Diapositiva 1 - Adriano Martinelli
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Fondamenti di Chimica Farmaceutica Recettori come bersagli dei farmaci Recettori come bersaglio dei farmaci I farmaci che agiscono sui recettori: a somiglianza dei farmaci che agiscono sugli enzimi • vanno ad occupare il sito normalmente occupato dal ligando naturale, impediscono così al ligando naturale di attivare il recettore (antagonisti) • possono andare ad occupare siti allosterici a differenza dei farmaci che agiscono sugli enzimi • possono occupare il sito di legame del ligando naturale ed attivare il recettore analogamente alligando naturale (agonisti). Agonisti ed antagonisti Gli agonisti per poter essere riconosciuti dal recettore devono essere strutturalmente simili al ligando naturale, devono «mimarlo». Agonisti ed antagonisti Gli agonisti per poter essere riconosciuti dal recettore devono essere strutturalmente simili al ligando naturale, devono «mimarlo». Agonisti ed antagonisti Se un agonista differisce dal ligando naturale in qualche gruppo importante per l’attività (gruppo farmacoforico) possiamo trovare interazioni più deboli, incapaci di indurre l’adattamento indotto necessario per attivare il recettore. Agonisti ed antagonisti Il mantenimento della chiralità del ligando naturale è fondamentale per l’interazione con il recettore. Agonisti ed antagonisti Il mantenimento della chiralità del ligando naturale è fondamentale per l’interazione con il recettore. Perché il legame al sito del recettore è stereoselettivo. Agonisti ed antagonisti Un ligando che si lega, ma non induce l’adattamento indotto che attiva il recettore, impedisce il legame del ligando naturale. Il recettore non si attiva. Il ligando si comporta da antagonista. Agonisti ed antagonisti L’antagonista sfrutta i siti accessori, si lega fortemente al recettore, ma induce un adattamento indotto differente da quello necessario per l’attivazione del recettore. Agonisti ed antagonisti Il meccanismo con il quale funzionano gli antagonisti allosterici è simile a quello degli inibitori enzimatici allosterici. Il legame ad un sito allosterico induce un adattamento indotto che blocca l’accesso al sito di legame. Agonisti ed antagonisti Agonisti ed antagonisti Se un agonista induce solo parzialmente l’adattamento indotto necessario all’attivazione del recettore si parla di agonismo parziale. Una non completa attivazione del recettore può essere dovuta anche a diversi modi di legarsi al recettore, alcuni dei quali non adatti all’attivazione. Agonisti ed antagonisti Oggi si ritiene che il recettore possa esistere in varie conformazioni in equilibrio tra di loro. In alcune di queste conformazioni il recettore è attivo, in altre no. L’agonista sposta l’equilibrio verso le conformazioni attive stabilizzandolo. L’antagonista agisce passivamente impedendo all’agonista di spostare l’equilibrio verso la forma attiva. Agonisti ed antagonisti Normalmente, in assenza dell’agonista l’equilibrio è spostato verso la conformazione inattiva. In alcuni recettori l’equilibrio è parzialmente spostato verso la forma attiva anche in assenza dell’agonista: si parla di «attività costitutiva». Esistono dei ligandi capaci di spostare l’equilibrio verso la forma inattiva, antagonizzando così l’attività costitutiva. Sono detti «agonisti inversi» L’antagonista costitutiva. puro non antagonizza l’attività Agonisti ed antagonisti Agonisti inversi. Agonisti ed antagonisti Desensibilizzazione del recettore Agonisti ed antagonisti Ipersensibilizzazione Agonisti ed antagonisti Proprietà farmacologiche 50% Agonisti ed antagonisti Proprietà farmacologiche Affinità: capacità del farmaco di legarsi al recettore Efficacia: effetto biologico massimo raggiungibile Potenza: concentrazione di farmaco necessaria per raggiungere una certa risposta biologica Agonisti ed antagonisti Affinità: capacità del farmaco di legarsi al recettore L’affinità è una proprietà comune ad agonisti ed antagonisti Può essere misurata mediante marcatura con radioligando L+R LR π × [π] ππ = [ππ] [L] e [LR] possono essere misurate ma non [R] [R]tot = [LR] + [R] quindi [R] = [R]tot - [LR] π × ( π ππ¨π − ππ ) ππ = [ππ] [ππ] π = [π] − [ππ] ππ ππ¨π Agonisti ed antagonisti Equazione e grafico di Scatchard [ππ] π = [π] − [ππ] ππ ππ¨π [LR]/[L] solo radioligando radioligando + ligando competitivo radioligando + ligando non competitivo [LR] Agonisti ed antagonisti Determinazione dell’affinità per spiazzamento Il radioligando è un ligando di riferimento con alta affinità Agonisti ed antagonisti Costante d’inibizione (o di affinità), Ki Misura l’affinità del ligando che è indipendente dal suo profilo farmacologico (agonista, antagonista, agonista inverso, etc.) Per ligandi non competitivi con il radioligando: Ki = IC50 Per ligandi competitivi con il radioligando dipende dalla concentrazione totale di radioligando [L]tot e dalla sua affinità misurata da Kd ππππ ππ’ = π + [π]ππ¨π /π π Agonisti Efficacia: effetto raggiungibile biologico massimo La curva dose-risposta di un agonista è una sigmoide dove l’effetto massimo si raggiunge a valori alti di concentrazione del ligando. Agonisti Efficacia: effetto raggiungibile biologico massimo Per definire una concentrazione correlata con l’efficacia risulta utile utilizzare EC50 (la concentrazione di agonista che determina il 50% dell’effetto massimo) o pD2=-log(EC50) Agonisti Attività intrinseca: è dell’efficacia di un farmaco. una misura relativa Il valore di riferimento è l’effetto massimo ottenuto con il ligando naturale e vale 100%. Un agonista parziale ha un valore inferiore al 100%, un antagonista ha un valore uguale a 0%. Agonisti Esistono agonisti che determinano un effetto massimo maggiore del ligando naturale e vengono definiti superagonisti. Gli agonisti inversi pieni o parziali hanno un valore dell’attività intriseca negativo. Agonisti Potenza: concentrazione di farmaco necessaria per raggiungere una certa risposta biologica, in genere il 50% del massimo raggiungibile Per gli agonisti la potenza coincide con EC50 (o con pD2); più è basso EC50 più potente è il farmaco. Agonisti Potenza: concentrazione di farmaco necessaria per raggiungere una certa risposta biologica Non è correlata con l’efficacia: un agonista parziale può possedere maggiore potenza di un agonista «full». Antagonisti Efficacia: effetto raggiungibile biologico massimo Per un antagonista però la risposta biologica attesa è quella di bloccare l’effetto biologico di un agonista. L’efficacia di un antagonista quindi misurata in presenza di un agonista. deve essere La potenza di un antagonista è la sua capacità di inibire il 50% dell’effetto indotto da un agonista Dipende quindi anche dalla natura e concentrazione dell’agonista Antagonisti La potenza di un antagonista competitivo viene misurata in termini di Kd (costante di dissociazione dell’antagonista) o di pA2=-log(Kd). Per questo si usa l’analisi di Schild, che consiste nel determinare l’EC50 di un agonista in presenza di varie concentrazioni di antagonista. Antagonisti Nel grafico di Schild, –log(rapporto dose) mostra una relazione lineare con log(concentrazione di antagonista) Il rapporto dose è il rapporto tra gli EC50 dell’agonista in presenza ed assenza dell’antagonista. Il punto di intersezione di questa retta con l’asse delle ascisse fornisce il valore di –log(Kd), cioè di pA2.
