Corso di Chemioterapia

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1 Corso di Chemioterapia Università di Chieti-Pescara Facoltà di Farmacia Dipartimento di Farmacia Prof. Giustino Orlando ANNO ACCADEMICO

2 IV ANNO Corso di Laurea Magistrale in Farmacia II semestre LUNEDI MARTEDI MERCOLEDI GIOVEDI VENERDI ,00 Tecn. Soc. Leg.San I.(Sozio) Aule Tecn. Soc. Leg.San I.(Sozio) Aule Tecn. Soc. Leg.San I.(Sozio) Aule ANALISI DEI MEDICIN 2 (Mollica)A-G Aula ANALISI DEI MEDICIN 2 (Mollica)A-G Aula 2 Tecn. Soc. Leg.San I.(Sozio) Aule 1+3 Compl. Chim Farm. De Filippis Aula 2 Compl. Chim Farm. De Filippis Aula 2 ANALISI DEI MEDICIN 2 (Giampietro)H-Z Aula 2 ANALISI DEI MEDICINALI 2 (Giampietro)H-Z Aula 2 Tecn.Soc.Leg.San.I (Sozio) Aule 1+3 Tecn.Soc.Leg.San.I (Sozio) Aule 1+3 ANALISI DEI MEDICIN 2 (Mollica)A-G Aula 2 ANALISI DEI MEDICIN 2 (Mollica)A-G Aula 2 ANALISI DEI MEDICIN 2 (Giampietro)H-Z Aula 2 ANALISI DEI MEDICIN 2 (Giampietro)H-Z Aula Chemioterapia Orlando Aula Esercitazioni di Tecn. Soc. Leg. San I Esercitazioni di Tecn. Soc. Leg. San I Esercitazioni ANALISI DEI MEDICINALI 2 (H-Z) Es.Tecn. Soc. Leg. San I Esercitazioni ANALISI DEI MEDICINALI 2 (H-Z) Es.Tecn. Soc. Leg. San I Esercitazioni ANALISI DEI MEDICINALI 2 (A-G) ANALISI DEI MEDICIN 2 (Giampietro)H-Z Aula 2 Esercitazioni ANALISI DEI MEDICINALI 2 (A-G) ANALISI DEI MEDICIN 2 (Giampietro)H-Z Aula 2 ANALISI DEI MEDICIN 2 (Mollica)A-G Aula 2 Esercitazioni ANALISI DEI MEDICINALI 2 (H-Z) Esercitazioni ANALISI DEI MEDICINALI 2 (H-Z) Compl. Chim Farm. De Filippis Aula 2 Chemioterapia Orlando Aula 2 Chemioterapia Orlando Aula Esercitazioni di Tecn. Soc. Leg. San I Esercitazioni ANALISI DEI MEDICINALI 2 (H-Z) Es.Tecn. Soc. Leg. San I Esercitazioni ANALISI DEI MEDICINALI 2 (A-G)/ Esercitazioni ANALISI DEI MEDICINALI 2 (H-Z) Esercitazioni di Tecn. Soc. Leg. San I / Esercitazioni ANALISI DEI MEDICINALI 2 (H-Z) Es.Tecn. Soc. Leg. San I Esercitazioni ANALISI DEI MEDICINALI 2 (A-G) Esercitazioni ANALISI DEI MEDICINALI 2 (H-Z)

3 Diapositive dal Corso di Chemioterapia del Prof. Giustino Orlando Il presente materiale didattico deve considerarsi un sussidio per la preparazione dell esame di Chemioterapia. Esso non può sostituire la frequenza dello studente alle lezioni, secondo il calendario stabilito, nonché lo studio approfondito degli argomenti trattati sui libri di testo consigliati dal docente e scelti dallo studente.

4 Dal Lunedì al venerdì: Dove trovarmi Laboratorio di Farmacologia IV livello corpo A oppure in Presidenza di Facoltà I livello corpo A Tel Fax giustino.orlando@unich.it

5 Testi consigliati Katzung, Farmacologia generale e clinica, Piccin Goodman & Gilman's, The pharmacological basis of therapeutics, McGraw Hill Farmacologia, Rossi Cuomo Riccardi, Minerva medica Munson, Principi di farmacologia, Piccin Rang-Dale-Ritter, Farmacologia, CEA

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7 La Farmacologia La Farmacologia può essere definita come la scienza che indaga sull azione di sostanze che interagiscono con sistemi viventi mediante processi chimici e soprattutto per mezzo di legami con molecole regolatrici, nonché attraverso l attivazione o l inibizione di normali processi organici. Caratterizzare gli effetti delle sostanze sull organismo Scoprire i meccanismi d azione di queste sostanze Studiare il destino nell organismo delle sostanze somministrate

8 La Farmacologia La farmacologia tratta concetti generali dello studio dei farmaci: assorbimento biotrasformazione eliminazione meccanismi molecolari variabilità della risposta danni e malattie da farmaci metodi di studio di nuovi farmaci

9 FARMACOLOGIA CLINICA effetti dei farmaci nell'uomo CHEMIOTERAPIA FARMACOTERAPIA utilità terapeutica o profilattica nelle malattie TOSSICOLOGIA reazioni avverse da farmaci sostanze tossiche ambientali o industriali

10 Farmaco Sostanza capace di determinare variazioni funzionali in un organismo vivente FARMACO secondo l'oms: Qualsiasi sostanza o prodotto usato o che si intenda usare per modificare od esplorare sistemi fisiologici o patologici con beneficio di chi lo riceve. F. medicamentoso beneficio curativo o profilattico F. diagnostico

11 Classificazione in base alla modalità d azione Farmaci eziologici (agiscono direttamente sugli agenti causali di una patologia): chemioterapici (capaci di colpire direttamente l agente infettivo); farmaci usati a scopo preventivo (es. anticoagulanti per prevenire complicanze cardiovascolari) Farmaci sintomatici (alleviano i sintomi collegati a una certa patologia): antifebbrili, decongestionanti nasali nelle patologie da raffreddamento La distinzione tra farmaci eziologici e sintomatici non è sempre chiara, in quanto alcuni farmaci possono esplicare entrambe le azioni (es. i farmaci antiipertensivi riducono i sintomi causati dall eccessiva pressione arteriosa ma prevengono allo stesso tempo gravi patologie del sistema cardiovascolare indotte dal perdurare di uno stato di ipertensione) Farmaci sostitutivi (integrano una carenza dovuta a cause diverse): supplementi vitaminici (per supplire a una dieta non equilibrata); insulina nel diabete (per supplire ad una carenza dovuta a fattori patologici)

12 FARMACI CHEMIOTERAPICI ASPETTI STORICI 1877 Pasteur 1904 Ehlrich 1928 Fleming Osservazione dell inibizione Nascita della Inibizione di crescita di una di crescita fra diversi chemioterapia colonia batterica contaminata da microrganismi nella Penicillium notatum stessa coltura 1877 Concetto di inibizione batterica (Pasteur) 1900~ Chemioterapia (Ehrlich) 1910 Salvarsan = arsfenamina (Ehrlich) 1928 Scoperta penicillina (Fleming) 1935 Prontosil -> sulfamidici (Domagk) 1940 Antimetaboliti (Woods-Fildes) 1942 Concetto di antibiotico (Waksman) 1943 Isolamento penicillina (Chain)

13 CHEMIOTERAPIA Terapia con prodotti chimici Farmaci ottenuti per sintesi chimica: Chemioterapici Farmaci ottenuti dal metabolismo di microrganismi: Antibiotici

14 CHEMIOTERAPIA..insieme dottrinale e metodologico volto alla ricerca di sostanze chimiche artificiali e naturali dotate di tossicità selettiva nei confronti di cellule procariote o eucariote responsabili di infezioni, infestazioni, neoplasie o disordini immunologici (P. Ehrlich, 1910)

15 Mortalità per malattie infettive e parassitarie nel mondo industrializzato mortalità/ abitanti sulfanilamide clorochina benzilpenicillina streptomicina eritromicina ampicillina cefalotina Malattie infettive e parassitarie del mondo industrializzato aztreonam imipenem aciclovir ceftriaxone cefpiroma anno

16 The ten leading causes of death in the United States in 1900 and 1997 (M.L. Cohen Nature, August 2000)

17 CHEMIOTERAPIA Si distinguono, in funzione dei diversi bersagli, tre settori della chemioterapia: 1) ANTIMICROBICA (ETIOTROPA: antibatterica, antivirale, antimicotica) 2) ANTIBLASTICA 3) IMMUNOMODULANTE Dall'introduzione dei primi agenti chemioterapici (1935) la mortalità per malattie infettive e parassitarie si è ridotta drasticamente

18 Proiettili Magici Poiché il target della terapia chemioterapica antimicrobica è l'agente etiologico della malattia infettiva (batterio, virus, protozoo, micete o elminta) i farmaci usati a questo scopo sono "selettivi" e ben si applica a queste molecole il concetto di "tossicità selettiva" (Paul Erlich)

19 Infezioni Batteriche Semmelweis nel 1847 introdusse nel suo reparto di ostetricia la pratica del lavaggio delle mani con cloruro di calcio, riducendo drasticamente la mortalità da febbre puerperale Il 50 per cento dei soldati feriti durante la guerra di secessione Americana ( ) morirono in conseguenza di infezioni batteriche Grazie a procedimenti antisettici e a molecole come il Fenolo, introdotto da Joseph Lister, questa percentuale era scesa a livelli decisamente inferiori durante la Prima guerra mondiale La grande influenza pandemica del uccise più di 20 milioni di persone in tutto il mondo, un tributo di vite umane molto maggiore di quello della Prima guerra mondiale L influenza era di origine virale, ma la causa di morte era di solito un infezione secondaria di polmonite batterica

20 Interventi di Bonifica Ambientale Lotta contro i Microrganismi Asepsi Antisepsi Disinfezione Sterilizzazione Lotta contro i Vettori = Disinfestazione

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24 Disinfezione e sterilizzazione Processi in grado di distruggere batteri e altri microrganismi nell ambiente Asepsi = insieme di norme e metodi atti ad impedire una contaminazione microbica Antisepsi o batteriostasi = processi che impediscono o rallentano la moltiplicazione dei microrganismi Disinfezione = distruzione di microrganismi patogeni Sterilizzazione = distruzione di patogeni e non, spore e forme vegetative Uno stesso agente può essere batteriostatico disinfettante o sterilizzante a seconda della concentrazione del tempo di esposizione o della temperatura

25 Disinfettanti naturali Frazione UV della luce solare Calore solare Concorrenza vitale (antagonismo dei microrganismi ambientali) Batteriofagi (virus ad azione litica) Processi meccanici (filtrazione, diluizione, sedimentazione)

26 Disinfettanti artificiali Utilizzati non solo in campo sanitario ma anche industriale alimentare ambientali 1. Fisici - Meccanici (lavaggio e detersione, aspirazione con filtri elettrostatici o meccanici, membrane filtranti) 2. Ultrasuoni vibrazioni meccaniche ad alta frequenza ( periodi /sec) agiscono su germi contenuti in un mezzo liquido sia per azione distruttiva meccanica diretta sulla parete cellulare sia per il formarsi di bolle nel protoplasma cellulare del microrganismo, utilizzati quasi esclusivamente per la sterilizzazione dei vaccini 3. Radiazioni raggi UV (migliori) sono prodotti da lampade a vapori di mercurio a bassa pressione. Agiscono danneggiando il DNA (nocivi per cute e congiuntiva) hanno scarsa capacità di penetrazione e quindi sono usati per la sterilizzazione di superfici esposte (sale operatorie, cappe, reparti per prematuri) Radiazioni gamma sono ionizzanti quindi in grado di espellere elettroni dalle molecole colpite hanno alta capacità di penetrazione (sterilizzazione di materiale monouso)

27 Disinfettanti artificiali 4. Alte temperature alterano le sostanze chimiche costitutive della cellula microbica. Possono essere usate come fiamma diretta (inceneritori, bunsen..); come calore secco (aria riscaldata in stufe: 100 x1 h = disinfezione; 160 x1h = sterilizzazione); calore umido per ebollizione (100 x 10-15m ) pastorizzazione (63 Cx30m ) HT (72 x 15sec) UHT ( 90 x 1 sec). Attivo solo sulle forme vegetative. Calore umido sotto forma di vapore d acqua saturo sotto pressione (autoclave) ( C x15-20m ) per vetreria, terreni di coltura, farmaci 5. Basse temperature sono batteriostatiche ma non disinfettanti.

28 Caratteristiche Disinfettante Chimico 1. Efficacia: uccisione di tutti i germi patogeni 2. Rapidità e Persistenza di azione nel tempo 3. Innocuità: assenza di tossicità acuta e cronica: non irritante per cute, mucose e occhi 4. Assenza di azione sensibilizzante 5. Non alterazione del substrato su cui agisce 6. Facile applicabilità 7. Capacità di azione anche in presenza di materiale organico 8. Ampio spettro d azione 9. Facile reperibilità 10. Stabilità chimica 11. Economicità

29 Batteri sono molto sensibili ai disinfettanti chimici Virus sono più resistenti perché la loro distruzione avviene attraverso la denaturazione delle proteine del capside Spore sono molto resistenti

30 Agenti chimici Disinfettanti ambienti e oggetti Antisettici tessuti viventi Sostanze organiche o inorganiche che agiscono tramite reazioni chimiche provocando inattivazione degli enzimi e alterazioni della membrana Non selettivi danneggiano anche le cellule eucariote devono essere atossici, deodorati, detergenti, penetranti, di facile impiego, poco costosi e delle condizioni ambientali che possono interferire (ph, temperatura, tempo di esposizione, presenza di grasso, muco o essudato) Valutare se sono idonei per i microrganismi e i materiali da trattare. Si dividono in: 1. Ossidanti e alogeni: cloro, iodio, acqua ossigenata, ozono, ac. peracetico 2. Metalli pesanti: mercurio, argento, rame

31 Agenti chimici 3. Acidi e alcali: ac. solforico (miscelato con cresolo = miscela di Laplace per stalle e fogne), idrato di calcio (calce spenta), idrato di sodio (soda caustica), carbonati di sodio, carbonati di potassio (lisciva) 4. Alcoli: alcool etilico (50-70 % in soluzione acquosa) 5. Fenolo: (acido fenico) e suoi derivati alogenati (cresolo, esaclorofene) 6. Agenti alchilanti: formaldeide (utilizzata nella sua forma liquida Formalina per ambienti; la forma gassosa per strumentazioni deteriorabili 7. Detergenti cationici : detergenti sintetici come i sali di ammonio quaternario

32 Sostanze chimiche troppo tossiche per l uso sistemico, ma sufficientemente poco tossiche per l uso topico Alcooli Clorexidina Tintura di iodio Perossido di idrogeno ANTISETTICI Nel 1867/8 Joseph Lister, basandosi sugli studi di Pasteur, introdusse la pratica della disinfezione delle ferite, chirurgiche e accidentali, con acido fenico, riducendo drasticamente il numero di amputazioni e la letalità dovuta a sepsi. ON THE ANTISEPTIC PRINCIPLE IN THE PRACTICE OF SURGERY. The Lancet Sep 21, 1867: 90 (2299), 353-6

33 Lord Joseph Lister, 1º Barone di Lister (Upton, 5 aprile Walmer 10 febbraio 1912)

34 Enrico Bottini Chirurgo e poi primario della chirurgia dell Ospedale Maggiore di Novara, già dal I86I usava una soluzione acquosa di acido fenico al 5% per lavare piaghe e ferite e disinfettare gli strumenti chirurgici, anticipando Joseph Lister per la preparazione tassidermica e nelle piaghe suppuranti onde impedire la decomposizione putrida Enrico Bottini. Dell acido fenico nella chirurgia pratica e nella tassidermica. Annali universali di medicina. Dic 1866, Vol. CXCVIII, 590

35 Fenolo Il Fenolo all 1% è assunto come termine di paragone per valutare l attività battericida di un nuovo disinfettante tramite il coefficiente fenolico Batteriostatico 0,2-1% attivo sui Gram+ meno Gram- poco attivo su miceti DL 50 ratto per os 530 mg/kg Ingestione di piccole quantità provocano nausea, vomito, collasso, paralisi, cardiocircolatorio, coma Dose fatale uomo 15 g

36 DISINFETTANTI sono sostanze chimiche anti-infettive la cui tossicità è tale da consentirne l applicazione unicamente a superficie inanimate Aldeidi (formaldeide, glutaraldeide) Aldeidi (formaldeide, glutaraldeide) Ipoclorito di sodio (candeggina)

37 Requisito fondamentale per un antibiotico o chemioterapico Colpire la cellula microbica con estrema selettività, senza interferire con le cellule eucariote dell organismo ospite

38 Azione Chemioterapici/Antibiotici Un chemioterapico/antibiotico può essere attivo verso un microrganismo: A - inibendone la crescita attività batteriostatica B - determinandone la morte attività battericida

39 Battericidi o Batteriostatici La distinzione tra antibiotici battericidi e batteriostatici non è molto rigorosa; infatti un antibiotico battericida, se usato al disotto di certe concentrazioni, può avere azione batteriostatica o mostrare effetto battericida ritardato Per contro, un antibiotico ad effetto batteriostatico può anch esso causare una certa diminuzione del numero di cellule vive Tuttavia è di fondamentale importanza, soprattutto per l uso terapeutico, tener ben distinti gli agenti che dopo parecchie ore di trattamento riducono di poco o nulla il numero di batteri vivi, da quelli che invece provocano l abbassamento del numero di batteri in misura massiccia

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42 CHE COS È LA CHEMIOTERAPIA? La chemioterapia è una branca della farmacoterapia che si riferisce all uso di farmaci con lo scopo di uccidere organismi estranei patogeni presenti nel paziente (o almeno di inibirne la crescita)

43 I farmaci antiinfettivi sono composti di origine naturale, sintetica o semisintetica in grado di combattere le infezioni microbiche o virali Gli agenti infettanti comprendono batteri, protozoi, funghi e virus Comunemente i farmaci antiinfettivi vengono suddivisi in due gruppi: per uso esterno e per uso sistemico FARMACI ANTIINFETTIVI

44 ANTISETTICI DISINFETTANTI - CHEMIOTERAPICI Gli antisettici comprendono i farmaci antiinfettivi che si utilizzano per uso esterno su tessuti animali e dell uomo, caratterizzati in genere da ampio spettro ma aspecifico I disinfettanti comprendono farmaci germicidi utilizzati per la disinfezione di superfici o oggetti (es. ferri chirurgici) I chemioterapici comprendono i farmaci antiinfettivi per via interna, sia ad azione sistemica che locale La loro caratteristica primaria è costituita dall elevata specificità di azione nei confronti dell agente infettante Oggi non ha più molto valore la distinzione fra chemioterapici (composti chimici attivi contro germi patogeni) ed antibiotici di origine naturale Mentre nel termine chemioterapici sono compresi gli antibiotici, con antibiotici si definiscono solo quelli di origine naturale o semisintetica Anche gli antitumorali vengono definiti chemioterapici in realtà questa definizione può risultare impropria in quanto il tumore non è una malattia di natura batterica

45 BERSAGLI DELLA CHEMIOTERAPIA Batteri Virus e funghi Parassiti Protozoi Cellule tumorali Elminti

46 Salvarsan arsenobenzolo (606) Paul Ehrlich Treponema pallidum

47 Gerhard Domagk Nel 1939 Domagk ottenne il premio Nobel per la Medicina e la fisiologia, ma il governo nazista gli proibì di accettarlo; lo ricevette nel La Chemioterapia e il primo sulfamidico Decise di usare un colorante per curare sua figlia, gravemente malata a causa di un infezione streptococcica contratta con una semplice puntura di spillo Aveva sperimentato il Prontosil rosso nei laboratori della IG Farben e benché non avesse manifestato alcuna attività contro batteri allevati in colture da laboratorio, inibì la crescita di streptococchi in topi da laboratorio Somministrò alla figlia una dose orale del colorante.

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49 Sulfamidici (1935) e Trimetoprim (1962)

50 Ampio spettro: Inibitori della sintesi proteica Cloramfenicolo Tetracicline Spettro moderato: Macrolidi Chetolidi Spettro ristretto: Lincosamidi Streptogramine Linezolid Sintesi proteica batterica Sintesi proteica mammiferi

51 Meccanismo d azione Inibitori BATTERIOSTATICI della sintesi proteica subunità 30S Tetracicline Subunità 50S Cloramfenicolo Macrolidi Chetolidi Lincosamidi Streptogramine Linezolid

52 Cloramfenicolo inibisce la transpeptizzazione (peptidiltrasferasi) bloccando il legame del trna al sito accettore del mrna Macrolidi Telitromicina Clindamicina bloccano la traslocazione del peptidil-trna dal sito accettore al donatore per occupazione del sito Tetracicline blocca il legame del trna al sito accettore del complesso ribosoma mrna Streptogramine battericide per blocco del canale di uscita del polipeptide

53 A poster from World War Two

54 I capostipiti 1935 PRONTOSIL ROSSO (Domagk) 1941 PENICILLINA G (1929) (Fleming, Chain, Florey) 1944 STREPTOMICINA (Waksman, Shatz, Bugle) 1945 CEFALOSPORINE P,N,C (Brotzu) 1947 CLORTETRACICLINA (Duggar) 1947 CLORAMFENICOLO (Burkholder) 1952 ISONIAZIDE (Fox) 1952 ERITROMICINA (Mc Guire) 1955 VANCOMICINA (Mc Cormick) 1955 AMFOTERICINE A,B (Gold) 1959 RIFAMICINE A,B,C,D,E (Sensi) 1959 STAFILOMICINA (Vanderhaege) 1962 AC. NALIDIXICO (Lesher) 1987 DuP 721

55 Batteri patogeni comuni Gram positivi (colorati Rosa) Staphylococcus aureus Micrococcus Lactococcus Lactobacillus Clostridium Bacillus Streptococcus Enterococcus Listeria Gram negativi (colorati Blu-violetto) Enterobacteriaceae Proteus, Enterobacter, Shigella, klebsiella, Salmonella, Escherichia coli, Yersinia pestis Vibrio cholerae Pseudomonas Neisseria

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57 Parete cellulare nelle specie Gram+ e Gram-

58 BASI DELLA SELETTIVITÀ D AZIONE DEI CHEMIOTERAPICI Bersagli esclusivi: presenti unicamente nell organismo patogeno, (o nella cellula patologica) Bersagli selettivi: presenti sia nell ospite sia nell organismo patogeno, ma con caratteristiche farmacologiche differenti Bersagli comuni: presenti sia nell ospite sia nell organismo patogeno, ma essenziali solo per quest ultimo

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70 Efficacia clinica di un farmaco CHEMIOTERAPICO a) Tipo di meccanismo d'azione b) Distribuzione agente antimicrobico nella sede di infezione c) Raggiungimento di concentrazioni efficaci (>MIC) per tempi adeguati d) Acquisita resistenza delle specie microbiche farmacosensibili

71 FARMACOCINETICA Dose assorbimento CONCENTRAZIONE EMATICA Eliminazione TESSUTI FACILMENTE ACCESSIBILI metabolismo TESSUTI DIFFICILMENTE ACCESSIBILI EFFICACIA E DURATA EFFETTO ANTIMI- CROBICO BARRIERE FARMACODINAMICA

72 Patogeno chemiosensibilità chemioresistenza Farmaco Ospite

73 Velocità d azione Chemioterapici/Antibiotici I farmaci battericidi sono ulteriormente divisi in base alla velocità d azione: farmaci rapidamente battericidi (o dose-dipendenti): AMINOGLICOSIDI e FLUOROCHINOLONICI farmaci battericidi lenti (o tempo-dipendenti): BETALATTAMICI

74 Chemioterapici ad azione battericida CONCENTRAZIONE - DIPENDENTE

75 Chemioterapici ad azione battericida TEMPO - DIPENDENTE

76 CHEMIOTERAPICI E SVILUPPO DI RESISTENZA DOSAGGIO INSIFFICENTE INSUFFICENTE DURATA DELLA TERAPIA INTERVALLI TRA LE DOSI INAPPROPRIATI SCELTA INAPPROPRIATA DELL ANTIBIOTICO RICORSO ALLA SOLA CHEMIOTERAPIA IN INFEZIONI CON COMPLICANZE USO DI ANTIBIOTICI NELL ALLEVAMENTO DEL BESTIAME

77 β-lattamine, aminoglicosidi Tetracicline β-lattamine,sulfamidici, macrolidi

78 MECCANISMI DI CHEMIORESISTENZA BATTERICA MODIFICA DEL BERSAGLIO Betalattamine Macrolidi Cotrimoxazolo (trimetoprim + sulfametoxazolo) Glicopeptidi Fluorochinoloni RIDOTTA PERMEABILITÁ (porine, efflusso) Fluorochinoloni Betalattamine Macrolidi Tetracicline Aminoglicosidi Cotrimoxazolo INATTIVAZIONE ENZIMATICA Betalattamine Amminoglicosidi Macrolidi

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86 USO DI COMBINAZIONI DI CHEMIOTERAPICI ASPETTI QUANTITATIVI

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88 Differenze molecolari tra cellule pro- ed eucariote e possibili bersagli della terapia antimicrobica Struttura cellulare Procarioti Eucarioti Farmaci Membrana cellulare Pochi steroli Molti steroli Polimixina Ribosomi 70S 80S Macrolidi, Lincomicina, cloramfenicolo Parete cellulare Peptidoglicano Divisione cellulare Assenza di mitosi assenza β-lattamine, vancomicina Mitosi

89 NOMENCLATURA La nomenclatura è molto varia ma viene usato comunque un criterio unificatore, ad esempio le penicilline vengono prodotte da funghi e quasi tutte mantengono il suffisso cillina Anche le cefalosporine sono prodotte da funghi ma si usa il prefisso cef- I fluorochinoloni finiscono in floxacina Molti dei rimanenti sono prodotti per fermentazione da organismi di varie specie di Streptomices e sono identificati con il suffisso -micina A livello clinico si usa la terminologia di antibiotici: a spettro limitato se agiscono su solo su pochi generi di microorganismi [vancomicina su pochi microrganismi Gram (+)] ad ampio spettro se agiscono su un notevole numero di microorganismi Gram (+) e Gram (-) (tetracicline) In genere i Gram (+) sono più sensibili agli antibiotici rispetto ai Gram (-)

90 TERAPIA Una corretta terapia presuppone la conoscenza delle specie batteriche infettanti relative a specifiche Prima che emergesse la resistenza batterica tale criterio era sufficiente mentre oggi sono necessari studi di laboratorio La scelta sperimentale della terapia antibiotica (antibiogramma) prevede: la raccolta del materiale biologico infetto la coltura del microorganismo che viene identificato e quindi fatto crescere in presenza di vari antibiotici tale metodo consente di stabilire quale sia l antibiotico attivo e la sua concentrazione espressa in m.i.c. (minima concentrazione inibente pari a 99% o più) La tecnica di Kirby e Bauer utilizza dischetti sterili di carta imbevuti di concentrazioni diverse di antibiotico che vengono messi nel terreno di coltura contenente il microrganismo L antibiotico attivo genera intorno al dischetto un alone di inibizione proporzionale all attività

91 Approccio Terapeutico

92 Fattori Batterici Antibiogramma Sensibilità del Batterio Potenza dell Antibiotico 1-9 millimetri: batterio resistente millimetri: resistenza intermedia millimetri: batterio sensibile

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94 Piastra insemenzata con una coltura batterica su cui sono stati posti dischetti di carta bibula impregnati con antibiotici diversi. Il diametro dell alone di inibizione fornisce la misura della sensibilità all antibiotico (Metodo Kirby-Bauer)

95 Antibiogramma E-test Determinazione della MIC

96 Produzione mondiale di antibiotici

97 CARATTERIZZAZIONE FARMACI ANTIMICROBICI MIC minima concentrazione inibente MBC minima concentrazione battericida Antibiotici Aminoglicosidi Macrolidi Glicopeptidi Colistina Batteri naturalmente resistenti Streptococchi-anaerobi Enterobatteri Batteri Gram negativi Batteri Gram positivi

98 DETERMINAZIONE DELLA MIC e DELLA MBC

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100 Minimal Inhibitory Concentration (MIC) vs. Minimal Bactericidal Concentration (MBC) 32 ug/ml 16 ug/ml 8 ug/ml 4 ug/ml 2 ug/ml 1 ug/ml Sub-culture to agar medium MIC = 8 ug/ml MBC = 16 ug/ml

101 BATTERICIDI E BATTERIOSTATICI SENSIBILITÁ DEI BATTERI Quasi tutti gli antibiotici possono essere batteriostatici o battericidi in funzione della loro concentrazione (per la gentamicina 2 o 4 volte la dose) La concentrazione di tetraciclina invece dovrebbe essere 40 volte maggiore e comporterebbe problemi al paziente Sarebbe preferibile utilizzare gli antibiotici come battericidi, il ché consentirebbe di eliminare tutti i batteri, ma si utilizzano in genere come batteriostatici, lasciando all organismo il compito di eliminarli La resistenza è l incapacità di uccidere i batteri o di inibirne la crescita mediante il trattamento con antibiotici Essa può insorgere dopo trattamenti ripetuti dei batteri con dosi subletali di antibiotici ed è generata o da una diminuzione di sensibilità del bersaglio o dall impedimento della sua incorporazione nella membrana

102 SENSIBILITÁ DEI BATTERI I fattori di resistenza (R) possono essere di vario tipo produzione da parte dei batteri di enzimi che inattivano l antibiotico mutazioni che portano a chemioresistenza possono derivare da Plasmidi a) mutazioni puntuali, inserzioni, delezioni, inversioni, duplicazioni, trasposizioni di segmenti di geni b) da acquisizione di DNA estraneo da plasmidi, da batteriofagi o da materiale genetico trasponibile Il plasmide può avere DNA codificante per enzimi diversi in grado di inattivare antibiotici diversi Questo DNA può anche migrare nella cellula da un plasmide all altro o ad un cromosoma (trasposizione)

103 SENSIBILITÁ DEI BATTERI I plasmidi possono anche migrare da una cellula all altra per coniugazione (pilo sessuale), trasduzione (vettore virale), trasformazione (escrezione di DNA da una cellula e assorbimento da parte di un altra) Alcuni antibiotici esercitano un attività significativa anche dopo la fine della loro somministrazione (effetto post-antibiotico PAE) L antibiotico potrebbe aderire a bersagli intercellulari evitando di essere eliminato o potrebbe agire su altri bersagli indebolendo i batteri ed è possibile diminuire le dosi o la frequenza di somministrazione L effetto inoculo, derivato dalla presenza di enzimi prodotti dai batteri che inattivano l antibiotico, risente della carica batterica (beta-lattamici)

104 TERAPIA Si possono combinare due antibiotici ad esempio beta-lattamico ed amminoglucosidico nella terapia di attacco della setticemia (terapia fucile da caccia Shotgun therapy) I beta-lattamici inibiscono la formazione della parete batterica e gli amminoglucosidici interferiscono con la biosintesi delle proteine e le funzioni della membrana Un antibiotico fortemente legato alle proteine plasmatiche non può essere di prima scelta nel trattamento delle setticemie; poco legato verrà eliminato velocemente Purtroppo si utilizzano ancora antibiotici per uso profilattico Si usano anche in agricoltura/allevamenti e da qui arrivano all uomo

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107 Classificazione secondo la Ionizzazione Gli antibiotici a carattere acido si comportano come anioni (penicilline, cefalosporine, chinoloni ) dipendenza dal ph Gli antibiotici a carattere basico si comportano come cationi (aminoglicosidi, macrolidi ) dipendenza dal ph Gli antibiotici a carattere neutro si comportano come molecole non ionizzate (cloramfenicolo)

108 Meccanismi principali Inibizione della sintesi della parete cellulare Inibizione della sintesi proteica per azione sui ribosomi Inibizione del meccanismo di replicazione e trascrizione degli acidi nucleici DNA e RNA Antimetaboliti Disorganizzazione della struttura della membrana batterica

109 Sintesi della parete cellulare Battericidi nella prima fase di sintesi (inibizione della fosfoenolpiruvato transferasi): Fosfomicina nella seconda fase (trasferimento e polimerizzazione del mucopeptide parietale): Vancomicina a livello terminale (fase di transpeptidizzazione): Penicilline, Cefalosporine oppure (mancata utilizzazione della alanina): Cicloserina

110 Acido para-aminobenzoico Precursore Acido tetraidrofolico Timidina Purine Metionina DNA DNA RNA trna, proteine

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113 PROTOZOI Plasmodium Trichomonas Trypanosoma falciparum vaginalis cruzi Entamoeba histholytica

114 Elminti Nematodi Trematodi Cestodi Ossiuri Schistosoma Tenia solium Tenia saginata

115 Alcuni farmaci da funghi Farmaco Fungo Uso/malattia Penicilline e Cefalosporine Statine (Lovastatina, mevastatina, pravastatina) Penicillum notatum Cephalosporum acremonium Penicillum brevicompactum Aspergillus terrus, Monascus ruber Antibiotici per infezioni batteriche Prevenzione disturbi cardiovascolari abbassando i livelli plasmatici di LDH Ciclosporina A Tolypocladium inflatum W. Attività immunosoppressiva e Gams antirigetto Ergotamina Claviceps purpurea Attività vasocostrittrice, usata nel mal di testa Macrolidi Saccharopolyspora erythraea Streptomyces erythreus Antibiotico per infezioni batteriche Doxorubicina Streptomices peucetius var. caesius Antitumorale ad ampio spettro

116 Sir Alexander Fleming

117 Fleming nacque in una fattoria a Lochfield nell'ayrshire in Scozia il 6 agosto 1881 Studiò al "St Mary's Hospital a Londra Partecipò al I conflitto mondiale sul fronte francese Successivamente riprese gli studi sugli antisettici