Kapitoly z bioorganické chemie OCH/KBCH

RNDr. Lucie Brulíková, Ph.D. LS 2016/2017 [email protected]

1 6. Inhibitory jednotlivých stupňů rozmnožování virů – part 1

2 Životní cyklus virů

http://home.ncifcrf.gov/hivdrp/RCAS/replication.html 3 Rozdělení inhibitorů

1. Látky ovlivňující adsorpci virionu na povrch buňky – působení těchto látek je obvykle založeno na blokádě buněčného receptoru nutného k navázání virových částic k povrchu buňky nebo na interakci s buněčnou membránou, v jejímž důsledku dochází k zamezení fúze viru s buňkou.

2. Látky interagující s povrchovou strukturou virionu - látky patřící do této skupiny jsou založeny na obsazení receptoru na povrchu virionu, čímž dochází k zabránění interakce virionu s receptory na povrchu buňky.

3. Inhibitory syntézy virových NK (analoga substrátu nebo produktu, acyklické nukleosidy, chelatační činidla, interkalátory, látky interagující s molekulou polymerasy, inhibitory herpesvirové helikasy-primasy, inhibitory RNA-dependentní RNA-polymerasy, inhibitory helikasy HCV)

4. Inhibitory HBV

4 Rozdělení inhibitorů

5. Inhibitory virových proteas – proteasy jsou enzymy, které štěpí syntetizované virové polyproteinové řetězce, vznikající translací virové RNA, na menší funkční proteiny s enzymovou aktivitou a strukturální proteiny, které pak tvoří části struktury virionu.

-tři proteasy (rozdělené podle katalytických skupin ve vazebném místě):

•aspartátové – např. aspartátová proteasa viru HIV

•serinové – nejdůležitější je serinová proteasa viru hepatitidy C – HCV NS3-4A proteasa, která vyštěpuje z polyproteinu několik nestrukturálních proteinů

•cysteinové – např. cysteinová proteasa 3C lidského rhinoviru

6. Inhibitory HIV – samostatná kapitola

5 1. Látky ovlivňující adsorpci virionu na buněčnou membránu ➢ Působení těchto látek je obvykle založeno na blokádě buněčného receptoru nutného k navázání virových částic k povrchu buňky nebo na interakci s buněčnou membránou, v jejímž důsledku dochází k zamezení fúze viru s buňkou.

➢ Byla vyvíjena celá řada takových látek, avšak u většiny z nich převládaly nežádoucí vedlejší účinky nad samotným terapeutickým efektem.

➢ Jediný derivát je klinicky používán – n-dokosanol (behenylalkohol, C22-alkohol, lidakol).

6 1. Látky ovlivňující adsorpci virionu na buněčnou membránu n-dokosanol

➢Tato látka byla licencována a v roce 2000 schválena v USA a Kanadě pod komerčním názvem AbrevaTM k léčbě herpes labialis (opar).

➢ V Evropě se používá pod názvem ErazabanTM.

➢ Inhibuje fůzi mezi buněčnou membránou a virovým (HSV) obalem – brání průniku viru do buňky a tím i následné replikaci viru.

➢Tento přípravek je používán ve formě krému obsahující 10% dokosanolu.

7 1. Látky ovlivňující adsorpci virionu na buněčnou membránu

➢ Bicyklamy jsou specifickou skupinou sloučenin, které inhibují koreceptory CXCR4 na T4 lymfocytu.

➢ Bicyklam plerixafor (AMD-3100) - objevený De Clercqem pro potencionální použití při léčbě HIV. ➢ Plerixafor blokuje koreceptor CXCR4. Bohužel byl výzkum této látky vzhledem k nedostatečné orální dostupnosti a častým srdečním poruchám ukončen. ➢ Nicméně výzkum této látky nebyl zbytečný, neboť je používána jako imunostimulans (MozobilTM).

Plerixafor 8 9 2. Látky interagující s povrchovou strukturou virionu

➢ Látky patřící do této skupiny jsou založeny na obsazení receptoru na povrchu virionu, čímž dochází k zabránění interakce virionu s receptory na povrchu buňky.

➢ Látky tohoto typu jsou vyvíjeny např. proti chřipce a pikornavirům.

➢ Mechanizmus účinku protichřipkových látek vychází ze stavby virionu chřipky, který obsahuje dva povrchové proteiny – hemaglutinin a neuraminidasu.

➢ Hemaglutinin - zprostředkovává vazby mezi virionem a receptory na povrchu buněk respiračního traktu obsahujícími zbytek kyseliny sialové.

➢ Neuraminidasa štěpí nové viriony z povrchu buňky, a tím brání jejich agregaci – štěpí terminální vazby sialové kyseliny hostitelské buňky.)

10 11 2. Látky interagující s povrchovou strukturou virionu Protichřipkové preparáty

➢ na inhibici neuraminidasy je založena celá řada protichřipkových antivirotik, jejichž struktura mimikuje (alespoň částečně) kyselinu sialovou

➢ Nejvýznamnějšími látkami jsou: ➢ zanamavir (RelenzaTM) podávaný ve formě aerosolu ➢ oseltamivir (TamifluTM) určený k perorálnímu podání.

12 13 2. Látky interagující s povrchovou strukturou virionu Látky proti pikornavirům

➢ Druhou zmíněnou skupinou jsou látky působící proti pikornavirům, jako jsou enteroviry, polioviry nebo rhinoviry.

➢ Pleconaril (PicovirTM) ➢ látka vyvíjena firmou Sanofi-Aventis a licencována firmou ViroPharma v roce 1997, klinická fáze II byla ukončena v roce 2007 ➢ v orálním podání je účinný zejména proti enterovirům a rhinovirům

➢ Arildon je rovněž účinný proti picornavirům, a to proti polioviru a coxsackie viru.

➢ Pirodavir (R 77975) vykazuje antivirotické účinky proti rhinovirům.

https://www.youtube.com/watch?v=MwM-_slwrNc 14 2. Látky interagující s povrchovou strukturou virionu Látky proti pikornavirům

15 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin ➢ Proces replikace DNA je poměrně složitý a podílí se na něm několik enzymů, které jednotlivé kroky tohoto procesu katalyzují.

➢ helikasa ➢ DNA-polymerasa-alfa ➢ DNA-polymearasa-delta ➢ DNA-ligasa Videa\YouTube - DNA Replication Process.flv ➢ topoisomerasa I s II Videa\YouTube - How DNA Copies Itself.flv 16 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin

➢ DNA polymerasy jsou nezbytně nutné pro syntézu nové DNA, a proto je na základě jejich inhibice založen účinek celé řady antivirotik.

➢ Podle mechanizmu účinku na replikaci virové DNA dělíme inhibitory na: ✓ analoga substrátu ✓ analoga produktu ✓ chelatující látky ✓ interkalátory ✓ látky inaktivující DNA-polymerasy (DNA-pol) ✓ látky interagující s molekulou DNA-pol mimo aktivní místo

17 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Analoga substrátu

➢ První skupina látek zahrnuje nukleosidové antimetabolity založené na strukturní podobnosti s přirozeným substrátem, kdy se vazebné místo enzymu musí přizpůsobit změněné konformaci modifikované molekuly.

➢ Patří sem celá řada látek - analoga thymidinu jako idoxuridin, brivudin, aedurid nebo trifluridin a na cukru modifikované nukleosidy sorivudin a vidarabin (arabinosidy).

➢ Ve všech případech je nutná aktivace fosforylací.

18 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Analoga substrátu

19 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Analoga substrátu

➢ Všechny uvedené látky působí jako inhibitory herpesvirových DNA- polymeras.

➢ Nejstarší z této skupiny látek je 5-jod-2´-deoxyuridin ➢ (Idoxuridin, IUDR, IDU, HerpidTM, StoxilTM, IdoxenTM), který byl syntetizován W. Prusoffem na konci 50. let minulého století. ➢ Původně byl vyvinut jako protinádorová látka, avšak později se ukázaly jeho antivirální účinky a stal se tak v roce 1962 prvním nukleosidovým antivirotikem. ➢ Je to doposud užívaná látka, a to v očním lékařství k léčbě herpesvirové keratitidy.

➢ Stejné použití má i 5-ethyl-2´-deoxyuridin (AeduridTM).

20 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Analoga substrátu

➢Brivudin (BVDU, ZostexTM, HelpinTM, ZerpexTM, ZonavirTM, BridicTM) ➢ je analog thymidinu, který byl poprvé syntetizován v 70. letech na Birminghamské univerzitě. ➢ V roce 1979 výzkum vedený Erikem De Clercqem poukázal na účinky této látky jako potenciálního inhibitoru herpes simplex viru typu 1 a varicella zoster viru a během 80. let následovalo uvedení této látky na trh. ➢ Dnes je používána k léčbě VZV infekcí, herpes labialis nebo herpesvirové keratitidy. ➢Ukázalo se, že brivudin je mnohem efektivnější než idoxuridin. Fosforyluje se do prvního a druhého stupně herpesvirovými kinasami.

21 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Analoga substrátu

➢ Trifluridin (ViropticTM, TrifluridineTM) ➢ Působí poněkud odlišným mechanizmem, avšak se stejným použitím (oční lékařství k léčbě HSV konjunktivitidy). ➢ Nejdříve je konvertován na 5´-fosfát, avšak nepůsobí jako inhibitor virové polymerasy, ale inhibuje thymidylátsynthasu.

22 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Analoga substrátu ➢ Jako inhibitory herpesvirové DNA-polymerasy působí i vidarabin a sorivudin.

➢ Adeninarabinosid (VidarabinTM, ara-A) ➢ antivirotické léčivo působící proti herpes simplex a varicella zoster viru, poxvirům, rhabdovirům, hepadnavirům. ➢ Tato látka byla poprvé syntetizována v roce 1960 na Stanford Research Institute jako potenciální protinádorové léčivo, avšak již v roce 1964 byly popsány antivirální účinky. ➢ Vidarabin byl rovněž indikován k léčbě neonatální herpetické encefalitidy. ➢ Vzhledem k nízké rozpustnosti této látky se však od jejího používání upouští a je nahrazována acyklovirem, který má vyšší selektivitu, nižší inhibiční koncentraci a je účinnější.

➢ Sorivudin (UsevirTM, BrovavirTM) - látka účinná proti hereps virům, zejména HSV-1, VZV a EBV virům. 23 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Analoga produktu

➢ Vznik řetězce DNA či RNA z nukleosidtrifosfátů působením DNA- polymeráz je doprovázen i vznikem ekvimolárního množství difosfátu.

➢ Teoreticky by přebytek anorganického difosfátu mohl působit na polymerační reakci - pokud se nám podaří dopravit do buňky analog difosfátu, který nemůže být účinkem pyrofosfatas degradován - jako inhibitor produktu.

➢ Tento účinek byl skutečně prokázán např. u látky foskarnet (FoscavirTM), který působí jako inhibitor všech herpesvirů (HSV, VZV, CMV, atd.)

24 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Analoga produktu

25 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory herpesvirové helikasy-primasy ➢ Herpes simplex virus - může za určitých okolností způsobit život ohrožující infekce, například herpetickou encefalitidu a žádná terapie (ani doposud hojně užívaný acyklovir) nedokáže eliminovat virus v latentním stádiu.

➢ Proto se intenzivně vyvíjí látky působící jiným mechanizmem než inhibicí DNA polymerasy nebo thymidinkinasy.

➢ Pomocí mutageneze bylo zjištěno, že pro replikaci HSV virů je nezbytná přítomnost (a exprese) sedmi genů – UL5, UL8, UL9, UL29, UL30, UL42 a UL52.

➢ Podrobnější analýza ukázala, že geny UL5 a UL52 kódují proteiny zodpovědné za 5‘-3‘ DNA helikasovou a DNA primasovou aktivitu a tvoří komplex s proteinem kódovaným genem UL8, který stimuluje syntézu primeru. 26 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory herpesvirové helikasy-primasy

➢Tento komplex - HSV-1 helikasa-primasa - je nezbytný pro zahájení polymerace virové DNA.

➢ Helikasa rozplétá dvoušroubovici DNA a s ní spojená RNA primasa začne de novo syntetizovat RNA primer komplementární k DNA vláknu.

➢ Když primer dosáhne délky asi 7-14 nukleotidů, polymerizaci převezme virová DNA polymerasa (gen UL30) dokončí syntézu celého řetězce DNA, odstraní primer a nahradí ho DNA.

➢ Inovativní přístup k léčbě herpesvirových onemocnění dnes představují inhibitory komplexu helikasa-primasa (HPIs) herpesvirů, které ve výsledku selektivně inhibují syntézu herpesvirové DNA.

27 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory herpesvirové helikasy-primasy

28 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory herpesvirové helikasy-primasy

➢ Ze studií věnovaných výzkumu inhibitorů komplexu helikasa-primasa vzešly tři velmi účinné látky určené k prevenci a léčbě herpes simplex viru, z nichž dvě jsou v současné době ve fázi II klinických testování.

➢ Pritelivir (BAY 57–1293, AIC316)

➢ je vysoce aktivní a specifický inhibitor herpes simplex virů, je aktivní proti herpes labialis (HSV-1) a herpes genitalis (HSV-2) a zatím si zachovává aktivitu i vůči virům, které jsou rezistentní k doposud používaným přípravkům.

➢ Oproti nukleosidovým analogám nevyžaduje aktivaci virovou thymidinkinasou v infikované buňce, zachovává si dlouhou životnost a má velmi příznivé dávkování (jedna tableta na celou léčbu).

29 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory herpesvirové helikasy-primasy

➢ Amenamevir (ASP2151) ➢ je aktivní proti herpes simplex virus HSV-1, HSV-2 a varicella- zoster viru (VZV) v kombinaci s ACV a PCV ➢ Ukazuje se, že by tato látka mohla být použitelná i pro případ závažných onemocnění jako jsou herpetická encefalitida nebo u pacientů se zhoršenou imunitou. V současnosti je rovněž ve druhé fázi klinického výzkumu.

➢BILS 179 BS firmy Boehringer Ingelheim Pharmaceuticals, která vykazuje vysokou efektivitu na vaginální a kožní léze.

30 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory herpesvirové helikasy-primasy

31 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory RNA-dependentní-RNA polymerasy

➢ RNA-dependentní-RNA polymerasa syntetizuje RNA vlákno podle RNA předlohy.

➢ Virové RNA-dependentní RNA polymerasy katalyzují syntézu řetězce (- )RNA na templátu (+)RNA a ten pak použijí jako templát k pomnožení (+)RNA.

➢ Nejsou schopné ani kontroly (proofreading), ani opravy (vyskytuje se zde přibližně 100 × více chyb než u DNA-polymeráz).

➢Inhibitory RNA-dependentní RNA polymerasy můžeme rozdělit do dvou strukturních typů: ➢ nukleosidové ➢ nenukleosidové

32 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory RNA-dependentní-RNA polymerasy

➢ Jejich výzkum přinesl nové poznatky hlavně v léčbě viru hepatitidy C (HCV).

➢ Sofosbuvir blokuje RNA-dependentní RNA polymerasu označovanou jako NS5B, která hraje klíčovou roli při replikaci HCV

➢ Látka R1479 (4´-azidocytidin) vykazuje účinky proti HCV viru, které jsou založeny na inhibici NS5B polyproteinu (RNA-dependentní-RNA polymerasa).

https://www.youtube.com/watch?v=u9PiU2bde5Q 33 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory RNA-dependentní-RNA polymerasy

➢ V roce 2007 vstoupil do klinických studií valopicitabin (NM283) ➢ v preklinickém výzkumu prokázal vliv na replikaci viru hepatidy C specifickou inhibicí HCV RNA polymerasy. ➢ V současné době probíhá fáze IIb, kde se sleduje efekt kombinované terapie valopicitabinem s pegylovaným interferonem.

➢ PSI-6130 ➢ je nukleosid určený rovněž k experimentální léčbě hepatitidy typu C; Jeho účinek je, stejně jako u předchozích, založen na inhibici NS5B polymerasy.

34 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory RNA-dependentní-RNA polymerasy

➢ Mericitabin (R7128) ➢ je látka vyvinuta k léčbě HCV infekcí. ➢ Jedná se o tzv. prodrug látky PSI-6130, cytidinový nukleosidový analog působící rovněž jako inhibitor HCV RNA polymerasy. ➢ Látka ukázala in vitro aktivitu proti všem nejběžnějším HCV genotypům (1,2,3 a 4). ➢ V roce 2008 zahájily firmy Pharmasset, Roche a InterMune studie kombinovaného přípravku INFORM-1 obsahujícího právě mericitabin v kombinaci s danoprevirem (ITMN-191/R7227; proteasový inhibitor). Tato studie je právě ve fázi II klinického testování.

35 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory RNA-dependentní-RNA polymerasy

36 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory DNA-dependentní-RNA polymerasy

➢ DNA-dependentní-RNA polymerasa je enzym, který produkuje primární transkript RNA a je nezbytný pro tvorbu řetězce RNA podle templátu DNA.

➢ Ribavirin (VirazoleTM, VirazidTM, ViramidTM) ➢ je neukleosidový analog, který byl poprvé syntetizován před více než 35 lety a v in vitro testech vykazuje široké spektrum účinků proti několika RNA i DNA virům. ➢ V současné době je schválen k léčbě pneumonií vyvolaných respiračním syncitiálním virem (RSV) a v kombinované terapii s interferonem alfa také k léčbě infekcí vyvolaných virem hepatitidy C. ➢ Často je také volbou k léčbě život ohrožujících virových infekcí jako jsou horečka Lassa a hemoragické horečky způsobené viry z čeledi bunyaviridae a arenavirida.

37 3. Inhibitory syntézy virových nukleových kyselin Inhibitory DNA-dependentní-RNA polymerasy

➢ Prodrug ribavirinu nazývaný taribavirin (Viramidin, ICN 3142) je také účinný proti mnoha DNA i RNA virům (HCV, HBV, žlutá zimnice). ➢ Právě se nachází ve fázi III klinických studií.

38 4. Inhibitory HBV

➢ Virus hepatitidy B (HBV) je virus z rodu Orthohepadnavirus a čeledi hepadnavirů.

➢ HBV virus je původcem hepatitidy B, chronická infekce však může vést až k cirhóze jater nebo hepatocelulárnímu karcinomu.

➢ Během rozmnožovacího cyklu také využívá reversní transkripci.

➢ Virus hepatitidy B má kruhový genom (cccDNA), který je po vstupu do buňky přepsán do pre-genomové RNA a polyadenylován.

➢ Poté reversní transkriptasa přepíše RNA na DNA.

39 Vsuvka - hepatitida

➢ Hepatitida A ➢ původcem je HAV, což je RNA virus z rodiny Picornaviridae (Enteroviridae, Enterovirus 72). ➢ Inkubační doba je 15–30 dnů, HAV nevyvolává chronické infekce.

➢ Hepatitida B ➢ původcem je HBV, což je DNA virus (Hepadnaviridae). ➢ Nositelem viru je 5 % populace. ➢ Jedná se o jedno z nejzávažnějších virových onemocnění člověka – každý pátý nosič umírá na cirhózu, každý devátý na hepatocelulární karcinom. ➢ Inkubační doba je 30–180 (nejčastěji 60–90) dní. ➢ Akutní i chronická.

40 Vsuvka - hepatitida ➢ Hepatitida C ➢ původcem je HCV – RNA virus (Flaviviridae), rozlišují se jeho různé genotypy a jejich subtypy, snadno podléhá mutacím. ➢ Existuje 6 typů virů a velké množství subtypů, v ČR se nejčastěji vyskytuje genotyp 1b. ➢Inkubační doba je 15–160. ➢ Akutní i chronická.

➢ Hepatitida D ➢ původcem je defektní RNA virus delta (HDV), který není schopen samostatné replikace, vyžaduje k tomu enzymatické výbavy HBV. ➢ Inkubační doba je 2–7 týdnů.

➢ Hepatitida E ➢ původcem je RNA virus z čeledi Hepeviridae (dříve řazeno ke Caliciviridae). ➢ Vzácná infekce vyskytující se v rozvojových zemích s nedostatečnou úrovní zásobování nezávadnou vodou – ve střední a východní Asii,

Africe (i Středomoří), střední Americe. 41 ➢ v ČR se objevuje ojediněle, většinou importována imigranty. 4. Inhibitory HBV

http://de.wikipedia.org/wiki/Hepatitis-B-Virus 42 4. Inhibitory HBV

➢ Deriváty experimentálně testované proti viru HBV působí z hlediska mechanizmu jako nukleosidové inhibitory reversní transkriptasy.

➢ Z historického pohledu byla první objevenou účinnou látkou FMAU, další experimenty pak ukázaly, že je vzhledem k závažným vedlejším účinkům na CNS při léčbě HBV nepoužitelná.

➢ Její analog fialuridin v klinických zkouškách významně snižoval titr viru, avšak vykazoval nepřijatelnou toxicitu způsobující smrt 5 z 15 pacientů v důsledku selhání jater.

➢ L-analog FMAU clevudin (LevovirTM, RevovirTM) byl ke klinickému použití schválen v Jižní Koreji a Filipínách, avšak stažen kvůli projevům myopatie u některých pacientů.

➢ Emtricitabin je nukleosidový inhibitor reversní transkriptasy viru HIV, avšak v klinických testech se jeví jako účinný také proti viru HBV. Doposud nebyl k léčbě HBV schválen. 43 4. Inhibitory HBV

➢ Famciclovir se v preklinických studiích také ukázal jako účinný proti HBV.

44 4. Inhibitory HBV

➢ Klinicky jsou k léčbě žloutenky typu B používány tyto látky - adefovir, entecavir, telbivudine, and tenofovir jsou schváleny k léčbě dospělých, pro děti ve věku 2 až 7 let je možné použít lamivudin.

➢ Lamivudin (EpivirTM, ZeffixTM, HeptovirTM, EpivirTM, and Epivir-HBVTM) je přípravek účinný jak proti HBV, tak proti HIV. Jeho nevýhodou při léčbě HBV je snadno vznikající rezistence. (POZN. Lamivudin vykazuje také účinky vůči ebole). ➢ ➢ Entecavir (ETV, BaracludeTM) se používá u pacientů po transplantaci jater, aby se předešlo HBV infekcím a také k léčbě HIV pozitivních pacientů trpících žloutenkou typu B.

➢ Telbivudin (LdT, SebivoTM (EU), TyzekaTM (USA)) je fosforylován na trifosfát, který je kompetitivní inhibitor DNA polymerasy HBV. Klinické studie ukázaly, že je účinnější než lamivudin a adefovir a méně často podléhá vzniku rezistence.

45 4. Inhibitory HBV

➢ Další dva přípravky jsou nukleotidové inhibitory reversní transkriptasy:

➢ Adefovir (HepseraTM, PreveonTM) se ve formě adefovir dipivoxilu používá jako orální profarmakum, které je účinné na lamivudin-rezistentní mutanty. Používá se k léčbě HBV, účinky vykazuje také proti herpes simplex virovým infekcím. Byl testován i jako anti-HIV přípravek, avšak při léčbě viru HIV selhal.

➢ Naproti tomu tenofovir (VireadTM - tenofovir disoproxil fumarate) je účinný jak při léčbě HBV tak HIV. Pro léčbu HBV byl schválen v roce 2008.

46 ➢ Syntéza adefoviru vychází z adeninu, který je 1,3-dioxolan-2-onem alkylován do polohy N9 a následnou kondenzací s diisopropyl-p- tolylsulfonyloxymethylfosfonátem vzniká diester adefoviru. ➢ Esterová funkce je nakonec odštěpena bromtrimethylsilanem s následnou hydrolýzou.

47 ➢ Princip syntézy tenofoviru je obdobný jako u předchozího adefoviru. ➢ Adenin je nejprve alkylován (R)-4-methyl-1,3-dioxolan-2-onem a produkt následně reaguje s diisopropyl-p- tolylsulfonyloxymethylfosfonátem. ➢ Tenofovir pak získáme štěpením získaného dialkylesteru bromtrimethylsilanem.

48 4. Inhibitory HBV

49 5. Inhibitory HCV

➢ Standardní léčba hepatitidy C s příznaky zánětu jater zahrnuje použití kombinace pegylovaného interfetonu alfa s léčivem ribavirin.

➢ V posledních letech se však objevily nové látky a nové kombinace léčiv, např. kombinace bocepreviru nebo telapreviru s ribavirinem nebo sofosbuvir s ribavirinem.

➢ Použití vhodných kombinací a délky léčby (obvykle několik měsíců) se řídí genotypem konkrétního viru a také tím, zda se jedná o počáteční stádium infekce nebo o chronickou fázi.

➢ Řada léčiv je v současnosti předmětem schvalovacích řízení a jeví se, že hepatitida C bude v blízké budoucnosti medikamentózně vyřešený problém.

50 5. Inhibitory HCV

➢ K léčbě hepatitidy C se používají následující léčiva/skupiny léčiv:

1. Pegylovaný interferon alfa 2. Nukleosidová analoga 3. Inhibitory serinové NS3/4A proteasy 4. Nukleosidové a nukleotidové inhibitory NS5B polymerasy 5. Inhibitory NS5A 6. Nenukleosidové inhibitory NS5B polymerasy 7. Kombinované látky

51 5. Inhibitory HCV

1. Pegylovaný interferon alfa

➢ Interferony jsou proteiny produkované buňkami imunitního systému, jejich syntéza je vyvolána patogenními, nádorovými či mitogenními podněty. V podstatě pomáhají tělu bránit se před těmito „vetřelci“.

➢ Při podávání v dávkách mnohem vyšších, než v jakých je tvoří samotný organismus, dokáže interferon hubit viry a zastavit jejich množení.

➢ Pegylace pak znamená navázání polyethylenglykolu (PEG) na molekulu bílkoviny za účelem zlepšení farmakokinetických vlastností proteinů – pegylací proteinů je dosaženo vyšší rozpustnosti, snížení rychlosti proteolýzy, snížení imunogenicity, snížení renální eliminace, zvýšení poločasu cirkulace v plazmě, změn v distribuci a absorpci.

➢ Pegylované proteiny jsou obvykle též snadněji skladovatelné jako hotové přípravky.

52 5. Inhibitory HCV 1. Pegylovaný interferon alfa

Komerční název Generický název Status Výrobce PegIntron peginterferon alfa-2b schválený Merck Pegasys peginterferon alfa-2b schválený Genentech

Interferon alpha 2a (IFNA2) molecule. 53 5. Inhibitory HCV 1. Pegylovaný interferon alfa

We reported one case of human immunodeficiency virus and hepatitis C virus co- infected patient who presented a significant improvement of human papillomavirus (HPV) lesions during the treatment of chronic hepatitis using peg-interferon alfa-2b and ribavirin. (Braz J Infect Dis vol.11 no.3 Salvador June 2007)

54 5. Inhibitory HCV 1. Pegylovaný interferon alfa

We reported one case of human immunodeficiency virus and hepatitis C virus co- infected patient who presented a significant improvement of human papillomavirus (HPV) lesions during the treatment of chronic hepatitis using peg-interferon alfa-2b and ribavirin. (Braz J Infect Dis vol.11 no.3 Salvador June 2007)

55 5. Inhibitory HCV

2. Nukleosidová analoga

➢ Nukleosidová analoga používaná v léčbě HCV zahrnují především ribavirin.

➢ Samotný ribavirin je v léčbě HCV nepoužitelný, avšak v kombinované léčbě hraje významnou roli.

➢ Přestože je ribavirin používán již mnoho let, doposud není zcela objasněn jeho přesný mechanizmus účinku.

Komerční název Generický název Status Výrobce Copegus, ribavirin schválený Genentech, Merck, Kadmon Rebetol, Ribasphere, Moderiba

56 5. Inhibitory HCV

2. Nukleosidová analoga

Komerční název Generický název Status Výrobce Copegus, ribavirin schválený Genentech, Merck, Kadmon Rebetol, Ribasphere,

Moderiba 57 5. Inhibitory HCV

3. Inhibitory serinové NS3/4A proteasy

➢ Proteasové inhibitory (PI) brání štěpení polyproteinu HCV a tím inhibují tvorbu proteinů potřebných pro replikaci HCV.

➢ Nejvíce klinických zkušeností s inhibitory NS3/4A serinové proteasy přinesly přípravky telaprevir a boceprevir.

58 5. Inhibitory HCV

3. Inhibitory serinové NS3/4A proteasy

Komerční název Generický název Status Výrobce Victrelis boceprevir schválený Merck Olysio simeprevir schválený Janssen and Medivir AB Sunvepra asunaprevir Fáze III Bristol-Myers Squibb n/a vaniprevir Fáze III Merck n/a paritaprevir Fáze III AbbVie n/a grazoprevir Fáze III Merck Incivek telaprevir stažen 16.10.2014 Vertex

59 5. Inhibitory HCV

4. Nukleosidové a nukleotidové inhibitory NS5B polymerasy

➢ Tyto látky blokují RNA-dependentní RNA polymerasu (označovanou také jako NS5B), která hraje klíčovou roli při replikaci HCV.

➢ Sofosbuvir je používán k léčbě genotypů 1,2,3 a 4 a v současné době se studuje jako součást kombinované pilulky s NS5A inhibitorem ledipasvirem k léčbě genotypu 1.

Komerční Generický název Status Výrobce název Sovaldi sofosbuvir schválený Gilead Sciences n/a mericitabin Fáze III Roche

60 5. Inhibitory HCV

5. Inhibitory NS5A

➢ NS5A je HCV protein, který je součástí HCV replikačního komplexu.

➢ V současné době jsou tyto látky ve Fázi III testování v kombinaci s ostatními skupinami léčiv.

Komerční Generický Status Výrobce název název Daklinza daclatasvir Fáze III Bristol-Myers Squibb n/a ledipasvir Fáze III Gilead Sciences n/a ombitasvir Fáze III AbbVie n/a GS-5816 Fáze III Gilead Sciences n/a elbasvir Fáze III Merck

61 5. Inhibitory HCV

6. Nenukleosidové inhibitory NS5B polymerasy

➢ Jsou účinné proti NS5B, ale odlišným mechanizmem než předchozí skupina NS5B inhibitorů.

Komerční Generický Status Výrobce název název Exviera dasabuvir Fáze III AbbVie n/a beclabuvir Fáze III Bristol-Myers Squibb n/a ABT-072 Fáze III AbbVie

62 5. Inhibitory HCV

7. Kombinované látky

➢ V současné době se testuje nová strategie v léčbě hepatitidy typu C, a to specificky cílená antivirová terapie (STAT-C; specifically targeted antiviral therapy for hepatitis C).

➢ Jedná se o kombinovanou terapii, kdy se používá inhibitor ne- strukturální (NS)3/4A serinové proteasy a HCV NS5B RNA-dependentní- RNA polymerasy (RdRp).

➢ V klinických testech I a II se jeví tato terapie jako nadějná, proto se stále pracuje na objasnění mechanizmu účinku ribavirinu a jeho molekulárních interakcí s STAT-C.

63 5. Inhibitory HCV

7. Kombinované látky

Komerční název Generický název Status Výrobce Harvoni sofosbuvir + ledipasvir schválený Gilead Sciences Viekira Pak (ombitasvir + paritaprevir + schválený AbbVie ritonavir ) + dasabuvir Viekirax ombitasvir + paritaprevir + Fáze III AbbVie ritonavir n/a asunaprevir + daclatasvir + Fáze III Bristol-Myers Squibb BMS-791325 n/a grazoprevir + elbasvir Fáze III Merck

64 6. Inhibitory serinové HCMV proteasy

➢ Serinová proteasa má za úkol rozštěpit strukturní proteiny v polyproteinu, které jsou důležité pro sestavení nové virové částice.

➢ Mezi inhibitory serinové HCMV proteasy patří tzv. salcominy, komplexní sloučeniny kobaltu se symterickými N-substituovanými 2- hydroxyfenylaldiminy a ketiminy.

65 7. Inhibitory cysteinové rhinovirové proteasy

➢ Rhinoviry patří do skupiny virů, které způsobují záněty horních dýchacích cest včetně rýmy.

➢ Dosud známe 99 typů lidských rhinovirů, na tyto viry neexistuje zatím žádný lék ani vakcína.

➢ Proto je vývoji látek působících proti rhinovirům věnována značná pozornost.

https://www.youtube.com/watch?v=zjOZunhfL5M

66 7. Inhibitory cysteinové rhinovirové proteasy

➢ Mezi účinné inhibitory patří tyto deriváty:

67 8. Inhibice methylačních reakcí

➢ v metabolických drahách jsou pro přenos jednouhlíkatého zbytku pouze dvě alternativy:

a) z methylentetrahydrofolátu prostřednictvím thymidylátsynthasy

b) z S-adenosyl-L-methioninu (SAM) prostřednictvím methyltransferas

68 8. Inhibice methylačních reakcí

69 8. Inhibice methylačních reakcí

70 8. Inhibice methylačních reakcí

71 8. Inhibice methylačních reakcí

➢ Inhibice: a) Přímo inhibicí methyltransferas b) Nepřímo produktovou inhibicí ▪ SAH je přirozeným inhibitorem (regulátorem) methylačních reakcí ▪ Poměr SAM/SAH v cytoplasmě buňky je konstantní ▪ Protože methylační procesy probíhají v buňce, která není v klidovém stavu, musí být SAHz prostředí neustále odstraňován (enzym: SAHasa) ▪ Protože adenosin je inhibitorem reakce katalyzované SAHasou, která vede k jeho vzniku, je odstraňován z prostředí deaminací adenosinaminohydrolasou

➢ Methylační procesy lze tedy inhibovat: a) Analoga SAM b) Analoga SAH c) Analoga adenosinu

72 8. Inhibice methylačních reakcí

73