Lezione del 19/05/2005

1. Lezione del 19/05/2005 Anno accademico 2004/05

2. Farmaci Immunomodulatori • Farmaci immunosoppressori • Farmaci immunostimolanti

3. Goodman & Gilman’s, 2001

5. A) la produzione di anticorpi specifici per una proteina specifica eterologa (non-self, foreign antigene, AgF) dopo riconoscimento della stessa da parte di un clone di linfociti B • B) I frammenti antigenici (Ag) sono presentati da APCs ai precursori delle B-cell che proliferano e danno luogo a cellule attivate con recettori citochinici specifici. Anche i linfociti T-helper riconoscono i frammenti e co-stimolati con IL-1 si espandono clonalmente e producono citochine

6. Clementi et al, 2002

7. Reazioni di ipersensibilità • Schematicamente • Tipo 1 (acuta, immediata) Le IgE legate alla superficie delle mast-cell e dei basofili reagiscono con antigeni (allergeni) rilasciando o sintetizzando mediatori; • Tipo 2 (citotossica) Antigeni sulle superfici cellulari (proteine microbiche e apteni) si legano con IgG ed IgM portando all’attivazione del complemento ed alla citotossicità; • Tipo 3 (mediata dalla formazione di complessi) Antigeni solubili reagiscono con anticorpi circolanti in eccesso e precipitano nei piccoli vasi, causando vasculite e danno d’organo. • Tipo 4 (cellulo-mediata, ritardata) Una esagerata, non proporzionale, immunità cellulo-mediata immunità è alla base delle risposte infiammatorie croniche.

8. Aspetti dell’immunità cellulo-mediata • Schematicamente, T-cell co-stimolate da citochine (IL-2) possono produrre anticorpi contro proteine e cellule eterologhe, attivare cellule infiammatorie ed essere responsabili di citotossicità. Il tipo di citochine secreto determina l’attivazione specifica di una classe di cellule infiammatorie. I Th1 secernono essenzialmente interferone-g che attiva i macrofagi, a loro volta secernenti IL-8; i Th2 IL-4, IL-5 e IL-13, responsabili della ipersensibilità ritardata cellulo-mediata.

9. basiliximab

10. Effetti di alcune interleuchine sulla risposta immunitaria

11. Effetti di alcune citochine sulla risposta immunitaria

12. Immunosoppressione • Le risposte immuni primarie possono essere soppresse più facilmente di quelle secondarie. • I farmaci immunosoppressori non producono lo stesso effetto su tutte le risposte immune. • L’inibizione della risposta immunitaria si verifica più facilmente se la terapia immunosoppressiva è iniziata prima (trapianti d’organo) piuttosto che dopo l’esposizione all’antigene

13. Rigetto di organi trapiantati: proteine “non-self” sono riconosciuti dai sistemi immunitari • Reazioni di autoimmunità: caduta della tolleranza per proteine “self” dai sistemi immunitari

14. Sites of action of immunosoppressive drugs 4 IL--2 CD8 Cytotoxic T cell 2 IL--1 3 IL--2 1 Primed CD4 helper cell APC CD4 Antigen MHC-II 4 B cell Plasma cell CD63 glicoprotein Cytokines • Antigen recognition • Stimulation IL-1 • Expression IL-2 and other cytokines • Proliferation and differentiation

15. Sito d’azione dei farmaci immunosoppressori • Riconoscimento dell’antigene (Rh(D)immunoglobuline) • Blocco della risposta umorale e cellulare (Corticosteroidi alte dosi) 3a.Anticorpi verso antigeni dei linfociti CD4 (muronomab o OKT3) 3b.Blocco della sintesi della IL-2 via inibizione calcineurina (ciclosporina, tacrolimus) e blocco della proliferazione di linfociti T via blocco immunofilline (sirolimus) 4. Blocco della formazione di cellule citotossiche e plasmacellule

16. Farmaci immunosoppressori • Inibitori della calcineurina (ciclosporina, tacrolimus) • Antiproliferativi, antimetaboliti e citotossici (azatioprina, sirolimus, micofenolato mofetil, ciclofosfamide, metotressato) • Inibitori della trascrizione di alcune citochine (Glucocorticoidi) • Anticorpi anti recettori IL-2 o antiCD25 (basiliximab, daclizumab) • Anticorpi anti CD3 (muronomab) • Anticorpi anti TNFa ed anti TNFa (infliximab, eternacet) • Anti-IL1 (Anakinra) • Rh(D)immunoglobuline • Globuline (ATG, globulina antitimocita)

17. Goodman & Gilman’s, 2001

18. Goodman & Gilman’s, 2001

19. Goodman & Gilman’s, 2001

20. Meccanismo d’azione della ciclosporina, tacrolimus (FK-506) • Le molecole legano la calcineurina, una fosfatasi che essenziale per la traslocazione del fattore di trascrizione nucleare delle cellule T (NFAT) nel nucleo. La formazione del complesso tra calcineurina e farmaci (diretta per ciclosporina, indiretta via FKBP per tacrolimus) inibisce l’attività defosforilante dell’enzima e quindi la traslocazione di NFAT nel nucleo

22. Usi della ciclosporina e del tacrolimus • Trapianti d’organo (specie in profilassi): reni, cuore, fegato, pancreas spesso in associazione con glucocorticoidi e azatioprina o micofenato mofetil.

23. Altri usi della ciclosporina • Artrite reumatoide: nei casi di non risposta al metotressato • Sindrome acuta oculare di Behcet • Uveite • Gravi dermatiti atopiche • Psoriasi

24. Ciclosporina: farmacocinetica • Biodisponibilità orale 20-50% • Volume di distribuzione elevato • Eliminazione plasmatica bifasica con t/2 5h e 18h ed eliminazione renale • Metabolismo epatico (CYP3A4); molecole che inibiscono il CYP3A4 aumentano la tossicità della ciclosporina, quelle che lo induco ne diminuiscono l’efficacia)

25. Ciclosporina: eventi avversi • Nefrotossicità: 25-40% per vasocostrizione intrarenale ed ipertensione • Epatotossicità: 4-7% • Irsutismo • Neurotossicità con allucinazioni visive, parestesie, tremori, convulsioni per ipomagnesemia; • Malattia linfoproliferativa

26. Tacrolimus: farmacocinetica ed eventi avversi • Biodisponibilità orale: bassa per metabolismo nel tratto intestinale, più idrosolubile della ciclosporina, metabolismo via CYP3A4, emivita 9 h • Tossicità simile a quella della ciclosporina; ipertensione meno frequente, ma può causare diabete e cardiomiopatia nei bambini

27. Recettore canale della rianodina (RYR2, cardiaco) La proteina FKBP (FK-506 binding protein) una volta legata a FK-506 (tacrolimus) non regola più il recettore-canale e ne aumenta la probabilità ed il tempo di apertura, determinando un aumento dello ione calcio citosolico e consequente cardiomiopatia Berridge et al., Nature Reviews Molecular Cell Biology4, 517-529 (2003)

28. Goodman & Gilman’s, 2001

29. Meccanismo d’azione del Sirolumus • La molecola lega la immunofillina FKBP12 ed inibisce una chinasi specifica (target for rapamicin, mTOR), bloccando la progressione del ciclo cellulare da G1 a S. • Usato nella profilassi del rigetto d’organo nei trapianti, spesso in associazione • Nei trapianti renali, aumento dose-dipendente del colesterolo e trigliceridi

30. Meccanismo d’azione del micofenato mofetil • Il micofenato mofetil è un profarmaco che si trasforma in ac. micofenico, un inibitore selettivo non competitivo e reversibile della inosino monofosfato deidrogenasi, enzima importante nella “ de novo” sintesi di nucleotidi guanosinici. Questa via di sintesi è particolarmente importante nei linfociti T e B. • Usato nella profilassi del rigetto d’organo nei trapianti, spesso in associazione con immunosoppressori.

31. Farmacocinetica del micofenato mofetil • Il micofenato mofetil è somministrato per via e.v. ed orale; facilmente idrolizzabile; eliminato dopo glicuronazione per via renale; emivita come MPA 18h • Tossicità gastrointestinale e leucopenia con infezioni da citomegalovirus

32. Meccanismo d’azione dell’azatioprina • L’azatioprina è un antimetabolita che si trasforma in 6-mercaptopurina, inibendo la “ de novo” sintesi di purine. Questa via di sintesi è particolarmente importante nei linfociti T e B. • Usato già negli anni ‘60-70 nella profilassi del rigetto d’organo nei trapianti, spesso in associazione con immunosoppressori e nel trattamento di gravi forme di artrite reumatoide. • Tossicità a livello del midollo osseo, leucopenia ed anemia.

33. Meccanismo d’azione degli IL-2 AB • Il basiliximab è un AB monoclonale chimerico per il IL-2R e previene la proliferazione delle T-cell. Somministrato in associazione a glucocorticoidi e ciclosporina nella profilassi del rigetto d’organo nei trapianti. • Somministrabile sono per e.v. prima e 4 giorni dopo il trapianto, emivita 7-11 gg.

34. Meccanismo d’azione del anti-CD3 AB • Il muronomab (OTK3) è un AB monoclonale che lega il CD3 sulle T-cell. Il legame con il farmaco induce internalizzazione del recettore (coinvolto nel riconoscimento dell’antigene e nella proliferazione delle T-cell) e deplezione ed extravaso delle cellule dagli organi linfatici e dal torrente circolatorio. • Somministrato in bolo intravenoso nel trattamento acuto del rigetto d’organo dopo trapianto in pazienti pretrattati con glucocorticoidi. • Effetti collaterali: febbre, nausea-vomito, diarrea (sindrome citochinica)

35. Meccanismo d’azione degli anti-TNF-a • L’infliximab è un AB chimerico monoclonale che lega il TNF-a. • Usato essenzialmente nella terapia dell’artrite reumatoide e del morbo di Crohn. • Effetti collaterali: febbre, orticaria, ipotensione, immunodepressione. • L’eternacet è un frammento del recettore del TNF-a (recettore solubile), usato nell’artrite reumatoide.

36. Meccanismo d’azione del metotressato • Inibisce il metabolismo dei cofattori folinici, riducendo la “ de novo” sintesi di basi pirimidiniche. • Usato nella terapia dell’artrite reumatoide e nel trattamento di alcune neoplasie. • Tossicità a livello del midollo osseo, leucopenia ed anemia.

37. Methotrexato Idro-Methotrexato

39. Glucorticosteroidi: uso come immunosoppressori • Trapianto di midollo osseo • Artrite reumatoide • Lupus eritematosus sistemico (LES) • Dermomiosite sistemica • Patologie infiammatorie del colon (colite ulcerosa e morbo di Crohn) • Riacutizzazione della sclerosi multipla

40. Corticosteroidi: uso come immunosoppressori • Si usa essenzialmente il 6-metilprednisolone ed il 6-metilprednisolone sodio succinato • Si usano a dosi elevate

41. Farmaci immunostimolanti • Sono impiegati essenzialmente nelle malattie da immunodeficienza e nelle infezioni virali e batteriche. Possibile campo di espansione per l’uso di questi farmaci è il trattamento di malattie neoplastiche. • La classe di farmaci (molto eterogenea chimicamente e come bersaglio d’azione) presenta allo stato dell’arte una limitata efficacia terapeutica ed elevati effetti collaterali • Sono spesso usati in associazione con altri farmaci (chemioterapici, vaccini) e hanno meccanismi di stimolazione del sistema immunitario aspecifici (es. stimolazione della produzione di citochine)

42. Farmaci immunostimolanti • Bacillo di Calmette-Guèrin (BCG): profilassi e trattamento in situ del carcinoma della vescica e del papilloma vescicale dopo resecazione transuretrale; • Prodotti di origine fungina che stimolano la produzione di IL-1, TNF: glicani; • Lipopolisaccaridi e polimeri di origine batterica che stimolano i linfociti B ed i macrofagi;

43. Levamisolo: attivazione linfociti T in associazione con 5-fluorouracile (chemioterapico antimetabolita) nel trattamento del carcinoma del colon; Talidomide: con meccanismo sconosciuto aumenta il TNFa circolante in pazienti HIV-positivi; è anche usata nel trattamento di alcuni tumori (mielomi e leucemie mieloidi). In alcune patologie, può anche ribilanciare l’eccesso di TNFa Farmaci immunostimolanti

44. Interleuchina-2: il recettore della IL-2 è espresso essenzialmente sui linfociti T e nelle cellule linfoidi (specialmente attivate e CD8+). Stimola la proliferazione e la sopravvivenza dei linfociti T, B e NK e la loro attivazione, provocando un aumento nella produzione di IFN-g Ha una breve emivita e provoca gravi effetti collaterali (edema polmonare, ipotensione, febbre) Farmaci immunostimolanti: Citochine ricombinanti

45. Interferoni: IFN-a2b, effetti antivirali ed antitumorali, origine leucocitaria. Usato nella terapia antitumorale (alcune forme di leucemia, carcinoma del colon, cancro della vescica, sarcoma di Kaposi, AIDS associato) ), infezioni da epatite virale cronica (tipo B e C) IFN-b1a, prodotto da fibroblasti e cellule endoteliali. Usato nella terapia della sclerosi multipla (?) IFN-g1b, causa attivazione delle cellule fagocitiche e produzione di ROS. Usato nella prevenzione e trattamento di infezioni in pazienti immunocompromessi Effetto collaterale: sindrome di tipo influenzale (febbre, mialgie, senso di affaticamento) Farmaci immunostimolanti: Citochine ricombinanti

46. Vaccini ed immunoglobuline • I vaccini rappresentano una forma di immunizzazione “attiva” che determina per somministrazione di un immunogeno (microrganismo intero e morto, attenuato e vivo o una specifica proteina o peptide) un aumento delle risposte difensive. • Edward Jenner (Berkeley 1749 – 1823) Pratica, con successo, la prima vaccinazione antivaiolosa (1796) con materiale infetto prelevato da pustole vaiolose di animali. Nei primi anni dell’Ottocento la vaccinazione di Jenner verrà praticata in tutta Europa.

47. Vaccini ed immunoglobuline • Le immunoglobuline rappresentano una immunizzazione “passiva”, indicate nel trattamento di soggetti ad alto rischio per i quali non ci sia tempo di praticare una immunizzazione attiva

48. Immunoglobuline Goodman & Gilman’s