Anti Virot Ici

ANTIVIROTICI

Virusi i virusna oboljenja

� Unutarstanični mikroorganizmi

� Iskorištavaju domaćina za preživljavanje i razmnožavanje

� Inficiraju� Bakterije

Biljke� Biljke

� Životinje

� Čovjeka

� Prenošenje virusa� Zrak

� Životinje i insekti

� Fizički kontakt

� Voda i hrana

Povijest virusnih bolesti

� Velike boginje

� Epidemije gripe

� Španjolska gripa

� Afrika – epidemija ebole� Afrika – epidemija ebole

� AIDS

� Kokošja gripa, svinjska gripa

Građa virusa

� Nukleokapsida� Jezgra

� Nukleinska kiselina � DNA

� Dvolančana ili kružna� RNA� RNA

� Jednolančana� Proteinska ovojnica (kapsida)� Enzimi

� RNA-polimeraza, reverzna transkriptaza, integraza.....� Proteinski matriks i lipidna ovojnica

� Virusi jednostavne građe� Nukleokapsida

� Virusi složene građe� Nukleokapsida + proteinski matriks + lipidna ovojnica

Životni ciklus virusa

� Adsorpcija� Specifično vezanje virusnih proteina/glikoproteina s receptorima na

površini stanice u koju virus želi ući

� Penetracija� Direktni prolazak nukleokapside kroz membranu napadnute stanice� Fuzija virusne lipidne ovojnice sa staničnom membranom i otpuštanje � Fuzija virusne lipidne ovojnice sa staničnom membranom i otpuštanje

nukleokapside u stanicu� Endocitoza i otpuštanje nukleokapside u lizosomima

� Razgradnja kapside� Replikacija, transkripcija, translacija� Tvorba i sastavljanje virusne kapside� Izlazak virusa iz stanice

Metisazon

� Prvi učinkoviti antivirotik

� Liječenje velikih boginja u 60-tim godinama

� Napušten s eradikacijom bolesti (cjepivo!)

� Ponovno se istražuje – bioterorizam!� Ponovno se istražuje – bioterorizam!

N

O

CH3

N NH

NH2S

METISAZON

Antivirotici

� Kod bolesti za koju ne postoji učinkovito cjepivo

� Kada je već došlo do infekcije

� Problem kod liječenja virusnih infekcija:

� Virus je u stanici skriven od imunološkog odgovora � Virus je u stanici skriven od imunološkog odgovora organizma i lijekova

� Puno manje potencijalnih meta lijekova u odnosu na razvoj lijekova za bakterijske infekcije

� Razvoj genomike olakšava razvoj antivirotika

� Moguće je karakterizirati genom svakog virusa

� Identificirati proteine virusa – mete lijekova

� Genetičko inženjerstvo � Genetičko inženjerstvo

� Umetanje virusnih gena u bakterijsku stanicu

� Proizvodnja velikih količina potrebnog virusnog proteina

Virusni proteini − dobre mete an$viro$ka

� Virusni proteini važni za životni ciklus virusa� Inhibicija/uništenje proteina ima značajan učinak na

infekciju

� Imaju malo sličnosti s ljudskim proteinimaDobra selektivnost i minimalne nuspojave� Dobra selektivnost i minimalne nuspojave

� Zajednički su različitim virusima� Moguće je razviti lijek širokog antivirusnog djelovanja

� Važni su za rane stadije životnog ciklusa virusa� Njihova inhibicija smanjuje šanse nastanka simptoma i

širenja virusa

Podjela antivirotika

� Lijekovi koji djeluju na DNA viruse� Herpes simpleks 1 i 2

� Citomegalovirus

� Varicella-zoster virus

Lijekovi koji djeluju na RNA viruse� Lijekovi koji djeluju na RNA viruse� HIV

� Virus gripe

� Virus hepatitisa C

� Antivirotici širokog spektra djelovanja� Različiti DNA i RNA virusi

Inhibitori virusne DNA-polimeraze

Inhibitori polimerizacije tubulina

LIJEKOVI KOJI DJELUJU NA DNA VIRUSE


Antisense terapija

Inhibitori fuzije

Inhibitori virusne DNA-polimeraze

� Enzim koji katalizira povezivanje deoksinukleotida u DNA lanac

� Aciklovir� Prolijekovi valaciklovir i desciklovir

� GanciklovirProlijek valganciklovir� Prolijek valganciklovir

� Penciklovir� Prolijek famciklovir

� Cidofovir� Jodoksuridin� Trifluridin� Vidarabin� Foskarnet

� Ista purinska baza kao dGTP

� Nedostaje kompletni šećer

Aciklovir

N

OO

HN

N N

N

H2N

OPPP

DEOKSIGVANOZIN-TRIFOSFAT

ACIKLOVIR

HN

N N

N

H2N

OHO

O

OH

Sinteza aciklovira

Cl

O

HOOH

+(C2H5)3N O

O

OHHCHO

HCl

benzoil-klorid 1,2-etandiol

O

O

O Cl

A

N

N NH

N

O

H2N

1. ((CH3)3Si)2NH

2. A/(C2H5)3N

N

N N

N

O

H2N

OO

O

NH3

MeOH

N

N N

N

O

H2N

OHO

GVANIN ACIKLOVIR

Aktivacija prolijeka

� Aciklovir = prolijek!

HN

N N

N

O

H N

staničnatimidin-kinaza HN

N

N

O

staničnatimidilat-kinaza

HN

N N

N

O

H N

XN NH2N

OHO

aciklovir (prolijek)

virusnatimidin-kinaza

N NH2N

OO

P

timidilat-kinaza N NH2N

OO

PP

HN

N N

N

O

H2N

OO

PPP


ACIKLOVIR-TRIFOSFAT

Selektivna aktivacija u inficiranim stanicama

Selektivno djelovanje aciklovira

� Slabi supstrat za staničnu timidin-kinazu

� Dobar supstrat za virusnu timidin-kinazu

� 50 puta selektivniji prema virusnoj DNA-polimerazi � 50 puta selektivniji prema virusnoj DNA-polimerazi u odnosu na staničnu DNA-polimerazu

� Manje toksičan u odnosu na starije lijekove

Mehanizam djelovanja

� Inhibitor DNA-polimeraze

� Zbog strukturne sličnosti s dGTP-om

� DNA-polimeraza katalizira vezanje aciklovir-trifosfata u rastući DNA lanacrastući DNA lanac

� Šećer aciklovira je nekompletan

� Nema OH skupine na položaju 3’

� DNA lanac se ne može produljiti

� TERMINATOR LANCA

Upotreba aciklovira

� Herpes simpleks 1 i 2

� Nije učinkovit protiv svih tipova virusa

�Mutacije virusa

�β-podporodica ima timidin-kinazu koja ne može �β-podporodica ima timidin-kinazu koja ne može fosforilirati lijek

� Varicella-zoster virus

� Sistemska i topička primjena

Aciklovir i prolijekovi

� Nedostaci aciklovira

� Slaba topljivost u vodi

� Slaba oralna bioraspoloživost

O

ACIKLOVIR

HN

N N

N

O

H2N

OHO

HN

N N

N

O

H2N

OO

N

N N

N

H2N

OHO

VALACIKLOVIR

DESCIKLOVIR

H3C

OCH3

NH2

Valaciklovir

� Ester L-valina i aciklovira → prolijek

� Bolja apsorpcija od aciklovira iz probavnog trakta

� Koristi transportne proteine za dipeptide u stijenkicrijevacrijeva

� Nakon apsorpcije hidroliza u aciklovir

� Infekcija varicella-zoster virusom HN

N N

N

O

H2N

OOH3C

OCH3

NH2

Desciklovir

� Bolja topljivost u vodi zbog nedostatka karbonila u položaju 6 purinskog prstena

� Djelovanjem ksantin-oksidaze prelazi u aciklovir

� Toksičniji od aciklovira, ograničena upotreba� Toksičniji od aciklovira, ograničena upotreba

N

N N

N

H2N

OHO

Ganciklovir

� Analog aciklovira s dodatnom

hidroksimetilenskom skupinom

� Aktivan protiv α- i β-podporodice herpes virusa

� Toksičniji od aciklovira

HN

N N

N

O

H2N

ORO

HO Valganciklovir R=ValGanciklovir R=H

� Toksičniji od aciklovira� Ganciklovir-trifosfat je supstrat za staničnu DNA-polimerazu

� Inkorporira se u staničnu DNA

� Infekcije citomegalovirusom (CMV)� CMV nema timidin-kinazu – aciklovir se ne može koristiti!

� Stanične kinaze fosforiliraju ganciklovir

� Valganciklovir� Uveden zbog slabe oralne bioraspoloživosti ganciklovira

Penciklovir i famciklovir

� Famciklovir – manje polaran zbog esterifikacije OH skupina, bolja p.o. apsorpcija

NN

NN

esterazealdehid

oksidazaHN

N

O

virusnatimidin-kinaza

N NH2N

H3CCOO

H3CCOO

N NH2N

HO

HO

esteraze oksidaza

N NH2N

HO

HO

timidin-kinaza

HN

N N

N

O

H2N

O

HO

P

HN

N N

N

O

H2N

O

HO

PPP


FAMCIKLOVIRPENCIKLOVIR

jetra

Upotreba

� Penciklovir

� Jednak spektar djelovanja kao aciklovir

� Snažnije, brže i dulje djelovanje od aciklovira

� Intravenska i topička primjena � Intravenska i topička primjena

� Famciklovir

� Lipofilniji lijek

�Bolja oralna bioraspoloživost

Cidofovir

� Neki virusi nemaju timidin-kinazu� Ne može doći do prve fosforilacije u monofosfat

� Fosfonometilenska skupina = bioizoster fosfatne skupine� Nije podložna enzimskoj hidrolizi

� Nije potrebna timidin-kinaza za aktivacijuNije potrebna timidin-kinaza za aktivaciju� Stanične kinaze kataliziraju iduće dvije fosforilacije

N

N

NH2

O

OPHO

OHO

HO

fosfonometilenska skupina

N

N

NH2

O

O

OH

OP

HO

OHO

fosfatnaskupina

dCMPCIDOFOVIR

Izoster i bioizoster

� Izosteri

� Atomi/skupine atoma koji imaju istu valenciju i slična kemijska ili fizička svojstva

� Primjeri:

CH , NH , OH� CH3, NH2, OH

� CH2, NH, O

� Bioizosteri

� Skupine koje se moge koristiti umjesto nekih drugih skupina

� Biološka aktivnost molekule je nepromijenjena

Upotreba cidofovira

� Širok spektar djelovanja

� Selektivnost prema virusnoj DNA-polimerazi

� Retinitis (CMV)

� Nedostaci cidofovira

� Jako hidrofilna molekula

�Slaba oralna bioraspoloživost

� Toksičan za bubrege

�Primjena uz probenecid

Jodoksuridin

� Dobar supstrat za virusnu i za staničnu timidin-kinazu� Manja selektivnost = toksičniji

� Analog uracila/deoksitimidina/deoksiuridina

� Mehanizam djelovanjaJodoksuridin-trifosfat inhibira virusnu DNA-polimerazu i � Jodoksuridin-trifosfat inhibira virusnu DNA-polimerazu i timidilat-sintazu

� Primjena – herpes keratitis HN

N

O

O

I

O

OH

HO

Trifluridin

� Dobar supstrat za virusnu i za staničnu timidin-kinazu

� Manja selektivnost = toksičniji

� Analog timina/deoksitimidina

� Lijek izbora za liječenje herpes keratitisa O� Lijek izbora za liječenje herpes keratitisa

� Djelotvorniji od jodoksuridina HN

N

O

O

CF3

O

OH

HO

Vidarabin

� Razvijen iz prirodnog produkta morske spužve

� Šećer: arabinoza

� Analog adenina

� Sve više se zamjenjuje aciklovirom

NH2

� Sve više se zamjenjuje aciklovirom

O

OH

HO

HO

N

NN

N

Brivudin

� Analog timina (deoksitimidina)

� Infekcija varicella-zoster virusa

� Jače djelovanje od aciklovira i penciklovira

O

HN

N

O

O

O

OH

HO

Br

Foskarnet

� Inhibitor virusne DNA-polimeraze

� Nije prolijek

� Nije selektivan; toksičan

� Jako polaran – teško prolazi stanične membrane� Jako polaran – teško prolazi stanične membrane

� Terapija infekcija HSV i VZV rezistentnih na aciklovir

� Terapija retinitisa (CMV)

P

O

HO COOH

OH


� Podofilotoksin

� Genitalne bradavice uzrokovane papilomavirusima

� Topička primjena: gel, otopina, kremaOH

O

O

O

O

OH

OCH3

OCH3

H3CO

Antisense terapija

� Korištenje oligonukleotida radi blokiranja mRNA

� Inhibicija sinteze proteina

� mRNA molekula s poznatom primarnom sekvencom

� Sinteza oligonukleotida s komplementarnim nukleinskim� Sinteza oligonukleotida s komplementarnim nukleinskimbazama za jedan mali dio mRNA

� Antisense nukleotid

� Prepoznaje komplementarni dio mRNA

� Sparivanje baza i nastajanje dupleksa

� Onemogućena je translacija i sinteza proteina

Princip djelovanja antisense nukleotida

DNA

antisenseoligonukleotid

PROTEIN

mRNA

transkripcija translacijaoligonukleotid

dupleks

X

Fomivirsen

� Jedini antisense oligonukleotid u terapiji

� 21 nukleotid s fosforotioatnom okosnicom

� Jedna OH skupina fosfata zamijenjena SH skupinom

� Povećana metabolička stabilnost� Povećana metabolička stabilnost

� Spriječena translacija i sinteza virusnih proteina

� Upotreba

� Intraokularna injekcija

� Retinitis (CMV) kod oboljelih od AIDS-a

Dokozanol

� Zasićeni masni alkohol

� CH3(CH2)21OH

� Inhibira fuziju stanice domaćina i virusa

� Herpes simpleks virus, topička primjena� Herpes simpleks virus, topička primjena

Lijekovi koji djeluju na virus HIV-a

Lijekovi koji djeluju na virus gripe

LIJEKOVI KOJI DJELUJU NA RNA VIRUSE


Lijekovi koji djeluju na virus hepatitisa C

AIDS

� Stečeni sindrom imunodeficijencije

� Virus HIV-a napada CD4 T-limfocite zbog čega je imunološki sustav organizma oslabljen� Oportunističke infekcije

Karcinomi� Karcinomi

� Encefalopatija

� HIV-1: SAD, Europa, Azija

� HIV-2: Afrika

Virus HIV-a

Replikacija virusa HIV-a (I)

� Vezanje gp120 na transmembranski protein CD4 na T-limfocitima� Konformacijske promjene gp120

� Vezanje na CCR5- i CXCR4-receptore na T-limfocitu� Odstranjivanje gp120� Vezanje virusa na T-limfocit preko gp41 � Vezanje virusa na T-limfocit preko gp41 � Fuzija

� Nukleokapsida virusa ulazi u stanicu� Razgradnja kapside djelovanjem proteaze� Otpuštanje RNA i enzima u T-limfocit

� Reverzna transkriptaza koristi virusnu RNA za sintezu proviralne DNA

� Integraza katalizira umetanje proviralne DNA u staničnu DNA

Replikacija virusa HIV-a (II)

� Transkripcija → virusna RNA

� Ugradnja u nukleokapsidu virusa

� Translacija → 3 nefunkcionalna proteina

� Glikoproteini gp120 i gp41� Glikoproteini gp120 i gp41

� Proteaza

� RT, integraza i virusni strukturni proteini

� Formiranje nukleokapside s virusnim enzimima

� Izlazak virusa iz stanice

Lijekovi koji djeluju na virus HIV-a

� Inhibitori virusne reverzne transkriptaze (RT)

� Nukleozidni inhibitori reverzne transkriptaze (NRTI)

� Nenukleozidni inhibitori reverzne transkriptaze (NNRTI)

� Inhibitori proteaze� Inhibitori proteaze

� Inhibitori integraze

� Inhibitori fuzije

� Antagonisti CCR5-receptora

Anti-HIV terapija

� Najveći problem kod terapije je brza mutacija virusa

� Rezistencija na lijekove

� Lijekovi ne mogu izliječiti infekciju, ali drže ju pod kontrolom i značajno produljuju život

� Terapija: kombinacija više lijekova

� HAART = highly active antiretroviral therapy

� Inhibitor proteaze + inhibitor RT

� Inhibitor proteaze + inhibitor proteaze

� 2 NRTI + inhibitor proteaze

� NRTI + 2 inhibitora proteaze

� NNRTI + 2 NRTI

Idealan anti-HIV lijek

� Visoki afinitet prema meti u vrlo niskim koncentracijama

� Sprječava replikaciju i širenje virusa

� Mali afinitet za slične mete u stanici

� Siguran, dobre tolerancije

Aktivan prema širokom spektru izoliranih varijanti virusa� Aktivan prema širokom spektru izoliranih varijanti virusa

� Sinergističko djelovanje s drugim anti-HIV lijekovima

� Kompatibilan s lijekovima koji se koriste za liječenje drugih infekcija

� Prisutan u terapijskim koncentracijama i u stanici i u cirkulaciji

� Može prijeći krvno-moždanu barijeru

� Oralna primjena, što manje dnevnih doza

� Jeftin, zbog dugotrajne primjene

Nukleozidni inhibitori RT (NRTI)

� Zidovudin

� Didanozin

� Lamivudin

� Emtricitabin

� Dobra oralna bioraspoloživost

� Emtricitabin

� Abakavir

� Stavudin

� Zalcitabin

� Tenofovir dizoproksil

bioraspoloživost

� p.o. primjena

� Djeluju na HIV-1 i HIV-2

� Dosta toksični

Reverzna transkriptaza HIV-a

� DNA-polimeraza

� Inhibitori ne smiju imati učinak na staničnu

DNA-polimerazu

� NRTI su prolijekovi� NRTI su prolijekovi

� Aktivacija: 3 uzastopne fosforilacije

� Stanični enzimi

� Virus HIV-a nema kinazu za aktivaciju lijekova

Zidovudin (azidotimidin, AZT)

� Prvi lijek odobren za terapiju AIDS-a

� Analog dT

� 3’ šećera → azidna skupina

HN

N

O

O

CH3

HO� 3’ šećera → azidna skupina

� Mehanizam djelovanja

� Aktivacija fosforilacijom u AZT-trifosfat

� Inhibicija RT

� Supstrat za RT – inkorporacija u rastući DNA lanac uzrokuje terminaciju lanca

� Ozbiljne nuspojave: anemija

O

N3

HO

Sinteza zidovudina

HN

N

O

O

CH3

O

TrO

HN

N

O

O

CH3

O

TrO

HN

N

O

O

CH3

O

HO

TrCl CH3SO2Cl LiN3

HN

N

O

O

CH3

O

N3

HO

OMsOHOH

ClTrCl =

Ms = CH3SO2

HN

N

O

O

CH3

O

N3

TrOHCl

ZIDOVUDIN

Didanozin

� Aktivacija:

� Konverzija hipoksantin → adenin

� 3 fosforilacije

� Toksičnost: gušterača

O

HON

NHN

N

O

O

ON

NN

N

NH2

PPP

DIDANOZIN 2',3'-DIDEOKSIADENOZIN-TRIFOSFAT

HIPOKSANTIN ADENIN

Lamivudin i emtricitabin

� Analozi deoksicitidina

� Atom ugljika na 3’ zamijenjen atomom sumpora

� Selektivnije djelovanje na RT

� Manje toksični od zidovudina� Manje toksični od zidovudina

� Lamivudin – AIDS, hepatitis B

N

N

NH2

O

R

S

O

HO

EMTRICITABIN (R = F)

LAMIVUDIN (R = H)

Stavudin

� Analog timina

� Brojne nuspojave

� Nije više lijek izbora u zapadnim zemljama

HN

N

O

O

CH3

O

HO

Zalcitabin

� 2’,3’-dideoksicitidin

� Djeluje i na virus hepatitisa B

� Dugoročno toksičan, rijetko se koristi

N

N

NH2

O

O

HO

Tenofovir dizoproksil

� Prolijek nukleotida (monofosfata)

� Fosfatna skupina zaštićena s 2 estera

� In vivo hidroliza

� Ostaje u inficiranim stanicama dulje od ostalih NRTI� Ostaje u inficiranim stanicama dulje od ostalih NRTI

� Doziranje: 1x dnevno

� Toksičnost: bubreziN

N N

N

CH3

OPO

O

NH2

O

O

O

O

O

O

O

H3C

CH3

H3C

CH3

Abakavir

� Jedini analog dG

� Terapija AIDS-a kod djece u kombinaciji s inhibitorom proteaze

O

HON

NN

N

NH

H2N

Nenukleozidni inhibitori RT

� 1. generacija

� Nevirapin

� Delavirdin

� Efavirenz� Efavirenz

� 2. generacija

� Etravirin

� Rilpivirin

Mehanizam djelovanja

� Nisu prolijekovi

� Hidrofobne molekule

� Vezu se na hidrofobno alosteričko vezno mjesto

� Nekompetitivni, reverzibilni inhibitori� Nekompetitivni, reverzibilni inhibitori

� Alosteričko vezno mjesto je uz mjesto vezanja supstrata

� Vezanje NNRTI rezultira zaključavanjem susjednog mjesta vezanja supstrata u inaktivnu konformaciju

� Brza rezistencija zbog mutacije u veznom mjestu za NNRTI

� Kombinacija s NRTI

� Vežu se na isti enzim, ali na različita mjesta� Vežu se na isti enzim, ali na različita mjesta

� Usporedba s NRTI

� Veća selektivnost za RT nego za staničnu DNA-polimerazu

� Manje toksični, manje nuspojava nego NRTI

� Djeluju samo na RT HIV-1

Nevirapin, efavirenz i delavirdin

NN NO

HN

Cl

O

CF3EFAVIRENZ

NHCH3

O

NEVIRAPIN

HN

NH

SH3C

OO

O

N

N

N

HN

CH3

CH3

DELAVIRDIN

EFAVIRENZ

2. generacija NNRTI

� Potreba za lijekovima koji su aktivni i prema rezistentnim sojevima virusa

� Derivati diaminopirimidina

� Fleksibilne molekule → postojanje u više konformacija

Mogu promijeniti način vezanja u slučaju mutacije RT� Mogu promijeniti način vezanja u slučaju mutacije RT

� Jače i dulje djelovanje, manje nuspojavaNC

NH

N

N

O

H3C CH3

CN

NH2

Br

ETRAVIRIN

CH3

HN

N

NHN

CN

CH3

NC

RILPIVIRIN

Inhibitori HIV-proteaze (PI)

� HIV-proteaza� Razgradnja nukleokapside nakon penetracije u stanicu� Hidroliza nefunkcionalnog peptida nastalog translacijom

� RT, integraza i strukturni proteini

� SakvinavirNisu prolijekovi

� Sakvinavir� Ritonavir� Lopinavir� Indinavir� Nelfinavir� Amprenavir

� Fosamprenavir� Darunavir� Atazanavir� Tipranavir

� Nisu prolijekovi� Ne moraju se aktivirati

� Monoterapija: rezistencija� Kombinacija s NRTI

� Pojačavanje antivirusnog djelovanja

� Sporiji razvoj rezistencije

Enzim HIV-proteaza

� Aspartil-proteaza� Katalizira hidrolizu peptidne veze

� 2 L-Asp u aktivnom mjestu ključne za aktivnost enzima

� Simetrični dimer od 2 identična proteinska lancaSupstrat se veže na 8 mjesta na enzimu� Supstrat se veže na 8 mjesta na enzimu� S1-S4 na jednoj podjedinici

� S1’ -S4’ na drugoj podjedinici

� Razlika u odnosu na proteaze sisavaca� Proteaze sisavaca nisu simetrične

� Drugačija građa aktivnog mjesta

� HIV-proteaza hidrolizira peptidnu vezu između Pro i aromatskih AK� Osnova većine lijekova je dipeptid između Pro i Phe

Problem kod dizajniranja PI

� PI su dizajnirani na temelju peptida� Peptidni lijekovi

� Loša p.o. apsorpcija� Osjetljivost na metaboličke reakcije � Brzo izlučivanje

Ograničeno prodiranje u CNS� Ograničeno prodiranje u CNS� Vezanje za proteine plazme

� Razlozi: � Velika Mr

� Slaba topljivost u vodi� Peptidne veze osjetljive na hidrolizu

� Dobar lijek mora imati smanjen peptidni karakter� Jako inhibitorno djelovanje i poboljšane farmakokinetičke parametre

Dizajniranje inhibitora HIV-proteaze (I)

� Reakcija hidrolize amidne veze

N

O

N

HO OHH2O

NH

NH

OH

O

H2N+

PRIJELAZNO STANJE

Dizajniranje inhibitora HIV-proteaze (II)

� Supstrat u prijelaznom stanju se jače veže za enzim od samog supstrata ili produkta

� Inhibitor prijelaznog stanja se također jače veže za enzim od supstrata/produkta

� Prijelazno stanje supstrata je nestabilno

� Hidroliza uz nastajanje produkata

� Inhibitori prijelaznog stanja su stabilni

� Nema hidrolize

� Inhibiraju enzim

Dizajniranje inhibitora HIV-proteaze (III)

� Izosteri prijelaznog stanja

� Sadrže tetraedarski centar prijelaznog stanja

� Stabilni na hidrolizu

� Najpogodniji je hidroksietilamin� Najpogodniji je hidroksietilamin

� Stereokemija: R konfiguracija

N

OH

*

Dizajniranje inhibitora HIV-proteaze (IV)

� Dizajniranje lijeka na temelju prirodnog supstrata enzima (peptida)� Prirodni supstrat

� Veže se na sva vezna mjesta na enzimu (S1-S4, S1’-S4’)

� Lijek� Lijek� Ako zauzima sva mjesta molekula je prevelika, ima veliku

Mr i slabu oralnu bioraspoloživost

� Današnji lijekovi zauzimaju S1 i S1’ mjesta� Različito vezanje za S2/S3 ili S2’/S3’ vezna mjesta na

enzimu

Prva generacija PI - sakvinavir

� Prvi PI na tržištu – 1995.

� 100x selektivniji prema HIV-proteazi nego prema humanim proteazama

� Vezanje na većinu veznih mjesta na enzimu

Velika M i snažni peptidni karakter� Velika Mr i snažni peptidni karakter� Slaba oralna bioraspoloživost – 4%

� Vezanje za proteine plazme – 98%

� Uzimanje velikih doza lijeka

� Rezistencija – 45% u tijeku 1 godine� Usporeno ako se kombinira s NRTI/NNRTI

Sakvinavir i mjesta vezanja na HIV-proteazu

N OH

O

N

CH3

H3C CH3

S3

S2'

S1

HN

NH

N

OCONH2

OH

H NH

vezanje za Asp u aktivnom mjestu enzima

IZOSTER PRIJELAZNOG STANJA

S2S1'

Ritonavir i lopinavir

� Razvijeni na temelju spoznaja o simetričnoj građi HIV-proteaze

� Lijekovi – simetrični inhibitori

� Veća selektivnost za virusnu proteazu nego za humane � Veća selektivnost za virusnu proteazu nego za humane proteaze

� Peptidaze ih manje prepoznaju kao supstrate

� Povećana oralna bioraspoloživost

“Simetrična” struktura ritonavira i lopinavira

NHN

NH

HN O

S

N

H3C

H3C

CH3

O

O OH

O

S

N

RITONAVIR

OCH3H3C

O

NNH

HN

CH3H3C

O OH

O

O

H3C

CH3O

HN

LOPINAVIR

Ritonavir

� Selektivan prema HIV-proteazi

� Bolja bioraspoloživost od drugih PI

� Unatoč velike Mr, peptidnog karaktera i vezanja za proteine plazmeplazme

� Veća stabilnost na metaboličke reakcije

� Supstrat i inhibitor CYP3A4 enzima

� Inhibira svoj metabolizam i metabolizam drugih lijekova

� Interakcije lijekova

� Štiti od metaboličke razgradnje druge PI!!!

� Produljeno djelovanje i viša koncentracija u plazmi

� Kombinacije u terapiji AIDS-a

Lopinavir

� Aktivan protiv sojeva virusa resistentnih na ritonavir

� Upotreba

� Fiksna kombinacija s ritonavirom u 1 kapsuli� Fiksna kombinacija s ritonavirom u 1 kapsuli

� Ritonavir služi kao inhibitor CYP3A4 enzima preko kojeg se lopinavir razgrađuje

Noviji lijekovi….

� Povećana topljivost u vodi

� Smanjen peptidni karakter lijeka i Mr

� Dizajniranje inovativnih skupina koje mogu zauzimati S2 i S2’ vezna mjesta

� Povećana oralna bioraspoloživost� Povećana oralna bioraspoloživost

� Najnoviji PI doziraju se 1x dnevno (atazanavir) i djeluju na rezistentne sojeve HIV-virusa (darunavir, tipranavir)

� Indinavir, nelfinavir, amprenavir, fosamprenavir

� Atazanavir, darunavir, tipranavir

Ostali PI……

NN

NNH

OH

OHN

H3C CH3

CH3

O

HONH

N

OCH3

HO

S

OH

OHN CH3

CH3

CH3

INDINAVIR NELFINAVIR

O

O

HN

O

N

RO

CH3

SO2

NH2

AMPRENAVIR (R=H)FOSAMPRENAVIR (R=PO3

2-)

CH3

Ostali PI……

H3COHN

NH

N

HN

NH

OCH3

OCH3H3C

CH3

O

OH O

H3C CH3

CH3

O O

O NH

O

N

OH

CH3

S

O

O

O

H3C

CH3

NATAZANAVIR

O

CH3

O

OHH3C

SO2HNF3C

N

TIPRANAVIR

H2N

ODARUNAVIR

Inhibitori fuzije

� Inhibicija spajanja virusa i T-stanice

� Fuzija

� gp41 se veže na stanicu domaćina – 3 α-uzvojnice� gp41 se veže na stanicu domaćina – 3 α-uzvojnice

� Promjena konformacije gp41 – nastaje heksamer α-uzvojnica

� Približavanje membrana i fuzija

Mehanizam djelovanja enfuvirtida

� Enfuvirtid

� Polipeptid od 36 AK

� Tvori α-uzvojnicu te se veže na skupinu od 3 α-uzvojnice gp41

� Spriječeno je nastajanje heksamera

Fuzija

Nema fuzije

Inhibitori integraze

� Enzim koji katalizira umetanje proviralne DNA u staničnu DNA

� Raltegravir� Raltegravir

� Dolutegravir

� Elvitegravir

Raltegravir

� Diketo-enolni sustav

� Keliranje 2 Mg2+ u aktivnom mjestu enzima

Mg2+

N

N

HN

NN

OH3C

O CH3H3C

O

O

O

HN

H3C

F

H

Mg2+

Mg2+

RALTEGRAVIR

Dolutegravir i elvitegravir

O

N

NHN

FFO

OHOCH3

O

ODOLUTEGRAVIR

N

OH

O

H3C

CH3

OH

H3CO

F

Cl

O

ELVITEGRAVIR

Mg2+

Antagonisti CCR5 receptora

� Receptori na površini T-stanice

� Maravirok

� Blokira protein-protein interakcije između gp120 i CCR5 receptora CH3CCR5 receptora

HN

O

FF

N

NN

N

CH3

3

H3C

Pleriksafor

� Antagonist CXCR4 receptora

� Imunostimulator

� Terapija karcinoma

N HN

HNNH

NNH

NH HN

Gripa (influenza)

� Respiratorna bolest uzrokovana RNA virusom

� Prenosi se kapljično, zrakom

� Epitelne stanice gornjeg respiratornog trakta

� Posebno ugrožene starije osobe i pacijenti sa � Posebno ugrožene starije osobe i pacijenti sa slabim imunološkim sustavom

� Španjolska gripa, azijska gripa, hongkonška gripa, ruska gripa, kokošja gripa…

Virus gripe

� Virus influenze

� Građa

� Nukleokapsida – jednolančana RNA i RNA-polimeraza

� Proteinski matriks

� Lipidni dvosloj – porijeklom iz stanice domaćina

� 2 virusna glikoproteina

� Neuraminidaza (sijalidaza, NA) i hemaglutinin (HA)

� Ključni za prodiranje u stanicu domaćina

Replikacija virusa gripe

� Zaštitna sluz epitelnih stanica gornjeg respiratornog trakta bogata glikoproteinima i glikolipidima (GP, GL)� Terminalni šećer – sijalinska kiselina (N-acetilneuraminska kiselina)

� NA virusa hidrolizira vezu između GP/GL i sijalinske kiseline � Razgrađuje sluz� Razgrađuje sluz

� Adsorpcija virusa

� Interakcija između HA i GP na epitelnoj stanici

� Fuzija virusa i stanice

� Razgradnja nukleokapside u endosomima

� Otpuštanje RNA i RNA-polimeraze

� Sinteza virusne RNA i virusnih proteina

� Nastanak novih nukleokapsida virusa

� Izlazak virusa iz stanice pomaže NA


� Blokatori M2-ionskih kanala

� Adamantani

� Amantadin

� Rimantadin

� Inhibitori neuraminidaze

� Zanamivir

� Laninamivir

� Oseltamivir

� Peramivir

Adamantani


� Niske koncentracije

� Blokiranje M2-ionskih kanala za H+

� Visoke koncentracijeVisoke koncentracije

� Direktno povisuju pH endosoma

� Spriječeno otpuštanje nukleokapside u citoplazmu

� Problem: rezistancija

� Vežu se na specifično mjesto M2-ionskih kanala

� Rezistentni sojevi → mutacije mijenjaju građu kanala

Amantadin i rimantadin

� Virus influenze tipa A

� Amantadin toksičan

� Terapija Parkinsonove bolesti

� Rimantadin manje toksičanRimantadin manje toksičan

� Od 2009 nisu više preporučeni lijekovi za terapiju gripe zbog velike rezistencije virusa

NH2H3C NH2

AMANTADIN RIMANTADIN

Neuraminidaza

� Uloga neuraminidaze

� Pomaže ulazak i izlazak virusa iz stanice domaćina

� Tetramerni GP

2 glavna tipa NA (virus influenze A i influenze B)� 2 glavna tipa NA (virus influenze A i influenze B)

� 18 AK koje čine aktivno mjesto je konstantno

� Inhibitor bi mogao inhibirati sve sojeve virusa

� Aktivno mjesto NA je drugačije od aktivnog mjesta humanih enzima

� Inhibitori bi mogli biti selektivni antivirotici

Zanamivir i laninamivir

� Inhibitor neuraminidaze virusa influenze A i B

� Inhibitor prijelaznog stanja

� Sijalinska kiselina u prijelaznom stanju ima C=C vezu u tetrahidropiranu → dihidropiran

Umjesto OH na C4 → gvanidin� Umjesto OH na C4 → gvanidin

� Jače vezanje na enzim

O

HOOH

NH

H3C

O

OH

OH

COOH

OHSIJALINSKA

KISELINA

O COOH

HOOH

NH

H3C

O

OR

HN

NH2

NHZANAMIVIR (R=H)

LANINAMIVIR(R=CH 3)

Oseltamivir

� Inhibitor neuraminidaze virusa influenze A i B

� Prolijek – hidroliza etilnog estera u GIT-u

� Inhibitor prijelaznog stanja

NH2

NH

O

H3C

OSELTAMIVIR

O

CH3CH3

O

O

CH3

O

HOOH

NH

H3C

O

OH

OH

COOH

OHSIJALINSKA

KISELINA

Peramivir

� Najnoviji inhibitor neuraminidaze

� Djeluje i na rezistentne sojeve virusa

CH3 CH3

OH

O

OH

NH

O

H3C

HN

NH2HN

Lijekovi koji djeluju na virus hepatitisa C

� RNA virus, otkriven 1989.

� Oštećenje jetre, karcinom jetre

� Lijekovi� Pegilirani α-interferon� Pegilirani α-interferon

� Ribavirin� Uspjeh terapije: oko 40%

� Inhibitori NS3-4A proteaze virusa� Boceprevir

� Telaprevir

� Inhibitori NS5B RNA-ovisne RNA-polimeraze� Sofosbuvir

Inhibitori NS3-4A proteaze

� Funkcija enzima� Tijekom replikacije virusa u stanici domaćina se

sintetizira polipeptid od 3000 AK

� Proteaza ga cijepa u funkcionalne virusne proteine

� Serinska proteaza� Hidroliza peptidne veze između Cys i Ser/Ala

� Inhibitori stupaju u interakciju s aktivnim mjestom enzima, a nisu podložni hidrolizi

Dizajniranje inhibitora

� Amidna veza supstrata zamijenjena je keto-amidnom vezom u inhibitorima

� Karbonilna skupina ketona stupa u interakciju sa Ser u aktivnom mjestu enzima

� Nu adicija bez cijepanja veze → kovalentna veza

NH

HS

OHO

Cys

Ser

OH

HS

O

Cys

HO

SerH2N

+

HN

O

O RRveza izmedju 2 karbonila

nije podložna hidrolizi

HN

OH

O RRO

ENZ-Ser-OH

ENZ-Ser

Boceprevir i telaprevir

HN

HN

H C

N

O

CH3H3C

O

HN O

ONH2

OCH3

H3C

H3C

H3CCH3

CH3

O

BOCEPREVIR

HN

NH

N

N

N

O

O

O

HN

O

CH3

O

O

HN

TELAPREVIR

H3C CH3

CH3

Inhibitori NS5B RNA-ovisne RNA-polimeraze

� Sofosbuvir

� Fosforamidatni nukleotidni prolijek

� Derivat uracila

� U stanici nizom enzimskih reakcija u aktivni trifosfat

HN

N

O

O

O

O

HO F

CH3

P

OHN

O

CH3

O

OH3C

H3C

HN

N

O

O

O

O

HO F

CH3

P

O

OOH

P

O

OP

HO

O

OH OH

SOFOSBUVIR AKTIVNI LIJEK

Mehanizam djelovanja i upotreba


� Supstrat NS5B RNA-ovisne RNA-polimeraze

� Ugradnja u rastući RNA lanac → terminacija lanca

� Inhibicija replikacije virusa� Inhibicija replikacije virusa

� Selektivno djeluje na enzim virusa

� Ne djeluje na humanu DNA-polimerazu i RNA-polimerazu

� Upotreba

� Kombinacija s ribavirinom i/ili pegiliranim interferonom

� Uspjeh u 90% slučajeva

ANTIVIROTICI ŠIROKOG SPEKTRA

Lijekovi

� Ribavirin

� Interferoni

� Interferon-α� Interferon-β� Interferon-β� Ineterferon-γ� Pegilirani interferoni

� Inozin pranobeks

Ribavirin

� Nukleozid

� Mehanizam djelovanja� Indukcija mutacija u virusnom genomu

� Inhibicija inozin-5’-monofosfat dehidrogenaze

� Ribavirin-trifosfat

N

N

O

NH2

� Ribavirin-trifosfat

� Inhibicija gvanil-transferaze

� Inhibicija RNA-ovisne RNA-polimeraze

� Rezistencija rijetka

� Upotreba� Djeluje na DNA i RNA viruse

� Virus hepatitisa C i respiratorni sincicijski virus

� Kombinacije s drugim lijekovima

N

O

HO

OHOH

N

Interferoni

� Prirodni proteini i glikoproteini

� Proizvode ih stanice domaćina kao odgovor na infekciju

� Inhibiraju sintezu proteina virusa i replikaciju virusa

� Danas se dobivaju rekombinantnom DNA tehnologijom

� Djelovanje� Antivirusno djelovanje

� Terapija gripe, hepatitisa, herpesa, prehlade

� Imunostimulatorno djelovanje� Karcinomi, multipla skleroza

� Ozbiljne nuspojave� Mučnina, depresija, mijelosupresija, kardiotoksičnost,

nefrotoksičnost, hepatotoksičnost, epileptični napadaji….

� α-interferon (alferon, IFN-alfa)� Proizvode ga limfociti

� Antivirusno djelovanje: hepatitis B; hepatitis C (+ ribavirin)

� Antikarcinogeno djelovanje: leukemija vlasastih stanica, Kaposijevsarkom, kronična mijeloična leukemija

� β-interferon� Proizvode ga fibroblasti

� Multipla skleroza

� γ-interferon� Proizvode ga T-stanice

� Pegilirani interferoni� Vezanje na PEG produljuje djelovanje, rjeđe doziranje (1x tjedno)

Inozin pranobeks

� Inozin = nukleozid (hipoksantin + riboza)

� + dimetilaminoizopropanol + 4-acetamidobenzojeva kiselina

� Imunostimulator

� Upotreba

Infekcije virusom herpesa

NHN

O

� Infekcije virusom herpesa

� Genitalne bradavice

� Encefalitis (komplikacija ospica) O

OH

HONN

OH

INOZIN

H3CN

CH3

OH CH3

COOH

NH

H3C

O

DIMETILAMINOIZOPROPANOL

4-ACETAMIDOBENZOJEVA KISELINA

Palivizumab

� Prepoznaje specifični antigen na virusu

� Označava ga za uništenje djelovanjem imunološkog sustava

� Palivizumab� Palivizumab

� Humanizirano monoklonsko protutijelo

� Respiratorni sincicijski virus

Registrirani lijekovi u RH

� Lijekovi koji djeluju na DNA viruse

� Aciklovir − Herplex, Virolex, Zovirax

� Ganciklovir − Cymevene

� Valganciklovir − Valcyte, Valganciklovir� Valganciklovir − Valcyte, Valganciklovir

� Brivudin − Brivuzost

� Dokozanol – Erazaban

Registrirani lijekovi u RHLijekovi za terapiju AIDS-a

� Darunavir − Prezista

� Indinavir − Crixium

� Lopinavir + ritonavir − Kaletra

� Ritonavir − Norvir

� Tipranavir − Aptivus

� Abakavir − Ziagen

� Lamivudin − Epivir, Zeffix

� Abakavir + lamivudin − Kivexa

� Lamivudin + zidovudin − Combivir, Lamonian, Lamivudin/zidovudin

� Stavudin − Zerit� Nevirapin − Neviran, Viramune

� Efavirenz − Efavirenz, Stocrin

� Etravirin − Intelence

� Rilpivirin − Edurant

� Maravirok − Celsentri

� Stavudin − Zerit

� Didanozin − Videx

� Telbivudin − Sebivo

� Tenofovir − Viread

� Tenofovir + emtricitabin − Truvada

� Tenofovir + emtricitabin + rilpivirin − Eviplera

� Raltegravir − Isentress

� Dolutegravir − Tivicay

Registrirani lijekovi u RHOstali antivirotici

� Oseltamivir − Tamiflu

� Zanamivir − Relenza

� Boceprevir − Victrelis

� Telaprevir − Incivo� Telaprevir − Incivo

� Inozin − Isoprinosine

� Pavlizumab − Synagis

� Ribavirin − Copegus, Rebetol

Anti Virot Ici

Documents

Transcript of Anti Virot Ici