Tractament antigripal: fàrmacs actualment utilitzats i nous agents en desenvolupament | Arxius de Broncopneumologia

Introducció

La grip és una malaltia infecciosa generada per diferents tipus de virus influença, caracteritzada per un quadre respiratori agut, altament contagiós. Si bé sol presentar-se com formes lleus amb resolució en 3 a 7 dies, també pot predisposar a contraure infeccions secundàries o presentar-se en formes severes com pneumònia o síndrome de distrès respiratori agut, sent en ocasions fatal, sobretot en pacients d’edat avanzada1-4 . La grip estacional afecta el 5-10% de la població mundial cada any, resulta en ~3 a 5 milions de casos severs i entre 250.000 i 500.000 morts. Es pot presentar en forma de brots pandèmics, amb alta mortalitat i gran impacte sobre la salut pública5.

La vacunació és fonamental en la prevenció de la malaltia i les seves complicacions, principalment per a grups de risc com nens, ancians , portadors de malalties respiratòries cròniques i embarassades. El tractament disponible amb fàrmacs antivirals, de ser administrat de forma precoç, pot reduir el risc de complicacions severes; però, molts tipus de virus desenvolupen resistència a fàrmacs, reduint la seva efectivitat, de manera que hi ha hagut un gran interès en els últims anys en el desenvolupament de noves opcions terapèutiques per combatre la malaltia. La present revisió descriu els principals agents farmacològics disponibles en l’actualitat i analitza nous medicaments en estudi amb potencial benefici en el tractament de la gripe5-7 (taula 1).

Estructura i característiques generals de virus de la grip

Els virus de la grip pertanyen a la família Orthomyxoviridae i són classificats com a, B o C. Els virus influenza a circulen en diverses i species com humans, equins, porcins i aus, mentre que els de tipus B afecten només a humans. El quadre gripal causat pels tipus A i B és indistingible; per contra, la C causa símptomes respiratoris leves8-10.

L’estructura de virus influença A consta d’un embolcall lipídica que prové de la cèl·lula hoste i porta ancorades les glucoproteïnes hemaglutinina (HA) i neuraminidasa (NA ), antígens de superfície usats per classificar els virus (per exemple, H1N1, H3N2, H5N1).A la membrana es troben també les proteïnes de matriu M2 i M1, mentre que al centre de la partícula viral es troba el complex ribonucleoproteico (segments d’ARN viral i les proteïnes polimerasa bàsica 1, polimerasa bàsica 2 i polimerasa àcida), la nucleoproteína (NP), la proteïna d’exportació nuclear i la proteïna no estructural 2. el genoma és d’ARN de cadena simple i segmentat en 8 parts, que donen origen a entre 8 i 12 proteïnes de l’virus11-16.

el cicle viral

l’ancoratge a la cèl·lula hoste es dóna a través de la unió de la HA de virus amb l’àcid siàlic de les glucoproteïnes o glicolípids de la membrana celular17. Les espècies d’influenza que afecten humans reconeixen preferentment l’àcid siàlic unit a galactosa per una unió α2,6 (SA α2,6Gal), que abunda en les cèl·lules epitelials de l’tracte respiratorio18,19. Un cop el virus s’uneix a el receptor de membrana, ingressa a la cèl·lula hoste per endocitosi i s’allibera al citoplasma cel·lular fusionant la seva membrana amb la de l’endosoma. La HA viral és clau en aquest pas, ja que a l’ésser escindida per proteases de l’huésped20,21 exposa una regió coneguda com “pèptid de fusió” que interactua amb la membrana de l’endosoma i determina la fusió de les membranes alliberant el contingut de l’virió a l’ citoplasma celular22-24. Un pas important per a aquest procés és l’acidificació de l’endosoma que passa a través d’un canal iònic format per la proteïna viral M2. Per aquest canal ingressen protons i afavoreixen la separació de la proteïna de matriu M1 i el complex ribonucleoproteico de virus, que és així alliberat a l’citoplasma per a la seva posterior importació nuclear25-27. Un cop al nucli, l’ARN viral és transcrit a ARN missatger (ARNm), que és poliadenilado, fet fonamental per a l’expressió de les proteïnes virales28. La traducció de les proteïnes virals és duta a terme per la maquinària de la cèl·lula hoste, i un cop sintetitzades les proteïnes PA, PB i NP són importades a el nucli per facilitar la transcripció i replicació de l’ARN viral. Els complexos de ribonucleoproteína són després exportats de el nucli, per la qual cosa són fonamentals la proteïna no estructural 2, la proteïna d’exportació nuclear i la M1. Les proteïnes virals HA, NA i M2 són glicosilades en el reticle endoplasmàtic i transportades a través de la xarxa Golgi fins a la membrana celular29. Les ribonucleoproteínas i els 8 segments virals un cop transportats a la membrana cel·lular són empaquetats per generar els nous brots virals. Diverses proteïnes estructurals del virus, com HA, NA i M2, contribueixen a el procés de brot per la seva interacció amb la membrana lipídica celular29. El procés finalitza quan les membranes es fusionen a la base de l’brot i el virus s’escindeix mitjançant l’acció de la NA, que catalitza la remoció de l’àcid siàlic de les glucoproteïnes de superficie30.

TerapéuticaFármacos actualment utilitzats

Dels 5 fàrmacs antiinfluenza actualment disponibles, només 3 són recomanats per la Food and Drug Administration dels Estats Units per a aquesta temporada: oseltamivir (Tamiflu®) via oral, zanamivir (Relenza®) via inhalatòria i peramivir (Rapivab®) via intravenosa, tots inhibidors de la NA31. Els inhibidors de canal iònic M2, amantadina i rimantidina, no estan recomanats atès que els virus circulants posseeixen una gran taxa de resistència a aquestes i que no posseeixen efecte en els virus influença tipus B ni C32.

Inhibidors de canal iònic M2

Els derivats de l’adamantano, com amantadina i rimantadina, són fàrmacs amb conegut efecte antiinfluenza A i han estat la primera opció per al tractament de la grip durant molts anys. La seva acció consisteix en la unió a una butxaca específic de la proteïna viral M2, estabilitzant la seva conformació tancada i impedint que després de la fusió, el virus pugui alliberar el complex ribonucleoproteico a l’citoplasma per seguir endavant amb el cicle viral33. També s’ha demostrat que l’amantadina pot afectar el pH de les vesícules que transporten les glucoproteïnes virals, interferint així amb el procés de ensamblaje34.

A causa de la resistència viral a aquests fàrmacs s’han desenvolupat nous compostos estructuralment relacionats, com els azoloadamantanos35,36. No obstant això, no hi ha fàrmacs d’aquest grup amb activitat provada contra tots els virus circulants resistents a amantadina.

Inhibidors de la neuraminidasa

Tenen activitat contra influenza A i B; oseltamivir i zanamivir són els més antics, i els de les noves generacions són peramivir i laninamivir. Aquests fàrmacs impedeixen l’escissió de l’àcid siàlic inhibint l’alliberament de l’virió, evitant que les noves partícules virals es disseminen a altres células37.La resistència global als inhibidors de la NA és menys de el 2% dels virus circulants el 2013-2014; però, s’han identificat virus en comunitats localitzades (Japó, Xina, Austràlia) que posseeixen alta resistència a aquests fármacos38. És prometedor el desenvolupament de noves molècules inhibidores de la NA, amb activitat enfront de soques resistents als fàrmacs actualment disponibles39-42.

A la pràctica clínica els inhibidors de la NA són els únics antigripals actualment recomanats; entre ells, oseltamivir és el més utilitzat, donada la seva bona biodisponibilitat per a ús oral. No obstant això, hi ha un intens debat sobre la interpretació dels estudis clínics que avalen la seva eficàcia. Un meta-anàlisi realitzat pel grup Cochrane en 2014 va evidenciar un modest benefici de l’tractament amb oseltamivir en casos de grip lleu, amb una reducció de la durada dels símptomes de 7 a 6,3 dies en adults i una reducció dels símptomes en nens sans ; però, no va mostrar benefici en nens asmàtics. La taxa d’hospitalització dels pacients amb oseltamivir va ser similar a la dels no tratados43. D’una metaanàlisi publicat a Lancet el 2015 sorgeix que per als casos lleus d’infecció per influença confirmada, el tractament amb oseltamivir disminueix el temps de símptomes, les infeccions respiratòries baixes i les admissions hospitalàries. En tots dos estudis es reporten les nàusees i els vòmits com a principals efectes secundarios44. Pel que fa a les presentacions severes de la grip, tot i que no hi ha treballs clínics aleatoritzats, estudis observacionals indiquen un benefici de l’ús d’oseltamivir amb una reducció significativa de la taxa de mortalitat per a casos graves45-47. Les guies de pràctica clínica recomanen l’inici precoç d’antivirals per al tractament de casos greus de grip confirmada que requereixen hospitalització o en pacients amb risc de complicacions severes, com menors de 2 o majors de 65 anys, portadors de malaltia pulmonar crònica, inmunosuprimidos, obesos mòrbids, dones embarassades o puèrperes de menys de 2 setmanes. La quimioprofilaxi postexposició es pot considerar en persones amb alt risc de complicacions o no immunitzats, i sempre iniciar-la en les primeres 48 hores postexposició. El fàrmac de primera línia és oseltamivir, mentre que l’ús de zanamivir inhalatori, nebulitzat o intravenós està indicat en cas de soques resistents a oseltamivir o mala absorció intestinal. La dosi indicada d’oseltamivir és de 75mg 2 vegades per dia per tractament i un cop per dia per quimioprofilaxi, i per zanamivir inhalatori, de 10 mg 2 vegades per dia per tractament i un cop per dia per quimioprofilaxi; aquest últim no està recomanat en casos d’asma o MPOC. La durada de l’tractament ha de ser de 5 dies, podent perllongar-se en casos greus, mentre que per a la profilaxi es recomana 10 dies tant per oseltamivir com per zanamivir32,48,49.

Altres grups farmacològics

Hi ha una considerable quantitat de fàrmacs que han estat assajats pel seu potencial antiviral, però encara no estan disponibles per al seu ús a la clínica. Descriurem els grups més importants.

Fàrmacs actius davant components de l’virusInhibidores de la unió i la fusió viral

Lligands sintètics de l’HA viral: aquest grup comprèn una varietat de molècules capaces de ser reconegudes per l’HA viral, interferint així en la interacció virus-cèl·lula. Exemples d’això són MBX2329 (1 amino èster de fenil llogo) i MBX2546 (una sulfonamida), que inhibeixen l’entrada de virus influenza A mitjançant la seva unió a la tija de la HA, interferint amb la fusió viral50. També s’han estudiat pèptids sintètics anàlegs l’àcid siàlic que són reconegudes per la HA viral i inhibeixen la seva acción51, i antagonistes el pèptid de fusió que interrompen el canvi conformacional de HA necessari per a la correcta fusió de virus a la célula52.

Arbidol: fàrmac sintètic actualment aprovat per al tractament de la grip a Rússia i la Xina, però no en EE. UU. donada la insuficient evidència clínica49. Es tracta d’una molècula hidrofòbica que penetra la membrana lipídica de virus encapsulats i interacciona amb els fosfolípids de membrana i proteïnes transmembrana riques en residus aromàtics de l’embolcall viral, interferint amb els processos d’entrada i fusió a la cèl·lula huésped53,54. Un estudi clínic multicèntric aleatoritzat (ARBITR) va mostrar en pacients amb influença tractats amb arbidol, un escurçament de la malaltia amb reducció de la severitat i de l’emissió de virus55.

S’han identificat soques d’influenza resistents a arbidol per mutacions en la subunitat HA2, permetent que el virus prossegueixi amb el procés de fusió a la membrana de l’endosoma56.La síntesi de compostos estructuralment relacionats obre una porta a nous antivirals, tal és el cas de indols sintètics que en estudis in vitro presenten major potència antiviral que arbidol sobre certs subtipus de grip A57.

Anticossos anti-HA: s’han desenvolupat anticossos monoclonals contra llocs altament conservats de HA, capaços de neutralitzar soques de virus influenza. Com a exemple, l’anticòs CH65, descrit a partir de la mostra d’un pacient amb vacuna antiinfluenza el 2007, ha demostrat ser eficaç in vitro contra un ampli espectre de soques de grip H1N1, gràcies a la seva unió a la butxaca d’unió de la subunitat HA158. L’anticòs D1-8 ha mostrat eficàcia per neutralitzar diferents soques de virus influenza H3N2 in vitro i in vivo, aconseguint en ratolins una major supervivència comparat amb el tractament amb oseltamivir59. També els anticossos dirigits contra la tija de la proteïna HA poden ser eficaços contra el virus influença. El HB36.6 ha mostrat eficàcia contra diferents soques de H1N1 i H5N1 in vitro, mentre que en ratolins va demostrar reduir la replicació viral i millorar la supervivencia60.

Inhibidors de la polimerasa viral

La polimerasa viral és una proteïna altament conservada entre les diferents soques d’influenza, sent un objectiu terapèutic d’interès.

Favipiravir (T-705): és una molècula capaç de convertir-se dins de la cèl·lula en un anàleg nucleòsid, el ribonucleótido T-705- 4-ribofuranosil-5′-monofosfat, que inhibeix l’activitat de l’ARN polimerasa viral sense afectar la síntesi cel·lular d’ARN ni ADN61. S’ha demostrat la seva eficàcia davant de diferents soques de influenza62-64.

Inhibidors de PB2: per a la traducció de l’ARNm viral es requereix un iniciador 5’cap, que el virus “roba” de el pre-ARNm de l’ hoste. En aquest procés és essencial la unió de la subunitat PB2 a la caputxa 5 ‘de l’pre-ARNm de l’hoste i la subsecuente escissió de l’extrem 5’ per la proteïna PA amb activitat endonucleasa65,66. Els fàrmacs en estudi que interfereixen amb aquest procés tenen un gran potencial com antivirales67. Tal és el cas de VX-787, que ha demostrat activitat in vivo contra diverses classes de grip A, sent eficaç tant en profilaxi com a tratamiento68,69.

Inhibidors de la nucleoproteína

La nucleoproteína s’uneix a l’ARN viral i forma part de l’complex ribonucleoproteico. És fonamental per a la síntesi de l’ARN viral i també participa en l’exportació nuclear de les ribonucleoproteínas virals i en el tràfic citoplasmático70.

Nucleozina: és el fàrmac més estudiat d’aquest grup. S’ha demostrat que posseeix activitat antiviral en diferents temps de el cicle de l’virus: en fases primerenques inhibeix la transcripció d’ARN viral i la síntesi proteica, i en fases tardanes bloqueja el tràfic citoplasmàtic de les noves ribonucleoproteínas71. Recentment s’han desenvolupat anàlegs a la nucleozina amb potència antiviral davant diferents espècies d’influenza A72.

Naproxèn: és un inhibidor de la ciclooxigenasa 2 l’activitat antiinfluenza ha estat identificada recentment. S’ha evidenciat que forma complexos amb la NP i inhibeix competitivament la unió de NP a l’ARN. Té potència in vitro i in vivo contra virus influença A73. També s’han sintetitzat derivats de naproxèn amb potencial efecte antiviral, que estan en estudio74.

Inhibidors de la proteïna NS1

NS1 és una proteïna multifuncional que s’uneix a l’ARNm i regula passos posteriors a la transcripció: s’uneix a l’ ARN de cadena doble bloquejant la inhibició de la transcripció per part de la cinasa PKR75,76 i inhibeix l’exportació nuclear d’ARNm poliadenilado de l’huésped77-79. A més, NS1 protegeix el virus de la defensa cel·lular antiviral inhibint la resposta mediada per interferón80-82. S’han desenvolupat diferents fàrmacs que inhibeixen l’activitat de NS183. Per exemple, NSC125044 i els seus derivados84, entre ells el compost JJ3297, afecten la replicació de virus in vitro restablint l’efecte antiviral de l’interferón85. La Baicalina ha demostrant activitat antiinfluenza in vitro i in vivo, exercint el seu efecte mitjançant l’alteració de l’domini d’unió de la proteïna NS186.

Fàrmacs actius davant components de l’hoste

El coneixement de les funcions cel·lulars necessàries per al cicle viral ha permès identificar objectius terapèutics per al disseny de fàrmacs antivirals. Modular la resposta de l’hoste és una estratègia que minimitza el desenvolupament de soques resistents, atès que aquests no estan subjectes a la variabilitat genètica que té el virus. D’altra banda, el risc d’efectes secundaris associats a l’tractament és un desavantatge. Investigacions sobre la interacció entre proteïnes virals i de l’hoste van descriure una extensa xarxa amb més de 130 interaccions entre 10 proteïnes virals i 87 proteïnes humanas87.Anàlisi més recents van identificar 91 factors de l’hoste la inhibició prevé la replicació viral in vitro88. De l’anàlisi informàtic de base de dades de fàrmacs sorgeixen centenars de molècules que interactuen amb factors de l’hoste essencials per a la replicació viral; la majoria d’aquestes són fàrmacs actualment utilitzats amb altres fins terapéuticos89.

Ancoratge i fusió viral

DAS181 (Fludase®): és una proteïna desenvolupada fusionant el domini catalític de NA amb una seqüència d’ancoratge a la superfície de les cèl·lules de l’epiteli respiratori, la funció és escindir els residus d’àcid siàlic de la superfície cel·lular, evitant així l’entrada de virus a la cèl·lula. Ha demostrat activitat antiinfluenza A i B en experiments amb animals; però, estudis clínics no han mostrat eficàcia en la millora dels símptomes de la gripe90,91.

Aprotinina: és un polipèptid que inhibeix les proteases de l’hoste que s’escindeixen l’HA viral. Interfereix així amb el procés d’unió i fusió del virus a la cèl·lula, tenint activitat antiinfluenza in vitro i in vivo92,93. Darrerament s’han desenvolupat altres compostos sintètics, inhibidors de les serín proteases de l’epiteli respiratori amb eficàcia in vitro antiinfluenza94.

Endocitosi i fusió

Glicirrizina: és un compost que ha mostrat activitat antiinfluenza A a l’alterar l’estabilitat de la membrana lipídica de la cèl·lula hoste, impedint el procés d’endocitosi de virus encapsulados95-97.

LJ001: és una molècula de semblant mecanisme d’acció que glicirrizina i afecta el procés de fusió de virus amb la cèl·lula. Posseeix efecte antiviral d’ampli espectre contra virus encapsulats, incloent influença A98.

Bafilomicina A1 i concanamicina A: antibiòtics macròlids que inhibeixen l’acció de la H + ATPasa vacuolar que bomba protons des del citoplasma cel·lular a l’interior de l’endosoma99, 100. Més recentment s’ha estudiat la salifenilhalamida, un altre inhibidor de la h + ATPasa vacuolar, mostrant eficàcia antiviral101.

Brot i sortida de virus

L’enzim farnesil difosfat sintasa, que participa en la síntesi de compostos lipídics de la membrana plasmàtica , és inhibida per la proteïna viperina, l’expressió és induïda per interferó. S’ha demostrat que aquesta inhibició altera la composició de la membrana plasmàtica cel·lular, interferint amb l’acoblament i brot de les partícules virals. L’enzim farnesil difosfat sintasa ha estat proposada com a potencial objectiu per al desenvolupament de fàrmacs amb activitat antivirus influenza102.

Transcripció i transport de l’ARN viral

La xaperona Hsp90 participa en la importació nuclear d’l’ARN viral i en l’assemblatge de la polimerasa del virus, i s’ha demostrat que s’uneix a la proteïna PB2, transportant-a el nucli juntament amb ella i modulant la interacció entre proteïna polimerasa bàsica 1 i PA103. Inhibidors de Hsp90 com geldanamicina i el seu derivat sintètic 17-AAG han demostrat activitat contra virus influença en cultius celulares104.

Ribavirina i el seu precursor viramidina: són antivirals d’ampli espectre. Ribavirina (Virazole®), usada en el tractament de virus de l’hepatitis C, és un anàleg de l’nucleòtid guanosina i el seu principal mecanisme d’acció és la inhibició competitiva de l’enzim inosina 52 monofosfatasa deshidrogenasa de la cèl·lula hoste, afectant la biosíntesi de GTP i, per tant, la síntesi de l’ARN viral i la producció de proteïnes virales105. Tot i haver obtingut resultats positius en animales106, els estudis clínics no han demostrat eficàcia que avali la seva uso107,108.

Exportació de el complex ribonucleoproteico viral i processos postranscripcionals

Verdinexor (KPT-335): és una molècula que inhibeix la proteïna exportina 1 necessària per a la sortida de l’complex ribonucleoproteico de virus de l’nucli a citoplasma. S’ha demostrat que posseeix activitat antiviral enfront de diferents soques de influenza109.

Nitazoxanida: és un fàrmac antiparasitari amb activitat davant de diferents soques de virus influenza A, ja que inhibeix la maduració de la HA viral110. Un estudi clínic aleatoritzat va demostrar una reducció dels símptomes en pacients amb infecció per grip no complicada111.

Vies de defensa intracel·lulars

La via Raf / MEK / ERK pertany a la família de les Mitogen activated protein kinases -MAPK- i és activada pels virus influença. El seu bloqueig inhibeix l’exportació nuclear d’ribonucleoproteínas per la seva interacció amb la proteïna viral d’exportació nuclear112,113. Experiments in vivo mostren que l’administració de l’compost U0126, un inhibidor de MEK, redueix la càrrega viral en teixit pulmonar i millora la supervivència de ratolins infectats amb influenza114. L’associació d’inhibidors de MEK amb oseltamivir augmenta l’eficàcia antiviral in vitro d’aquest último115.

La via de l’factor de transcripció NF-κB regula l’expressió de citocines antivirals l’activació ha estat associada amb un increment en la replicació de virus influenza116,117. L’àcid acetilsalicílic que inhibeix la IKK2, cinasa activadora de IκB, té efecte antiviral, alterant l’exportació nuclear d’ribonucleoproteínas virales118. La modulació d’aquesta via és promissòria per al desenvolupament de noves teràpies.

Altres agents amb potencial activitat antiinfluenza

Gran varietat de fàrmacs utilitzats per altres malalties han estat identificats com a inhibidors de la replicació de virus influença mitjançant assaigs in vitro . Per exemple, s’ha demostrat que els inhibidors de la Na, K-ATPasa posseeixen activitat antiviral enfront de diferents tipus de virus ADN i ARN. Els glucòsids cardiotònics, inhibidors específics de la Na, K-ATPasa, tenen una potent activitat in vitro davant citomegalovirus i altres herpes virus; particularment la ouabaína ha demostrat inhibir la síntesi de proteïnes virales119,120. El virus de l’ebola també pot ser inhibit in vitro per la ouabaína121; en els coronavirus el principal mecanisme inhibitori de la ouabaína està donat per l’activació de la via de senyalització intracel·lular de la cinasa Src i la inhibició de l’procés de fusión122. Els reovirus també són susceptibles a l’acció de la ouabaína per alteració de la fusió viral123. La digoxina, un altre inhibidor de la Na, K-ATPasa, és actiu in vitro enfront de l’vaccinia virus124. Recentment s’ha trobat que diferents membres de la família de glucòsids cardiotònics inhibeixen la replicació de virus d’influença A in vitro125,126.

En resum, el tractament antigripal continua sent un desafiament. Els fàrmacs actualment utilitzats són dirigits a components virals i, per tant, la seva eficàcia es pot veure afectada pels canvis genètics propis de virus influença. En els últims anys s’han estudiat i desenvolupat gran quantitat de fàrmacs dirigits a modular la resposta cel·lular de l’hoste. Atès que tenen efecte davant diferents soques de virus i minimitzen l’emergència d’espècies resistents, són prometedors com a nous agents per a la teràpia antiviral (fig. 1).

Finançament

Aquest article va ser finançat en part per subsidis dels National Institutes of Health , HL-48.129 i HL-71.643.

conflicte d’interessos

Els autors declaren no tenir cap conflicte d’interessos.