1 / 80

Lezione del 12/05/2005 e 13/05/05

Lezione del 12/05/2005 e 13/05/05. Anno accademico 2004/05. Farmaci antiinfiammatori non steroidei (COX-inhibitors) . Basi molecolari. Acido arachidonico. Cicloossigenasi. PGH-sintasi. Perossidasi. PGD-sintasi. TX-sintasi. From: Funk CD, Science, 294, 1871, 2001. COX-3.

ember
Download Presentation

Lezione del 12/05/2005 e 13/05/05

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Lezione del 12/05/2005e 13/05/05 Anno accademico 2004/05

  2. Farmaci antiinfiammatori non steroidei(COX-inhibitors)

  3. Basi molecolari Acido arachidonico Cicloossigenasi PGH-sintasi Perossidasi PGD-sintasi TX-sintasi

  4. From: Funk CD, Science, 294, 1871, 2001 COX-3 Mucus production, cytoprotection Gastric epithelial cells

  5. Sintesi delle prostaglandine a partire dall’acido arachidonico Tyr 385 Tyr 385 Tyr 385 A. arachidonico entra nel sito catalitico della COX Acido arachidonico Formazione delle prostaglandine

  6. Struttura degli enzimi cicloossigenasici (PGH2 sintetasi o COX) • La struttura enzimatica è stata chiarita per cristallografia a raggi X dell’enzima (COX-1: Picot D. et al., Nature 1994;367:243-249; COX-2: Luong C et al., Nat Struct Biol 1996;3:927-933). La struttura riportata nelle seguenti diapositive rappresenta il modello della COX-2 (L.J. Marnett et al., J Biol Chem, 274, 22903-22906, 1999).

  7. Struttura degli enzimi cicloossigenasici (PGH2 sintetasi o COX) L.J. Marnett et al., J Biol Chem, 274, 22903-22906, 1999

  8. Per maggiore chiarezza le frecce aggiunte segnalano i siti descritti nella didascalia. La COX-2 è molto simile come struttura (v. altre diapositive esplicative semplificate)

  9. Struttura degli enzimi cicloossigenasici (PGH2 sintetasi o COX) 4eme 3cat 7Tyr385 5iodo 6 Tyr355, Arg120, Glu524 2MBD 1EGF L.J. Marnett et al., J Biol Chem, 274, 22903-22906, 1999

  10. Struttura degli enzimi cicloossigenasici (PGH2 sintetasi o COX) • Fig. 2.  Subunit structure of COX-1. Each COX subunit comprises three domains, an epidermal growth factor domain (yellow 1), a membrane-binding domain (lavender 2), and a catalytic domain (blue cyanite 3). The catalytic domain contains the cyclooxygenase active site and the peroxidase active site separated by the heme prosthetic group (red 4). In the present structure, the cyclooxygenase active site is occupied by a molecule of iodosuprofen (lime 5). Arg-120, Tyr-355, and Glu-524 comprise a H-bonding network that introduces a constriction at the base of the cyclooxygenase active site. They are depicted in gold (6). The volume beneath this constriction is termed the lobby and is bordered on three sides by the membrane-binding domain. The catalytically important Tyr-385 residue is depicted in white (7). The peroxidase active site is at the top of the protein in this drawing and is visible as the wide opening to the heme prosthetic group. L.J. Marnett et al., J Biol Chem, 274, 22903-22906, 1999

  11. Struttura degli enzimi cicloossigenasici (PGH2 sintetasi o COX) H. Feng, Nat Struct Biol 2000;7:448

  12. Struttura degli enzimi cicloossigenasici (PGH2 sintetasi o COX) • Gli enzimi (qui visto lateralmente è la PGH2 o COX-2) sono omodimeri ancorati alle membrane degli organuli interni delle cellule (compreso la membrana nucleare); la freccia indica il canale idrofobico attraverso il quale l’ac. arachidonico raggiunge il sito catalitico dell’enzima (eme, Tyr 385)

  13. COX-1 71 kDa, ~600 a.a. Purificato nel 1976, clonato nel 1988 Substrato: acido arachidonico COX-2 71 kDa, ~600 a.a. Identificato e clonato intorno al 1991 Substrato: acido arachidonico ed altri acidi grassi Alcune caratteristiche COX-1 & COX-2 63% di omologia, simile affinità per l’acido arachidonico From J. Vane et al., Ann. Rev: Pharmacol Tox., 1998, 38: 97-120

  14. FitzGerald and Loll, JCI, 2001, Volume 107, 1335-1338

  15. Goodman & Gilman’s, 2001 (Per le formule di struttura delle molecole si rimanda al libro di testo)

  16. Basi storiche La storia dei farmaci antinfiammatori comincia 3500 anni fa con l’uso antico di decotti di piante (salice, mirto). 1500 a.C. Gli Egiziani usavano decotti di mirto per i dolori. 400 a.C. Ippocrate usava estratti di corteccia di salice per i dolori del parto. 30 d.C.Celso (De re medica) descrive i 4 sintomi dell’infiammazione: rubor, calor, tumor e dolor ed indica l’estratto di salice per risolverli. 100 d.C.Plinio il giovane, Dioscoride riportano l’uso di derivati del salice e 200 d.C. Galeno descrive la functio lesa

  17. Basi storiche I trial clinico: Il 2 Giugno 1763 il Reverendo Edmund Stone Chipping Norton, Oxfordshire illustra i suoi risultati alla Royal Society: “I have no other motives for publishing this valuable specific, than that it may have a fair and full trial in all its variety of circumstances and situations, and that the world may reap the benefits accurring from it.”

  18. Basi storiche • Felix Hoffmann first made acetylsalicylic acid, better known today as aspirin, to ease his father’s arthritis. However, aspirin’s history begins long before Hoffmann’s work with it while he was a chemist at Bayer. • Hoffmann rediscovered an old formula from a French chemist, and he spent time on developing and testing aspirin to promote its use. Felix Hoffman

  19. Basi storiche In 1971, Dr. John Vane, published in Nature is studies on the action mechanism of Aspirin. 1982Dr. Vane would win the Nobel Prize in Medicine for his work in this respect. 1927-2004

  20. 100 80 60 40 20 1.0 0.1 10 100 1000 Inibizione della sintesi delle prostaglandine da parte di farmaci aspirino-simili Indomethacin Aspirin Inhibition (%) Salicyclic acid Log concentration (mg/ml) Vane JR. Nature New Biol. 1971; 231, 232-5

  21. FANS non selettivi Inibizione delle COX da parte dei FANS COX-2 COX-1 Tyr 385 Tyr 385 Side pocket Arg 120 Arg 120 Isoleu 523 Acido arachidonico non riesce ad entrare nel sito catalitico delle COX

  22. 1a generazione dei FANS C5H6 COOH N CH3 O OOCCH3 N NaSO3CH2N CH3 Aspirina F. Hoffman CH3 Dipirone Knorr, 1883 CH3CONH OH Paracetamolo J.Hopkins University 1877 Von Mehring 1893

  23. Marra D.E & Liao JK- Trends Cardiovasc Med. 2001;11:339-44 Activation of NF-kB. Pro-inflammatory and proliferative stimuli activate NF-kB via activation of IkB kinase (IKK). IKK phosphorylates IkB, leading to its degradation and subsequent translocation of NF-kB into the nucleus.

  24. Il paracetamolo • E’ un analgesico, un ottimo antipiretico, ma non è un antiinfiammatorio • Sembra inibire l’enzima COX-3, presente soprattutto a livello centrale

  25. Inibitori selettivi COX-3 COX-2 COX-1 COX-3 COX-2 COX-1 COX-3 Chandrasekharan et al., PNAS, 99, 13926-13931,2002

  26. Chandrasekharan NV, ….& Simmons DL. - COX-3, a cyclooxygenase-1 variant inhibited by acetaminophen and other analgesic/antipyretic drugs: cloning, structure, and expression. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 99:13926-31.

  27. IC50, µM IC50, µM

  28. 2a generazione dei FANS 1960-1970 CH3 (CH3)2CHCH2 CHCOOH Acido arilpropionicoIbuprofene Acido arilaceticoDiclofenac Acido antranilicoFenamati Derivati indoliciIndometacina

  29. 3a generazione dei FANS 1980 Piroxicam Lornoxicam Tenoxicam

  30. 4a generazione dei FANS 1995-2000 Rofecoxib Celecoxib 1980-1990 Meloxicam Nimesulide

  31. Struttura della COX-2 Tyr 385 Val 523 Side pocket Arg 120 Hawkey C.J. Lancet 353; 307-314, 1999

  32. Basi molecolari Struttura molecolare delle COX COX-1 COX-2

  33. A view of the "side pocket" found at the side of the COX-2 active site. The COX-2–selective inhibitor SC-558 Celecoxib SC-558 Celecoxib FitzGerald and Loll, JCI, 2001, Volume 107, 1335-1338

  34. 4-[5-(4-methylphenyl)-3-(trifluoromethyl)-1H-pyrazol-1-yl]benzenesulfonamide, 4-[4-(methylsulfonyl)phenyl]-3-phenylfuran-2(5H)-one

  35. IC50 di FANS per COX-1 e COX-2 COX-1COX-2Ratio mMCOX2/1 Non selettivi Piroxicam 0.0005 0.3 600 ASA 1.67 278 166 Indometacina 0.028 1.68 60 Diclofenac 1.57 1.1 0.7 Meloxicam 48 0.43 0.09 Selettivi Nimesulide 9.2 0.52 0.06 Celecoxib 15 0.04 0.003 Rofecoxib >1000 0.08 0.0001

  36. La IC50 per la COX-1 è valutata come inibizione della produzione di TXB2 in piastrine isolate dal sangue umano e per la COX-2 come produzione di PGE2 dopo induzione dell’enzima con LPSnelle cellule bianche ottenute dallo stesso campione biologico

  37. Selettività di diversi FANS per la COX-2

  38. Posologia e parametri farmacocinetici di alcuni FANS Dose Assorbimento legame volume % t/2 Elimin (mg/die) p.os % proteine distr. Metabol (h) ASA 2000/4000 90 50 0.15 100 1 rene(80) Indmetacina 50/150 98 90 0.30 85 3 rene(70) Diclofenac 75/150 99 99 0.17 85 2 rene(75) Naproxene 250/750 98 99 0.16 90 10 rene(94) Piroxicam 20 70 99 0.15 90 45 rene(90) Nabumetone 2000/4000 90 99 0.11 100 23 rene(80) Nimesulide 200/400 90 90 0.33 95 4 rene(75) Meloxicam 7.5/15 98 95 -- 99 20 rene(50) Rofecoxib 12.5/25 93 87 -- 99 17 bile(99) Celecoxib 50/400 91 97 -- 99 11 bile(60)

  39. Indicazioni terapeutiche dei FANS • Stati infiammatori delle articolazioni, dei tessuti molli, ect. • Artriti, osteoartriti, artrosi (trattamento sintomatico) • Dolore postoperatorio e terminale in associazione agli oppioidi • Mal di testa • Dismenorrea • Antipiretici negli stati febbrili • Chiusura del dotto arterioso di Botallo • Attacco gottoso acuto • L’ASA è usato come antiaggregante e nella prevenzione primaria e secondaria dell’IMA

  40. Recenti indicazioni terapeutiche dei FANS • Poliposi familiare del colon, carcinoma del colon retto, tumori testa-collo in associazione alla radioterapia (Coxib); queste molecole sono anche in studio per altre neoplasie • Prevenzione e progressione del morbo di Alzheimer (?)

  41. Effetti collaterali dei FANS • Dispepsia, gastrite, ulcere gastriche e sanguinamento gastrointestinale • Ritenzione idrosalina, edema e diminuzione della funzionalità renale fino ad insufficienza renale e nefrotossicità • Angioedema, orticaria e rinite • Asma • Epatotossicità (rara)

  42. U.S. Mortality Data for Seven Selected Disorders in 1997. M. M. Wolfe, et al.,N.E.J.M., 340, 1888-1899, 1999

  43. Goodman & Gilman’s, 2001

  44. Annualized Incidence of Upper Gastrointestinal Tract Ulcer Complications Alone and With Symptomatic Gastroduodenal Ulcers • Numbers above bars indicate events per patient-years of exposure. NSAIDs indicates nonsteroidal anti-inflammatory drugs E. Silverstein, et al., CLASS Celecoxib Long-term Arthritis Safety Study. JAMA284 (2000), pp. 1247–1255

  45. E. Silverstein, et al., CLASS Celecoxib Long-term Arthritis Safety Study. JAMA284 (2000), pp. 1247–1255

  46. Cumulative incidence of discontinuation due to gastrointestinal adverse events. • Top. The incidence among the overall study sample. Bottom. The incidence among patients who used low-dose aspirin. For both parts, Kaplan-Meier curves display the time course of cumulative incidence of discontinuations due to gastrointestinal adverse events by treatment group. Lisse et al., Ann Intern Med. 139, 539-546, 2003

More Related