JeanJeanJeanJean----FranFranFranFranççççois DESAPHY ois DESAPHY ois DESAPHY ois DESAPHY Farmacologia & Tossicologia, A.A. Farmacologia & Tossicologia, A.A. Farmacologia & Tossicologia, A.A. Farmacologia & Tossicologia, A.A. 2015201520152015
6. Farmaci antinucleotidi
7. Farmaci antimitotici
8. Farmaci inibitori della sintesi proteica
9. Farmaci inibitori della parete batterica
10. Farmaci antifungini
11. Farmaci antivirali
12. Anticorpi monoclonali
13. inibitori tirosin-chinasici
14. citochine
…
CHEMIOTERAPIACHEMIOTERAPIA--88
Farmaci inibitoriFarmaci inibitori
della sintesi proteicadella sintesi proteica
JeanJeanJeanJean----FranFranFranFranççççois DESAPHY ois DESAPHY ois DESAPHY ois DESAPHY
Corso di Farmacologia & Tossicologia, 2015Corso di Farmacologia & Tossicologia, 2015Corso di Farmacologia & Tossicologia, 2015Corso di Farmacologia & Tossicologia, 2015
2011© J.F. DESAPHYBisogno critico di nucleotidi per la sintesi di acidi nucleici (DNA, RNA)
DNA
mRNAtRNA / rRNA microRNA
replicazione
trascrizione
traduzione
proteine
Funzioni cellulari
(struttura / enzimi / trasporti)
modulazione
ribosomi
Sintesi Sintesi Sintesi Sintesi Sintesi Sintesi Sintesi Sintesi
desossiribonucleotidi
ribonucleotidi
aminoacidi
Sintesi proteicaSintesi proteicaSintesi proteicaSintesi proteica
© J.F. DESAPHY
ribosoma
proteina
nascente
citosol
nucleo
pre
mRNA
maturazione
trasporto
PROCARIOTI EUCARIOTI
trascrizione
traduzione
TrascrizioneTrascrizioneTrascrizioneTrascrizione
© J.F. DESAPHY
Inizio
Allungamento
Terminazione
DNA elica
RNA polimerasi
fattore σpromotore
Sequenza
stop
RNA
RNA 5’
DNA
stampo
ribonucleotidiDNA non-stampo
downstream
RNA
RNA
polimerasi
TraduzioneTraduzioneTraduzioneTraduzione
© J.F. DESAPHY
Aminoacil-tRNA
Proteina nascente
Ribosoma
(rRNA + proteine)
Movimento
del ribosoma
AP
TRADUZIONETRADUZIONE
2008© J.F. DESAPHY
Amminoacil-tRNA
CODICE GENETICOCODICE GENETICO
2008© J.F. DESAPHY
Codone: successione di tre basi nella sequenza del RNA messaggero
H H O
N C C
H R1 OH
2008© J.F. DESAPHY
LEGAME PEPTIDICO (AMMIDICO)
+
H H O
N C C
H R2 OH
+ H2O
H H O
N C C
H R1
R2 OH
N C C
H H O
Dipeptide tripeptide polipeptide proteina (aa>100)
STRUTTURA PROTEICASTRUTTURA PROTEICA
2008© J.F. DESAPHY
Struttura primaria: determinata dalla sequenza degli amminoacidi
Struttura secondaria: organizzazione spaziale degli amminoacidi
Struttura terziaria: ripiegamenti della catena polipetidica in una struttura
compatta
Struttura quaternaria: associazione di più catene polipeptidiche (subunità) per
formare la proteina funzionante.
Farmaci inibitori della sintesi proteicaFarmaci inibitori della sintesi proteicaFarmaci inibitori della sintesi proteicaFarmaci inibitori della sintesi proteica
2007© J.F. DESAPHY
INIBITORI DELLA TRASCRIZIONErifampicina, rifabutina
INIBITORI DELLA TRADUZIONE
subunità ribosomiale 30S aminoglicosidi
spectinomicina
tetracicline
subunità ribosomiale 50Smacrolidi
cloramfenicolo
lincosamidi
streptogamina
oxazolidinoni
Inibitori della TrascrizioneInibitori della TrascrizioneInibitori della TrascrizioneInibitori della Trascrizione
2011© J.F. DESAPHY
rifamicina SV, rifampicina, rifapentina, rifabutina (ansamicina), rifaxidina
(rifaximina)rifampicina
Formazione di un complesso con la RNA-
polimerasi batterica, bloccando l’allungamento
a 2-3 nucleotidi.
Farmacocinetica: per Os, metabolismo epatico, emivita breve, elevata lipofilia
Effetti avversi indice terapeutico elevato
rari: eruzioni cutanei, nausea, vomito, ittero
Resistenza frequente: utilizzata in polichemioterapia
Induttore enzimatico: interazioni tra farmaci
selettiva
Inibitori della TrascrizioneInibitori della TrascrizioneInibitori della TrascrizioneInibitori della Trascrizionerifampicina
rifampicina
Infezioni da micobatteri
tubercolosi
profilassi in pazienti AIDS
Profilassi delle infezioni da miningococco (Neisseria meningitidis)
Si trasmette tramite le goccioline respiratorie
Presente in una percentuale importante di bambini asintomatici
Può determinare la malattia meningococcica invasiva con esordio improvviso
e fulminante
���� setticemia (infezione del sangue)
���� meningite (infezione della membrana che avvolge il cervello)
���� febbre, brividi, malessere, vomito, cefalea …
���� provoca la morte nel 10 % dei casi, gravi danni neurologici in altri
[Oggi disponibile anche un vaccino]
Impieghi terapeutici
2011© J.F. DESAPHY
2007© J.F. DESAPHY
Inibitori della TraduzioneInibitori della TraduzioneInibitori della TraduzioneInibitori della Traduzione
50S
30S
60S
40S
Eucarioti: 80S Procarioti: 70S
rRNA 16S+
21 proteine
rRNA 23S + 5S+
34 proteine
rRNA 18S+
~30 proteine
rRNA 28S + 5.8S + 5S+
~45 proteine
aminoglicosidi
spectinomicina
tetracicline
macrolidi
cloramfenicolo
lincosamidi
streptogramine
oxazolidinoni
EFFETTI
TERAPEUTICOAVVERSO
Inibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30S
2011© J.F. DESAPHY
gentamicina
tobramicina
amikacina
+ neomicina, kanamicina,
paromomicina, netilmicina,
Sisomicina, …minor tossicità
spettro antibatterico più ampio
aminoglicosidi
Antibiotici batterici isolati da Streptomyces o Micromonospora
Streptomicina scoperta da Waksman
Premio Nobel nel 1952
Inibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30S
2011© J.F. DESAPHY
Inibizione concentrazione-dipendente della sintesi proteica, legandosi all’rRNA 16S
(subunità 30S)
A bassa [ ], errori di lettura (misreading) introducono aminoacidi sbagliati nelle proteine
A elevata [ ], bloccano la traduzione
���� effetti di solito batteriostatici
Azione battericida con meccanismo ignoto (azione litica mediante alterazioni della membrana)
Molecole cariche: malassorbimento orale, uso topico o parenterale
Infezioni gravi da gram-negativi intestinali
Alcuni gram-positivi in polichemioterapia ���� Sinergismo con ββββ-lattamici.
Antitubercolare
Resistenza
Inattivazione enzimatica
Ridotto trasporto
modificazione del bersaglio
Effetti avversi frequenti, ne limitano l’uso
Ipersensibilità e febbre
Ototossicità (perdita di udito e di equilibrio)
Nefrotossicità (eliminati inalterati nelle urine)
Blocco neuromuscolare
aminoglicosidi
© J.F. DESAPHY
�Penicillina + gentamicina (AG): endocardite da gram-positivi
Staphylococcus aureus
Streptococcus viridans
gentamicina
+
penicillina
gentamicina
mureinaribosoma
Aminoglicosidi + ββββ-lattamici
Inibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30S
Inibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30S
2007© J.F. DESAPHY
Resistenza
•Inattivazione enzimatica
•Ridotto trasporto dovuto ad alterazioni
genetiche delle porine
•Bersaglio modificato geneticamente
o enzimaticamente
Effetti avversi
•Ototossicità
Cellule cigliate
danneggiate
Inibizione dei ribosomi mitocondriali
danno uditivo
o vestibolare
•Blocco neuromuscolare (più raro)
•Nefrotossicità avvelenamento mitocondriale
insufficienza renale acuta
Competizione AG x Ca2+
Minor rilascio di acetilcolina
Paralisi muscolare
Blocco respiratorio
aminoglicosidi
Inibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30S
2007© J.F. DESAPHY
tetraciclina, clotetraciclina, oxitetraciclina,
demeclociclina, metaciclina, doxiciclina,
minociclina
tetraciclina
Siti di modifica maggiori
Siti di modifica secondari
Area farmacofora
parti critiche della molecola
Legame reversibile all’ rRNA 16S
Blocco del legame degli aminoacil-tRNA
Batteriostatici ad ampio spettro
Effetto selettivo sui batteri grazie a sistemi
di trasporto transmembrana attivi
Resistenza
Espressione di pompe di estrusione
Espressione di proteine di legame
Inattivazione enzimatica
Interazioni con il Ca2+:
assorbimento ridotto con latticini o farmaci antiacidi
anomalie nello sviluppo di denti e ossa
���� sconsigliato in bambini e gravidanza
Interazioni con UV: colorazione dei denti,
fotosensibilità
Tossicità GI e renale (minore per doxiciclina)
tetracicline
Efficacia clinica simile,
Differenze farmacocinetiche
Escrezione fecale sotto forma inattiva
Inibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30SInibitori del ribosoma 30S
2007© J.F. DESAPHY
Antibiotico prodotto dal batterio Streptomyces spectabilis
Inibisce il ribosoma 30S legandosi all’RNA 16S
Utilizzato nel trattamento della Gonorrea
Malattia a trasmissione sessuale dovuta a
Neisseria gonorrhoeae
Usata in persone ipersensibili alla penicillina
o in alternativa al ceftriaxone (cefalosporina)
Somministrazione singola per iniezione
Resistenza
Modificazione dell’RNA 16S
Tossicità limitata
Rash cutaneo, mal di stomaco
spectinomicina
2007© J.F. DESAPHY
Inibitori della TraduzioneInibitori della TraduzioneInibitori della TraduzioneInibitori della Traduzione
50S
30S
60S
40S
Eucarioti: 80S Procarioti: 70S
rRNA 16S+
21 proteine
rRNA 23S + 5S+
34 proteine
rRNA 18S+
~30 proteine
rRNA 28S + 5.8S + 5S+
~45 proteine
aminoglicosidi
spectinomicina
tetracicline
macrolidi
cloramfenicolo
lincosamidi
streptogramine
oxazolidinoni
EFFETTI
TERAPEUTICOAVVERSO
2007© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50Smacrolidi
eritromicina
Azitromicina, claritromicina
Derivati semi-sintetici con
spettro più ampio
minor tossicità
Legame reversibile all’ rRNA 23S
Blocco del tunnel di uscita della catena polipeptidica
Batteriostatici ad ampio spettro:
Infezioni polmonari/vie respiratorie
Legionellosi
(mortalità ridotta a <5% con trattamento precoce)
Resistenza
Espressione di esterasi inattivanti
Mutazioni cromosomiche del bersaglio
Ridotto ingresso o aumentata estrusione
Modificazione enzimatica del bersaglio (metilasi)
Reazioni avversi
nausea, vomito, diarrea: cause frequenti di sospensione
Epatite acuta (febbre, ittero, disfunzione)
Inibizione enzimatica: interazioni con farmaci
2007© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50Scloramfenicolo
Legame reversibile all’ rRNA 23S
Blocco della formazione del legame peptidico
Batteriostatico potente ad ampio spettro
Utilizzato in chemioterapia veterinaria
Tossico per l’uomo
Resistenza
Espressione di acetiltransferasi inattivanti
Alterata permeazione
Reazioni avversi
Inibizione della sintesi proteica mitocondriale
nausea, vomito, diarrea
Depressione dell’eritropoiesi
Sindrome del neonato grigio: vomito, flaccidità,
ipotermia, cianosi, disturbi respiratori, acidosi metabolica
Anemia aplastica: malattia idiopatica rara ma letale ���� divieto nell’uomo
Isolato da Streptomyces venezuelae,
primo antibiotico sintetizzato su larga scala
2011© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50S
Meccanismo simile ai macrolidi: legame all’RNA 23S
Interazioni con siti A e P, Blocco della formazione del legame peptidico
batteriostatico
Gravi infezioni (sindrome di shock tossico), GRAM+, ed organismi anaerobi
cura di faringiti, otiti, polmoniti, sinusiti, anche per via aerosol
Molti altri tipi di infezioni
in sostituzione della penicillina nei soggetti allergici ai beta-lattamici.
Reazioni avversi
Colite pseudomembranosa, da Clostridium difficile, con esito letale
���� vancomicina, metronidazolo ���� colectomia
Resistenza: metilazione dell’RNA 23S, crociata con macrolidi
inattivazione enzimatica
Clindamicina
LINCOSAMIDI
Lincomicina(Streptomyces lincolnensis)
(meno usato per effetti tossici)(derivato semisintetico)
(miglior efficacia)
(miglior biodisponibilità)
2011© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50SStreptogramine
Antibiotici isolati da Streptomyces virginiae e Str. Pristinae spiralis
In terapia (da 1990’), derivati semisintetici (A, quinupristin + B, dalfopristin) usati
in combinazione per la loro azione sinergica
battericida
Infezioni gravi da Enterococcus faecium
e Staphylococcus Aureus
resistenti a vancomicina
Somministrazione endovenosa (reazioni al punto di iniezione)
Precauzioni d’uso in bambini, gravidanza, insufficienza renale/epatica,
cardiopatici
Effetti avversi: artralgia, mialgia
vomito, nausea, cefalea, diarrea, astenia, rash cutaneo, prurito
Resistenza: efflusso aumentato, inattivazione enzimatica
2011© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50SInibitori del ribosoma 50SOxazolidinoni
Linezolide approvato dalla FDA nel 2000
meccanismo d’azione:
Probabilmente interferisce con legame della subunità 30S alla subunità 50S
Meccanismo molto specifico ���� resistenza crociata assente
Spiccata attività contro gram-positivi (stafilococchi, pneumococchi, streptococchi,
enterococchi …)
Uso finora controllato, limitato alle infezioni farmacoresistenti, polmonite e infezioni dei
tessuti molli
Somministrazione orale, assorbimento completo.
Metabolismo parziale, eliminazione renale ed extra-renale
Controlli epatici, renali, e ematici durante la terapia
Resistenza molto rara finora attraverso la modificazione del bersaglio
Effetti avversi in 3-4 % dei pazienti: nausea, diarrea, cefalea, esantema
Interazione con MAO-inibitori (inibisce anch’esso l’enzima)
FINE
2007© J.F. DESAPHY