Generika biotechnologických léčiv (biogenerika, biosimilars)
o k ja é a k r E-poetin (Procrit, Recormon) c i to g u filgrastim (Neupogen) a lo o n interferony (a-Intron A, Roferon A, b- Frone, g- Imukin) sem iál h c la ter -te í h insulin rekomb. (Humulin) n o a u e o m ick ř í s somatotropin (Genotropin, Norditropin, Humatrope) š e j ní m í s š e l o í di exkluzivitu V r. 2007 dalších šest biofarmaceutik ztratilo žpatentovou a h c d án u stu y o a z l e. sl pro á o Registrační procedura biosimilars: ý t n kov é šk raz elům zak e Standardní postup pro generická léčiva sňdefinovanou strukturou č je P k m l ú o u v p ys lékové m r (identifikace aktivní substanceoakbioekvivalence formy) –a pro o o d V ý ut d n i biosimilars nepoužitelný to a j rů o n u o zkrácené k (FDA) s e í Proto selhává aplikaceTHatch-Waxmanova zákona t a ob i hl ž u i u ou registrační proceduře pro generika d o p zs tu s o e h b e ke J V r .2006 končila patentová ochrana:
Proč? - lze očekávat rozdíly mezi stejnými biologickými léčivy od různých výrobců – dodržení identického výrobního postupu není proveditelné o - výsledný produkt není identický – nelze jej definovat běžnými analytickými k ja postupy (struktura, čistota) a r
é k c i to g u a lo o Důsledek: m l n e h á s c - nutné srovnání nejen v kvalitě, ale i v bezpečnosti a účinnosti a eri te l í h naacharakterizaci t on s autorizovaným referenčním standardem – s důrazem u e o m ick ř í s š imunogenního potenciálu produktu e j ní m í s š i he přípravku l –o í u referenčního - léková forma, síla a způsob podání stejné jako a d ž c d án u stu y pokud ne, nutné další srovnávací údaje lo a s ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j ú u Další problémy: a p s k o r y m o o d t ýv postregistračním V - podstatně širší a časově obsáhlejší farmakovigilance d u n ů i o a j r t období o n k su e b í t o T - názvy biosimilars od různých výrobců – INN non-proprietary i (international la ž h u i u ou substance) name) by neměly být stejné (nejedná se ooidentické d p zs tu s o e h b e ke J
Současný stav: EMEA (European Medicinal Agency) – navrženy obecné principyko hodnocení biosimilars ja é a k r c - dokument: Doc. EMEA/CHMP/BMWP/246511/2005 i to g u o a - jsou podrobeny diskusi se strany farmaceutických asociací: ol
m l n e h á s c a eri te l í Efpia (European Federation of Pharmaceutical Industries h at and n o u e o m ick ř í s Associations) a její speciální skupina š e j ní m í s š l o EBE (European Biopharmaceutical Enterprises) í di h e a ž c d án u stu y cca 1500 EuropaBio – rovněž evropská asociaceloreprezentující a s ý kol e. m káz t v š testování, menších firem a společností (výroba, a o az elůdistribuce) en výzkum, z r é k m lň ok v P úč je u a p ys vydávána k opravidla r m Současné registrace biogenerik: metodou „caseo o d V t ý d ů in au o by-case“ j r t o n k su e b í t o T i hla ž u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J
o k ja é a k r c i to g u a lo o m l n Osudy léčiva v organismu, hodnocení biologické e h á s c a eri te účinnosti l í h at o n u e o m ick ř Druhy intermolekulárních interakcí, í s š í m echemických í n s j š parametrizace pomocí fyzikálně l o í di h e a ž c d án u stu y vlastností o a sl ý kol e. m káz t Metody výzkumu originálních – az lů za n kov léčiv š e é Pr če j e vyhledávání vůdčíchustruktur, m lň okpříklady ú ra v p s k m to o dopochodů Studium patologických na ýmol.úrovni – Vy d ů in au o j case study: zánětlivý proces r t o n k su e b í t o T i hla ž u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J
LEKCE 4
Osud léčiva (obecně xenobiotika) v organismu
o k ja é a k r c i to g u a lo o m l n e h á s c a eri te l í h at o n u e o m ick ř í s š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j ú u a p s k o r y m o o d t ý u V d n ů i o a j r t o n k su í t ob Te i hla ž u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J
Jednotlivé fáze osudu léčiva v organizmu 1. Farmaceutická fáze – uvolnění účinné látky z lékové formy
v případě tuhé lékové formy (kapsle, tablety obduktety): disperze, po případě ko ja rozpouštění a r v případě tekuté lékové formy (injekce, laváž): bez disperze, rozpouštění to výjimečně
é k c i g u a lo o m l eliminace n 2. Farmakokinetická fáze – ADME: absorpce, distribuce, metabolismus, e h á s c i interakce av místě r rozhoduje o biologické dostupnosti látky – o její koncentraci l te s ní e h t u a ko receptorem e o ř m c í s i š e j ní m í s š l o í di hvemístě účinku, 3. Farmakodynamická fáze – interakce s biomakromolekulou a ž c d án u y u efekt t následný stimul, který spouští vlastní biologický o a s sl ý kol e. m káz t v š az lů za n o e Každý z těchto dílčích kroků může být předmětem é Pr postupu k racionálního e joptimalizace e kultura – č k m ň l - čím jednodušší je úroveň sledovaného systému (enzym, buňka, tkáňová ú o u v a k op ysvýsledek i korektnější r m o o systémy in vitro), tím přesnější experimentální interpretace d V t ý d ů in au vztahů struktura – účinnost hodnota o a vyšší předpovědní j r t n výsledek inbovitro není jiží adekvátní k su účinku v reálném - stoupá však nebezpečí,eže t o T i hla systému in vivo. ž u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J
Kvantifikace biologické aktivity o Vztah mezi dávkou a odpovídající účinností (BO) jak é a k r (poněkud zjednodušeně bez ohledu na charakter biologického c i to g u systému) a lo o n - vyjádřen křivkou esovitého (sigmoidního) tvaru sem ál h c i te a enejmenší r l - oblast, kde se BO mění s dávkou lineárně je zatížena í h at o n u e chybou o m ick ř í s š í (viz obrázek) í se ijní em š l o a h d ž c d án u stu y o a z l e. může být sl dávka á o ý Při výrazně rozdílném průběhu vztahu – účinnost t v šk az lům zak n o e é Pr nebo pořadí látek ovlivněno zvolenou hladinou k kúčinnosti e koncentrace e č m ň j l ú o u v a k op ys r m o o d V ý ut d n i a j rů to o n k su í t ob Te i hla ž u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J
Závislost biologické odpovědi BO na dávce
o k ja é a k r c i to g u a lo o m l n e h á s c a eri te l í h at o n u e o m ick ř í s š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j ú u a p s k o r y m o o d t ý u V d n ů i o a j r t o n k su í t ob Te i hla ž u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J
Možnosti vyjádření biologické aktivity Ideální případ: při stejném mechanismu účinku jsou přímkové části závislostí BO – dávka přibližně rovnoběžné ko
ja é a k r c i to Ekvikoncentrační hodnocení: g u lo - obvykle je účinek vyjádřen v % vůči tzv. naivní kontrole (bez apodání o m l n e h léčiva); á s c a eri te l í např. % zmenšení nádoru, inhibice zánětu h at o n u e k o logm(% BO) ř v QSAR vystupuje v logaritmické formě: c í s i š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án u stu y Ekviefektivní hodnocení: o a z l e. sl ý definovaný á o - účinnost vyjádřena koncentrací C způsobující efekt t n kov é šk raz elům zak e in vitro např. 50% inhibici enzymové reakce, inhibici vazbyč na receptor; e P k m ň j l ú o u v a rovněž MIC k op ys r m o o d koncentrace ý ut žádaný V d in vivo – ED50 (střední účinná dávka): vyvolávající n ů i o a j efekt u 50 % jedinců; erovněž letální dávka) or nt LD50b(střední k su í t o T i hla ž u ije koncentrace u – oproto: u v QSAR vystupuje d Účinnost je tím vyšší, čím nižší o p zs stu o velogaritmické formě: log (1/C) e h b k Je
Intramolekulární interakce Síly rozhodující o interakci léčivo - receptor Interakce 1. Electrostatické síly a) kovalentní vazby b) iontové c) dipol-dipol d) dipol-ion e) vodíkové vazby f) CT-interakce 2. Dispersní síly 3. Hydrofobní interakce
Vazebná energie (kJ.mol-1)ko
ja é a k r c -170 až to –400 gi u a až –40 olo -20 m l n e h á s c a eri te l í h at o n u o m ic-4k až –17 šíře s e j ní m í s š i e l í a no ž ud ch -2 až -4 d u a-4 ázá lo ý st oly . s t ov šk ze ům ak n a el e k z r é e č P k m lň o v j Z vazebných konstant: ú u a p s k o r y 0 m o log dKoass = d-(1/2.3 RT). DG t ý u V n 0 o ů i o j u -1a DG (30 t - 40 C) or< -8 až -13kkJ.mol n sinterakce í– slabé Zřejmě rozhodující pro t a Teinterakce os breceptorem i l ž uh u i u d o so u p t s o ez h e b k Je
Druhy interakcí o k ja Příklad: alkylační činidla jako cytostatika é a k r c o i t g u Elektrostatické Coulombovy síly – ad a) b) c) d) a lo o mezi dvěma nabitými nebo polárními molekulami – např.: m l n e h á s c i skupiny), proteiny (COOH, NH2 koncové nebo v postr. řetězcích, kvartérní a amoniové r l te e í h t nukleové kyseliny, fosfolipidy (fosfátové skupiny), n o a u e o m ick ř mukopolysacharidy (sulfátové skupiny), í s š e j ní m í s metaloproteasy (polyvalentní kovové ionty), š l o í di h e a ž molekuly s delokalizovanými vazebnými elektrony – dipoly. c d án u stu y o a l detekci Elektrostatické interakce – význam jako pilotních při receptorů áz . sl skupin o ý e t (součást farmakoforů) n kov é šk raz elům zak e Charakterizace: polárními konstantami k v P úč je m(Hammett, ň oTaft) l u a p potenciálem s kionizačním elektronegativitou, (Gesteiger) r o y m o o d V ý ut d n i skupin: a j růinteragujících tona vzdálenosti Závislost o n u k ti í s rl2a, s ob– dipol: žklesá Te ion – ion, ion u – dipol: klesá 3uh i u dipol s r d o so u p t s o ez h e b k Je Kovalentní vazby – vyjímečné, obvykle irreversibilní spojení
Vodíkové vazby: atom vodíku mezi dvěma elektronegativními atomy O----H-----O O----H-----N o a) stabilizace biomakromolekul (proteiny, nukleové kyseliny) molekulami vodyjak é a b) solvatace biomakromolekul molekulami vody na povrchu k r c i to Charakterizace: - elektronová hustota na elektronegativním atomu g u o - stupnice číselných hodnot (Moriguchi a spol., Seiler) a ol -
m l n e h á s c a eri te l Komplexy s přenosem náboje (charge transfer): í h at o n u e hnací silou je delokalizace elektronů v molekule (místaos nízkou a vysokou k hustotou ř m c í s i š e j ní m elektronů) í s š i he akceptoru l o tj. rozdíl mezi ionizačním potenciálem donoru ažíelektronegativitou a d c n d aminy) u y(alkoholy, ethery, u stpáry á o Donory: nenasycené vazby, skupiny s volnými elektron. a l ý z l e. s á o t Akceptory: s p-elektronovým deficitem (1,3,5-trinitrobenzen), kkyselým v šk askupiny z lůsemslabě a n o e z k ké Pr če je vodíkem (fenoly, chloroform) m ň ú ra u pl so v k y m tolze využít o nejvyššího Charakterizace: souvislost s energií orbitalu, do Vobsazeného ý d ů in au o hodnot EHOMO j odpovídajících r t o z tvorby komplexů n – odvozené k suarylmethylkarbamátů s e b í CT konstanty t o T i hla ž u tetrakyanethylenem i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J
Disperzní síly (Londonovy, van der Waalsovy): mezi neutrálními molekulami - vzájemné přitahování mžikových dipolů Energie disperzní interakce: o k E = [(3IaIb) / 2(Ia + Ib)] . [(aaab) / D2r6] ja é a Ia, Ib …… ionizační potenciály k r c i to aa, ab ....... polarizovatelnosti g u a lo D ....... permitivita prostředí o m l n e r ....... vzdálenost interagujících molekul h á s c a eri te l Vztah k molární refrakci MR: í h at o n u MR = 4pNa / 3 e o m ick ř í s š V serii podobných látek – stejný receptor (Ib a ab konstantní); e jnIía a am a úměrné : í s š Edisp MR ží al o di h e
d án u stu y c o a l ý z l e. s á o t Hydrofobní interakce: n kov é šk raz elům zak e spojeny se změnami v organizaci molekul vody na povrchu interagujících molekul; e č P k m ň j l ú o u pzisk DG v komplex a pokles uspořádanosti vzestup entropie stabilizuje s k r o y m o o d V ý ut biomakromolekula – bioaktivní látka d n i a j rů to o n k su í t ob Stérické inerakce: Te i hla ž u i vzdálenostioumezi ointeragujícími síly odpudivého charakteru – pokles molekulami u d p zs tu s o e h b e ke J
Schema hydrofobní interakce
o k ja é a k r c i to g u a lo o m l n e h á s c a eri te l í h at o n u e o m ick ř í s š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j ú u a p s k o r y m o o d t ý u V d n ů i o a j r t o n k su í t ob Te i hla ž u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J
Metody vyhledávání vůdčích struktur (lead structures) o k ja bez ohledu na strukturu – široký screening é a k r c i b) využití struktur biologicky účinných přírodních látek uto g a lo zcela syntetické nebo polosyntetické o m l n e h c) studium vedlejších účinků léčiv á s c a eri te l í h at o d) strukturní analoga přirozených ligandů biomakromolekul n u e k ov patologických ř m c í s enzymů, receptorů, hormonů a d. uplatňujících se i š e j ní m í s š procesech l o í di h e a ž c d án u y u látek t e) účinné metabolity biologicky aktivních o a s l ý z l e. s á o t další možnost: neúčinné deriváty účinných látek k (prodrugs) m k en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j ú u a p s k o r Moderní nástroje: y m o o d t ý u až na úroveň V d n 1) detailní znalost mechanismu patologického procesu ů i o a j r t o n k su genetické informace í t ob Te i hla ž u i 2) využití transgenních organismů v biologickém u ou hodnocení d o p zs tu s o e h b e ke J a) metoda náhodného výběru, „trial and error“
a) Náhodný výběr do cca 50. let minulého století – nízká znalost mechanismu patologických procesů b) Deriváty přírodních účinných látek o 1. Deriváty antibiotik (penicilinu, cefalosporinu) k ja 2. Inhibitory AChE (léčba svalové atonie, např. po celkovéraanestezii) ké o ic t g (obvykle předchází použití přírodních látek samotných) u o thiazolidinový skelet H N
S N
R
O O
O OH
Penicilin (F,G,X,K,dihydroF) R:
a l o m l n e h á s c dihydrothiazinový a eri te l í h at o skelet n u e o m ick ř í s š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za m lňC ok v j Fysostigmin Cefalosporin ú u a p s k o r m o d Vy R: do t ý u n ů i o a j r t o n k su í t ob Te i hla ž u i u ou Neostigmin d o s u p t s o ez h e b k Je H N
S
R
N
O
O
O
N
O
N
O
N H
O
O
O
OH
NH2
OH
O
N
O
O
N+
Br-
b) Deriváty přírodních účinných látek Analgetika a antitussika morfinového typu
R1O
o k ja é a Oxidace: R r= CH hydrokodon ck Morfin: R , R = H to = H hydromorfongi Etherifikace: R = CH kodein u aVyšší analgetickýoefekt lo = C H ethylmorfin mOxidacela hydroxylace: n = N-ethylmorfolin folkodin e h á s c a Rer=iH, R =tOH: e oxykodon í l Antitussika h t o nástup řen u a kRychlejší o í s í m ic š e í s ijn em š l í a no ž ud ch Zcela syntetická analoga d u t ly á a s rozpojení B kruhu morfinové lo struktury z . s ý ko ze m ká t v en ko é š Pra čelů e za m lň ok v j ú u a p s k o r y m o o d t ý u V d n ů i o a j r t o n k su í t Pethidin ob Te i hla ž u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J 1
R1O
2
1
3
1
3
2 5
O
H
H
R2
H
H
N
R2O
O
1
N
O
O
N
O
2
c) Využití vedlejšího účinku 1. fungují vedle sebe
O
o k ja é a k r c i to Kyselina acetylosalicylová Methotrexat g u pùvodní : antipyretický a pùvodní : cytostatický lo o(IBD) vedlejší : antiagregacní vedlejší : protizánìtlivý m n e iál ch s la ter -te í h n o a u e o m ick ř í s š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j ú u a p s k o r y m o o d t ý u V d n ů i o a j r t o n k su í t ob Te i hla ž u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J N
OH
N
O
O O
H N
HO
NH2
N
NH2
O
O
N
N
OH
c) Využití vedlejšího účinku 2. vedlejší účinek převáží N O
HN
O S O N
N
o k ja é a k r c i to g u a lo o m l n Sildenafil (PDE5 inhibitor) e h á s c i ateHT) N a efekter(AP pùvodní : vasodilatacní l í hdysfunkce t on a u soucasný : erektilní e o m ick ř í s š e j ní m O í s š i vliv e na kognitivní l o í pozitivní Dalsí efekt: a h d ž c u y(demence, AD)a d án u sfunkce t o sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j ú u a p s k o r y m o o d t ý u V d n ů i o a j r t o n k su í t ob Te i hla ž u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J N
d) Analoga přirozených ligandů PGF(2a) analoga jako antiglaukomika HO
Oo k a j é a O k r O c i to g u a lo HO o m l n e h á s c a HO eri te l í h at o n u e k o m latanaprost ř c í s i š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án u stu y o a l ý zO H l e. OH s á o t m k N k en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j O O ú u a p s k o r y m o o HO d t ý u V d n ů i o a j r t o n k su HO O e b í o T it hla CF3 ž u i u ou d o travoprost s u p t s o ez h e b k Je OH
HO HO
PGFa
HO
HO HO
bimatoprost
HO
d) Analoga přirozených ligandů Antimetabolity: 1) kyseliny listové (dihydrofolátreduktasa) 2) pyrimidinových a purinových bazí (DNA)
o k ja é a k r c i to g u a lo o m l n e h á s c a eri te l í h at o n u e o m ick ř í s š e j ní m í s š e l o í di hMethotrexat a Kyselina listová ž c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j ú u a p s k o r y m o o d t ý u V d n ů i o a j r t o Hypoxanthin n k su 6-Merkaptopurin, R = H e b í t a o T 5-Fluoruracil Butiopurin (VUFB), u 5-Fluoruridinuži uhl i d o so R = (CH ) COOH u p t s o ez h e b k Je N
N
H N
O
NH2
N
N
O
N
O
OH
HO
N
H N
NH2
HO
O
O
OH
O
OH
O
H N
F
H N
O
O
O
NH
SR
OH
NH
HO
NH
N
N
O
N
F
N
N
O
N
N H
N H
N
O
OH OH
Uracil
NH2
N
N
H N
N
2 4
d) Analoga přirozených ligandů Analoga GABA (nerotransmiter, jehož GABAa receptory jsou spřaženy s chloridovým kanálem) jako antiepileptika (zvýšení lipofility pro průchod BBB) ko
ja é a k r c i to g u OH a lo o H N m l n e h á s c a eri te l O í h at o n u e k ř g-Aminomáselná kys. (GABA)so m c í i š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án OH u OHstu y o a sl ý kol HeN. m káz H N t en koOv é š Praz čelů e za O m lň ok v j ú u a p s k o r y m o o d t ý u V d n ů i o a j r t vigabatrin o n pregabalin k su e b í o T it hla ž u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J 2
OH H2N
2
O
gabapentin
2
d) Analoga přirozených ligandů Antileukotrienika O
o k ja é a k r c i to g u a lo o m l n e h á s c a eri te l í h VUFB t 16066 on Rhone-Poulenc a u e o m ick ř í s š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j ú u a p s k o r y m o o d t ý u V d n ů i o a j r t o n k su í t ob Te i hla ž u i u ou d o s p arylalkanových N-Fenethylacetamido deriváty kyselin (VUFB) tu z s o e ke Jeh b O
O
OH
O
OH
OH
S
HO
N
OH
O
O
LTB4 O
N
O
OH
O
OH
OH
X O
X
X
O
O
O
O
O
O
O
O
N
N
N
Y
Y
e1) Účinné metabolity 1) snížení metabolické zátěže 2) rychlejší nástup 3) potlačení nežádoucího účinku H1 Antihistaminika
o k ja é a k r c i to g u a lo o m l n e h á s c a eri te l í h at o n u e o m ick ř í s š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j ú u a p s k o r y m o o d t ý u V d n ů i o a j r t o n k su í t ob Te i hla ž u i u ou d o p zs tupoužití terfenadinu s o Srdeční arytmie, které mohou doprovázet jsou u fexofenadinu eliminovány. Desloratadin je e h e b k loratadin. U obou Je léčiv dochází současně ke snížení metabolické zátěže. cca 10x účinnější než matečné léčivo OH
N
O
N
OH
1st pass jaterní metabolismus
HO
OH
HO
Terfenadin
Fexofenadin žádné srdecní arytmie
H N
Cl
N
Cytochrom P 450 oxidace
N
Cl
N
O
Desloratadin 10x úèinnìjší
Loratadin
Antireumatikum
O
OH
O
Cytochrom P 450 oxidace
OH
O
Fenbufen
Felbinac
e1) Účinné metabolity metabolit antipsychotika risperidonu pod názvem paliperidon o k ja é a k r c i to g u a Cytochrom P 450 lo o oxidace m l n e h á s c a eri te l í h at o n u e o m ick ř í s š e j ní m í s š e l o í diPaliperidon a h ž Risperidon c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za k zřejmě m j lipofility výhodnější farmakokinetický profil,lňspojený se snížením ú o u v a p s k o v ypoloze 9 m or původního risperidonu hydroxylací o d V ý ut d n i a j rů to o n k su í t ob Te i hla ž u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J OH
N
N
N
N
N
N
N
O
N
O
F
O
F
O
e2) Účinné metabolity - Prodrugs
o k ja é a Farmakokinetický profil můžeme ovlivnit např. zvýšením rozpustnosti aktivní látky ck r i to g ve vodné fázi: u o a l o u antihypertenziva losartanu, který je podáván ve formě draselnémsoli e iál chn u antituberkulotika glykoniazidu kondenzací s cukry s la ter -te í h n o a u e o m ick ř í s š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án u stuN y o a sl ý kol e. m káz t ů za enN K kov é š Praz čelOH e Nm ň ok v j l ú u N a O k N oNp ys r N m o o O d V t ý O N d u n H N i a j rů toOH o n k su í HO OH t a Cl ob Te i l ž uh glykoniazid u i u losartan K sùl d o so u p t s o ez h e b k Je -
+
e2) Účinné metabolity Prodrugs Antitrombotikum S
S
o k ja é a k r c i to g u a lo o m l n e h á s c a eri te l í h at o n u e o m ick ř í s š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j ú u a p s k o r y m o o d t ý u V d n ů i o a j r t o n k su í t ob Te i hla ž u Snížení nežádoucího účinku na GIT je výhodou antiastmatika který poskytuje jako účinný i u oroflumilastu, u d o metabolit příslušný hydroxyderivát tu p zs s o Clopidogrel – zvýšení absorpce estřevní stěnou; sulindac –evyšší biol.dostupnost h b e k J Flobufen – prodloužení účinku N
N
Antiastmatikum
Cl
O
Cl
O
O
O
OH
clopidogrel
N
Cl
O
N H
úèinný metabolit
Antireumatika
F3C
Cl
O
O S
roflumilast
S
O
O
Cl
O
OH
N
OH
O
sulindac
N H
úèinný metabolit
O
Cl
OH
HO
OH
OH
úèinný metabolit
O
F
F
flobufen (VUFB)
O
F
F
úèinný metabolit
e2) Účinné metabolity Prodrugs
o k Zlepšení farmakokinetického profilu: antiparkinsonikum gabapentin, jeho N-acylderivát gabapentin ja é a enacarbil, v únoru 2010 registrován u FDA (Horizant®, Glaxo + SK) k r c i to g u a nástupem;olo Zvýšení rozpustnosti ve vodě jako vhodná cesta k přípravě injekčních forem s rychlejším m l n příkladem je anestetikum propofol e h á s c a eri te l í h at o n u e o m ick ř í s š e j ní m í s š l o í di h e a ž c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čelů e za m lň ok v j ú u a p s k o r y m o o d t ý u V gabapentin enacarbil d n ů i o a j r t o n u k ob propofolžití hlas fospropofol Na súl Te u i u ou d o p zs tu s o e h b e ke J O
O
P
O
OH
O
OH
O
O
N H
O
O
O
O- Na+ O- Na+
Schéma zánětlivého procesu v TNF-α cyklu a potenciální místa jeho ovlivnění
o k a j TACE é a Adhesní molekuly r k c i Aktivace buňky to g u o a l Interakce s o Migrace m l n receptorem e h á s c a eri te l í h at o n u e Stimulus o m ick ř í s š í m eSignální í n s j š i he l o í přenos Signální přenos IκB a d ž c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t v š az lů za n o e NF-κB k ké Pr če je m ň ú ra u pl so Genová v k c-AMP m to o do Vy transkripce ý d ů in au o Genová transkripce j r t o n k su e b í t o T i hla ž u i u ou d o p zs tu s o e Uvolnění mediátorů h b e ke J zánětu Syntéza a uvolnění TNF- α
(PG, LT, etc.)
Molekuly podílející se na mechanismu zánětu (v imunitních a zánětlivých buňkách) a) signální systém (spouští jej interakce s antigenem): o k - IkB (indukční protein pro kB) ja é a k r c - NIK (indukující kinasa pro NFkB) – fosforylace IkB i to g u a iontů) olo - c-AMP (cyklický adenosin monofosfát ovlivněný hladinou Ca m l n e h á b) genová transkripce s c a eri te l í h at o - NFkB transkripční faktor →→ spouští tvorbu pro-TNF-a n u e o m ick ř í s š c) uvolnění TNF-a e j ní m í s š l o í di h e a ž - TACE (TNF-a converting enzyme) c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz - (obdobně ICE pro IL-b1) t v š az lů za n o e d) migrace buněk k ké Pr če je m ň l so cytokiny) ú –rselektiny, u podporována v a p - adhezní molekuly (jejich syntéza k o y m o o d V ý ut d integriny n i a j rů to o n u k ICAM-1 (intracellular Te adhesionobmolecule)žití hlas u molecule)u u VCAM (vascular cell adhesion i d o so u p t e) uvolněné mediátory zánětu s o ez h e b k prostaglandiny, leukotrieny Je
Hlavní směry současného výzkumu
o k ja é a – především blokáda příslušných MAP-kinas (Mitogen Activating Protein kinase) k r c o i t g u (známa struktura komplexu IkB – NF-kB rtg analýzou) a lo o m l n e h á s c astavueri te l b) inhibice enzymů konvertujících cytokiny do aktivního í h at o n u k (matrix íře o mz MMP - jedná se o Zn-metaloproteinasy, možno využít znalostí c s i š metaloproteinasy) e j ní m í s š l o í di h e a ž (provedena rtg analýza aktivní domény TACE) c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t v šjejichafunkce z lů za o c) interference s adhesními molekulami en a blokáda r é k e je č P k m ň l ú o - zastavení migrace zánětlivýchubuněk do místa zánětu v a p s k r o y m o o d V ý ut d n i mediátorů a j rů vliv na funkci to negativní d) inhibice syntézy, po případě zánětu o n u k s e b í la t o T i - především prostaglandiny au leukotrieny ž uh i u d o so u p t s o ez h e b k Je a) interference se signálním systémem
Ovlivnění tvorby TNF-a na transkripční úrovni 1. nepřímo buněčnou koncentrací c-AMP (vyšší hladina c-AMP, nižší tvorba TNF) 2. přímo inhibicí aktivace transkripčního faktoru NF-kB (vzniká z inhibičního proteinu IkB fosforylací pomocí NIK, tj. NF-kB inducing kinase; o k provedena rtg analýza komplexu NIK- NF-kB ) ja
é a k r c i O O to g u a lo o N m l n N e h á s c a eri te l í h at o N n u O N e o m ick ř í s š e j ní m í s š i he l o í a d ž Ad 1. Oxpentifillinu c d án u y t o a s sOl ý kol e. m káz t v H š az lů za n o e O k kNé OPr če je m ň ú ra u pl so v k m to o do Vy H ý d in au o HN O rů O j t n S bo k su e í t o T i hla O ž u i u ou d o s p (Taiho) tu Ad 2. To- 614 z s e h b e ke J
Inhibitory TACE (metaloproteinasa, centr. atom Zn) (TNF-a Converting Enzyme) (jsou rovněž studovány jako inhibitory matrix metaloproteinás)
o k ja é a k r c i to g u a lo O o m l n e h á s c a eri te l í h at o n u o m icOk S šíře OH s í m e í n s j š O O H Ní i e l H H N o h d ž N a c .HCl n S N d u u aH ázá OH loO ý st olyO . s H t ov šk ze ům aNH k n O a l e k z é Pr če j e k m ň NO ú ra N u pl so v N k m to o do Vy H ý d u n i a j rů to N o n k su e b í t o T i hGW-4459 la ž (Glaxo S+K) CGS 33090 A (Novartis)iu u u d o so u p t s o ez h e b k Je 2
O
2
Inhibitory: a) kinas (p38aMAPk, Mitogen Activated Protein) (pravděpodobně signální systémy)
b) adhesních molekul (ICAM-1, VCAM-1 a integrinů (avb4) H N
o k ja é N N a k r c H H o N i t N N N g u N o aO l N o F O Nm n O l e h á s c a eri te l í h at o n u e k o ř m c í s BIRB 796 (Boehringer-Ingelheim i SB 242 235 (Glaxo S+K) š í 46,4676 e j2003, í n m Regan J. et al, J.Med.Chem. s š l o í di h e a ž c I d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t en kov é š Praz čNelů e za NH m lň ok v j O O ú u p ys HN O raO S k O OH o H N N HN m o o O d V H ý ut d n N OH O ů o a Hji r t o H N kN n O u O s b í O e t a o T i NH hl ž u i u ou d o s p z Marinelli Feuston B.P. et al, (Merck Co.) J.Med.Chem. L. et al, J.Med.Chem. 2003, 46, 4393 tu 2002, 45, 5640 s o e ke Jeh b O
2
2
Tyto metody poskytují tzv. vůdčí struktury (LS, Lead Structures) o k Programy usnadňující vyhledávání LS: ja é a k r c LEGEND Programme Nishibata, Itai: J.Med.Chem. 36, 2921-2928 (1993) i to g u a lo NEWLEAD Programme Tschinke, Cohen: J.Med.Chem. 36, 3863-3870 (1993) o m l n e h á s PRO-LIGAND Approach from MFA c a eri te l í h at o n Waszkowycz B. et al: J.Med.Chem. 37, 3994-4002 (1994) u e o m ick ř í s š CONCERTS de Novo Ligand Design e j ní m í s š l o í di h e a ž Pearlman, Murcko: J.Med.Chem. 39, 1651-1663 (1996) c d án u stu y o a sl ý kol e. m káz t n kov é š raz elů za e Další stupeň: m optimalizace ň ok v P úč je l u a k op ys r m o o - zvýšení účinnosti d V ý ut d n rů léčiva) k ji u a to bezpečnost - selektivita účinku (vyšší o n e b í las t o T i ž uh - vhodný farmakokinetický profil u i u d o so u p t s o ez h e b k Je
