Diapositiva 1 - Adriano Martinelli

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
𝐋 × [𝐑]
𝐊𝐝 =
[𝐋𝐑]
[L] e [LR] possono essere misurate ma non [R]
[R]tot = [LR] + [R] quindi [R] = [R]tot - [LR]
𝐋 × ( 𝐑 𝐭𝐨𝐭 − 𝐋𝐑 )
𝐊𝐝 =
[𝐋𝐑]
[𝐋𝐑]
𝐑
=
[𝐋]
− [𝐋𝐑]
𝐊𝐝
𝐭𝐨𝐭
Agonisti ed antagonisti
Equazione e grafico di Scatchard
[𝐋𝐑]
𝐑
=
[𝐋]
− [𝐋𝐑]
𝐊𝐝
𝐭𝐨𝐭
[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
𝐈𝐂𝟓𝟎
𝐊𝐢 =
𝟏 + [𝐋]𝐭𝐨𝐭 /𝐊 𝐝
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.