AVVERTENZA Il presente materiale didattico viene fornito allo scopo di facilitare la comprensione degli argomenti trattati e costituire il raccordo tra lezioni e studio individuale NON E’ PERTANO DA INTENDERSI COME SOSTITUTIVO DEL LIBRO DI TESTO Inoltre, nonostante la massima scrupolosità nella preparazione, è pur sempre possibile che siano presenti inaccuratezze e imprecisioni. E’ quindi necessario il costante controllo con i testi di riferimento Si invita a non diffondere, fotocopiare o utilizzare tale materiale per scopi diversi dalla preparazione individuale dell’esame Dr Monica MONTAGNANI – CdL Medicina e Chirurgia Esame Farmacologia – V Anno/II Semestre - Canale LZ LA RISPOSTA IMMUNITARIA L'attivazione della risposta immunitaria- naturale o acquisita- è prodotta da una serie di meccanismi che, in modo coordinato, attivano diverse popolazioni cellulari e la secrezione di diverse molecole, con la finalità di eliminare l'agente estraneo. I FARMACI IMMUNOSOPPRESSORI sono utilizzati nel trattamento di condizioni accomunate da una alterata o indesiderata risposta del sistema immunitario. Poiché inibiscono le capacità di difesa dell’organismo, possono determinare maggiore suscettibilità alle infezioni e facilitare lo sviluppo di linee cellulari neoplastiche. Alcuni farmaci presentano un effetto diffuso sul sistema immunitario, mentre altri agiscono su uno specifico bersaglio. L’efficacia dei farmaci specifici potrebbe risultare ridotta qualora la loro azione venisse bypassata da vie metaboliche alternative. FARMACI IMMUNOSOPPRESSORI FASE DI INDUZIONE presentazione dell’antigene FASE EFFETTRICE espansione clonale e maturazione Gli IMMUNOSOPPRESSORI possono modificare direttamente la FASE EFFETTRICE, oppure interferire con i processi della FASE DI INDUZIONE, riducendo la proliferazione dei linfociti e determinando: l’inibizione dell’espressione genica delle citochine in generale l’inibizione della produzione e/o l’attività della interleuchina-2 (IL-2) l’inibizione della sintesi di purine e/o pirimidine IMMUNOSOPPRESSIONE BIOLOGICA Si riferisce all’impiego di anticorpi monoclonali o policlonali diretti contro antigeni di superficie dei linfociti, contro recettori di citochine pro-infiammatorie, o contro gli stessi ligandi. Comprende anche l’utilizzo di proteine recettoriali di fusione. ANTICORPI MONOCLONALI CD3 - Muromonab CD25 (IL-2) - Daclizumab, Basiliximab CD52 – Alemtuzumab TNF - Infliximab, adalimumab IL-1RA - Anakinra IL-1β - Canakinumab AGONISTI S1P-R - Fingotimod PROTEINE DI FUSIONE LFA-1 – Efalizumab LFA-3 – Alefacept TNF - Etanercept IL-1 - Rilonacept FARMACI IMMUNOSOPPRESSORI CONVENZIONALI GLUCOCORTICOIDI INIBITORI DELLA CALCINEURINA Ciclosporina A Tacrolimus INIBITORI DI mTOR Sirolimus Everolimus ANTIMETABOLITI Azatioprina Micofenolato mofetile Leflunomide Metotrexato CITOTOSSICI Ciclofosfamide INIBITORI DELLA CALCINEURINA La Ciclosporina A è un peptide naturale ciclico di 11 aa, estratto dai funghi Trichoderma polysporum, Cyclindrocarpon lucidum e Beauveria nivea. E’ il capostipite di numerose molecole chimicamente correlate (ciclosporina A, B, C, D, E G H). Il Tacrolimus è un antibiotico macrolide prodotto dallo Streptomyces tsukubaensis. CICLOSPORINA A TACROLIMUS Si legano a bersagli molecolari intracellulari diversi ma affini, ed acquistano attività dopo legame con una immunofilina (ciclofilina per ciclosporina; FKBP-12 per tacrolimus) CICLOSPORINA A e TACROLIMUS meccanismo d’azione La CICLOSPORINA si complessa con la CICLOFILLINA, il TACROLIMUS con FKBP12, ed entrambi legano la CALCINEURINA citoplasmatica, una serin-treonin fosfatasi, inibendone l’attività. Il blocco della attività fosfatasica della calcineurina previene la traslocazione della porzione citoplasmatica di NFAT (fattore nucleare delle cellule T attivate) CICLOSPORINA A CALCINEURINA TACROLIMUS inibizione della trascrizione dei geni che codificano per IL-2, IL-2R ed inibizione funzionale dei linfociti T. Incremento della sintesi di TGF CICLOSPORINA A farmacocinetica SOMMINISTRAZIONE Via ENDOVENOSA - è fornita come soluzione di una miscela di alcol etilico-olio di ricino poliossietilato diluibile in fisiologia allo 0.9% o saccarosio al 5% prima dell’iniezione. Via ORALE - comprende capsule di gelatina molle (25 e 100 mg) e soluzioni orali (100 mg/ml). La biodisponibilità, variabile dal 20 al 50% per le preparazioni di gelatina, è più uniforme e leggermente superiore con la microemulsione. Le varie preparazioni NON SONO BIOEQUIVALENTI DISTRIBUZIONE Via ENDOVENOSA – l’eliminazione dal sangue è bifasica, con Clpl di circa 5-7 ml/min ampiamente soggetta a variazioni individuali. Il Vd all’equilibrio è di 3-5 l/kg. L’emivita plasmatica è di circa 20-22 ore, con grandissimo margine di variabilità (5 – 18 ore) Via ORALE - il Tpp è di circa 1.5-2 ore; l’introduzione di cibo ad alto o basso contenuto di grassi entro 30 min dalla somministrazione modifica significativamente l’AUC e la Cmax CICLOSPORINA A farmacocinetica BIOTRASFORMAZIONE La ciclosporina viene ampiamente metabolizzata a livello epatico dal sistema CYP3Ax, ed in quota minore nel tratto gastrointestinale e a livello renale. Tutti i metaboliti (circa 25 nell’uomo) hanno ridotta attività e tossicità rispetto al farmaco parentale. ELIMINAZIONE • La ciclosporina ed i suoi metaboliti sono escreti principalmente attraverso la bile nelle feci. Solo il 6% del farmaco è eliminato per via renale, e solo lo 0.1% è escreto immodificato con le urine. Una quota rilevabile viene escreta nel latte materno. • Accanto ai processi di biotrasformazione, la eliminazione della ciclosporina è dipendente dalla espressione di glicoproteina-P (Pgp), una pompa di efflusso espressa sull’epitelio intestinale e a livello epatico per trascrizione di un gene MDR • La ciclosporina si accumula nei tessuti, dove la concentrazione può essere 3-4 volte superiore a quella plasmatica; alla sospensione permane per un certo periodo soprattutto nel tessuto linfomieloide e nei depositi adiposi CICLOSPORINA A tossicità NEFROTOSSICITÀ L’INSUFFICIENZA RENALE è la conseguenza più grave ed il fattore limitante in alcuni pazienti. Il meccanismo sembra legato all’aumento di TXA ed ET-1, con contemporanea riduzione delle concentrazioni di PGX, come conseguenza del vasospasmo della arteria renale indotto dalla ciclosporina (inibizione della calcineurina nelle cellule tubulari). La compromissione della funzione renale è quasi completamente reversibile con la sospensione del farmaco IPERTENSIONE ARTERIOSA Compare in circa il 20% dei pazienti trattati per malattia autoimmune, nel 50% dei trapianti renali ed in quasi tutti i trapianti cardiaci ALTRO ANORESSIA, IRSUTISMO, LETARGIA, TREMORI, PARESTESIE. IPERGLICEMIA, IPERLIPIDEMIA IPERTROFIA GENGIVALE se associata a Ca-antagonisti INTOLLERANZA GLICIDICA se associata a glucocorticoidi CICLOSPORINA A interazioni con farmaci AUMENTANO LA CONCENTRAZIONE DI CICLOSPORINA Inibitori degli enzimi epatici : Eritromicina Antifungini azolici (fluconazolo, itraconazolo, ketoconazolo) Diltiazem, verapamil, amlodipina Amiodarone, allopurinolo, danazolo Inibitori proteasi HIV (indinavir) DIMINUISCONO LA CONCENTRAZIONE DI CICLOSPORINA Induttori degli enzimi epatici: rifampicina, fenitoina, barbiturici VANTAGGI: NON DETERMINA AUMENTANO LA TOSSICITÀ RENALE DI CICLOSPORINA DEPRESSIONE DELLE Aminoglicosidi, Chinolonici ATTIVITA’ MIDOLLARI, Amfotericina B NON FAVORISCE FANS L’INSTAURARSI DI ACE inibitori INFEZIONI TACROLIMUS (FK506) farmacocinetica SOMMINISTRAZIONE E’ fornito come soluzione sterile per iniezione (5mg/ml) ed è disponibile come capsule (0.5, 1 e 5 mg) per OS. Un analogo, il PIMECROLIMUS è usato topicamente per il trattamento dell’eczema ASSORBIMENTO e DISTRIBUZIONE L’assorbimento intestinale è incompleto e variabile, influenzato dal cibo che ne riduce l’entità e la velocità. Come per la ciclosporina, la quota non assorbita è influenzata dal grado di espressione di glicoproteina-P (Pgp) sull’epitelio intestinale. Il legame alle proteine plasmatiche varia dal 75 al 99%, coinvolge sia albumina che 1-glicoproteina acida. Ha una emivita di circa 12 ore. METABOLISMO e ELIMINAZIONE Ampiamente metabolizzato a livello epatico dal sistema CYP3A. Una quota dei metaboliti mantiene una ridotta attività farmacologica. Eliminato quasi completamente per via fecale. Meno dell’1% viene escreto immodificato nelle urine. TACROLIMUS (FK506) tossicità NEFROTOSSICITÀ Come per la ciclosporina, è l’effetto limitante. La co-somministrazione comporta effetti sinergici anche in termini di tossicità renale. Essendo più potente anche gli effetti indesiderati risultano più intensi NEUROTOSSICITÀ Tremore, emicrania, disturbi motori, attacchi epilettici IPERGLICEMIA E DIABETE Ha effetto negativo sulle cellule beta-pancreatiche. ALTRO IPERTENSIONE, IPERKALIEMIA DIARREA e ALOPECIA se associato a Micofenolato VANTAGGI: NON AUMENTA I LIVELLI EMATICI DI ACIDO URICO O DI COLESTEROLO LDL SIROLIMUS e EVEROLIMUS inibitori di mTOR Il SIROLIMUS è un lattone macrociclico isolato dallo Streptomyces hygroscopicus. L’EVEROLIMUS è strutturalmente correlato, ma ha una diversa cinetica Agiscono attraverso la formazione di un complesso con una immunofilina, FKBP12. Il complesso non influenza l’attività della calcineurina ma inibisce la chinasi bersaglio della rapamicina (mTOR), un enzima chiave nella progressione del ciclo cellulare. inibizione della transizione G1 → S, con conseguente inibizione di molteplici cascate coinvolte nella trasduzione del segnale innescato dalle citochine SIROLIMUS e EVEROLIMUS farmacocinetica SOMMINISTRAZIONE e ASSORBIMENTO Dopo somministrazione per OS, il sirolimus viene rapidamente assorbito raggiungendo il picco plasmatico dopo circa 1 ora (2 ore in trapiantati dopo somministrazione multipla). La biodisponibilità è di circa il 15%, ed è molto influenzata dalla assunzione di cibo (somministrazione o sempre a digiuno, o sempre in prossimità del pasto) Il legame alle PP è di circa il 40%, l’emivita di circa 50-60 ore. L’everolimus è caratterizzato da una emivita più breve (minor tempo per il raggiungimento dello stato stazionario) METABOLISMO e ELIMINAZIONE Trasportato dalla glicoproteina-G, il sirolimus è ampiamente metabolizzato nel fegato ad opera del sistema CYP3A4. I 7 metaboliti principali sono tutti meno attivi del farmaco iniziale che contribuisce per oltre il 90% all’effetto immunosoppressivo. L’eliminazione è preminentemente fecale per sirolimus ed everolimus. SIROLIMUS e EVEROLIMUS tossicità DISLIPIDEMIE In pazienti sottoposti a trapianto di rene, il sirolimus è associato ad un aumento dosedipendente del colesterolo e dei trigliceridi sierici ANEMIA, LEUCOPENIA, TROMBOCITOPENIA IPOKALIEMIA, PROTEINURIA, DISTURBI GASTROINTESTINALI RITARDO NELLA GUARIGIONE DI FERITE AUMENTATO RISCHIO DI NEOPLASIE FUNZIONALITA’ RENALE COMPROMESSA solo se associato a Ciclosporina o Tacrolimus VANTAGGI: MINORE NEFROTOSSICITA’ RISPETTO AGLI INIBITORI DELLA CALCINEURINA GLICOPROTEINA-P polimorfismi o POLIMORFISMI DEL GENE MDR-1 Il gene MDR1 codifica per una glicoproteina-P (PgP) responsabile dell’escrezione biliare e renale di molti farmaci. La pompa è anche in grado di modificare l’assorbimento intestinale o il passaggio a livello del SNC delle molecole in questione. Individui omozigoti (TT) o eterozigoti (CT) per varianti alleliche nel gene ABCB1/MDR1 (polimorfismo del sito rs1045642) mostrano una diversa capacità estrusiva della pompa rispetto ai soggetti della popolazione controllo (CC), che correla con diversa efficienza di assorbimento per molecole come tacrolimus, ciclosporina e sirolimus. AZATIOPRINA meccanismo d’azione E’ un ANTIMETABOLITA PURINICO, derivato imidazolico della 6-mercaptopurina 6-mercaptopurina azatioprina acido 6-tioinosinico In seguito ad esposizione con nucleofili (es.: glutatione), l’azatioprina viene trasformata in 6-MP. Questa a sua volta è convertita in un FALSO NUCLEOSIDE come l’ACIDO 6-TIOINOSINICO, che trasformato in 6-tio-GMP e poi in 6-tio-GTP viene incorporato nel DNA. Il metabolita fraudolento nella catena nascente determina quindi inibizione della proliferazione cellulare e delle funzioni linfocitarie AZATIOPRINA farmacocinetica SOMMINISTRAZIONE e DISTRIBUZIONE E’ ben assorbita dopo somministrazione per OS, raggiunge il picco plasmatico entro 1-2 ore dalla somministrazione. L’emivita del composto parentale è di circa 10 min, quella della 6-MP di circa 1 ora, altri metaboliti fino a 5 ore. Sia il composto progenitore che la 6-MP sono scarsamente legate alle PP, ed entrambe rapidamente rimosse dal torrente plasmatico. METABOLISMO ed ELIMINAZIONE Azatioprina che 6-MP vanno incontro a reazioni di ossidazione e metilazione a livello epatico e negli eritrociti. I livelli ematici del farmaco sono scarsamente predittivi della efficacia e della tossicità a causa della significativa attività di molti metaboliti e delle elevate concentrazioni tissutali raggiunte AZATIOPRINA tossicità DEPRESSIONE FUNZIONALITA’ MIDOLLARE Molto comune la leucopenia, meno la trombocitopenia. Infrequente la anemia. L’azione citotossica sulle cellule in attiva divisione comporta una significativa depressione delle attività immunitarie sia cellulo-mediate che mediate da anticorpi. Maggiore suscettibilità alle infezioni (varicella e herpes simplex) EPATOTOSSICITA’, TOSSICITA’ GASTROINTESTINALE, NAUSEA, VOMITO ALOPECIA. PANCREATITE. AUMENTATO RISCHIO NEOPLASTICO INTERAZIONE CON ALTRI FARMACI La contemporanea somministrazione di ALLOPURINOLO, inibitore della xantinaossidasi, modifica il metabolismo della azatioprina. La dose deve essere ridotta del 25-33% rispetto a quella usuale. Altri farmaci mielodepressori o ACE-INIBITORI esacerbano la tossicità midollare TIOPURINA METILTRANSFERASI polimorfismi Azatioprina, 6-MP, e tioguanina sono metabolizzate in parte dalle tiopurine metiltransferasi (TPMT). o POLIMORFISMI DEL GENE TIOPURINA METILTRANSFERASI (TPMT) Circa il 3-14% dei pazienti sono eterozigoti e presentano un allele TPMT efficace (*1) associato ad una variante allelica non funzionale (*2, *3A, *3B, *3C, or *4). In questi soggetti il grado di mielosoppressione è notevolmente più accentuato e la dose iniziale dovrebbe essere ridotta rispetto alle dosi usualmente utilizzate (fino al 30%) La prevalenza degli individui omozigoti per varianti non funzionali del genotipo TPMT è bassa (circa 1 su 178/3.3736 pazienti). Tuttavia in questi pazienti la mielosoppressione può essere estremamente severa e comportare l’insorgenza di complicanze gravi e anche fatali come la sepsi. MICOFENOLATO MOFETILE meccanismo d’azione E’ un ANTIMETABOLITA PURINICO derivato fungino, precursore del farmaco attivo. L’acido micofenolico si comporta come inibitore selettivo, non competitivo e reversibile del’enzima INOSINA MONOFOSFATO DEIDROGENASI, da cui dipende la via sintetica di DNA e RNA dei linfociti T e B. Inibizione selettiva della proliferazione e delle funzioni linfocitarie, incluse la produzione di anticorpi, l’adesione, la migrazione cellulare. in altre cellule vie metaboliche alternative Acido micofenolico Inosina monofosfato deidrogenasi LINFOCITI T e B dipendono da questa via Proliferazione ed espansione clonale LINFOCITI T e B MICOFENOLATO MOFETILE farmacocinetica SOMMINISTRAZIONE e DISTRIBUZIONE Somministrabile per OS o EV. Assorbimento rapido e completo. Il farmaco di partenza viene eliminato dal sangue in pochi min. Emivita di circa 16 ore. ASSORBIMENTO METABOLISMO METABOLISMO Metabolizzato al glicuronide inattivo MPAG nel fegato, ma anche a livello del rene e del tratto gastroenterico. ELIMINAZIONE ELIMINAZIONE DISTRIBUZIONE Escreto come principalmente nelle urine MPAG (87%) MICOFENOLATO MOFETILE tossicità TOSSICITA’ EMATOLOGICA E GASTROINTESTINALE Leucopenia; aplasia eritrocitaria pura. Nausea, vomito, diarrea, dolori addominali Maggiore suscettibilità alle infezioni (sepsi associata a citomegalovirus) INTERAZIONE CON ALTRI FARMACI In associazione a TACROLIMUS è stata riportata attivazione di polioma virus, con nefrite interstiziale (difficile diagnosi differenziale con il rigetto acuto). Il TACROLIMUS ritarda inoltre l’eliminazione di MMF impedendo la conversione a MPAG (aumento della tossicità gastrointestinale). La co-somministrazione con antiacidi contenenti IDROSSIDO DI ALLUMINIO E MAGNESIO riduce l’assorbimento. La co-somministrazione di resine come la COLESTIRAMINA modifica il ricircolo entero-epatico del metabolita attivo ACICLOVIR E GANCICLOVIR competono con il MPAG per la secrezione tubulare; la somministrazione contemporanea aumenta le [plasmatiche] di entrambi i farmaci LEFLUNOMIDE meccanismo d’azione E’ un INIBITORE della sintesi ex-novo di derivati PIRIMIDINICI. Il metabolita attivo della leflunomide (A77 1726), prodotto a livello plasmatico e intestinale, è captato dai linfociti T attivati, all’interno dei quali determina l’inibizione della diidro-orotato-deidrogenasi (DHODH), un enzima coinvolto nella neosintesi di basi pirimidiniche LEFLUNOMIDE farmacocinetica e tossicità SOMMINISTRAZIONE e DISTRIBUZIONE E’ attiva dopo somministrazione per OS, viene ben assorbita nel tratto gastrointestinale. METABOLISMO ed ELIMINAZIONE Ha una lunga emivita plasmatica, ed il suo metabolita attivo è soggetto a ricircolo enteroepatico TOSSICITA’ Nausea, vomito, diarrea, dolori addominali Alterazione della funzione epatica (fenomeni di accumulo) Alopecia. Maggiore suscettibilità alle infezioni (sepsi associata a citomegalovirus) METOTREXATO meccanismo d’azione Chimicamente simile all’acido folico, il metotrexato agisce come antimetabolita. Penetra nelle cellule con trasporto attivo mediato dallo stesso carrier dei folati; nella cellula viene poliglutammato (1-4 residui di acido glutammico) riducendo la sua capacità di diffusione all’esterno. Competendo con l’acido folico per il legame alla DIIDROFOLATO REDUTTASI e alla TIMIDILATO SINTETASI blocca la formazione dei cofattori enzimatici necessari alla sintesi purinica e pirimidinica. metotrexato metotrexato metotrexato MTXPG Inibizione della proliferazione soprattutto in cellule caratterizzate da elevato turnover, principalmente durante la fase S del ciclo cellulare METOTREXATO farmacocinetica SOMMINISTRAZIONE e DISTRIBUZIONE L’assorbimento nel tratto gastrointestinale è rapido e completo per dosi basse (< 25 mg/m2); per dosi più elevate si ricorre alla somministrazione EV. Ha una distribuzione multicompartimentale con rapida scomparsa iniziale dal plasma, seconda fase di 2-3 ore, terza fase con emivita di circa 8-10 ore. Si accumula nello spazio pleurico e peritoneale. Legato alle PP per circa il 50%. Molti farmaci possono spiazzare le molecole e aumentare l’efficacia (e la tossicità) METABOLISMO ed ELIMINAZIONE Il metabolismo è molto ridotto, circa il 90% del farmaco viene escreto immodificato nelle urine entro 8-12 ore (massimo a 48 ore) per filtrazione glomerulare e secrezione tubulare. Il metotrexato si accumula sotto forma di poliglutamati per lunghi periodi. METOTREXATO tossicità TOSSICITA’ EMATOLOGICA E GASTROINTESTINALE Maggiore suscettibilità alle infezioni e rischio di emorragie spontanee La sospensione della terapia consente un graduale recupero della funzione midollare e dell’epitelio intestinale in 10-14 giorni. TOSSICITA’ EPATICA E RENALE Per somministrazioni croniche, anche a dosi più basse, si può osservare fibrosi portale e cirrosi epatica. La nefrotossicità consegue alle dosi più elevate. ALOPECIA, DERMATITE, POLMONITE INTERSTIZIALE ALLERGICA RIDOTTA OOGENESI E SPERMATOGENESI ABORTO MENINGISMO (per somministrazione intratecale) METABOLISMO DEI FOLATI polimorfismi o POLIMORFISMI DEL GENE TIMIDILATO SINTASI (TS) La regione 5’ del gene TS funziona come Trascriptional Enhancer Element. La presenza di sequenze ripetute a tripletta (3rpt) nella TSER comporta una espressione da 2 a 4 volte maggiore del gene rispetto a (2rpt). L’omozigosi (3rpt/3rpt) è associata a una ridotta espressione della concentrazione plasmatica dei folati ed è associata a concentrazioni maggiori di omocisteina o POLIMORFISMI DEL GENE METILEN TETRAIDROFOLATO REDUTTASI (MTHFR) SNP C677T: codifica per una forma enzimatica MTHFR Ala222Val che possiede solo il 30% della attività rispetto all’enzima nella popolazione controllo SNP A1298C: codifica per una forma enzimatica MTHFR Glut429Ala ad attività enzimatica ridotta o POLIMORFISMI DEL GENE CARRIER PER I FOLATI RIDOTTI (RFC) SNP G80A: codifica per una forma enzimatica RFC Arg27his che possiede maggiore affinità per i folati ridotti POLIMORFISMI - conseguenze terapeutiche