ANTİVİRAL İLAÇLAR VİRÜSLER canlılarla cansızlar arasında geçiş sınırındadırlar. Canlı bir hücre içine girmedikçe hiçbir hayat belirtisi göstermezler, kültür ortamında üremezler, ancak bir canlı hücre içine girdiklerinde bu konakçı hücreden yararlanarak kendilerini tekrarlarlar (genetik düzeyde parazittirler). Kopyalama ve çoğalma için gerekli biyokimyasal mekanizmaları olmadığı için konakçıya bağımlıdırlar. Yapıları: Genetik materyali taşıyan DNA veya RNA’dan oluşan çekirdek, Bunun dışını saran “kapsid’’ adı verilen protein yapısındaki kılıftan oluşur. Bazı virüslerde ise bunların da dışında lipid içeren bir “zarf” bulunur. Tam bir virüs yapısına “virion” adı verilir. Genetik materyal olarak sadece bir nükleik asid tipini (DNA veya RNA) taşırlar. Buna göre virüsler DNA virüsleri ve RNA virüsleri diye iki ana gruba ayrılır. DNA virüsleri: Herpesvirüsler (Herpes simplex, Varisella-zoster (suçiçeği) , Sitomegalovirüs, Epstein-Barr), Adenovirüsler (solunum sistemi, oküler keratit) Poxvirüsler ( çiçek, kızamık) Hepatitis B vb. RNA virüsleri: İnfluenza (Familya: Orthomyxovirus), Rinovirüsler, Poliovirüsler (Familya: Picornavirus), Kızamıkçık (Familya: Togavirus), Kabakulak, kızamık (Familya: Paramyxovirus), HIV (Familya: Retrovirüs), Kuduz (Familya: Rhabdovirus)vb. RNA virüslerinde, revers transkriptaz enzimi ile viral RNA şablonundan konakçı hücresindeki DNA kopyalaması olur DNA dan RNA kopyalaması tersine). ve virus çoğalır (doğal olan Virüs yaşam siklüsü (RNA) Kılıf açılması RNA polimeraz Adsorpsiyon (-) ssRNA Endozom Endositoz Translasyon Viral proteiler (-) mRNA (+) (-) Viral proteinler Hücre zarına yerleşir Kapsid Çekirdek Tomurcuklanma Nükleokapsid Serbestlenme Antiviral İlaçların Etki Mekanizmaları: 1. Virüsün hücre zarına yapışmasının engellenmesi 2. Virüsün hücre içine girişinin engellenmesi 3. Virüsün protein kılıfının açılmasının engellenmesi 4. Viral nükleik asidlerin değiştirilmesi (konakçı hücrenin virüsü çoğaltamayacağı şekilde) 5. Viral protein sentezinin baskı altına alınması 6. Viral nöramidaz enziminin inhibisyonu Bir virüs enfeksiyonunun antiviral ilaçlarla tedavisi bir dereceye kadar sınırlıdır. Viral enfeksiyonlara karşı korunma en iyi şekilde aşı ile yapılabilir. ANTİVİRAL İLAÇLARIN SINIFLANDIRILMASI Kullanım yerlerine göre: 1. Herpes virüslere etkili ilaçlar: Asiklovir Gansiklovir Pensiklovir Famsiklovir Vidarabin Trifluridin İdoksirudin 2. HIV (Human Immundeficiency Virus) e etkili ilaçlar (antiretroviral ilaçlar): Zidovudin (Azidotimidin, AZT) Stavudin (d4t) Zalsitabin (ddc) Lamivudin (3TC) Didanozin (ddl) 3. İnfluenza virusuna etkili (solunum sistemi infeksiyonlarında kullanılan) ilaçlar: Amantadin Rimantadin Oseltamivir Zanamivir Ribavirin 4. İmmün faktörler (immün globülinler ve insan interferonları) Etki mekanizmalarına göre: 1. Nükleozid analogları (=antimetabolitler): Nükleik asit zincirinde yer yerine zincire bağlanarak alan doğal nükleozidlerin (metabolitler) viral nükleik asidlerin biyosentezini engellerler. En sık kullanılan madde grubudur. Konakçıya yüksek toksisiteleri nedeniyle uzun süre kullanılmamalıdırlar. a) Yanlış bazlara sahip antimetabolitler b)Yanlış şekerlere sahip antimetabolitler 2. Proteaz inhibitörleri: Viral protein sentezini engelleyerek etki gösterirler (Sakinavir, ritonavir, indinavir vb) 3. Siklik aminler (= sikloalkil aminler): Hücreye influenza virüslerinin girmesini engellerler. Virüs nükleik asidlerinin serbestlenmesini ve böylece replikasyonlarını engellerler (Amantadin, Rimantadin). 4. Nöramidaz inhibitörleri: İnfluenza virüslerinin enfekte ettiği hücreden ayrılarak yeni hücreleri enfekte etmesini ve yayılmasını önlerler (Oseltamivir, Zanamivir). DNA primer yapı NH2 N O O P O OH N CH2 5' end N O N O P O O H H H H NH2 H N N P O CH2 OH O P O H O H P O OH H H O Base O O O H O O OH O O Base N 5’ N O CH2 OH NH N NH2 H 3’ H O Me NH O N P O OH H H Base O P O O H O O O CH2 OH H O H H O P O Base O OH H H O O 3' End DNA primer yapı Nükleotid = Nükleik asid bazı + şeker (deksiriboz) + fosfat NH2 Deoksiadenozin fosfat N N Nükleik asid bazı N N H2O3PO O Fosfat H H H H HO H Şeker Bir NÜKLEOTİT’in bileşenleri: 1. Bir heterosiklik baz (purin ya da pirimidin) 2. Beş karbonlu bir monosakkarit ( D-riboz veya 2-deoksi-D-riboz) 3. Bir fosfat iyonu Nükleozid Nükleotid DNA primer yapı (DNA) DNA BAZLARI ŞEKERLER (PENTOZLAR) H 1 CHO 2 CHO CHO OH H H HO H H 3 OH H OH H OH H 4 OH H OH H OH 5 CH 2OH D-Riboz CH 2OH D-2-Deoksiriboz CH 2OH D-Arabinoz Anomerik OH . H 1 OH H OH H OH 4 H . HO O H H OH H OH . H CH 2OH O . . . HO O H OH H OH . H CH 2OH -D-ribofuranoz H -D-ribofuranoz -L-ribofuranoz O HO 4 HO H OH H OH H CH 2OH -L-ribofuranoz O HO O O 1 OH HO OH . CH 2OH Fischer Formülleri HO O H OH -D-ribofuranoz HO OH -D-ribofuranoz HO OH -L-ribofuranoz Haworth Formülleri D- CH2OH ile epoksi aynı yönde L- CH2OH ile epoksi zıt yönde β- Anomerik karbondaki OH ile CH2OH cis α- Anomerik karbondaki OH ile CH2OH trans OH HO HO HO OH -L-ribofuranoz Nükleozidler = Nükleik asid + şeker (deoksiriboz) NH2 O N N N N HO O H N N O H H Deoksidenozin O H H H H Deoksiguanozin N HO O O H HO N N HO H H CH3 HN O H HO N N H2N HO NH2 O HO H H H H H Deoksitimidin H H HO H H Deoksisitidin Nükleotidler NH2 O N N N N H2O3PO H H Deoksiadenozin fosfat O H H H H Deoksiguanozin fosfat N H2O3PO O H HO N N H2O3PO H H HO O O H CH3 HN N N O H N N H2N H2O3PO NH2 O O H H H H HO H Deoksitimidin fosfat H H H HO H Deoksisitidin fosfat DNA primer yapı NH2 5' end N O O O P O OH Base O P O O N CH2 H H H O P O NH2 H N O Base O N O H OH O O P N O CH2 OH OH Adenin (A) N Sitozin (C) O O H H H H O H O Base O P O N O N O O P O CH2 OH OH H H O OH O Me NH O Base N O P O CH2 OH H O H H 3' End Guanin (G) NH2 H H O P O N O H O NH H H O Timin (T) DNA-Sekonder yapı-çift sarmal Thymine o 10A Me G C AT Major groove O H2N N O TA T A G C G C O T A AT AT T A C G G C TA T A G C GC GC T A A T C G TA T A DNA DOUBLE HELIX P O TA T A Minor groove O Adenine O 5' o 34A P O NH2 N O O P O O O O N N HN 3' O P O O N N O 3' O O 5' N N 3' O 5' O N N O O O NH O 3' P Cytosine H2N Guanine 5' O O O P O O DNA replikasyon O O P O O O P O Me O O NH O H2N O N N NH2 O P O O N P O O N O H2N O N HN N OH N O O O P O O P O Template Şablon O O O O P O O N N O OH N Uzayan zincir Growing chain O DNA replikasyon O O P O O O P O Me O O NH O H2N O N N N OH N O O N O O P O NH2 O P O O N O O O N O H2N O O N HN N O N P O O O P O O P O Template Şablon Growingzincir chain Uzayan O RNA ve DNA FARKI O HOCH 2 O RNA H OH HN H H H OH OH N H O Urasil Riboz O HOCH2 DNA H OH O HN3 H H H OH H Deoksiriboz O 4 2 1 N H Timin CH3 5 6 A-T A-U DNA RNA O O HN O N H Timin CH3 HN O N H Urasil RNA da pirimidin bazı timin yerine urasil, deoksiriboz yerine riboz bulunur. 1. Herpes virüslerine etkili ilaçlar DNA Glukoprotein nükleokapsit zar Lipid bariyer HERPES VİRÜSLERİN YAPISI 28 ASİKLOVİR O O 1 HN H2N HO 2 5 N 4 3 O N 8 N N HN 7 6 O H2N N HN N N HO H2N N O N H guanin 9 OH R R= OH Guanozin R= H Deoksiguanozin 2-Amino-1,9-dihidro-9-[(2-hidroksietoksi)metil]-6H-purin-6-on = 9-[(2-hidroksietoksi)metil]guanin Herpesviruslar ve Hepatit B ye etkilidir. Sodyum tuzu IV kullanılır. N N N N H 9H-purin Etki Mekanizması: N O N viral timidin OH l kinaz r üc e es h z na i O k ASÝKLOVÝR N O O O P O O P O- O O O P O O- P OH O- ASÝKLOVÝR trifosfat (aktif) OH O- ASÝKLOVÝR monofosfat • Asiklovir bir ön ilaçtır. Etkili şekli trifosfatıdır. • Trifosfatı hücre zarını geçemeyecek kadar polar olduğundan polar olmayan asiklovir şeklinde önilaç olarak verilir. • Önce virusun timidin kinaz enzimi asikloviri monofosfatına çevirir, bu da konak hücre kinazları ile trifosfata çevrilir. • DNA polimeraza bağlanır, nükleik asit zincirinde deoksiguanozinin yerini alır. • 3’ Konumunda OH olmadığı için DNA zincirinin uzaması durur ve nükleik asit sentezi sonlanır. • Asiklovir trifosfat, herpes virusların DNA polimerazını selektif olarak inhibe eder. Deoksiguanozin trifosfat Asiklovir trifosfat Yanlış şeker-DNA polimerazı inhibe eder O O N HN H2N HO N N O asiklovir N HN H2N HO N N O O 9-karboksimetoksimetilguanin (inaktif metabolit) Asiklovir Sentezi 1. [(CH3)3Si]2NH OH N N H2N N 2. OH COOCH 2CH 2OCH 2Cl H2N N H N N N N CH 2OCH 2CH 2OCO guanin NH3 / CH3OH OH heksametildisilizan ile etkileştirilerek trimetilsilil grupları ile kapatılır. 1-Benzoiloksi-2-klorometoksi etan ile trimetilaminli ortamda guanin alkillenir. Silil grupları su ile hidroliz edilir. Amonyağın metanoldeki koparılır. çözeltisi ile benzoil artığı N N Guaninin hidroksi ve amin grupları önce H2N N N CH 2OCH 2CH 2OH GANSİKLOVİR O O 6 HN H2N H2N N9 N HO 1' O 2' N HN N N HO 2 N HN N7 1 O H2N N O guanin N H N N N N H 9H-purin OH R R= OH Guanozin 3' OH R= H Deoksiguanozin 9-(1',3'-Dihidroksi-2'-propoksimetil)guanin = 2-Amino-1,9-dihidro-9-[(1',3'-dihidroksi-2'-propoksi)metil]-6H-purin-6-on • DNA polimeraz enzimine bağlanır. • Deoksiguanozin trifosfatın DNA ya katılmasını yarışmalı olarak inhibe eder. Viral DNA uzaması durdurur. PENSİKLOVİR FAMSİKLOVİR (ön ilaç) O 6 1 HN N H2N 8 4 N 5 4 N N 9 3 9 3 H3C C O 1 O HO 1 2 3 2 3 8 2 5 N N N 2 H2 N 6 1 1 4 H3C C 2 O O HO 2-Amino-1,9-dihidro-9-[4-hidroksi-3-(hidroksi- 2-[2-(2-Amino-9H-purin-9-il) etil]-1,3- metil)butil]-6H-purin-6-on propandioldiasetat =9-[4-Asetoksi-3-(asetoksimetil)butil]2aminopurin • Herpes simpleks’ e etkilidirler. • Famsiklovir Varisella zostere de etkilidir. VİDARABİN NH2 NH2 1 N N N9 N HO 5' N N N N HO 3' OH N N N O O HO 4' NH2 N H N N N N H 9H-purin adenin 1' OH OH 2' Adenozin (metabolit) 9-β-D-Arabinofuranozil-9H-purin-6-amin = arabinosiladenin = 9-β-D-Arabinofuranoziladenin • Streptomyces antibioticus’ dan izole edilen adenozin türevi bir bileşiktir. • Vidarabin bir ön ilaçtır. Etkili şekli trifosfatıdır. • Yanlış şeker içeren bir nükleozid analoğudur. • 2’ konumundaki OH grubunun konfigurasyonundaki değişiklik nedeniyle doğal nükleozid adenozinin işlevini göremez. • DNA polimerazı inhibe ederek nükleik asit sentezini durdurur. • Herpes simplex’ in neden olduğu beyin iltihaplarında IV yolla kullanılan etkin ve seçici bir ilaçtır. • Daha az toksik olması nedeniyle yerini asiklovire bırakmıştır. Vidarabin Sentezi NH2 NHCOC 6H5 N N N N H Cl + O CH 2OCH 2C6H5 OCH 2C6H5 N N NH3 / Na OCH 2C6H5 N N O CH 2OH HO OH 6-Benzamidopurin ile 2,3,5-tri-O-benzil-D-arabinofuranosil klorürün sıvı amonyak ve sodyumlu ortamda etkileştirilmesi ile sentezlenir. O NH2 N N adenin deaminaz N N HO O HO OH N HN (serum ve alyuvarlarda) N N HO O HO OH arabinozilhipoksantin TRİFLURİDİN / İDOKSÜRİDİN O 3 HN 5 2 O HO 4 N R TRİFLURİDİN İDOKSÜRİDİN O HN R CF3 I O HO 1 N O O 1' 3' OH 2' OH OH Üridin (metabolit) TRİFLURİDİN= 5-(Trifluorometil)-2’-deoksiüridin =5-(Trifluorometil)-1-(2’-Deoksi-β-D-ribofuranozil)urasil =5-(Trifluorometil)-1-(2’-Deoksi-β-D-ribofuranozil)-2,4(1H,3H)pirimidindion İDOKSÜRİDİN= 5-İyodo-2’-deoksiüridin • Etkili şekilleri trifosfatlarıdır. • Viral DNA polimerazı inhibe ederek antiviral etki oluştururlar. • Trifluridin idoksüridin den daha az toksiktir; fakat daha pahalı bir ilaçtır. • Herpes simpleks’ e etkilidirler. Biyotransformasyonları O O CF 3 HN COOH HN O HO N O N H O 5-Karboksiurasil (inaktif metabolit) OH Trifluridin O O I HN HN O HO N O O N H Urasil OH Ýdoksirudin SİTARABİN (sitidin antimetaboliti) NH2 NH2 O HO 2 N 4 3 N N HO O N O 1 O HO HO HO OH 1-(β-D-ribofuranozil)sitozin = sitidin 1-(β-D-arabinofuranozil)sitozin = 1-(β-D-arabinofuranozil)-4-amino-2-okso-1,2-dihidropirimidin = 1-(β-D-arabinofuranozil)-4-amino-2(1H)-pirimidinon • İdoksüridin’e benzeyen bir pirimidin nükleozit analoğudur. Antineoplastik amaçla kullanılır. • Deoksisitidin’in kullanımını bloke ederek viral DNA’ nın replikasyonunu inhibe eder. • Herpes zoster infeksiyonlarında, idoksüridin’e dirençli viral enfeksiyonlar ve herpetik keratitlerin tedavisinde kullanılır.