Antifungicos_Farmacia_Noturno_140909

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Mecanismos de Ação de 
Antifúngicos
Baseado em Informações e Esquemas Compilados das Seguintes 
Fontes:
- Chapman et al. (2008) Trans. Am. Clin. Chimatol. Assoc. 119:
197-216
- Hamad (2008) Scand. J. Immunol. 67: 533-543
- Ostrosky-Zeichner et al. (2010) �at. Rev. Drug Discov. 9: 719-
727
- Pasqualotto & Denning (2008) J. Antimicrob. Chemother. 61:
i19-i30
- Pfaller (2012) Amer. J. Med. 125: S3-S13
- Petrikkos & Skiada (2007) Int. J. Antimicrob. Agents 30: 108-117
- Wagner et al. (2006) Pharmacology 78: 161-177
Alvos Potenciais de Antifúngicos
• ββββ1-3 Glucanas
• Quitina
• Manoproteínas
• Esfingolipídios
• Ergosterol
• Fuso mitótico
• Topoisomerases e Fatores de elongação
• Antimetabólitos
• Vias de Transdução de Sinal
• Cinases e Fosfatases
Parede celular (I)
Chaffin et al. (1998) Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62: 130-180
Parede Celular (II)
Gow & Hube (2012) Curr. Opin. Microbiol. 15: 406-412
Parede Celular (III) e Mecanismo de ação de 
inibidores de β(1-3)-glucana sintase
Inibidores da ββββ1-3 Glucana Sintase (I): 
Candinas
• Equinocandinas e 
Papulacandinas
• Papulacandinas são 
glicolipídios
• Equinocandinas são 
hexapeptídios cíclicos com 
cadeias hidrofóbicas �-acil 
ligadas em R5 (seta)
Tkacz & DiDomenico (2001) Current Oppin. Microbiol. 4: 540-545
Inibidores da β1-3 Glucana Sintase (II)
• Anidulafungin (Eraxis®) (Eli
Lilly Pharmaceuticals e
comercializado pela Pfizer)
• Disponível por via EV
• Cadeia lateral alcoxitrifenil
• Insolúvel em água (20% EtOH
e depois diluído em 5%
Dextrose ou Salina)
• Ativo somente contra Candida
HO
NH
O
HO
OH
H
N
O
N
H3C
HO
H3C
HO
NH
O
HN
CH3
OH
N
O
O
OH
O
NH
O
HO OH
O
H3C
anidulafungin
Inibidores da β1-3 Glucana 
Sintase (III)
• Micafungin (Mycamine®) (apenas via EV)
• Cadeia lateral aromática complexa mas solúvel em água
• Precipita quando co-perfundida com outros medicamentos
• Tem amplo espectro sobre várias espécies de Candida e também sobre
Aspergillus
HO
O
NH
O
HO
OH
H
N
O
N
HO
H2N
O
H3C
HO
NH
O
HN
CH3
OH
N
O
O
OH
O
NH
O
O
N
HO OH
O
H3C
S
OH
O
O
micafungin
Inibidores da β1-3 Glucana 
Sintase (IV)
• Apesar de Micafungin ser potente contra formas micelianas de Histoplasma
capsulatum, Blastomyces dermatitidis e Coccidioides immitis, 6ÃO tem ação
contra as leveduras destes fungos (justamente as formas encontradas nos
tecidos infectados)
ED50 (mg/kg/day) 
Organismo Inoculum Micafungin Fluconazole Amphotericin 
B 
C. albicans 1.0 x 10
4
 0.14 2.15 0.08 
C. glabrata 3.5 x 10
7
 0.30 6.27 0.11 
C. tropicalis 1.6 x 10
4
 0.28 3.71 0.07 
C. krusei 6.0 x 10
7
 0.77 9.52 0.26 
C. 
parapsilosis 
8.6 x 10
7
 1.00 10.9 0.06 
A. 
fumigatus 
2.1 x 10
5
 0.25 > 20 0.11 
 
Inibidores da β1-3 Glucana 
Sintase (V)
• Caspofungin (Merck & Co., Inc.)
• Aprovado pelo FDA desde 01/2001: CancidasTM
• Disponível por via EV, com administração diária lenta: 50-70 mg em 1h
• Solúvel em água e não causa danos renais
• Ativa contra várias espécies de Candida e Aspergillus, mas inativa contra
Cryptococcus neoformans
caspofungin
N
O
NH
O
HO
HO
NH
O
OH
H
N
H2N
OH
H2N
O
OH
HN
OH
HO
H
H
H H
NH O
H
CH3
OH
O
N
H
O
H3C
CH3 CH3
Wagner et al. (2006) Pharmacology 78: 161-177
Inibidores da β1-3 Glucana 
Sintase (VI)
Wagner et al. (2006) Pharmacology 78: 161-177
Inibidores da β1-3 Glucana 
Sintase (VII)
β1-3 Glucana Sintase (I)
β1-3 Glucana Sintase (II)
UDP
Fks1p
Fks2p
Fks3p
GDP
Rho1p
Cytoplasm
Outside
Adapted from Cabib et al. (1998) Annu. Rev. Biochem. 67: 307-33
Rom1p/Rom2p
Bem2p/Sac7p
β1-3 Glucana Sintase (III)
UDP
Fks1p
Fks2p
Fks3p
GTP
Rho1p
Cytoplasm
Outside
Adapted from Cabib et al. (1998) Annu. Rev. Biochem. 67: 307-33
Rom1p/Rom2p
Bem2p/Sac7p
β1-3 Glucana Sintase (IV)
UDP
Fks1p
Fks2p
Fks3p
GTP
Rho1p
Cytoplasm
Outside
Adapted from Cabib et al. (1998) Annu. Rev. Biochem. 67: 307-33
β1-3 Glucana Sintase (V)
UDP
Fks1p
Fks2p
Fks3p
GTP
Rho1p
Cytoplasm
Outside
Adapted from Cabib et al. (1998) Annu. Rev. Biochem. 67: 307-33
β1-3 Glucana Sintase (VI)
UDP
Fks1p
Fks2p
Fks3p
GTP
Rho1p
Cytoplasm
Outside
Adapted from Cabib et al. (1998) Annu. Rev. Biochem. 67: 307-33
(n)
↑↑↑[X] de açúcares não-redutores no citoplasma confere
turgor elevado (ex.: trehalose = Glc-α-1→1-Glc) que provoca
aumento da pressão no interior da célula (setas azuis) por
causa da pressão contrária da água (setas vermelhas).
β1-3 Glucana Sintase (VII)
Efeito das Candinas em Aspergillus
• Candins são fungicidas para hifas (e leveduras) em crescimento
• Candins podem ser apenas fungistáticas uma vez que células mais internas
que não crescem permanecem viáveis
Bowman et al. (2002) Antimicrob. Agents Chemother. 46: 3001-12
5,(6)-carboxyfluorescein diacetate (CFDA)
Inibidores da Quitina Sintase (I)
• A Quitina Sintase é um complexo multi-
enzimático (500kDa) que catalisa a formação
do polímero de (GlcNAcβ1-4GlcNAc)n a
partir de UDP-GlcNAc
• A síntese ocorre através de ligação inial do
terminal redutor da GlcNAc a um peptídio; a
cadeia cresce no terminal não-redutor
• Os principais inibidores são análogos de
UDP-Glc6Ac
• Shaman Pharmaceuticals sintetizou o
fármaco e solicitou uma licença (IND) no
FDA e comprovou em teste de dose-única
(Fase I) que o fármaco não é tóxico em
humanos (2009)
• Os 2,5kg restantes foram testados pela Valley
Fever Solutions (Univ. Arizona) em doses-
múltiplas e análises farmacocinética/dinâmica
UDP-Glc6Ac
Polyoxin D
Nikkomycin Z
Inibidores da Quitina Sintase (II)
Posição em que há acúmulo de quitina: no
brotamento e na formação do septo (seta vermelha)
Inibidores da Quitina Sintase (III)
Bracker et al. (1976) P�AS. 73: 4570-4574
Quitossomo
Inibidores da Quitina Sintase (IV)
Bracker et al. (1976) P�AS. 73: 4570-4574
Ergosterol: Polienos (I)
• Polienos Macrolídeos (Anfotericina B e Nistatina) ligam-se fortemente
ao ergosterol presente na membrana plasmática dos fungos induzindo a
formação de poros
• Anfotericina B (Fungizone®) é insolúvel em água (DOC), não é
absorvida por via oral ou IM e está em uso clínico (EV) desde 1957
nystatin
CH3
O
O
OH OH OH OH O
H3C
HO
H3C
OH
OH
OH
COOH
O CH3
OH
NH2OH
O
Nystatin A1
amphotericin B
CH3
O
O
OH OH OH O
H3C
HO
H3C
OH
OH
COOH
H
OH
OH
O CH3
OH
NH2
O
OH
Ergosterol Polienos (II)
AnfB tem um amplo espectro mas é
ineficaz contra Trichosporon beigelly e
Malassezia furfur (Superficiais),
Pseudallescheria boydii (Micetoma) e
Fusarium spp. e Aspergillus terreus
(Oportunistas)
PORE
Amphotericin BErgosterolPhospholipid
Ergosterol Polienos (III)
Ergosterol Polienos (IV)
A Anfotericina B lipossomal (Ambisome®) foi introduzida em 1989 
e diminuiu os efeitos colaterais da AnfB de maneira significativa-
Aumentou a tolerabilidade de 0.6-1 mg/kg (AnfB) para 3-7 mg/kg 
(AnfB lipossomal)-Custo diário foi de US$ 50 (1 mg/kgAnfB) para 
US$ 1300 (5 mg/kgAnfB lipossomal) por paciente (~70kg)/dia
Ergosterol - Azoles (I)
• Azoles são agentes ativos administrados oralmente (alguns EV) e úteis no 
tratamento de boa variedade de infecções fúngicas
• Azoles inibem a biossíntese do ergosterol através de ligação aos 
grupamentos heme de citocromoP450 oxidases (C14α-lanosterol 
demetilase)
Mecanismo de ação dos Azoles 
(I)
Cowen (2008) �ature Rev. Microbiol 6: 187-198
clotrimazole
N
N
Cl
Azoles tópicos (1)
econazole
N
N
Cl
ClO
Cl
Azoles tópicos (2)
miconazole
N
N
O
Cl
Cl
Cl
Cl
Azoles tópicos (3)
O
O
O
H ClCl
NN
H3C
H3C
N
N
N
terconazole
Azoles tópicos (4)
Cl
Cl
O
N
N
S
Cl
tioconazole
Azoles tópicos (5)
NN
H3C
O
O
OO
Cl
N
N
ClH
ketoconazole
Azoles sistêmicos (1)
fluconazole
N
N
N
F
FOH
N
N N
Azoles sistêmicos (2)
itraconazole
NNN
N
N
O
CH3
H3C
O
OO
Cl
N
N
N
ClH
Azoles sistêmicos (3)
voriconazole
N N
N N
N
CH3F
OH
F
F
Azoles sistêmicos (4)
posaconazole
NNN
N
N
O
H3C
O
O
F
N
N
N
FH
HO
H3C
Azoles sistêmicos (5)
Azoles sistêmicos (6)
• Isavuconazole é liberado rapidamente após ingestão oral ou endovenosa 
(a pró-droga é clivada por esterases plasmáticas) e associa-se à albumina, 
tendo lenta eliminação plasmática e extensa distribuição tecidual.
• Não é necessária conjugação com ciclo-dextrina (como itraconazole e 
voriconazole)
Azoles sistêmicos (7)
Ergosterol – 6ão Azoles (I)
• Alilaminas são compostos não-azólicos que inibem a 
biossíntese do ergosterol
• Terbinafine (NovartisPharmaceuticals, Lamisil®) em 
formulação para uso Oral e Tópico é capaz de inibir a enzima 
esqualeno epoxidase
• Terbinafine tem substituído a griseofulvina no tratamento de 
dermatófitos: (i) menos tóxico; (ii) é bastante ativo; (iii) 
tratamentos mais curtos
CH3
N
O
CH3
CH3H3C
CH3
H3C
butenafine
Não-azole tópico (1)
N
CH3
naftifine
Não-azole tópico (2)
terbinafine
N
CH3 C(CH3)3
Não-azole sistêmico (1)
Ergosterol 
Biosynthesis 
(I)
Acetyl-CoA
Acetoacetyl-CoA
HMG-CoA
Mevalonic acid
Squalene
Squalene-2,3-epoxide
Lanosterol
Zymosterol
Fecosterol
Episterol
Ergosterol
Squalene epoxidase
Lanosterol C14αααα-demethylase
C-5, 22 and 24 desaturases
ALLYLAMI6ES
AZOLES
POLYE6ES
Ergosterol 
Biosynthesis 
(II)
Fuso Mitótico - Griseofulvina
• Griseofulvina é um agente fungistático obtido de certas espécies de
Penicillium (em especial o P. griseofulvum)
• Após administração oral, Griseofulvina (Schering, Fulvicin U/F™)
distribui-se pelo organismo acumulando nos tecidos queratinizados
(dermatófitos)
• Griseofulvina penetra na célula fúngica através de um transporte
dependente de energia e interage com microtúbulos envolvidos na
formação do fuso mitótico dos fungos; pode inibir a síntese de RNA e
DNA
griseofulvin
O
O
H3C
OCH3
H3CO
Cl
O OCH3
Antimetabólito - Flúorcitosina (I)
• 5-flúor-citosina (Roche Laboratories, Ancobon™) é
administrada por via Oral e acumula nos fungos susceptíveis
através da ação de uma citosina permease
• As células do hospedeiro não convertem quantidades
significativas de 5-flúor-citosina em 5-flúor-uracila, evidência
esta que pode explicar sua baixa toxicidade, mesmo quando
administrada em doses mais elevadas
Antimetabólito - Flúorcitosina (II)
5-FC
5-FC
5-FC
5-FU
5-FUMP
5-FUTP
5-FUMP
5-FdUMP
5-FdUTP
Antimetabólito - Flúorcitosina (III)
Longley et al. (2003) �at. Rev. Cancer. 3: 330-38
TS - Timidilato sintase
TK - Timidina quinase
UDG – Uracil DNA glicosilase
Enzima de excisão de nucleotídiodUTPase – dUTP pirofosfatase
(FdUTP) FdU/dU)
1 X
Antimetabólito - Flúorcitosina (IV)
Longley et al. (2003) �at. Rev. Cancer. 3: 330-38
TS - Timidilato sintase
TK - Timidina quinase
UDG – Uracil DNA glicosilase
Enzima de excisão de nucleotídiodUTPase – dUTP pirofosfatase
(FdUTP) FdU/dU)
1 X
(↑↑↑dATP/↓↓↓dTTP)
Antimetabólito - Flúorcitosina (V)
Longley et al. (2003) �at. Rev. Cancer. 3: 330-38
TS - Timidilato sintase
TK - Timidina quinase
UDG – Uracil DNA glicosilase
Enzima de excisão de nucleotídiodUTPase – dUTP pirofosfatase
FdUTP FdU/dU
1
2
(↑↑↑dATP/↓↓↓dTTP)
X
Antimetabólito - Flúorcitosina (VI)
Longley et al. (2003) �at. Rev. Cancer. 3: 330-38
TS - Timidilato sintase
TK - Timidina quinase
UDG – Uracil DNA glicosilase
Enzima de excisão de nucleotídiodUTPase – dUTP pirofosfatase
FdUTP FdU/dU
1
2
(↑↑↑dATP/↓↓↓dTTP)
X
3
Antimetabólito - Flúorcitosina (VII)
Longley et al. (2003) �at. Rev. Cancer. 3: 330-38
TS - Timidilato sintase
TK - Timidina quinase
UDG – Uracil DNA glicosilase
Enzima de excisão de nucleotídiodUTPase – dUTP pirofosfatase
FdUTP FdU/dU
1
2
(↑↑↑dATP/↓↓↓dTTP)
X
34
Antimetabólito - Flúorcitosina (VIII)
Longley et al. (2003) �at. Rev. Cancer. 3: 330-38
TS - Timidilato sintase
TK - Timidina quinase
UDG – Uracil DNA glicosilase
Enzima de excisão de nucleotídiodUTPase – dUTP pirofosfatase
FdUTP FdU/dU
1
2
(↑↑↑dATP/↓↓↓dTTP)
34
5
Linha do Tempo dos
Principais Antifúngicos
Chapman et al. (2008) Trans. Am. Clin. Climatol. Assoc. 119: 197-216
Terapia com Anticorpos
• O racional para Terapia com Anticorpos deve-se à ineficácia dos antifúngicos 
em eradicar infecções sistêmicas já que muitos dos infectados tem 
imunodeficiências
• Historicamente, acreditava-se que a imunidade humoral tinha pouca ou 
nenhuma função na proteção contra infecções fúngicas
– Experimentos de transferência passiva de anticorpos
• O cenário mudou quando mAbs (monoclonais) foram testados isoladamente
– Existem mAbs protetores e mAbs não-protetores
• Até o momento, já existem mAbs protetores contra:
– Candida albicans, Cryptococcus neoformans, Aspergillus fumigatus (OPORTU6ISTAS)
– Sporothrix schenckii (SUB-CUTÂ6EO)
– Histoplasma capsulatum e Paracoccidioides brasiliensis (SISTÊMICOS) 
• A maioria destes mAbs são patógeno-específicos, mas já existem mAbs 
capazes de proteger contra várias espécies: 
– mAbs contra laminarina protegem contra C. albicans, C. neoformans e A. fumigatus
• Mecanismos: 
– Opsonização, ativação do complemento e neutralização de toxinas
– ↑ citotoxicidade mediada por anticorpo
– Alguns mAbs modulam a resposta inflamatória com ↓ dano tecidual
– Outros mAbs tem efeito antimicrobiano (impedem brotamento e transição hifa-
levedura)