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Microbiologia O TRATAMENTO COM ANTIVIRAIS 1 Sumário Introdução ...........................................................................................................................2 Objetivos ..............................................................................................................................2 1. Drogas antivirais .......................................................................................................2 1.1. Visão geral...............................................................................................................2 1.2. Análogos de nucleosídeos ....................................................................................3 1.3. Inibidores de fixação e de entrada .......................................................................4 1.4. Inibidores de liberação do vírus ...........................................................................4 1.5. Interferons ..............................................................................................................4 1.6. Inibidores de maturação do vírus ........................................................................5 Exercícios .............................................................................................................................6 Gabarito ...............................................................................................................................6 Resumo ................................................................................................................................6 2 Introdução Na apostila intitulada “Vírus sexualmente transmitidos”, estudamos sobre algumas das infecções sexualmente transmitidas, seus sintomas e medidas de tratamento e prevenção. Nesta apostila iremos aprender sobre os principais tratamentos com antivirais existentes no mercado e o mecanismo de atuação como por exemplo, os análogos de nucleosídeos que atuam inibindo a ação da polimerase e são comumente utilizados no tratamento da hepatite B, herpes e HIV . Objetivos • Saber a sua aplicação, forma de ação e novas descobertas; • Conhecer as principais drogas antivirais. 1. Drogas antivirais 1.1. Visão geral Como se dá a ação dos antivirais nos principais vírus conhecidos pelo homem? Os vírus são a principal causa de doenças e mortes no mundo inteiro e apesar de algumas vacinas existirem como forma de prevenção, diversas outras doenças não estão cobertas pela imunização. Para cobrir esta lacuna, foram desenvolvidas algumas drogas antivirais. O desenvolvimento de drogas antivirais é tão importante e necessário que permitiu que algumas doenças fatais se tornassem controláveis de alguma forma, como por exemplo os medicamentos desenvolvidos contra o HIV. Apesar da necessidade, diversos fatores podem limitar e dificultar o desenvolvimento dessas drogas, como por exemplo as particularidades de cada vírus, o fato de que alguns vírus desenvolvem infecção latente, então tratar a infecção ativa não curaria a doença, além da questão econômica, que pode desencorajar as indústrias farmacêuticas. A primeira droga antiviral desenvolvida com sucesso foi o aciclovir, utilizado no tratamento de herpes e varicela-zóster. Os dois principais alvos de antivirais são proteínas que: (1) podem ser inibidas por uma droga ou (2) podem ativar a droga para torná-la ativa no processo de inibição do vírus. De um modo geral, é mais fácil utilizar um antagonista para inibir a função de uma proteína do que promover sua função com um agonista. 3 A seguir, veremos algumas classes de antivirais, seus respectivos mecanismos de ação e alguns exemplos. 1.2. Análogos de nucleosídeos Os análogos de nucleosídeos atuam inibindo a polimerase do vírus e são utilizados no tratamento de herpes, hepatite B e HIV. Os análogos de nucleosídeos e nucleotídeos precisam ser ativados através de fosforilação, normalmente para a forma de trifosfato, para cumprirem sua função de competirem com o substrato da polimerase. Alguns exemplos de nucleosídeos e nucleotídeos análogos que são utilizados no tratamento do herpes são o aciclovir (Figura 01) e diversos outros compostos similares (valaciclovir, penciclovir, cidofovir e ganciclovir) contendo uma metade acíclica que é similar à desoxirribose. O mecanismo de ação do aciclovir é a fosforilação do composto pelo vírus do herpes ou varicela-zóster, gerando aciclovir monofosfato. As células do hospedeiro em seguida fosforilam o aciclovir monofosfato em aciclovir di- e trifosfato. Essa última fosforilação é capaz de inibir a ação da polimerase do vírus. 01 Estrutura química do aciclovir. A ribavirina é um análogo de nucleosídeo que é considerada como um antiviral de amplo espectro pois apresenta atividade contra diversos vírus in vitro, mas para pacientes, só foi aprovada para o tratamento de infecções do trato respiratório causadas pelo vírus respiratório sincicial (RSV) e de algumas hepatites (HCV e HEV). A lamivudina é fosforilada por enzimas para a forma trifosfato, sendo um substrato competitivo para a transcriptase reversa. Após a incorporação, atua como um terminador de DNA. A zidovudina (AZT) foi a primeira droga criada para o tratamento do HIV e desde então, cerca de 25 novas drogas foram aprovadas para o tratamento da doença. 4 O uso da monoterapia de AZT em pacientes em estágio avançado de HIV apresentou um enorme efeito na redução da taxa de mortalidade, entretanto, surgiram vírus resistentes à droga. Como alternativa, iniciou-se o tratamento em associação com análogos de nucleosídeos de inibidores de transcriptase reversa 1.3. Inibidores de fixação e de entrada Inibir a fixação e entrada de um vírus à uma célula hospedeira previne todas as etapas seguintes que permitem a infecção viral. Dois medicamentos aprovados e utilizados no tratamento do HIV (maraviroc e enfuvirtida) pertencem à essa classe de drogas. O maraviroc é um bloqueador de CCR5, ou seja, impede que o HIV se ligue ao co-receptor CCR5. Já o enfuvirtida age como um inibidor do rearranjo estrutural do gp41 (uma proteína presente no envelope do vírus) do HIV, impedindo a fusão do vírus com a membrana celular da célula hospedeira. 1.4. Inibidores de liberação do vírus Um exemplo de inibidor de liberação do vírus é o caso dos inibidores de neuramidases que bloqueiam a liberação dos vírus influenza A e B. O mecanismo de ação é baseado na forma de fixação do vírus, o vírus influenza se fixa às células do hospedeiro através da interação das hemaglutininas do vírion e o ácido salicílico presente em membranas celulares. No final da replicação, quando o vírus é liberado da célula, as hemaglutininas se ligam novamente ao ácido salicílico, impedindo a liberação. Como forma de impedir esse processo, o vírus produz neuramidases que quebram o ácido salicílico. Estudos seguintes confirmaram que na ausência de neuramidases (ou através de seu bloqueio), o vírus continua preso na célula. Exemplos de inibidores de neuramidades disponíveis comercialmente são o zanamivir e oseltamivir. 1.5. Interferons Essa classe de antivirais tem mecanismo de ação totalmente diferente dos outros citados anteriormente: ao invés de inibirem o processo de replicação do vírus, atuam ressaltando a resposta imune inata. A substância imiquimode é utilizada no tratamento de algumas doenças causadaspelo vírus do papiloma humano e tem como mecanismo de ação a interação com receptores TLR7 e TLR8 para estimular a imunidade inata, além de aumentar a 5 secreção de interferons (IFN) que são substâncias produzidas por leucócitos a fim de interferir na replicação de vírus. Já o interferon alfa é utilizado principalmente para o tratamento de hepatite B e hepatite C. Os interferons são uma família de citocinas que atuam no início da resposta imune inata e são importantes no processo antiviral de células infectadas e células vizinhas que ainda não foram infectadas. 1.6. Inibidores de maturação do vírus Alguns vírus, incluindo o HIV, a junção do ácido nucleico e proteínas não é o suficiente para produzir um vírion, ou seja, uma estrutura infectante completa, sendo necessário o processo de maturação. Exemplos de drogas aprovadas para o tratamento de HIV são o saquinavir, ritonavir, lopinavir, amprenavir e derivados (atazanavir, tipranavir e dentre outros). O mecanismo de ação dessas drogas é inibir a ação de proteases, proteínas que são essenciais no processo de maturação de alguns vírus. 1.7. Resistência às drogas antivirais O desenvolvimento de resistência às drogas antivirais está em função da taxa de mutação dos vírus, taxa de replicação, tamanho da população e outros fatores. CURIOSIDADE! Outro fator importante é a concentração da droga que é administrada ao paciente. Quanto maior a exposição à droga, maior é a pressão seletiva durante a replicação dos vírus, o que promove o surgimento de vírus resistentes à essa determinada droga. Um indivíduo infectado com HIV apresenta cerca de 1011 vírions e mais de 1010 vírions são gerados diariamente. Podemos concluir a partir disso que a taxa de replicação do HIV é alta. 6 Exercícios 1) (Autora, 2019). Os nucleotídeos são utilizados para inibir a polimerase dos vírus. Quais são as doenças que normalmente são tratadas com nucleosídeos? 2) (Autora, 2019). Para o tratamento da gripe é comumente utilizados bloqueadores de neuramidades. Cite o nome de duas drogas utilizadas. 3) (Autora, 2019). Explique o funcionamento do enfuvirtida. Gabarito 1) Os nucleosídeos podem ser usados para o tratamento do herpes, hepatite B e HIV. 2) Zanamivir e oseltamivir. 3) O enfuvirtida age como um inibidor do rearranjo estrutural do gp41 (uma proteína presente no envelope do vírus.) do HIV, impedindo a fusão do vírus com a membrana células da célula hospedeira. Resumo As doenças virais são a principal causa de doenças e mortes causadas no mundo inteiro e apesar da existência de diversas vacinas, outras diversas doenças não estão cobertas pela imunização, sendo necessário o desenvolvimento de drogas antivirais. Os antivirais podem ser classificados de acordo com a forma que agem inibidno o vírus. Os análogos de nucleosídeos atuam inibindo a polimerase do vírus, alguns exemplos de drogas com essa ação são o aciclovir, ribavirina, lamivudina e zidovudina. Essa classe de drogas é normalmente utilizada no tratamento do HIV, hepatite B, herpes e algumas infecções do trato respiratório. Os inibidores de fixação e entrada, como o próprio nome sugere, atuam inibindo a fixação e/ou a entrada do vírus na célula hospedeira. Algumas drogas disponíveis que possuem esse mecanismo de ação o maraviroc e a enfuvirtida, amsbos utilizados no tratamento do HIV. O tratamento do vírus influenza A e influenza B é baseado no processo de liberação do vírus. Após a replicação, os novos vírions são liberados da célula, mas durante o processo, a hemaglutinina se fixa ao ácido salicílico, impedindo a liberação 7 do vírus. Como forma de evitar essa etapa, o vírus influenza apresenta neuramidases que quebram o ácido salicílico. A classe de medicamentos utilizadas no tratamento do vírus influenza são os inibidores de neuramidases. Outras classes são os interferons que atuam ressaltando a resposta imune inata e os inibidores de maturação do vírus que inibem a ação de proteases que participam do processo de maturação. Um dos problemas enfrentados durante o uso de antivirais é o desenvolvimento de resistência que tem maior probabilidade de ocorres quando são administradas maiores concentrações da droga. 8 Referências bibliográficas FIELDS, Bernand Nathan. FIELDS VIROLOGY. 6ª Edição;. Philadelphia: Wolters Kluwer/Lippincott Williams & Wilkins Health, 2013. TORTORA, Gerard J. MICROBIOLOGIA, 10ª Edição. Porto Alegre: Artmed, 2012. Referências imagéticas Figura 01 WIKIMEDIA COMMONS. Disponível em <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aciclovir_standard.svg>. Acessado em: 19/04/2019 às 22h45min.
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