CHEMIOTERAPIA ANTIPROTOZOARIA TRATTAMENTO DELLA MALARIA

Transcript

1 SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA CHEMIOTERAPIA ANTIPROTOZOARIA TRATTAMENTO DELLA MALARIA Prof.ssa Maura Palmery

2

3 EPIDEMIOLOGIA E LA PIU IMPORTANTE PARASSITOSI CON 500 MILIONI DI NUOVI CASI CLINICI L ANNO (90% in Africa tropicale) e 2,5 milioni di morti l anno (per lo più bambini africani). Il 40% della popolazione mondiale vive in zone endemiche.

4 DISTRIBUZIONE DELLA MALARIA NEL MONDO MORTALITA ANNUALE PER MALARIA

5

6

7 CICLO DI VITA DEL PLASMODIUM

8 Due caratteristiche, importanti per la gravità e la patogenesi della malattia, distinguono il P. falciparum dalle altre specie di Plasmodium: 1. la capacità di penetrare negli eritrociti di tutte le età, causando parassitemia e crescita eccessiva 2. la capacità di aderire all endotelio vasale dopo essere stato sequestrato dagli stessi. Gli eritrociti infettati (IE) possono aderire all endotelio tramite proteine espresse sulla loro superficie e ciò fa sì che il parassita non venga attaccato dal sistema immunitario nella milza. L adesione alle cellule endoteliali (citoaderenza) ed anche agli eritrociti non infetti (formazione di rosette), così come l aggregazione di quelli infetti, direttamente (autoagglutinazione) o indirettamente, sono tratti distintivi delle emazie infettate dal P. falciparum che sono stati studiati in vitro.

9 DISTRIBUZIONE GEOGRAFICA SECONDO RISCHIO DI TRSMISSIONE TIPO I : Rischio molto limitato TIPO II : Rischio di malaria da P. vivax o P. falciparum clorochina sensibile TIPO III : Rischio di malaria con possibile presenza di ceppi clorochino resistenti TIPO IV : Alto rischio di malaria da P. falciparum chemio-resistente, o moderato-alto rischio di malaria da P. falciparum con alta diffusione di ceppi chemio-resistenti

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32 CHINIDINA Stereoisomero della chinina Emivita minore della chinina, per un ridotto legame farmaco-proteico USO CLINICO: terapia parenterale della malaria grave EFFETTI COLLATERALI: cardiotossicità

33

34

35

36 LUMEFANTRINA Composto fenantren-alcolico Disponibile,in alcuni paesi, in associazione con artemetere COARTEM Attivo per os,assunto con i pasti, T1/2=4,5 h Uso clinico: - trattamento dell infezione da P.falciparum, somm 2 volte al dì Effetti collaterali: minore cardiotossicità della alofantrina

37

38

39

40 Artemisia annua (qing hao) Pianta infestante chiamata anche assenzio dolce o annuale. Dal 340 d.c. Ge Hong prescriveva tè a base di qing hao come rimedio per gli attacchi febbrili e nel 1596 Li Shizhen lo raccomandava per alleviare i sintomi della malaria,nel 1972 medici cinesi hanno estratto e cristallizzato il principale componente il qinghaosu (artemisinina). Oggi abbiamo anche tre derivati semisintetici più potenti e con una migliore biodisponibilità: - la diidroartemisinina (prodotto ridotto) - l artemeter (etere metilico liposolubile) - l artesunato (estere emisuccinico idrosolubile della diidroartemisinina)

41 Tra tutte le sostanze naturali, l Artemisinina presenta una struttura unica, essendo un lattone sesquiterpenico, in cui si distinguono un anello triossanico (A) comprendente un legame perossidico O-O-, un lattone (B), un cicloesano (C) e un oxacicloeptano (D). Endoperossido di lattone sesquiterpenico Da studi selettivi, si è notato che l attività antimalarica è legata essenzialmente alla presenza degli anelli A e B, e in particolare al legame perossidico. Quest ultimo può essere ridotto da vari agenti riducenti, come lo ione ferroso Fe ++ presente nei globuli rossi del sangue.

42 Meccanismo d azione Chimicamente, si tratta di un lattone triossanico sesquiterpenico Il lattone può essere ridotto, formando la diidroartemisinina, che in vitro ha anche maggior attività rispetto all artemisinina La prima teoria fu elaborata da alcuni chimici, che dimostrarono come, per l azione antimalarica, fosse necessario il ponte endoperossido. Poiché i perossidi sono precursori di specie reattive dell ossigeno, come il radicale idrossile e l anione superossido si pensò che i radicali liberi potessero essere i veri responsabili dell azione. Devono succedersi due stadi: l attivazione, ossia la rottura, mediata dal ferro, del ponte endoperossido, generando un radicale libero o una specie elettrofila, e l alchilazione, con formazione di addotti covalenti con le proteine Il loro ruolo reale nel meccanismo d azione dell artemisinina è stato dimostrato alla fine degli anni 80: Krungkrai e Yuthavong mostrarono che, in vitro, i radical-scavenger antagonizzavano l attività antimalarica di tali composti, mentre i promotori di radicali la potenziavano.

43 Nel 1991, Meshnick et al. hanno evidenziato l interazione dell artemisinina con l eme all interno del parassita, ed hanno ipotizzato che fosse proprio questo, o il ferro, a promuovere la conversione del composto in radicali tossici Il Plasmodium, infatti, è molto ricco di eme, avendolo accumulato dalla proteolisi dell emoglobina della cellula ospite La proteolisi è catalizzata da alcune proteasi, come quelle ad acido aspartico, (plasmepsine I, II e IV), della cisteina, dette falcipaine, ed una zinco-proteasi, detta falcilisina I radicali formati colpiscono specifici targets intracellulari; si forma, inoltre, anche lo ione ferrico.

44 RAPPRESENTAZIONE SCHEMATICA DEL MECCANISMO D AZIONE: La decomposizione, mediata dal ferro, dell artemisinina in soluzione induce la formazione di un radicale del carbonio, necessario per l attività

45 La tossicità selettiva può essere dovuta alla formazione di addotti covalenti con i componenti del parassita, principalmente l eme, mediata da intermedi radicalici. Gli endoperossidi attivi reagiscono con la porfirina, al contrario di quelli inattivi, ciò suggerisce l importanza di tale reazione nell uccisione del parassita. L eme, dunque, è sia un attivatore che un target dei derivati dell artemisinina La modificazione dell eme potrebbe portare alla morte del Plasmodium in vari modi: - l artemisinina, o l addotto derivante dal suo legame all eme, potrebbe inibire la biosintesi dell emozoina o causare la sua degradazione - essa inibisce la digestione dell emoglobina da parte del parassita ed inibisce la formazione di emozoina, ma ciò è stato dimostrato solo su cellule isolate, mentre, nello stadio intraeritrocitario, non ha causato cambiamenti nel contenuto di emozoina, suggerendo così che il metabolismo dell eme non fosse il principale target.

46 L artemisinina forma addotti covalenti anche con le proteine, ma non con il DNA; l alchilazione delle proteine è eme-dipendente. Una di queste proteine è la TCTP (translationally controlled tumour protein), che lega l eme, anche se questo legame potrebbe essere casuale. E stato visto che le strutture cellulari avvolte da membrana, come il citoplasma, il reticolo endoplasmatico, il nucleo, i mitocondri, il vacuolo digestivo sono molto sensibili, infatti, ponendo i derivati dell artemisinina marcati a contatto con le cellule infette, il farmaco si ritrova legato all emozoina ed alle membrane mitocondriali e del vacuolo. Studi molto recenti hanno mostrato forti analogie strutturali tra l artemisinina (e derivati) e la tapsigargina, un forte inibitore specifico della pompa Ca 2+ - ATPasi del reticolo sarco/endoplasmatico (SERCA), per cui è stato ipotizzato che anche l artemisinina, una volta attivata, inibisca selettivamente il SERCA del P. falciparum. Recentemente è stato dimostrato che, in vivo, l artemisinina distrugge il parassita senza danneggiare l eritrocita dell ospite, e che il parassita viene poi eliminato attraverso la bile, rilasciando in circolo l eritrocita infettato, ma non è ancora chiaro su quale stadio del ciclo asessuato del parassita agisca il farmaco. Alcuni studi hanno suggerito che esso sia più efficace contro i trofozoiti, altri contro i gametociti, ma soprattutto contro gli schizonti

47 Farmacocinetica Somministrazione per os Picco di assorbimento max 1-2 ore Metabolizzata principalmente nel fegato, subendo un considerevole effetto di primo passaggio. L artemisinina, inoltre, attraversa la barriera ematoencefalica e la placenta. L ingestione di cibo non sembra influenzi la farmacocinetica di tali composti e, generalmente, assorbimento ed eliminazione possono essere descritti con una cinetica del primo ordine

48 Terapia antimalarica con artemisinina (qinghaousu) Artemisinina: compresse o capsule da 250 mg, supposte (pediatriche) 100mg ARTEMISININA Dose totale adulto per os (40 mg/kg) max 2.5g die ARTEMETERE Dose totale adulto per os (10 mg/kg) max 600 mg die Dose totale adulto i.m. ( 6 mg/kg) max 320 mg die ARTESUNATO Dose adulto nella malaria severa e.v. (2mg/kg) max 120mg DI SODIO seguiti da 2 dosi a distanza di 12 h di 1 mg/kg seguiti da 1 mg/kg /die fino a quando il paziente non sia in grado di passare alla terapia orale fino ad una dose cumulativa successiva di 10 mg/kg ARTESUNATO + MEFLOCHINA NELLE FORME MULTIFARMACO RESISTENTE: ARTESUNATO 2 mg/kg al 1 giorno ARTESUNATO 1mg/kg + MEFLOCHINA 15 mg/kg 2 giorno ARTESUNATO 1 mg/kg + MEFLOCHINA 10 mg/kg 3 giorno

49 Resistenza A tutt oggi non esistono prove evidenti per affermare che vi sia una rilevante resistenza all artemisinina; tuttavia, poichè il suo utilizzo sta via via aumentando, è probabile che si sviluppi una certa resistenza. In generale, si pensa che la resistenza, che eventualmente si manifesta a seguito di monoterapia, sia dovuta a fattori farmacologici, come il metabolismo dell ospite, piuttosto che a meccanismi indotti nel parassita, per varie ragioni: - il farmaco ha una breve emivita - il farmaco riduce la potenziale trasmissione in vivo mediante la sua azione gametocida - associazione con altri antimalarici come la meflochina o la lumefrantina: la terapia combinata tende a ritardare l insorgere della resistenza.

50 Resistenza (2) Mutazioni genetiche, associate alla resistenza nei confronti di altri antimalarici, si è visto influenzino, in vitro, la sensibilità ai derivati dell artemisinina - mutazione del gene pfmdr1, che causa diminuzione della sensibilità alla meflochina, tende a causare lo stesso effetto anche sulla sensibilità ai suddetti farmaci - mutazioni in posizione 76 del gene pfcrt, responsabili della resistenza alla clorochina, tendono ad aumentare la sensibilità all artemisinina. - Mentre queste mutazioni potrebbero non essere molto rilevanti, l impatto delle mutazioni in due proteine transmembrana vacuolari sulla sensibilità dell artemisinina conferma l importanza del vacuolo alimentare per il meccanismo d azione del farmaco.

51 Tossicità Gli effetti avversi sono rari; da uno studio prospettico su oltre 3500 pazienti in Tailandia, non si sono rilevati effetti preoccupanti; i derivati dell artemisinina sembrano essere sicuri anche in gravidanza. In alcuni studi su animali, tuttavia, essi hanno chiaramente mostrato neurotossicità ad alte dosi ed in due pazienti si sono manifestati problemi neurologici ma questi, essendosi verificati in due casi isolati, potrebbero non essere correlati alla terapia. In vitro, l artemisinina causa neurotossicità con un meccanismo analogo a quello antimalarico, essa lega anche proteine neuronali; inoltre, sembra essere coinvolto anche lo stress ossidativo.

52 ASAQ ASAQ è il nome del nuovo farmaco, che per la prima volta racchiude in una sola pillola due principi attivi noti per le loro proprietà antimalariche - l'artesunato e l'amodiachina raccomandati dalla Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS). A adattato La nuova terapia è stata studiata per rispondere alle enormi necessità dei pazienti, in primo luogo i bambini, che sono le principali vittime della malaria. ASAQ ne presenta tre tipologie (per i bambini da 2 ad 11 mesi, da 1 a 5 anni, da 6 a 13 anni). Una formulazione è per gli adulti sopra i 14 anni S semplice La combinazione dei due farmaci comporta un'enorme semplificazione nella somministrazione ed assunzione della terapia. Essa consiste in 1 pillola al giorno per i bambini, 2 per gli adulti (a fronte delle 8 oggi in uso) per tre giorni consecutivi. A accessibile La terapia costa 1 dollaro per gli adulti, 50 cents per i bambini. Un prezzo che è destinato a diminuire ulteriormente nei prossimi anni, secondo le ferme intenzioni di DNDi e Sanofi Aventis Q - di qualità Il nuovo trattamento è frutto di anni di ricerca da parte di esperti che hanno voluto portare la buona scienza nei villaggi remoti dell'africa e dell'asia, in mezzo alle comunità che sono dimenticate perché non stanno sul mercato, ma che di questo prodotto hanno estremo bisogno.

53 NUOVE PROSPETTIVE È frutto della collaborazione italo- cinese (l azienda cinese Holley e l azienda italiana Sigma-tau, nonché l Università di Oxford) l ultimo antimalarico che promette di rivoluzionare la lotta contro questa malattia che nei Paesi in via di sviluppo registra sempre più resistenze alla terapia tradizionale e che potrebbe anche evitare la profilassi di chi si reca in regioni dove la malaria è endemica. Si chiama EURARTESIM e fa parte della classe delle ACTs (Artemisinin Based Combination Therapies), che sono considerati gli strumenti più efficaci per il trattamento della malattia.

54 EURARTESIM Struttura bis-chinolinica È una combinazione di due molecole: diidroartemisinina e piperachina La prima agisce rapidamente contro il Plasmodium e non presenta forme di resistenza (l unico inconveniente è la rapida eliminazione dall organismo) perciò è stato associato ad un antimalarico a lunga permanenza come la piperachina, garantendo così l eradicazione di eventuali residui dell infezione. La combinazione permette di limitare la durata del trattamento a soli tre giorni di terapia riducendo il numero di pasticche, che possono anche essere assunte a stomaco vuoto (requisito fondamentale per una buona compliance!). Invece altre combinazioni devono essere assunte a stomaco pieno e dopo un pasto ad alto contenuto di grassi (difficilmente realizzabile nei paesi in via di sviluppo). Autorizzato in Europa il 27 Ottobre 2011