7/25/2019 Curs2CACT2010

1/6

1

Curs 2 CACT

Testarea agenilor terapeutici noi

Selectarea combinaiilor pentru testarea lor ca posibile medicamente se poatepoate realiza prin:

- descoperire accidental! studiindu-se alte propriet!i ale compusului a$acum a fost cazul cisplatinului;

- testarea unor compu$i naturali produ$i de microorganisme, plante sau insectepentru stabilirea activit!ii antifungice, antibiotice, antivirale sau antitumorale(n prezena sau absena ionului metalic). n acest!categorie se ncadreaz!$io serie de medicamente organice care se pot coordina la diver$i ioni metalici

pentru mbun!t!irea activit!ii.- modelarea pe calculator pentru proiectarea unor specii care pot

interaciona eficient cu un anumit receptor din organism cum sunt deexemplu ADN-ul sau enzimele specifice.

Dup!identificare unui compus activ sau a unei inte specifice se pot sintetizaun numar mare de compu$i (sute sau chiar mii) cu structuri sau propriet!iasem!n!toare care poart! denumirea de analogi din generaia a doua sau atreia ai medicamentului iniial.Utilizarea unui compus anorganic n scopuri medicale necesit! stabilireacaracteristicile fizico-chimice n stare solid! $i soluie apoas! precum $istabilirea condiiilor de sintez! pentru obinerea speciei cu randament mare$i pre de cost sc!zut. De asemenea trebuie stabilit modul n care compusulse poate aduce ntr-o form! cu puritate avansat!, deoarece n unele cazurimateriile prime sau speciile intermediare pot s!prezinte toxicitate.nainte ca un medicament nou s! se testeze pe oameni trebuie efectuatestudii preclinice. Acestea presupun testarea in vitro(n general n cutii Petrifolosind culturi celulare sau de microorganisme). Cei mai activi compu$isunt apoi testai in vivo pe probe animale. Un compus care este candidat

pentru a fi medicament este testat pe cel puin dou!specii diferite de animale(o roz!toare $i o neroz!toare) deoarece compu$ii chimici nu afecteaz!mereun acela$i mod speciile diferite. De exemplu cisplatinul a fost testat att pe

$oareci ct $i pe cini. Pe animale se efectueaz!o testare pe termen scurt $iuna pe termen lung. Testarea pe termen scurt dureaz!dou! s!pt!mni pn!la trei luni $i are rolul a stabili metabolismul !i toxicitateaspeciei candidate

pentru medicament. Testarea pe termen lung dureaz!de la cteva s!pt!mnipn!la civa ani $i are rolul de a stabili dac!folosirea pe termen ndelungata substanei poate conduce la cancersau la malformaii congenitale.

7/25/2019 Curs2CACT2010

2/6

2

Studiile clinice cuprind n mod normal trei etape de testare cu excepia unormedicamente care sunt plasate ntr-un proces de testare accelerat! (pentrutratament cancer $i SIDA).Faza nti a studiilor clinice reprezint! prima dat! cnd medicamentul noueste testat pe oameni reprezentai n general de voluntari s!n!to$i $i uneoride pacieni (de ex. n studiile clinice pe cisplatin). Scopul acestor studii esteacela de a determina metabolismul, relaiile structur!-activitate, mecanismulde aciune $i efectele secundare ale medicamentului asupra oamenilor. Dac!este posibil studiile n faza nti determin!eficacitatea $i doza care limiteaz!toxicitatea pentru un medicament potenial pe un num!r mic de pacieni(2080).A doua faz$a testelor clinicestabile$te eficacitatea medicamentului pentrutratamentul pacienilor care prezint!o boal! sau afeciune specific! precum$i descoperirea efectelor secundare comune pe termen scurt sau a riscurilor.

Acesta implic! de obicei mai muli subieci (de ordinul sutelor) $i necesit!timp ndelungat pentru obinerea unor date statistice corespunz!toare.Studiile clinice nfaza 3 furnizeaz!mai multe informaii despre eficacitatea$i sigurana medicamentului $i permit extrapolarea rezultatelor studiilorclinice la populaie. Aceste studii implic! cteva sute pn! chiar la ctevamii de persoane. A treia etap! a testelor clinice poate stabili deasemeneaeficacitatea n combinaie cu alte specii a$a cum decurge chemoterapiamultor forme de cancer. Pentru evaluarea eficacit!ii reale a medicamentelor,trebuie studiat cu atenie $i modul de administrare.

Procesul de dezvoltare $i testare a unui medicament nou este foarte lung,poate dura cel puin 8 ani, incluznd $i studiile iniiale de sintez!, purificare$i testele pe animale.

Medicamente anorganice antitumorale

Una din cele mai cunoscute utiliz!ri a unor combinaii complexe pentrutratamentul unor boli este cea a combinaiilor complexe ale platinei ntratamentul anumitor forme de cancer.Cancerul este una dentre primele trei boli care duce anual la moartea a sute

de oameni n ntreaga lume $i reprezint! o boal! dificil de tratat. Aceastadeoarece este greu (dac!nu chiar imposibil) de g!sit un medicament care s!fie nu numai efectiv dar s!aib!$i o toxicitate redus!n corpul uman.Atenia special! acordat! studierii combinaiilor complexe ale platinei ca

poteniale medicamente anticancerigene s-a datorat succesului obinut ndomeniu prin utilizarea cisplatinului.

7/25/2019 Curs2CACT2010

3/6

3

Descoperirea activit$ii antitumorale a cisplatinului

Cu toate c! s-au testat foarte multe combinaii complexe ale platinei $i aaltor metale reprezentative $i tranziionale, numai una dintre aceste specii seutilizeaz! ca medicament pe scar! larg! $i anume cis-diclorodiamminplatina(II) cunoscut! ca cisplatin. Acest medicament a fostintrodus pentru tratamentul tumorilor aparatului genitaro-urinar n 1978 $i seutilizeaz! n combinaie cu 1-4 alte medicamente antitumorale organice

pentru tratamentul cancerului testicular, ovarian, a celui localizat la gt $icap dar s-a observat c! r!spund la tratament $i cancerele pulmonare $icervicale. n cazul cancerului testicular vindecarea s-a observat la 90% din

pacieni.Activitatea combinaiilor complexe ale platinei a fost descoperit!accidentaln 1965 de c!tre Barnett Rosemberg (biofizician de la Universitatea

Michigan) $i colaboratori prin studierea efectul curentului electric asupraunei culturi deEscherichia Coli. Rosenberg a condus un experiment pentru astudia efectul curentului electric asupra diviziunii celulare, deoarece el acrezut c! forma fusiform! a celulelor eucariote observat! microscopic ntimpul diviziunii celulare se aseam!n!cu liniile de cmp electric dintre dou!

puncte nc!rcate cu sarcini opuse.Rosenberg mpreun!cu Loretta VanCamp au trecut un curent alternativ prindoi electrozi de Pt imersai ntr-un mediu de celule ntr-un mediu de cre$terecelular! (au folosit bacteria E. coli care nu se caracterizeaz! prindezvoltare fusiform!). n locul diviziunii normale de form! cilindric!(baghet!) la mai multe bacterii celulele au avut o form! filamentoas!(cre$tere sub form! de spaghete) $i replicarea a fost stopat!. Acestexperiment a avut ca rezultat o cre$tere filamentoas!de 300 de ori mai marecomparativ cu una normal!pentru Escherichia Colicare n mod normal areo lungime de 2-5 microni.Cu ajutorul chimi$tilor anorganicieni s-a stabilit c! acest efect estedeterminat de aciunea combinat! a anionilor clorur!, amoniacului,curentului electric $i electrodului de platin!, studii ulterioare ar!tnd c!estenecesar!$i lumina pentru ca reacia s!aib!loc.

Pt(electrod)electroliza NH4

+

h[PtCl4(NH3)2][PtCl6]

_2

Cu toate acestea, produsul initial, [PtCl6]

2-are activitate antibacterian!$i nupromoveaz! cre$terea filamentoas! la fel ca $i izomerii cis- $i trans-[PtCl4(NH3)2]. Ca intermediar n formarea [Pt(IV)Cl4(NH3)2] apare[Pt(II)Cl2(NH3)2]. Ca urmare s-au testat izomerii cis- $i trans- ai acestei

7/25/2019 Curs2CACT2010

4/6

4

combinaii complexe a Pt(II) $i s-a observat c! doar izomerul cis inducecre$tere filamentoas!. Ulterior Rosenberg a ar!tat c! numai izomerul cis-[Pt(II)Cl2(NH3)2] $i nu trans-[Pt(II)Cl2(NH3)2] poate preveni cre$tereacelulelor canceroase in vivo.Testele efectuate pe animale (sarcomul S 180 implantat la $oareci albielveieni) au confirmat faptul c!cisplatinulare aciune antitumoral!$i dup!multe ncerc!ri s-a introdus n tratamentul unor forme de cancer.Dup!ce n 1970 cisplatinul a trecut de prima faz!a test!rilor s-a observat c!acesta prezint! o marcant! toxicitate gastrointestinal! $i renal!, efecte careau determinat diminuarea interesului pentru acesta. Prin administrareactorva litri de ap!s!rat!pacientului, naintea tratamentului cu cisplatin, sediminueaz! efectul acestuia asupra rinichilor. Ca urmare, n prezent,cisplatinul se administreaz! sub form! de soluie salin! ntr-o doz! de 20-120 mg/m2de suprafa!a corpului/zi, timp de 3-4 s!pt!mni. Din cantitatea

de cisplatin administrat! aproximativ 30-70% se elimin! prin urin!. Uneoris-a observat c!organismele dezvolt!rezisten!la acest tratament.

Chimia cisplatinului

Cisplatinul este instabil n ap! (timp de via! 2,5 h la 37 C) $i pentruadministrare ca medicament antitumoral este condiionat sub form! desoluie salin!pentru prevenirea acvatiz$rii (hidrolizei).

7/25/2019 Curs2CACT2010

5/6

5

Pt

Cl

Cl

H3N

H3N

Pt

OH2

Cl

H3N

H3N

Pt

OH2

OH2

H3N

H3N

Pt

OH

Cl

H3N

H3N

Pt

OH

OH

H3N

H3N

Pt

OH

OH2

H3N

H3N

k = 7,6x10-5 s-1 s-1k = 2,3x10-4

H2O

Cl-

H2O

Cl-

pKa= 6,6 pKa= 5,5

pKa= 7,3

2+

+

+

Prin injectarea intravenoas! a cisplatinului, acesta ajunge n plasma

sanguin!, mediu cu pH 7,4 $i o concentraie a Cl

de aprox 104 mM, condiiin care anionii Cl labili nu disociaz! foarte mult $i ca urmare dicloro $icloro-hidroxo speciile reprezint! n aceste condiii speciile majoritare pentrucisplatin. Prin difuzie pasiv! aceaste combinaii complexe neutre ajung nnucleul celular unde concentraia Cl scade drastic ajungnd la aproximativ4- 20 mM $i n aceste condiii ncepe reacia de hidroliz! care duce la oconcentraie mare de hidroxo $i acva specii. Deoarece apa este mai labil!dect anionii Cl$i HOnseamn!c!speciile care conin apa coordinat!suntfoarte active $i reacioneaz! cu biomolecule de tipulARN-ului, ADN-ului $i

proteinelor cu substituirea apei $i formarea de combinaii complexe prin

intermediul unor leziuni mono- sau bifuncionale pe aceste biomolecule.

7/25/2019 Curs2CACT2010

6/6

6

Material suplimentar

Cancerul reprezint! o boal! complex! caracterizat! prin proliferareanecontrolat!a celulelor. n funcie de tipul de esut afectat se cunosc:- carcinoame sunt cele mai ntlnite tumori (80-90% din cazuri) care auoriginea n esutul epitelial, inclusiv pielea $i sistemele care nvelesc $idelimiteaz!organele $i conexiunile dintre acestea. Exemple: cancerul de sn,

pl!mn $i colon;- sarcoamele care se localizeaz! la esutul conectiv ca oase, tendoane,cartilaje, mu$chi $i gr!sime;- leucemiile care cuprind toate tipurile de cancere care nu se ncadreaz! ncelelalte dou! tipuri. Leucemiile se dezvolt! la nivelul m!duvei osoase $i asistemului limfatic, unde se produce sngele.

Cultura deE. Colinormal!(A) $i crescut!n cmp electric (B)

Tabelul 1. Distribuia speciilorcisplatinului de tip cloro, acva $i hidroxo n mediicaracterizate prin concentraii mici $i mari de anioni clorur!

[Cl]/mM Cl, Cl Cl, OH Cl, H2O H2O, H2O OH, H2O OH, OH104

(plasm!)0,67 0,26 0,04 0,0001 0,009 0,012

4(citoplasm!)

0,03 0,30 0,05 0,003 0,28 0,35