Corso di Farmacologia & Tossicologia, 2015
CHEMIOTERAPIA-4
Modalità di Trattamento
JeanJean-Franç
François DESAPHY
Modalità di trattamento
Profilassi chemioterapica (chemioprofilassi)
Prima di un possibile contatto con il patogeno
Dopo un contatto accertato con il patogeno
Prima la comparsa di sintomi
Chemioterapia con un singolo farmaco
Attività potente e selettiva contro un patogeno identificato
In caso di rischio contenuto di farmacoresistenza
Possibilmente con indice terapeutico elevato
Chemioterapia combinata
Aumentare l’efficacia e la velocità (sinergismo)
Ridurre la tossicità
(contrastare gli effetti avversi / ridurre la dose di ogni singolo farmaco)
Ridurre la probabilità di insorgenza di farmacoresistenza
pluri-infezioni
2014© J.F. DESAPHY
Chemioprofilassi
Prima di un possibile contatto con il patogeno
viaggiatori verso regioni endemiche
(malaria: clorochina, meflochina)
durante alcuni interventi chirurgici a rischio
(resezione del colon)
In pazienti a rischio
(immunocompromessi, ipersensibili, con storia positiva,
relazione feto-madre)
Dopo un contatto ravvicinato accertato con il patogeno
individui a stretto contatto con un malato contagioso (in ospedale,
in aereo, in crociera, a scuola, ecc...)
possibile contaminazione tramite strumenti non sterili
Dopo puntura con siringa potenzialmente infetta da HIV, si raccomanda un trattamento profilattico per diversi
settimane con farmaci AZT e 3TC (analoghi nucleotidici).
Dopo il morso di un animale o la puntura d’insetto (zecca)
Dopo un puntura da zecca, si da un antibiotico per evitare la malattia di Lyme dovuta ad uno spirochete
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antimicrobica
Per valutare se un antibiotico è batteriostatico o battericida si determinano le M.I.C
e le M.B.C.
MIC: Minimal Inhibitory Concentration – minima concentrazione inibente
più bassa concentrazione in grado di impedire la crescita dei
microrganismi in coltura dopo 18-24 ore di incubazione in vitro
MBC: Minimal Bactericidal Concentration – minima concentrazione battericida
più bassa concentrazione in grado di uccidere il 99.9 % dei
microrganismi in coltura dopo 18-24 ore di incubazione in vitro
Validi per una specifica coppia farmaco-microrganismo
Per lo stesso farmaco, può variare da un microrganismo all’altro
MBC > MIC
2008© J.F. DESAPHY
Numero di batteri vivi (Log)
Chemioterapia Antimicrobica
aggiunta
farmaco
Il farmaco batteriostatico prevede
l’intervento del sistema immunitario
dell’ospite per l’eliminazione del batterio.
In vitro, la crescita batterica riprende
alla rimozione del farmaco
Batteriostatico
MBC>>MIC
rimozione
farmaco
Battericida
MBC ~ MIC
Tempo
cura
Deve essere lunga abbastanza per l’eliminazione del patogeno
2008© J.F. DESAPHY
Velocità di uccisione (log)
Chemioterapia Antimicrobica
Il plateau è dovuto a
limitazioni d’ordine
farmacocinetico
Battericida
concentrazione-dipendente
Una singola somministrazione
può essere efficace
(limite di velocità del
diffondersi del farmaco)
Battericida
tempo-dipendente
Velocità di uccisione
costante purché
[F]>MBC
E’ più importante la
durata della cura
[farmaco] (log)
MBC
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antimicrobica
Batteriostatico
MBC >>>> MIC
sistema immunitario integro
efficacia maggior con trattamento precoce
rischio di ricomparsa se trattamento sospeso anticipatamente
cloramfenicolo, macrolidi, tetracicline, trimetoprim
Inibitori sintesi proteica
Inibitore DHFR
Battericida tempo-dipendente
fattore limitante: il tempo purché [farmaco] ≥ MBC
Beta-lattamici, vancomicina, isoniazide
Inibitori della parete batterica o fungina
Battericida concentrazione-dipendente
fattore limitante: la concentrazione
una singola dose molto elevata [farmaco] >> MBC può bastare
Aminoglicosidi, chinoloni
Errori di traduzione
Inibitori della topoisomerasi (rottura DNA)
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Combinata
VANTAGGI Effetto sinergico
Trattamento di infezione polimicrobica
Trattamento di pazienti immunocompromessi
Riduzione della tossicità
Riduzione del rischio di farmacoresistenza
Prima che l’identità del patogeno non sia accertata
SVANTAGGI
Possibilità di molteplici effetti collaterali
Possibili interazioni negative tra farmaci
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antimicrobica Combinata
Effetto additivo
nessun interazione tra farmaci
(valido per molti farmaci batteriostatici)
sinergismo
Interazioni positive tra farmaci
Potenziamento della risposta farmacologica
(valido per molti farmaci battericidi)
Es: batteri gram-negativi: aminoglicosidi soli (inibitori sintesi proteica)
batteri gram-positivi: aminoglicosidi e beta-lattamici
(inibitori parete batterica)
antagonismo
Interazioni negative tra farmaci
Riduzione della risposta farmacologica
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antimicrobica Combinata
(MIC di A in
uso singolo)
A0
MIC del farmaco A
antagonisti
additivo
sinergico
0
MIC del farmaco B
B0
(MIC di B in uso singolo)
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antimicrobica Combinata
TUBERCOLOSI: Prevenire l’insorgenza di resistenza
Ceppi multifarmaco-resistenti
Ceppi con virulenza aumentata
Pazienti immunocompromessi
circa un terzo della popolazione mondiale è affetta
causa principale di morte ad un singolo agente
uccide circa 2 milioni di persone all’anno
responsabile del 15% della mortalità dei pazienti HIV in Africa
8.6 million people contracted the disease in 2012, and
1.3 million died, including 320,000 people with HIV
2008© J.F. DESAPHY
L’Africa è confrontata alla peggior epidemia di tubercolosi da quando sono
in uso gli antibiotici farmacoresistenza + epidemia HIV
2008© J.F. DESAPHY
TUBERCOLOSI
Contaminazione
per via aerea
+
Macrofagi alveolari
endocitosi
moltiplicazione
bacilli
macrofagi
Necrosi
Danno
tessutale
ROS
proteasi
reazioni
Immunitaria
ed
infiammatoria
Linfociti T
Granuloma: 108-109 bacilli vivi
2008© J.F. DESAPHY
TUBERCOLOSI
2008© J.F. DESAPHY
TUBERCOLOSI
1945: primo farmaco anti-TB: la streptomicina
1947: primi casi riconosciuti di resistenza alla streptomicina
necessita di una polichemioterapia
2008© J.F. DESAPHY
Farmaci Antitubercolari
In prima linea
meccanismo
metabolismo
effetti collaterali
Isoniazide
inib. parete
acetilazione epatica
epatite, neuropatia periferica
Rifampicina / rifabutina inib. RNA polimerasi
epatico
epatite, ittero, leucopenia
Pirazinamide
inib. parete
epatico, elim. renale
epatite, iperuricemia
Etambutolo
inib. parete
elim. renale
neurite, nefrotossicità
Streptomicina
inib. sintesi proteica
elim. renale
nefroT, ototossicità, NeuroPerif
Alcuni farmaci di seconda linea
Fluorochinoloni
(ciprofloxacina …)
inib. DNA girasi
elim. renale
disturbi GI, psicosi, convulsioni
QT lungo
Kanamicina
inib. sintesi proteica
elim. renale
nefroT, ototossicità, NeuroPerif
Ethionamide
inib. parete
epatico, elim. renale
disturbi GI, sapore metallico
ipotiroidismo
Cicloserina / terizidone inib. parete
elim. renale
disturbi neuropsichici
A. paraaminosalicilico
antimetabolita
epatico, elim. renale
disturbi GI, ipotiroidismo
Tiacetazone
orfano
elim. via GI
disturbi GI, epatite, SJS
NeuroPerif: neuropatia periferica / GI: gastrointestinale / nefroT: nefrotossicità / SJS: sindrome di Stevens-Johnson / elim.: eliminazione
Modificato da Shenoi et al., Annual Review of Medicine 2009
2011© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antitubercolare Combinata
Fase iniziale
Fase di mantenimento
4 mesi
2 mesi
Isoniazide
rifampicina
isoniazide
pirazinamide
rifampicina
inibitori della parete micobatterica
(sintesi dell’acido micolico)
epatotossico
inibizione della trascrizione
(RNA polimerasi batterica)
capacità di uccidere
micobatteri intracellulari
In caso di resistenza o di reazioni avversi:
etambutolo:
micobatteriostatico
inibitore dell’enzima arabinosiltrasferasi,
blocca la sintesi della parete micobatterica
streptomicina:
efficace contro micobatteri intracellulari
inibitore della traduzione
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antitubercolare Combinata
Aumentare l’efficacia sfruttando il Sinergismo tra pirazinamide e isoniazide
mutazioni inattivanti
ATTIVAZIONE METABOLICA
pirazinamide
X
isoniazide
catalasi-perossidasi
micobatterica
X
FAS1
AcetilCoA
FAS2
acidi grassi
acido micolico
parete micobatterica
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antitubercolare Combinata
Prevenire l’insorgenza di resistenza
In caso di trattamento con 1 farmaco:
Frequenza delle mutazioni:
3 su 107 bacilli
Facile insorgenza di resistenza
ad un singolo farmaco
Granuloma: 108-109 bacilli
40 % in 3 settimane
In caso di trattamento con 2 farmaci:
Frequenza di mutazioni ad entrambi i farmaci: 3/107 x 3/107 = 1/1013
il micobatterio diventato resistente ad un farmaco
rimane sensibile all’altro farmaco
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antimicrobica Combinata
Aumentare l’efficacia
Soggetti immunocompromessi
AIDS
in terapia immunosoppressiva (trapianto, malattie auto-immune)
pazienti oncologici neutropenici
Endocardite
ridotto accesso dei fagociti dovuto alla formazione di un reticolo fitto di
fibrine, piastrine, e prodotti batterici
Meningite
scarsa opsonizzazione (reazione anticorpi/complemento)
Combinazione di farmaci battericidi
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antimicrobica Combinata
Aumentare l’efficacia
Penicillina + gentamicina (AG): endocardite da gram-positivi
Staphylococcus aureus
Streptococcus viridans
Amfotericina B + flucitosina: infezioni micotiche
meningite da criptococco
gentamicina
streptomicina
Raggiungono con difficoltà
il bersaglio intracellulare in
quanto non riescono ad
attraversare la parete dei
batteri gram-positivi ,
spessa e ricca di mureina
ribosoma
gentamicina
+
penicillina
mureina
Nei batteri gram-negativi,
attraversano la parete di mureina
sfruttando le porine.
La penicillina indebolisce la parete batterica dei gram-positivi,
favorendo l’accesso della gentamicina al suo bersaglio
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antimicrobica Combinata
Aumentare l’efficacia
Sulfametossazolo + trimetoprim:
polmonite da Pneumocystis cariinti
infezioni tratto urinario da batteri gram-negativi
Sulfadossina + pirimetamina
infezioni da protozoi (malaria e toxoplasmosi)
PABA
+
pteridina
DHPS
sulfamidici
DHF
DHFR
THF
+ trimetoprim
pirimetamina
Timidina
DNA
metionina
glicina
proteine
Purine
DNA
RNA
Effetti sinergici
PABA: Acido para-amino-benzoico
DHPS: diidropteroato sintetasi
DHFR: diidrofolato riduttasi
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antimicrobica Combinata
Aumentare l’efficacia
Penicillina + inibitori delle β-lattamasi
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antimicrobica Combinata
Aumentare l’efficacia
Penicillina + inibitori delle β-lattamasi
acido clavulanico
sulbactam, tazobactam
β-lattamasi
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antivirale Combinata
Ciclo del virus HIV
Farmaci disponibili
Inibitori nucleosidico della RT (RTI)
zidovudina, abacavir, lamivudina, ecc...
Inibitori non-nucleosidici della RT (NNRTI)
nevirapina, efavirenz
Inibitori delle proteasi (PI)
saquinavir, nelfinavir, ecc...
Rischio elevato di Resistenza
RT poco accurata
Errori di replicazione (1/1000)
Frequenza elevata di mutazioni
Terapia anti-HIV standard (HAART)
(highly active antiretroviral therapy)
RTI + NNRTI + PI
RTI + RTI + PI
RTI + RTI + RTI
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia
Antineoplastica
Schemi terapeutici
2010© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antineoplastica
Schemi terapeutici
A
•Crescita tumorale esponenziale con tempi di raddoppiamento tumore-specifico
tumore del testicolo: ~ 1 mese
tumore del colon: ~ 3 mesi
•Dimensione del tumore clinicamente rilevabile: ~ 1 cm, 109 cellule
Tempo
2010© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antineoplastica
B
Intervenire precocemente, prima della disseminazione metastatica,
con l’esportazione chirurgica del tumore e la radioterapia (trattamento locale),
può portare alla guarigione
Tempo
2010© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antineoplastica
C
Log cell kill
Se il trattamento locale non è sufficiente, si inizia un trattamento sistemico (farmaci).
Modello del log cell kill: una determinata dose di farmaco uccide una percentuale
costante di cellule neoplastiche (cinetica di primo ordine).
Con la successione di cicli terapeutici, si può arrivare alla guarigione
farmaci
Tempo
2010© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antineoplastica
D
Il trattamento farmacologico può fallire se il tumore sviluppa resistenza ai farmaci,
o se la tossicità è tale da dover interrompere il trattamento.
farmaci
Tempo
2010© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antineoplastica Combinata
elevata frequenza di mutazioni
resistenza
somiglianza con cellule sane
effetti avversi
dipendenza dal ciclo cellulare
efficacia limitata
Cellula tumorale
TERAPIA COMBINATA
2008© J.F. DESAPHY
Punto di controllo 3
mitosi
Dipendenza dal Ciclo Cellulare
preparazione alla divisione
Mitosi
duplicazione
del DNA
Inibizione della duplicazione
del DNA INIBITORI
DELLA
TOPOISOMERASI
Fase quiescente G0
fase di transizione
attività metabolica intensa.
Sintesi di precursori metabolici, enzimi, e ATP
G2
Inibizione della sintesi, utilizzo, ed
incorporazione dei nucleotidi
ANTI METABOLITI
ANTI FOLATI
M
S
INIBITORI DEL FUSO MITOTICO
Blocco della mitosi
G1
ASPARAGINASI
Deplezione di asparagina
GLUCOCORTICOIDI
Bloccano la proliferazione dei
linfociti, mediante inibizione della
produzione di citochine
DERIVATI DEL PLATINO
AGENTI ALCHILANTI
Legami crociati nel DNA, RNA, e proteine
Effetti indipendenti dal ciclo cellulare
Terapia combinata
2010© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antineoplastica Combinata - esempio
Linfoma di Hodgkin
ISTAT, 2005
•Linfoma maligno descritto da T. Hodgkin nel
1832.
•Tessuto linfoide: cellule T e B e loro precursori
(“leucemia solida”)
•Circa 8000 nuovi casi all'anno negli USA
•Incidenza maggiore durante la seconda - quarta
decade
•più frequente nell’uomo rispetto alla donna
•Fattori di rischio:
-genetica (ereditarietà familiare)
-infezioni virali (Epstein-Barr, HIV)
Riduzione dell’incidenza
Miglioramento della terapia
Oggi, guarigione del 70-80 % dei pazienti
2011© J.F. DESAPHY
Linfoma di Hodgkin
Linfonodo: organo del sistema linfatico, costituito da tessuto connettivo contenente molti linfociti.
Molto numerosi, di dimensioni variabili da 1 a 25 mm.
Filtrano sangue e linfa, distruggendo batteri e virus.
Cellule B
linfonodo
iniziazione
cellule di Reed-Sternberg
Proliferazione
clonale
può raggiungere 10 cm
Reazioni infiammatorie
febbre, malessere, prurito,
sudori notturni, perdita di peso
2011© J.F. DESAPHY
Linfoma di Hodgkin
linfonodo
L’evoluzione di un cancro viene suddivisa in STADI,
per facilitare la prognosi e la scelta della terapia
Stadi della malattia di Hodgkin
I
II
III
IV
singola regione linfonodale
più regioni unilaterali
più regioni bilaterali
organi extralinfatici
(fegato, midollo osseo, milza)
2011© J.F. DESAPHY
Linfoma di Hodgkin
Stadi precoci I e II: radioterapia con/senza monochemioterapia
Stadi avanzati III e IV:
radioterapia su i noduli più grossi associata a:
monochemioterapia: sopravvivenza di circa 1 anno
chemioterapia combinata: guarigione nel 50% dei pazienti
Alcuni protocolli polichemioterapici più comuni:
2008© J.F. DESAPHY
Chemioterapia Antineoplastica Combinata - esempio
Linfoma di Hodgkin: protocollo MOPP
Mecloretamina
1-8
Vincristina
1-8
procarbazina
1-15
Prednisone
1-15
0
7
giorni
14
Mecloretamina: agente alchilante
Vincristina: inibitore del fuso mitotico (fase M)
Procarbazina: altera la struttura del DNA
Prednisone: antinfiammatorio steroideo - glucocorticoide (fase G1)
Guarigione nel 50% dei pazienti
ma
21
28
periodo di “riposo”
limitare la tossicità
Il periodo di riposo permette
alle cellule sane di riparare
i danni al DNA, mentre
molte cellule tumorali hanno
perso la capacità di farlo
Complicazioni gastrointestinali e neuropatia precoci
Sterilità tardiva
Neoplasie maligne secondarie
2008© J.F. DESAPHY
Melanoma
•Tumore maligno cutaneo più pericoloso.
ISTAT, 2005
•Facilmente diagnosticabile dal dermatologo
facilmente esportabile chirurgicamente
importanza della diagnosi precoce
•Circa 6000 nuovi casi all'anno in Italia
•Incidenza indipendente dal sesso, in crescita in Italia
•Fattori di rischio:
-genetica (pigmentazione della pelle)
(presenza di nevi)
(storia familiare)
-immunodebolezza
-esposizione ai raggi UV
(scottature in età giovanile)
Metastasi: linfonodi extraregioniali,
polmone, fegato, cervello, osso
Oggi, sopravvivenza del 70-80 % a 5 anni
Ma frequenza sempre più elevata
2011© J.F. DESAPHY
Outlook Nature Melanoma
2014 November
2015© J.F. DESAPHY
Outlook Nature Melanoma
2014 November
2015© J.F. DESAPHY
Outlook Nature Melanoma
2014 November
2015© J.F. DESAPHY
Melanoma
La classificazione di Clark divide i melanomi in funzione dello strato cutaneo raggiunto
Stadio I:
Stadio II e III:
Stadio IV:
Stadio V:
epidermide
derma papillare
derma reticolare
sottocute
Epiderma
derma
Stadiazione TNM
sottocute
T (tumore)
X
0
1a
1b
2
3
4
tumore non definibile
nessun tumore primitivo individuato
spessore < 1 mm, stadio II o III di Clark, senza ulcerazione
spessore < 1 mm, stadio IV o V di Clark, o con ulcerazione
spessore 1<x<2 mm (a e b come sopra)
spessore 2<x<3 mm (a e b come sopra)
spessore > 3 mm (a e b come sopra)
N (nodo)
0
1
2
3
nessuno linfonodo coinvolto
1 linfonodo coinvolto
2 o 3 linfonodi coinvolti
più di 3 linfonodi coinvolti
M (metastasi)
0/1
senza/con metastasi extra-linfonodi
2011© J.F. DESAPHY
Outlook Nature Melanoma
2014 November
2015© J.F. DESAPHY
Melanoma
Asportazione chirurgica: (tasso di guarigione elevato se precoce)
Immunoterapia (in caso di rischio elevato di recidiva o di metastasi)
stimolazione non specifica del sistema immunitario con
Interleucine-2 (IL-2)
Interferone-α (IFNα)
Chemioterapia solo in caso di metastasi (prognosi sfavorevole: sopravvivenza <10% a 5 anni)
dacarbazina (agente alchilante)
nitrosuree (carmustina, lomustina) (agente alchilante)
inibitori fuso mitotico (alcaloidi della vinca, tassoli)
derivati del platino (cisplatino, carboplatino)
Nuova strategia : Immunizzazione specifica
Anticorpi monoclonali diretti contro il tumore
Vaccini: peptidi antigenici derivanti da proteine prodotte dal tumore
2011© J.F. DESAPHY
NOME: Ipilimumab
MOA:
mAb umano diretto contro
proteina CTLA-4
Desinibizione del SI
INDICAZIONE (FDA):
Melanoma avanzato
farmacoresistente
(II linea)
(trial clinici in corso per altri
tipi di cancro)
Problemi legati alla tossicità
immunosoppressione
2011© J.F. DESAPHY
Outlook Nature Melanoma
2014 November
Outlook Nature tuberculosis
October 2013, vol 502, 7470
Vemurafenib
Dabrafenib
Inibitori della serina-treonina chinasi B-raf, proto-oncgene mutato in
2/3 dei melanoma.
Trametinib: Inibitore della MEK chinasi
Trametinib + dabrafenib: combinazione per limitare l’insorgenza d resistenza
Pembrolizumab (USA)
Nivolumab (Giappone)
anticorpi monoclonali diretto contro PD-L1, proteina
sovraespresse in molte cellule di melanoma e
proteggono le stesse contro il SI
2015© J.F. DESAPHY
Melanoma
Dacabarzina
agente alchilante
IFNα (biotecnologico)
Stimolazione
sistema immunitario
Peptidi antigenici derivanti
da una proteina prodotta
dal tumore
Innesto della risposta
immunitaria
estratto
2011© J.F. DESAPHY
Melanoma
FINE
http://www.iss.it/tria/
2011© J.F. DESAPHY
FINE
2008© J.F. DESAPHY
