S2 - Alvos moleculares dos fármacos (terminado) Flashcards
Em termos farmacodinâmicos, a ação de um fármaco depende do alvo em que este atua, sendo que
podemos dividir os alvos moleculares dos fármacos em quatro grandes grupos:
Recetores GPCR
Canais iónicos
Enzimas
Transportadores
Recetores acoplados à proteína G (GPCR)
Conhecem-se, neste momento, mais de 800 GPCRs em humanos, sendo esta a maior família de
recetores da superfície celular. É esta a família de recetores responsável pela atividade nervosa,
secreção de muitas das glândulas do nosso organismo e pela taxa e intensidade de contração do
músculo cardíaco. Está também muito associada aos sentidos da visão, paladar e olfato
Exemplos de GPCR
Recetores colinérgicos muscarínicos - ligando é a ACh - efetores são Gi e Gq; AC, canais iónicos, PLC - fármaco é a atropina
Recetores eicosanóides - ligandos são prostaglandinas, leucotrienos, tromboxanos - efetores são Gs, Gi e Gq - fármacos são misoprostol e montelukast
Recetores da trombina (PAR) - ligandos são recetores peptídicos - efetores são GEFs
GPCR são capazes de interagir com…
Uma grande variabilidade de entidades biológicas como fotões, neurotransmissores, hormonas e substâncias proteicas
Estrutura dos GPCR
7 domínios alfa-hélice transmembranares, com o C-terminal voltado
para o interior da célula e o N-terminal para o exterior
Estes recetores estão associados a uma proteína G, que é um heterotrímero com subunidades α, β e γ, sendo que tem 4 subclasses
distintas consoante a estrutura e sequência da sua subunidade α - Gα (s), Gα (i), Gα(q) e Gα(12/13)
4 famílias de GPCR consoante a sua capacidade de ligação a agonistas endógenos
Semelhantes à Rodopsina - maior família (mais de 80% dos GPCR humanos), com grande
diversidade de ligandos: hormonas, peptídeos, fotões, odorantes
Semelhantes à Secretina - porção N-terminal extensa; ligandos: péptidos e hormonas
Recetores Metabotrópicos de Glutamato - ligação preferencial a feromonas, aminoácidos e
cálcio
Recetores Atípicos - incluem os recetores Frizzled (ligam-se a lipoglicoproteínas da família
Wnt) e GPCR de adesão com domínios de caderinas e integrinas (interação com componentes da
matriz extracelular, como o colagénio)
As cascatas de sinalização intracelulares dependem…
Das propriedades intrínsecas da subunidade α presente na proteína G e com a
atividade GTPase intrínseca e capacidade de interação com proteínas efetoras da proteína G em
questão
Ciclo da transdução por recetores acoplados a proteínas G
1) Ativação pelo ligando
2) Interação da proteína G inativa, ligada ao GDP, com o complexo recetor-ligando que promove
mudança de conformação facilitando troca de GDP por GTP (GPCR ativado atua como uma GEF)
3) A proteína G ativada, ligada ao GTP, dissocia-se do recetor e os complexos α-GTP e βγ separamse, cada um interagindo com proteínas efetoras no plano da membrana
4) A subunidade α hidrolisa GTP em GDP, dissocia-se das proteínas efetoras e volta a ligar-se ao complexo βγ, que estabiliza a ligação do GDP à subunidade α e impede a transdução de sinal na ausência de estímulo
O complexo beta-gama é …
Uma proteína efetora que interage com as proteínas G
Permite o recrutamento de cínases (GRKs) que fosforilam o recetor ativado, aumentando a afinidade deste
para a proteína β-arrestina, que promove a dissociação do ligando e estabiliza o recetor inativo
Este mecanismo é um exemplo de dessensibilização de recetores. É importante, por exemplo, na
sinalização β-adrenérgica. Os recetores fosforilados são, posteriormente, endocitados e
reintegrados na membrana (resensibilização)
Tipos de proteínas G
A Gs estímula a actividade da adenilcíclase o que leva ao aumento do AMPc (mensageiro secundário)
enquanto a Gi inibe algumas isoformas da adenilcíclase. A subunidade α Gq ativa a fosfolípase C, que
cliva o PIP2 (Fosfatidilinositol Difosfato) em IP3 (Trifosfato de Inositol) e DAG (Diacilglicerol). A G12/13
ativa GEFs (fatores de troca de nucleotídeos de guanina) que ativam a Rodopsina envolvida em
mecanismos de transdução de sinal importantes para a visão
O dímero beta-gama…
Que está presente em todos os GPCRs, ativa canais de potássio, inibe canais de cálcio
regulados por voltagem e ativa cínases como, por exemplo, a PI3K
As via de sinalização iniciadas pelas proteínas G…
(vias de sinalização fisiologicamente mais
importantes: Via da Cíclase do Adenilato e Via da Fosfolípase C) são de tal modo essenciais a
processos biológicos e patológicos que a indústria farmacêutica utiliza essa ubiquidade na
formulação de agentes terapêuticos com os mais diversos efeitos e aplicações (agentes com ligação
ortoestérica, alostérica ou biotópica aos GPCR, com diferenças ao nível da seletividade e afinidade)
A ubiquidade de distribuição dos GPCR no organismo…
Torna difícil a seletividade de
ativação de uma via de sinalização em detrimento de outra ou de ativação de vias de sinalização em
órgãos e tecidos específicos, pelo que, atualmente, a indústria farmacêutica trabalha no sentido de
aumentar a eficácia dos fármacos e diminuir a ocorrência de efeitos não desejáveis
Com esse intuito, torna-se relevante verificar a taxa e magnitude de ativação de determinadas vias
de sinalização, objetivo esse que pode ser cumprido através da quantificação do AMPc (2º
Mensageiro central em muitas das vias associadas às proteínas G). Nesta quantificação podem ser
utilizados percursores marcados radioactivamente, técnicas baseadas na competição entre o AMPc
celular e o AMPc marcado radioactivamente, complementaridade enzimática e quantificação de
genes que respondem à ação do AMPc
Salbutamol (albuterol)
Um dos fármacos que atua neste tipo de recetores é o salbutamol
(albuterol), um agonista β2-adrenérgico seletivo de curta duração
Este fármaco é administrado por inalação para alívio do broncospasmo (no tratamento da asma, por exemplo), pois ativa os recetores β2 presentes no músculo liso das vias respiratórias que, através da via da proteína Gs-adenilcíclaseAMPc-PKA, resulta no relaxamento do músculo liso com consequente broncodilatação. A afinidade preferencial pelos recetores β2 em comparação com os recetores β1 presentes no miocárdio é uma das estratégias para evitar efeitos adversos, mas esta seletividade não é absoluta e desaparece com a administração de concentrações demasiado elevada de fármaco
Efeitos adversos de agonistas beta-2
Tremor muscular (efeito direto nos recetores beta 2 do músculo esquelético)
Taquicardia (efeito direto nos recetores beta2 auriculares, efeito reflexo da vasodilatação periférica aumentada através de recetores beta-2)
Hipocalémia (efeito direto beta2 no uptake de K+ do músculo esquelético)
Inquietação
Hipoxemia (aumento do mismatch V/Q devido à reversão da vasoconstrição pulmonar hipóxica)
Isoproterenol (isoprenalina)
O isoproterenol, em comparação com o salbutamol, é um potente
agonista β-adrenérgico não-seletivo pelo que tem elevada afinidade para recetores β1 e β2. A
infusão intravenosa deste fármaco reduz a resistência vascular periférica, que provoca a diminuição
da pressão arterial média, e tem um efeito inotrópico e cronotrópico positivo pelo que aumenta o
débito cardíaco. Isto resulta em efeitos adversos como, por exemplo, palpitações, taquicardia
sinusal e arritmias graves, pelo que o seu uso em distúrbios como a asma e choque foi substituído
por fármacos simpaticomiméticos com efeitos mais seletivos sobre as vias aéreas. Apenas é útil em
situações de emergência para estimular a frequência cardíaca em doentes em paragem cardíaca,
por exemplo
Atropina
A atropina é um alcalóide natural usado na terapêutica por ser um antagonista
competitivo dos recetores muscarínicos sem seletividade (igual afinidade para os recetores M1 a
M5). Assim, impede o efeito da acetilcolina ao bloquear a sua ligação aos recetores colinérgicos
muscarínicos presentes no músculo liso, músculo cardíaco, glândulas, gânglios periféricos e sistema
nervoso central (pouco efeito no SNC em doses terapêuticas devido à barreira hematoencefálica).
No entanto, os efeitos da atropina dependem da dose administrada devido às diferenças na
sensibilidade dos recetores das sinapses parassimpáticas pós-ganglionares nos diferentes órgãos.
Pequenas doses de atropina diminuem a secreção salivar, brônquica e sudorípara. Com doses mais
elevadas, a atropina leva à dilatação da pupila, inibição da acomodação e elevação da frequência
cardíaca
Efeitos da atropina na relação com a dose
0.5mg - ligeiro abrandamento do coração
1 mg - aceleração do coração
2 mg - rápida frequência cardíaca
Com doses de aproximadamente 5 mg, o controlo parassimpático da bexiga e trato gastrointestinal
é inibido originando dificuldade na micção e diminuição da motilidade intestinal.
Com doses superiores a 10 mg, todos os efeitos mencionados anteriores são exacerbados e a
atropina já afeta o SNC, podendo mesmo levar ao coma.
Especificamente no sistema cardiovascular, a atropina em pequenas doses (doses clínicas habituais:
0,4 a 0,6 mg) diminui a frequência cardíaca
temporariamente, o que se deve ao bloqueio
dos receptores M1 (que atuam via proteína
Gq) dos neurónios parassimpáticos pósganglionares do nó sinusal que quando ativos
inibem a libertação de acetilcolina. Com
doses maiores, a atropina bloqueia os efeitos
vagais nos receptores M2 do nó sinusal (que
atuam via Gi) o que leva a taquicardia (pelo
aumento do AMPc).
Doses adequadas são geralmente usadas
para suprimir reflexos vagais de lentificação
cardíaca, suprimir assistolia, facilitar a
condução auriculoventricular e melhorar o
estado clínico de doentes no início de um
enfarte do miocárdio
Canais iónicos
Os canais iónicos estão presentes e distribuídos na membrana plasmática de diferentes tipos de
células no nosso organismo. Apresentam na sua constituição proteínas multiméricas, gerando
conformações e arranjos distintos entre elas. Existem diferentes tipos de canais iónicos, podendo
estes ser classificados quanto ao seu “gating system” como canais dependentes da voltagem ou
canais dependentes do ligando
- Canais de Na+ dependentes da voltagem
- Canais de Ca2+ dependentes da voltagem
- Recetores de GABAA (dependentes do ligando)
Canais de Na+ dependentes da voltagem
Os Canais de Na+ Dependentes da Voltagem são ativados pela despolarização da membrana e são
inativados após 1-2 milissegundos. São estes os responsáveis por iniciar os potenciais de ação em
células nervosas, musculares e outras células excitáveis. São codificados por 10 genes e possuem 3
estados de atividade: repouso, ativo e inativo
Estruturalmente, são constituídos por uma subunidade α - composta por quatro domínios - e por
uma ou duas subunidades β
Canais de Na+ dependentes da voltagem - estrutura
Cada domínio da subunidade α é constituída por 6 segmentos: os segmentos S1-S4 constituem a
zona de deteção de voltagem, enquanto os segmentos S5-S6 e Loop P constituem o poro. Entre os
domínios III e IV da subunidade α existe um loop intracelular que consiste numa zona de rápida
inativação do canal. Notar ainda que os aminoácidos dos segmentos α-helicoidais entre S5 e S6
apresentam seletividade iónica, constituindo uma zona de ligação da tetrodotoxina
São bloqueadores que impedem a iniciação e propagação do potencial de ação, nos canais de Na+ dependentes da voltagem…
Anestésicos locais: tetrocaína, lidocaína
Antiepiléticos: difenilhidantoína, carbamazepina, lamotrigina
Antiarrítmicos: quinidina, procainamida, lidocaína, flecainida
(No entanto, estes fármacos não têm uma ação seletiva, podendo resultar no aparecimento de
efeitos adversos em múltiplos tecidos (perda sensorial completa, coma, paragem cardíaca)
Modulated Receptor Hypothesis
Os fármacos usados como bloqueadores
têm uma ação dependente da frequência de despolarização e da voltagem das células. Estes ligamse mais rapidamente quando o canal está aberto durante um potencial de ação e ligam-se com
maior afinidade a canais inativados. Sendo assim, vão ter como alvos preferenciais células saudáveis
com alta frequência de disparos e células lesadas em despolarização constante. Inibem, portanto, a
geração de potenciais de ação preferencialmente nestas células, responsáveis, entre outros, pela
dor, arritmias e epilepsia, ao invés de atuarem sobre células com normal funcionamento. São, assim,
fármacos usados no tratamento destas patologias. No entanto, nestes fármacos, verifica-se falta de
seletividade e perigo de sobredosagem
Canais de Ca2+ dependentes da voltagem
Os Canais de Ca2+ Dependentes da Voltagem são ativados pela despolarização da membrana e
estão envolvidos em várias vias de sinalização, secreção, contração, neurotransmissão, transcrição
de genes, etc. Estes derivam do mesmo ancestral comum dos canais de Na+ dependentes de
voltagem, pelo que se verifica uma homologia estrutural: subunidade α com 4 domínios homólogos,
cada um com 6 segmentos transmembranares (Segmentos S1-S4: zona de deteção de voltagem e
Segmentos S5-S6: poro). Para além da subunidade α, temos como subunidades auxiliares as
seguintes: β, γ e α2δ
Canais de Ca2+ Dependentes da Voltagem - subunidade beta
A subunidade β é uma proteína intracelular que medeia a modulação do canal de cálcio, a
subunidade Ὑ é uma glicoproteína com 4 segmentos transmembranares e a subunidade α2δ
consiste numa proteína α2 extracelular N-glicosilada ligada a uma proteína transmembranar δ. A
subunidade a2δ vai permitir a ligação de ligandos e subsequente modulação destes canais, através
da ação de fármacos como a gabapentina e pregabalina. As suas modulações constituem uma
intervenção terapêutica em patologias como epilepsia e dor neuropática, através da inibição da
entrada do Ca2+ essencial para a exocitose e da modelação da interação entre os canais de cálcio e
a calmodulina, respetivamente. Uma vez inibidos, ocorre uma diminuição da libertação de diversos
neurotransmissores no SNC e uma atenuação da anormal hiperexcitabilidade
Dentro dos canais de Ca2+ dependentes da voltagem são definidas diferentes famílias…
Cav1 (tipo L) - Cav1.1, Cav1.2, Cav1.3, Cav1.4
Cav2
Cav3 (tipo T)
Família Cav1/ Tipo L
Caraterizada pela sua ativação “long-lasting” com correntes de alta voltagem
Possível fazer uma divisão em subfamílias
Cav1.1
Presente no músculo esquelético; interação com RyRs com consequente contração muscular; corrente de ativação lenta e de pequena amplitude; pouco sensível a bloqueadores (CCBs)
Cav1.2 e Cav1.3
Presentes no coração, cérebro, células endócrinas; frequentemente coexistem na maioria das células excitáveis; respostas semelhantes a CCBs; no coração, os Cav1.2 encontramse nos cardiomiócitos enquanto os Cav1.3 encontram-se nos nós sinusal e auriculoventricular; no cérebro, a proporção Cav1.2/Cav1.3 é de 9/1; importantes no sistema endócrino (insulina) e na audição (Cav1.3)
Cav1.4
Presente na retina
Farmacologia – Família Cav1 : DHPs
Amlodipina, felodipina e nifedipina
Ligando alostérico de Cav1 (Cav1.2 é o mais sensível)
Atuam no poro da subunidade α1, inativando reversivelmente o canal
Dependentes da voltagem, ligam-se preferencialmente ao estado inativo
Vasodilatadores (diminuem a pressão arterial e a pós-carga), anti-hipertensores e espasmolíticos
Úteis na hipertensão, angina do peito e isquemia do miocárdio
Farmacologia – Família Cav1 : Verapamil (fenilalquilamina) e Diltiazem (benzotiazepina)
Bloqueadores do poro
Dependentes da voltagem, ligam-se preferencialmente ao estado ativo
Anti-hipertensores, vasodilatadores, com efeito cronotrópico, inotrópico e dromotrópico negativo,
sendo particularmente eficazes na angina do peito
Família Cav2:
Envolvida em processos de hipersensibilidade à dor, dependências, convulsões,
enxaqueca hemiplégica familiar, ataxia cerebelar. Possível fazer a divisão em subfamílias:
- Cav2.1: correntes tipo P e Q; patologia - crises de ausência
- Cav2.2: correntes tipo N; patologia - menos grave, por exemplo, hiperatividade
- Cav2.3: correntes tipo R; patologia - reduzida sensibilidade à dor
Farmacologia – Família Cav2:
Cav2.1: são bloqueados seletivamente pela ω-agatoxina IVA, isolada do veneno da aranha
Agenelopsis aperta
Cav2.2: são bloqueados seletivamente pela ω-conotoxina GVIA, isolada do caracol Conus
geographus – a versão sintética desta toxina é a ziconotida e é eficaz em casos de dor
neuropática
Cav2.3: inibidores poderão ter um efeito benéfico em transtornos convulsivos e no
tratamento da dor, mas ainda não existem fármacos disponíveis
Família Cav3 / Tipo T:
Canais ativados por correntes de baixa voltagem; não necessitam de
subunidades auxiliares β e α2δ, mas são regulados por estas; envolvidos na regulação da
excitabilidade neuronal, no eixo do SRAA e no sistema cardiovascular; patologia - transtornos
convulsivos, autismo, hiperaldosteronismo, dor crónica
Farmacologia – Família Cav3:
Iões inorgânicos: níquel, zinco, magnésio e metais trivalentes
Toxinas peptídicas sobretudo de aracnídeos
Amilorida, succinimidas (etosuximida), algumas DHPs
Recetores de GABAa
Os recetores GABAA são os principais recetores de
neurotransmissores inibitórios no cérebro (SNC), sabendo-se
que estão envolvidos na ansiedade, excitabilidade do
cérebro, tónus muscular, vigilância, ritmos circadianos,
aprendizagem e memória
São canais de cloro dependentes de ligando, compostos por
cinco subunidades de classes diferentes que dão origem a um
vasto conjunto de subtipos de recetores com localização
celular e atividade fisiológica distintas. Existem seis
subunidades α, três β, três γ, uma δ, uma ε, uma θ, uma π e
três ρ, cuja combinação permite a existência de uma série de subtipos de recetores. A maioria dos recetores GABAA é constituído por 2 subunidades α, 2 β e 1 γ,
apresentando dois locais de ligação para o GABA (neurotransmissor inibitório) na porção
extracelular ao nível das interfaces β+α- e um local de ligação de alta afinidade para as
benzodiazepinas na interface α+γ-
Os recetores podem localizar-se sináptica e/ou extra-sinápticamente. É nas zonas extra-sinápticas,
onde a concentração de GABA é mais baixa, que os fármacos modulam as correntes induzidas pelo
GABA de forma mais marcada
GABAa - farmacologia
Os recetores GABAA são o local de ação de uma
série de fármacos clinicamente importantes, dos
quais são exemplos as benzodiazepinas, os
barbitúricos, os esteroides neuroativos, os
anestésicos e os convulsivantes
A ligação das benzodiazepinas (ex.: diazepam), ao
contrário da ligação do GABA ou dos seus agonistas,
não consegue ativar diretamente estes recetores,
mas apenas modular alostericamente as correntes
induzidas pelo GABA. As benzodiazepinas são
fármacos que interagem na interface α+γ-, servindo
como fortes anticonvulsivos, relaxantes
musculares, sedativos, hipnóticos e ansiolíticos
Pelo contrário, os esteroides, os anestésicos inalatórios e intravenosos e os barbitúricos
interagem, possivelmente, com dois locais de ligação no domínio transmembranar do recetor,
apresentando duas ações distintas: em baixas concentrações, estimulam as correntes induzidas pelo
GABA; em altas concentrações, induzem eles próprios estas correntes mediadas pelo recetor,
mesmo na ausência de GABA. Também os esteroides neuroativos interagem com dois locais de
ligação no domínio transmembranar do recetor: em baixas concentrações, atua num dos locais,
fazendo modulação alostérica; em altas concentrações, atua no outro local, ativando o recetor
O ansiolítico CGS-9895 interage na interface α+β-
Enzimas (outro alvo farmacológico)
Enzimas Transmembranares (Recetores cínase de tirosina; Recetores cínase Serina-Treonina; Recetores dos Péptidos Natriuréticos) – possuem atividade catalítica intrínseca
Não Enzimas Transmembranares (Recetores citocinas; Via de sinalização
JAK/STAT; Recetor TNF-α; Recetores Toll-like) – não possuem atividade catalítica
intrínseca
Enzimas Intracelulares (Recetores Cíclase do Guanilato Solúvel)
Recetores cínase de tirosina
Pertencem a este grupo os recetores do EGF (epidermal growth factor), insulina, NGF (nerve growth factor), PDGF (plateletderived growth factor), VEGF (vascular endotelial growth factor) e efrinas. A ativação de recetores de growth factors leva à sobrevivência, proliferação e diferenciação celular. As efrinas desempenham um papel na angiogénese neural, migração e direcionamento axonal
Com exceção do recetor da insulina, que
tem cadeias alfa e beta, os restantes
consistem numa única cadeia polipeptídica
com uma região extracelular com domínios
ricos em cisteína, domínios
transmembranares curtos e uma região
intracelular contendo 1 ou 2 domínios de cínase em tirosina
Recetores cínases de tirosina - via de sinalização
A ligação do ligando provoca a dimerização do recetor e fosforilação cruzada dos
domínios de cínase (auto-fosforilação)
A fosforilação dos resíduos de tirosina forma locais de
ancoragem para os domínios SH2 de várias proteínas sinalizadoras:
- PLCγ > aumento Ca2+ > ativação PKC
- PIK-3 > PIP3 > PKB > regulação do mTOR e da BAD (envolvida na apoptose)
- Moléculas adaptadoras, como a Grb2, podem atrair GEFs que ativam GTP binding proteins como
as Ras e Rho (são GTPases), ativação das Ras leva a ativação da via das MAPK, que exercem
efeitos na transcrição e estão envolvidas no crescimento celular
Fármacos que atuam nos recetores das cínases de tirosina
Cetuximab - Anticorpo monoclonal que tem como alvo o domínio extracelular de
reconhecimento do ligando do EGFR, inibindo a sinalização do EGF. É utilizado no
tratamento do cancro colo-retal e carcinoma da cabeça e do pescoço
Gefitinib, Erlotinib e Imatinib – Moléculas pequenas que bloqueiam o domínio efetor
(cínase de tirosina). O Gefitinib e o Erlotinib estão a ser usados no tratamento de alguns
tipos de carcinoma do pulmão. O Imatinib inibe as cínases de tirosina BCR-Abl, sendo
utilizado para tratar leucemia mieloide crónica, tumores do estroma gastrointestinal com
tirosina-cínases desreguladas
Insulina – Utilizada no tratamento da Diabetes Mellitus
Recetores cínase de Ser-Thr
Incluem-se nesta família, recetores que são, eles
próprios, cínases de serina/treonina, tais como os
recetores para o TGF-β. A superfamília do TGF-β
inclui um grande grupo de citocinas (hormona
antimülleriana, inibinas, ativinas, BMP, e outras
glicoproteínas), as quais controlam o crescimento
e diferenciação celular na embriogénese,
crescimento de células epiteliais, reparação de
feridas, e funções imunológicas e endócrinas.
Estes recetores são glicoproteínas constituídas
por duas subunidades com atividade catalítica, o
recetor tipo I e o recetor tipo II (responsável pela
ligação inicial), que formam um complexo com o
ligando. O recetor tipo II fosforila o recetor tipo I
que, por sua vez, recruta e fosforila uma proteína
da família Smad que dimeriza com outra proteína da mesma família. Os membros desta família são
mensageiros singulares, na medida em que transmitem sinais diretamente da membrana para o
núcleo, onde interagem com proteínas de ligação ao DNA que modulam a transcrição (Isoformas
Smad6 e Smad7 são inibitórias)
Recetores cínase de Ser-Thr - farmacologia
O Fresolimumab é um anticorpo monoclonal recombinante completamente humano
especificamente dirigido contra o fator de crescimento transformante humano (TGF) beta 1, 2 e 3
com potencial atividade anti-neoplásica (glioma e melanoma e possivelmente cancro da mama). O
Fresolimumab liga-se e inibe a atividade de todas as isoformas de TGF-beta, o que pode resultar na
inibição do crescimento de células tumorais, angiogénese e migração. O TGF-beta é frequentemente
sobre-expresso em vários tumores malignos e pode desempenhar um papel importante na
promoção do crescimento, progressão e migração de células tumorais
O Galunisertib (LY2157299) é um fármaco que impede a atividade do recetor e que é, até à data, o inibidor da sinalização TGF-β mais avançado
Recetores dos péptidos natriuréticos
Tem como ligandos o ANP, BNP e CNP. O ANP é libertado como resposta ao aumento do volume intravascular ou estimulação hormonal. O BNP é libertado pelo tecido ventricular como resposta a sobrecarga de volume. O CNP não é armazenado em grânulos como os outros dois, mas é libertado pelas células vasculares endoteliais face a estimulação por fatores de crescimento ou aumento do shear stress. Os principais efeitos fisiológicos são a diminuição da pressão arterial (ANP, BNP), redução da hipertrofia cardíaca e fibrose (BNP) e crescimento ósseo em comprimento (CNP)
Tanto o NPR-A como o NPR-B têm função intrínseca de guanilcíclase. A fosforilação dos resíduos de
serina no domínio de cínase é importante para a sua atividade. A desfosforilação destes resíduos
causa dessensibilização dos recetores. O NPR-A responde ao ANP e BNP, que mantêm o estado
normal do sistema cardiovascular, enquanto o NPR-B responde ao CNP. O NPR-C não tem atividade
de guanilcíclase e, apesar de antigamente se pensar que teria apenas funções de clearance, novos
estudos mostraram que este recetor medeia efeitos intracelulares através de proteínas G inibitórias
com consequente inibição da adenilcíclase ou ativação da fosfolípase C
Recetores Associados ao JAK/STAT
Estes recetores têm como ligandos algumas citocinas (ex.: γ-Interferão) e hormonas (hormona de
crescimento, prolactina). Não têm atividade catalítica intrínseca, sendo que os domínios
intracelulares, aquando da interação ligando/recetor,se ligam a uma cínase de tirosina denominada
Janus Kinase. Após dimerização,
as JAKs fosforilam outras
proteínas designadas “signal
transducers and activators of
transcription” – STATs - que se
deslocam para o núcleo e
regulam a transcrição de
variados genes
Recetores do TNF-α
Os recetores TNF-α apresentam um domínio extracelular, um transmembranar e um citoplasmático denominado “death domain” que não possui atividade enzimática. Após ativação do recetor por ligação do TNF-α à TNFR1 e TNF-R2, ocorre trimerização do mesmo e os “death domain” ligamse ao TRADD que recruta a RIP1 (receptor interacting protein 1). Esta é poliuibiquitinada, resultando no recrutamento das cínases TAK1 e da IKK (cínase da IκB) e fosforilação do complexo. Ocorre, então a libertação da IκB do complexo, o que possibilita a sua translocação para o núcleo. Ultimamente, isto vai levar à ativação transcripcional de vários genes inflamatórios
Recetores do TNF-α : farmacologia
Infliximab é um anticorpo monoclonal que se liga ao TNF-alfa, inibindo a sua ação sobre os
recetores. Isto reduz a produção de citocinas pró-inflamatórias (como a IL1 e IL6).
Não existem fármacos capazes de atuar nas regiões citoplasmáticas da via de sinalização do TNF-α
Toll-Like Receptors
Os TLR desempenham um
papel crucial na imunidade
inata, sendo que a sua ativação
desencadeia uma resposta
inflamatória. Estes recetores
possuem um largo domínio
extracelular de ligação ao
ligando, uma pequena porção
membranar e uma região
citosólica com um domínio TIR
(que carece de atividade
enzimática). Após a ligação do
ligando (que podem ser lípidos,
peptidoglicanos, lipopeptídeos
e vírus), o recetor sofre dimerização, o que provoca a associação a moléculas sinalizadoras
intracelulares, das quais se destaca o IRAK (interleukin associated kinases) que forma um complexo
com a MyD88. Estes interatuam com a TAK1 e TAB1, que ativam as cínases de NF-kB que fosforilam
o fator de transcrição, causando a sua translocação para o núcleo e, portanto, a atividade
transcripcional de uma variedade de genes inflamatórios
Recetores Cíclase do Guanilato
O óxido nítrico (NO) é um gás muito lábil produzido localmente pela Síntase do Óxido Nítrico, sendo
capaz de estimular a forma solúvel da Cíclase do Guanilato, com consequente produção de GMP
cíclico. O cGMP aumenta a atividade da PKG, o que leva ao relaxamento do músculo liso.
A Cíclase do Guanilato Solúvel é um heterodímero composto por subunidades α e β. A extremidade
N-terminal da molécula contém um domínio heme protoporfirina-IX. O NO liga-se a este domínio
em concentrações baixas, conduzindo a uma elevação acentuada da concentração do cGMP na
célula
Existem três formas de Síntase do Óxido Nítrico: NOS neuronal (nNOS ou NOS1), NOS endotelial
(eNOS ou NOS3) e NOS indutível (INOS ou NOS2)
Recetores Cíclase do Guanilato - farmacologia
O Sildenafil é um potente inibidor seletivo da fosfodiesterase 5 (PDE5). A PDE5 é responsável pela degradação do cGMP em GMP no corpo cavernoso. A estrutura do fármaco é semelhante à da do cGMP, atuando como um agente competitivo no binding à PDE5 no corpo cavernoso, resultando em maior concentração de cGMP, com relaxamento do músculo liso, maior fluxo de sangue no pénis e ereção
O Riociguat funciona como um agonista
direto da ciclase do guanilato
Transportadores
Os transportadores são proteínas membranares que se encontram presentes em todos os
organismos e cuja função primordial passa pelo controlo do influxo de nutrientes e iões essenciais
e pela regulação do efluxo de toxinas, produtos do metabolismo celular, drogas e outros
xenobióticos. Cerca de 7% dos genes do genoma humano (~2.000 genes) codificam proteínas
transportadoras ou relacionadas com o transporte, o que vai de encontro com a importância que
estes transportadores têm na manutenção da homeostasia celular
2 grandes famílias de transportadores
Transportadores ABC (ATP Binding Cassette)
SLC (Solute Carrier Family)
Proteínas ABC
As proteínas ABC pertencem à família dos transportadores ativos primários, que dependem da
hidrólise do ATP para bombear os seus substratos através da membrana. Existem 49 genes
conhecidos que codificam para estas proteínas, que podem ser agrupados em 7 famílias (ABCAABCG). Destes, destaca-se a Glicoproteína-P, codificada pelo gene ABCB1 (MDR1) e o CFTR
(regulador transmembranar da fibrose cística), codificado pelo ABCC7
Transportadores da família SLC
Os transportadores da família SLC englobam transportadores com difusão facilitada e transporte
ativo secundário acoplado a iões. São conhecidos cerca de 300 genes que os codificam, reunindose em 48 famílias
Destaca-se o SERT - transportador da serotonina (5-HT) - e o DAP – transportador da dopamina
Muitos destes transportadores são…
Alvo de fármacos ou desempenham papeis na absorção e
processamento dos mesmos. Ou seja, estas proteínas transmembranares atuam em vias
farmacocinéticas e farmacodinâmicas, sendo assim importante o estudo destas para definir os
efeitos terapêuticos e adversos de um determinado fármaco
Farmacocinética dos transportadores - considerações
Começando pela farmacocinética (como o organismo interage e modifica os fármacos), os
transportadores mais importantes para esta encontram-se nos epitélios intestinais, renal e
hepático, onde participam em processos de absorção, distribuição, metabolização (associam-se a
enzimas) e eliminação seletiva de substâncias endógenas e exógenas, incluindo os fármacos.
Funcionam muitas vezes como barreira protetora (por exemplo, transportadores de efluxo de
determinados endotélios como a BHE que limitam a penetração dos fármacos - Glicoproteina-p)
Para além disso, os transportadores membranares são alvos de inúmeros fármacos
(farmacodinamia - ação do fármaco no organismo)
Farmacocinética - através…
Dos mecanismos de efluxo e influxo, transportadores específicos do epitélio hepático,
intestinal e renal controlam a exposição das células a fármacos, toxinas, nutrientes e outros
metabolitos, ao controlar os níveis plasmáticos e teciduais dos mesmos e, deste modo, influenciam
a toxicidade celular desses agentes. Sendo assim, podemos ter as seguintes situações:
A. Aumento dos níveis plasmáticos do fármaco, devido à diminuição da captação e/ou
excreção em órgãos de depuração (fígado e rim)
B. Aumento da concentração do fármaco, devido ao aumento do uptake e à diminuição
do efluxo do mesmo do órgão target
C. Aumento da concentração plasmática de um composto endógeno devido à inibição
(por ação de um fármaco) do influxo do composto em causa num órgão de
eliminação ou órgão alvo
ou
Aumento da concentração do composto endógeno no seu órgão alvo decorrente da
inibição do efluxo do composto endógeno por ação de um fármaco
Alterações nestes mecanismos são responsáveis por explicar resistências genéticas a alguns tipos
de fármacos como, por exemplo, antineoplásicos, antivirais e anti-convulsionantes. Isto ocorre por
vários processos, entre os quais uma diminuição da expressão de transportadores de entrada
(mecanismo presente em alguns tumores) ou aumento da expressão de transportadores como a
glicoproteína-p que aumentam o efluxo dos antineoplásicos em células tumorais, o que confere a
estas resistência aos efeitos citotóxicos desses fármacos
Tipos de transporte
São definidos dois grandes tipos de transporte consoante exista ou não gasto energético. Sendo
assim, podemos ter um Transporte Ativo ou um Transporte Passivo, respetivamente
Transporte passivo
Difusão Passiva: Sentido de difusão do soluto ocorre de acordo com o seu potencial
eletroquímico; para compostos não ionizados, o fluxo varia proporcionalmente com a
permeabilidade do soluto e com a diferença de concentrações entre os dois espaços em
questão, para compostos ionizados é necessário ter em conta o potencial elétrico
Difusão Facilitada: Transporte membranar mediado por um transportador (sem gasto de
ATP) – caso dos SLC Transporters
Transporte ativo
Ativo Primário: depende diretamente do ATP - a energia libertada durante a hidrólise do ATP
permite o movimento de moléculas ou iões contra o gradiente de concentração através de
proteínas transportadoras – caso dos ABC Transporters
Ativo Secundário: não depende diretamente do ATP - o movimento de partículas está
associado à diferença de concentração de iões previamente estabelecida pelo transporte
activo primário; antiporte e simporte são os tipos de transporte ativo secundário – caso dos
SLC Transporters
2 caraterísticas do transporte ativo
É saturável e passível de ser inibido
Saturável: tendo em conta a Constante de Michaelis (Km – concentração de substrato para
a qual a velocidade de fluxo é metade de Vmax) tem-se que quando C < Km existe uma
relação linear entre fluxo e concentração e quando C > Km o fluxo aproxima-se de um valor
constante (Vmax)
Inibição: pode ser competitiva (substrato e inibidor partilham um local de ligação comum no
transportador, resultando num aumento aparente do Km na presença do mesmo), não
competitiva (o inibidor possui um efeito alostérico, inibindo o processo de translocação e
não propriamente a formação de um complexo intermediário) ou ser ainda um caso “sem
competição”
Transporte vetorial
O transporte vetorial define-se como um transporte assimétrico através de uma monocamada de
células polarizadas (como as células epiteliais e endoteliais dos capilares cerebrais)..Em termos de
absorção e metabolismo de fármacos, este tipo de transporte desempenha um papel importante
na sua excreção hepatobiliar e urinária, bem como na absorção intestinal dos mesmos.
Para além
disso, a saída dos fármacos do cérebro através das células cerebrais e epiteliais do plexo coroide
depende deste tipo de transporte.
No caso de compostos lipofílicos (com suficiente permeabilidade de mebrana), os transportadores
ABC são capazes de fazer o transporte vetorial sem a colaboração de transportadores de influxo,
mas, quando as moléculas ou iões são hidrofílicas, é necessário haver transportadores de influxo
e efluxo coordenados nas membranas para obter um movimento vetorial através dos epitélios
Regulação
Muitos transportadores são regulados na etapa da transcrição, sendo que fármacos e condições
fisiopatológicas influenciam esta etapa, induzindo ou hipo-regulando os mRNA dos
transportadores. Estudos recentes mostram que recetores nucleares tipo II, que formam
heterodímeros com o RXR (recetor do ácido 9-cis-retinoico), são importantes para a regulação das
enzimas envolvidas no processamento dos fármacos e transportadores
Transportadores hepáticos
Participam no influxo e efluxo dos
fármacos pela membrana sinusoidal
e na excreção dos mesmos pela
membrana canalicular biliar. A
captação de iões e sais biliares é
mediada por transportadores da
Família SLC na membrana basolateral
(sinusoidal) dos hepatócitos: OATP E
OAT (difusão facilitada ou transporte
ativo secundário). Os
Transportadores ABC encontram-se
na membrana canalicular e medeiam
a excreção de fármacos, mas não só
(sais biliares, fosfolípidos, etc.) contra
um acentuado gradiente de concentrações entre o fígado e a bile. Alguns destes encontram-se
também na membrana basolateral e podem fazer o efluxo dos fármacos de volta para o sangue.
Todo este processo é importante para a depuração sistémica de muitos fármacos, determinando a
sua taxa de eliminação. A captação hepática pode ser causa de interações farmacológicas. Conhecer
a contribuição dos transportadores para a captação hepática total é necessária para compreender
a sua importância na deposição dos fármacos
(Clhep,ref/Clexp,ref: captação de compostos de referência
pelos hepatócitos e pelas células que expressam
transportadores; Clhep,test/Clexp,test: captação
dos compostos de teste nos sistemas correspondentes.)
Transportadores renais - considerações
Os transportadores renais são essenciais para a proteção do organismo contra substâncias
estranhas. É necessário perceber-se como é feito o transporte de catiões e de aniões, sendo que,
em alguns casos, transportadores considerados como sendo de
aniões ou catiões possuem dupla especificidade para ambos
Transportadores renais - transporte de catiões
Diversos catiões são secretados no túbulo
proximal, sendo que muitos destes são compostos endógenos cuja
excreção é importante para eliminar o seu excesso. No entanto, a
função principal dos transportadores de catiões é eliminar
xenobióticos. Estes podem ser hidrofóbicos ou hidrofílicos. O
composto tem de atravessar sequencialmente duas membranas: a
basolateral (voltada para o sangue) e a apical (voltada para o lumen
tubular). Como exemplos temos os transportadores da família
SLC22: Oct2 e Oct3 - transporte de acordo com o gradiente
Transportadores renais - transporte de aniões
Ao nível do túbulo proximal têm um papel
importante na remoção de xenóbioticos do corpo. Os
transportadores de aniões efetuam o transporte de aniões
hidrofóbicos e hidrossolúveis, mas também podem interagir com
catiões e compostos neutros. Como exemplo, temos o transporte
ativo secundário com recurso ao transporte do alfa cetoglutarato
Transportadores Envolvidos na Recaptação de Neurotransmissores - considerações
Os transportadores envolvidos na recaptação dos neurotransmissores e na regulação dos seus níveis
na fenda sináptica pertencem a duas grandes superfamílias: SLC1 e SLC6. Desempenham um papel
na recaptação do GABA, glutamato, NE, serotonina e dopamina, pelo que são muitas vezes alvos
farmacológicos
Transportadores Envolvidos na Recaptação de Neurotransmissores - SERT
O SERT (SLC6A4) tem sido associado a uma série de distúrbios comportamentais e neurológicos. É um alvo da cocaína, fluoxetina (Prozac - utilizado para a depressão e distúrbios alimentares, obsessivo- compulsivo…), paroxetina, etc
Transportadores Envolvidos na Recaptação de Neurotransmissores - DAP
O DAP (SLC6A3) está envolvido na recaptação da dopamina, estando esta associada ao humor, comportamento, recompensa e cognição
Transportadores Envolvidos na Recaptação de Neurotransmissores - NET
O NET (SLC6A2) está implicado na recaptação de noradrenalina e dopamina, estando envolvido na regulção do humor e memória. É alvo de fármacos antidepressivos (como a desipramina) e da cocaína
Transportadores Envolvidos na Recaptação de Neurotransmissores - exemplos de intervenção farmacológica
Sertralina: inibe recaptação da serotonina
Amitriptilina: inibe recaptação da serotonina e noradrenalina, negligenciável na dopamina
Fluoxetina: inibe recaptação da serotonina
Citalopram: inibe recaptação da serotonina
Cocaína: inibe a recaptação da serotonina, dopamina e noradrenalina
Os fármacos que atuam no SNC têm…
De atravessar a Barreira Hematencefálica [A] (constituída por
células endoteliais capilares do cérebro) e Hematoliquórica [B] (constituída por células epiteliais do
plexo coroideu). Estas são barreiras dinâmicas nas quais os transportadores de efluxo
desempenham um papel importante. A glicoproteína-P expulsa os substratos farmacológicos
presentes na membrana luminar das células endoteliais dos capilares para o sangue, dificultando a
sua penetração. Além desta
glicoproteína, há evidências
crescentes quanto à função
do BCRP e do MRP4 na
limitação da penetração
cerebral pelos fármacos
através da BHE. Sendo assim,
o reconhecimento por parte
destestransportadores de um
determinado fármaco
representa uma grande
desvantagem para fármacos
utilizados em doenças do
SNC
