I virus sono dei parassiti intracellulari che, per potersi riprodurre. devono. 1) penetrare nella cellula ospite

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1 I virus sono dei parassiti intracellulari che, per potersi riprodurre devono 1) penetrare nella cellula ospite 2) utilizzare i meccanismi cellulari per la sintesi del DNA e per la produzione di nuove particelle virali

2 IL PARADOSSO DELLE CHEMIOTERAPIA ANTIVIRALE: So Much Knowledge, So Few Antivirals Le molecole dotate di attività antivirale sono spesso tossiche per l ospite I farmaci antivirali dovrebbero avere un efficacia del 100% Alcuni virus patogeni importanti si coltivano difficilmente o non si coltivano affatto in laboratorio (es. HCV, HBV, HPV) Per alcuni virus patogeni non è disponibile un modello animale che riproduca la patologia umana (es. morbillo, HCV) Problema della tempestività della diagnosi e del trattamento delle infezioni acute

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4 cellular viral The antiviral repertoire: the approved compounds

5 Virus trattabili con farmaci antivirali Virus dell herpes simplex (HSV) Virus della varicella-zoster (VZV) Citomegalovirus (CMV) Virus dell immunodeficienza umana (HIV) Virus dell influenza Virus respiratorio sinciziale Virus dell epatite A, B, C (HAV, HBV, HBC) Papillomavirus (HPV*) Picornavirus *Sono disponibili protocolli di sperimentazione

6 Farmaci antivirali approvati dalla FDA negli USA

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8 Virus Parassiti intracellulari Consistono di un core (genoma) in un guscio proteico ed alcuni sono circondati da una lipoproteina Assenza di parete e membrana cellulare Non hanno processi metabolici La replcazione dipende dal meccanismo della cellula ospite

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10 Virus Steps della replicazione virale 1) assorbimento e penetrazione nella cellula 2) uncoating dell acido nucleico virale 3) sintesi di proteine regolatorie 4) sintesi di DNA e RNA 5) sintesi di proteine strutturali 6) assemblaggio di particelle virali 7) rilascio dalla cellula ospite

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16 Esempi di bersagli di farmaci antivirali Adsorbimento Penetrazione e Scapsidazione Trascrizione Sintesi proteica Replicazione del DNA (polimerasi virale) Biosintesi dei nucleosidi Recupero dei nucleotidi (timidina chinasi) Maturazione (proteasi) Adsorbimento Agente Antagonisti dei recettori - recettori solubili - peptidomimetici Anticorpi neutralizzanti Destran solfato, eparina Virus HIV (es. gp120/cd4) Molti virus HSV

17 Esempi di bersagli di farmaci antivirali Adsorbimento Penetrazione e Scapsidazione Trascrizione Penetrazione e scapsidazione Agente Virus Sintesi proteica Replicazione del DNA (polimerasi virale) Biosintesi dei nucleosidi Recupero dei nucleotidi (timidina chinasi) Maturazione (proteasi) Amantadina, rimantadina Tromantadina Arildone, disossarile, pleconaril Virus dell influenza A HSV Picornavirus

18 Esempi di bersagli di farmaci antivirali Adsorbimento Penetrazione e Scapsidazione Trascrizione Sintesi proteica Replicazione del DNA (polimerasi virale) Biosintesi dei nucleosidi Recupero dei nucleotidi (timidina chinasi) Maturazione (proteasi) Trascrizione Agente Interferone Oligonucleotidi antisenso Virus HAV, HBV, HCV, HPV CMV

19 Esempi di bersagli di farmaci antivirali Adsorbimento Penetrazione e Scapsidazione Trascrizione Sintesi proteica Replicazione del DNA (polimerasi virale) Biosintesi dei nucleosidi Recupero dei nucleotidi (timidina chinasi) Maturazione (proteasi) Sintesi proteica Agente Interferone Virus HAV, HBV, HCV, HPV

20 Esempi di bersagli di farmaci antivirali Adsorbimento Penetrazione e Scapsidazione Replicazione del DNA (polimerasi virale) Trascrizione Sintesi proteica Replicazione del DNA (polimerasi virale) Biosintesi dei nucleosidi Recupero dei nucleotidi (timidina chinasi) Maturazione (proteasi) Agente Analoghi nucleosidici Inibitori non nucleosidici Virus Herpesvirus, HIV, HBV Herpesvirus, HIV

21 Esempi di bersagli di farmaci antivirali Adsorbimento Biosintesi dei nucleosidi Penetrazione e Scapsidazione Trascrizione Sintesi proteica Replicazione del DNA (polimerasi virale) Biosintesi dei nucleosidi Recupero dei nucleotidi (timidina chinasi) Maturazione (proteasi) Agente Ribavirina Virus Virus respiratorio sinciziale Virus della febbre di Lassa

22 Esempi di bersagli di farmaci antivirali Adsorbimento Penetrazione e Scapsidazione Trascrizione Sintesi proteica Replicazione del DNA (polimerasi virale) Biosintesi dei nucleosidi Recupero dei nucleotidi (timidina chinasi) Maturazione (proteasi) Recupero dei nucleotidi (timidina chinasi) Agente Analoghi nucleosidici Virus HSV, VZV

23 Esempi di bersagli di farmaci antivirali Adsorbimento Penetrazione e Scapsidazione Trascrizione Sintesi proteica Replicazione del DNA (polimerasi virale) Biosintesi dei nucleosidi Recupero dei nucleotidi (timidina chinasi) Maturazione (proteasi) Maturazione (proteasi) Agente Analoghi di substrato Peptidomimetici Virus HIV

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28 AMANTADINA e RIMANTADINA Farmacocinetica: assorbimento rapido e completo dal GI escreto inalterato nelle urine Meccanismo d azione: inibizione della fase 1 Indicazioni terapeutiche: profilassi e terapia di infezioni da virus dell influenza A Effetti collaterali: agitazione psicomotoria

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31 RIBAVIRINA UN ANTIVIRALE AD AMPIO SPETTRO Farmacocinetica: somministrazione per areosol Meccanismo d azione: inibizione della polimerasi Indicazioni terapeutiche: infezioni da virus respiratorio sinciziale, herpex simplex, virus dell influenza A e B, paramyxovirus, MCV, HIV-1 Effetti collaterali: anemia e soppressione midollare

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33 Farmaci anti-influenzali: gli inibitori della neuroaminidasi,

34 La Neuraminidasi: struttura e funzione E una glicoproteina transmembrana tetramerica Taglia il legame a-chetosidico tra un ac. neuraminico terminale e la catena oligosaccaridica Distrugge i recettori riconosciuti dall HA Facilita la penetrazione del virus inglobato nelle mucine ricche di ac. neuraminico In azzurro e in giallo sono rappresentati gli aminoacidi invarianti presenti nel sito attivo. In rosso l acido neuraminico Facilita il rilascio della nuova progenie virale tagliando i residui di ac. neuraminico presenti sia sulla superficie cellulare sia sulle glicoproteine virali

35 Sviluppo di inibitori della NA: attività in vitro Cellule non trattate. Il virus viene assemblato e rilasciato normalmente Cellule trattate con un inibitore NA. Il virus è presente in grossi aggregati non infettivi

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37 Farmaci antiinfluenzali: Zanamivir e Oseltamivir Sono analoghi dell acido neuraminico (sialico) L azione antivirale si esplica inibendo selettivamente la NA dei virus influenzali di tipo A e B Sono impiegati nella terapia e nella profilassi dell influenza. Riducono la durata della malattia se assunti entro le prime 48 ore. Zanamivir: per inalatoria Oseltamivir: per via orale La resistenza si sviluppa in seguito a mutazioni della NA virale

38 Analoghi delle basi puriniche e pirimidiniche

39 Esistono 25 virus nella famglia delle Herpetoviridae 6 infettano l uomo: herpes simplex virus (HSV) Epstein-Barr virus (EBV) cytomegalovirus (CMV) varicella-zoster virus (VZV) human herpes 6 & 7 (exanthum subitum & roseola infantum) HHV 8 (Kaposi s sarcoma-associated).

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43 Classificazione Viruses of Humans Common Name Subfamily Human herpesvirus 1 Herpes simplex type1 alpha Human herpesvirus 2 Herpes simplex type 2 alpha Human herpesvirus 3 Varicella-zoster alpha Human herpesvirus 4 Epstein-Barr gamma Human herpesvirus 5 Cytomegalovirus beta Human herpesvirus 6/7 exanthum subitum alpha roseola infantum Human herpesvirus 8 Kaposi s Sarcoma-assoc. gamma

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46 Neurovirulenza e latenza di HSVe VZV Herpes simplex and varicella zoster hanno due uniche proprietá biologiche che influenzano le malattie umane la capacitá di invadere e replicarsi nle SNC e di stabilire delle infezioni latenti. Virus rimane dormiente per un lasso di tempo ma puó essere riattivato perfino in presenza di anticorpi neutralizzanti. Molti studi indicano che I gangli sensoriali sono una sorgente del virus che produce lesioni ricorrenti della pelle

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48 Malattie Virus Pathogenesis Symptoms Target Group HS V-1 Primary infection Pharyngitis Children & young adults Tonsillitis Gingivostomatitis Eczema herpeticum Atopics Keratoconjunctivitis Young adults HS V-2 Primary infection Vulvovaginitis Children & young adults Herpes progenitalis Neonatal infections Newborns HS V-1 Recurrent infection Herpes labialis Children & young adults Keratoconjunctivitis Encephalitis HS V-2 Recurrent infection Herpes genitalis Children & young adults Meningoencephalitis

49 Infezioni primarie e ricorrenti da HSV Le infezioni primarie di HSV-1 o HSV-2 possono diventare latenti il virus diventa dormiente e non vi sono segni clinici. Comunque uno stimolo appropriato quale la luce solare, febbre, menstruazioni o stress emotivo puó riattivare il virus.

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51 HSV - clinica Le lesioni da HSV al di sopra della vita sono di tipo 1 mentre quelle al di sotto della vita sono di tipo 2. Il contatto orogenitale puó portare HSV in entrambe le locazioni. Infezioni primarie da HSV-1 sono molto comuni nell infanzia.nei bimbi gingivostomatiti, negli adolescenti tonsilliti o faringiti La prevalenza di Herpes genitale é legato alla promiscuitá sessuale. Le infezioni genitali da HSV-2 sono aumentate e sono seconde solo alla gonorrea

52 HSV : infezioni primarie 1. Gingivostomatiti Bambini 1-6 anni. Febbre e dolore alla bocca. 2. Vulvovaginiti coinvolge la mucosa e la cute, le labbra e la parte bassa della vagina. Ulcere con febbre e linfoadenopatia. Nell uomo herpes dei genitali. (2-7GG POST CONTATTO) 3. Meningoencefaliti puó generarsi da una infezione primaria di SNC. 4. Keratocongiuntiviti uklcerazioni corneali, possono essere profonde e portare cecitá.

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54 HSV: Infezioni primarie 5. Eczema herpeticum- complicazione di un eczema od una dermatite atopica severa.. 6. lesioni che bruciano- coinvolgimento di pelle abrasa e lesioni 7. Malattia Neonatale- infezione disseminata viscerale. Rischio per il feto.

55 Altre malattie Herpesvirali 1. Varricella: Malattia moderata con formazione di rash cutanei e bolle. Comincia come infezione del tratto respiratorio e poi si dissemina 2. Herpes Zoster : Riattivazione di un virus della varricella latente. 3. Cytomegalovirus. 4. Epstein-Barr virus (EBV): Agente eziologico della mononucleosi infettiva.

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58 Malattie da CITOMEGALOVIRUS In soggetti normali: (a) se acquisita per contatto: 1 o attacco asintomatico o mononucleosi con epatite subclinca. (b) Se da trasfusione -- sindrome posttrasfusione : febbre e mononucleosi, epatite granulomatosa. In soggetti con una ridotta immunitá cellulomediata o nei feti: Feto rush petechiali, epatosplenomegalia, trombocitopenia, anemia, danno SNC, basso peso alla nascita. In alcuni cais ritardo mentale, parziale sorditá, problemi oculari..

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61 Fonti di infezioni da CMV 1. Saliva 2. Contatto sessuale 3. Trasfusione 4. Trapianto d organo ( di solito il rene))

62 CMV Diagnosi Diagnosi clinica difficile colture virali (2-4 settimane), sierologia per immunofluorescenza indiretta, citologia sulle urine concentrate

63 EPSTEIN-BARR VIRUS 1. EBV è un herpesvirus evidenziato per la prima volta al microscopio ekettronico in cellule neoplastiche del linfoma di Burkitt nel Anticorpi a EBV sono presenti nel siero di quasi tutti I pazienti con BL o carcinoma nasofaringeo. 3. EBV provoca una mononuclesoi infettiva in Nord America e BL in Africa ed altre parti del mondo.

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65 Procedure Diagnostiche per Herpesviruses 1. Colture cellulari: Cell tondeggianti > fusione > formazione di cellule giganti (HSV) 2. Immunofluorescenza: Colorazione nucleare intensa per tutti I virus Herpes 3. ELISA and Western Blot: specificitá basata su glicoproteina 4. PCR 5. TORCH: Saggio sierologico

66 TORCH - Syndrome Toxoplasma To Rubella R Citomegalovirus C Herpes Simplex H

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80 IDOXURIDINA e VIDARABINA Farmacocinetica: somministrazione per VIA TOPICA Meccanismo d azione: analogo strutturale di basi puriniche e pirimidiniche Indicazioni terapeutiche: cheratocongiuntiviti da virus erpetici Effetti collaterali: anemia e soppressione midollare manifestazioni neurologiche

81 Siti dell azione del farmaco

82 Agenti antivirali Bloccano l entrata del virus nella cellula o devono lavorare all interno della cellula Molti agenti sono analoghi dei nucleosidi purinici e pirimidinici

83 Siti d azione dei farmaci

84 ACYCLOVIR Farmacocinetica: topica somministrazione sistemica e eliminazione per via renale Meccanismo d azione: antimetabolita SPECIFICO VIRALE HSV >> CMV = CMZ Indicazioni terapeutiche: infezioni da herpex simplex Effetti collaterali: disturbi gastrointestinali agitazione psicomotoria mancanza di teratogenicità VALACICLOVIR FAMCICLOVIR

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86 Meccanismo d azione di Aciclovir un derivato aciclico guanosinico fosforilato dalla timidino chinasi virale Di- e tri-fosforilata da enzimi cellulari ospiti Inibisce la sintesi virale di DNA attraverso: 1) competizione con dgtp per la DNA polimerasi virale 2) terminazione della catena

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89 Meccanismo di resistenza Acyclovir Alterazione della timidino chinasi virale Alterazione nella DNA polimerasi virale Cross-resistenza con famciclovir, and ganciclovir

90 Farmaci anti-erpetici: Famciclovir, Valaciclovir Sono dei proprofarmaci: necessitano 2 eventi di attivazione eliminazione della catena laterale fosforilazione Hanno una maggiore biodisponibilità Sono attivi contro HSV e VZV

91 Farmaci anti-erpetici: Ganciclovir E un analogo della guanosina ha una catena laterale aciclica (diidrossipropossimetil) al posto del desossiribosio E attivo selettivamente contro CMV Viene utilizzato negli episodi acuti e come chemioprofilassi Ha un intervallo terapeutico molto ristretto: mielotossicità La resistenza si sviluppa in seguito a mutazioni della chinasi o della DNA polimerasi virale

92 Farmaci anti-erpetici: Foscarnet E un analogo del pirofosfato (acido fosfonoformico) Inibisce la replicazione virale legandosi alla DNA pol nel sito di scambio del pirofosfato E attivo contro CMV, HSV, VZV, (HIV) E il farmaco di scelta per il trattamento di ceppi di CMV resistenti al ganciclovir E nefrotossico La resistenza si sviluppa in seguito a mutazioni della DNA polimerasi virale

93 Farmaci anti-erpetici: Fomivirsen E un oligonucleotide antisenso fosforotioato complementare all mrna del gene IE2 di CMV 21 nt GCG TTT GCT CTT CTT CTT GCG Inibisce la replicazione virale impedendo la traduzione del messaggero IE2 mrna ribosoma fomivirsen E utilizzato per il trattamento intravitreale della retinite da CMV in pazienti con AIDS resistenti o non tolleranti ad altri trattamenti E il primo oligo antisenso approvato dalla FDA nel 1998

94 GANCYCLOVIR Farmacocinetica: os somministrazione sistemica e per eliminazione per via renale Meccanismo d azione: antimetabolita SPECIFICO VIRALE CMV >> HSV = CMZ Indicazioni terapeutiche: infezioni da CMV Effetti collaterali: mielosoppressione agitazione psicomotoria CIDOFIVIR

95 FOSCARNET Pirofosfato organico Farmacocinetica: somministrazione IV eliminazione per via renale Meccanismo d azione: inibitore della DNA-polimerasi, RNApolimerasi e transcrittasi inversa virali Indicazioni terapeutiche: infezioni da CMV Effetti collaterali: insufficienza renale cefalee, allucinazioni agitazione psicomotoria

96 Usi Clinici Acyclovir Orale, IV, e Topica Eliminata per filtrazione glomerulare e secrezione tubulare Usi: Herpes Simplex Virus 1 e 2 (HSV) Varicella-zoster virus (VZV) Effetti coll : nausea, diarrea, mal di testa, tremori, e delirio

97 Valaciclovir L-valyl estere di acyclovir Convertito ad acyclovir quando ingerito M D A come acyclovir Usi: 1) herpes genitalis ricorrente 2) infezioni da herpes zoster Effetti coll: nausea, diarrea, e mal di testa

98 Famciclovir Prodrug di penciclovir (un analogo guanosinico) M.O.A.: come acyclovir non causa la terminazione della catena Usi: HSV-1, HSV-2, VZV, EBV, and hepatitis B Effetti coll: nausea, diarrea, e mal di testa

99 Trifluridina Trifluridine- una pirimidina fluorinata inibisce la sintesi del DNA virale come acyclovir incorporato nel DNA virale e cellulare Usi: HSV-1 and HSV-2 (topico)

100 Vidarabina Un analogo adenosinico inibisce la polimerasi virale del DNA incorporato nel DNA virale e cellulare metabolizzato a Ipoxantina arabinoside Effetti coll: Intolleranza GI e mielosoppressione

101 Anti-Citomegalovirus Ganciclovir Valaciclovir Cidofovir Foscarnet Fomivirsen

102 Ganciclovir Un analogo aciclico guanosinico che richiede trifosforilazione per l attivazione monofosforilazione catalizzata da una fosfotransferasi in CMV e da thymidine kinase in cellule HSV s M.O.A.: come acyclovir Uses: CMV*, HSV, VZV,and EBV Side Effect: mielosoppressione

103 Valganciclovir Monovalil estere prodrug di ganciclovir Metabolizzato dalle esterasi intestinali e epatiche quando somministrato orale. M.O.A.: come gancyclovir Uses: CMV* Side Effect: mielosoppressione

104 Analogo della citosina Cidofovir fosforilazione non dipendente dagli enzimi viral Usi: CMV*, HSV-1, HSV-2, VZV, EBV, HHV-6, adenovirus, e papillomavirus umano Effetti coll: nefrotossicità (prevenuta da sommin. probenecid) Resistenza: mutazione nel gene della DNA polimerasi.

105 Foscarnet Un pirofosfato inorganico Inibisce la DNA polimerasi virale, RNA polymerasi, e la trascrittasi inversa di HIV NON deve essere fosforilata Usi: HSV, VZV, CMV, EBV, HHV-6, HBV, and HIV Resistenza dovuta a mutazioni nel gene della DNA polimerasi Effetti collaterali: Ipo- or ipercalcemia

106 Un oligonucleotide Fomivirsen M.O.A.: si lega ad mrna ed inibisce la sintesi proteica e la replicazione virale Uses: retiniti da CMV Effetti collaterali: iriti ed aumento della pressione intraoculare.

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