mecanismo de acción y dianas terapeúticas de antimaláricos...2019/06/06 · antimalaricos...
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Mecanismo de acción y dianas terapeúticas de antimaláricos
Javier Gamo. Director. GHDIGlobal Health. GSKBarcelona 2019
Agenda
• Introducción
• Centro para el descubrimiento de fármacos de Global
Health en Tres Cantos
• Algunos datos sobre la malaria
• Modo de acción de antimálaricos mas comunes y
resistencias
• Herramientas para para la búsqueda de nuevos
antimalaricos
• Conclusiones
Barna_May2019
All animal studies were ethically reviewed and carried out in
accordance with European Directive 2010/63/EU and the GSK
Policy on the Care, Welfare and Treatment of Animals. The
human biological samples were sourced ethically and their
research use was in accord with the terms of the informed
consents
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Quienes somos?
GSK Global Health center. Tres Cantos
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Diseases of the Developing World (DDW)
GSK Global Health center. Tres Cantos
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GSK diseases of the developing world-DDW Global Health. Tres Cantos
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• Enfocado en actividades de I+D en TB, malaria y enfermedades entéricas y por otros kinetoplástidos
• Trabajando en colaboración y con soporte financiero de organismos internacionales comprometidos en “neglected diseases”
• Projectos priorizados de acuerdo a la necesidad medica
• Aprox. 120 científicos en Tres Cantos
Barna_May2019
Unidad de Malaria: Modelo de negocio
Blood Stage Parasitology Transmission blocking
In vivo translational models Chemistry & Screening
Malaria unitIntegrated Drug
Discovery Model
Barna_May2019
Unidad de Malaria: Modelo de negocio
Blood Stage Parasitology Transmission blocking
In vivo translational models Chemistry & Screening
Malaria unitIntegrated Drug
Discovery Model
GSK core servicies
Animal
Sciences
Platform
Technology
& Science
Clinical
Development
Business
Development
Global
Regulatory
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Por qué malaria?
Algunos datos sobre la malaria
• Todavia una de las peores enfermedades infecciosas
– El 50% de la población mundial está en riesgo de ser infectada
– Unos 200 millones de personas afectadas todos los años (219 en 2017)
– Aproximadamente 440,000 muertes estimadas en el ultimo informe de OMS
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Clinical burden of P. falciparum infection (2010)
• La mayoria de las muertes asociadas con infecciones de P. falciparum ocurrenen las regiones de Africa Sub-Saharianas (90% de la mortalidad)
El tratamiento con fármacos es fundamental en la
lucha contra la malaria
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• Distintas vertientes en la lucha contra la malaria pero los
fármacos para tratar la enfermedad ocupan un lugar central
Malaria
Eradication
Vacunas
(eg. RTS,S/AS01)
Estrategias para
controlar el vector(eg. Insecticidas, ITN, IRS)
Quimoterapia
- Resistencia
- Bloquear transmisión
- Prevención
• Sin embargo el número de fármacos es muy limitado
– La última clase quimica que esta en uno clinico es atovaquona y eso ocurrió
mas de 20 años atras
• Los tratamientos actuales estan perdiendo eficacia
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Modo de acción de antimaláricos.
Resistencias
El ciclo vital de Plasmodium es complejo
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El ciclo intraeritrocítico produce los síntomas y la
enfermedad
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Antimaláricos mas comunes y sitio de acción
Barna_May2019
Modified from J Clin Inves 118:1266,2008
Chloroquine
(and related quinolines)
Atovaquone
Pyrimethamine-Sulfadoxine
Artemisinins
(ACTs)
Opciones terapeúticas
más usuales
• Chloroquine
• P. vivax
• Sulp-Pyrim
• Quimioprofilaxis
• Atovaquone
• Quimioprofilaxis
• ACTs
• “Standard of care”
Antimaláricos mas comunes y sitio de acción
Barna_May2019
Modified from J Clin Inves 118:1266,2008
Chloroquine
(and related quinolines)
Atovaquone
Pyrimethamine-Sulfadoxine
Artemisinins
(ACTs)
Opciones terapeúticas
más usuales
• Chloroquine
• P. vivax
• Sulp-Pyrim
• Quimioprofilaxis
• Atovaquone
• Quimioprofilaxis
• ACTs
• “Standard of care”
…pero los parasitos
han desarrollado
resistencias a
prácticamente todos
los tratamientos…
El desarrollo de resistencias es la principal amenaza
para los fármacos contra la malaria
Barna_May2019
• Se han detectado parasitos resistentes para todos los fármacos en uso
La resistencia a artemisininas esta aumentando
• Se necesitan urgentemente nuevos tratamientos antimalaricos con
modos de acción novedosos.
– Combinaciones basadas en nuevos MoA serán fundamentales para lograr el
objetivo de erradicar la malaria.
La Cloroquina inhibe polimerización de hemozoina en
la vacuola
Barna_May2019
Parásito degrada
hemoglobina y
produce hemo (Fe2+)
tóxico
Parásito transporta
hemo a la vacuola y lo
polimeriza en forma
de hemozoina (no
reactivo)
Cloroquina se una al
hemo e impide su
polimerizacion
Se produce un
complejo toxico que
daña mortalmente al
parasito
Eritrocito
Nucleo
Vacuola
Parásito
Cloroquina
Hemozoina
Hb
Hb
La Cloroquina inhibe polimerización de hemozoina en
la vacuola. Resistencia
Barna_May2019
Parásito degrada
hemoglobina y
produce hemo (Fe2+)
tóxico
Parásito transporta
hemo a la vacuola y lo
polimeriza en forma
de hemozoina (no
reactivo)
Cloroquina se una al
hemo e impide su
polimerizacion
Se produce un
complejo toxico que
daña mortalmente al
parasito
Eritrocito
Nucleo
Vacuola
Parásito
Cloroquina
Hemozoina
• Resistencia mediada por el transportador
CRT que excluye la cloroquina de la
vacuola
• Resistencia muy extendida y cloroquina
solo se usa para P. vivax
Pirimetamina-sulfadoxina inhibe la síntesis de folatos
Barna_May2019
• La estructura de la pirimetamina es
similar a la del dihydro/tetrafolato
Pirimetamina-sulfadoxina inhibe la síntesis de folatos.
Resistencias
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• Mutaciones en el centro activo de la
DHFR ocasionan pérdida de eficacia
a Pirimetamina-Sulfadoxina
• Resistencias extraordinariamente
frecuentes. Uso de P+S restringido a
iPT (intermittent protective treatment)
Resistance
Atovacuona inhibe la función mitocondrial e impide la
síntesis de pirimidinas
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Pyrimidines
• Se bloquea el complejo
respiratorio III (cyt bc1).
Funciona tanto en estadios
hepáticos como en sangre
Atovacuona
• No se recicla la ubiquinona
mitocondrial y la dihidrorotato
deshidrogenasa se detiene
• Se detiene la síntesis de
pirimidinas
• No hay síntesis de acidos
nucleicos y el parasito muere
Atovacuona inhibe la función mitocondrial e impide la
síntesis de pirimidinas. Resistencias
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Pyrimidines
• Mutaciones en el citocromo b
impiden la unión de la
atovaquona
• Resistencias poco frecuente y
usada para quimioprofilaxis y
tratamiento
Atovacuona
Resistance
Modo de acción de las artemisininas
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Modo de acción de las artemisininas
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?
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Como identificar compuestos para
tratar la malaria
Algunos detalles del cultivo de P. falciparum
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Eliminación de
glóbulos blancos,
obtención de los
globulos rojos
Cambio de medio
periódicamente
Medio de cultivo + suero
sintético + factores de
crecimiento
Control del cultivo mediante
la realización de frotis
37ºC
CO2
Gota de sangreGota de sangre
Ensayo de celula entera con P. falciparum
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•Distintas concentraciones
droga en el medio de cultivo
•Inoculación de la misma
cantidad de parásito
•Pocillos sin droga como
control de crecimiento
Cuantificación del número de parásitos:
-Actividad enzimática
-Marcaje radiactivo
Incubación
2D Graph 1
X Data
0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000
Y D
ata
0
20
40
60
80
100
120
Col 1 vs Col 2
x column vs y column
GSK ha ensayado 2 M compuestosTodos los positivos (13.500) publicados bajo el nombre de TCAMS
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Curvas de muerte para priorizar compuestos con un
modo de acción rápido
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0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%a
cu
mu
lac
ión
de
3
H-
hyp
ox
an
thin
e
Parasitos tratados a 10xIC50
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
0 24 48 72 96 120lo
g b
ase 1
0(v
iab
le p
ara
sit
es +
1)
hrs of treatment
Artemisinin
Azythromycine
Atovaquone
Viabilidad de parasitos a 10xIC50
• Inhibición del metabolismo no es indicativo de muerte celular
P. falciparum murine malaria modelA translational approach for antimalarial drug discovery
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Integration of PK and PD
Conclusiones
• La malaria sigue siendo una enfermedad letal en nuestros
días para poblaciones en países endémicos
• ….pero curable
• Los antimalaricos tradicionales están perdiendo eficacia
• …el parásito esta ganando la batalla?
• Nuevos medicamentos con diferentes modos de acción y
eficaces contra parásitos resistentes son necesarios
urgentemente
• La resistencia a artemisininas acabaría con la ultima línea de defensa
Barna_May2019
Thank you