CHEMIOTERAPIA ANTIBATTERICA CLASSIFICAZIONE DEGLI ANTIBIOTICI IN BASE AL MECCANISMO D’AZIONE Inibizione della biosintesi della parete cellulare • Beta-lattamine – penicilline, cefalosporine, carbapenemi, monobactami • Glicopeptidi Inibizione di reazioni metaboliche – biosintesi degli acidi nucleici • Fluorochinoloni, rifamicine – biosintesi della proteine • Aminoglicosidi, lincosamidi, macrolidi e ketolidi, tetracicline, oxazolidinoni, streptogramine, CAF – biosintesi di acido folico e folinico • Sulfamidici, trimetoprim Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD CLASSIFICAZIONE DEGLI ANTIBIOTICI IN BASE AL TIPO DI AZIONE BATTERICIDA capace di sopprimere “in vitro” i germi BATTERIOSTATICO arresta o rallenta il metabolismo batterico il fenomeno moltiplicativo La guarigione richiede l’ intervento dei fattori di difesa immunitaria dell’ospite N.B.: le infezioni gravi in soggetti immunodepressi e le infezioni croniche richiedono sempre un antibiotico battericida. Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD Principali classi di antibatterici Battericidi b-lattamine Penicilline Cefalosporine Carbapenemi Monobattami Aminoglicosidi Chinoloni Rifamicine Metronidazolo Polimixine Batteriostatici Lincosamidi Macrolidi * Ketolidi* Tetracicline Cloramfenicolo Sulfamidici Nitrofurantoina Oxzolidinoni* Streptogramine ** * Battericidi a dosi elevate e su alcuni batteri molto sensibili; ** battericidi nei confronti di S. aureus Classificazione degli antibatterici in base allo spettro d’azione ristretto medio ampio molto ampio G+ pen.isoxazoliche glicopeptidi cefalosp. I gen. lincosamidi tetracicline streptogramine oxazolidinoni G+/G- penicillina G monobattami aminoglicosidi chinoloni aminopenicilline cefalosp. II gen. cloramfenicolo macrolidi ketolidi cotrimossazolo ureido pen. carbapenemi cefalosp. III gen. pen. protette cefalosp. IV gen. fluorochinoloni Classificazione degli antibatterici su basi farmacodinamiche Azione tempo dipendente penicilline cefalosporine glicopeptidi macrolidi Concentrazioni stabilmente > a MIC (attività tempo-dipendente) Azione concentrazione dipendente * aminoglicosidi fluorochinoloni * PAE = effetto postantibiotico Picco (o AUC)/ MIC (attività conc. - dipendente) CLASSIFICAZIONE DEGLI ANTIBIOTICI IN BASE ALLE CARATTERISTICHE CHIMICO-FISICHE ANTIBIOTICI IDROFILI ANTIBIOTICI LIPOFILI Beta-lattamine Macrolidi Fluorochinoloni Tetracicline Cloramfenicolo Rifampicina Penicilline Cefalosporine Carbapenemi Monobactami Glicopeptidi Aminoglicosidi Basso volume di distribuzione Incapacità ad attraversare m. plasmatica Inattivi su patogeni intracellulari Eliminazione prevalentemente renale Alto volume di distribuzione Attraversamento m. plasmatica Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD Attivi su patogeni intracellulari ELiminazione dopo metabolismo epatico PRINCIPI BASE DEL “MIC TEST” NESSUNA CRESCITA CRESCITA Brodo + inoculo + antibiotico Concentrazione antibiotico (µg/ml) 64 32 16 8 4 2 1 0.5 0.25 Controllo (no antibiotico) MIC Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD IL CONFRONTO TRA IL PROFILO DELLA CS DELL’ANTIBIOTICO E LA MIC È INDICATIVO DELL’EFFICACIA IN VIVO* Conc. sierica antibiotico * La concentrazione sierica rappresenta il miglior surrogato della concentrazione in ambito tissutale MIC Tempo (ore) Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD Craig W. Clin Infect Dis 1998;26:1–12 FATTORI RESPONSABILI DELL’INSUCCESSO DI UNA TERAPIA ANTIBIOTICA • • • • • • • Antibiotico non attivo vs organismo infettante in vitro Inadeguate difese dell’ospite Durata terapia insufficiente Sviluppo resistenza Superinfezione Mancata compliance Impossibilità a raggiungere sito infezione in q.tà adeguata • Scarsa diffusibilità • Inadeguato schema posologico • Insufficiente esposizione • Anomalie cinetiche Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD CONSEGUENZE DI UN’INADEGUATA TERAPIA ANTIBIOTICA Terapia antibiotica inadeguata • RISCHIO DI FALLIMENTO TERAPEUTICO • RITARDO NELLA RISPOSTA CLINICA • AUMENTATO RISCHIO DI COMPLICANZE Batteri resistenti persistono e si moltiplicano • ESPANSIONE DI BATTERI RESISTENTI Batteri sensibili Batteri resistenti Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD MECCANISMI DI RESISTENZA BATTERICA • Alterata permeabilità involucri batterici (b-lattamine, aminoglicosidi) • estrusione antibiotico (tetracicline) • Inattivazione enzimatica (b-lattamine, CAF, aminoglicosidi) • Alterazione del sito di legame sui ribosomi (macrolidi, tetracicline, aminoglicosidi) • antimetabolita (sulfamidici) Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD RESISTENZA BATTERICA TIPO DI RESISTENZA MODALITÀ DI TRASMISSIONE Ereditaria CROMOSOMICA EXTRACROMOSOMICA plasmidica Coniugazione fagica Transduzione Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD Trasferimento del carattere ANTIBIOTICO-RESISTENZA CONIUGAZIONE Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD Trasferimento del carattere ANTIBIOTICO-RESISTENZA TRANSDUZIONE Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD DISTRIBUZIONE ANTIBIOTICI ED AGENTI EZIOLOGICI > parte patogeni formano clusters nello spazio extracellulare Penicilline, cefalosporine, carbapenemi ed aminoglicosidi sono localizzati prevalentemente nello spazio extracellulare Macrolidi e fluorochinoloni si accumulano all’interno delle cellule Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD Cars. Diagn Microbiol Infect Dis 1997;27:29–34 GRAM + GRAM Acidi nucleici sulfamidici (trimetoprim) rifamicine fluorochinoloni nitroimidazoli Sintesi parete cellulare b lattamine glicopeptidi DNA mRNA ribosomi 50 30 Membrana cellulare polimixine 50 30 50 30 Sintesi proteica aminoglicosidi tetracicline macrolidi ketolidi amfenicoli lincosamidi streptogramine oxazolidinoni Inibizione sintesi parete cellula batterica Membrana esterna Peptido glicano * * PENICILLINE Membrana citoplasm. *sito su cui si esplica l’azione delle transpeptidasi. Il legame della betalattamina è di tipo irreversibile (covalente) Inibizione sintesi parete cellula batterica D-ALA D-ALA º GLICOPEPTIDI º sito a livello del quale avviene il mancato allungamento della catena di peptidoglicano per ostacolo ai processi di transglicosilazione Sintesi proteiche DNA Rna polimerasi Trascrizione (stampo di un filamento di DNA) m RNA Traslazione tRNA-aminoacido (amin. Attivato) ribosomi (RNA) Sintesi proteica (trasduzione) Inibizione delle sintesi proteiche degli antibatterici Trascrizione (RNA polimerasi) DNA filamento complementare di RNA messaggero Codone di avvio R N Am Trasduzione Codone di arresto ribosoma tRNA iniziatore peptidil transferasi tRNA libero R N ribosoma ECC. Traslocazione (traslocasi) Am proteina Principali antibiotici aminoglicosidici Farmaco Impieghi Streptomicina (solo tubercolosi) Neomicina Topico Gentamicina Infezioni sistemiche Amikacina Infezioni sistemiche Tobramicina Infezioni sistemiche Altri antibiotici inibitori delle sintesi proteiche Tetracicline Doxiciclina, minociclina Macrolidi* Eritromicina, claritromicina, azitromicina Ketolidi Telitromicina Amfenicolo Cloramfenicolo Lincosamidi Clindamicina Streptogramine Quinupristin, dalfopristin Oxazolidinoni Linezolid * La spiromicina è un vecchio macrolide, talora usato contro la toxoplasmosi Meccanismo d’azione dei sulfamidici e del cotrimossazolo Pteridina + Ac. p-aminobenzoico Sulfamidico - diidropteroato sintetasi Ac. di-idropteroico Ac. di-idrofolico Diaminopirimidine - diidrofolato reduttasi Ac. tetra-idrofolico Purine e Pirimidine Inibizione RNA polimerasi DNA-dipendente (blocco della sintesi dell’RNA) RIFAMICINE RNA-polimerasi (DNA-dipendente) Filamento di RNA *interferenza con DNA girasi (topoisomerasII) indispensabile per superspiralazione, trascrizione e replicazione Inibizione replicazione DNA FLUOROCHINOLONI* NITROIMIDAZOLI* * Il metronidazolo entra nel microrganismo e subisce un processo di riduzione proprio degli anaerobi, dando luogo a un composto capace di provocare rottura del DNA batterico Principali fluorochinoloni Ciprofloxacina Levofloxacina Moxifloxacina Norfloxacina Ofloxacina EFFICACIA TERAPIA ANTIBIOTICA Schema posologico PK Tipo di attività antibatterica PD Spettro d’azione Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD NORME GENERALI RIGUARDANTI L’USO DEGLI ANTIBIOTICI • Più efficaci nelle infezioni acute • Tempestività nell’utilizzo • Dosaggi pieni • Dopo guarigione clinica continuare per alcuni giorni (eradicazione) • Funzionalità renale ed epatica Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD INDICAZIONI RAZIONALI DI ASSOCIAZIONI ANTIBIOTICHE 1) INFEZIONI POLIMICROBICHE, poiché un solo antibiotico difficilmente possiede uno spettro d’azione sufficientemente ampio (es.: ascesso polmonare, peritonite); 2) INFEZIONI NEL PAZIENTE NEUTROPENICO e febbrile nel quale si deve iniziare, al primo sintomo o segno di infezione, una terapia a largo spettro prima ancora di poter conoscere l’esito dell’antibiogramma; 3) GRAVI INFEZIONI OSPEDALIERE DA GRAM-NEGATIVI, quando si sospetti la presenza di ceppi multiresistenti. Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD REGOLE PER UNA CORRETTA ASSOCIAZIONE • EVITARE associazioni precostituite • EVITARE batteriostatici + battericidi precostituite • EVITARE associazioni tra farmaci con resistenza crociata Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD ANTIMICOTICI Istituto di Farmacologia Clinica - UniUD Meccanismo d’azione e spettro dei più importanti antimicotici Antibiotici polienici Meccanismo d’azione Nistatina Amfotericina Griseofulvina Spettro Candida Alterazione permeabilità di membrana (interazione con steroli: fungisterolo, ergosterolo) Aspergillo, Blastomyces, Candida, Criptococco, Histoplasma, Sporotrix Dermatofiti continua Meccanismo d’azione e spettro dei più importanti antimicotici Imidazoli Meccanismo d’azione Clotrimazolo Ketoconazolo Miconazolo continua Spettro Dermatofiti Blocco 14-a-demetilasi CYP 450 dipendente (inibizione della conversione del lanosterolo o ergosterolo) Blastomyces, Candida, Criptococco, Histoplasma, Sporotrix Tinea continua Meccanismo d’azione e spettro dei più importanti antimicotici Triazoli (fungistatici, ad attività tempo dipendente) Meccanismo d’azione Voriconazolo Spettro Blastomyces, Candida, Criptococco, Histoplasma, Sporotrix Fluconazolo Itraconazolo continua Blocco 14-a-demetilasi CYP 450 dipendente Aspergillo, Blastomyces, Candida, Criptococco, Histoplasma, Sporotrix continua Meccanismo d’azione e spettro dei più importanti antimicotici Caspofungina* Echinocandine Meccanismo d’azione Inibizione D-glucansintetasi continua Spettro Aspergillo, Candida, Altri Meccanismo d’azione Terbinafina Inibizione squalene * fungicida, concentrazione dipendente; **attività tempo dipendente Spettro Tinea ANTIELMINTICI Principali antielmintici. Meccanismi ed indicazioni Elminta Nematodi Platelminti Farmaco Pirantel pamoato Meccanismo d’azione Paralisi spastica (stimol. recettori nicotinici) Mebendazolo ° Tiabendazolo Blocco trasp. granuli secretori e paralisi flaccida (inib. rilascio acetilcolina) Niclosamide Praziquantel Inibiz. fosforilazione ADP Paralisi spastica (apertura canali del calcio) Albendazolo * Blocco trasp. granuli secretori e paralisi flaccida (inib. rilascio acetilcolina ° efficace contro le infestioni da Trichuris trichiura; *utile nella cisticercosi e nell’ idatidosi continua ANTIPROTOZOARI Farmaci efficaci contro i protozoi Farmaco Malaria Indicazione Meccanismo d’azione Clorochina Profilassi e trattamento (no falciparum) Meflochina P. falciparum clorochino resistente Primachina Eradicazione P. vivax ed ovale Proguanile Profilassi in associaz. con Inibizione DHFR clorochina Chinina P. falciparum clorochino resistente DHFR = diidrofolatoreduttasi Lisi parassita per accumulo di eme (inibiz. emepolimerasi) Danni ossidativi da metaboliti Interazione con DNA continua Farmaci efficaci contro i protozoi Farmaco Amebiasi Indicazione Metronidazolo * E. histolitica Tinidazolo Farmaco Cotrimoxazolo Farmaco Cotrimoxazolo Meccanismo d’azione Interazione con DNA Pneumocistosi Indicazione P. carinii Meccanismo d’azione Inbizione DHFR Toxoplasmosi Indicazione T. gondii continua Meccanismo d’azione Inibizione DHFR ? continua DHFR = diidrofolatoreduttasi; * efficace anche nella tricomoniasi e nella giardiasi ANTIVIRALI Tappe dell’infezione virale endocitosi e rottura dell’ivolucro ancoraggio assemblaggio rec DNA RNA replicazione virale (nucleo) Tr. inv nuove part. virali assemblaggio gemmazione Farmaci antivirali (Anti HIV) Inibitori della transcrittasi inversa Nucleosidici (bloccano la produzione di DNA complementare all’ RNA virale) Abacavir, didanosina, lamivudina °, stavudina, zalcitabina, zidovudina Necessitano di attivazione (fosforilazione: formazione di falsi nucleosidi trifosfato) Non nucleosidici Delavirdina, efavirenz, nevirapina Non necessitano di attivazione (denaturano il sito catalitico della trascrittasi inversa) Inibitori delle proteasi Indinavir, nelfinavir Blocco maturazione dei virus (inibizione ritonavir, saquinavir clivaggio dei precursori poliproteici) Enfuvirtude Inibitori delle fusione ° utile anche contro l’epatite cronica B Blocco fusione doppio strato lipidico membrana virale con quella cellulare (blocco ingresso virus) continua Farmaci antivirali Antinfluenzali A A,B Amantadina, rimantadina Zanamivir, oseltamavir Antierpetici Acyclovir, valaciclovir *, iododesossiuridina Anticitomegalovirus Foscarnet ganciclovir, cidofovir Ampio spettro Ribavirina * Profarmaco di aciclovir continua Blocco della decapsizzazione,assemblaggio e gemmazione; azione antineuraminidasica (inibizione della penetrazione e liberazione del virus) Blocco della sintesi del DNA virale (per inibizione selettiva della DNA polimerasi virale) previa attivazione ad opera di chinasi Inibizione diretta della DNA-polimerasi virale Vedi acyclovir Interferisce con la sintesi di mRNA virale, previa fosforilazione ANTINEOPLASTICI Farmaci antineoplastici: classificazione su basi farmacodinamiche Sostanze Meccanismo molecolare Azione Tossicità Campo di applicazione citotossici specifico aspecifica elevata ampio a bersaglio molecolare specifico specifica modesta ristretto Ciclo cellulare e attività antineoplastica Cellule Fase di crescita quescienti (sintesi RNA e proteine; NO sintesi di DNA) G0 G1 5-FU Fase specifica Non fase specifica Sintesi del DNA S Antimetaboliti 5-FU Etoposide Teniposide Camptotechine Premitosi Mitosi G2 M Etoposide Teniposide Alchilanti, antibiotici, composti del platino, procarbazina Alcaloidi della vinca Taxani Classe Farmaci utilizzati nella cura delle neoplasie Meccanismo d’azione Farmaco Alchilanti Addotti con basi azotate Busulfano, clorambucile, ciclofosfamide, ifosfamide, melfalan Antibiotici Intercalazione con DNA Daunorubicina, doxorubicina, epirubicina, idarubicina Antimetaboliti Inibizione DHFR Metotrexato Inibizione sintesi DNA, Blocco sintesi TMP, alterazione funzione RNA (analoghi pirimidinici) Citarabina, gemcitabina 5-fluorouracile Inibizione sintesi purina (analoghi purinici) Mercapturina, tioguanina TMP = timidina monofosfato; DHFR = diidrofolatoreduttasi continua Cl H H H H H H N OP+ N H H H Cl H Cl H H H O- N H P+ H H N Cl H H H CH2CH2Cl ClCH2CH2 N 3 4 P2 N H ClCH2CH2 O 1 O Ifosfamide 3 ClCH2CH2 4 P2 N 5 6 N O 1 O 5 6 Cyclophosphamide Action mechanism ClCH2CH2 R N H ClCH2CH2 Cyclization N R H ethyleniminium intermediate CH2 + N CH2 H R + Cl- Continue ... Action mechanism ethyleniminium intermediate CH2 + N CH2 … continue + Cl- R H CH2 N CH2 + R H continue ... Action mechanism CH2 CH2 + N N N + R N .. O H … continue N NH2 DNA H R N Guanine-DNA CH2 CH2 N OH + N DNA N N NH2 Action mechanism • intrastrand linking … continue • interstrand linking • cytotoxicity cell death DNA repair mutagenesis carcinogenesis • resistance increased intracellular glutathione content increased aldehyde dehydrogenase activity enhanced ability to repair DNA lesions Classe Farmaci utilizzati nella cura delle neoplasie Meccanismo d’azione continua Farmaco Alcaloidi della vinca Inibizione formazione microtubuli Vinblastina, vincristina Derivati del taxolo Assemblaggio anomalo microtubuli Docetaxel, paclitaxel Camptotechine Blocco replicazione DNA (inib. topoisomerasi I) Irinotecan, topotecan Epipodofillotos- Rottura DNA cine Etoposide Composti conte- Addotti con il DNA nenti platino Cisplatino, carboplatino, oxaliplatino continua Classe Farmaci utilizzati nella cura delle neoplasie Meccanismo d’azione continua Farmaco Interferoni Immunostimolazione Interferone a Altri Inibizione sintesi DNA (inib. ribonucleotide red.) Addotti con il DNA Idrossiurea Blocco recettori estrogeni Blocco aromatasi Blocco legame testosterone al suo recettore Inibizione secrezione di FSH e LH e, quindi, di testosterone Tamoxifene, toremifene Anastrozolo, letrozolo Ciproterone, flutamide Ormoni Procarbazina Buserelina, leuprolina, triptorelina continua Farmaci utilizzati nella cura delle neoplasie Classe Meccanismo d’azione Farmaco Inibitori delle tirosinchinasi interferenza con i meccanismi di riproduzione cellulare Imatinib, erlotinib, gefitinib, ecc. Anticorpi monoclonali anti VEGF, EGFR, Her-2/neu, ecc bevacizumab,cetuximab trastuzumab Si può ridurre o contrastare la tossicità ed eventualmente migliorare la risposta? • MESNA • antiemetici • acido folico • fattori di crescita • profarmaci • veicolo (liposomi) • terapia loco-regionale Altri importanti bersagli di farmaci Farmaco coinvolto Enzimi dopa decarbossilasi levodopa MAO, COMT antidepressivi enzima di conversione ACE inibitori xantinaossidasi allopurinolo anidrasi carbonica acetazolamide HMG CoA reduttasi statine attivazione lipoproteinlipasi derivati acido nicotinico e fibrati antagonismo vitamina K anticoagulanti orali (warfarina, ecc.) promozione attivazione plasminogeno a plasmina fibrinolitici (streptokinasi, ecc.) inibizione trombina (cofattore antitrombina) eparina Disinfettanti di uso comune Cloroderivati Impiego Composto Sodio ipoclorito Cloramina Clorexidina Composto Ambientale, strumentale, umano Acque (potabilizzazione), umano Umano, strumentale Sali quaternari d’ammonio (QUATS) Impiego Benzalconio cloruro + alcool isopropilico Composto iodopovidone Umano, strumentale Iodofori Impiego Umano continua Disinfettanti di uso comune Alcooli Composto Alcool etilico Impiego Umano Fenoli Impiego Composto Fenil-fenolo, benzil-clorofenolo ter-aminofenolo Ambientale Ossidanti Composto Perborato di sodio Acqua ossigenata Impiego Umano continua