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
…
Farmacologia & Tossicologia, A.A. 2015
JeanJean-Franç
François DESAPHY
Corso di Farmacologia & Tossicologia, 2015
CHEMIOTERAPIA-8
Farmaci inibitori
della sintesi proteica
JeanJean-Franç
François DESAPHY
Sintesi
DNA
replicazione
desossiribonucleotidi
trascrizione
tRNA / rRNA
ribosomi
mRNA
modulazione
microRNA
ribonucleotidi
traduzione
proteine
aminoacidi
Funzioni cellulari
(struttura / enzimi / trasporti)
Bisogno critico di nucleotidi per la sintesi di acidi nucleici (DNA, RNA)
2011© J.F. DESAPHY
Sintesi proteica
nucleo
pre
mRNA
trascrizione
maturazione
citosol
trasporto
traduzione
ribosoma
proteina
nascente
PROCARIOTI
EUCARIOTI
© J.F. DESAPHY
Trascrizione
promotore
Inizio
DNA elica
fattore σ
DNA non-stampo
RNA polimerasi
ribonucleotidi
RNA
polimerasi
Allungamento
RNA
5’
Sequenza
stop
downstream
RNA
DNA
stampo
Terminazione
RNA
© J.F. DESAPHY
Traduzione
Ribosoma
(rRNA + proteine)
Proteina nascente
P
A
Aminoacil-tRNA
Movimento
del ribosoma
© J.F. DESAPHY
TRADUZIONE
Amminoacil-tRNA
2008© J.F. DESAPHY
CODICE GENETICO
Codone: successione di tre basi nella sequenza del RNA messaggero
2008© J.F. DESAPHY
LEGAME PEPTIDICO (AMMIDICO)
H
H
N
H
C
R1
O
C
H
N
+
OH
Dipeptide
H
H
C
O
H
C
R2
tripeptide
N
OH
H
polipeptide
H
O
C
C
R1
R2
N
C
H
H
OH
C
+ H2O
O
proteina (aa>100)
2008© J.F. DESAPHY
STRUTTURA PROTEICA
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.
2008© J.F. DESAPHY
Farmaci inibitori della sintesi proteica
INIBITORI DELLA TRASCRIZIONE
rifampicina, rifabutina
INIBITORI DELLA TRADUZIONE
subunità ribosomiale 30S
aminoglicosidi
spectinomicina
tetracicline
subunità ribosomiale 50S
macrolidi
cloramfenicolo
lincosamidi
streptogamina
oxazolidinoni
2007© J.F. DESAPHY
Inibitori della Trascrizione
rifamicina SV, rifampicina, rifapentina, rifabutina (ansamicina), rifaxidina
(rifaximina)
rifampicina
Formazione di un complesso con la RNApolimerasi batterica, bloccando l’allungamento
a 2-3 nucleotidi.
selettiva
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
2011© J.F. DESAPHY
rifampicina
Inibitori della Trascrizione
Impieghi terapeutici
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]
2011© J.F. DESAPHY
Inibitori della Traduzione
Eucarioti: 80S
rRNA 18S
+
~30 proteine
Procarioti: 70S
aminoglicosidi
spectinomicina
tetracicline
rRNA 16S
+
21 proteine
EFFETTI
40S
rRNA 28S + 5.8S + 5S
+
~45 proteine
60S
AVVERSO
TERAPEUTICO
macrolidi
cloramfenicolo
lincosamidi
streptogramine
oxazolidinoni
30S
rRNA 23S + 5S
+
34 proteine
50S
2007© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 30S
aminoglicosidi
Antibiotici batterici isolati da Streptomyces o Micromonospora
gentamicina
tobramicina
Streptomicina scoperta da Waksman
Premio Nobel nel 1952
amikacina
+ neomicina, kanamicina,
paromomicina, netilmicina,
Sisomicina, …
minor tossicità
spettro antibatterico più ampio
2011© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 30S
aminoglicosidi
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 β-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
2011© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 30S
Aminoglicosidi + β-lattamici
Penicillina + gentamicina (AG): endocardite da gram-positivi
Staphylococcus aureus
Streptococcus viridans
gentamicina
ribosoma
gentamicina
+
penicillina
mureina
© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 30S
Resistenza
•Inattivazione enzimatica
aminoglicosidi
Effetti avversi
•Ototossicità
Inibizione dei ribosomi mitocondriali
Cellule cigliate
danneggiate
danno uditivo
o vestibolare
•Nefrotossicità
•Ridotto trasporto dovuto ad alterazioni
genetiche delle porine
•Bersaglio modificato geneticamente
o enzimaticamente
avvelenamento mitocondriale
insufficienza renale acuta
•Blocco neuromuscolare (più raro)
Competizione AG x Ca2+
Minor rilascio di acetilcolina
Paralisi muscolare
Blocco respiratorio
2007© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 30S
tetraciclina, clotetraciclina, oxitetraciclina,
demeclociclina, metaciclina, doxiciclina,
minociclina
tetracicline
Legame reversibile all’ rRNA 16S
Blocco del legame degli aminoacil-tRNA
Batteriostatici ad ampio spettro
tetraciclina
Effetto selettivo sui batteri grazie a sistemi
di trasporto transmembrana attivi
Resistenza
Espressione di pompe di estrusione
Espressione di proteine di legame
Inattivazione enzimatica
parti critiche della molecola
Siti di modifica maggiori
Interazioni con il Ca2+:
assorbimento ridotto con latticini o farmaci antiacidi
anomalie nello sviluppo di denti e ossa
sconsigliato in bambini e gravidanza
Siti di modifica secondari
Area farmacofora
Efficacia clinica simile,
Differenze farmacocinetiche
Interazioni con UV: colorazione dei denti,
fotosensibilità
Tossicità GI e renale (minore per doxiciclina)
Escrezione fecale sotto forma inattiva
2007© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 30S
spectinomicina
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
2007© J.F. DESAPHY
Inibitori della Traduzione
Eucarioti: 80S
rRNA 18S
+
~30 proteine
Procarioti: 70S
aminoglicosidi
spectinomicina
tetracicline
rRNA 16S
+
21 proteine
EFFETTI
40S
rRNA 28S + 5.8S + 5S
+
~45 proteine
60S
AVVERSO
TERAPEUTICO
macrolidi
cloramfenicolo
lincosamidi
streptogramine
oxazolidinoni
30S
rRNA 23S + 5S
+
34 proteine
50S
2007© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 50S
eritromicina
macrolidi
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
Azitromicina, claritromicina Ridotto ingresso o aumentata estrusione
Modificazione enzimatica del bersaglio (metilasi)
Derivati semi-sintetici con
spettro più ampio
minor tossicità
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 50S
cloramfenicolo
Isolato da Streptomyces venezuelae,
primo antibiotico sintetizzato su larga scala
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
2007© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 50S
LINCOSAMIDI
Lincomicina
(Streptomyces lincolnensis)
(meno usato per effetti tossici)
Clindamicina
(derivato semisintetico)
(miglior efficacia)
(miglior biodisponibilità)
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
2011© J.F. DESAPHY
Inibitori del ribosoma 50S
Streptogramine
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 50S
Oxazolidinoni
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)
2011© J.F. DESAPHY
FINE
2007© J.F. DESAPHY