Il ciclo replicativo di HIV
Adsorbimento
Fusione
Penetrazione
Adsorbimento, Legame ai recettori, Fusione
Il recettore virale è costituito da un trimero dell’eterodimero gp41/gp120
Le due proteine derivano da un precursore comune la gp160 che viene tagliata
da proteasi cellulari
gp41
gp120
CD4
I
Adsorbimento
II
Legame al CD4
III
Legame al
corecettore
IV
Fusione
Recettori della gp120
CD4
gp41
è il recettore ad alta affinità
gp120
CD4
sCD4-IgG
Cyanovirin-N
Linfociti T helper, macrofagi,
cellule dendritiche
Galattosilceramide e glicolipidi correlati
Recettori virali alternativi in epitelio
della mucosa rettale e vaginale,
spermatociti, astrociti, oligodendrociti
Inibitori del legame gp120-CD4
(in clinical trials)
gp41
gp120
CD4
sCD4-IgG
È una proteina di fusione tetravalente
disegnata per legare e neutralizzare
HIV prima del legame con il CD4
Cyanovirin-N
CD4 D1-D2
Hu k-light chain FC
Hu IgG2 heavy chain FC
E’ una proteina di 101 aa isolata originariamente da un estratto acquoso
del cianobatterio Nostoc ellipsosporum. Ora è prodotta in E.coli.
Ha un potenziale per un uso topico per la prevenzione della trasmissione
sessuale di HIV
Legame al corecettore
gp41
CD4
gp120
Corecettore
CCR5
CXCR4
SCH-C AMD3100
SCH-D
TAK779
PRO140
• I corecettori di HIV sono dei recettori cellulari
per le chemochine
• Appartengono alla superfamiglia dei recettori
accoppiati alle G proteins
con sette domini trans-membrana
• L’interazione CD4-gp120 fa esporre i siti di
legame della gp120 per il corecettore
CXCR4
E’ il corecettore per i ceppi T-tropici (X4) di HIV
CCR5
E’ il corecettore per i ceppi macrofago-tropici (R5)
di HIV
The co-receptor story
• Nei primi anni ‘90 fu chiaro che alcuni individui erano resistenti
all’infezione nonostante ripetute esposizioni e che alcuni sieropositivi
sopravvivevano a lungo
long term survivors
(Cao et al., New England J. Of Medicine, 332:201-208, 1995)
• Nel 1996 vennero identificati i corecettori di HIV: CCR5 e CXCR4
(Alkhatib et al., Science 272:1952-1955, 1996; Feng et al., Science 272:872-877, 1996)
• Poco dopo emerse l’idea che gli individui resistenti avessero
dei corecettori mutati
(Liu et al., Cell 86:367-377, 1996; Samson et al., Nature 272:722-725, 1998)
The co-receptor story
• Per verificare questa ipotesi Samson e coll. sequenziarono il gene
per CCR5 di tre individui resistenti e in uno di questi trovarono
una delezione chiamata D32
• HIV non entra in cellule che hanno un corecettore CCR5 D32
implicazioni per lo sviluppo di inibitori
• Uno screening su un ampio numero di individui Europei, Giapponesi
e Africani ha rivelato che l’allele CCR5 D32 è presente nel 9%
dei caucasici ma è completamente assente negli altri gruppi
• Due ipotesi: deriva genetica
selezione naturale
(durante l’epidemia di peste del 14° secolo in Europa
si sarabbe selezionato l’allele CCR5 D32 perché conferirebbe
resistenza a tale infezione)
Inibitori del legame al corecettore
gp41
CD4
Sono stati sviluppati numerosi inibitori dei
corecettori che si sono dimostrati efficaci in
studi preclinici
gp120
PROBLEMI:
Corecettore
CCR5
SCH-C
SCH-D
TAK779
PRO140
CXCR4
AMD3100
• Inibitori di CCR5 possono guidare l’evoluzione
di ceppi R5 verso i più virulenti ceppi X4
che utilizzano CXCR4 come corecettore
• Inibitori CXCR4 potrebbero avere effetti
indesiderati sul sistema immunitario
topi ko per CXCR4 mostrano
mortalità perinatale, con difetti linfopoietici,
mielopoietici e di sviluppo nervoso e cardiaco
Fusione: struttura della gp 41
HR1
Peptide
fusogeno
HR2
NH2
Dominio esterno
Envelope virale
COOH
Dominio interno
Fusione: ruolo della gp41
FORMA NATIVA
FORMA INTERMEDIA
Membrana cellulare
Dominio
gp120
gp41
fusogeno
HR1
CD4
corecettore
Membrana virale
HR2
FUSIONE
TRIMER OF HAIRPINS
POSTFUSIONE
Inibitori della fusione
(in clinical trials)
FORMA INTERMEDIA
Dominio
Interagiscono con la forma intermedia di gp41
Enfuvirtide (T20) e T1249
T20 è un peptide sintetico omologo a 36 aminoacidi conservati
nella regione HR2 di gp41.
Impedisce la formazione del complesso HR1/HR2 prevenendo
la fusione delle membrane.
T1249 è simile a T20, più potente e attivo sui ceppi di HIV
resistenti a T20
Questi farmaci non dovrebbero sviluppare resistenze crociate
con gli altri farmaci disponibili
5-Helix
IQN17
fusogeno
HR1
HR2
Il ciclo replicativo di HIV
Trascrizione
inversa
Struttura della trascrittasi inversa di HIV
E’ una proteina eterodimerica costituita dalle subunità p51 e p66
Inibitori della trascrittasi inversa di HIV
Analoghi nucleosidici:
Zidovudina
(AZT)
Didanosina
(ddI)
Zalcitabina
(ddC)
Stavudina
(d4T)
Lamivudina
(3TC)
Sono degli inibitori competitivi e agiscono come terminatori di catena
nella sintesi del DNA provirale
La selettività di azione deriva dall’affinità molto maggiore (100 volte)
per la RT rispetto alle DNA Polimerasi umane.
Inibitori della trascrittasi inversa di HIV
Analoghi nucleosidici:
Zidovudina
Didanosina
Zalcitabina
Stavudina
Lamivudina
SPETTRO DI AZIONE: HIV-1 HIV-2, HTLV-1
Inibiscono la replicazione virale nei linfociti del sangue periferico e nei
macrofagi del sistema nervoso centrale, ma sono meno attivi sui
monociti-macrofagi e su cellule quiescenti.
RESISTENZE: Frequenti e a volte crociate per mutazione della RT
Inibitori della trascrittasi inversa di HIV
Inibitori non nucleosidici:
Delavirdina
Nevirapina
Loviride
Efavirenz
Sono inibitori non competitivi della RT e non vengono incorporati
nella catena nascente del DNA provirale
Inibitori della trascrittasi inversa di HIV
Inibitori non nucleosidici:
Si legano ad una tasca idrofobica vicino al sito attivo della RT bloccando la
sintesi del DNA provirale
Movimenti strutturali della RT indotti dal legame
di inibitori non nucleosidici
In giallo e in verde:
scheletro e aminoacidi
della RT non legata
In blu e in rosso:
scheletro e aminoacidi
della RT legata ad un
inibitore
Il sito di legame
esiste solo in presenza
dell’inibitore
Sito di legame agli inibitori
Inibitori non nucleosidici della trascrittasi inversa di HIV
Il meccanismo di azione non è chiaro ma si pensa che alterino la
struttura dell’enzima a livello del sito catalitico, del sito di legame
all’acido nucleico di stampo e del sito di legame ai dNTP
Inibitori non nucleosidici della trascrittasi inversa di HIV
Delavirdina
Nevirapina
Loviride
Efavirenz
SPETTRO: sono dotati di selettività di azione per HIV-1 ma sono
privi di attività per HIV-2 ed altri retrovirus.
Sono sempre utilizzati in terapia di combinazione.
RESISTENZA: Le resistenze sono frequenti e crociate
per mutazioni puntiformi della RT.
Non sono state segnalate resistenze crociate con gli analoghi nucleosidici
e con gli inibitori delle proteasi
Il ciclo replicativo di HIV
Maturazione
La Proteasi di HIV
E’ codificata dal gene pol (99 aa)
E’ un enzima dimerico
Appartiene alla famiglia delle aspartil-proteasi
L’aspartato 25 è fondamentale per la catalisi
E’ essenziale per la produzione di virioni maturi
(come la rennina e la pepsina)
Attività della proteasi di HIV
La proteasi di HIV taglia tra una fenilalanina, o una tirosina e una prolina
Nessuna proteasi umana ha questa specificità:
possibile sviluppo di inibitori!
Ruolo della proteasi di HIV
Poliproteina gag-pol (9 siti di taglio)
MA
CA
p2
NC
p1
p6
MA
CA
p2
NC
p1
p6
MA
MA
CA
CA
p2
p2
NC
NC
p1
p1
Protease
Protease
Protease
p6
p6
Protease
RT
integrasi
RT
integrasi
RT
RT
integrasi
integrasi
Ruolo della proteasi di HIV
Sviluppo di inibitori della proteasi di HIV
Sviluppo di inibitori della proteasi di HIV
A
B
Struttura della proteasi di HIV legata agli inibitori saquinavir (A) e indinavir (B)
Vondrasek J. et al., Nat. Struct. Biol. 4:8, 1997
Inibitori della proteasi di HIV
Saquinavir
Indinavir
Ritonavir
VX-478
Nelfinavir
Inibitori della proteasi di HIV
Sono dei peptidomimetici
Agiscono come inibitori competitivi
SPETTRO: HIV-1 e HIV-2
RESISTENZE: frequenti in monoterapia e a volte crociate
Monitoraggio dell’efficacia farmacologica
Si utilizzano due indicatori di malattia:
Il n° dei linfociti T CD4+
>500/ml è un valore normale
<200/ml è la definizione di AIDS
Si misura con la citofluorimetria
Il n° di copie di HIV RNA
50 copie/ml di plasma è il limite di detectabilità
Si misura con la PCR
Monitoraggio dell’efficacia farmacologica
In una terapia efficace…
Il n° dei linfociti T CD4+ AUMENTA
Immunoricostituzione
Il n° di copie di HIV RNA
DIMINUISCE
Blocco della replicazione virale
Il problema delle resistenze farmacologiche
REPLICAZIONE=MUTAZIONE
1010 vironi vengono prodotti giornalmente…
Assumendo un tasso di mutazione di circa 10-4 …
In assenza di attività proofreading della RT…
Si genera una mutazione in ogni nuovo genoma virale (9200 nucleotidi)
Evoluzione di HIV in un singolo paziente
BLU
ROSSO
GIALLO
VERDE
NERO
33 varianti in un
singolo paziente!
linfonodi
sangue periferico
milza
polmoni
gangli dorsali
Ait-Khaled et al., AIDS 9:657-683, 1995
Il problema delle resistenze farmacologiche
REPLICAZIONE=MUTAZIONE
LE MUTAZIONI EMERGONO SPONTANEAMENTE IN ASSENZA DI SELEZIONE
Variabilità genetica dei virus a RNA (HIV-1, HCV) e
tasso ottimale di mutazione
Il problema delle resistenze farmacologiche
REPLICAZIONE=MUTAZIONE
Se la dose di farmaco somministrata non sopprime completamente
lreplicazione virale verranno selezionati virus mutanti
HAART: highly active antiretroviral therapy
Prevede l’impiego in associazione di inibitori della RT e della proteasi
Permette di ottenere una maggiore potenza antiretrovirale
Riduce l’insorgenza di ceppi resistenti.
Es. se la resistenza ad un farmaco avviene 1 volta ogni 103 virioni
e quella ad un altro farmaco avviene ogni 104 virioni
la probabilità che si generi un genoma con le due mutazioni è
data dal prodotto delle due probabilita: 1 su 107 virioni
Reyatax = Atazanavir (PI)
Norvir = Ritonavir (PI)
Truvada = Emtricitabine+Tenofovir (NRTI)