Appunti di Farmacologia dei chemioterapici

Effetto post-antibiotico

Se si mantiene l'effetto di proliferazione batterica anche se la concentrazione di antibiotico è scesa sotto la MIC. Come determinare per ogni antibatterico se c'è e per quanto tempo l'effetto post-antibiotico? Si definisce come la differenza tra il tempo necessario per far crescere di 10 volte una popolazione batterica esposta all'antibiotico ed il tempo necessario per far crescere nella stessa proporzione batterica di controllo.

Se sono uguali allora non osserviamo effetto post-antibiotico, se invece vediamo tempo di crescita inferiore di 10 volte, allora abbiamo effetto post-antibiotico; ci vorrà molto più tempo per arrivarci da parte della popolazione esposta all'antibiotico, e possiamo anche calcolare quanto dura in funzione della dose. Per definirlo ufficialmente, l'effetto post-antibiotico deve durare almeno 10 ore.

Sapere se l'antibiotico ha un effetto post-antibiotico pari a 15 ore, ci...

permette di scegliere i tempi di somministrazione:

Per un farmaco che non ha questo effetto post-antibiotico, siamo costretti a scegliere tempistiche che ci permettono di non scendere mai sotto la MIC, deve esser ben al di sopra per garantire efficacia; se abbiamo un farmaco concentrazione-dipendente è ancora peggio, dobbiamo garantirci di raggiungere una concentrazione efficace.

Per un antibiotico dall'effetto post-antibiotico, possiamo mediare somministrazioni tempistiche che permettano la discesa sotto la MIC; questo è ottimale per evitare potenziali accumuli di dose, che otteniamo con somministrazioni ripetute, e quindi di potenziale tossicità.

Polichemioterapia negli antibatterici

Il potenziale effetto sinergico additivo con molecole già presenti viene valutato già dallo sviluppo di nuove molecole

Si prendono gli antibiogrammi per valutare l'effettivo potenziamento e sinergismo: usiamo un classico antibiogramma, siamo due striscie imbevute di antibiotici.

uno in studio, uno noto.All'angolo della L avremo potenziale sovrapposizione dell'effetto, e lo verifichiamo dall'alonedi inibizione. In (A), vediamo che i batteri non hanno risposta in toto ai farmaci (quindi sonoresistenti), inoltre abbiamo additività o indifferenza (non c'è un meccanismo per cui si hainibizione maggiore degli antibiotici); in (B) abbiamo effetto sinergico, maggiore inibizione seutilizzati in associazione polichemioterapia (valgono gli stessi discorsi sull'usare dosi minoridi A e B se sommati, ottenendo lo stesso effetto di A dato in dosi maggiori dato inmonoterapia). In (C) il patogeno è resistente ad entrambi i farmaci singoli, ma la terapiacombinata ha effetto. In (D) abbiamo una situazione di antagonismo, dove la sensibilità alsingolo antibiotico è maggiore dell'effetto degli antibiotici presi combinatamente. Ecco perchésono importanti queste analisi in vitro permettendoci di escludere

subito potenzialicombinazioni e possibili terapie.Questa analisi è qualitativa, per analisi più precise possono essere fatte analizzando la conta vitalenel tempo rispetto all'esposizione del farmaco; osserviamo come variano le curve di crescita in baseall'esposizione dei singoli farmaci rispetto che con i due farmaci somministrati combinatoriamente.Ricordiamo che, a parte due eccezioni, gli antibatterici hanno un indice batterico adeguato(superiore a 100).9 Lezione di Farmacologia dei Chemioterapici, di Lorenzo Dia Palma

Inibitori della biosintesi della parete battericaAll'interno della struttura e degli enzimi che biosintetizzano la parete possiamo trovare numerosibersagli. Qualsiasi sia il bersaglio molecolare di questi inibitori della biosintesi della parete, l'effettonetto finale sarà un effetto battericida, dovuto ovviamente dall'inibizione della sintesi di parete, inquanto vengono meno le capacità fisiologiche mediate dalla parete.

Tra gli inibitori della parete ne abbiamo con azione battericida, e molti con azioni batteriolitica, attivando le lisine batteriche, promuovendo la rottura della parete batterica.

Costituzione della parete batterica

Di per sé la parete batterica stessa costituisce un ostacolo all'entrata dell'antibiotico. Esiste unospettro di correlazione intrinsecamente legato alla composizione della parete. I batteri sono divisi in gram negativi o gram positivi, ed i farmaci in base al tipo su cui sono efficace.

La resistenza intrinseca al farmaco è dovuta proprio dalla parete batterica, che permetterà al farmaco di permeare le due differenti tipologie di parete. I gram positivi presentano esternamente uno spesso strato di peptidoglicano, mentre i gram negativi uno strato sottile di peptidoglicano ed una membrana esterna (didermi). Antibiotici idrofilici saranno più attivi sui gram positivi, riuscendo a permeare lo strato di peptidoglicano, idrofili di piccole.

Le dimensioni possono essere attive anche su gram negativi, passando per le proteine, mentre quelli più idrofobici saranno più indicati per i gram negativi. Discorso importante se il bersaglio è all'interno della cellula batterica, mentre non è così importante se il bersaglio si trova sulla parete.

Per quanto riguarda il meccanismo di azione abbiamo diversi bersagli, in quanto la sintesi del peptidoglicano è suddivisibile in 3 fasi, quindi i farmaci saranno suddivisibili in base a quale delle 3 tappe intervengono:

1. Sintesi dei precursori nel citoplasma, quindi quei farmaci che sono inibitori della biosintesi della parete, attivi nella prima fase della biosintesi dovranno avere caratteristiche ottimali per entrare nella cellula batterica;
2. Trasporto dei precursori, dal citoplasma alla parete; anche in questo caso i farmaci di questo tipo necessitano di entrare nella cellula batterica;
3. Inserimento dei precursori in punti di crescita della parete cellulare.

Questa fase avviene sulla parete batterica, quindi i farmaci possono avere caratteristiche chimico-fisiche che permettono loro di raggiungere solo il peptidoglicano. Vediamo indicati i bersagli molecolari, ed i farmaci più rappresentativi, in funzione della fase che inibiscono. Ognuno di questi farmaci ha effetto battericida, i β-lattamici, che agiscono sulla terza tappa, hanno per di più azione batteriolitica.

1. La prima tappa avviene nel citoplasma, porta alla formazione di monomeri di mureina, che dovranno essere inseriti nei diversi punti della parete batterica; si forma acido acetil-muramico, questa fase include diversi enzimi batterici, tutti potenziali bersagli farmacologici, esclusivi o talvolta selettivi (selettivi perché agiscono come analogo del substrato fisiologico); UDP-NAM si ottiene a partire da acetil-Coa e glucosamina; sono coinvolti gli enzimi Mur-A e Mur-B, dove la fosfomicina inibisce Mur-A; la cicloserina è un inibitore degli alanina

sintetasi e alaninaracemasi, enzimi necessari ad aggiungere un pentapeptide all'acido muramico; si forma il dimero finale di due alanine, che verrà poi aggiunto; questo dimero è proprio mediato da questi due enzimi, il primo catalizza il legame, il secondo media modificazione strutturale enantiomerica; fosfomicina e cicloserina sono molecole antibatteriche, inibitori della sintesi della parete, che agiscono nella prima fase;

la seconda tappa della via biosintetica vede la traslocazione dei monomeri formati, dal citoplasma alla parete batterica, bersaglio della vancomicina, essa agisce inibendo la polimerizzazione dei monomeri di D-alanina, il bersaglio sono proprio questi dimeri Ala-Ala;

terza tappa è la formazione dei legami crociati, il peptidoglicano sintetizzato deve formare legami con peptidoglicano già formato, le transpeptidasi batteriche hanno quindi il compito di catalizzare questi legami; le transpeptidasi batteriche sono bersagli di tutta la

famiglia dei β-lattamici, divisa in 4 classi ulteriori (penicilline, cefalosporine (β-lattamici più utilizzati e rappresentati numericamente), monobattami, carbapenemi. Fosfomicina, antibiotico contro Mur-A. La fosfomicina funziona perché è un analogo strutturale del substrato fisiologico di Mur-A, analogo del PEP. È un inibitore enzimatico competitivo che si lega covalentemente al sito attivo dell'enzima batterico, inibitore reversibile dell'enzima Mur-A. Questo determina il blocco della sintesi di parete batterica di mureina, per il rinnovamento e mantenimento delle funzioni, si blocca la cellula che muore, effetto battericida. Questo banale meccanismo di azione dell'enzima Mur-A è complicato dal fatto che la fosfomicina è un analogo strutturale del PEP, questo lo rende un bersaglio selettivo, quindi la sua specificità verso Mur-A è compromessa perché la struttura del farmaco, analogo al PEP, lo rende substrato di tutti gli enzimi dellainterno della cellula ospite. Una volta lì, la fosfomicina inibisce l'enzima Mur-A, che è coinvolto nella sintesi del peptidoglicano, una componente essenziale della parete cellulare batterica. Questo porta alla lisi della cellula batterica e alla sua morte. Tuttavia, la fosfomicina ha anche alcuni effetti tossici sulle cellule ospiti umane. Questo è dovuto alla sua similitudine strutturale con il PEP, che è coinvolto nella produzione di energia nelle cellule umane. Di conseguenza, la fosfomicina può essere riconosciuta al posto del PEP e interferire con il metabolismo cellulare umano, causando tossicità. Per minimizzare gli effetti tossici della fosfomicina, è importante dosarla correttamente. Dosaggi eccessivi possono portare alla sua riconoscibilità al posto del PEP, con conseguente tossicità. Pertanto, la tollerabilità della fosfomicina dipende molto dal dosaggio. Nonostante i suoi effetti tossici, la fosfomicina è un antibiotico molto potente e viene utilizzato principalmente come seconda scelta in caso di resistenza acquisita ai farmaci più comuni. Tuttavia, a causa delle sue proprietà tossiche, non sarà mai un antibiotico di prima scelta. In conclusione, la fosfomicina è un antibiotico selettivo per il bersaglio Mur-A, ma ha anche effetti tossici sulle cellule ospiti umane. La sua tollerabilità dipende dal dosaggio e viene utilizzata principalmente come seconda scelta per le resistenze acquisite.

bersaglio molecolare, rispetto alla dose somministrata, la fosfomicina usa dei siti di ingresso, in particolare due sistemi di trasporto presenti nella cellula batterica: i siti di trasporto per glicerolo-fosfato e esoso-fosfato. Quindi, la dose sarà contenuta per quanto detto prima, ma grazie a questi trasportatori raggiungiamo concentrazioni ottimali al bersaglio. La resistenza principale alla fosfomicina è proprio l'alterazione di questi trasportatori, nel complesso riducendo l'ingresso di fosfomicina.

Sebbene questo sia un meccanismo di resistenza più comune, un altro meccanismo di resistenza avviene tramite alterazione della molecola di antibiotico stessa, o perché viene degradata, o perché viene chimicamente modificata. Un enzima è infatti capace di formare un complesso coniugato fosfomicina-glutatione, alterando la struttura ne deriva che la fosfomicina non può più essere riconosciuta da Mur-A ed utilizzata come substrato.

E nel complesso garantendo resistenza alla fosfomicina. Cicloserina, antibiotico contro alanina sintetasi e race.