Farmacologia cellulare e famacogenomica (parte 1 di 2)

Farmacologia

Proff. Casamenti e Mannelli

A.A. 2021/2022

Farmacologia cellulare e

farmacogenomica

Fiorella Casamenti

A.A. 2021/2022

Introduzione alla farmacologia – (Lez.1)

Vediamo una breve introduzione, la farmacologia è una scienza e in questo caso che studia i farmaci e interazioni che esistono tra farmaci e organismi

viventi, il farmaco è una sostanza che in un organismo genera modifiche funzionali in modo chimico o fisico. Deriva dalla parola greca pharamakon

che significa principio attivo, medico, ma anche veleno. Esiste anche una definizione di farmaco data dall’organismo OMS, secondo cui il farmaco è

una sostanza o prodotto usato per modificare o esplorare (diagnostica), sistemi fisiologici o patologici con beneficio di chi li riceve. È anche vero che

il farmaco può essere tossico, ma ciò che differenza tra tossicità e effetto terapeutico è la dose, che già Paracelso nel 1500 l’aveva detto, in cui ogni

sostanza è considerabile un veleno, in base alla dose. Infatti, ricordiamo il rapporto tra dose tossica 50 e dose efficace 50 che deve essere di almeno

10, ed è detto indice terapeutico, per essere sicuro. Per quanto riguarda la tossina è una sostanza naturale, mentre tossico è qualcosa prodotto da

parte dell’uomo.

Un farmaco lo possiamo valutare in due modi, ovvero l’efficacia di un farmaco, ovvero l’effettiva capacità di modificare funzioni fisiologiche o stati

patologici, ma anche il beneficio del paziente, dato dal rapporto tra efficacia e effetti collaterali non desiderati e dal rapporto costo/beneficio per il

paziente. Tutti i farmaci biotecnologici e non hanno altissimi costi per cui c’è una qualche riserva nel loro utilizzo, usando questi farmaci soltanto nel

momento in cui non si risolve il problema con la medicina classica. E il problema costo beneficio è soprattutto da considerare nella malattia cronica,

non tanto acuta, dove è un aspetto molto importante da considerare.

L’origine dei farmaci è naturale, di sintesi o biotecnologici, i primi sono minerali, vegetali (alcaloidi), animali o di origine biologica. I sintetici invece

possono essere analoghi di sostanze naturali, come l’aspirina, oppure molecole chimiche non presenti in natura, infine i biotecnologici possono essere

prodotti utilizzando l’uso integrato della microbiologia, biochimica e ingegneria genetica usando la capacità di microorganismi e tessuti a produrre

proteine, come insulina, interferone ecc…

Relative al farmaco abbiamo le così dette specialità medicinale, ovvero il principio attivo, eccipienti (sostanze solide o semi-solide) o veicoli (sostanze

liquide). Una specialità medicinale può essere presente nel mercato sottoforma di diverse confezioni che differiscono per la forma e per dosaggio.

Uno stesso farmaco con lo stesso principio attivo può essere contenuto in diverse specialità, appunto diverse per forme o dosaggio. Infine, possono

essere costituite in monocomposti, ovvero contenere 1 solo principio attivo, o policomposti con più principi attivi.

Oltre alle specialità medicinali abbiamo anche i farmaci generici, che costano di solito molto meno della specialità e il generico viene messo in

commercio con la denominazione comune internazionale del principio attivo, seguito dal nome della casa che lo produce e sono bio-equivalenti,

ovvero identici in principio attivo, dalla specialità medicinale da cui provengono. il generico costa meno di solito perché per lo studio di un farmaco si

richiede di tanti studi, tante prove, tanti materiali, oltre che il brevetto finale; quindi, è un progetto molto grosso in termini economici e di tempo;

quindi, è chiaro che una volta che ho fatto il farmaco sono io il proprietario e nessuno può fare il farmaco. Quando scade dopo 20 anni il brevetto

allora le altre case farmaceutiche possono produrre questo farmaco, con altri nomi, ma il costo è ovviamente inferiore perche gli studi sono già stati

fatti.

Per dimostrare l’efficacia e la sicurezza terapeutica di un nuovo farmaco è necessario sperimentarlo su centinaia o addirittura migliaia di soggetti, i

vari trials, e tale sperimentazione richiede mesi, anni, e ha costi elevati. L’azienda che mette in commercio un farmaco generico è invece è esentata

dalla dimostrazione dell’efficacia terapeutica perché il principio attivo raggiunge gli stessi obiettivi dell’originale è bio-equivalente. Questo richiede

tempi e costi molto minori, cosa che fa avere un prezzo molto inferiore al generico rispetto l’originale. Come equivalente intendiamo quindi un

medicinale che, oltre a contenere la stessa quantità di principio attivo, ha anche una bio-equivalenza con il medicinale di riferimento “di marca”. Un

medicinale equivalente generico è pertanto una copia del medicinale autorizzato con brevetto scaduto.

Da un punto di vista terapeutico i farmaci sono classificati come sostitutivi (insulina o ormoni tiroidei), preventivi (vaccini), curativi (antibatterici),

sintomatici (ansia, ipertensione ecc…) e diagnostici. I farmaci si identificano con 3 cose: nome chimico, nome generico o comune (che identifica a

livello internazionale) e nome commerciale. Per esempio, l’aspirina è l’acido acetilsalicilico, il nome generico è aspirina, e poi nome commerciale

dipende dalla fantasia della casa farmaceutica. Abbiamo poi una classificazione ATC, ovvero farmaci di fascia A, a carico del sistema sanitario, la fascia

C sono farmaci che ci paghiamo da soli e sono farmaci da banco, e poi fascia H che sta per ospedaliera e sono farmaci che paga l’ospedale e sono

farmaci che hanno un protocollo terapeutico e prescrivibili son un piano terapeutico e li passa l’azienda ospedaliera.

Ora, vediamo lo sviluppo di un farmaco, abbiamo la drug discovery, in cui si va a fa la target selection e facciamo vari progetti per cercare la molecola

Lead da cui sviluppare il farmaco. Una volta individuata la molecola si fa uno studio pre-clinico in cui si studia il composto dall’aspetto farmacocinetico,

tossicologia a breve termine, la formulazione e la sintesi a larga scala. Una volta trovata la molecola Lead dal punto di vista ancora pre-clinico, si hanno

una serie di dati raccolti e si passa all’aspetto clinico con i trial clinici. La fase 1 è la fase in cui si studia la tossicità della molecola in soli pazienti sani,

volontari, in cui si studia l’aspetto tossico, perché è la prima cosa da escludere e una volta visto che non c’è tossicità si passa alla fase 2 in cui si studia

l’azione terapeutica sui pazienti malati. In genere sono fasi in cui la casistica nei pazienti non sono tanti, e questi, che non sono su larga scala, si valuta

effetto terapeutico e sempre tossicità. Una volta superata la fase 2, che non è facile, si passa alla fase 3, fase su larga scala in cui si fanno studi mondiali

molto spesso, in cui si stabilisce l’efficacia, e una volta stabilito che l’efficacia c’è, allora si presenta questa sostanza agli organi revisori che con tutte

- 1 -

le carte e dati che accompagnano decidono se accettare o meno il farmaco, quindi abbiamo l’AIFA, la FDA, l’EMA ecc… e stabiliscono se accettare il

farmaco. Quindi, una volta che questi studi sono stati effettuati, il farmaco può essere approvato e messo in commercio e viene messo in uso clinico.

Non finisce qui però la storia del farmaco, abbiamo una fase 4 detta di post-marketing che è una fase di farmaco-vigilanza in cui si riportano tutti gli

effetti avversi che si studiano durante l’uso del farmaco sul campo.

Il farmaco ideale sarebbe una pillola al giorno per via orale e è importante conoscere farmacocinetica e dinamica e è importante fare il giusto farmaco

per il giusto paziente. L’efficacia del farmaco è un piatto della bilancia, l’altro è rappresentato dalle reazioni avverse e non esiste il farmaco sicuro

senza effetti collaterali. Ecco perché sono nati i farmaci biotecnologici, perche vogliamo essere sicuri che la molecola sia sicura e manchino il più

possibile gli effetti collaterali. Questi farmaci sono per lo piu proteine, citochine, ormoni e proteine di fusione e molte agiscono come modulatori della

rispsota infiammatoria e/o immunitaria e anche in campo oncologico.

Artrite reumatoide – (lez.2)

Iniziamo a vedere questa malattia, si fa l’artrite reumatoide perché vede l’impiego di diversi farmaci, tra cui molti classici, è una malattia che i farmaci

hanno molti effetti collaterali purtroppo, molto spesso su questi farmaci i pazienti non hanno buona aderenza, hanno una certa tossicità e per questo

si usano combinazioni con più farmaci, sia più moderni che classici. Insieme all’oncologia è una delle prime malattie che ha visto l’impiego di farmaci

biotecnologici (detti anche biologici). È una malattia infiammatoria cronica, di tipo autoimmune in cui l’organismo attacca i propri tessuti. Coinvolge

tante articolazioni e causa dolori, gonfiori, ma anche anemia, febbre, perdite di peso e invalidità e sono tutti sintomi che possono portare a morte. È

una malattia devastante con mobilità soprattutto sempre più limitata.

Qui sopra vediamo una giunzione articolare, da un lato con artrite reumatoide e dall’altro una normale sana. Nel lato dell’artrite abbiamo tante cellule,

macrofagi, plasmacellule, linfociti, angiogenesi, complessi immuni, neutrofili ecc… è tutto un processo infiammatorio in atto che si presenta nella

giunzione articolare. Ovviamente ci sono delle fasi dell’artrite, abbiamo all’inizio una sinovite in cui la membrana si infiamma e si inspessisce e sia la

membrana che l’osso sono gradualmente erosi, poi si passa a un altro stadio, detto stadio a panno, con perdita della cartilagine, poi anchilosi fibrosa

con presenza di connettivo fibroso e poi anchilosi dell’osso e la membrana sinoviale è del tutto persa. Sicuramente c’è una predisposizione genetica

alla base della malattia, ma anche inneschi esogeni, come batteri, virus, tossine o altro. La diagnosi della malattia può essere fatta solo dopo diverse

settimane dai sintomi continuativi e è di solito presuntiva e segue processi di esclusione. Alcuni criteri clinici su cui basare la diagnosi sono sintomi e

segni clinici particolari, fattore reumatoide nel sangue, varie anormalità del liquido sinoviale e alterazioni radiologiche. A questi si aggiunge anche

rigidità mattutina per almeno 1 ora, artrite a carico di 3 o più articolazioni, noduli reumatoidi e, evidenze radiografiche. L’incidenza è di solito l’1-2%

- 2 -

della popolazione, senza differenze di etnie, età, ma soprattutto sono donne tra 25 e 50 anni. La gravidanza favorisce la remissione della malattia che

si riacutizza nel periodo successivo alla malattia. Si può intervenire farmacologicamente, ma non solo per ridurre dolore e infiammazione, ma nei casi

più fortunati si cerca di controllare e ritardare la malattia come modificatori della malattia. Oltre a farmaci ci sono anche più opzioni, terapie fisiche e

esercizi per migliorare la mobilità articolare e ridurre dolori.

Veniamo ai farmaci, ce ne sono davvero tanti, oltre i FANS abbiamo anche i COX-ib ovvero quelli che sono analoghi a FANS ma inibitori della COX

selettivamente, soprattutto COX2 che inibisce la produzione di prostaglandine infiammatorie. Ci sono anche gli steroidi antiinfiammatori e sappiamo

essere importantissimi. Ci sono anche una serie di farmaci detti modificatori della malattia, come gli immunosoppressori, il Metrotrexato è il più

importante tra questi e poi ci sono farmaci più vecchi come antiinfiammatori a azione lenta, detti farmaci di fondo, e poi ci sono gli anticorpi che

hanno un vastissimo impiego nella malattia.

Per quanto riguarda i FANS sono tutti analgesici ma non sono curativi e non possono controllare la malattia a lungo termine. I farmaci steroidei sono

i corticosteroidi che sono molto potenti e agiscono subito e a causa di effetti collaterali molti raccomandano di usare questi farmaci solo dopo cura

con altri farmaci e spesso però risolvono le manifestazioni cliniche e si usano nelle riacutizzazioni della malattia. Si usano anche come iniezioni intra

articolari per alleviare e controllare sinovite locale. Anche farmaci antinfiammatori a azione lenta, abbiamo 4 classi chimiche di farmaci, tra cui

antimalarici di sintesi (clorochina e idrossiclorochina), i sali d’oro, poi la D-penicillina e la Sulfasalazina. Sono 4 classi chimiche come antinfiammatori

a azione lenta e non sappiamo come agiscono, ma tutti agiscono come “farmaci di fondo” agendo sull’erosione del tessuto e sicuramente agiranno

su sistema immunitario, ma non si sa bene come. Per l’azione terapeutica, rallentano la progressione della malattia, nei casi più fortunati inducono

remissione, impedendo distruzione dell’articolazione e del tessuto danneggiato, riducono anche tumefazione articolare, ma dopo 3-4 solitamente.

Questi sono 4 classi che sono usati in clinica e sono di vecchia generazione e ne conosciamo abbastanza tutto:

• Sali d’oro, ne abbiamo due, l’oro che si da come iniezione intramuscolare e l’auranofin per bocca. Hanno azione lenta e rimane a lungo e

si somministra q volta a settimana e solitamente si fa una prima dose test per vedere gli effetti per poi passare alla dose normale definitiva,

si inizia con dosi di 10mg e poi dosi di 50mg a settimana. i primi risultati si hanno alla dose di 300-500mg totali, quindi circa 6/8 settimane

prima di vedere un effetto vero. Se non si osserva effetto dopo la somministrazione totale di 1g è inutile continuare la terapia. Nei pazienti

che rispondono al trattamento l’intervallo tra le iniezioni si aumenta a 4 settimane e si prosegue per 5 anni dopo la remissione completa.

Se ritorna la malattia deve essere portato il dosaggio di nuovo a 50mg a settimana e la frequenza diminuita nuovamente. Tra questi farmaci,

come detto l’Auranofin viene dato per bocca, è meno efficace rispetto all’oro dato per via parenterale, il trattamento deve essere sospeso

dopo 6 mesi in caso di mancata risposta e gli effetti collaterali principali sono diarrea con o senza nausea e dolori addominali. Spesso si

manifestano rush cutanei con prurito e deve richiedere sospensione della terapia. L’oro si accumula …

Gli effetti collaterali sono dermatiti, danni renali con ematuria, depressione midollare che interessa leuco, eritro o piastrinopoiesi. I meno

frequenti sono lesioni delle mucose orali, deposizione di oro nella cornea. Purtroppo, un 30-40% dei pazienti interrompe la malattia e

l’aderenza alla malattia si riduce molto. È necessario 1 anno perché la qt di oro possa essere del tutto eliminata e in caso di intossicazione

ci sono antidoti.

• Sulfasalazina, unico farmaco tra questi a azione lenta che è tenuto nella terapia di base, infatti spesso si usano 3-4 farmaci e questo sempre

si usa. Effetti tossici sono sintomi gastrici, neutropenia, emolisi e rush cutanei.

• Penicillamina può dare sempre gli stessi effetti collaterali di questi appena visti

• Clorochina, può risultare efficace nel controllare nei sintomi dell’AR di lieve o moderata entità, è raccomandabile seguire controlli oculistici

ogni 6 mesi durante il trattamento, con dose iniziale di 200mg per bocca dopo prima colazione e cena e può essere continuata per 6-9

mesi, e va interrotto se non ce miglioramento oltre il non mese. Ci sono una serie di effetti collaterali che fa si che circa il 10% dei malati

non tollera il trattamento. E questi effetti sono nausea, vomito, dolori addominali, pigmentazione, fosfosensibilizzazione, caduta dei capelli,

intorbidamento della cornea da deposizione di cristalli. Sembrano essere però sicuri in gravidanza.

Ora, vediamo un’altra classe di farmaci, modificatori della malattia, ovvero detti DMARDs, ovvero farmaci modificatori della malattia in inglese, e

abbiamo gli immunosoppressori, ancora usati sebbene degli anni ’80 e il più importante è il Metotrexato che si usa nell’AR ma sostanzialmente è un

chemioterapico che si usa prendendolo dalla chemioterapia usandolo a dose più basse per l’AR. Questo farmaco, inoltre, è il gold standard della

terapia, è il farmaco migliore per l’AR. Ovviamente ha degli effetti collaterali, ci possono essere problemi nel suo uso, ma oggi nell’AR attiva e in forma

grave si inizia subito con lui, ma non da solo, associato con altri farmaci. Viene somministrato in singola dose a settimana, compresa tra 2,5 e 20mg

iniziando con 7,5mg/sett e aumentando gradualmente secondo la necessità, ma va evitato nei forti bevitori e nei diabetici. Possono sopprimere

l’infiammazione e permettono di ridurre le dosi dei corticosteroidi, come già visto che avendo tanti effetti collaterali non possono essere usati

all’infinito. Nel corso di malattia gravi e si può usare il Metotrexato in 3-4 settimane, quindi molto prima dei corticosteroidi. Il meccanismo di azione

- 3 -

prevedere che è un inibitore dell’acido folico, ne è infatti un antagonista, però nel senso che va a inibire la diidrofolato reduttasi e impedisce che si

formino le basi puriniche e pirimidiniche inibendo sintesi di DNA e RNA. Per questo nasce come anti tumorale.

Tra gli immunosoppressori abbiamo l’azatioprina, e ci sono anche in questo caso importanti effetti collaterali, depressione del midollo osseo,

polmonite, neoplasie, malattie epatiche ecc… e in ogni caso questo fa capire come in questa malattia si usino tanti farmaci per abbassare via via le

varie dosi e ridurre effetti collaterali.

Un altro immunosoppressore è la ciclosporina, utile in combinazione sempre con altri farmaci a lenta azione, antinfiammatori a azione lenta, il

dosaggio non supera i 5mg/gg per non alterare pressione arteriosa e funzione renale. Ha una nefrotossicità dando ipertensione soprattutto, è

epatotossico, dà irsutismo, tremore, convulsioni ecc…

Il problema degli immunosoppressori è una epatotossicità di tipo dosi dipendente, soprattutto per il Metotrexato, ma in generale si ha tossicità a

livello del midollo osseo con leucopenia e piastrinopenia