ORGANICKÁ CHEMIE VE FARMACII aneb STRUČNÉ POVÍDÁNÍ O LÉČIVECH RNDr. Miloslav Smrž, CSc. » vCílem přednáškového cyklu je úvod do proble-matiky výzkumu, vývoje a výroby léčiv vBude zdůrazněn multidisciplinární charakter problematiky léčiv vStručné informace obecného rázu (6 přednášek) budou doplněny podrobnějšími údaji o protiná-dorových léčivech vNa výsledcích výzkumu a vývoje léčiv bude ilustrován význam organické chemie pro tuto oblast Plán přednášek §Úvod. Význam léčiv a proč se jimi zabývat. Multidisciplinární charakter farmakochemie. Základní pojmy. Klasifikace léčiv. Léková legislativa. (Farm01) §Farmakologie. Základní pojmy, cílové struktury léčiv, farmakodynamika (Farm01), farmakokinetika (Farm02) §Výzkum a vývoj léčiv I. Organizace a fáze VaV léčiv. Objevování nových léčiv. Kombinatoriální syntéza. (Farm02) §VaV léčiv II. Návrh nového léčiva. Kvantitativní vztahy mezi strukturou a účinností, vodítková struktura, farmakofor. Stereochemické aspekty VaV léčiv Optimalizace farmakodynamických a farmakokine-tických parametrů léčiva. Profarmaka. (Farm03). §VaV léčiv III. Vývoj léčiv. Polymorfie. Vývoj procesů výroby léčiv. Správná výrobní praxe. Validace výrobních procesů. Vývojová a výrobní dokumentace. Preklinické zkoušení (Farm04) §Aplikace léčiv a lékové formy. Biologická dostupnost léčiv. Excipienty. Druhy léčivých přípravků a technologie jejich výroby. Vývoj léčivých přípravků. Správná výrobní praxe. Specifikace. Zkoušky stability. (Farm05) §Zkoušení, povolování a ochrana léčiv. Klinické zkoušky a registrace léčiv. Patentová ochrana léčiv. Zdroje patentových i obecných informací o léčivech. Použitá a doporučená literatura (Farm06) §Protinádorová léčiva I. Příčiny vzniku onkologických onemocnění. Klasifikace protinádorových léčiv. Mechanismy účinku protinádorových léčiv. Prevence nádorových onemocnění.(Farm07) §Protinádorová léčiva II. Klasická protinádorová léčiva – cytostatika, endokrinní terapie, nízkomolekulární imunomodulátory. Toxicita protinádorových léčiv. Doplňkové léky. (Farm08) §Protinádorová léčiva III. Specifické metody protinádorové terapie (FDT, BNCT). Cílená protinádorová terapie – nízkomolekulární léčiva. Překonávání rezistence nádorových buněk. Nákladovost protinádorové terapie. (Farm09) §Protinádorová léčiva IV. Biologická“ léčba: Cytokiny, monoklonální protilátky a další terapeutické pro-teiny, konjugáty protilátek s nízkomolekulárními léčivy. Buněčná a genová terapie. Komplemen-tární oligonukleotidy, RNA interference. Závěr cyklu přednášek (Farm10) §Doplňkové materiály: Stručná historie farmakoterapie, Sildenafil, Dilevalol, Tamoxifen, Paklitaxel, Inhibitory tyrosinkinasy Bcr-Abl § Úvod do chemie léčiv (Organická chemie ve farmacii) FarmChem 01 ØZákladní pojmy ØProč se zabývat léčivy ØZákladní požadavky na léčiva (zákon o léčivech) lBEZPEČNOST, ÚČINNOST, KVALITA ØKlasifikace léčiv ØLéková legislativa ØFarmakologie – vztahy léčiv a organismu ØFarmakodynamika – cílové struktury a interakce léčiv s nimi. Afinita léčiv k cílovým strukturám, účinnost a potence léčiv Základní pojmy §Farmakochemie (chemie léčiv) je odvětví chemie, které se zabývá navrhováním, izolací a syntézou léčivých látek na základě poznání jejich účinku na molekulární a buněčné úrovni. Má multidisciplinární charakter. §Léčiva musí být bezpečná, kvalitní a účinná §Léčivy jsou léčivé látky (aktivní farmaceutické ingredience/složky, API) nebo léčivé přípravky určené k podání lidem nebo zvířatům § jiná definice: léčiva = léčivé látky x léky = léčivé přípravky §Léčivé látky interagují s cílovými strukturami v organismu, přičemž tato interakce vyvolává biologickou odezvu (farmakologický účinek), která může být využit k předcházení, léčení nebo zmírnění příznaků nemocí § Léčivé látky mohou být přírodního původu nebo syntetické, nízkomo- lekulární i polymerní, chemická individua nebo směsi §Léčivé přípravky (léky) jsou tvořeny jednou nebo více léčivými látkami zpracovanými do formy určené pro podání pacientovi s tím, že mají lé- čebné nebo preventivní účinky, mohou svým farmakologickým, imu-nologickým nebo metabolickým účinkem obnovovat fyziologické fun-kce organismu nebo umožní stanovení diagnózy §Farmakochemie x farmakologie x farmacie (farmaceutická technologie) § Proč potřebujeme nová léčiva: §→ stále nám chybí účinná léčiva na některá dosud opomíjená nebo vzácná onemocnění a poruchy →výskyt nových onemocnění (nyní např. Covid-19) →mutační proměny infekčních agens →vznik rezistence →nežádoucí vedlejší účinky dosavadních léčiv →stárnutí populace a s tím spojený růst počtu onemocnění →polymorbidita a lékové interakce →specifické skupiny populace →možnost chemoprevence →integrovaná léčebná péče →rostoucí požadavky na účinnost a bezpečnost léčiv →rostoucí požadavky na kvalitu života nemocných →individualizovaná (personalizovaná, „precizní“) terapie →tlak na ceny § Zákon o léčivech (378/2007 Sb.) hlavní důraz je kladen na bezpečnost léčiv § ØBezpečnost dostává přednost před účinností: Za léčiva jsou považovány i látky, které nemusí mít prokázaný léčebný účinek § (in vivo diagnostika a homeopatické přípravky) ØLéčivy nejsou (musí být bezpečné, nemusí být účinné) lPotravinové doplňky („doplňky výživy“) lKosmetické přípravky („léčebná kosmetika“) ØRostlinné přípravky lMohou být léčivy, potravinovými doplňky nebo i kosmetickými přípravky lVětšinou jsou účinné i bezpečné – ale ne vždy! ØLéčiva musí být vyráběna podle zásad SVP (správné výrobní praxe) ØKvalitu léčiv předepisují lékopisy l l Předchůdci farmakochemie §Prehistorická společenství - kouzelníci a šamani § §Starověké lékařství – poznávání účinku léčivých bylin Čína, Indie, Sumer, Egypt §Pen Ts´ao § Dhantavari – bůh medicíny § § Ebersův rukopis § § § Atharvavéda § § § § § § § §Řecko a Řím (Hippokratés, Pedanius Dioskorides, Galénos z Pergama) § § Dioscorides § § § § § § § § § §Galénos a Hippokratés (nástěnná malba § z 12 století ) Hippokratova přísaha § (Byzanc, 12 stol) § De Materia medica § středověké vydání Předchůdci farmakochemie §Středověk § Léčivé byliny (Avicenna, klášterní špitály § a zahrady, herbáře) § § § Alchymie a iatrochemie § (Paracelsus – význam dávky léčiva: § „Všechny látky jsou jedy, není žádná, která § by nebyla. Pouze na dávce závisí, že se látka § stane jedem“ § § § § §Významné faktory § - Životní podmínky, nedostatečná hygiena § - Rozvoj mořeplavectví, dovoz nových nemocí - epidemie § § 19. století Medicina i chemie se konstituují jako vědní obory §Desinfekce (Semmelweis, Lister) Anestezie (Long, Wells, Injekční stříkačka (Wood, Pravaz) § Morton, Simpson, 1842-7) 1844 § § § § § §Vakcinace (Jenner, Pasteur) § § § § § § § § § E. Jenner (1749-1823) § strach z vakcinace (vacca = kráva) L. Pasteur (1822-1895) § § § § § § § § § Zrození farmakochemie konec 19. a začátek 20. století §„Aktivní principy“ léčivých bylin: izolace, použití jako suroviny pro léčiva, zjišťování struktury, první syntézy lOpium – morfin lKáva – kofein lTabák – nikotin lKůra chinovníku – chinin – náhrada: kůra vrby (salicin) lPrvní národní lékopisy – zpočátku návody k výrobě léčivých přípravků pro lékárníky §Syntetické látky jako léčiva: § Knorr – antipyrin (1883) Hoffmann – aspirin (1897) § § § § § § §Bayer – kys. barbiturová, Fischer a Mering – veronal (kys. diethylbarbiturová) § §Chemie léčiv se stává důležitou specializací chemie Lékopisy Zprvu příručky pro lékárníky s návody na přípravu léčiv v lékárně Postupně se změnily na specifikace a předpisy pro hodnocení léčiv §Pharmacopoeia Londinensis (nejstarší lékopis) § 1612 § § § § § § § § § § § § Pharmacopoeia Austriaca (1812) § § § § §stránky anglického překladu z r. 1720 § Český, evropský a americký lékopis 20. století: chemie léčiv - specifický obor chemie § Ehrlich (magická střela, receptory, SAR, TI, atoxyl, salvarsan) § § § Sulfonamidy (pronotosil - Domagk, sulfanilamid – Bovet, …) § Antibiotika (penicilin - Fleming, Florey a Chain, streptomycin – Waksman, …) § § § § Hormony (insulin - Banting a Best 1921, steroidní hormony...) § Vitaminy (Lind 1747, Suzuki 2010, …) § Antimetabolity (Elionová, Hitchings) § Agonisté a antagonisté receptorů (Black - propranolol, cimetidin) § Farmakochemie ve druhé polovině 20. století §Farmakoterapie duševních poruch §Léčení civilizačních poruch (obezita, antikoncepce, erektilní dysfunkce, …) §Vzájemné doplňování léčebných metod (anestetika před chirurgickým zákrokem, kontrastní látky pro diagnostiku, imunosupresiva umožňující transplantace apod.) § §Podstata genů, struktura DNA, molekulární biologie (poznání příčin nemocí na molekulární úrovni) §Cílený výzkum léčiv (navázání na poznatky molekulární biologie, biomarkery, počítačové modelování...) §Nové metodiky (translační výzkum, kombinatoriální syntéza, CADD, FBDD, vysokokapacitní screening…) § §Profarmaka, sofistikované postupy podávání léčiv §Farmaceutická technologie, správná výrobní praxe Perspektivy farmakochemie v 21. století §Nové směry výzkumu a vývoje léčiv § návaznost na pokrok molekulární a buněčné biologie (genomika, proteomika) § chemické analytiky i bioanalytiky § výpočetní techniky (QSAR, počítačové modelování) § cílená léčiva, nástup biofarmak § personalizovaná terapie („precizní“ terapie, propojení terapie a diagnostiky) § imunoterapie (odblokování a směrování imunitních buněk) § genová a buněčná terapie § kmenové buňky, tkáňové inženýrství § nanotechnologie §Nové výzvy § civilizační choroby, prodlužování lidského věku, stárnutí populace § vzácná onemocnění, nové choroby, překonávání rezistence § globalizace §Cena za pokrok § růst nákladů na zdravotní péči, snahy o jeho zbrzdění § § ATC (anatomicko-terapeuticko-chemická) klasifikace léčiv – hlavní třídy §A- Alimentary tract and metabolism (léčiva působící na trávící trakt a ovlivňující metabolismus potravy) §B - Blood and blood forming organs (léčiva působící na krev a orgány krvetvorby) §C - Cardiovascular system (léčiva působící na kardiovaskulární systém) §D - Dermatologicals (dermatologické přípravky §G - Genito-urinary system and sex hormones (léčiva působící na pohlavní a močové orgány a pohlavní hormony) §H - Systemic hormonal preparations excluding sex hormones (hormonální preparáty se systémovým účinkem kromě pohlavních homonů) §J - General antiinfectives for systemic use (obecně působící antiinfektiva pro systémové použití) §L - Antineoplastics and immunomodulating agents (protinádorové a imunomodulační látky) §M - Musculo-skeletal system (léčiva působící na svalový a kosterní systém) §N - Nervous system (léčiva působící na nervový systém) §P - Antiparasitic products, insecticides and repellents (léčiva proti parazitům, insekticidy a repelenty) §R - Respiratory system (léčiva působící na respirační systém) §S - Sensory organs (léčiva působící na smyslové orgány) §V - Various (různé) § ATC klasifikace –podskupiny §Terapeutické podskupiny §dvouciferná číslovka za písmenem označujícím hlavní skupinu § – nejvíce (16) skupina A: A01 – stomatologické přípravky § A06 – laxativa (projímadla) § A11 – vitaminy atd. §Další jemné třídění - chemické podskupiny §písmena za číslovkou označující terapeutickou podskupinu §čísla za písmeny – označení jednotlivých léčiv § L01 – cytostatika § L01A – alkylující látky § L01AA – analoga dusíkatého yperitu § L01AD – nitrosomočoviny … § L01B – antimetabolity… § L01X – jiná cytostatika § L01XA – platinová cytostatika § L01XA01 – cisplatina § L01XA02 – karboplatina §stejná léčiva s různými názvy mají stejné číslo ATC klasifikace: § N02BE01 – paracetamol -Evropa, acetaminofen (acetaminophen) - USA § C01CA24 – epinefrin (epinephrin) – Evropa, adrenalin – USA § léky různých výrobců se stejnou léčivou látkou: Apo-enalapril, Berlipril, Enalatin, Enap, Lercaprel, Vasotec... §stejná léčiva používaná v různých indikacích mají odlišnou ATC klasifikaci: § finasterid (inhibitor testosteron-α-reduktasy) – G04CB01 – lék proti benigní hyperplázii prostaty (Proscar) § – D11AX10 – „jiný dermatologický přípravek“– přípravek § proti vypadávání vlasů (Propecia) Léková legislativa §Vývoj v 20. století: § Nedokonale zkoušené léky (na sobě, členech rodiny), bez řádné kontroly § Tragické události - sulfonamidový „elixír“, thalidomid, protilátka TGN1412, § anxiolytikum portugalské firmy Bial (leden 2017) § Þ nutnost změny lékové legislativy §Léková legislativa: § USA (FDA), pak Evropa (jednotlivé státy, sjednocení evropské legislativy, EMA) § Správné praxe (výrobní – SVP/GMP, laboratorní, klinická, distribuční) § nejsou-li dodrženy zásady SVP při výrobě, nejde o léčivo, ale o chemikálii § Zpřísnění podmínek zkoušení léků - bezpečnost, účinnost § Kontrola jakosti - lékopisy, harmonizace postupů § Registrace léčiv (povolení prodeje) § Farmakovigilance § § Nový komunitární zákon EU o lécích: EP – konečný termín: říjen 2005, § ČR: zákon č. 378/2007 Sb. přijat až v listopadu 2007 (17x novelizován, § poslední novela – elektronický předpis – v platnosti od 1.1.2018) § Nezbytnost legislativních opatření a SVP §Náročné požadavky na bezpečnost se promítají do cen léků ale jinak: § § § § § § § (fotografie z nepovolené výrobny léků v Kolumbii) § Farmakologie se zabývá interakcemi mezi léčivem a organismem. Zahrnuje farmakodynamiku a farmakokinetiku §Farmakodynamika studuje účinky léčiv na orga-nismus (způsob a míru interakce léčiva s cílovými strukturami v organismu a jejich důsledky) §Farmakokinetika studuje osud léčiva v organis-mu (působení organismu na léčivo ovlivňující jeho koncentraci v místě účinku) §M. Palmer, A. Chan, T. Dieckmann, J. Honek, Biochemical Pharmacology, Wiley, 2012 – zdarma ke stažení na: http://watcut.uwaterloo.ca/webnotes/Pharmacology/downloads/pharma-book.pdf Farmakologický účinek Ø hlavní (terapeutický) Øvedlejší (může být využitelný v jiné indikaci, častěji ale bývá nežádoucí) Ø Ø léčebný (kurativní) Ø zmírňující (paliativní) Ø podpůrný (adjuvantní, neoadjuvantní) Ø ochranný (preventivní) § §Farmakologický účinek má pravděpodobnostní charakter (individuální odchylky u pacientů) § Účinek léčiva a biologická odezva §Účinek látky vyvolávají interakce jejích molekul s cílovými strukturami organismu, které se odehrávají na molekulární nebo buněčné úrovni. §Cílovými strukturami nejčastěji jsou biomakromolekuly a buněčné struktury ve vlastním, popř. i cizím organismu (např. v buňce infekčního mikroorganismu) - pojem cílová struktura (target) x receptor §Molekula látky může interagovat s jednou nebo více cílovými strukturami §Tyto interakce mají za následek biologickou odezvu, která může být příznivá nebo nežádoucí (toxický účinek) §Léčiva jsou látky, u nichž převažuje příznivý účinek, který lze využít v terapii § § A basic introduction to drugs, drug targets, and molecular interactions: § https://www.youtube.com/watch?v=u49k72rUdyc § Do interakcí s cílovou strukturou může být zapojeno více funkčních skupin molekuly léčiva. §Typy interakcí : §iontové - velmi silné (20-40 kJ/mol) §vodíkové vazby (5-20 kJ/mol) §halogenová vazba? §pól-dipól a dipól-dipól (8-20 kJ/mol) §van der Waalsovské interakce (0,5-5 kJ/mol) §π – π interakce §hydrofobní interakce §vznik kovalentních/koordinačních vazeb (150-600 kJ/mol) § (alkylační cytostatika, platinové komplexy) § Interakce epinefrinu (adrenalinu) s adrenergním receptorem § Cílové struktury léčiv §Receptory §Agonisté receptorů – přirozené signální molekuly § Podskupina: mitogenní látky – přirozené nebo i syntetické signální molekuly vyvolávající dělení buněk – růstové faktory, cytokiny §Enzymy §Bílkovinné přenašeče (transportéry) §Strukturní bílkoviny (tubulin, aktin, histony, …) §Nukleové kyseliny (DNA, m-RNA, rRNA, miRNA, ) §Lipidy §Sacharidy (glykokonjugáty) na povrchu buněk §Volné molekuly a ionty § §Počet cílových struktur v lidském organismu – ~500 (14.000 – 320-350) §Používaná nízkomolekulární léčiva interagují s cca 300 cílovými strukturami Receptory §Buněčné útvary (bílkoviny) interagující se signálními molekulami §Zdroj signálních molekul: endokrinní, parakrinní, autokrinní, kontaktní (synaptický) §Místo interakce: na povrchu buněk – extracelulární receptory § uvnitř buněk – intracelulární §Interakce signální molekuly s receptorem vyvolává buněčnou odezvu §Odezva může být v buňce přenášena kaskádou biochemických reakcí §Signál přenášený od receptoru může být v buňce zesílen §Signální molekuly: neurotransmitéry, hormony, růstové faktory atd. §Agonisté: vyvolávají při interakci s receptorem buněčnou odezvu § endogenní – přirozené signální molekuly, exogenní – léčiva §Antagonisté: nevyvolávají při interakci buněčnou odezvu, blokují receptory § pro interakci s agonisty Agonisté receptorů §Terapeuticky významné skupiny: §Hormony §Mitogeny - zprostředkovávají přenos signálů k růstu a dělení buněk (nejčastěji lymfocytů) pomocí spřažených serin/threoninových proteinkinas § (MAP – Mitogen- Activated Proteinkinase) §Růstové faktory: EGF, VEGF, IGF, PDGF, FGP, TGF §Cytokiny § interferony, interleukiny, TNFα – autoimunitní onemocnění §Neurotransmitéry §Lipopolysacharidy bakteriálních stěn (pyrogeny) § §Neutralizace agonisty (protilátky, „rozpustné receptory“) má stejný účinek jako blokáda receptoru Typy receptorů Øextracelulární (na povrchu buněk) ⁎iontové kanály otevírané ligandem ⁎receptory spřažené s G-proteiny ⁎receptory s enzymovou aktivitou •spřažené enzymy: tyrosinkinasy, tyrosinfosforylasy, serin-threoninové kinasy, guanylylcyklasa ⁎ostatní receptory ovlivňující buněčné funkce •aktivace enzymů, startování signalizačních drah, aktivace/blokáda exprese genů •receptory pro integriny, pro cytokiny, receptory rozeznávající vzory podoby, receptory kontrolních bodů buněk imunitního systému Øintracelulární (nitrobuněčné) ⁎receptory pro lipofilní molekuly pronikající přes buněčnou membránu nebo pro látky produkované samotnou buňkou •receptory pro steroidy (estrogeny, androgeny, progestiny), pro hormony štítné žlázy, pro retinoidy, pro eikosanoidy (prostaglandiny, thromboxany apod.) ⁎ Iontové kanály § §Umožňují průchod iontů přes lipidickou dvojvrstvu buněčné membrány §Iontové kanály stále otevřené („únikové“ - leak channels) – většinou selektivní pro určitý iont §Iontové kanály otevírané při změně elektrického náboje na buněčné membráně (napěťově řízené) §Iontové kanály otevírané dalšími fyzikálními podněty (řízené světlem nebo mechanicky) §Iontové kanály otevírané ligandem (chemicky řízené) § Receptory spojené s G-proteinem (GPCR) § ← Schematické znázornění receptoru § GPCR se uplatňují zejména při: § - zprostředkování smyslového vnímání § - přenosu nervového vzruchu § - ovlivňování chování, emocí a nálady § - při imunitní odezvě organismu § Desenzitizace – po dlouhodobé aktivaci receptoru § V lidském organismu je asi 1000 typů GPCR § ← Schematické znázornění receptoru GPCR se uplatňují zejména při: - zprostředkování smyslového vnímání - přenosu nervového vzruchu - ovlivňování chování, emocí a nálady - při imunitní odezvě organismu Desenzitizace – po dlouhodobé aktivaci receptoru V lidském organismu je asi 1000 typů GPCR Přenos signálu od GPCR: Interakce receptoru s agonistou Þ změna konformace receptoru Þ změna vazebného místa pro GDP Þ GDP uvolněn, váže se GTP Þ rozpad G- proteinu Þ interakce podjednotky s adenylátcyklasou Þ aktivace adenylátcyklasy Þ ATP → cAMP („druhý posel“) ‒ aktivátor proteinkinasy A Jiné typy G proteinů: deaktivace adenylátcyklasy aktivace fosfolipázy C: fosfatidylinositoldifosfát → IP3 + DG Video objasňující signalizaci prostřednictvím GPCR: https://www.youtube.com/watch?v=ZBSo_GFN3qI Receptory s proteinkinasovou aktivitou §Receptory s tyrosinkinasovou nebo serin-threoninkinasovou aktivitou katalyzují fosforylaci na hydroxylových skupinách aminokyselinových zbytků intracelulárních bílkovin, čímž zahajují přenos signálů v buňce § § § Ostatní extracelulární receptory s katalytickou aktivitou §Receptory s tyrosinfosforylasovou aktivitou §zastavují přenos signálů k buněčnému dělení §Receptory pro natriuretické peptidy §katalyzují přeměnu GTP na cGMP guanylátcyklasou a tím řídí vylučo-vání Na+ iontů v ledvinách §Receptory pro integriny §zajišťují kontaktní inhibici buněčného dělení (kontaktem s extracelulár-ní matricí nebo okolními buňkami zajišťují integritu tkání) §Receptory rozeznávající podobu (pattern recognition receptors) §zajišťují imunitní obranu organismu rozeznáváním molekul na povrchu patogenních agens a nemocných buněk – aktivace spouští tvorbu cytokinů §Cytokinové receptory §interakcí s cytokiny zajištují aktivaci buněk imunitního systému §Receptory imunitních kontrolních bodů (immunity checkpoints) aktivují nebo naopak deaktivují cytotoxické buňky imunitního systému Příklad intracelulárního receptoru: estrogenní receptor Interakce látek s estrogenní aktivitou s receptorem → aktivace transkripce genů regulujících růst a dělení buněk Enzymy - kompetitivní inhibice §Inhibitor a substrát soutěží o přístup k aktivnímu místu enzymu § § § § § § § § §navázání inhibitoru do aktivního místa zastaví reakci katalyzovanou enzymem §přebytkem substrátu může být z aktivního místa enzymu inhibitor vytěsněn § Enzymy - nekompetitivní inhibice §Inhibitor se neváže v aktivním, ale „alosterickém“ místě molekuly enzymu §Po vazbě inhibitoru se změní konformace molekuly Þ §aktivní místo přestane být pro substrát dostupné § Enzymy - ireverzibilní inhibice §Trvalá blokáda enzymu inhibitorem v aktivním nebo alosterickém místě → ztráta funkčnosti enzymu Bílkovinné přenašeče § konformační změna § § § § § § § §Přenašeče transportující látky do buněk (např. zpětné vychytávání neurotrans-mitérů), možnost využití přenašečů k transportu léčiv do buňky §Přenašeče transportující molekuly léčiva ven z buněk (mnohočetná léková rezistence) §Možnosti ovlivnění: potlačení vzniku molekul přenašeče § zablokování dutiny přenašeče § zábrana konformační změny přenašeče § § § § § § Strukturní bílkoviny §Vytvářejí strukturu buněčných útvarů, buněk a tkání §Tubulin → bílkovina tvořená dvěma podjednotkami, která agreguje na duté trubičky - mikrotubuly § § § §Mikrotubuly se účastní buněčného dělení tím, že vytvářejí „mitotické vřetánko“ § zajišťující separaci dvojic chromosomů § § § §Zabránění dělení buněk: blokování agregace tubulinu na mikrotubuly § blokování depolymerace mikrotubulů na tubulin po skončení buněčného dělení (mitosy) Nukleové kyseliny mutace, zabránění oprav poškozené DNA, zábrana replikace § Monoalkylace DNA § Sesítění bifunkčními alkylačními činidly § Propojení bází ve dvou řetězcích § Propojení bází jednoho řetězce § Interkalace – zábrana replikace a translace § § Přerušení řetězců DNA § Zábrana oprav poškozené DNA § § Inhibice topoisomeras § § Inhibice telomerasy § § § Nukleové kyseliny §Blokování DNA nebo mRNA – zábrana transkripce a translace § Komplementární oligonukleotidy § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § siRNA - podílejí se na štěpení mRNA komplexem RISC § § miRNA - blokují translaci (i bez rozštěpení mRNA) § antagomiry (anti-miR) – blokují miRNA, miRNA „houby“ § lncRNA (účast na regulaci transkripce?) §Interakce s ribosomální RNA – blokování biosyntézy bílkovin § Ostatní cílové struktury léčiv lSignální molekuly – agonisté receptorů l blokování agonisty má stejný účinek jako zablokování receptoru lLipidy - buněčné membrány •anestetika –(zvýšení fluidity membrán - narušení přenosu signálů z vnějšího prostředí do buňky) • některá antibiotika a antimykotika –vytváří spirálové struktury procházející buněčnou membránou, které umožňují průstup polárních látek –vankomycin - blokuje tvorbu buněčných stěn bakterií lSacharidy - (glykoproteiny na povrchu buněk a glykolipidy buněčných stěn – antigenní determinanty) –protilátky (polyklonální, monoklonální), vakciny –léčiva interagující s adhezními glykoproteiny lVolné molekuly a ionty l vychytávání žlučových kyselin (snižování množství cholesterolu) l antidota (zneškodňování toxických látek) l chelatující látky (odstraňování kovových iontů z organismu) Afinita léčiva k cílové struktuře §Mírou afinity je disociační konstanta komplexu léčivo-cílová struktura §Účinek závisí na počtu obsazených cílových struktur (Clarkův model) § Dávka – podprahová § terapeutická § toxická ® letální § Þ terapeutické rozmezí § (obvykle mikro- až nanomolární koncentrace) §Statistický charakter farmakologických zákonitostí §Individuální rozdíly -genový polymorfismus -různý počet kopií genů § (Þ receptorů, enzymů, …) -epigenetická variabilita § §Þ individualizovaná terapie Srovnání účinnosti různých léčiv §Clarkův model - účinek určuje obsazenost cílové struktury ligandem (léčivem) – je-li plně obsazena, pak se účinek již nezvyšuje §Další modely účinnosti: § Ariens, Stephenson, Paton, model dvou stavů, model ternárního komplexu § § § § § § §Afinita léčiva k cílové struktuře – disociační konstanta komplexu – závisí na kompatibilitě prostorové stavby cílové struktury a léčiva §Vnitřní aktivita (intrinsic activity) – Ariens / Účinnost (efficacy) – Stephenson: relativní schopnost komplexu léčiva s cílovou strukturou vyvolat biologickou odezvu. § Mírou účinnosti je intenzita maximální biologické odezvy zjišťovaná na základě měření vhodného ukazatele (např. doby do vymizení příznaků onemocnění) §Potence (síla, potency) léčiva – schopnost vyvolat biologickou odezvu, která závisí na účinnosti i afinitě. Mírou je koncentrace léčiva, která vyvolá 50% max. odezvy. § Čím je tato koncentrace nižší, tím je potence léčiva vyšší. Potence závisí na prostorové stavbě cílových struktur i na jejich množství