HIV - e-learning

Farmaci Antivirali
HIV e AIDS
A
I
D
S
cquired
mmune
eficiency
yndrome
o
A cquired
I mmunoDeficiency
S yndrome
Sindrome da ImmunoDeficienza Acquisita
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2
AIDS
• La sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS) è una
patologia ad eziologia virale causata da un retrovirus,
denominato HIV, appartenente alla famiglia Retroviridae.
• Il virus colpisce i linfociti T alterando così il sistema
immunitario e predisponendo i soggetti ad infezioni
opportunistiche e
neoplasie.
• La trasmissione della malattia richiede il contatto con un fluido
corporeo contenente cellule o plasma infetti.
• Le persone colpite da HIV sono 39,4 milioni, di cui 2,2 milioni
sono bambini. Nel 2006 ci sono state 5 milioni di nuove
infezioni sono deceduti 3,5 milioni di pazienti colpiti dal virus
(UNAIDS, 2006).
L’AIDS (Acquired Immuno Deficency Syndrome) è una malattia di origine virale caratterizzata da uno stato di deficienza
immunitaria, associata a neoplasie (sarcoma di Kaposi, linfomi del SNC e linfomi non-Hodgkin, linfoma di Burkitt) e infezioni
opportunistiche. In Italia fino ad ora sono stati segnalati circa 60.000 casi (negli USA 900.000), nel 2002 si sono verificati 1600 nuovi
casi (negli USA 40.000) e si sono verificati 500 decessi, nel mondo si sono verificati 5 milioni di nuovi casi e 3 milioni sono
deceduti. Nel Gennaio 2002 nel mondo 60 milioni erano le persone sieropositive (28 milioni nel-l’Africa sub-sahariana), 24 milioni
erano già morti e 3 milioni di questi erano morti nel 2000. L’8% dei colpiti ha meno di 15 anni (Salama, Current Therapy 2005). I
siero-positivi nel Dicembre 2002 erano in Italia circa 120.000.
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3
AIDS
È la manifestazione tardiva della progressiva compromissione del sistema
immunitario.
Ciò provoca l’insorgenza di malattie derivanti spesso da microrganismi
normalmente benigni
Le cellule attaccate dal virus soni i linfociti T4 (T helper)
La proteina GP120 dell’involucro virale si lega alla CD4 presente sulla
superficie delle cellule del sistema immunitario che vengono indicate come
CD4+
Vi sono due tipi di virus: HIV-1 dell’AIDS ed HIV-2 meno virulento e
presente principalmente in Africa occidentale con 11 ceppi diversi
Si trasmette principalmente per via sessuale, sangue infetto o direttamente
da madre a figlio
Le fasi dell’infezione sono tre: 1) fasi iniziale (2-4 sett.) con aumento del
virus nel plasma e sindrome similinfluenzale; 2) i linfociti T CD4+ fanno
diminuire la viremia con fase di latenza; 3) la perdita di linfociti a CD4+
dopo anni porta alla fase finale detta AIDS
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4
AIDS
La fase finale AIDS è caratterizzata da numerose infezioni opportunistiche
che generano patologie complesse e alla fine morte
L’HIV ha l’envelope costituito da un doppio strato lipidico proveniente dalla
membrana della cellula bersaglio
Dal doppio strato lipidico protrudono ~72 coppie di struttura glicoproteica
trimera formata da 3 glicoproteine gp120 a da 3 gp41 che legano la struttura
all’envelope
Il capside è formato da 2000 coppie
di proteina p24 e contiene 2 filamenti
singoli di RNA contenenti 9 geni
Il meccanismo dell’infezione coinvolge
le gp120 che si legano alla cellula e poi
le gp41 che arpionano il doppio strato
lipidico delle cellule CD4+
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5
Situazione Epidemiologica dell’AIDS alla fine del 2008
Number of people living
with HIV in 2008
Total
Adults
Women (aged 15 and above)
Children under 15 years
33.4 million [31.1 – 35.8 million]
31.3 million [29.2 – 33.7 million]
15.7 million [14.2 – 17.2 million]
2.1 million [1.2 – 2.9 million]
People newly infected
with HIV in 2008
Total
Adults
Children under 15 years
2.7 million [2.4 – 3.0 million]
2.3 million [2.0 – 2.5 million]
430 000 [240 000 – 610 000]
AIDS-related deaths
in 2008
Total
Adults
Children under 15 years
2.0 million [1.7 – 2.4 million]
1.7 million [1.4 – 2.1 million]
280 000 [150 000 – 410 000]
Ogni giorno nel mondo muoiono 10.000 persone dei quali 1.400 bambini < 15 anni. Il 28% delle donne in gravidanza nel
Sud Africa sono sieropositive. I pazienti sudafricani che necessitano di terapia antiretrovirale con 3 farmaci sono >
900.000 e solo 117000 la ricevono per un costo di 550 Euro/paziente/anno contro i 10.000 Euro/paziente/anno degli USA.
Anche se il 70% si trova nell’Africa sub-sahariana, le nuove emergenze sono rappresentate dall’Asia con 7,4 milioni di
HIV positivi dei quali 4,6 milioni in India e dalle repubbliche sovietiche dove, specie tra i tossicodipendenti, dal ‘99 al
2002 si sono triplicati i casi (Salama, Current Therapy 2005). Grazie alla terapia, dal 1995 si è verificata una riduzione
della malattia e una netta riduzione delle infezioni opportunistiche (Katz, Current Med. Diag. Treat. 2005). Esistono varie
forme del virus: HIV-1 responsabile del 90% dei casi e HIV-2, il primo è costituito dai sottogruppi: M (> 95% dei casi), N e
O (Grimes, Current Therapy 2004). Distruggono i linfociti CD4+. Se non trattati tutti i sieropositivi passano in AIDS ed il
tempo medio è 10 anni ma la terapia antiretrovirale è in grado di arrestare o ritardare la progressione in AIDS (Salama,
Current Therapy 2005).
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6
Statistiche su Basi Regionali, 2008
Adults & children
living with HIV
Sub-Saharan Africa
Middle East & North Africa
South and South-East Asia
East Asia
Latin America
Caribbean
Eastern Europe & Central
Asia
Western & Central Europe
North America
Oceania
TOTAL
Farmaci Anti-HIV
Adults & children newly
infected with HIV
Adult prevalence
(15‒49) [%]
Adult & child
deaths due to AIDS
22.4 million
1.9 million
5.2
1.4 million
[20.8 – 24.1 million]
[1.6 – 2.2 million]
[4.9 – 5.4]
[1.1 – 1.7 million]
310 000
35 000
0.2
20 000
[250 000 – 380 000]
[24 000 – 46 000]
[<0.2 – 0.3]
[15 000 – 25 000]
3.8 million
280 000
0.3
270 000
[3.4 – 4.3 million]
[240 000 – 320 000]
[0.2 – 0.3]
[220 000 – 310 000]
850 000
75 000
<0.1
59 000
[700 000 – 1.0 million]
[58 000 – 88 000]
[<0.1]
[46 000 – 71 000]
2.0 million
170 000
0.6
77 000
[1.8 – 2.2 million]
[150 000 – 200 000]
[0.5 – 0.6]
[66 000 – 89 000]
240 000
20 000
1.0
12 000
[220 000 – 260 000]
[16 000 – 24 000]
[0.9 – 1.1]
[9300 – 14 000]
1.5 million
110 000
0.7
87 000
[1.4 – 1.7 million]
[100 000 – 130 000]
[0.6 – 0.8]
[72 000 – 110 000]
850 000
30 000
0.3
13 000
[710 000 – 970 000]
[23 000 – 35 000]
[0.2 – 0.3]
[10 000 – 15 000]
1.4 million
55 000
0.6
23 000
[1.2 – 1.6 million]
[36 000 – 61 000]
[0.5 – 0.7]
[9100 – 55 000]
59 000
3900
0.3
2000
[51 000 – 68 000]
[ 2900 – 5100]
[<0.3 – 0.4]
[1100 – 3100]
33.4 million
2.7 million
0.8
2.0 million
[31.1 – 35.8 million]
[2.4 – 3.0 million]
[<0.8 – 0.8]
[1.7 – 2.4 million]
7
Cifre e principali caratteristiche dell’epidemia di
AIDS in Italia dal 1982 ad oggi
Farmaci Anti-HIV
8
Casi di AIDS per anno di diagnosi, e corretti per
ritardo di notifica (in Italia)
Farmaci Anti-HIV
9
Casi di AIDS per anno di diagnosi, e corretti per
ritardo di notifica
Dopo 30 anni
L’HIV è ancora un
grosso problema da
risolvere!!!
Farmaci Anti-HIV
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Dopo 30 Anni. L’HIV è ancora un grosso problema!
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1200
Infezione Primaria
Possibile Infezione Acuta di HIV
Ampia disseminazione di virus
Infezione di organi linfoidi
CD4+ T cells/mm3
(
)
1000
Latenza Clinica
800
Morte
Malattie
Opportunistiche
-107
-106
-105
600
Sintomi
Costituzionali
400
-104
200
-103
0
-102
0 3 6 9 12
Settimane
Farmaci Anti-HIV
1 2 3
4 5 6 7 8 9 10 11
Plasma Viremia Titre - (Copie di RNA virale/ml)
(
)
Evoluzione dell’infezione da HIV
Anni
12
Evoluzione dell’infezione da HIV
Fase iniziale acuta: 2-4 settimane dal momento del contagio. La risposta immunitaria, in questa fase,
è efficace e sopprime la viremia.
Periodo di latenza: durata di diversi anni, con distruzione progressiva dei linfociti T. Il sistema
immunitario, indebolito dalla produzione continua di grandi quantità di linfociti, perde
progressivamente efficienza.
Fase infettiva o di AIDS conclamata: i livelli di linfociti T nel sangue scende ad un livello di soglia, al di
sotto del quale esplodono le infezioni opportuniste. Tra le più comuni: candidiasi, infezioni da HSV-1 e
HSV-2, da CMV, polmonite da P. C, criptococcosi, istoplasmosi del fegato e del midollo osseo,
sarcoma di Kaposi. Negli stadi terminali anche complesso demenziale da AIDS (perdita graduale della
precisione del pensiero e del movimento).
L’AIDS si presenta nel 40-90% dei casi con una sindrome retrovirale acuta simil-influenzale della
durata di 2-10 gg dopo la quale segue abitualmente un periodo asintomatico anche di 8-10 anni
(Salama, Current Therapy 2005). Tutti i pazienti che hanno presentato una sindrome retrovirale acuta
vanno trattati con terapia cronica anche se per alcuni non sarebbe stata necessaria. Aspettare 6 mesi
per valutare il caso può risultare pericoloso (Salama, Current Therapy 2005).
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CONDIZIONI CLINICHE DEFINENTI L'AIDS
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Cancro cervicale, invasivo
Candidosi dei bronchi, della trachea o dei
polmoni
Candidosi esofagea
Coccidioidomicosi, disseminata o
extrapolmonare
Criptococcosi, extrapolmonare
Criptosporidiosi, cronica intestinale
Encefalopatia, correlata all'HIV
Histoplasmosi, disseminata o
extrapolmonare
Infezioni da Cytomegalovirus (polmonari o
intestinali)
Infezioni polmonari o extrapolmonari da M.
tuberculosis
Infezioni disseminate o extrapolmonari da
altre specie di Mycobacterium (es. M.
avium complex o M. kansasii)
Farmaci Anti-HIV
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Isosporiasi, intestinale cronica
Leucoencefalopatia multifocale progressiva
Linfoma di Burkitt
Linfoma, immunoblastico
Linfoma, primario, cerebrale
Polmonite da Pneumocystis carinii
Polmoniti ricorrenti
Retinite da Cytomegalovirus
Sarcoma di Kaposi
Setticemia ricorrente da Salmonella
Toxoplasmosi cerebrale
Ulcere croniche da Herpes simplex o
bronchiti, polmoniti o esofagiti
Wasting syndrome dovuta all'HIV
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Organizzazione strutturale dell’HIV
•
•
•
•
•
•
•
Il virus dell’HIV (Human Immunodeficiency
Virus) ha un diametro di circa 100 nm.
È ricoperto da una membrana lipidica a
doppio strato, che riveste la proteina p17.
Da essa sporge una glicoproteina (gp120),
ancorata ad un’altra glicoproteina (gp41).
La glicoproteina gp120 ha forte affinità per
la proteina di superficie CD4 dei linfociti T.
Essa serve al virus per legarsi e
successivamente fondersi con i linfociti.
Il nucleocapside dell’HIV e costituito dalla
proteina di matrice p24.
All’interno del capside si trova l’RNA e tre
enzimi specifici del virus:
1. Due copie del genoma a RNA (circa
9500 nucleotidi), rivestito dalle
proteine p6 e p9;
2. Transcrittasi inversa (RT);
3. Integrasi;
4. Proteasi. (HIVp)
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15
HIV: ciclo replicativo
• Il virus dell’HIV compie la replicazione all’interno dei linfociti T, determinando la morte della cellula
• La replicazione avviene attraverso le seguenti fasi:
1. La glicoproteina gp120 si lega alla proteina CD4 del linfocita T.
2. Il doppio strato fosfolipidico del virus si fonde con quello del linfocita T.
3. Il capside proteico p24 viene rimosso ad opera della proteasi virale.
4. La transcrittasi inversa virale sintetizza il primo filamento di DNA provirale, utilizzando l’RNA
virale come stampo (nei retrovirus l’informazione genetica è trasmessa in direzione opposta
al normale). Il DNA provirale viene duplicato dalla trascrittasi inversa e circolarizzato.
5. Esso viene quindi trasferito nel nucleo della cellula e inserito nel DNA della cellula ospite
dalla integrasi virale.
6. In seguito il DNA provirale viene trascritto dalla RNA-polimerasi II cellulare in RNA virale e
mRNA virale.
7. L’mRNA virale viene tradotto dal sistema ribosomiale cellulare in proteine virali.
8. Le proteine virali subiscono poi le necessarie trasformazioni post-traduzionali (proteolisi
controllata, glicosilazione, miristilazione).
9. Il nuovo RNA genomico e le proteine virali si assemblano in particelle virali complete, ma
immature.
10. Le particele virali immature fuoriescono per gemmazione e si trasformano in virione maturo
ad opera della HIV proteasi (HIVp).
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HIV: ciclo replicativo
Farmaci Anti-HIV
17
Video Ciclo Replicazione HIV
Farmaci Anti-HIV
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Cause del Deterioramento del Sistema
Immunitario ad Opera dell' HIV
•
•
•
•
•
Distruzione diretta delle Cellule CD4+
Anergia delle Cellule CD4+
Apoptosi delle Cellule CD4+
Distruzione delle Cellule Cd4+ 'innocent bystanders‘
Incapacità dei linfociti B di produrre anticorpi specifici per
altri microrganismi
• Perdita di Cellule CD4+ specifiche per gli antigeni dell' HIV
• Declino delle funzioni delle Cellule CD8+
Farmaci Anti-HIV
19
Bersagli dell’HIV e Potenziali Farmaci
Farmaci Anti-HIV
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Antiretrovirali approvati per il trattamento
dell’infezione da HIV (marzo 2010)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Inibitori Nucleosidici della
Trascrittasi Inversa (NRTI)
Zidovudina (AZT)
Didanosina (ddI)
Stavudina (d4T)
Lamivudina (3TC)
Abacavir (ABC)
Tenofovir (TDF)
Emtricitabina (FTC)
•
•
Inibitori dell'Integrasi
Raltegravir
Inibitori Non Nucleosidici della
Trascrittasi Inversa (NNRTI)
Nevirapina
Efavirenz
Delavirdina (non approvato in Italia)
Etravirina
Farmaci Anti-HIV
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Inibitori dell'HIV Proteasi (PI)
Saquinavir
Ritonavir
Indinavir
Nelfinavir (non più approvato in Italia)
Fosamprenavir
Lopinavir
Atazanavir
Tipranavir
Darunavir
CCR5 Antagonisti
Maraviroc
Inibitori della Fusione
Enfuvirtide
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REGIMI PER IL TRATTAMENTO INIZIALE
DELL'INFEZIONE DA HIV (Marzo 2010)
Regimi preferiti
Regimi basati sugli NNRTI Regimi basati sui PI
Regimi
basati
sugli
Efavirenz + TDF + FTC
Atazanavir + Ritonavir + Inibitori dell'Integrasi
TDF + FTC
Raltegravir + TDF + FTC
Darunavir + Ritonavir +
TDF + FTC
Regimi alternativi
Regimi basati sugli NNRTI
Efavirenz + (ABC o ATZ) + 3TC
Nevirapina + AZT + 3TC
Regimi basati sui PI
Atazanavir + Ritonavir + (ABC o AZT) +
3TC
Fosamprenavir + Ritonavir + [(ABC o
AZT) + 3TC] o TDF + FTC
Lopinavir + Ritonavir + [(ABC o AZT) +
3TC] o TDF + FTC
Saquinavir + Ritonavir + TDF + FTC
HAART: Hyghly Active AntiRetroviral Terapy
Farmaci Anti-HIV
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HAART: Hyghly Active AntiRetroviral Terapy
La terapia riduce la carica virale (< 50/mL), aumenta i CD4 e lo stato immunologico,
prolunga la sopravvivenza anche se non è ancora in grado di portare alla guarigione
(Grimes, Current Therapy 2004). Difficile combinare le varie associazioni. Alcuni farmaci
vanno somministrati con il cibo (Tironavir, Nalfinovir, Saquinovir), altri 1 h prima o 2 h
dopo (Indinavir, Didanosina) e ad 1 h di distanza fra loro. Non c’è ancora un protocollo
preciso. Ogni 3 mesi andrà controllato il valore del CD4 e del titolo HIV ((Katz, Current
Med. Diag. Treat. 2005). Il fallimento del trattamento si ha se gli effetti collaterali non sono
tollerati o se si verifica mancata diminuzione della replicazione virale (titolo HIV) o
mancata risalita del CD4 o deterioramento chimico. Nel 20-40% dei casi non si ottiene
ancora una risposta ottimale.
La triplice associazione di 3 ITIn (Trizivir) ha il vantaggio della somministrazione di una
sola compressa due volte/die, non presenta restrizioni dietetiche ma ha una ridotta durata
di efficacia quindi di regola viene riservata a casi particolari con bassa carica virale (<
100.000/mL) (Salama, Current Therapy 2005). Forse utile l’associazione di 4 ITIn. In
gravidanza è possibile sostituire la Lamivudina con l’Emtricitabine (Salama, Current
Therapy 2005).
Farmaci Anti-HIV
23
REGIMI PER IL TRATTAMENTO INIZIALE
DELL'INFEZIONE DA HIV (Marzo 2010)
HAART: Hyghly Active AntiRetroviral Terapy
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Principi di terapia per l’ AIDS
1)
La replicazione virale determina un danno del sistema immunitario e lo sviluppo dell’ AIDS. Solo
raramente non si determina un danno del sistema immunitario
2) I livelli plasmatici di HIV-RNA riflettono il grado di replicazione virale ed è associato alla
riduzione dei linfociti CD4 che servono di guida per la terapia
3) Il grado di progressione è individuale nei pazienti affetti e la terapia si basa sui livelli plasmatici
di HIV-RNA e la conta dei linfociti CD4
4) Lo scopo della terapia è la massima soppressione possibile della replicazione virale. La
combinazione di agenti antiretrovirali riduce la replicazione virale quindi i livelli di HIV-RNA e le
varianti resistenti
5) La durata della soppressione è maggiore con i farmaci non ancora impiegati dal paziente e che
non hanno reazioni crociate di resistenza con altri farmaci già impiegati
6) Impiegare il dosaggio e la via di somministrazione ottimale
7) Ogni cambiamento di terapia riduce le opzioni future
8) Le donne devono ricevere la terapia ottimale. In gravidanza la terapia và iniziata dopo la 14°
settimana (Salama, Current Therapy 2005).
9) Valgono gli stessi principi nei bambini, adolescenti ed adulti
10) L’ infezione primaria va trattata fino a rendere indosabile l’ HIV-RNA
11) I siero-positivi vanno considerati infettanti anche se i livelli di HIV-RNA non sono dosabili
12) Se CD4 > 200 sono consigliate le vaccinazioni per l’Epatite B, pneumococco, influenza e tetano
(Salama, Current Therapy 2005).
Farmaci Anti-HIV
25
INDICAZIONI PER L'INIZIO
DELLA TERAPIA ANTIRETROVIRALE
(marzo 2009)
LA TERAPIA ANTIRETROVIRALE E' RACCOMANDATA PER:
a)
b)
c)
TUTTI I SOGGETTI SINTOMATICI
PER I SOGGETTI ASINTOMATICI CON <350
CD4+/mm3
PER I SEGUENTI GRUPPI INDIPENDENTEMENTE
DALLA CONTA DELLE CELLULE CD4+
- donne in gravidanza;
- soggetti con nefropatia associata all'HIV;
- soggetti con co-infezione da HBV
VA VALUTATA L'OPPORTUNITA' DI INIZIARE LA TERAPIA
ANTIRETROVIRALE PER:
3
I SOGGETTI ASINTOMATICI CON > 350 CD4+/mm
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Inibitori della Trascrittasi Inversa
Farmaci Anti-HIV
27
Inibitori Nucleosidici della Trascrittasi Inversa (NRTI)
Zidovudina (AZT)
• Analogo della timidina, con attività clinica contro HIV.
Meccanismo d’azione: fosforilato da chinasi cellulari a AZT-5’-trifosfato, che è il metabolita attivo.
• AZT-5’-trifosfato interferisce con la DNA-polimerasi RNA-dipendente (trascrittasi inversa) virale e funziona
da inibitore.
• AZT-5’-trifosfato può inoltre essere incorporato nel DNA provirale in crescita, come elemento terminatore
obbligato.
• L’analoga incorporazione ad opera della DNA-polimerasi cellulare, nel DNA cellulare in crescita, richiede
concentrazioni di AZT 100 volte maggiori.
Reazioni avverse: principalmente depressione del midollo osseo, correlata alla gravità dell’infezione;
mialgia, nausea, insonnia.
Farmacocinetica: ben assorbito per os (52-75%). Rapidamente metabolizzato a 5’-glucuronide ed eliminato
con le urine. Somministrazione anche iv (infusione di 1 ora).
Resistenze: i pazienti, trattati con questo solo farmaco, sviluppano rapidamente resistenze.
• Gli altri inibitori della trascrittasi inversa funzionano con identico meccanismo, e consentono anch’essi il
sorgere rapido di resistenze.
• Perciò gli attuali protocolli di trattamento, prevedono l’associazione di più inibitori della trascrittasi inversa tra
di loro (trivizir) e con inibitori della proteasi dell’HIV.
• Poiché presentano reazioni avverse differenti, possono essere utilmente impiegati in terapie associative, o a
cicli alternati.
Gli altri inibitori della trascrittasi inversa funzionano con identico meccanismo, e consentono il sorgere
rapido di resistenze.
• Perciò gli attuali protocolli di trattamento, prevedono l’associazione di più inibitori della trascrittasi inversa tra
di loro (trivizir) e con inibitori della proteasi dell’HIV.
• Poiché presentano reazioni avverse differenti, possono essere utilmente impiegati in terapie associative, o a
cicli alternati.
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Inibitori Nucleosidici della Trascrittasi Inversa
(NRTI)
O
O
Me
HN
N
Me
HN
NH
N
O
HO
O
O
HO
N
N
O
HO
N
O
O
N3
Zidovudina (AZT)
3'-azido-2',3'didesossitimidina
Retrovir, cpr, cps, scir., iv
Combivir (+3TC, cpr)
Trizivir (+ABC+3TC)
Farmaci Anti-HIV
Didanosina (DDI)
2',3'-didesossiinosina
Videx, cps gstr., polv.
Stavudina (D4T)
2',3'-dideidro-2',3'didesossitimidina
Zerit, cps, polv.
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Caratteristiche degli Inibitori Nucleosidici della
Trascrittasi Inversa (NRTI)
Bloccano la transcriptasi inversa e quindi il DNA, riducono la replicazione virale, l’immunodepressione e le infezioni
opportunistiche, ritardano la comparsa o la ricomparsa delle complicanze ma non sono curativi. Riducono la mortalità e aumentano
la sopravvivenza dal momento della diagnosi ma sviluppano rapidamente resistenze, specie in monoterapia. Si potranno associare
Zidovudina e Lamivudina ma non Zidovudina e Stavudina perché si antagonizzano e Didanosina con Zalcitabina per tossicità
sovrapponibile. Riducono la mortalità e la frequenza delle infezioni opportunistiche anche nelle ARC (AIDS Related Complex).
Vengono somministrati più volte al giorno (la Didanosina 1 volta/die) indipendentemente dai pasti. Presentano il rischio di acidosi
lattica con steatosi epatica (specie con Stavudina, Didanosina e Zalcitabina) (Salama, Current Therapy 2005).
Zidovudina o Azidotimidina o Azt Retrovir cps 100-250 mg, cpr 300 mg, scir, f ev. È stato il primo farmaco impiegato dal 1987. Da
impiegare in associazione, dopo 18-24 mesi l’efficacia si riduce per comparsa di resistenze. Effetti collatera
li: cefalea e depressione midollare nel 25% dei sieropositivi e nel 50% degli AIDS (sospendere se l’Hb è < 7,8 gr/100 ml o se i globuli
bianchi < 750/mm3 ), nausea, vomito, crampi addominali, diarrea, aumento delle transaminasi, della fosfatasi alcalina, della
bilirubina, insonnia e, se assunto in posizione supina con poca acqua, può dare ulcere esofagee. Terapie prolungate oltre 9 mesi
causano frequentemente aumento del CPK e miopatie. Il Probenecid ne prolunga l’emivita. Evitare l’associazione con il
Paracetamolo e i FANS perché competono con l’enzi-ma che degrada il farmaco. Dosaggio: 300 mg/ 12 h (Salama, Current Therapy
2005). Somministrato in gravidanza, non è teratogeno, riduce la trasmissione fetale. Proposto il suo impiego anche nei soggetti in
fase sintomatica precoce e in quelli asintomatici ma con conteggio dei linfociti T helper (CD4) < 500/mm3. Impiegabile in profilassi
(vedi sopra). Disponibile in associazione con Lamivudina Combivir (1 cpr/12h) e con lamivudina e Abacavir Trizivir (1 cpr/12h) (The
Med. Letter 1169; 2004).
Dideossiinosina o Didanosina (DDI) Videx scir , dosaggio 200 mg/12 h; Dideossicitidina o Zalcitabina (DDC) Hivid cpr 0,750 mg
dosaggio 0,75 mg/8 h; Stavudina Zerit cpr 15-20-30-40 mg, scir. dosaggio 40 mg/12 h (Katz, Current Med. Diag. Treat. 2005) (Salama,
Current Therapy 2005). Meccanismo d’azione simile al precedente. Sono indicate nei casi che non tollerano la Zidovudina o che
peggiorano durante il trattamento. Inferiore tossicità midollare, ma possono provocare pancreatiti, acidosi lattica e neuropatie
periferiche (specialmente la Stavudina), aumento delle transaminasi, cefalea, vomito e dolori addominali (Salama, Current Therapy
2005). La Zalcitabina è la meno efficace e quindi la meno impiegata. Sfortunatamente singolarmente hanno un’efficacia limitata nel
tempo per lo sviluppo di resistenze. Riducono l’assorbimento dei farmaci che richiedono l’acidità gastrica: Itraconazolo,
Ketoconazolo e Dapsone. Non associare alcool (Katz, Current Med. Diag. Treat. 2005). Sconsigliata, per la tossicità sovrapponibile,
l’associazione Didanosina e Zalcitabina.
Farmaci Anti-HIV
30
Caratteristiche degli Inibitori Nucleosidici della
Trascrittasi Inversa (NRTI)
Nome
Dosaggio Biodisponibilità
giornaliero
orale
t1/2 plasma
t1/2 intracell. del
trifosfato
(ore)
Eliminazione
Principali effetti
collaterali
renale
(come
glicuronide)
mielodepressione
disturbi GI,
cefalea, insonnia,
astenia
Zidovudina
(AZT)
300 mg x 2
o 200 mg x 3
60%
1.1
7
Didanosina
(ddI)
250-400 mg
30-40%
1.5
>20
renale 50%
(metabolismo
purinico)
pancreatite
neuropatia
periferica
Stavudina
(d4T)
30-40 mg x 2
86%
1
7.5
renale 50%
neuropatia
periferica
lipodistrofia,
pancreatite
Farmaci Anti-HIV
31
Sintesi AZT
O
O
Me
Me
N
OH
O
OH
=
(PhO)2S O
N
, DMA
N
Me
-
O
O2SO
O
0 °C
O
O
O
O
HO
O
-
O
O
Me
N
O
N3
Farmaci Anti-HIV
O
S
N
25 °C
N
O
O
H+
Et3N/H2O
HO
S
Me
N
O
N
N
O
O
N
Me
HN
HN
O
O
LiN3
DMF
Me
HN
N
O
HO
O
N3
32
Trasformazione metabolica ddI  Lamivudina
NH
N
HO
O N
NH2
O
O
O
-
O
N
P O
O
O N
-
O
N
N
O
NH
N
N
O N
P O
O
N
NH2
N
N
ddI
ddIMP
-
O
O
O
N
N
-
P O P O
O
O
O N
ddADP
N
O N
N
NH2
NH2
O
HO
ddAMP
O
O
P O P
O
O
O
O
P O
O
N
N
O N
ddA
N
ddATP
Lamivudina Epivir cpr 150 mg, scir; analoga ai precedenti ed abitualmente meglio tollerata (The Med. Letter
1169; 2004). Dosaggio 150 mg/12 h (Salama, Current Therapy 2005). Effetti collaterali minimi. Efficace anche
verso l’ Epatite B vedi cap 44. Disponibile in associazione all’Abacavir Epzicom (non in commercio in Italia) da
somministrare una volta/die (The Med. Letter 1203; 2005).
Farmaci Anti-HIV
33
Trasformazione metabolica ddI
O
N
HO
O
NH
N
N
O
Fosf orilasi
NH
N
N
H
N
Ipoxantina
ddI
Xantina Ossidasi
O
HN
O
O
N
H
N
H
Acido urico
Farmaci Anti-HIV
Xantina Ossidasi
NH
O
N
NH
N
H
N
H
O
Xantina
34
Inibitori Nucleosidici della Trascrittasi Inversa
(NRTI)
NH2
NH2
HN
N
N
N
O
F
N
N
N
O
HO
HO
HO
S
O
N
N
NH2
S
O
Lamivudina (3TC)
Abacavir (ABC)
Emtricitabina (FTC)
(-)-2',3'-didesossi-3'(1R,4S)-2-amino-6(-)-5-fluoro-2',3'tiacitidina
(ciclopropilamino)-9-[(4didesossi-3'-tiacitidina
Epivir, cpr, cpr riv., os sol.
idrossimetil)-2Atripla,cpr riv.
Zeffix, cpr, os sol.
ciclopentenil]-9H-purina (+TDF+Efavirenz)
Combivir, Trizivir (vedi Ziagen, cpr riv., os sosp. Emtriva, cps, os sol.
sopra)
Trizivir (vedi sopra)
Truvada, cpr (+Tenofovir)
Kivexa, cpr (+ABC)
Kivexa (vedi a fianco)
Farmaci Anti-HIV
35
Inibitori Nucleosidici della Trascrittasi Inversa
(NRTI)
NH2
NH2
N
HO
O
HO
Desossicitidina
O
N
OH
O
O
S
S
OH
N
N
N
O
NH2
N
N
N
O
NH2
Isomero (+) 'naturale'
=
HO
O
S
O
Isomero ( ) 'innaturale'
Lamivudina
- 2',3' Didesossi 3' tiacitidina
Farmaci Anti-HIV
36
Inibitori Nucleosidici della Trascrittasi Inversa
(NRTI)
NH2
NH2
N
N
O
O
N
OH
O
S
Farmaci Anti-HIV
HO
N
S
O
37
Caratteristiche degli Inibitori Nucleosidici della
Trascrittasi Inversa (NRTI)
Nome
t1/2 plasma
t1/2 intracell. del
trifosfato
(ore)
Eliminazione
Principali effetti
collaterali
86%
5-7
18-22
renale
(inalterata)
tossicità minima
1.5
12-26
renale 82%
reazioni di
ipersensibilità
Dosaggio Biodisponibilità
giornaliero
orale
300 mg
Lamivudina
(3TC)
o 150 mg x 2
Abacavir
(ABC)
300 mg x 2
o 600 mg
83%
Tenofovir
(bisPOCPMPA)
300 mg
25-39%
17
>60
renale50%
astenia, cefalea,
diarrea, nausea,
vomito, flatulenza
Emtricitabina
(FTC)
200 mg
93%
10
>20
renale
(inalterata)
tossicità minima
Farmaci Anti-HIV
(come
metaboliti)
38
Sintesi Lamivudina
NHSiMe3
MeO
O
PhCOO
+
H
PhCOO
OMe
acido di Lewis
N
O
OMe
S
ossatiolano (4 isomeri)
HS
NH2
Me3SiO
N
acido di Lewis
NH2
N
N
O
PhCOO
N
O
+ anomero α
1) XX,- si separano gli anomeri β
2) OH
S
+ coppia β/α 'innaturale'
O
NH2
N
N
Citidina deaminasi
(trasforma' solo
'
enan
l
tiomero naturale')
O
S
+ isomero 'innaturale'
NH2
HN
N
O
HO
N
O
HO
O
S
+
N
O
=
O
HO
S
N
O
OH
S
O
Isomero ( ) 'innaturale'
Lamivudina
Farmaci Anti-HIV
39
Trasformazione metabolica ABC 
HN
N
HO
HN
N
N
Carbovir
N
N
O
-
NH2
P
O
N
N
O
N
NH2
-
O
ABC MP
ABC
O
O
N
O
O
P
O
O
NH
N
N
O
NH2
-
O
O
P
O
P
-
-
O
O
Carbovir MP
N
O
O
P
O
NH
N
N
NH2
-
O
Carbovir TP
O
N
HO
NH
N
N
NH2
Carbovir
Farmaci Anti-HIV
40
Inibitori nucleotidici della transcriptasi inversa:
Tenofovir
O
NH2
N
N
N
O
N
O
O
CO2 H
O
.
HO2 C
O
O
P
O
O
O
Tenofovir (disoproxil fumarato) (TDF)
(R)-9-[(2-fosfonilmetossi)propil]-9H-adenina
(estere bis-isopropossicarbonilossimetilico)
Atripla (+FTC+Efavirenz)
Viread, cpr
Truvada, (vedi sopra)
Farmaci Anti-HIV
41
Tenofovir
NH2
O
N
N
N
O
N
NH2
.
O
O
CO2H
HO2C
O
N
N
N
N
OH
O
O
O
P
O
O
O
O
P
OH
Tenof ovir disoproxil f umarato
Tenof ovir
NH2
N
N
N
N
-
OH
O
O
O
O
P
-
O
P
O
O
P
-
O
O
Tenof ovir dif osf ato
Farmaci Anti-HIV
42
Meccanismo di Azione AZT
Farmaci Anti-HIV
43
Limiti NRTI
Errori di trascrizione  Mutazioni RT: M41L, D67N, K70R, L210W,
T215, and K219Q  HIV Mutanti resistenti agli NRTI
Farmaci Anti-HIV
44
Inibitori Non Nucleosidici della Trascrittasi Inversa
(NNRTI)
Gli NNRTI comprendono varie classi di composti strutturalmente diversi
fra di loro HEPT, TIBO, DABO, TSAO, BHAP inibitori selettivi dell’HV-1 e
non dell’HV-2
Essi si legano allostericamente ad una tasca idrofobica vicino al sito
attivo dell’enzima
Le diverse classi di composti interagiscono con amminoacidi diversi
dell’enzima
Ciò spiega anche l’elevato grado di resistenza crociata degli inibitori di 1a
generazione migliorata nella 2a generazione
Studi cristallografici dei complessi NNRTI/RT hanno evidenziato che
diverse categorie di NNRTI assumono una conformazione “butterfly-like”
dei sistemi π che funzionano da π -elettrondonatori verso amminoacidi
aromatici che circondano la tasca idrofobica
Farmaci Anti-HIV
45
Modello di Schäfer (Butterfly Like)
Sito lipof ilo
sistema π
sistema π
108
115 °
X
X = O,S
Me
−π
π
z
n
era
on
con i residui aminoacidici di
I t
i i
Tyr181, Tyr188, Phe227, Trp229, Tyr318
Farmaci Anti-HIV
46
Modello di Schäfer (Butterfly Like)
Sito lipof ilo
sistema π
sistema π
108
115 °
X
X = O,S
Me
−π
π
z
n
era
on
con i residui aminoacidici di
I t
i i
Tyr181, Tyr188, Phe227, Trp229, Tyr318
Farmaci Anti-HIV
47
Modello di Schäfer e La Realtà
N
LYS101
HN
VAL179
H
LYS103
O
X
Sito
lipofilo
X = O,S
NH2
sistema π
VAL106
N
10 81
1
5 °
VAL106
PRO236
O
PRO 95
TYR188
sistema π
OH
TYR188
N
LEU100
Me
OH
LEU234
PHE227
Farmaci Anti-HIV
NH
TRP229
48
Cristallografia e Struttura Sperimentale di Legame
N
LYS101
HN
VAL179
H
LYS103
O
NH2
VAL106
N
PRO 95
TYR188
VAL106
PRO236
O
OH
TYR188
N
LEU100
OH
LEU234
PHE227
Farmaci Anti-HIV
NH
TRP229
49
Caratteristiche degli Inibitori Non Nucleosidici
della Trascrittasi Inversa (NNRTI)
Nome
Dosaggio
giornaliero
Biodisponibilità
orale
Nevirapina
200 mg
>90%
Efavirenz
Etravirina
t1/2 plasma
(ore)
25-30
600 mg
non deteminata
40-55
200 mg x 2
non determinata
41 ± 20
Farmaci Anti-HIV
Eliminazione
Principali effetti collaterali
renale 80%
(come glicuronide)
rash
epatite
renale 14-34%
(come glicuronide)
fecale 16-61%
rash
sistema nervoso centrale
fecale >90%
rash
nausea
50
Sintesi Nevirapina
CH3
CH3
CH3
CH3
1. NaNO2, H2SO4
NO2
HNO3, H2SO4
NO2
POCl3, PCl5
2. H2O, H+, ∆
N
N
NH2
OH
N
N
OH
O
CH3
NH2
H2, Ni Raney
N
CH3
N
Cl
N
(Et3N)
Cl
N
H
N
N
Cl
Cl
O
NH2
[eccesso]
O
H
N
H3C
H
N
Cl
CH3
Cl
N
O
HN
N
N
N
Nevirapina
Farmaci Anti-HIV
51
Cl
Sintesi Efavirenz
O
Cl
NH2
t Bu
Cl
Na2CO3
Cl
1) BuLi
2) CF3CO2Et
COCF3
Cl
HCl
NHCOt Bu
NHCOt Bu
O
Cl
COCF3
NH2
F3C
Cl
OH
BuLi
N
N
N
N
F3C
Cl
O
N
H
NH2
O
Efavirenz racemico
Risoluzione con
(S)( ) canfanoil cloruro
Cl
F3C
1) Cristallizzazione
2) HCl/EtOH
O
DMAP
N
COCl
O = RCOCl
O
O
R
Cl
F3C
O
N
H
O
Efavirenz
O
Farmaci Anti-HIV
52
Sintesi Etravirina
O
NC
NH2
N
cianamide
NC
H2O
dietilenglicole
4-Aminobenzonitrile cloridato
dimetiletere
NH2 HCl
N
H
OH
EtO
OEt
malonato dietilico
NH
NH2 HCl
O
NC
N
EtONa, EtOH
POCl3
OH
N
N
H
CH3
NC
CN
Cl
Cl
NC
N
N
H
NC
Br2
N
Br
N
Cl
N
H
O
H3C
CH3
ONa
N
Cl
NC
CH3
N
N
H
Br
N
Cl
CH3
NC
O
NH3
NC
CH3
N
N
N
H
Etravirina
Farmaci Anti-HIV
Br
NH2
53
Meccanismo di Inibizione della RT
Farmaci Anti-HIV
54
Video Meccanismo NNRTI
Farmaci Anti-HIV
Pagina 55
Limiti degli NNRTI
Errori di trascrizione  Mutazioni RT + frequenti: Y181C e K103N 
HIV Mutanti resistenti agli NNRTI
Farmaci Anti-HIV
Pagina 56
Farmaci Anti-HIV
57
PROTEASI (Pr)
La proteasi dell’HIV è responsabile delle modifiche post-traduzionali delle
proteine del nucleo in proteine strutturali
Queste sono la P7, la P9, la P17 e la P24 importanti per l’infettività del
virus e sono prodotte dal gene pol
Il genoma dell’HIV contiene molte regioni detti geni come il gag e gag-pol
che sono tradotti in poliproteine e formano le particelle virali immature
Le poliproteine sono precursori che vengono tagliate da aspartico proteasi
codificate dal gene pol
La proteasi esiste come dimero nel quale ogni monomero contiene un
residuo di acido aspartico che fa parte del sito attivo
Nella fenditura creata dal processo di dimerizzazione si inseriscono le
poliproteine e subiscono la proteolisi
I due residui di ac. aspartico partecipano all’attacco nucleofilo di una
molecola di H2O al carbonile ammidico
Lo stadio lento è costituito dal trasferimento di H+ all’intermedio ammide
idrata per formare uno stato di transizione
Farmaci Anti-HIV
58
Struttura HIV-Pr
Sito Attivo
• La proteasi dell’HIV, o HIVp, (Fig. 5) è una proteasi ad aspartico (struttura 3D a raggi X nel 1989).
• Ha avvolgimento e meccanismo idrolitico analogo a quello della pepsina, prototipo delle proteasi
ad aspartico.
• L’enzima è un omodimero con simmetria C2, formato da due monomeri identici di 99 residui. È la
più piccola delle proteasi conosciute.
• I due aspartati Asp25 e Asp25’ (D25 e D25’) del sito catalitico (Fig. 6) fanno parte di due catene
specifiche -Asp25-Thr26-Gly27-Ala28- che dispongono i due gruppi carbossilici affacciati su un
piano, in modo da attaccare uno specifico legame peptidico del substrato e da legare una molecola
d’acqua, che verrà poi utilizzata per l’idrolisi
Farmaci Anti-HIV
59
Meccanismo Azione Pr
H
N
H
N
O
H
O
Asp
O
H
H
O
OH
O
H
O
O
H
-
H
O
-
O
O
Asp
Asp
O
Asp
H
O
-
H
O
O
O
H
O
H2N
O
H
N
H
+
O
Asp
Asp
O
Asp
O
O
O
Asp
O
Stato di transizione
• L’aspartico D-25’ fornisce un protone al C=O del legame peptidico da scindere, rendendolo più
elettrofilo, mentre il carbossilato di D-25 strappa un protone dall’acqua, generando un ossidrile
fortemente nucleofilo.
• L’ossidrile incipiente si addiziona sul C=O del substrato, generando l’intermedio tetraedrico (3).
• Da notare che nell’intermedio tetraedrico si perde la stabilizzazione di risonanza dell’ammide.
• L’azione combinata dei due aspartati, insieme con le interazioni leganti nei subsiti adiacenti, serve per
fornire l’energia necessaria per passare dall’ammide stabile all’intermedio instabile.
• La protonazione dell’ammina, combinata con la deprotonazione dell’intermedio tetraedrico, favorisce
la sua scissione per dare i prodotti (4).
Farmaci Anti-HIV
60
Meccanismo Azione Pr: specificità del substrato
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
P4
P3
P2
P1
Ser
Ala
Ala
Arg
Pro
Ser
Thr
Ala
Arg
Gln
Arg
Thr
Gln
Gly
Phe
Leu
Glu
Lys
Asn
Val
Ile
Ala
Asn
Ser
Asn
Thr
Val
Tyr
Leu
Met
Asn
Phe
Phe
Phe
Phe
Leu
Sito di
Scissione
P1'
P2'
P3'
P4'
Pro
Ala
Met
Phe
Leu
Pro
Pro
Tyr
Phe
Ile
Glu
Gln
Leu
Gln
Gln
Ile
Val
Leu
Val
Ala
Arg
Gly
Ser
Ile
Ser
Asp
Asp
Gln
Met
Gly
Lys
Arg
Thr
Pro
Gly
Gly
Scissione delle catene polipeptidiche ad opera dell' HIV proteasi
N
H2N
O
CO 2H
L-Phe-L-Pro
Farmaci Anti-HIV
61
Meccanismo Azione Pr: specificità del substrato
Legame scissile
S3
P3
O
P1
O
P2'
O
H
N
O
P4
P2
S4
S2
OH
N
H
N
H
N
H
N
H
O
P4'
O
H
N
H
N
H2N
S4'
S2'
S1
P1'
S1'
O
P3'
O
S3'
.
Nomenclatura usata per descrivere la specificità di una proteasi
I residui aminoacidici del substrato sono designati P (lato N terminale) o P' (lato C terminale).
I corrispondenti siti di legame sulla proteasi sono invece designati S o S'
Farmaci Anti-HIV
62
Inibizione Pr: analoghi dello S.T.
R
O
H
N
N
H
HO
OH
R1
O
N
H
P
H
N
OH
OH
O
OH
Ammide ridotta Acido fosfinico Idrossietilene
OH
Idrossietilammina
N
H
OH
Norstatina
OH
Diidrossietilene
• Gli inibitori della HIVp sono stati progettati, tenendo conto sia del meccanismo idrolitico, sia della
struttura tridimensionale dell’enzima .
• Le strutture sono riportate nella figura 6.
• Gli inibitori della HIVp sono molecole caratterizzate da tre o quattro gruppi lipofili, disposti in modo da
legarsi nei subsiti da S3 a S3’ del sito attivo della proteasi.
• La struttura e la natura di questi gruppi cambia da inibitore a inibitore.
• Ma tutti contengono un frammento identico: il gruppo idrossietilenico -CH2-CH(OH)-.
• Essi derivano idealmente dalla sostituzione idrossietilenica (Fig. 7), sostituendo cioè il gruppo CO-NH
da idrolizzare, di un substrato peptidico, con un gruppo idrossietilenico, che non può essere
idrolizzato.
Farmaci Anti-HIV
63
Inibitori dell' HIV Proteasi: analoghi dello S.T.
Inibiscono la proteolisi di precursori proteici essenziali per l’infezione di nuove cellule e per le replicazioni virali. Sono attivi su
forme resistenti ai nucleosidi analoghi. Sono efficaci e abbastanza ben tollerati ma sono costosi, richiedono un elevato numero di
compresse, restrizioni dietetiche, alterazioni lipidiche, insulinoresistenza, disturbi gastrointestinali e presentano interferenze
farmacologiche (Salama, Current Therapy 2005): statine (aumentato rischio di rabdomiolisi), derivati ergotaminici (aumentati rischi
vascolari), antistaminici (ridotto metabolismo e rischio di cardiotossicità), Rifampicina (accelerato metabolismo con rischio di
inefficacia). L’Efavirenz, il Tenofovir, gli antistaminici H2, gli inibitori protonici e l’Erba di S. Giovanni ne riducono l’effi-cacia (The
Med. Letter 1169; 2004). Vanno usati solo in associazione ad altri farmaci (Katz, Current Med. Diag. Treat. 2005). Effetti
collaterali: iperglicemie, diabete, iperlipemia, disturbi gastrointestinali, epatotossicità (specie il Ritonavir ad alte dosi) ed aumento
delle emorragie negli emofilici (The Med. Letter 1119; 2002).
Saquinavir Fortovase cps gel soffice 200 mg Una preparazione in gel morbido, molto più efficace, ha sostituito la vecchia
formulazione in gel duro. Azione sinergica all’Azt ma attiva anche su virus resistenti a questa. Da sola determina rapidamente
resistenza. Ben tollerato con effetti col-laterali intestinali e cefalea. Assumere con pasto grasso. La Rifampicina ne riduce le
concentrazioni. Interferisce con Terfenadina e Astemizolo determinando aritmie anche fatali. Il succo di pompelmo ne aumenta i
livelli (vedi cap 91 par 11). Sembra meno efficace dell’ Azt. Dosaggio: 600-1200 mg/8 h o 400 mg/ 12 h se associato al Ritonavir
(Salama, Current Therapy 2005).
Ritonavir Norvir cps 100 mg, scir. È il meno tollerato e ha numerose interferenze farmacologiche (aumenta le concentrazioni di
altri inibitori delle proteasi). Se il paziente è in trattamento con Metadone è spesso richiesto un aumento del dosaggio di
quest’ultimo. Effetti collaterali (di solito non è ben tollerato): diarrea, nausea, vomito, parestesie periorali e periferiche, aumento
dei trigliceridi, affaticamento, cefalea (Evering, Current Therapy 2003). Dosaggio: 600 mg/ 12h o 400 mg/12h se associato al
saquinovir. L’associazione Lopinavir 400 mg
+ Ritonavir 100 mg Kaletra (non in commercio in Italia), 1 cpr/die, è ben tollerata nel trattamento dei casi di HIV iniziali e più
efficace rispetto al Nelfinavir 750 mh /8h (Walmsley, N. Engl. J. Med. 346, 2039; 2002).
Farmaci Anti-HIV
64
Inibitori dell' HIV Proteasi: analoghi dello S.T.
O
H
N
O
N
H
O
NH2
Saquinavir (Mesilato)
Invirase, cpr riv.
CH3
CH3
H
N
N
CH3
N
OH
O
CH3
S
H3C
N
Farmaci Anti-HIV
H
N
H
N
O
N
H
N
CH3
N
OH
O
O
H3C
S
O
Ritonavir
Norvir, cps, os soluz.
Kaletra, os sol., cps,
cpr (+Lopinavir)
CH3
65
Inibitori dell' HIV Proteasi: analoghi dello S.T.
CO2tBu
O
N
H2N
Ph
CO2H
O
- e- - ro
L Ph L P
Ph
H
N
O
O
N
N
H
O
OH
CO2tBu
O
CONH2
N
N
N
H
H
N
O
OH
CO2tBu
O
N
N
H
CONH2
OH
S1
S3
H
N
N
O
O
O
H
N
S2'
N
N
H
CONH2
OH
S2
S1'
Saquinavir
Farmaci Anti-HIV
66
Struttura HIV-Pr
Farmaci Anti-HIV
67
Modo di legarsi degli inibitori della HIV-Pr
• I residui del substrato, conservati nell’inibitore, garantiscono l’affinità per l’enzima, mentre il gruppo idrossietilenico stabilisce
importanti interazioni leganti con gli aspartati catalitici D25 e D25’.
• Lo scheletro peptidico si dispone nel sito attivo nella conformazione estesa, formando una serie di legami idrogeno con gruppi
complementari dell’enzima.
• Il gruppo ossidrilico forma quattro contatti favorevoli (distanza tipica O-H-O del legame idrogeno 3 Å) con i carbossilati di Asp25
e Asp25’.
• I gruppi P2C=O e P1’C=O formano legami idrogeno (Fig. 9a) con i gruppi NH di Ile50 e Ile50’ delle flap attraverso una molecola
d’acqua (acqua delle flap).
• La geometria dei legami idrogeno dell’acqua delle flap è approssimativamente tetraedrica.
• Nella normale conformazione della HIVp, le flap sono estese verso il solvente.
• Quando è presente il substrato o un inibitore peptidico come quello di Fig. 8, le flap si ripiegano verso il floor, per consentire la
formazione dei legami idrogeno degli NH di Ile50 e Ile50’.
Farmaci Anti-HIV
68
Modo di legarsi degli inibitori della HIV-Pr
Farmaci Anti-HIV
69
Modo di legarsi degli inibitori della HIV-Pr
Farmaci Anti-HIV
70
Caratteristiche degli Inibitori dell'HIV Proteasi (PI)
Nome
Dosaggio
giornaliero
Saquinavir 1 g + 100 mg
Ritonavir ( x 2)
Ritonavir
600 mg ogni 12
ore (da solo); 100400 mg (insieme
ad altri PI)
Farmaci Anti-HIV
t1/2
Biodisponibilità
plasma
orale
(ore)
4% (variabile)
(da solo)
non
determinata
1-2
3-5
Eliminazion
e
Citocromo
P-450
"
Principali effetti collaterali
intolleranza GI, nausea, diarrea,
cefalea, aumento transaminasi,
iperglicemia, ridistribuzione del
grasso, anomalie lipidiche
intolleranza GI, nausea, vomito,
diarrea, parestesie, epatite,
pancreatite,
astenia,
iperglicemia, ridistribuzione del
grasso, anomalie lipidiche
71
Struttura HIV-Pr
Sito Attivo
Farmaci Anti-HIV
72
Progettazione Inibitori Simmetrici
P1'
P1
N
RHN
HO
RHN
OH CONHR'
RHN
NHR
HO
OH
Farmaci Anti-HIV
HO
RHN
OH
NHR
OH
73
Progettazione Inibitori Simmetrici
HO
N
RHN
HO
OH
Ph
HO
OH
O
H
N
O
Ph
OH
N
H
NHR
RHN
NHR
RHN
RHN
OH CONHR'
HO
OH
O
OH
O
H
N
Ph
OH
OH
N
H
O
O
5 modifiche successive
S
N
H
N
N
O
Ph
N
H
O
OH
N
H
N
Ph
O
S
O
Ritonavir
Farmaci Anti-HIV
74
Ph
Inibitori dell' HIV Proteasi: analoghi dello S.T.
O
HO
OH
P
N
OH
N
OH
N
H
N
O
H
N
NH2
O
N
O
S
O
O
O
O
NH
O
H3C
CH3
CH3
Fosamprenavir
Telzir,os fl, cpr
Indinavir (Solfato)
Crixivan, cps
H3C
CH3
O
CH3
N
O
H
N
O
N
H
N
OH
NH
CH3
MeO
O
OH
O
O
H
N
H
N
N
O
O
Lopinavir
Kaletra, (vedi sopra))
Farmaci Anti-HIV
OMe
N
H
N
H
Atazanavir
Reyataz, cps
75
Progettazione Inibitori Pr
Porzione P’
di un PI della Merck
Porzione P’
del Saquinavir
OH
OH
H
N
N
O
NH
O
Me
Me
Me
S1'
S1
S3
N
OH
N
OH
H
N
N
Indinavir
O
NH
O
Me
Me
S2'
Me
S2
Farmaci Anti-HIV
76
Caratteristiche degli Inibitori dell'HIV Proteasi (PI)
Nome
Dosaggio
giornaliero
800 mg/8 ore
Biodisponibilità
orale
t1/2
plasma
(ore)
Indinavir
800 mg + 100
mg ritonavir
(x 2)
65%
1.5-2
"
Fosamprenavir
1.4 g x 2
o 700 mg +
100 mg
ritonavir
(x 2)
non
determinata
7.1
"
Lopinavir
400 mg +
100 mg
ritonavir
(x 2)
Farmaci Anti-HIV
non
determinata
5-6
Eliminazione
Principali effetti collaterali
nefrolitiasi
"
intolleranza GI, nausea, vomito,
diarrea, rash, parestesie orali,
aumento transaminasi,
iperglicemia, ridistribuzione del
grasso, anomalie lipidiche
intolleranza GI, nausea, vomito,
diarrea, astenia, aumento
transaminasi, iperglicemia,
ridistribuzione del grasso,
anomalie lipidiche
77
Progettazione Inibitori Pr
O
H
N
O
CH3
O
CH3
H
N
N
H
N
O
CH3
N
NH2
H
N
N
H
N
OH
O
N
OH O2S
NH2
O
O
Saquinavir
O
H
O
O
O
O
O
N
H
O
N
H
N
H
OH O2S
OH O2S
Darunavir
Amprenavir
NH2
Farmaci Anti-HIV
N
NH2
78
Caratteristiche degli Inibitori dell'HIV Proteasi (PI)
Nome
Atazanavir
Tipranavir
Darunavir
Dosaggio
giornaliero
400 mg
400 mg + 100
mg ritonavir
500 mg + 200
mg ritonavir
600-800 mg +
100 mg
ritonavir
Farmaci Anti-HIV
Biodisponibilità
orale
non determinata
non determinata
37% (da solo)
82% (con
ritonavir)
t1/2
plasma
(ore)
7
6
15
Eliminazione
"
Principali effetti collaterali
intolleranza GI, nausea, vomito,
diarrea, rash, cefalea, aumento
transaminasi,
iperglicemia,
ridistribuzione del grasso, anomalie
lipidiche
"
Epatotossicità, rash cutanei, rari casi
di
emorragia
intracranica,
iperglicemia, ridistribuzione del
grasso, anomalie lipidiche
"
rash cutanei, epatotossicità, diarrea,
nausea,
cefalea,
iperlipidemia,
ridistribuzione del grasso, anomalie
lipidiche
79
Progettazione Inibitori Pr
O
HO
OH
P
O
O
NH2
O
H
N
O
N
O
S
O
O
O
O
OH
Warfarina
Fosamaprenavir
NH2
OH
O
O
O
N
O
O
O
H
S
N
H
OH
H
N
S
H
O
O
O
O
N
CF3
Tipranavir
Aptivus, cps
Farmaci Anti-HIV
Darunavir
Prezista, cpr
80
Progettazione Inibitori Pr
In 1993 it was reported that the anticoagulant warfarin was able to block the spread of HIV in cell culture.
Shortly thereafter, the antiviral mechanism for warfarin was found to be inhibition of HIV protease. Such
relatively potent inhibition by a small nonpeptide molecule was unprecedented at the time. In 1994, two
laboratories independently reported the discovery of similar compounds from a broad-based screening
approach designed to identify novel nonpeptidic HIV PIs. Using a combination of a Monte Carlo based
automatic docking program and x-ray crystallography, optimization of the lead compound PD099560 led to a
compound with modest improvements in potency against the enzyme. Further optimization involving major
structural modifications led to a very potent inhibitor that also displayed very good bioavailability in mice and
dogs and a broad resistance profile.
At about the same time, the warfarin analog phenprocoumon was also identified through a broad-based
screening approach. Through a series of iterative structure-based design modifications utilizing the structures of
the inhibitors bound to the enzyme, a significantly more potent compound U-96988 containing a 5,6-dihydro-4hydroxy-2-pyrone core was identified. This compound exhibited promising oral bioavailability and was
advanced into phase I clinical trials. By comparing the enzyme–inhibitor crystal structure of U-96988 to those of
unrelated peptidomimetic compounds, modifications were introduced that led to U-103017, a significantly more
potent inhibitor and the second clinical candidate from this series. Combining the desirable properties of U96988 and U-103017 with extensive use of crystallographic data ultimately led to the identification of tipranavir
(Aptivus) as a structurally novel inhibitor with a unique resistance profile. In vitro studies of tipranavir have
shown that it retains significant activity against a wide variety of clinical isolates resistant to multiple PIs
Farmaci Anti-HIV
81
Limiti PI
Farmaci Anti-HIV
82
Inibitori della Fusione
AcHN-Tyr-Thr-Ser-Leu-Ile-His-Ser-Leu-Ile-Glu-Glu-Ser-Gln-Asn-Gln-Gln-Glu-Lys-Asn-Glu-GlnGlu-Leu-Leu-Glu-Leu-Asp-Lys-Trp-Ala-Ser-Leu-Trp-Asn-Trp-PheCONH2
Enfuvirtide
Fuzeon, fl
Nuova classe di farmaci tra i quali l’Enfuvirtide Fuzeon f 90 mg. Composto da 36 aminoacidi da somministrare alle dosi di 90 mg/12
h sc (Chan, Current Therapy 2005). Rispetto agli altri farmaci agisce in una fase precedente impedendo la penetrazione del virus
nella cellula. Non presenta interferenze farmacologiche ma è fetotossico negli animali. Reazioni principalmente locali (98 %) e di
ipersensibilità (0,6 %), aumentata incidenza di polmoniti batteriche (Salama, Current Therapy 2005) . Costo 2.470 Euro/mese.
Farmaci Anti-HIV
83
Caratteristiche degli Inibitori della Fusione
O
O
O
N
H
NH
O
H
N
H2N
H2N
O
O
HO
O
N
H
N
N
H
O
H3C
NH
CH3
HO
O
H
N
N
H
O
H3C
H3C
O
H
N
N
H
OH
HO
CH3
O
O
O
HN
O
H3C
H
N
N
H
O
HO
CH3
O
H
N
N
H
O
OH
O
NH2
O
NH2
O
H
N
N
H
O
CH3
HO
CH3
N
H
O
CH3
OH
O
O
NH
O O
HN
H2N
NH2
NH2
O
NH
O
OH
HO
HN
O
O
O
N
H
H2N
O
CH3
O
H
N
N
H
O
CH3
H3C
H3C
H3C
H
N
O
N
H
O
H3C
CH3
O
H
N
O
N
H
O
OH
H
N
O
CH3
O
N
H
O
NH
H
N
CH3
O
N
H
OH
O
OH
H
N
NH
O
HN
O
O
O
NH2
HN
H
N
O
O
N
H
NH2
Nome
Dosaggio
giornaliero
Biodisponibilità
orale
t1/2 plasma
(ore)
Eliminazione
Principali effetti collaterali
Enfuvirtide
Fuzeon®
Hoffman –
La Roche
90 mg x 2
83%
3.8
Catabolismo negli
aminoacidi
costituenti
reazioni al sito d'iniezione
reazioni di ipersensibilità
Farmaci Anti-HIV
84
CCR5 Antagonisti
Several new drug candidates are currently being evaluated that target the two most common cellular coreceptors CCR5 and CXCR4. HIV viral strains that target only CCR5 receptors are primarily macrophage
tropic (M-tropic) and constituted approximately 80% of isolates in a sampling of both antiretroviral naive and
experienced patients. Viruses that utilize only the CXCR4 receptor are classified as T cell tropic (T-tropic) and
constituted less than 1% of the samples isolates. The remaining 20% consisted of dual tropic viruses that
utilize both receptors.233 As the course of HIV infection progresses in AIDS patients, the tropism of their virus
often changes from M-tropic to T-tropic. These T-tropic viruses have been associated with higher viral load and
increased pathogenesis, so there are some concerns that selective pressure on CCR5 viruses might promote
the change from M-tropic to T-tropic virus.233 These concerns have not yet been adequately addressed in
clinical trials. The first report of a small molecule that could block the interaction of gp-120 with CCR5 was
TAK-779 (Figure 32).234 Since that disclosure, several laboratories have discovered a wide variety of
structurally distinct small-molecule antagonists of CCR5.235 A proof of concept study using intravenously
administered CMPD-167 was carried out in six rhesus macaques infected with either SIVmac, SIVB670, or the
CXCR4 tropic SHIV-89.6P. All of the animals showed a rapid decrease in viral load; however, the magnitude
and duration of the responses were quite variable. No effect of the drug was noted in the animals infected with
the SHIV.236 Three compounds have advanced into later stages of clinical development (Figure 32).
Maraviroc (UK-427857) at a dose of 100 mg twice daily was found to lower viral load by 1.42 log10 in a 10-day
study in patients whose viruses used only CCR5.237 A comparable outcome was achieved when GW-873140
was given orally at 100 mg twice daily in patients screened for CCR5 receptor usage, giving a drop in viral
load of 1.5 log10.238 In patients treated for 14 days with 10, 25, or 50 mg twice daily of Sch-417690, average
viral load decreases of at least 1.0 log10 were observed
Farmaci Anti-HIV
85
CCR5 Antagonisti
F
F
HN
O
Me
N
N
N
Me
Maraviroc
Selzentry®, cpr riv.
Farmaci Anti-HIV
N
Me
86
Caratteristiche dei CCR5 Antagonisti
Nome
Dosaggio
giornaliero
Biodisponibilità
orale
t1/2 plasma
(ore)
Eliminazione
Principali effetti collaterali
Marviroc
Selzentry®
Pfizer
150-600 mg
x2
23-33%
14-18
Citocromo
P-450
nausea, dolori addominali,
tosse, sintomi infiammatori,
epatotossicità
Farmaci Anti-HIV
87
Inibitori dell' HIV Integrasi
O
N
- +
F
OK
N
N
H
N
O
H
N
N
O
O
Raltegravir
Isentress, cpr
O
F
OH
N
H
N
N
N
O
Prototipo
Farmaci Anti-HIV
88
Inserzione catalizzata dall’HIV integrasi del DNA
provirale nel genoma cellulare
OH reattivi
Estremità 5’-fosfato
Farmaci Anti-HIV
Estremità 3’-OH
89
Caratteristiche degli Inibitori dell'Integrasi
Nome
Dosaggio
giornaliero
Biodisponibilità
orale
t1/2 plasma
(ore)
Eliminazione
Principali effetti collaterali
Raltegravir
400 mg x 2
non determinata
~9
glicuronazione
nausea, cefalea, diarrea,
piressia, aumento della CPK
Farmaci Anti-HIV
90
Resistenza
• Reservoir?
Farmaci Anti-HIV
91
PREVENZIONE
Di fondamentale importanza. Dopo un contatto con i fluidi di un paziente malato il rischio di contrarre la
malattia è di 1/300 quindi grande cautela specie con partner occasionali. Il sesso orale ha meno rischio
del vaginale. Fondamentale l’impiego del preservativo ma non con monoxynol-9 perchè, anche se
uccide il virus, è sconsigliato potendo provocare in alcuni pazienti ulcere genitali che favoriscono la
trasmissione della malattia. È opportuno iniziare la terapia entro 72 h dal contagio. In caso di puntura
con sangue infetto o di rapporto (magari per stupro) con paziente malato si consiglia per un mese:
Zidovudina 300 mg + Lamivudina 150 mg (Combivir) due volte/die. Nei casi più a rischio es. carica virale
> 50.000 o virus dei quali è nota la resistenza è utile associare un Inibitore delle proteasi tipo Tenofovir.
Per la prevenzione del feto durante la gravidanza: 2 nucleosidi + inibitore delle proteasi, da iniziare dopo
10-12 settimane. L’associazione alla Zidovudina della Nevirapina in unica dose alla madre riduce il
rischio di trasmissione materno-fetale della malattia. Terapia al momento del parto: Zidovudina alla
madre e al neonato per 6 settimane iniziando entro 48 h dal parto riduce la trasmissione della malattia
dal 26% all’8%. Efficace nel ridurre la trasmissione della malattia anche la Nevirapina in unica dose
subito prima del parto.
Farmaci Anti-HIV
92
TERAPIA DELLE INFEZIONI OPPORTUNISTICHE
Abitualmente si verificano quando i CD4-T linfociti sono < 200/mm3.
Valore normale dei CD4+ 1.000/mm3. L’avvento dei nuovi farmaci ha
ridotto i tempi di profilassi. Rappresentano la principale causa di
morbilità e mortalità e nell’AIDS si presentano con caratteristiche
particolari: rispondono meno alla terapia medica spesso si associano
più tipi di infezioni gravi hanno recidive più frequenti possono iniziare in
modo subacuto ma diventano rapidamente fulminanti
c’è maggiore
sensibilità alla tossicità dei farmaci impiegati richiedono un più lungo
periodo di trattamento.
Il riposo e una dieta adeguata rappresentano un punto importante della
terapia
Farmaci Anti-HIV
93