Antivirotika
Zjednodušená struktura viru
lipoproteinová schránka nukleová kyselina proteinový obal (kapsomera)
Cyklus replikace viru 8. uvolnění virů 1. přilnutí viru 7. sestavení nových virů
2. penetrace
6. pozdní proteosyntéza 3. uncoating
5. Syntéza NK
4. časná proteosyntéza
Místa zásahu protivirových léčiv 1. Přilnutí viru: g-globuliny, inhibitory fúze 2. Penetrace: g-globuliny, inhibitory fúze 3. Uncoating: cyklické aminy 4. Časná proteosyntéza: není lék 5. Syntéza nukleových kyselin: NRTI, NNRTI, inhibitory integráz 6. Pozdní proteosyntéza: PI 7. Sestavení viru: inhibitory neuraminidáz 8. Uvolňování viru: inhibitory neuraminidáz
Antivirotika proti herpetickým virům
Aciklovir • Inhibitor syntézy DNA – je nutná fosforilace virovou TK (200 x vyšší afinita vůči virové než savčí TK) – buněčné enzymy přeměňují aciklo GMP na aciklo GTP 40 - 100 x intenzivněji u infikovaných buněk než u zdravých
Inhibice syntézy virové DNA aciklovirem
Inhibice syntézy virové DNA aciklovirem Deoxyribonukleosidy Aciklovir
x
Aciklovir monofosfát Aciklovir difosfát Aciklovir trifosfát
Virová thymidin kináza popříp. buněčné kinázy Virové kinázy popříp. buněčné enzymy
Buněčné enzymy
x
DNA/Aciklovir monofosfát DNA polymeráza
Deoxyribonukleosid trifosfát Virové DNA polymerázy
Aciklovir - farmakokinetika (1) tmax p.o. 1,5 - 2,5 h biol. dostupnost p.o. 15 - 20 % distribuce ledviny 1000% plasmat. konc. játra, srdce, plíce 130% CSF 50% mateřské mléko 325% mateř. plasm. konc.
Aciklovir - farmakokinetika (2) t 0,5 dospělý 2 - 3 h (i.v.) novorozenec 2,5 - 5,0 h mateřské mléko 2,8 h (p.o.) CSF 28,0 h (i.v. inf + probenecid)
renální eliminace 45 - 79% (i.v. dávky)
Valaciklovir a ostatní estery
Valaciklovir - mechanizmus účinku • Selektivní aktivace ACV virovou thymidin kinázou (TK) • ACV nelze aktivovat buňečnou TK (ACV nemá vlastní cytotoxické účinky) • ACV trifosfát 100 x účinnější než penciklovir trifosfát • ACV je obligátní terminátor řetězce na úrovni guanosinu
Valaciklovir - metabolizmus Valaciklovir p.o.
55% absorpce
45% do GIT ve formě ACV
Valaciklovir hydroláza
Valin
1% nemetabolizovaný VCV
55% biol. dostupnost ACV
Srovnávací kinetika
Parametr tmax (h) t0,5 (h) F (%)
pen/fam 1,0 2,2 0/77
aciklo/vala 1,5 3,1 15/55
Farmakokinetika jednorázové dávky • Rychlá konverze VCV na ACV = first pass effekt • Absorpce není ovlivněna jídlem • Eliminační poločas 2,6 - 3,0 h
Farmakokinetika opakované dávky
Antivirotika proti herpetickým virům vč. CMV
Generický název
Firemní název
Aciklovir
Zovirax, Herpesin, Virolex, Aciclovir
Valaciklovir
Valtrex
Famciklovir
Famvir
Ganciklovir
Cymevene
Cidofovirah
Vistide
Valganciklovir
Valcyte
Methisoptinol
Isoprinosine
Lokální antivirotika proti herpetickým virům a bradavicím Generický název
Firemní název
Aciklovir
Zovirax, Herpesin, Virolex, Aciclovir
Penciklovir
Vectavir
Tromantadin
Viru-Merz
Podofylotoxin
Wartec (condylomata/bradavice)
Imikvimod
Aldara
Postherpetická neuralgie
Valaciklovir - souhrn • Prodrug acikloviru • Vyšší biologická dostupnost - vyšší účinnost • Účinnost i proti méně citlivým virům • Jednodušší dávkování (3 x 1 000 mg/den) • Bezpečnost - 35 mil. pacientů léčeno
Valaciklovir - souhrn • • • •
Optimální ester Rychlá konverze na aciklovir (99%) 3 - 5x vyšší biologická dostupnost než ACV Biologická dostupnost se nemění (jídlem, věkěm, patologií) • Účinný až po konverzi VCV na ACV • Konverze (hydrolýza) - ACV + valin (esenciální ak)
Acyklické nukleosidové fosfonáty cidofovir a adefovir Nezávislé na virové thymidinkináze metabolizovány přímo buněčnými enzymy Přímo jsou přeměněny na difosfo deriváty Interakce s virovou DNA Základní indikace: Cidofovir: CMV, HSV, papilomaviry Adefovir: HBV viz hepatitidy
Antivirotika proti HIV virům
Stavba viru HIV
Zidovudin, (azidothymidin, AZT) Zidovudin je vysoce účinná antiretrovirová substance. Je neselektivně fosforylován na MP- DP-TP buněčnou thimidin kinázou a nesp. kinázami. Zidovudin TP - je inhibitor substrátu virové reverzní transkriptázy se 100x vyšší afinitou k HIV RT než buněčná DNA a polymeráza.
AZT - farmakokinetika
Biol. dostupnost 60 - 80% t0,5 1,1 - 1,5 h Eliminace GF a Ts Metabolismus 5´glukuronid 5´glukuronid v moči dosp. 60-80%, děti 45% Vazba na proteiny 35 - 40% Poměr CSF/Plasma 0,5 - 0,8 (měřeno v intervalu 1 - 4h)
AZT- nežádoucí účinky Hematotoxicita (při dlouhodobém podávání vysokých dávek - sledovat KO + dif.) Laktátová acidóza s hepatomegálií a steatózou (sledování AST, ALT nutné) Mutagenita (neprokázány významné chromozomální aberace) Kancerogenita (ve vysokých dávkách u zvířat) Gravidita (podat jen v jasně vymezených případech)
Lamivudin (3-thiacytidin)
• In vitro nižší toxicita než zalcitabin a didanosin • Biologická dostupnost je po p.o. aplikaci 80% • Není myelotoxický • V koncentracích inhibujících replikaci viru není
• •
toxický vůči mitochondriím Působí na HIV a HBV Lze kombinovat s ostatními protiretrovirovými přípravky a interferony
Abacavir, ABC Inhibitor reverzní transkriptázy vyšší generace, účinnější než stávající přípravky určené k léčbě AIDS, (tricyklický guanosinový derivát). Nepůsobí proti virům hepatitidy B a C Vykazuje synergismus s zidovudinem a nevirapinem
Abacavir, ABC • Mechanizmus účinku • ABC je prodrug potřebující k účinku fosforylaci • Výsledná antiretrovirová substance carbovir TP (carbocyclic GTP) působí:
– kompetitivní inhibici dGTP (deoxyguanosinTP) – terminaci DNA řetězce vestavbou falešné báze
Abacavir, ABC Intracelulární aktivace 2´deoxyguanosinu a abacaviru dG dGMP dGDP dGTP RT
ABC ABC-MP CGMP CGDP CGTP RT
Provirová DNA
Abacavir, ABC
• Dobrá absorpce a biologická dostupnost • • • •
(F=83%) Dobrý průnik do CNS (30-44%) Nízká vazba na plazmat. proteiny (49%) Metabolizován v 1. st. ADH, ve 2. st. glukuronidace Nejsou interakce na úrovni P 450
Abacavir, ABC
• Kontraindikace: střední - těžká jaterní • •
dysfunkce a terminální stadium renálního selhání Cave: u 3% pacientů se objevuje reakce přecitlivělosti (i velmi závažná) Nutno zvláště sledovat pacienty první 2 měsíce léčby
Trizivir (Abacavir, Lamivudin, Zidovudin)
Srovnání farmakokinetiky
abacavir F = 83 % Vd = 0,8 l/kg t1/2 = 1,5 h
lamivudin F = 85 % Vd = 1,3 l/kg t1/2 = 6,0 h
zidovudin F = 70 % Vd = 1,6 l/kg t1/2 = 1,1 h
Plasma/CSF = 0,35 Cmax = 3,0 g/l Tmax = 1,5 h D = 300 mg
Plasma/CSF = 0,06 Cmax = 1,5 g/l Tmax = 0,75 h D = 150 mg
Plasma/CSF = 0,60 Cmax = 1,8 g/l Tmax = 0,5 h D = 300 mg
Aktivace abacaviu, lamivudinu a zidovudinu (3 různé mechanizmy účinku) ABC
adenosin fosfotransferáza
3TC (viz ddC) deoxycitidin kináza
AZT (viz d4T) thymidin kináza
ABC MP cytosolové enzymy
Carboxyl GMP
Carboxyl GDP
3TC MP
AZT MP
3TC DP
AZT DP
deoxycitidin MP kináza
purin nukleosid DP kináza
3TC TP Carboxyl GTP
thymidilát kináza
pyrimidin nukleosid DP kináza
AZT TP
Proteázové inhibitory - mechanizmus účinku
Inhibice HIV-1, (2) proteáz Inhibice zabraňuje štěpení gag-pol polyproteinu
strukturní geny: gag, pol, env - kódují strukturní proteiny
Výsledný virus je nezralý a neinfekční
Srovnání proteázových inhibitorů úč. látka
amprenavir
nelfinavir
indinavir
ritonavir
saquinavir
přípravek
Agenerase
Viracept
Crixivan
Norvir
Invirase
účinnost
+++
+++
+++
+++
+
dávkování
2xd
3xd
3xd
2xd
3xd
poč. tbl./d tolerance
12-16 +++
9 +++
6 ++
12 +
12 +++
it.-p-450*
++
++
++
+++
+
it.-potrava
-
++
+++
++
-
do CNS
+
-
-
-
-
x-resist.
+
+
+++
+++
+
* enzymové inhibitory, NÚ : Abnormity ve spektru lipidů až různě výrazný vliv na adipogenezu Nové PI: Atanzavir, Fosamprenavir, Tipranavir
Nenukleosidové analogy (NNRTI) efavirenz Nenukleosidový nekompetitivní inhibitor reverzní transkriptázy Neinhibuje DNA polymerázy Vazba na bílkoviny - 99,5 - 99,8% Metabilizován CYP 3A4 a CYP 2B6 Enzymový induktor - po opakované dávce kratší eliminační poločas Četné interakce podobně jako u proteázových inhibitorů
Nenukleosidové analogy (NNRTI) Nevirapin biologická dostupnost 90%, t 0,5 27 h, metabolizován P-450, enzymový induktor - snižuje koncenteace PI, kontraceptiv Delaviridin biologická dostupnost 85%, t 0,5 5,8 h, metabolizován P-450, enzymový inhibitor - zvyšuje koncentrace antiepileptik, astemizolu, cizapridu … (KI) Etravirin je NNRTI viru lidské imunodeficience typu 1 (HIV-1). Etravirin se váže přímo na reverzní transkriptázu (RT) a blokuje RNA-dependentní a DNAdependentní DNA polymerázovou aktivitu tím, že naruší katalytické místo enzymu. Etravirin je metabolizován CYP3A4, CYP2C9 a CYP2C19 a metabolity potom podstupují glukuronidaci uridindifosfátglukuronosyltranferázou (UDPGT).
Rilpivirin je diarylpyrimidin NNRTI viru HIV-1
Rozdíly v mechanizmu účinku NRTI a NNRTI NNRTI
Intracelulární aktivace není nutná
Alosterická inhibice nekompetitivní
Konformační změny enzymu - jeho inaktivace
NRTI
Nutná fosforylace na nukleosid 3P
Kompetitivní inhibitor substrátu na katalytické podjednotce
Ukončení syntézy sekvence bazí
Inhibice HIV-1 reverzní transkriptázy
Antivirotika proti virům HIV (nukleotidy)
Generický název
Firemní název
Zidovudin
Retrovir
Stavudin
Zerit
Didanosin
Videx
Zalcitabin
Hivid
Lamivudin
Epivir/Zeffix
Abakavir
Ziagen
Tenofovir disoproxilah
Viread
Emtricitabinah
Emtriva
Antivirotika proti virům HIV (inhibitory proteáz)
Generický název
Firemní název
Saquinavir
Invirase, Fortavase
Ritonavir
Norvir
Indinavir
Crixivan
Nelfinavir
Viracept
Amprenavir
Agenerase
Lopinavir
Kaletra
Darunavir
Prezista
Atazanavir
Reyataz
Tipranavir
Aptivus
Telaprevir
Incivo
Antivirotika proti virům HIV (nenukleotidová analoga)
Generický název
Firemní název
Efavirenz
Stocrin, Sustiva
Nevirapin
Viramune
Etravirin
Intelence
Rilpivirinah
Edurant
Delaviridin
Antivirotika u virových hepatitid
Virové hepatitidy
• Agens - hepatotropní viry • Klinický obraz - zpočátku onemocnění připomíná • • • •
chřipku, později ikterické stadium Laboratorně - AST, ALT zvýšeny, v moči bili. a ubg. a specifické markery jednotl. hepatitid Diagnoza - viz anamnéza a laboratoř Dif. Diagnóza - chřipka, počínající gravidita, toxické poškození jater, benigní hyperbilirubinémie Terapie - podle typu a závažnosti onemocnění
Boceprevir (Victrelis)
• Indikace: chronická hepatitida C genotypu 1 v kombinaci s peginterferonem alfa a ribavirinem u dospělých • Machanizmus účinku: inhibitor HCV NS3 proteázy. Kovalentně, ale reverzibilně se váže na aktivní místo proteázy NS3 - serin (Ser139) pomocí (alfa)-ketoamidové funkční skupiny, aby inhiboval virovou replikaci v buňkách hostitele infikovaných HCV. • Silný inhibitor CYP3A4/5 – pozor na kombinace s ostatními inhibitory nebo induktory CYP3A4/5
Antivirotika proti virům hepatitid
Generický název
Firemní název
Lamivudin
Zeffix/Epivir - Hep. B
Adefovir dipivoxilah
Hepsera - Hep. B
Entekavir
Baraclude - Hep. B
Telbivudin
Sebivo - Hep. B
Ribavirin
Rebetol, Copegus - Hep. C spolu s IFN
Boceprevir
Victrelis - Hep. C spolu s IFN +Riba
Interferony – Imunomodulační cytokiny • Interferon alfa • Interferon beta • Interferon gama
(IFN alfa) – leukocytární (IFN beta) – fibroblastový (IFN gama) – T-lymfocytární
• Mechanizmus účinku – Antiproliferační – zpomalení tranzitu z G1 do S fáze – Imunomodulační účinky – zvýšení exprese cytotoxických lymfocytů, makrofágů a NK-buněk, zvýšení exprese hlavního histokompatibilního komplexu nutného pro indukci cytotoxické reakce – Inhibice replikace virů – Protinádorový – snižuje expresi onkogenů c-myc, v-myc… 1. Vazba IFN na membránový receptor 2. Internalizace komplexu 3. Zahájení intracelulárních dějů
Interferony – Imunomodulační cytokiny • Nežádoucí účinky – Útlum trombopoezy a granulopoezy (pokles destiček limitujícim faktorem aplikace) – Flu-like syndrome (za 2 – 4 hodiny po aplikaci, přetrvává 4 – 8 hodin) – Méně časté nežádoucí účinky • • • •
Hypotenze, kolísavý tlak, poruchy rytmu Interferonová pneumonie Indukce autoimunních projevů Proteinurie
Pasivní imunizace – imunoglobulny • Cíl – okamžitá krátkodobá ochrana (získaná) – Antiséra (heterologní) – obsahují imunoglobuliny z purifikovaného séra zdravých imunizovaných zvířat. • Sem patří i antitoxiny protilátky proti hadím jedům.
– Homologní imunoglobuliny – produkovány B lymfocyty jako součást humorální odpovědi na cizorodý antigen • Připravovány ze séra dárců nebo rekombinantnimi technologiemi, nejčastěji obsahují IgG – Normální lidský Ig – Specifický Ig
Struktura imunoglobulinu F(ab)2
VH Fab
CH1 1 2 3
VL
–S–S– –S–S–
CL
Papain CH3
C = konstantní doména (vazba komplementu, vazba na Fc receptor imunokompetentních buněk …) 1-3 – hypervariabilní oddíl (antigenní specifita)
CH2 Pepsin
V = variabilní doména (antigenní variabilita)
Fc
VL-VH = Fv (vazba antigenu) m, d, a, g, e = izotypy těžkých řetězců (IgM, IgD, IgA, IgG, IgE)
Aktivní imunizace – vakcinace (I) • Cíl – dlouhodobá prevence na podkladě tvorby specifických protilátek (postvakcinační) – Vakcíny • Živé – Heterologní – variola (eradikována) – Atenuované » Viry (obrna, spalničky, příušnice, zarděnky, žlutá zimnice) » Bakterie (BCG)
• Neživé inaktivované – viry (chřipka) – baktérie (pertuse, cholera) – inaktivované anatoxiny (toxoidy) - (záškrt, tetanus)
Aktivní imunizace – vakcinace (II) – Vakcíny • Subjednotkové – imunoprotektivně významné frakce izolované z infekčních činitelů štěpením (split) a purifikací (chřipka) • Kapsulární polysacharidové vakcíny – Nekonjugované (meningokoková, pneumokoková, tyfus) – Konjugované (hemofilová – konjugovaná na tetanický toxoid)
• Rekombinantní – Antigeny připraveny rekombinantní technikou (hepatitida B) – Anti-idiopové – protilátka proti vazebnému centru (idiotypu)
• DNA – místo bílkoviny použita tzv. holá DNA (bez všech bílkovin)
– Dále očkovací látky obsahují adjuvancia pro zvýšení antigenicity, látky pro inaktivaci, konzervační látky a antibiotika
Antivirotika proti virům chřipky
Chřipkový virus
M2
Etiologie • Existují 3 druhy viru chřipky – Orthomyxovirydae: Myxovirus influenzae A, B, C
• Liší se svojí stavbou • A vyvolává velké epidemie a pandemie - vyskytuje se mimo lidí u savců a ptáků • B a C je typická jen u lidí
Chřipkový virus Neuraminidáza Polymeráza Haemaglutinin
RNA
Matrixový protein
Lipidová dvojvrstva Ribonukleoprotein
M2 kanálový protein ve stěně není znázorněn
Hemaglutinin (HA) Představuje hlavní antigenní determinantu viru chřipky A a B Význam pro přilnutí viru k receptoru s obsahem kyseliny sialové a pro endocytózu Aby chřipkový virus přežil, musí se kontinuálně rozvíjet a vytvářet nové varianty cestou malých změn (drift)
Neuraminidáza (NA) Jeden ze základních glykoproteinů (antigenních determinant) viru chřipky A i B Inhibice NA zabraňuje uvolnění dalších nově vznikajících virů z infikované buňky a tím omezení jejich šíření v respiračním traktu
Virové iontové kanály
M2 kanály vlastní pouze virus chřipky A
Zprostředkovávají rozbalování viru při vstupu do buňky
Schéma replikace chřipkového viru
Cyklus replikace viru chřipky release of progeny v irions
atta chment
ass embly of new virus partic le s
entry
endos om al ves ic le cyt oplasm prote in synthes is Ô
release from vesicle
RNA replic ation in nucleus
new RNA genom es
respira tory cell s urfac e
Zásadní změny antigenních vlastností chřipkového viru (shift) • Antigenní shift – vznik nového viru v intervalech 10 – 30 let (např. H5N1) • Vzniká kombinací lidských a zvířecích chřipkových antigenů, k nimž dochází pravděpodobně u prasat v jihovýchodní Asii • Zdrojem bývá vodní ptactvo a drůbež • Typický pro virus chřipky typu A - rychlé šíření v populaci bez protilátek proti nové antigenní variantě
Drobné změny antigenních vlastností chřipkového viru (drift) • Antigenní drift – mutace v důsledku drobných antigenních změn (bodových mutací) • Odpovědný za menší epidemie a typický pro virus chřipky B • Virus typu C vyvolává pouze sporadická onemocnění
Mechanismus vzniku shiftu a driftu
Infekce dýchacích cest virem chřipky
1
1 Virus přilne na povrch buněk respiračního epitelu 2
3
2 Virus se množí
3 Virové neuraminidázy umožňují uvolňování viru do prostředí dýchacích cest
Respirační trakt je hlavním místem virové infekce a replikace chřipkových virů
Prevence chřipky Vakcinace: stanovená vyhláškou MZ č. 48/1991 sb. O očkování proti přenosným nemocím Mimořádné očkování proti chřipce se provádí každoročně u osob trpících chronickými nespecifickými onemocněními dýchacích cest, chronickými onemocněními srdce, cév a ledvin nebo diabetem. Je hrazeno státem prostřednictvím hygienické služby
Profylaxe chřipky virostatiky Používá se v průběhu chřipkové epidemie zhruba po dobu 1 měsíce, zejména u těch rizikových pacientů, kde nelze použít preventivně očkování Lze použít i u rizikových očkovaných pacientů, pokud doba od očkování je krátká a nedošlo k navození imunoprotektivních mechanismů a hrozí-li riziko expozice
Léčba chřipky Kauzální - virostatiky Cyklické aminy - inhibitory kanálového M2 proteinu, účinné jen u virů chřipky A. Rychlý nástup rezistence Amantadin Rimantadin Inhibitory neuraminidázy - účinné u virů chřipky A i B. Vznik rezistence není pravděpodobný Zanamivir Oseltamivir
Zanamivir Profylaktické i terapeuticky aplikovatelné virostatikum u chřipky typu A i B (4 guanidino-Neu5Ac2en) s novým mechanizmem účinku - selektivní inhibitor neuraminidázy chřipkového viru. Brání šíření hotových virových partikulí. (Dosud užívaný amantadin a rimantadin blokují iontový M kanál pro virový protein.) Bude používán preventivně, zejména u rizikových skupin
Zanamivir - léková forma
Inhalační podání podobně jako u antiastmatik Průměrná depozice po inhalaci 10 mg zanamiviru je 13,2 % (podobně jako u inhalačních antiastmatik) Nutno proškolit lékaře i pacienty o správné technice inhalace
Zanamivir - depoziční vzorec
0
placebo zanamivir
ORL krvácení
ORL infekce
závratě
zvracení
bolest v krku
sinusitis
kašel
bronchitida
bolest hlavy
nauzea
průjem
Procento pacientů
nosní příznaky
Zanamivir - nežádoucí účinky 4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
Inhalační PZT Mouthpiece
Piercing Needle
Rotadisk Cover
Inhalation Powder
Oseltamivir • Perorální léková forma - prodrug • Biologická dostupnost 80 % • Metabolizován jaterními esterázami na karboxylát, který je aktivní NA inhibitor • Eliminován ledvinami
Antivirotika proti chřipkovým virům
Generický název
Firemní název
Rimantadin
Maridin
Oseltamivir
Tamiflu
Zanamivir
Relenza
Nové směry - inhibice procesů
Nové směry - inhibice procesů • Enfuvirtid (Fuzeon) – fuzní inhibitor – Inhibuje strukturální přestavbu glykoproteinu gp-41 viru HIV Účinek je založen na specifické vazbě na virový protein, čímž extracelulárně blokuje fúzi mezi membránou viru a membránou cílových buněk a zabrání vstupu virové RNA do těchto buněk.
• Raltegravir (Isentress) – inhibitor integrázy – Inhibitor přenosu řetězce integrázou, který je aktivní proti viru lidské imunodeficience (HIV-1). Inhibuje katalytickou aktivitu integrázy – enzym zakódovaný v HIV, potřebný k replikaci viru. Inhibice integrázy zabraňuje kovalentní inzerci nebo integraci genomu HIV do genomu hostitelské buňky. Genomy HIV, u kterých selže integrace, nemohou řídit produkci nových infekčních virových částic, a tak inhibice integrace zabraňuje propagaci virové infekce.
• Marvirok (Celsentri) – CCR5 antagonista chemokinového koreceptoru – selektivně váže na lidský chemokinový koreceptor CCR5 a zabraňuje tak CCR5-tropnímu HIV-1 ve vstupu do buněk. – CYP3A4!
