ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΦΑΡΜΑΚΑ: Έβδομο κεφάλαιο : Τα φάρμακα εναντίον του καρκίνου. Ποια είναι και Πως δρουν τα φάρμακα αυτά.

ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΦΑΡΜΑΚΑ: Έβδομο κεφάλαιο : Τα φάρμακα εναντίον του καρκίνου. Ποια είναι και Πως δρουν τα φάρμακα αυτά.

της Δήμητρας Σπανού,Χημικού, καθηγήτριας στο 1ο Γυμνάσιο Δάφνης

 

" Έτσι πάνω- κάτω έγινε η συνάντηση. Στ΄όνειρο μέσα είδαπως αν δεν τον σκουντούσα γερά, θ΄αποκοιμιώτανε, λέει, και θα πέθαινε... Θα μου λέγανε τότε πως εγώ τον σκότωσα. Επίτηδες τονέ βάλανε κοντά μουγια να πέσω λέει στην παγίδα. Δεν πάει να πέσω! Δεν πάει να κοιμηθεί, είπα μέσα στ΄όνειρό μου. Το πιο ακριβό πράμα σε τέτοια ώρα είναι δυο δευτερολέπτων ΄θπνος.  Α΅κάνουνε ότι θένε.... μα εκεί που κοιμάσαιθα σου φορέσουνε τη στολή του. Οι τσέπες είναι γεμάτες προκυρήξεις... τα δικά σου ρούχα θα τα φορέσουνε σ αυτόν....κύστερα πως θ΄αποδείξεις πως δεν ήσουνα πάντα ένας χαφιές! Και θα σου φορτώσουνε λέει.....¨

απόσπασμα από το βιβλίο "με τα παιδιά της θύελας" Άπαντα Θ. Κορνάρου

 

Σύμφωνα με τον Πρότυπο Κατάλογο Βασικών Φαρμάκων ΠΟΥ που δημοσιεύθηκε από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, οι βασικές κατηγορίες φαρμάκων αριθμούνται σε 31 με τις υποκατηγορίες τους. 

Ορισμένες από αυτές είναι τα αναισθητικά, τα αναλγητικά- αντιφλεγμονώδη, τα καρδιαγειακά,τα δερματολογικά, τα διουρητικά, τα  αντιαλλεγικά, τα αντίδοτα,, τα αντιεπιληπτικά, τα αντιμολυσματικά, τα αντιμολυσματικά,  τα αντιπαρκινσονικά, κατά της ημικρανίας, τα αντικαρκινικά κ.α που δημοσιεύονται

el.wikipedia.org/wiki/Κατηγορία:Βασικά_Φάρμακα_του_Παγκόσμιου_Οργανισμού_Υγείας

 

Πως θα οδηγηθούν τα αντικαρκινικά φάρμακα να δράσουν κατά των  καρκινικών  κυττάρων (αλλά όχι των σωματικών). 

 Τα περισσότερα αντικαρκινικά φάρμακα χρειάζονται ιδιαίτερες τεχνικές για να οδηγηθούν και να δράσουν εναντίον των καρκινικών κυττάρων και όχι των υπολοίπων κυττάρων του οργανισμού, Οι κυριώτερες τεχνικές είναι οι εξής:

  •  προφάρμακα που ενεργοποιούνται από ένζυμα που εντοπίζονται σε καρκινικά κύτταρα
  •  εξειδικευμένα ένζυμα που εισάγονται στους ιστούς
  •  σύζευξη αντικαρκινικών παραγώγων με ομάδες που αναγνωρίζουν καρκινικά κύτταρα (από στοιχεία τους όπως μονόκλωνα αντισώματα, πεπτίδια, υαλουρονικό οξύ κ.α.) 

 

Τα αντικαρκινικά φάρμακα,

δρουν εναντίον του καρκίνου  με τους εξής τρόπους:

  • Επίδραση στον πυρήνα με : α. Απευθείας σύνδεση με το DNA με ομοιοπολικό δεσμό β. Αλκυλίωση του DNA με αλκυλιωτικά μέσα
  • Επίδραση ουσιών -φαρμάκων που παρεμβαίνουν στον μεταβολισμό των καρκινικών κυττάρων  (αντιμεταβολίτες)
  • Φάρμακα  που συνδέονται  με το  DNA με δεσμό όχι ομοιοπολικό
  • Φάρμακα που επιδρούν στην λειτουργία του ενδογενούς ενδοκρινικού συστήματος
  • Φάρμακα που αναστέλουν τους μικροσωληνίσκους
  • Φάρμακα που εμποδίζουν τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων (αντιμιτωτικά)
  • Αντικαρκινικά αντιβιωτικά
  • Άλλα αντινεοπλασματικά φάρμακα

Οι πυρηνικοί υποδοχείς βρίσκονται εντός του κυττάρου στην πυρηνική μεμβράνη και σε συνδυασμό με πρωτείνες ρυθμίζουν την γονιδιακή έκφραση, συνδεόμενοι με το DNA.

 Πολλά αντικαρκινικά, αντιβιοτικά και αντιιικά φάρμακα με  στόχο  το DNA  συνδέονται στις αύλακες ή παρεμβάλονται στις βάσεις

 

Τα φάρμακα που συνδέονται απευθείας με το DNA. Αλκυλιωτικοί παράγοντες.

Τα φάρμακα που συνδέονται απευθείας με το DNA με ομοιοπολικό δεσμό, σχηματίζοντας με τον τρόπο αυτό σύμπλοκα του φαρμάκου με το DNA τα οποία στη συνέχεια συνδέονται με πρωτεϊνες του κυττάρου ή υδρολύονται. Η καταπολέμηση και καταστροφή των καρκινικών κυττάρων μάλλον οφείλεται στην αλκυλίωση του DNA  

Από τις ενώσεις που συνδέονται με ομοιοπολικό δεσμό με το DNA είναι οι μουστάρδες αζώτου, οι νιτροζαμίνες, οι μεθανοσουλφονικοί εστέρες, οι αζιριδίνες, και τα παράγωγα της πλατίνης.  

 Πιστεύεται πως  συνδέονται και αλκυλιώνουν  7 θέση της γουανίνης (πάνω)

Στην συνέχεια δημιουργούνται χιαστές συνδέσεις μεταξύ των των ομάδων της γουανίνης του DNA, παρεμποδίζοντας τον διαχωρισμό της διπλής έλικας του DNA.

Σε κάποιες περιπτώσεις το μόριο του φαρμάκου μπορεί να διαθέτει δύο ομάδες που μπορούν να ενωθούν με το DNA συνδεθούν με το DNA και έτσι δημιουργούνται  διμοριακά σύμπλοκα ή σύμπλοκα μεταξύ δύο γειτονικών ελίκων του DNA (intrastrand crosslink) ;ή και μεταξύ δύο γειτονικών ελίκων του DNA .(ineterhelical crosslink)

Image result for intrastrand crosslinkImage result for interhelical crosslink

Μουστάρδες αζώτου

Related image

Η συνηθέστερη 2χλωρο Ν 2 χλωρο αιθυλο μέθυλο αιθαναμίνη.  Όταν μεταφερθεί στο κύτταρο μετατρέπεται σε δραστικό ενδιάμεσο προϊόν που αλκυλιώνει το Ν7 της γουανίνης το οποίο αδηγεί στον σχηματισμό χιαστών συνδέσεων εμποδίζοντας τον διπλασιασμό του, την κατασκευή RNA και πρωτεϊνών.

 

 

Αλκυλιωτικά προφάρμακα

Τα αλκυλιωτικά προφάρμακα είναι : Οι αλκυδιομουστάρδες, (κυκλοφωσφαμίδη, Ιφωσφαμίδη από φωσφορυλίωση μουσταρδών αζώτου) 

Image result for κυκλοφωσφαμίδη

Η κυκλοφωσφαμίδη και η Ιφωσφαμίδη θεωρούνται από τα συνηθέστερα αντινεοπλασματικά προφάρμακα.

Σχεδιάστηκαν και κατασκευάσθηκαν επειδή υδρολύονται από ένζυμα που υπάρχουν σε κυρίως μέσα σε καρκινικά κύτταρα. Όμως η δράση τους επιβραδύνεται διότι η περαιτέρω επεξεργασία τους ώστε να δώσουν τα επιθυμητά αλκυλιωτικά προϊόντα δεν γίνεται στους όγκους αλλά γίνεται στο ήπαρ με βραδύ ρυθμό (ξένες προς τον οργανισμό ουσίες) 

Image result for νιτροζαμίνες βικιπαιδεια

Οι νιτροζαμίνες

Οι πρωτοταγείς δεν μπορούν να απομονωθούν , είναι ασταθείς Τα Ν ακυλικά παράγωγά τους  με γενικό τύπο νιτροζουρίες, νιτροζαμίδια και νιτροουρεθάνες

 

Οι νιτροζουρίες 

Image result for DNA alkylation by carmustine


Δρουν ανάλογα με τις μουστάρδες αζώτου αλλά διαφορετικά αλκυλιωτικά μέσα. 

Image result for DNA alkylation by nitrosaurs

 

Σχηματίζουν ενδιάμεσα προϊόντα καρβοκατιόντα τα οποία προκαλούν αλκυλίωση και ισοκυανικούς εστέρες οι οποίοι προκαλούν καρβαμουλίωση.

 

 

 

 

 

 

 

 

Φάρμακα που παρεμβαίνουν στον μεταβολισμό των καρκινικών κυττάρων: Οι αντιμεταβολίτες

Είναι ουσίες που μοιάζει η χημική δομή τους με τους φυσιολογικούς μεταβολίτες ή συστατικών που παίρνουν μέρος σε μεταβολικές διαδικασίες του κυττάρου. Δρουν με δύο τρόπους: α. ενσωματώνονται στο νεοσχηματιζόμενο υλικό του πυρήνα β. ανταγωνίζονται ουσιώδη ένζυμα παρεμβαίνοντας στην κυτταρική λειτουργεία και διαίρεση.

Χωρίζονται σε τέσσερες κατηγορίες : ανταγωνιστές του φυλλικού οξέος, ανάλογα της πυριμιδίνης ( η φθοροουρακίλη,), ανάλογα της πουρίνης (μερκαπτοπουρίνη), ανάλογα τροποποιημένων σαχάρων

 

 Αποτέλεσμα εικόνας για φυλλικό οξύα ανταγωνιστές του φυλλικού οξέος

Το φυλλικό οξύ  Το φυλλικό οξύ είναι μια υδατοδιαλυτή βιταμίνη που εμπλέκεται σε πολλές βιολογικές διαδικασίες όπως η σύνθεση του DNA και ορισμένων αμινοξέων. Υπάρχουν ουσίες που το  ανταγωνίζονται όπως είναι η μεθοξερτάτη, που έχει  παραπλήσια χημική δομή με το φυλλικό οξύ και το ανταγωνίζεται, αναστέλλοντας το ένζυμο δδιδροφυλλική αναγωγάση που είναι απαραίτητο για την μετατροπή του φυλλικού στην δραστική του μορφή

 

Ανάλογα πυριμιδίνης

φθοροουρακίλη

καπεσιταβίνη

Αναστολείς του ενζύμου απαμινάση της αδενοσίνηςΑνάλογα πουρίνης

μερκαπτοπουρίνη

θειογουανίνη

Ανάλογα που προκύπτουν από την τοποποίηση σαχάρων των νουκλεοζιτών

γεμσιβατίνη

κλαδριβίνη

φλουδαραβίνη

 

Αναστολείς του ενζύμου απαμινάση της αδενοσίνης

πεντοσταστίνη

 

  • Φάρμακα  που συνδέονται  με το  DNA με δεσμό όχι ομοιοπολικό 
  • Αντινεοπλασματικά αντιβιωτικά

Είναι συνήθως φυσικα προϊόντα στελεχών του στρεπτομύκητα. Μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι ανθοκυκλίνες και οι μπλεομυκίνη

 ανθοκυκλίνες

Δρουν μ δύο τρόπους 

  • Παρεμβάλουν με ειδικό τρόπο, ανάμεσα στα ζεύγη αζωτούχων βάσεων του DNA, συνδεόμενες με τον ζαχαροφωσφορικό σκελετό του DNA, 
  • ανάγωνται από την αναγωγάση του κυτοσώματος προς ελεύθερες ρίζες ημικινόνης. Αυτές διασπούν το οξυγόνο του κυττάρου σε ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, οι οποίες  προκαλούν διακοπή μιας έλικας του DNA.

 μπλεομυκίνες

Είναι μείγμα διάφορων χηλικών γλυκοπεπτιδιων του σιδήρου και προκαλεί οξειδωτικό μηχανισμό ρήξης του DNA

 

Αναστολείς των μικροσωληνίσκων

  • Φάρμακα που εμποδίζουν τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων (αντιμιτωτικά)

Οι μικροσωληνίσκοι μαζύ με την χρωματίνη σχηματίζουν την μιτοτική άτρακτό που είναι τμήμα του κυτταροσκελετού και απαραίτητη για την μιτωτκή διαίρεση του καρκινικού κυττάρου. Αρκετές φυτικές ουσίες αποδιοργανώνουν αυτήν την διαδικασία εμποδίζοντας έτσι τον σχηματισμό μικροσωληνίσκων. (Διαταράσουν την ισορροπία μεταξύ πολυμερισμένων και διμερών της ταβουλίνης )

Αλκαλοειδή της Vinca

Μπορούν να συνδεθούν με την πρωτείνη ταβουλίνη και σε αυτό οφείλουν την αντικαρκινική τους δράση εφόσον παρεμβαίνουν στην διαδικασία σχηματισμού μικροσωληνίσκων της ατράκτου και εμποδίζουν την κυτταρική διαίρεση. Από τις  δραστικές ουσίες τους η βινβλαστίνη συνδέεται με πρωτείνες των μκροσωληνίσκων (ταβουλίνες ) στο στάδιο της μεταφοράς, η βινκριστίνη εισέρχεται με άγνωστο μηχανισμό στο κύτταρο  συνδέεται στο κυτταροπλασμα με τις ταβουλίνες, εμποδίζοντας τον πολυμερισμό τους κατά το στάδιο της μεσόφασης ενώ η βινδεσίνη επιδρά στο στάδιο της μετάφασης. Η βινορελμπίνη επίδρά ανάλογα.

 

 

Φάρμακα που επιδρούν στη λειτουργία του ενδοκρινικού συστήματος

Ενεργοποιούνται παράγοντες διαφοροποίησης που δρουν αντινεοπλασματικά προκαλώντας τροποποίηση στις διάφορες λειτουργίες των καρκινικών κυτάρων, ελλαττώνοντας τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό  την αγγειογένεση και την ικανότητα μετανάστευσης

 

 

ΠΗΓΕΣ

https://www.galinos.gr/web/drugs/main/nomcodes/08.04

https://www.pharm.auth.gr/old_pharm/gr/anakoinoseis_mathimatwn/2010-11_organiki_farmakeytiki_himia.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Crosslinking_of_DNA

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nitrogen_mustard_structure.svg

https://doctorlib.info/pharmacology/manual/62.html

https://www.pharm.auth.gr/old_pharm/gr/anakoinoseis_mathimatwn/2010-11_organiki_farmakeytiki_himia.pdf

Image result for cyclophosphamide uses

 

Image result for μουστάρδα αζώτου με DNA