Articulo de referencia

Inhibidor de la transcriptasa inversa

Los inhibidores de la transcriptasa inversa ( ITR ) son una clase de fármacos antirretrovirales que se utilizan para tratar la infección por VIH o el SIDA y, en algunos casos, l...

Los inhibidores de la transcriptasa inversa ( ITR ) son una clase de fármacos antirretrovirales que se utilizan para tratar la infección por VIH o el SIDA y, en algunos casos, la hepatitis B. Los ITR inhiben la actividad de la transcriptasa inversa , una ADN polimerasa viral necesaria para la replicación del VIH y otros retrovirus .

Mecanismo de acción

Cuando el VIH infecta una célula, la transcriptasa inversa copia el genoma viral de ARN monocatenario en ADN viral bicatenario . Este ADN viral se integra al ADN cromosómico del huésped, lo que permite que procesos celulares como la transcripción y la traducción reproduzcan el virus. Los inhibidores de la transcriptasa inversa bloquean la función enzimática de la transcriptasa inversa e impiden la síntesis completa del ADN viral bicatenario, evitando así la multiplicación del VIH.

Un proceso similar ocurre con otros tipos de virus. El virus de la hepatitis B, por ejemplo, transporta su material genético en forma de ADN y utiliza una ADN polimerasa dependiente de ARN para replicarse. Algunos de los mismos compuestos que se usan como inhibidores de la transcriptasa inversa también pueden bloquear la replicación del VHB; cuando se usan de esta manera, se les denomina inhibidores de la polimerasa.

Tipos

Las RTI se presentan en cuatro formas:

El efecto antiviral de los NRTI y los NtRTI es esencialmente el mismo; son análogos de los desoxinucleótidos naturales necesarios para sintetizar el ADN viral y compiten con ellos por su incorporación a la cadena de ADN viral en crecimiento. Sin embargo, a diferencia de los sustratos de desoxinucleótidos naturales, los NRTI y los NtRTI carecen de un grupo 3'-hidroxilo en la porción de desoxirribosa. Como resultado, tras la incorporación de un NRTI o un NtRTI, el siguiente desoxinucleótido entrante no puede formar el siguiente enlace fosfodiéster 5'–3' necesario para extender la cadena de ADN. Por lo tanto, cuando se incorpora un NRTI o un NtRTI, se detiene la síntesis de ADN viral, un proceso conocido como terminación de cadena . Todos los NRTI y NtRTI se clasifican como inhibidores competitivos de sustrato . Desafortunadamente, los NRTI/NtRTI compiten como sustratos no solo para la síntesis de ADN viral , sino también para la del huésped, actuando como terminadores de cadena para ambos. El primero explica el efecto antiviral de los NRTI/NtRTI , mientras que el segundo explica su toxicidad/efectos secundarios .

En cambio, los INNTI tienen un mecanismo de acción completamente diferente. Los INNTI bloquean la transcriptasa inversa uniéndose directamente a la enzima. A diferencia de los NRTI, los INNTI no se incorporan al ADN viral, sino que inhiben el movimiento de los dominios proteicos de la transcriptasa inversa necesarios para la síntesis de ADN. Por lo tanto, los INNTI se clasifican como inhibidores no competitivos de la transcriptasa inversa.

Inhibidores de la transcriptasa inversa análogos de nucleósidos (NARTI o NRTI)

Los inhibidores de la transcriptasa inversa análogos de nucleósidos (NARTI o NRTI) constituyen la primera clase de fármacos antirretrovirales desarrollados. Para incorporarse al ADN viral, los NRTI deben activarse en la célula mediante la adición de tres grupos fosfato a su porción de desoxirribosa, formando así trifosfatos de NRTI. Este paso de fosforilación es llevado a cabo por enzimas quinasas celulares . Los NRTI pueden inducir disfunción mitocondrial, lo que conlleva diversos efectos adversos, como acidosis láctica sintomática. [ 2 ]

  • La zidovudina , también conocida como AZT, ZDV y azidotimidina, se comercializa con el nombre de Retrovir. La zidovudina fue el primer fármaco antirretroviral aprobado por la FDA para el tratamiento del VIH.
  • La didanosina , también llamada ddI, con los nombres comerciales Videx y Videx EC, fue el segundo fármaco antirretroviral aprobado por la FDA. Es un análogo de la adenosina.
  • La zalcitabina , también conocida como ddC y dideoxicitidina, se comercializa con el nombre de Hivid. Este medicamento ha sido retirado del mercado por el fabricante.
  • La estavudina , también conocida como d4T, se comercializa con los nombres de Zerit y Zerit XR.
  • La lamivudina , también conocida como 3TC, se comercializa con los nombres de Zeffix y Epivir. Está aprobada para el tratamiento del VIH y la hepatitis B.
  • El abacavir , también llamado ABC, cuyo nombre comercial es Ziagen, es un análogo de la guanosina.
  • La emtricitabina , también conocida como FTC, se comercializa con el nombre de Emtriva (antes Coviracil). De estructura similar a la lamivudina, está aprobada para el tratamiento del VIH y se encuentra en ensayos clínicos para la hepatitis B.
  • El entecavir , también llamado ETV, es un análogo de la guanosina que se utiliza para tratar la hepatitis B bajo el nombre comercial de Baraclude. No está aprobado para el tratamiento del VIH.
  • Truvada , compuesto de emtricitabina y fumarato de tenofovir disoproxilo, se utiliza para tratar y prevenir el VIH. Está aprobado para la prevención del VIH en Estados Unidos y es fabricado por Gilead.
  • Azvudina , también llamada RO-0622. Se ha investigado como posible tratamiento para el SIDA , la hepatitis C y el SARS-CoV-2.

Inhibidores de la transcriptasa inversa análogos de nucleótidos (NtARTIs o NtRTIs)

Como se describió anteriormente, las células huésped fosforilan análogos de nucleósidos a análogos de nucleótidos . Estos últimos actúan como bloques de construcción tóxicos ( terminadores de cadena ) tanto para el ADN viral como para el del huésped, causando respectivamente el efecto antiviral deseado y la toxicidad/efectos secundarios del fármaco . Tomar inhibidores de la transcriptasa inversa análogos de nucleótidos de fosfonato (NtARTIs o NtRTIs) evita directamente el paso inicial de fosforilación , pero las enzimas del huésped aún deben fosforilar el análogo de nucleótido de fosfonato al estado de fosfonato-difosfato para la actividad antiviral. Estas moléculas fueron sintetizadas por primera vez por Antonín Holý en la Academia Checa de Ciencias y comercializadas por Gilead . [ 3 ] [ 4 ]

  • El tenofovir , también conocido como TDF, es un profármaco cuyo compuesto activo se desactiva mediante una cadena lateral molecular que se disuelve en el organismo, permitiendo que una dosis baja de tenofovir alcance el sitio de acción deseado. Un ejemplo de profármaco es el fumarato de tenofovir disoproxilo, comercializado con el nombre de Viread (Gilead Sciences Inc., EE. UU.). Está aprobado en Estados Unidos para el tratamiento del VIH y la hepatitis B.
  • El adefovir , también conocido como ADV o bis-POM PMPA, se comercializa con los nombres de Preveon y Hepsera . La FDA no lo ha aprobado para el tratamiento del VIH debido a problemas de toxicidad, pero una dosis menor está aprobada para el tratamiento de la hepatitis B.

Aunque a menudo se enumeran en orden cronológico, los NRTI/NtRTI son análogos de nucleósidos/nucleótidos de citidina, guanosina, timidina y adenosina:

Inhibidores no nucleosídicos de la transcriptasa inversa (ITINN)

Los inhibidores de la transcriptasa inversa no nucleósidos (ITINN) constituyen la tercera clase de fármacos antirretrovirales desarrollados. En todos los casos, las patentes siguen vigentes hasta después de 2007. Esta clase de fármacos fue descrita por primera vez en el Instituto Rega de Investigación Médica ( Bélgica ).

Inhibidores de la translocación de la transcriptasa inversa de nucleósidos (NRTTI)

Se trata de una nueva clase de antivirales, siendo el MK-8591 o Islatravir el primer agente de este grupo. Islatravir fue desarrollado por Merck & Co. Es un antiviral de acción prolongada de administración oral que se está probando como terapia antirretroviral contra el VIH-1. [ 7 ]

inhibidores de palabras compuestas

Los investigadores han diseñado moléculas que inhiben simultáneamente la transcriptasa inversa (RT) y la integrasa (IN). Estos fármacos son un tipo de " inhibidores combinados ".

Mecanismos de resistencia a los inhibidores de la transcriptasa inversa

Si bien los ITIN y los ITINN son eficaces para interrumpir la síntesis de ADN y la replicación del VIH, este virus puede desarrollar, y de hecho desarrolla, mecanismos que le confieren resistencia a los fármacos. La transcriptasa inversa del VIH-1 carece de actividad correctora. Esto, sumado a la presión selectiva del fármaco, provoca mutaciones en la transcriptasa inversa que hacen que el virus sea menos susceptible a los ITIN y los ITINN. Los residuos de aspartato 110, 185 y 186 en el dominio de la polimerasa de la transcriptasa inversa son importantes para la unión e incorporación de nucleótidos. Las cadenas laterales de los residuos K65, R72 y Q151 interactúan con el siguiente nucleótido entrante. También es importante L74, que interactúa con la cadena molde para posicionarla para el apareamiento de bases con el nucleótido. La mutación de estos aminoácidos clave reduce la incorporación de los análogos.

Resistencia a los NRTI

Existen dos mecanismos principales de resistencia a los NRTI. El primero es la incorporación reducida del análogo de nucleótido en el ADN en comparación con el nucleótido normal. Esto resulta de mutaciones en el dominio polimerasa N-terminal de la transcriptasa inversa que reducen la afinidad de la enzima o su capacidad para unirse al fármaco. Un ejemplo destacado de este mecanismo es la mutación M184V que confiere resistencia a la lamivudina (3TC) y a la emtricitabina (FTC). [ 8 ] [ 9 ] Otro conjunto de mutaciones bien caracterizado es el complejo Q151M que se encuentra en el VIH multirresistente a fármacos, el cual disminuye la eficiencia de la transcriptasa inversa para incorporar NRTI, pero no afecta la incorporación natural de nucleótidos. El complejo incluye la mutación Q151M junto con A62V, V75I, F77L y F116Y. [ 10 ] [ 11 ] Un virus con Q151M solo es de resistencia intermedia a zidovudina (AZT), didanosina (ddI), zalcitabina (ddC), estavudina (d4T) y ligeramente resistente a abacavir (ABC). [ 12 ] [ 13 ] Un virus con Q151M complejizado con las otras cuatro mutaciones se vuelve altamente resistente a los fármacos anteriores y es adicionalmente resistente a lamivudina (3TC) y emtricitabina (FTC). [ 13 ] [ 14 ]

El segundo mecanismo es la escisión o eliminación hidrolítica del fármaco incorporado o pirofosforólisis . Esta es la reacción inversa de la polimerasa en la que el pirofosfato/PPI liberado durante la incorporación de nucleótidos reacciona con el fármaco incorporado (monofosfato), lo que resulta en la liberación del fármaco trifosfato. Esto "desbloquea" la cadena de ADN, permitiendo su extensión y la continuación de la replicación. [ 15 ] Las mutaciones de mejora de la escisión, típicamente M41L, D67N, K70R, L210W, T215Y/F y K219E/Q, son seleccionadas por los análogos de timidina AZT y D4T; y por lo tanto se denominan mutaciones de análogos de timidina (TAM). [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] Otras mutaciones, incluidas inserciones y deleciones en el contexto de las mutaciones anteriores, también confieren resistencia a través de una escisión mejorada. [ 13 ]

Resistencia a los INNTI

Los INNTI no se unen al sitio activo de la polimerasa, sino a un bolsillo menos conservado cerca del sitio activo en el subdominio p66. Su unión produce un cambio conformacional en la transcriptasa inversa que distorsiona el posicionamiento de los residuos que se unen al ADN, inhibiendo la polimerización. [ 18 ] Las mutaciones en respuesta a los INNTI disminuyen la unión del fármaco a este bolsillo. El tratamiento con un régimen que incluye efavirenz (EFV) y nevirapina (NVP) suele producir mutaciones L100I, Y181C/I, K103N, V106A/M, V108I, Y188C/H/L y G190A/S. [ 19 ] Existen tres mecanismos principales de resistencia a los INNTI. En el primero, las mutaciones de los INRTI alteran los contactos específicos entre el inhibidor y el bolsillo de unión de los INNTI. Un ejemplo de esto son K103N y K101E, que se encuentran en la entrada del bolsillo, [ 20 ] [ 21 ] bloqueando la entrada/unión del fármaco. Un segundo mecanismo es la interrupción de interacciones importantes en el interior del bolsillo. Por ejemplo, Y181C y Y188L dan como resultado la pérdida de anillos aromáticos importantes involucrados en la unión de los INNTI. [ 22 ] [ 23 ] El tercer tipo de mutaciones da como resultado cambios en la conformación general o el tamaño del bolsillo de unión de los INNTI. Un ejemplo es G190E, que crea un volumen estérico en el bolsillo, dejando poco o ningún espacio para que un INNTI se una firmemente. [ 24 ] [ 25 ]

Véase también

Referencias

  1. Islatravir
  2. Claessens, Yann-Erick; Chiche, Jean-Daniel; Mira, Jean-Paul; Cariou, Alain (2003). "Revisión traslacional: Acidosis láctica grave en pacientes con VIH tratados con inhibidores de la transcriptasa inversa análogos de nucleósidos" . Critical Care . 7 (3): 226– 232. doi : 10.1186/cc2162 . PMC 270672. PMID 12793872 .  
  3. "Historia del IOCB Praga" , IOCB Praga , consultado el 21 de abril de 2026
  4. "Inhibidores de la transcriptasa inversa análogos de nucleósidos", Diccionario de toxicología , Singapur: Springer, 4 de junio de 2024, pág. 728, doi : 10.1007/978-981-99-9283-6_1948 , ISBN  978-981-99-9282-9
  5. Al-Salama, Zaina T. (octubre de 2017). "Elsulfavirina: primera aprobación mundial" . Drugs . 77 ( 16): 1811– 1816. doi : 10.1007/s40265-017-0820-3 . ISSN 0012-6667 . PMID 28940154. S2CID 25316512 .   
  6. "Elpida Combi (tenofovir+elsulfavirina+emtricitabina) Comprimidos recubiertos con película. Información completa para la prescripción" . Registro Estatal Ruso de Medicamentos (en ruso).
  7. Derbalah, Abdallah; Karpick, Hayley Christine; Maize, Holly; Skersick, Preston; Cottrell, Mackenzie; Rao, Gauri G. (2022-07-01). "Papel de islatravir en el tratamiento y la prevención del VIH: una actualización". Current Opinion in HIV and AIDS . 17 (4): 240– 246. doi : 10.1097/COH.0000000000000740 . ISSN 1746-6318 . PMID 35762379 . S2CID 250078665 .   
  8. Hachiya, A; Kodama, EN; Schuckmann, MM; Kirby, KA; Michailidis, E; Sakagami, Y; Oka, S; Singh, K; Sarafianos, SG (2011). Ambrose, Zandrea (ed.). "K70Q añade resistencia de alto nivel al tenofovir a la transcriptasa inversa del VIH del "complejo Q151M" a través del mecanismo de discriminación mejorado" . PLOS ONE . 6 (1) e16242. Bibcode : 2011PLoSO...616242H . doi : 10.1371/ journal.pone.0016242 . PMC 3020970. PMID 21249155 .  
  9. Sarafianos, SG; Das, K; Clark Jr, AD; Ding, J; Boyer, PL; Hughes, SH; Arnold, E (1999). "La resistencia a la lamivudina (3TC) en la transcriptasa inversa del VIH-1 implica un impedimento estérico con aminoácidos beta-ramificados" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 96 (18): 10027– 32. Bibcode : 1999PNAS...9610027S . doi : 10.1073/pnas.96.18.10027 . PMC 17836. PMID 10468556 .  
  10. ^ Shafer, RW; Kozal, MJ; Inviernos, MA; Iversen, Alaska; Katzenstein, DA; Ragni, MV; Meyer, WA III; Gupta, P; et al. (1994). "La terapia combinada con zidovudina y didanosina selecciona cepas del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 resistentes a los medicamentos con patrones únicos de mutaciones del gen pol ". La revista de enfermedades infecciosas . 169 (4): 722– 9. doi : 10.1093/infdis/169.4.722 . PMID 8133086 .  
  11. Iversen, AK; Shafer, RW; Wehrly, K; Winters, MA; Mullins, JI; Chesebro, B; Merigan, TC (1996). "Cepas del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 multirresistentes resultantes de la terapia antirretroviral combinada" . Journal of Virology . 70 (2): 1086– 90. doi : 10.1128/JVI.70.2.1086-1090.1996 . PMC 189915. PMID 8551567 .  
  12. Maeda, Y; Venzon, DJ; Mitsuya, H (1998). "Sensibilidad a fármacos alterada, aptitud y evolución del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 con mutaciones en el gen pol que confieren resistencia a múltiples dideoxinucleósidos". The Journal of Infectious Diseases . 177 (5): 1207– 13. doi : 10.1086/515282 . PMID 9593005 . 
  13. 1 2 3 Matsumi, S; Kosalaraksa, P; Tsang, H; Kavlick, MF; Harada, S; Mitsuya, H (2003). "Vías para la aparición de variantes del VIH-1 resistentes a múltiples didesoxinucleósidos" . SIDA . 17 (8): 1127– 37. doi : 10.1097/00002030-200305230-00003 . PMID 12819513 . S2CID 21484628 .  
  14. Gao, HQ; Boyer, PL; Sarafianos, SG; Arnold, E; Hughes, SH (2000). "El papel del impedimento estérico en la resistencia a 3TC de la transcriptasa inversa del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1" . Journal of Molecular Biology . 300 (2): 403– 18. doi : 10.1006/jmbi.2000.3823 . PMID 10873473 . 
  15. 1 2 Meyer, PR; Matsuura, SE; Mian, AM; So, AG; Scott, WA (1999). "Un mecanismo de resistencia al AZT: un aumento en el desbloqueo del cebador dependiente de nucleótidos por la transcriptasa inversa mutante del VIH-1" . Molecular Cell . 4 (1): 35– 43. doi : 10.1016/S1097-2765(00)80185-9 . PMID 10445025 . 
  16. Boyer, PL; Sarafianos, SG; Arnold, E; Hughes, SH (2001). "Escisión selectiva de AZTMP por la transcriptasa inversa del virus de la inmunodeficiencia humana resistente a fármacos" . Journal of Virology . 75 (10): 4832–42 . doi : 10.1128/JVI.75.10.4832-4842.2001 . PMC 114238. PMID 11312355 .  
  17. Arion, D; Kaushik, N; McCormick, S; Borkow, G; Parniak, MA (1998). "Mecanismo fenotípico de la resistencia del VIH-1 a la 3'-azido-3'-deoxitimidina (AZT): mayor procesividad de polimerización y sensibilidad mejorada al pirofosfato de la transcriptasa inversa viral mutante". Biochemistry . 37 (45): 15908– 17. doi : 10.1021/bi981200e . PMID 9843396 . 
  18. De Clercq, E (1998). "El papel de los inhibidores de la transcriptasa inversa no nucleósidos (ITINN) en la terapia de la infección por VIH-1". Antiviral Research . 38 (3): 153– 79. doi : 10.1016/S0166-3542(98)00025-4 . PMID 9754886 . 
  19. Johnson, VA; Brun-Vezinet, F; Clotet, B; Gunthard, HF; Kuritzkes, DR ; Pillay, D; Schapiro, JM; Richman, DD (2009). "Actualización de las mutaciones de resistencia a fármacos en el VIH-1: diciembre de 2009". Temas en Medicina del VIH . 17 (5): 138– 45. PMID 20068260 . 
  20. Das, Kalyan; Sarafianos, SG; Clark Jr, AD; Boyer, PL; Hughes, SH; Arnold, E (2007). "Estructuras cristalinas de la transcriptasa inversa del VIH-1 mutante doble Lys103Asn/Tyr181Cys clínicamente relevante en complejos con ATP y el inhibidor no nucleosídico HBY 097". J Mol Biol . 365 (1): 77– 89. doi : 10.1016/j.jmb.2006.08.097 . PMID 17056061 . 
  21. ^ Hsiou, Y; Ding, J; Das, K; Clark Jr, AD; Boyer, PL; Lewis, P; Janssen, Pensilvania; Kleim, JP; et al. (2001). "La mutación Lys103Asn de la RT del VIH-1: un nuevo mecanismo de resistencia a los medicamentos". Revista de biología molecular . 309 (2): 437– 45. doi : 10.1006/jmbi.2001.4648 . PMID 11371163 . S2CID 3109889 .   
  22. Ren, J; Nichols, C; Bird, L; Chamberlain, P; Weaver, K; Short, S; Stuart, DI; Stammers, DK (2001). "Mecanismos estructurales de resistencia a fármacos para mutaciones en los codones 181 y 188 en la transcriptasa inversa del VIH-1 y la resiliencia mejorada de los inhibidores no nucleosídicos de segunda generación". Journal of Molecular Biology . 312 (4): 795– 805. doi : 10.1006/jmbi.2001.4988 . PMID 11575933 . 
  23. Das, K; Ding, J; Hsiou, Y; Clark Jr, AD; Moereels, H; Koymans, L; Andries, K; Pauwels, R; et al. (1996). "Estructuras cristalinas de 8-Cl y 9-Cl TIBO complejados con la transcriptasa inversa del VIH-1 de tipo salvaje y 8-Cl TIBO complejados con el mutante resistente a fármacos Tyr181Cys de la transcriptasa inversa del VIH-1". Journal of Molecular Biology . 264 (5): 1085– 100. doi : 10.1006/jmbi.1996.0698 . PMID 9000632 .  
  24. Hsiou, Y; Das, K; Ding, J; Clark Jr, AD; Kleim, JP; Rösner, M; Winkler, I; Riess, G; et al. (1998). "Estructuras de la transcriptasa inversa del VIH-1 mutante Tyr188Leu y de tipo salvaje complejadas con el inhibidor no nucleosídico HBY 097: la flexibilidad del inhibidor es una característica de diseño útil para reducir la resistencia a los fármacos". Journal of Molecular Biology . 284 (2): 313– 23. doi : 10.1006/jmbi.1998.2171 . PMID 9813120 .  
  25. Ren, J; Esnouf, R; Garman, E; Somers, D; Ross, C; Kirby, I; Keeling, J; Darby, G; et al. (1995). "Estructuras de alta resolución de la RT del VIH-1 a partir de cuatro complejos inhibidores de la RT". Nature Structural Biology . 2 (4): 293– 302. doi : 10.1038/nsb0495-293 . PMID 7540934 . S2CID 34618424 .