Agli studenti del corso di Laurea in C.T.F. (anno accademico 2012-13)
Materiale didattico riguardante argomenti selezionati delle lezioni del corso di
Farmacologia e Farmacoterapia.
Si raccomanda agli studenti (come più volte sottolineato durante le lezioni) di usare
questo materiale solo come aiuto/guida alla preparazione del relativo esame di
Farmacologia e Farmacoterapia.
Si rammenta, infatti, che l’USO dei TESTI di Farmacologia consigliati (ad esclusiva
scelta dello studente) è indispensabile
per una corretta, utile e più facile
preparazione della materia.
Si precisa che il programma completo per la preparazione dell’esame è sempre
reperibile presso la segreteria della Sezione di Farmacologia.
Gli studenti sono tenuti a svolgere tutti gli argomenti indicati nel programma
anche se non compresi nel materiale didattico.
Infine, si mettono in guardia gli studenti dall’uso di fotocopie di materiale didattico
(presunte stampe delle lezioni) ABUSIVAMENTE vendute presso le copisterie.
Le figure utilizzate nelle lezioni sono quelle dei libri di testo consigliati o sono immagini copyright-free da siti web specializzati
FARMACI
IMMUNOSOPPRESSORI
TUTTI GLI ELEMENTI DEL SISTEMA LINFOEMOPOIETICO ORIGINANO
DAL MIDOLLO OSSEO
In quanto "sorgente" di precursori
immaturi in grado di differenziare
negli
effettori
costituiscono
maturi
il
che
sistema
immunitario periferico,
il MIDOLLO OSSEO rappresenta
il
più
importante
ORGANO
BERSAGLIO di qualsiasi
INTERVENTO
IMMUNOMODULANTE
LA RISPOSTA IMMUNOLOGICA SPECIFICA
Le citochine prodotte giocano un ruolo chiave nel realizzarsi
della risposta immunologica
CITOCHINE
Le citochine sono fattori solubili di natura glicoproteica sintetizzati e rilasciati
principalmente da macrofagi, linfociti e altri leucociti, cellule endoteliali e fibroblasti.
Le citochine giocano un ruolo fondamentale nello sviluppo fisiologico di cellule
effettrici del sistema immunitario e nella regolazione della risposta immunitaria.
Interleuchine (IL-1, IL-2, ecc)
Chemochine
Superfamiglia
delle
citochine
Interferoni (α, β, γ)
Fattori stimolanti delle colonie (GM-CSF,
G-CSF, ecc)
Fattori di crescita (EGF, TGF, ecc)
Fattori di necrosi tumorale (TNF-α)
Le citochine non vengono prodotte in maniera costitutiva ma sono
sintetizzate in seguito all'attivazione cellulare.
Citochine proinfiammatorie: IL-1, IL-2, IL-6, IL-8, GM-CSF, TNF-α
Citochine antinfiammatorie: IL-4, IL-10, IL-13, TGF-β, IFN-γ
MECCANISMO D'AZIONE ED EFFETTI DELLE CITOCHINE
La maggior parte delle citochine agisce localmente con meccanismi paracrini e/o autocrini.
Sulle cellule bersaglio le citochine agiscono su recettori specifici ad alta affinità.
Oltre ai loro effetti cellulari diretti, alcune citochine inducono la formazione di altre citochine o
dei recettori per altre citochine (cascata di amplificazioni) dando origine
a complicate interazioni SINERGICHE o ANTAGONISTE
Fattori di necrosi
tumorale
Interleuchine
Chemochine
Fattori di crescita
Cellula bersaglio
Interferoni
Fattori stimolanti
delle colonie
Le citochine rappresentano un complesso linguaggio!
La risposta finale sulla cellula bersaglio è determinata da un certo numero di
messaggi diversi ricevuti contemporaneamente sulla sua superficie
Famiglie di recettori per le citochine
INTERLUCHINA-2 (IL-2)
IL-2 ha importanti effetti:
● Stimola la proliferazione di linfociti T, B e di cellule Natural Killer
● Aumenta la produzione di anticorpi da parte di linfociti B, aumenta la produzione di IFN-γ
che attiva macrofagi e granulociti
● Inibisce la morte apoptotica di linfociti
Interleuchina- 1(IL-1) e Fattore di necrosi tumorale-α (TNF-α)
La stimolazione dei recettori per IL-1
e TNF-α provoca la traslocazione
del fattore di trascrizione
inducibile (NF-kB) nel nucleo dove
si lega al promotore di vari geni.
IL-1 e TNF-a
Infezione, trauma, ischemia, cellule T attivate, tossine
FARMACI IMMUNOSOPPRESSORI
La maggior parte dei farmaci immunosoppressori è efficace nella fase induttiva della
risposta immunologica riducendo la proliferazione dei linfociti
Fase di induzione
Ciclosporina, Tacrolimo
Ciclofosfamide
Azatioprina
Micofenolato Mofetile
Anti-TNF-a
Corticosteroidi
FARMACI IMMUNOSOPPRESSORI
USI TERAPEUTICI
Malattie autoimmuni (miastemia grave, lupus eritematoso sistemico,
artride reumatoide, psoriasi), prevenzione e/o trattamento del rigetto dei
trapianti (reni, midollo osseo, cuore, fegato)
Poiché inibiscono la risposta immunitaria, i farmaci
immunosoppressori possono costituire un rischio a causa
della diminuita risposta del sistema immunitario alle infezioni
e possono facilitare l'insorgenza di tumori maligni
LE CICLOSPORINE
La ciclosporina A è un peptide ciclico costituito da 11 aminoacidi prodotto dal
metabolismo fungino. Essa rappresenta il capostipite di una serie di molecole
tra loro chimicamente correlate (ciclosporina A, B, C, D, E, G ed H) e non
correlate (i macrolidi FK506 “tacrolimo” e rapamicina).
CICLOSPORINA A
Meccanismo d'azione
La ciclosporina A si lega alla ciclofillina A
Il complesso Ciclosporina A-Ciclofillina A
interagisce con la calcineurina
Inibizione attività fosfatasica
della calcineurina
calcineurina
Inibizione della trascrizione del
gene della IL-2
Inibizione della attivazione e
proliferazione dei linfociti T
CICLOSPORINA A
Meccanismo d'azione
In
definitiva
impedisce
la
la
ciclosporina
defosforilazione
A
del
fattore di trascrizione NFAT, evento
necessario per la traslocazione del
fattore dal citoplasma al nucleo e per
la formazione del complesso di inizio
della trascrizione del gene della IL-2.
CICLOSPORINA A
Oltre a inibire la trascrizione del gene della IL-2, la ciclosporina A provoca:
Aumento della degradazione dell'mRNA della IL-2 e di altre
citochine e fattori di crescita (IL-3, GM-CSF)
Inibizione della trascrizione di geni di altre citochine
(TNF, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-9, IL-10)
La ciclosporina A è in grado di inibire
sia la risposta dei linfociti T che la risposta dei linfociti B
CICLOSPORINA A
USI TERAPEUTICI
Trattamento di pazienti sottoposti a trapianto di midollo osseo, rene, fegato,
cuore e polmone.
E' somministrabile per via endovenosa (soluz. etanolica) o per os (sospensione
oleosa).
Attivamente metabolizzata nel fegato, è escreta principalmente con la bile.
EFFETTI COLLATERALI
Nefrotossicità per vasospasmo della arteria renale (dovuto
alla inibizione della calcineurina delle cellule tubulari).
☺
La mancanza di effetti citotosici sulle cellule del midollo
osseo in rapida divisione conferisce alla Ciclosporina-A
il vantaggio di non favorire l'instaurarsi di infezioni
RAPAMICINA e TACROLIMO
Meccanismo d'azione
FK506 = Tacrolimo. Lega FKBP12
ed inibisce calcineurina: stesso profilo
farmacologico di Ciclosporina A
Il complesso Rapamicina-FKBP12
inibisce l'attività chinasica della
proteina TOR provocando una
inibizione della transizione G1-S
del ciclo cellulare
Inibizione della proliferazione delle
cellule T in risposta alla IL-2
USI TERAPEUTICI
Vantaggi: Non provoca nefrotossicità
Prevenzione del rigetto di trapianto in pazienti in cui si voglia evitare la nefrotossicità di CsA
MICOFENOLATO MOFETILE
Meccanismo d'azione
E’ un inibitore reversibile dell’inosina
monofosfato deidrogenasi e quindi della
sintesi de novo delle purine
GMP
Il farmaco agisce in modo abbastanza selettivo sui linfociti che
dipendono da questa via metabolica per la biosintesi delle purine
MICOFENOLATO MOFETILE
USI TERAPEUTICI
Da solo o in associazione con ciclosporina A nel trapianto di rene
E’ ben assorbito per via orale e rapidamente idrolizzato ad acido micofenolico (attivo) che a
sua volta viene metabolizzato a livello epatico a glucuronide-derivato (inattivo)
EFFETTI COLLATERALI
Disturbi gastrointestinali, trombocitopenia, leucopenia, infezioni
Grazie all’effetto abbastanza selettivo sui linfociti gli effetti
collaterali a carico del midollo osseo sono di lieve entità
CICLOFOSFAMIDE
La ciclofosfamide è un agente citotossico con potenti effetti immunosoppressori.
Meccanismo d'azione
ciclofosfamide
P-450
Mostarda attiva
DNA alchilato
L'alchilazione del DNA a livello dell'azoto 7 della guanina provoca:
● Alterazione del codice genetico
● Rottura dell'anello imidazolico della guanina
● Rottura delle eliche del DNA
La ciclofosfamide inibisce la proliferazione cellulare e causa la morte dei linfociti
CICLOFOSFAMIDE
USI TERAPEUTICI
Poliartrite nodosa, anemie emolitiche autoimmuni, miastenia grave, lupus eritematoso sistemico
E' ben assorbita per via orale e richiede trasformazione metabolica (epatica) per divenire attiva.
EFFETTI COLLATERALI
I principali effetti collaterali della ciclofosfamide
sono dovuti alla sua azione citotossica
contro tutti i tessuti proliferanti
Depressione
midollare
trombocitopenia),
(leucopenia,
aumento
della
suscettibilità alle infezioni, alopecia,
sterilità, insorgenza di tumori maligni
secondari, nausea, vomito, anoressia
AZATIOPRINA
Meccanismo d'azione
Tramite
metabolica
trasformazione
dall’azatropina
si
forma la mercaptopurina.
Acido 6-tioinosinico
La mercaptopurina è trasformata
nel
nucleotide
corrispondente
(Acido 6-tioinosinico) che viene
Incorporazione in DNA e RNA
così incorporato nel DNA e
nell’RNA inibendone la sintesi.
Formazione di DNA e RNA malfunzionanti
La azatioprina esplica una azione soppressiva sia sui linfociti T che B
ed è soprattutto attiva sulle cellule proliferanti in fase S.
AZATIOPRINA
USI TERAPEUTICI
Trapianto d’organo (trapianto di rene), artride reumatoide,
anemia emolitica autoimmune
EFFETTI COLLATERALI
Depressione midollare con leucopenia, trombocitopenia,
tossicità gastrointestinale ed epatica, nausea, vomito.
Limite per l’uso dell’ azatioprina
Azione mutagena e cancerogena con aumento incidenza di neoplasie secondarie
Antimetaboliti
Metotressato : analogo dell’acido folico, inibisce la diidrofolato reduttasi
Leucemie (immediata ma temporanea remissione)
Coriocarcinoma (prima scelta)
Osteosarcoma (alte dosi + leucovorina)
Psoriasi
Artite reumatoide
Abortivo
Ingresso in cellula mediante trasporto acido folico e coniugazione con residui di
Poliglutammilici: intrappolamento ed aumento affinità per enzimi folato-dipendenti
Meccanismo d’Azione del Metotressato
Inibitore competitivo ad alta affinita e “pseudo-irreversibile” dell’enzima
diidrofolato reduttasi (DHFR);
Inibisce tutte le reazioni di trasferimento di unità monocarboniose
coinvolte nella sintesi di timidilato (dTMP), delle purine, di glicina,
metionina, causando l’inibizione della sintesi di DNA, di RNA e delle
proteine.
Farmaco specifico per la fase S del ciclo cellulare: rallenta l’entrata
delle cellule in questa fase
Effetto citotossico: morte da carenza di timidina
ARTRIDE REUMATOIDE
L’artride reumatoide è una
poliartropatia infiammatoria
caratterizzata da dolore, alterata
funzionalità e distruzione delle
strutture articolari.
Uno degli elementi scatenanti la patologia è la aumentata
produzione di citochine nella sinovia.
FARMACI ANTIREUMATOIDI
ANTAGONISTI DEL TNF-a
INFLIXIMAB
Anticorpo chimerico (umano-murino) per il TNF-a
Somministrato per via endovenosa
ETANERCEPT
Proteina di fusione
(934aa)
Dominio
extracellulare del
recettore umano
del TNF-a (p75)
Somministrato per via sottocutanea
USI TERAPEUTICI
Artride reumatoide
+
Frazione Fc
dell’immunoglobulina IgG1
Farmaci Anti-TNFα
INFLIXIMAB
ETANERCEPT
ADALIMUMAB
• La loro immissione nel mercato ha rappresentato
un’importante evoluzione nella terapia delle malattie
infiammatorie croniche (Artrite reumatoide, Morbo di
Chron), nonostante i costi ancora elevati
TNFα
• Gioca ruoli chiave in:
- infiammazione acuta e cronica
- risposta antitumorale
- infezioni
• Una eccessiva produzione di TNFα è associata a diversi stati
patologici.
• Importante bersaglio terapeutico
Due Forme di TNFα
1. TNFα legato alla
membrana (26kDa)
TACE
= TNFα Converting Enzyme
Extracellulare
Intracellulare
1
2.
TNFα
solubile(17kDa)
2
TACE
Due Recettori per il TNFα
Extracellular
TNFR-1
TNFR-2
Intracellular
• Simili nel dominio extra-cellulare
• Differenze nei domini intracellulari
• Differente via di trasduzione
TNFR1
TNFR-1
TRADD
Apoptosis
• Il recettore TNF di tipo 1 (TNFR1 55-60 kDa) è espresso
costitutivamente in tutti i tessuti
• Determina morte cellulare attraverso un « dominio di morte »
presente a livello della porzione intracellulare
• Lega il TNF, viene internalizzato, e recluta TRADD (una
molecola di trasduzione del segnale che contiene un dominio
di morte) TNF receptor associated -death domain protein
TNFR2
Extracellulare
Intracellulare
TNFR-2
TRAF2
NFκB
• Proteina 75-80 kDa.
• Non ha « death domain » – e non puo’ indurre apoptosi
• Recluta il TRAF2 (TNF receptor associated factor) che
porta alla attivazione della via dell’NF-kB, con produzione di
citokine, inibitori dell’apoptosi
• Differente espressione di TNFR1 e TNFR2
TNFα: Segnale di trasduzione e sistemi
effettori
Extracellular
Intracellular
TNFR-1
TNFR-2
TRAF2
Nucleus
Apoptosis
transcription
IκB
NFκB
NFκB
Potenziali Bersagli per l’inibizione di TNFα
1. TNFα
2. Recettori TNFα
3. TACE
4. Molecole coinvolte nella signalizzazione del
TNFα
5. NFκB
Agenti Biologici anti-TNF-α
Nome
Generico
Infliximab
Etanercept
Nome
commerciale
Molecole
Remicade®
Anticorpo monoclonale
chimerico
umano/murino contro il
TNF-a umano
(Centocor,
Schering-Plough)
Enbrel® (Immunex, p75 ricombinante
Wyeth)
CDP-571
Humicade™
(Celltech, Biogen)
CDP-870
Adalimumab
N/A
(Celltech)
Humira® (Abbott
Laboratories)
Stato di sviluppo
Approvato in US &
Europa for CD & RA
Approvato per RA
umano (recettore TNF
con proteina di fusione)
Anticorpo anti-TNF-a
umanizzato
Trials clinici
Frammento
dell’anticorpo
umanizzato anti-TNF-a
Fase III trials
Anticorpo umano anti
TNF umano
Approvato per RA
Infliximab: Meccanismo d’Azione
• Lega e neutralizza il TNF-α sia solubile che legato e ne
inbisce l’ulteriore attività
TNFR2
No
Signal
= TNFα
Altri possibili Meccanismi d’Azione
1. Citotossicità cellulo-mediata anticorpo-dipendente
2. Distruzione delle cellule che esprimono il TNFα
attraverso l’attivazione del complemento
Recettore del
Attivazione del
Complemento
C’
Complemento
Mecrofago
T
Cell
Fagocitosi
Farmacologia dell’ Infliximab
- Somministrato per infusione per via endovenosa in
sede ospedaliera.
- Pazienti sotto osservazione durante le 2 ore di
infusione e nelle 2 ore successive.
5mg/kg 10mg/kg
Emi-vita
(giorni)
10
12
ETANERCEPT
Proteina di fusione
(934aa)
Dominio
extracellulare
del recettore
umano del TNFa (p75)
+
Frazione Fc
dell’immunoglobulina IgG1
Somministrato per via sottocutanea 2 volte a settimana
Nome della specialità medicinale:Enbrel
25mg
50mg
Struttura dell‘etanercept
Etanercept: Meccanismo d’Azione
• Lega e neutralizza il TNF-a e ne inbisce l’ulteriore
attività
ETA
Piccole molecole Anti-TNFα in
sviluppo
Classe di
Inhibitori
Prodotto
Ditta
Stato Clinico
p38 Kinase
BIRB796
Boehringer
Ingelheim
Fase 2
TACE
TACE
inibitore
Bristol Myers
Fase 2
Thalomid
Talidomide
Celgene
Fase 3
Rationally
Designed Lamino acid
peptide
RDP58
Sangstat Medical Fase 2
Inibiscono la sintesi di TNF-α
Palladino et al., 2003
Farmaci anti-TNF-alpha: Indicazioni terapeutiche
Etanercept
Artrite reumatoide
Artrite psoriaca
Spondilite anchilosante
Psoriasi a placche
Adalimumab
Artrite reumatoide
Artrite psoriaca
Spondilite anchilosante
Infliximab
Artrite reumaotide
Morbo di Chron
Colite ulcerosa
Spondilite anchilosante
Artrite psoriaca
Possibile minor rischio tubercolosi con
etanercept ed adalimumab
Artrite reumatoide e IL-1
Artrite reumatoide e IL-1
Infiammazione e dolore
Artrite reumatoide e IL-1
Distruzione tessuto osseo
Artrite reumatoide e IL-1
Artrite reumatoide e IL-1
IL-1RA: antagonista naturale di IL-1
IL-1 ed IL-Ra competono per il legame al recettore IL-1
nell’articolazione reumatoide ?
Anakinra (Kineret - Amgen)
Anakinra (Kineret - Amgen)
