UNIVERSITA’ DI PISA
DIPARTIMENTO DI FARMACIA
Corso di Laurea Specialistica in Farmacia
TESI DI LAUREA:
Nuove prospettive terapeutiche del trattamento della
sindrome dell’occhio secco
Relatore:
Prof.ssa Patrizia Chetoni
Candidata:
Kouentsa Guimtse Esthel Marlyse
Anno Accademico 2017/2018
1 INDICE
PREMESSA ... 3
I- ANATOMIA DELL’OCCHIO ... 4
II- PATOLOGIE DELL’OCCHIO E DEFINIZIONI ... 8
II- LA SINDROME DELL’OCCHIO SECCO ... 10
1. Segni clinici ... 10
2.
Le cause della sindrome dell’occhio secco
... 122.1 Carenza di vitamina A ... 12
2.2 Malattie articolari e secchezza oculare ... 12
2.3 La sindrome di Sjögren ... 12
2.4 Le classi di farmaci ... 13
2.4.1 Beta-bloccanti: propranololo e atenololo ... 13
2.4.2 Farmaci diuretici: furosemide e idroclorotiazide ... 13
2.4.3 Isotretinoina ... 13
2.4.4 Antidepressivi ... 13
2.4.5 Antistaminici: cetirizina e difenidramina ... 13
2.4.6 Antibiotici: levofloxacina ... 14
IV- TERAPIE DELL’OCCHIO SECCO ... 15
1. Sistemi di ritenzione del deflusso lacrimale ... 16
1.1 Occlusione del puntino lacrimale ... 16
1.2 Occhiali a camera umida ... 17
1.3 Lenti a contatto ... 17
2. Recenti sviluppi di classi farmaceutiche e target terapeutici
... 182.1 Inibitori del recettore delle citochine ... 18
2.1.1 Osmoprotettori ... 23
2.2 Inibitori delle calcineurina e mTOR ... 26
2.3 Inibitori del recettore degli androgeni e degli estrogeni ... 27
2.4 Antiinfiammatori non steroidei ... 30
2.5 Inibitori del recettore della serotonina ... 32
2.6 Modulatori di canali del cloro attivati dal calcio ... 34
2.7 Agente anti-linfangiogenico ... 34
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2.9 Inibitori del ZAP-70 ... 36
2.10 Peptide parziale di lacritina ... 37
2.11 Interferenza dell'RNA ... 38
V- LACRIMOMIMETICI ... 42
1. Introduzione ... 42
2. Ingredienti attivi ... 43
3. Prodotti medicinali in commercio ... 44
3.1 Disponibilità commerciale ... 45
3.2 Studi clinici sui prodotti commerciali Refresh Tears® e Systane® ... 52
3.3 Refresh contro Refresh ... 54
3.4 Blink contro Refresh contro Systane ... 56
3.5 Soothe contro Refresh o Systane ... 57
3.6 Miglioramento clinico ... 58
3.7 Raccomandazioni terapeutiche ... 60
3 PREMESSA
Molte delle nostre concezioni del mondo e buona parte della nostra memoria si basano sulla vista.
L'occhio umano funziona come una macchina fotografica digitale; serve a distinguere luce dal buio, piccole variazioni di forma, colore, e di luminosità. Quando si parla di visione, non ci rendiamo conto di tutto ciò che comporta: dall’anatomia, alle reazioni chimiche, all’elaborazione degli impulsi trasmessi all’occhio. Vi sono meccanismi fisiologici molto silenziosi, che per la loro azione, hanno grande importanza nella vita dell’uomo e nel suo realizzarsi, come la vista. La visione è dunque una funzione complessa che dipende da fattori ambientali (interazione luce materia) e fattori anatomo-fisiologici (sistema visivo oculare e sistema nervoso centrale).
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I-Anatomia dell’occhio
L’occhio, organo sferoidale, sensoriale alloggiato nell’orbita e protetto dalle palpebre.
Figura 1 – Struttura dell’occhio
La luce è focalizzata principalmente dalla cornea che rappresenta la superficie frontale chiara dell'occhio ed agisce come un obiettivo della fotocamera.
L'iride dell'occhio funziona come il diaframma di una fotocamera, controllando la quantità di luce che raggiunge la parte posteriore dell'occhio regolando automaticamente la dimensione della pupilla.
La lente o cristallino si trova direttamente dietro la pupilla e mette ulteriormente “a fuoco” la luce. Attraverso un processo chiamato accomodamento, questo obiettivo aiuta l'occhio a focalizzarsi automaticamente su oggetti vicini e lontani, come un obiettivo per autofocus. La pupilla è un'apertura circolare posizionata al centro dell'iride, che permette alla luce di penetrare nella parte posteriore del bulbo oculare.
La luce che passa attraverso la cornea e il cristallino, limitata dall'iride, raggiunge quindi la retina che è il rivestimento interno sensibile alla luce della parte posteriore dell'occhio. La retina si comporta come un sensore elettronico di immagini di una fotocamera digitale, convertendo le immagini ottiche in segnali elettronici. Il nervo ottico trasmette questi segnali alla corteccia visiva che è la parte del cervello che controlla il nostro senso della vista. La macula lutea, o macchia gialla, è la zona della retina caratterizzata da una concentrazione
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massima di coni. Situato nella parte posteriore dell'occhio, nell'asse della pupilla, la macula ha un diametro di circa 5,5 mm.
La macula contiene al centro una piccola depressione, la fovea interamente composta da coni stretti l'uno contro l'altro, questa è la zona di massima acuità dell'occhio, cioè quella che permette la visione più accurata dell'illuminazione diurna.
La congiuntiva è una membrana mucosa, che ricopre il bulbo oculare e la parte interna delle palpebre e possiede la funzione di proteggere il bulbo oculare, soprattutto la cornea (benché la sua faccia anteriore sia sprovvista del rivestimento congiuntivale), nonché di facilitare il suo scorrimento e di quello delle palpebre nelle fasi di ammiccamento, mediante la secrezione della componente mucosa del film lacrimale.
Figura 2 – Sezione anatomica del bulbo oculare
La sclera è una membrana fibrosa opaca, formata da collagene e fibre elastiche che costituisce la parte posteriore della tonaca fibrosa del bulbo oculare, insieme alla cornea che occupa la porzione anteriore.
Il corpo vitreo, detto anche umore vitreo, è una massa gelatinosa, trasparente ed incolore che riempie i 4/5 dell'occhio umano e animale, per la precisione la camera vitrea, che è lo spazio compreso tra la superficie posteriore del cristallino e la retina.
Il canale ialoideo è un canale che percorre il corpo vitreo dell'occhio, dalla papilla ottica, il punto in cui le fibre nervose convergono per formare il nervo ottico, fino alla fossa ialoidea che rappresenta la parte posteriore del cristallino.
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L’uvea è una struttura prevalentemente vascolare, relativamente povera di connettivo e ricca di pigmento contenuto all’interno della menbrana sclerale, suddivvisi in 3 parti: coroide, corpo ciliare ed iride.
La coroide è porzione posteriore e più estesa della tunica vascolare, interposta tra la faccia profonda della sclera e lo strato più superficiale della retina. Il corpo ciliare, anello concentrico aderente alla faccia profonda della sclera è la porzione intermedia della tunica vascolare interposto tra la coroide indietro e l’iride. Il film lacrimale è una “pellicola” liquida trasparente continuamente ricambiata che ricopre totalmente la cornea, la parte visibile della sclera e la congiuntiva fino alla rima palpebrale. Le sue funzioni principali sono di difesa alle infezioni batteriche, di lubrificante nei confronti dell'epitelio corneale e di fungere da veicolo per numerose sostanze disciolte nelle lacrima come ossigeno, sali, anidride carbonica, mucine, lipidi, sostanze indispensabili per l’eutrofismo della superficie oculare. Le impurità provenienti dall'ambiente esterno vengono drenate ad opera delle lacrime secrete dalle ghiandole lacrimali. Il film lacrimale si presenta come una struttura unica ma ad uno studio approfondito si evidenziano tre strati:
Figura 3- Struttura del film lacrimale
- Strato mucoso (o proteico), costituto principalmente da proteine, mucine e albumine (58%), lisozima (18%), glicoproteine (24%). Svolge un'importante ruolo di barriera protettiva e rende bagnabile la cornea. Infatti, la superficie della cornea è irregolare per questo le mucine formano una patina in modo da rendere la cornea regolare. - Strato acquoso che rappresenta lo strato intermedio costituito da acqua, sali, zuccheri,
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principalmente dalle ghiandole lacrimali principali che si trovano nella zona alto-tempiale.
- Strato lipidico che rappresenta lo strato più esterno, costituito da cere, colesterolo, lipidi e fosfolidi e da acidi grassi. La sua composizione grassa evita che l'acqua (dello strato acquoso) evapori rapidamente.
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II-Patologie dell’occhio e definizioni
L’occhio può essere soggetto a difetti visivi come la miopia, l’ipermetropia, la presbiopia e da diverse altre malattie oculari come ad esempio la cataratta, il glaucoma, il cheratocono, la cheratite, l’epifora, la congiuntivite, l’occhio secco.
La miopia è un'ametropia o un'anomalia refrattiva, ossia una patologia oculistica a causa della quale i raggi luminosi provenienti da un oggetto posto all'infinito non si focalizzano correttamente sulla retina, ma davanti a essa. La conseguenza è che gli oggetti osservati tendono ad apparire sfocati e la visione migliora con la riduzione della distanza da cui si osserva.
L'ipermetropia è un difetto visivo (ametropia), cioè una patologia oculistica che colpisce la vista e per la quale i raggi di luce provenienti da oggetti distanti, anziché arrivare correttamente sulla retina dell'occhio, si focalizzerebbero in una zona dietro di essa, rendendo quindi sfocata la visione.
La presbiopia si tratta di un calo del potere di accomodazione dell'occhio al di sotto delle 3/4 diottrie, dovuto a un progressivo irrigidimento e sclerosi di alcune aree del cristallino.
La cataratta consiste nella progressiva opacizzazione del cristallino ovvero la lente naturale biconvessa presente all’interno dell’occhio che rifrange la luce per mettere a fuoco un oggetto. La percezione delle immagini appare confusa a causa dell’annebbiamento della vista. È una malattia comune legata all’invecchiamento che colpisce più della metà delle persone sopra i 60 anni (cataratta senile), ma può anche verificarsi dopo la nascita o nei primissimi anni di vita (cataratta congenita), a seguito di lesioni o traumi gravi all’occhio (cataratta traumatica), nei diabetici ed in seguito ad un eccessiva esposizione ai raggi solari (cataratta secondaria) od in persone affette da altre malattie oculari o che hanno fatto uso di farmaci come il cortisone o chemioterapici (cataratta da farmaci o malattie). La cataratta è la più importante causa di cecità o comunque di deterioramento visivo in tutto il mondo.
Il glaucoma è una malattia caratterizzata dall’aumento della pressione interna dell’occhio che determina una progressiva riduzione della vista.
La cheratocono si tratta di una patologia degenerativa della cornea (distrofia corneale progressiva non infiammatoria) che può colpire uno o nella maggior parte dei casi, entrambi gli occhi. Si ipotizza che sia causata da fattori genetici, ambientali o disfunzioni ormonali.
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La cheratite è un'infiammazione della cornea, la parte anteriore trasparente del bulbo oculare, la prima lente del percorso ottico, costantemente ricoperta dal film lacrimale. I segni della cheratite sono soggettivi (epifora, fotofobia, blefarospasmo, sensazione di corpo estraneo, cefalea frontale) e/o oggettivi (congiuntivite peribulbare, infiltrati stromali, lesioni epiteliali).
L’epifora (o illacrimazione) è il patologico flusso di lacrime lungo le guance. Tale disturbo può essere la semplice conseguenza di un’ eccessiva produzione di lacrime, come avviene durante il pianto. Se invece, si è in presenza di una fisiologica produzione di lacrime, la causa è generalmente da ricercare in un restringimento a carico delle vie lacrimali di deflusso, ovvero di quel sistema di condotti che raccolgono le lacrime dal sacco congiuntivale e le convogliano verso le cavità nasali.
La congiuntivite è l'infiammazione sia della cornea sia della congiuntiva. Può essere di diversi tipi:
- adenovirale, quando l’infiammazione colpisce contemporaneamente sia la cornea che la congiuntiva ed è provocata da Adenovirus, cioè da virus in grado di infettare le vie aeree e da qui di trasmettersi alla superficie degli occhi.
- gigantopapillare quando l'infiammazione è correlata alla presenza di un corpo estraneo, come lenti a contatto, protesi o fili di sutura ed è caratterizzata dalla formazione di papille infiammate nella congiuntiva, che talvolta sono visibili anche a occhio nudo. La cura è a base di farmaci derivati dal cortisone.
- primaverile, quando l'infiammazione colpisce contemporanea sia la cornea sia la congiuntiva. Prende origine da un fenomeno allergico nei confronti di sostanze come pollini o pelo di animali domestici ed i sintomi tipici sono intenso prurito, lacrimazione abbondante, bruciore, fastidio alla luce, secrezione mucosa.
- Secca, quando l'infiammazione prende origine dall' eccessiva secchezza dell'occhio che, non più adeguatamente protetto dal film lacrimale, si infiamma.
L’occhio secco è una patologia oculare che consiste in una riduzione quantitativa e/o in un'alterazione qualitativa del film lacrimale, che principalmente ha una funzione umettante della superficie oculare. Tale patologia può essere dannosa perché può provocare lesioni alle strutture esterne dell’occhio. Il film lacrimale tende ad evaporare formando aree di secchezza, con conseguente esposizione alla disidratazione dell'epitelio corneale anteriore e della congiuntiva palpebrale.
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III-La sindrome dell’occhio secco
1- Segni clinici
La sindrome è un insieme di sintomi e segni clinici che costituiscono le manifestazioni della malattia.
La sindrome dell’occhio secco è una patologia legata alle lacrime ed alla superficie oculare con cambiamenti nell’epitelio oculare e correlata ad una ridotta quantità di lacrime, persistente secchezza della congiuntiva e l’opacità della cornea e di sensibilità oculare, conducendo ad reazione infiammatoria.
L’occhio secco è una malattia che comincia con sgradevoli sensazioni, impedendo alle persone colpite dalla patologia, di svolgere attività quotidiane in particolare quando la malattia peggiora. Il numero di pazienti con l’occhio secco sta aumentando annualmente in associazione con l’invecchiamento della società e l’aumento nella utilizzazione di videoterminali.
L’occhio secco è più frequente nelle donne che negli uomini ed era significativamente associato all’invecchiamento. È una delle patologie oculari più comunemente riscontrate, che colpisce fino al 15% -25% degli individui di età superiore ai 65 anni e fino al 6% degli adulti di età superiore a 40 anni. Anche se l’esatta eziopatogenesi dell’occhio secco non è conosciuta, si ritiene che la diminuzione del volume lacrimale sulla superficie corneale e congiuntivale causata da una diminuzione della secrezione lacrimale o dall’evaporazione accelerata svolga il ruolo principale. Le caratteristiche cliniche dell’occhio secco includono sconforto oculare, sensazione di secchezza, sensazione di affaticamento oculare, sensazione fastidiosa di sabbia negli occhi, bruciore e dolore, prurito, arrossamento, fotofobia, iperemia (aumento del flusso sanguigno), cheratocongiuntivite (infiammazione sia della cornea che della congiuntiva), cheratite (infiammazione della cornea) ed anomalie della vista. Se questi sintomi ed osservazioni progrediscono si verificano problemi nella visione. Quindi è abbastanza importante intervenire sull’occhio correttamente in fase iniziale.
L’umidità della superficie oculare è mantenuta da una secrezione fluida acquosa continua prodotta da ghiandole esocrine L’occhio è dotato di queste strutture protettive per il mantenimento dell’umidità superficiale.
Le palpebre servono alla difesa oculare, al lavaggio della superficie oculare, alla distribuzione e rinnovo del film lacrimale, alla protezione della retina da eccessiva intensità luminosa, alla
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facilitazione nell’aspirazione del liquido lacrimale da parte del sacco lacrimale, alla formazione dello strato lipidico del film lacrimale.
L’apparato lacrimale è formato da un apparato secretore del film lacrimale e da un apparato che ne consente il deflusso.
Figura 4 – Schema dell’apparato lacrimale
L'apparato secretore è composto dalla ghiandola lacrimale principale, situata in una fossetta nell'angolo superolaterale dell’orbita oculare e dalle ghiandole lacrimali accessorie che si trovano nella congiuntiva palpebrale.
La ghiandola principale secerne lo strato acquoso del film lacrimale mentre le ghiandole accessorie mantengono costante la secrezione lacrimale basale.
L’apparato escretore è costituito dai punti lacrimali, canalicoli lacrimali, sacco lacrimale e dotto nasolacrimale che sfocia nell’orifizio nasolacrimale.
Figura 5 – La ghiandola lacrimale
Il flusso lacrimale dell’occhio viene regolato in base alle variazioni delle condizioni ambientali e dalla frequenza di ammiccamento. La lacrimazione aumenta notevolmente in caso di irritazione della superficie oculare. Gli stimoli irritanti sono rilevati da nocicettori
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cutanei che sono terminazioni di neuroni sensoriali che segnalano un danno tissutale e permettono di segnalare al cervello le sensazioni dolorose. Tuttavia, le strutture neurali responsabili del rilevamento della secchezza della superficie oculare per regolare la velocità di lacrimazione rimangono indefinite.
La secchezza degli occhi può essere causato da altre patologie, problemi in anatomia della palpebra o per l'ambiente o l’uso di alcuni farmaci. Alcuni farmaci che vengono prescritti per specifiche condizioni patologiche sistemiche possono determinare la patologia dell’ occhio secco come effetto collaterale.
2- Le cause della sindrome dell’occhio secco
2-1. Carenza di vitamina A
La vitamina A ha la funzione di legarsi a una proteina chiamata opsina per costituire la rodopsina. Questa è il pigmento visivo dei bastoncelli, i fotorecettori della retina sensibili alla luce di bassa intensità cioè preposti alla visione crepuscolare. Inoltre, mantiene anche l’integrità delle mucose e degli epiteli. La sua carenza porta a cecità notturna, degenerazione delle mucose con conseguenti ulcere e infezioni, fino alla xeroftalmia. La Xeroftalmia è la condizione patologica per cui gli occhi di una persona non riescono più a lacrimare, si differenzia dal termine più generico occhio secco in quanto si indica il termine xeroftalmia solo per indicare l'assenza di vitamina A, causa della patologia.
2-2. Malattie articolari e secchezza oculare
L’artrite reumatoide è una condizione che è spesso caratterizzata dalla presenza di infiammazione generalmente localizzata nelle articolazioni, ma non è raro che una conseguenza di questa malattia si produca una infiammazione agli occhi. L’infiammazione degli occhi, ovviamente, causa molti problemi tra i quali, secchezza oculare. A sua volta, l’occhio secco aumenterà l’infiammazione che a sua volta aggraverà ulteriormente questa condizione. Per questo motivo, non è raro vedere che le persone con artrite reumatoide possono anche e purtroppo soffrire di secchezza oculare.
2-3. La sindrome di Sjögren
È una malattia infiammatoria cronica su base autoimmune, caratterizzata dalla distruzione di ghiandole esocrine lacrimali, mediata dai linfociti T. C'è inoltre un'eccessiva attivazione dei
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linfociti B con produzione di autoanticorpi quali fattore reumatoide (FR). Se la malattia si presenta come quadro isolato si parla di sindrome di Sjögren primaria ma se è in associazione con altre malattie autoimmuni si presenta come sindrome di Sjögren secondaria.
2-4. Le classi di farmaci
2-4.1. Beta-bloccanti: propranololo e atenololo
I Beta-bloccanti sono usati per trattare l'ipertensione arteriosa, scompenso cardiaco e del ritmo cardiaco irregolare; gli effetti collaterali di questi farmaci includono secchezza degli occhi.
2-4.2. Farmaci diuretici: furosemide e idroclorotiazide
I farmaci diuretici, comunemente prescritti per problemi di ipertensione o altre malattie cardiache, possono anche causare secchezza oculare.
2-4.3. Isotretinoina
Isotretinoina, o Accutane, è antiacneico ed usato per la psoriasi. Può anche causare sintomi di secchezza oculare.
2-4.4. Antidepressivi
I farmaci antidepressivi sono stati associati con i sintomi dell'occhio secco. Gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina come il citalopram, la sertralina e gli antidepressivi triciclici come l'amitriptilina sono stati associati in alcuni pazienti alla patologia dell’occhio secco.
2-4.5. Antistaminici: cetirizina e difenidramina
Antistaminici farmaci possono causare secchezza degli occhi in coloro che non manifestano un quadro di questa patologia e può rendere la condizione peggiore in coloro che già abbia contratto la patologia. Gli antistaminici infatti, possono diminuire la produzione di lacrime.
14 2-4.6. Antibiotici: levofloxacina
L’uso di questo principio attivo nei colliri agisce contro le infezioni causate da batteri. Come effetto collaterale l’uso della levofloxacina produce dolore e prurito agli occhi e occhio secco, fotofobia, gonfiore delle palpebre, formazione di crosta sul margine della palpebra.
Conoscendo le cause, è più facile specificare le tipologie della sindrome da occhio secco. Si distingue in primaria e secondaria a seconda che sia causata da due diverse tipologie di fattori:
- Sindrome primaria: sindrome causata da una malattia autoimmune, come ad esempio lupus eritematoso sistemico, artrite reumatoide, sclerodermia o la sindrome di Sjögren. Il sistema immunitario delle persone affette da malattie infiammatorie croniche di natura autoimmune, non riconoscendo le proprie cellule, i tessuti e gli organi, attacca soprattutto le ghiandole esocrine (salivari, lacrimali) distruggendole e creando notevoli disturbi quali bocca secca (xerostomia) e la sindrome dell’occhio secco.
- Sindrome secondaria: sindrome causata da un’eccessiva evaporizzazione del film lacrimale dovuta ai fattori anche molto diversi fra loro ad esempio malattie (blefariti, congiuntiviti), errato od eccessivo utilizzo di lenti a contatto e/o colliri, assunzione di farmaci (in particolare ormoni, immunosoppressori, decongestionanti, antistaminici, diuretici, antidepressivi, betabloccanti, farmaci per le malattie cardiache e per il trattamento delle ulcere).
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IV-Terapie dell’occhio secco
La gestione dell’occhio infiammato nei pazienti con la malattia dell’occhio secco ed i diversi trattamenti si basa sull’uso topico di lacrime artificiali, lubrificanti, stimolazione della secrezione lacrimale, farmaci antiinfiammatori, terapia con lenti a contatto, terapia chirurgica e dispositivi medici per la gestione della ritenzione lacrimale.
Le lacrime artificiali sono lubrificanti artificiali, costituite da soluzioni tampone ipotoniche o isotoniche contenenti tensioattivi di elettroliti e vari tipi di agenti di viscosità. Una soluzione isotonica è in grado di mantenere la superficie oculare umida senza influenzare la secrezione lacrimale, mentre quella ipotonica può aumentare la quantità di liquidi nelle cellule epiteliali dell’occhio per osmosi in accordo al principio del gradiente di concentrazione.
La terapia chirurgica consiste nell’applicazione di dispositivi di ritenzione lacrimale e si esegue mediante l’uso di impianti in grado di occludere permanentemente il canalicolo lacrimale. Questo tipo di impianti noti anche come “plugs” , potrebbero essere assorbibili e non assorbibili.
Come dispositivo medico si usano gli occhiali a camera umida come trattamento aggiuntivo. E’ stato riportato che l'aumento dell'umidità perioculare può causare una crescita dello spessore del film lacrimale dello strato lipidico che può risultare più grave in coloro che indossano occhiali.
Dal punto di vista farmacologico il trattamento più appropriato consiste nel trattamento dell'infiammazione e nel ripristino del film lacrimale. La secchezza oculare è il risultato di molti fattori che provocano l'infiammazione della cornea e della congiuntiva: la disfunzione delle ghiandole secretorie lacrimali porta a cambiamenti nella composizione lacrimale come l'iperosmolarità che stimola la produzione di mediatori dell'infiammazione sulla superficie oculare. Questa infiammazione può essere provocata da uno stress irritativo cronico come l'uso di lenti a contatto o da una malattia autoimmune infiammatoria sistemica come l'artrite reumatoide come detto precedentemente. I farmaci antinfiammatori sono ampiamente utilizzati per il trattamento dell'infiammazione ed i colliri a base di corticosteroidi topici rappresentano la terapia più comune. I corticosteroidi possono alleviare rapidamente ed efficacemente i sintomi dei segni dell'occhio secco moderato o severo. Gli steroidi d'altra parte producono gravi effetti collaterali dopo un uso prolungato. Gli effetti includono il rischio di infezione batterica o fungina, elevata pressione intraoculare, formazione di cataratta. Quindi gli steroidi sono tipicamente usati solo per una o due settimane in pazienti
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con occhio secco. Di conseguenza, i farmaci antinfiammatori non steroidei i FANS sono sempre più utilizzati come trattamento per l’occhio secco anziché gli steroidi perché i loro effetti collaterali sono meno importanti e perché gli steroidi localmente sopprimono la risposta immunitaria in pazienti con una superficie oculare già compromessa. I FANS riducono il disagio agli occhi a causa del loro effetto analgesico e inoltre riducono l'infiammazione.
Nel 2002 la Food and Drug Administration che è l'ente governativo statunitense che si occupa della regolamentazione dei prodotti alimentari e farmaceutici ha approvato il farmaco Restasis® della società Allergan come il primo farmaco di prescrizione che aiuta ad aumentare la produzione lacrimale ridotta dall'infiammazione dovuta alla secchezza cronica dell'occhio secco. Restasis è un'emulsione oftalmica contenente ciclosporina allo 0,05%. Un altro prodotto con la stessa efficacia di Restasis è il collirio a base del 3% di diquafosol tetrasodium approvato nel mercato asiatico.
Altri tipi di farmaci utilizzati sono gli antibiotici: la doxiciclina orale, l'azitromicina e la tetraciclina; gli antivirali: Aciclovir unguento oftalmico, idossuridina come collirio. Inoltre, alcuni risultati sono stati ottenuti con ricerche sull'uso delle lacrime sieriche e sul trattamento della luce pulsata intensa.
1- Sistemi di ritenzione del deflusso lacrimale
1-1.1. Occlusione del puntino lacrimale
La teoria dell’occlusione permanente del puntino lacrimale con cauterizzazione come terapia per l’occhio secco risale a più di 70 anni fa e anche se i primi impianti sono stati utilizzati 45 anni fa.
I “punctal plugs” sono tappi rimovibili a lunga durata per ritardare la clearance lacrimale nel tentativo di trattare la superficie oculare di pazienti con una scarsa produzione della componente acquosa del film lacrimale. Sono di 2 tipi: quelli assorbibili e non assorbibili. I primi sono costituiti di collagene o polimeri e durano per periodi variabili (da 3 giorni a 5 mesi), mentre i secondi non assorbibili e permanenti.
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Il 74-86% dei pazienti trattati con punctal plugs ha riportato degli effetti positivi sui sintomi dell’occhio secco. Indici oggettivi di miglioramento riportati grazie all’uso di punctal plugs includono il miglioramento della colorazione, un aumento del tempo di rottura del film lacrimale (TFBUT), una diminuzione dell’osmolarità lacrimale e un aumento della densità delle cellule caliciformi. Ci sono controindicazioni all’uso dei punctal plugs perché ci si può avere allergia dovuto ai materiali utilizzati nei plug, lesione del puntino lacrimale e un’ostruzione del dotto nasolacrimale preesistente, infezione acuta o cronica del canalicolo lacrimale o del sacco lacrimale. E’ stato suggerito che i plug possano essere controindicati nei pazienti affetti da occhio secco con un’infiammazione della superficie oculare, perché l’occlusione del flusso lacrimale verso l’esterno prolungherebbe il contatto della la superficie oculare con lacrime ricche di citochine infiammatorie. E’ stato raccomandato il trattamento dell’infiammazione della superficie oculare prima di procedere all’inserzione del plug.
1-1.2. Occhiali a camera umida
L’uso di occhiali che conservano l’idratazione è stato un metodo per alleviare il discomfort oculare associato all’occhio secco. Tuttavia, l’efficacia per il trattamento dell’occhio secco ne è limitato. L’aggiunta di coperture laterali agli occhiali ha dimostrato un ulteriore aumento dell’umidità.
Molti studi hanno evidenziato che un aumento nell’umidità perioculare causa un importante aumento nello spessore dello strato lipidico del film oculare. I soggetti con occhio secco che portavano occhiali hanno mostrato degli intervalli di ammiccamento significativamente più lunghi rispetto ai pazienti che non portavano occhiali.
1-1.3. Lenti a contatto
Le lenti a contatto possono aiutare a proteggere e idratare la superficie corneale in condizioni di occhio secco acuto. Sono stati valutati molti materiali e tipi di lenti a contatto incluse le lenti a contatto in gomma siliconica e le lenti a contatto rigide gas-permeabili con o senza fenestrazione. E’ stato riscontrato un miglioramento dell’acuità visiva e del comfort, una diminuzione dell’epiteliopatia corneale e la guarigione di difetti dell’epitelio corneale. Esiste un piccolo rischio di vascolarizzazione corneale e un aumento di probabilità di infezione.
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2- Recenti sviluppi di classi farmaceutiche e target terapeutici
2.1 Inibitori del recettore delle citochine
Le citochine sono sostanze o proteine solubili agendo a distanza su altre cellule per regolarne l’attività. Tramite recettori specifici, la loro azione può essere:
• paracrina cioè agendo su cellule vicine, • endocrina su cellule distanti,
• juxtacrina su cellule in contatto, • autocrina su cellule produttrici.
Sono prodotte in risposta ad antigeni presenti sulla superficie di organismi estranei per il sistema immunitario. Dopo aver risposto all’antigene, stimolano le cellule in carico dello sviluppo delle difese immunitarie. Incapaci di penetrare la membrana cellulare, funzionano legandosi a proteine recettoriali. Queste proteine possono essere distinte in 4 gruppi (basati sulla loro struttura):
- Famiglia delle ematopoietina, che include diversi fattori di crescita, tra cui l’eritropoietina (Epo) e varie interleuchine
- Famiglia dei TNF (tumor necrosis factor), tra cui il TNFα .
- Famiglia delle chemochine, tra cui MIP-1α e RANTES, importanti nel controllo del virus dell’HIV.
- Famiglia delle interleuchine dall'IL-1 all'IL-36.
Le citochine prodotte da cellule del sistema immunitario sono dette interleuchine. Tra le citochine vi è la importante famiglia degli interferoni, che inducono le cellule a resistere a infezioni virali.
Proprietà delle citochine:
- Pleiotropia: una determinata citochina può agire su differenti tipi di cellule inducendo effetti diversi.
- Ridondanza: due o più citochine possono agire su una stessa cellula amplificando il loro effetto.
- Sinergia: l'effetto combinato di due diverse citochine è maggiore della somma dei singoli effetti.
- Antagonismo: l'effetto di una citochina può inibire o controbilanciare l'effetto di un'altra citochina.
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La regolazione delle risposte cellulari alle citochine vede il coinvolgimento della via di segnalazione delle JAK/STAT. Tramite le proteine Janus chinasi (JAKs) e le proteine trasduttrici del segnale ed attivatore della trascrizione (STATs), la via trasduce il segnale generato dall'attività delle citochine e dei fattori di crescita a una risposta intracellulare, provocata dall'azione delle proteine STAT attivate, che, una volta nel nucleo cellulare, modificano l'espressione genica.
Figura 8 -Schema di attivazione del recettore delle citochine.
La via svolge un ruolo centrale nel modulare le principali funzioni delle cellule, regolando i loro processi di proliferazione, differenziamento e apoptosi.
Piccole molecole che agiscono come inibitori JAK sono già state individuate per la loro possibile applicazione farmaceutica per una varietà di malattie autoimmuni. Tra le citochine la famiglia più importante è il gruppo di interleuchine da IL-1 a IL-36. Funzionano sulla risposta immunitaria responsabile della difesa contro le infezioni extracellulari e in alcune malattie infiammatorie autoimmuni tra cui la malattia dell'occhio secco.
Come sappiamo l'iperosmolarità lacrimale stimola la produzione di mediatori e attiva la cascata dell’infiammazione. I cambiamenti della composizione delle lacrime promuovono l'infiammazione a carico della superficie oculare attraverso diversi meccanismi. In primo luogo si manifesta una diminuita secrezione di fattori antinfiammatori fisiologici come la lattoferrina da parte delle ghiandole lacrimali coinvolte nella patologia. In secondo luogo si riscontra un'aumentata produzione di alcune citochine pro-infiammatorie (interleuchina-1 [IL-1] e fattore di necrosi tumorale-α [TNF-α]), con aumento della produzione di enzimi
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proteolitici da parte della superficie oculare sofferente e da parte delle cellule epiteliali ghiandolari, con infiltrazione dei linfociti T nei tessuti ghiandolari. Infine, si verifica un'attivazione di citochine latenti inattive e di proteasi che normalmente sono presenti nel film lacrimale con il ruolo di meccanismo di difesa precoce della superficie oculare. Le citochine, per il loro ruolo centrale nella patogenesi dell'occhio secco, sono dei buoni bersagli per il trattamento di questa patologia e una parte significativa della ricerca farmacologica si è concentrata sul loro uso come agenti anti-infiammatori.
Eleven Biotherapeutics, Inc. ha sviluppato composizioni di citochine della famiglia IL-17 come antagonisti valutandole nel modello di occhio secco indotto nei topi mediante iniezione sottocutanea di scopolamina (alcaloide allucinogeno) e successiva stabulazione dei topi in ambiente controllato. Questo metodo riguarda proteine leganti, tra cui non naturale e proteine modificate in modo ricombinante che si legano a un IL-17R e includono proteine con sequenza di citochine IL-17 mutata. Inoltre l'azienda sta studiando metodi di somministrazione della citochina IL-1 o IL-17 antagonista per il trattamento del disturbo dell'occhio secco prevedendo somministrazione per via topica prima del sonno o durante il riposo notturno. Poiché le interleuchine di tipo 1α e 1β sono iperespresse nella sindrome dell'occhio secco, il blocco della segnalazione di IL-1 per applicazione topica di anakinra, un’antagonista recettoriale del recettore IL-1 e sviluppato come collirio per uso sperimentale, produceva una riduzione dei segni e sintomi della malattia. Poiché l'anakinra è un farmaco approvato per il trattamento antinfiammatorio sistemico, è stata progettata una proteina con proprietà farmaceutiche superiori per potenza e stabilità termica, da utilizzare per uso topico migliorandone l’efficacia. Come risultato di questa ricerca, Eleven Biotherapeutics, ha progettato e ingegnerizzato una bioproteina nuova a dominio singolo e migliorata dal punto di vista terapeutico per la secchezza oculare, chiamato EBI-005. EBI-005 legato al recettore IL-1 è risultata ~ 30 volte più potente di anakinra. EBI-005 è più attivo della ciclosporina, principio attivo di Restasis ™ somministrata per via topica. Quindi, EBI-005 si può definire
un bloccante del recettore IL-1 che è stato ottimizzato per la somministrazione oculare topica. È il primo inibitore di segnalazione IL-1 che per la sua potenza assicura una frequenza ottimale di somministrazione in conseguenza del lungo tempo di legame con i recettori. La stabilità termica di EBI-005 aumenta il suo potenziale applicativo, in quanto risulta un prodotto stabile a temperatura ambiente. Inoltre, la bassa esposizione sistemica riduce il rischio di eventi avversi correlati alla soppressione immunitaria associata all'antagonismo sistemico di IL-1.
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La società coreana Benebiosis Co. Ltd. e l'Università coreana di Sungkyunkwan stanno sviluppando un composto costituito da acido sialico e residui di monosaccaridi indipendenti. Il composto sopprime l'espressione dell'enzima metalloproteasi della matrice 9 (MMP-9: enzimi proteolitici il cui meccanismo catalitico richiede la presenza di ioni metallici zinco come cofattori), e l'infiammazione che causa le citochine IL-1b e il fattore di necrosi tumorale-alfa (TNF-a) sulle cellule epiteliali corneali. Il composto sopprime anche l'attività del fattore di crescita vascolare VEGFR-2 mediato da VEGF sulle cellule endoteliali retiniche umane, poiché probabilmente è coinvolto nell'aumentata angiogenesi che si manifesta nella sindrome di Sjögren. È possibile che questo composto possa anche avere un ruolo potenziale in altri disturbi oculari con neovascolarizzazione.
Un altro inibitore della MMP-9 è stato sviluppato da Alcon Research, Ltd. Il composto è una preparazione oftalmica a base di gelatina contenente proteasi in grado di inibire i substrati peptidici, un sale borato e un galattomannano, un trisaccaride formato da unità di mannosio e galattosio e derivato da gomme naturali. Il substrato peptidico inibitore è normalmente costituito da gelatina, macroglobulina alfa-2, ovomacroglobulina, collagene e caseina e dopo una somministrazione topica consente di inibire la proteasi MMP-9.
Nagelhout e coll. (2005) hanno rilevato livelli elevati di MMP-9 e citochine IL-1beta, IL-8 e TGFbeta1 (Transforming Growth Factor beta 1) nella ghiandola lacrimale e nella cornea dei conigli su cui veniva sviluppato un modello ad occhio secco. La ridotta e alterata composizione del film lacrimale negli occhi, o la disfunzione della ghiandola lacrimale, può destabilizzare il film lacrimale e causare una patologia epiteliale della superficie oculare. L'aumento dell'attività delle metalloproteinasi della matrice (MMP), in particolare MMP-9, svolge un ruolo fondamentale nella guarigione delle ferite e nell'infiammazione ed è principalmente responsabile delle alterazioni patologiche della superficie oculare che porta a uno stato di perdita delle sua funzioni.
Inoltre, Incyte Corporation sta sviluppando derivati dell’ azetidina e del ciclobutano quali JAK inibitori per il trattamento dell'occhio secco. Gli inibitori in via di sviluppo sono eteroarile pirrolo sostituito 2,3-b piridine ed eteroarile pirrolo sostituito 2,3-b pirimidine modulando l'attività della chinasi JAK chinasi, in grado di legare e aumentare o diminuire l'attività di uno o più membri della famiglia di JAK. I JAK modulatori potrebbero essere del tipo JAK1, JAK2, JAK3. La somministrazione dell'inibitore potrà essere sistemica o topica.
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Fig.9 Eteroarile pirrolo sostituito 2,3-b piridine Fig.10 Eteroarile pirrolo sostituito 2,3-b pirimidine
Analogamente, Rigel Pharmaceuticals Inc. sta sviluppando pirimidinediammine 2,4-sostituite come JAK inibitori per il trattamento della patologia dell'occhio secco. Questi composti sono potenti e sono inibitori selettivi in particolare per le vie di segnalazione delle citochine contenenti JAK2 e JAK3. Possono essere usati per regolare o inibire l'attività della JAK chinasi nella cascata di segnalazione in cui le chinasi JAK svolgono un ruolo fondamentale, influenzando le risposte biologiche ad esse correlate. Si ritiene che i composti possano essere utilizzati per inibire la JAK , sia in vitro che in vivo, in una vasta gamma di tipi di cellule che esprimono la JAK chinasi e possono anche essere usati per regolare cascate di trasduzione del segnale in cui le chinasi JAK, in particolare JAK3, svolgono un ruolo. Secondo l'azienda, l'inibitore potrebbe portare ad ottenere benefici clinici prevenendo il verificarsi della malattia in pazienti predisposti o che non mostrano ancora i sintomi della malattia. Il composto è relativamente potente rispetto ad altri inibitori simili e può essere somministrato a livello locale a basse dosi, riducendo così al minimo gli effetti avversi sistemici. La somministrazione di una o più classi di composti 2,4-pirimidiniammina una volta al giorno fino a due volte al giorno risulta efficace nell’aumentare il volume della produzione lacrimale rispetto al volume di produzione lacrimale negli occhi non trattati e diminuire i sintomi della sindrome dell'occhio secco. Il volume di produzione lacrimale è aumentato entro due-cinque giorni dal 25% al 50% circa rispetto alla produzione iniziale di lacrime. L'aumento della produzione di lacrime a seguito della somministrazione, in alcuni casi, è paragonabile alla normale produzione di lacrime.
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Analogamente, Schepens Eye Research Institute sta sviluppando una composizione che inibisce la funzione della citochina infiammatoria IL-17 che agisce come un potente mediatore per i processi infiammatori. La composizione è stata progettata per trattare i disturbi infiammatori oculari IL-17-mediati e comprende un composto contenente un sale fisiologicamente accettabile, analoghi idrossipropilmetilcellulosa (HPMC), carbopol-metilcellulosa, un agente mucolitico, carbossimetilcellulosa (CMC ), acido ialuronico, ciclodestrina e vaselina. Il composto somministrato localmente a livello oculare nei pazienti, inibendo l'attività della citochina infiammatoria IL-17, riduce la gravità della sindrome dell'occhio secco.
Infine, Allostera Pharma Inc. sta lavorando alla scoperta di peptidi a basso PM basati su sequenze di aminoacidi delle regioni extracellulari o di transmembrana del fattore di necrosi tumorale (TNF), i quali si sono dimostrati efficaci nella modulazione dell'attività del recettore del TNF. Un recettore del fattore di necrosi tumorale, o recettore della morte, è un recettore della citochina trimerica che si lega al TNF. La società sta sviluppando nuove e più efficaci composizioni terapeutiche denominate Allosteramers™ per il trattamento di malattie infiammatorie associate alla disfunzione del recettore TNF o del TNF. Gli Allosteramers™ sono peptidi corti che possono modulare efficacemente le attività del recettore del TNF in base alle sequenze di amminoacidi delle regioni extracellulari o transmembrana di un recettore del TNF. Il peptide è composto da 5-25 aminoacidi ed è derivato da proteine proprie del corpo che possono interagire con la proteina da cui è derivato, o con le sue proteine associate, senza competere con un ligando naturale. Tali efficaci modulatori possono essere progettati semplicemente basandosi su sequenze amminoacidiche lineari di un bersaglio biologico senza prima caratterizzare alcuna struttura secondaria o terziaria del bersaglio.
2.1.1 Osmoprotettori
Esistono inoltre una categoria di polimeri che sopprimono la produzione e l'attività delle metalloproteinasi della matrice indotte dall'iperosmolarità nelle cellule epiteliali corneali umane primarie: gli osmoprotettori. L’iperosmolarità è stata riconosciuta come uno stress proinfiammatorio che può avere una funzione importante nella patogenesi della malattia dell'occhio secco. Alcuni soluti compatibili possono penetrare all’interno dell’epitelio e essere assorbiti dalle singole cellule, agendo come osmoprotettori. Essi agiscono all’interno della cellula a livello molecolare, aiutando la cellula a raggiungere e mantenere un corretto bilanciamento osmotico. Le cellule possono così proteggersi dai sali in eccesso e difendersi dall’ambiente iperosmolare esterno. L'effetto osmoprotettivo di L-carnitina, eritritolo e
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betaina, sulla produzione e attività delle metalloproteinasi della matrice (MMP) in cellule epiteliali corneali umane primarie (HCEC: human corneal epithelial cells) esposte a stress iperosmotico sono state valutate con attenzione.
La l-Carnitina è un derivato aminoacidico sintetizzato nell'organismo umano, chiamato più semplicemente carnitina e viene sintetizzata a partire da due aminoacidi lisina e metionina. L'attività più nota della carnitina è il suo ruolo come trasportatore di acidi grassi a lunga catena nella matrice mitocondriale. In questa sede gli acidi grassi vengono convertiti in energia tramite il processo di beta-ossidazione della respirazione cellulare. L ‘effetto che produce è quello di accumulo di acidi grassi non ossidati.
Figura 12 -Biosintesi della l-carnitina
L’eritrolo è un polialcol naturalmente presente nella frutta e nei cibi fermentati.
La betaina N,N,N-trimetilglicina, fu denominata dopo la sua scoperta nella barbabietola da zucchero nel XIX secolo. È un piccolo amminoacido N-trimetilato, in forma zwitterionica a pH neutro. Molte betaine servono come osmoliti organici, sostanze sintetizzate o assunte dall'ambiente dalle cellule per proteggerci contro lo stress osmotico, aridità, elevata salinità o temperatura. L'accumulazione intracellulare di betaine, non turbando la funzione enzimatica, la struttura delle proteine e l'integrità della membrana, permette la ritenzione idrica nelle cellule, proteggendole dagli effetti della disidratazione.
Sintesi della betaina ottenuta per reazione dell’acido cloroacetico con trimetilammina.
Cl-CH2-CO2H + (H3C)3N -> (H3C)3N(+)-CH2-CO2(-) + HCl
Le HCEC (human corneal epithelial cells) primarie sono state ottenute da espianti di tessuto limbare del donatore. Le colture in terreno isoosmolare (312 mOsm/L) sono state trasferite su terreno iperosmotico con o senza precedente incubazione con diverse concentrazioni di
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carnitina, eritritolo o betaina (2, 10 o 20 mM). L'espressione di mRNA delle MMP è stata determinata con la tecnica della RT-PCR (Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction). Questa tecnica di biologia molecolare consente la amplificazione di frammenti di acidi nucleici dei quali si conoscano le sequenze nucleotidiche iniziali e terminali cioè la sintesi di una molecola di DNA a doppio filamento a partire da uno stampo di RNA. L'amplificazione mediante PCR consente di ottenere in vitro molto rapidamente la quantità di materiale genetico necessaria per le successive applicazioni. La produzione e l'attività delle proteine sono state valutate mediante la tecnica della colorazione immunofluorescente e la zimografia, una tecnica elettroforetica basata sull'elettroforesi SDS-PAGE che include un substrato copolimerizzato in un gel di poliacrilammide per la rilevazione dell'attività enzimatica.
I mezzi iperosmotici (400, 450 o 500 mOsM) hanno significativamente stimolato l'espressione di mRNA di collagenasi MMP-13, gelatinasi MMP-9 e MMP-2, stromelysin MMP-3 e matrilysin MMP-7, principalmente in modo dipendente dall'osmolarità. L'espressione di mRNA stimolata e la produzione di proteine di queste MMP sono state significativamente soppresse dalla L-carnitina, dall'eritritolo o dalla betaina, come valutato con RT-PCR e colorazione immunofluorescente. È interessante notare che questi osmoprotettori non solo sopprimevano la produzione ma inibivano anche l'attivazione di MMP-9 e MMP-2, come valutato con la zimografia gelatinosa.
I risultati dimostrano che gli osmoprotettori, la carnitina, l'eritritolo e la betaina sopprimono l'espressione genica, la produzione di proteine e l'attività enzimatica delle MMP in HCEC esposti a stress iperosmotico. La carnitina sembra avere l'effetto soppressivo più ampio e più forte su queste MMP. Questi osmoprotettori possono avere effetti potenziali nella protezione dell'epitelio della superficie oculare dai disturbi mediati da MMP nella malattia dell'occhio secco.
La betaina è dunque capace di agire come agente osmoprotettivo mantenendo regolare il bilancio dei fluidi nell’ambiente micromolecolare. È un soluto compatibile e può fornire vantaggi addizionali alle formulazioni di sostituti lacrimali esistenti. L’utilizzazione di soluti compatibili naturali quali ad esempio eritritolo e l-carnitina all’interno della composizione dei sostituti lacrimali da utilizzare nelle sindromi da disfunzione lacrimale quali l’occhio secco potrà, oltre che provvedere alle capacità lubrificanti, idratanti e diluenti proprie delle formulazioni più avanzate, esercitare un’attiva protezione contro lo spostamento della componente acquosa iperosmolare del film lacrimale, difendendo le cellule epiteliali della superficie oculare dallo shock iperosmotico.
26 2.2 Inibitori delle calcineurina e mTOR
La calcineurina è una proteina con attività fosfatasica, ed in particolare è una serina/treonina fosfatasi controllata dal calcio intracellulare coinvolta in varietà di risposte biologiche compresa l’attivazione dei linfociti. E’ in grado di defosforilare il fattore di trascrizione NF-AT (Nuclear Factor of Activated T-cells) a seguito dell’aumento della concentrazione intracellulare di calcio. La sua inibizione blocca l’attivazione delle cellule linfocitarie e causa uno stato di immunosoppressione che previene lo sviluppo delle reazioni di rigetto nei pazienti trapiantati.
Tzu e coll. nel 2012 hanno dimostrato che un'adeguata immunomodulazione mediante inibitori della calcineurina somministrati per via topica può eliminare la necessità di steroidi e alterare favorevolmente la prognosi a lungo termine dei pazienti con malattie infiammatorie della superficie oculare. Gli inibitori della calcineurina sono potenti immunosoppressori che inibiscono in modo reversibile la proliferazione delle cellule T e prevengono il rilascio di citochine pro-infiammatorie bloccando l'attività della calcineurina, un enzima onnipresente che si trova nel citoplasma cellulare. Gli inibitori della calcineurina possono essere altamente efficaci nelle malattie oftalmiche immuno-mediate come l'uveite che rappresenta
un'infiammazione di parte o di tutta la tonaca dell’occhio, la sindrome dell'occhio secco e la blefarite ovvero un'infiammazione del bordo libero della palpebra.
Lux Biosciences, Inc. sta sviluppando una composizione oftalmica chiamata Voclosporin (VCS, ISA247). La voclosporina è un nuovo inibitore della calcineurina, sviluppata utilizzando un approccio farmacodinamico utile per il trapianto di organi solidi e per le malattie autoimmuni. Il composto è utile per le alcune patologie della superficie oculare come la sindrome dell'occhio secco, la sindrome di Sjögren, l’uveite, la congiuntivite, la cheratite, la cheratocongiuntivite (primitiva, atopica) e patologie autoimmuni della superficie oculare, compresa congiuntivite cicatrizzante, blefarite e sclerite.
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Figura 13 -Voclosporina
La mTOR (mammalian Target of Rapamycin), bersaglio della rapamicina nei mammiferi è una protein-chinasi che fosforila serina e treonina e regola la crescita, la proliferazione, la motilità e la sopravvivenza delle cellule, la sintesi proteica e la trascrizione.
La rapamicina è un macrolide prodotto da Streptpmyces hygroscopicus. Al contrario di voclosporina, non inibisce l’azione di calcineurina, ma blocca la proliferazione cellulare arrestandone il ciclo riproduttivo. Ha dimostrato notevoli proprietà immunosoppressive e antiangiogeniche, è stato recentemente investigato in uno studio pilota su occhi equini (Douglas LC,Yi NY, Davis JL, Salmon JH, et al.: Ocular toxicity and distribution of subconjunctival and intravitreal rapamycin in horses. J Vet Pharmacol Ther 31(6):511-516, 2008)
2.3 Inibitori del recettore degli androgeni e degli estrogeni
Il target in questo caso sono i recettori ormonali presenti sulle membrane cellulari, specifici per determinati ormoni e capaci di legarsi ad essi. Tale specificità rende una determinata cellula, bersaglio di un determinato ormone tra i tanti che sono costantemente immessi in circolazione dalle ghiandole endocrine.
Sono distinguibili tra i recettori:
- Recettori cellulari di superficie: in seguito all'interazione con ormoni si producono secondi messaggeri (AMPciclico, Calcio 2+) che regolano l'espressione genica, le funzioni metaboliche la sopravvivenza delle cellule;
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- Recettori intracellulari citoplasmatici e nucleari. I complessi ormone-recettore si legano a sequenze del DNA e ne regolano l'espressione genica;
Da alcuni anni si è avuta conferma che gli ormoni sessuali svolgono un ruolo chiave nella formazione e nel decorso della malattia dell'occhio secco. La maggior parte delle donne che soffrono di sindrome dell'occhio secco sono in post-menopausa. Tuttavia, non tutte le donne in post-menopausa sviluppano l’occhio secco, suggerendo che altri fattori, oltre alla diminuzione degli ormoni ovarici, sono necessari per lo sviluppo della malattia.
Mostafa e colleghi nel 2012 hanno dimostrato dopo esperimenti in vivo che l'infiltrazione linfocitica aveva preceduto l'apoptosi della ghiandola lacrimale dopo l'ovariectomia e che la rimozione degli ormoni sessuali ovari aveva accelerato questi effetti negli animali geneticamente predisposti. Inoltre, una terapia sostitutiva dell'ormone sessuale fino ad ottenere livelli fisiologici ha prevenuto questi sintomi. Ancora non sono chiari i meccanismi con i quali la diminuzione dei livelli degli ormoni sessuali causa infiltrazioni linfocitiche e apoptosi e l'interazione della mancanza di ormoni sessuali con gli elementi genetici.
In quest’ottica l'Università del Tennessee sta sviluppando una serie di modulatori selettivi del recettore degli androgeni (SARM) come potenziali agenti per il trattamento della malattia dell'occhio secco. I composti sono ligandi non steroidei per il recettore degli androgeni e mostrano attività androgenica e/o anabolica. Sono agonisti parziali o antagonisti parziali in un modo selettivo del tessuto.
Inoltre Gtx Inc. sta lavorando con una nuova classe di modulatori selettivi del recettore dell'estrogeno (SERM) per il trattamento della sindrome dell'occhio secco contenente 4-metossi-N,N-bis-(4-metossifenile)-benzamide. La superfamiglia del recettore dell'ormone nucleare è presente in vari tessuti e responsabile di una moltitudine di effetti in questi tessuti. I membri della sottofamiglia dei recettori nucleari degli steroidi mostrano un'omologia significativa tra loro e possiedono domini strettamente legati al DNA e al legame con il ligando. Data la stretta similarità nei domini di legame dei ligandi dei recettori nucleari steroidei, non sorprende che molte molecole naturali e sintetiche posseggano la capacità di modulare l'attività di più di un recettore nucleare steroide.
Figura 14 -4-metossi-N,N-
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Allo stesso modo Ligand Pharmaceuticals Inc. sta sviluppando una serie di modulatori selettivi del recettore degli androgeni (SARMS). Il composto 4-(2(jR)-(l(5)-idrossi-2,2J2-trifluoroetil-pirrolidinile)-2-trifluorometil-benzonitrile è un ligando recettori degli androgeni e modula la loro attività che potrebbe essere agonista, antagonista, antagonisti parziali o
modulatori del recettore.
Figura 15- 4-(2(jR)-(l(5)-idrossi- 2,2J2-trifluoroetil-pirrolidinile)-2-trifluorometil-benzonitrile
Anche, l'Istituto Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) sta sviluppando composti analoghi, leganti i recettori ormonali nucleari; dei modulatori del recettore nucleare in particolare i recettori androgenici. Sono composti non steroidei: propionanilide con idantoina e bicalutamide che hanno utilità come modulatori selettivi del recettore degli androgeni tissutali (SARM). Questi agenti sono una nuova classe di composti con attività anti-androgenica e anti-androgenica di un ligando non steroideo dell'androgeno.
Figura 16- Propionanilide con idantoina Figura 17- Bicalutamide
Allo stesso modo Bridge Pharma, Inc. sta sviluppando R-salbutamolo che sta aumentando la secrezione delle ghiandole di Meibomio (ghiandola escretoria nelle palpebre). R-salbutamolo viene somministrato per instillazione all'occhio o nel sacco congiuntivale. Può anche essere instillato nel naso mediante gocce nasali, spray nasali o insufflazione nasale di polvere secca oppure in alternativa, R-salbutamolo può essere somministrato per via sistemica, ad esempio per via orale, per via endovenosa o transdermica o per inalazione. Dopo somministrazione sistemica, il composto attivo raggiungerà i tessuti oculari dopo assorbimento e distribuzione.
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Sebbene un agonista beta-2 come l'R-salbutamolo possa avere attività terapeutica oculare dopo somministrazione sistemica, il metodo preferito è somministrarlo topicamente nell'occhio, sotto forma di soluzione, gel, unguento, emulsione, spray, lavaggi o come formulazioni di liposomi topici o come dispositivi impiantabili che rilasciano l'agonista beta-2 in modo controllato. R-salbutamolo può anche essere somministrato all'occhio tramite i dispositivi come ad esempio sistemi di catetere a pompa, dispositivi a rilascio oculare continuo o tramite lenti a contatto o mini-compresse oculari o gel in forma di mini-compresse oculari che contengono il farmaco.
Figura 18- R-salbutamol
Acadia Pharmaceuticals, Inc. sta sviluppando una nuova classe di derivati amminofenilici (Amino fenile) come modulatori selettivi del recettore degli androgeni. Il metodo di trattamento della xeroftalmia comprende la somministrazione di questo composto o un profarmaco, stereoisomero o sale farmaceuticamente accettabile.
2.4 Antiinfiammatori non steroidei
La sindrome dell'occhio secco tende ad essere accompagnata dall'infiammazione della superficie oculare e l'uso di agenti anti-infiammatori è benefico per i pazienti. Poiché non sono disponibili test diagnostici per valutare la gravità dell'infiammazione della superficie oculare, è difficile determinare le condizioni ottimali per intraprendere la somministrazione di un agente antinfiammatorio. Quando i sintomi sono lievi, il malessere può essere alleviato con lubrificanti oftalmici; in genere non si ricorre alla terapia antinfiammatoria che deve essere considerata come ultima risorsa terapeutica disponibile. Il trattamento anti-infiammatorio della sindrome dell'occhio secco può includere l’uso dei corticosteroidi per trattamenti a breve termine, l’emulsione di ciclosporina A, un immunospoppressore che provoca maggiore suscettibilità alle infezioni, la terapia orale a base di tetraciclina, l’uso di integratori di acidi grassi Omega-3 per via orale e colliri di siero autologo. Le alternative ai corticosteroidi devono essere prese in considerazione quando è necessario un trattamento a lungo termine per una condizione patologica grave della superficie oculare poiché l'uso prolungato di corticosteroidi produce gravi effetti collaterali. Una soluzione tipica è l'uso di farmaci anti-infiammatori non steroidei (FANS). In questo contesto la società Aciex Inc. sta
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sviluppando formulazioni oftalmiche composte da uno o più componenti tipici dei sostituti lacrimali e una dose bassa di farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS) che si sono dimostrati efficaci per aumentare il tempo di rottura del film lacrimale (TBUT) e l’indice oculare di protezione (OPI) ed anche per la riduzione dell’irritazione oculare e nella prevenzione dei sintomi associati alla patologia dell’occhio secco. Il composto in sviluppo è l’Acular® una soluzione oftalmica allo 0,5% di ketorolac trometamina contenente carbossimetilcellulosa, un polimero presente in numerosi sostituti lacrimali. Una nuova formulazione oftalmica contenente carbossimetilcellulosa contenente 0,4% di ketorolac, pH 6,8 (Acuvail®) è stata recentemente sviluppata per il trattamento dell'infiammazione e del dolore dopo la chirurgia della cataratta. Questo studio ha confrontato la farmacocinetica della nuova formulazione con quella di una precedente formulazione, 0,4% di ketorolac, pH 7,4 (Acular LS®). La formulazione contenente CMC dello 0,5% di ketorolac con pH più acido (pH= 6,8), ha mostrato un aumento della biodisponibilità di Ketorolac di 2 volte nell'umore acqueo e di 3 volte nel corpo dell'iride-ciliare rispetto allo 0,4% di ketorolac con pH 7,4, consentendo una riduzione di dosaggio da 4 volte al giorno a 2 volte al giorno (Acular® LS [package insert] Irvine, CA: Allergan, Inc; 2008).
Figura 19: Cinetica della concentrazione di ketorolac (± SEM) a seguito di una singola somministrazione topica di Ketorolac contenente 0,5% di CMC, pH 6,8 (Acuvail) e 0,4% di ketorolac, pH 7,4 (Acular LS), in umore acqueo (a) e corpo iris-ciliare (b).
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Figura 20 - Ketorolac trometamina
2.5 Inibitori del recettore della serotonina
Acadia Pharmaceuticals, Inc. sta sviluppando derivati piperidinici N-sostituiti come agenti del recettore della serotonina. La serotonina o la 5-idrossitriptamina (5-HT) svolge un ruolo significativo nei mammiferi. Nel sistema nervoso centrale, 5-HT è un importante neurotrasmettitore e neuromodulatore implicato in comportamenti e risposte diversi tra di loro, come dormire, mangiare, camminare, percepire dolore, apprendimento e memoria, controllo della temperatura corporea e della pressione sanguigna. Nella colonna vertebrale la serotonina gioca un ruolo importante nei sistemi di controllo dei nocicettori periferici afferenti. Anche le funzioni periferiche nei sistemi cardiovascolare, ematologico e gastrointestinale sono state ascritte al 5-HT. 5-HT è stato trovato in una varietà di sistemi contrattili, secretori ed elettrofisiologici, inclusa la contrazione dei muscoli lisci vascolari e non vascolari e l'aggregazione piastrinica. Il sottotipo del recettore 5-HT2 A (anche sottoclasse) è ampiamente espresso in modo discreto nel cervello umano. La serotonina (5-HT) è una triptamina che regola l'umore. Le più alte concentrazioni di 5-HT si trovano nella parete intestinale, nel sangue e nell'intestino tenue, e nelle lacrime.
Figura 21- Derivato piperidinico N-sostituito
L'università di Miami (Miller School of Medicine, Bascom Palmer Eye Institute, Miami, Florida) in collaborazione con Sarantopoulos ed altri ricercatori del Miami Veterans Administration Medical Center di Miami, hanno condotto uno studio molto interessante sull'occhio secco allo scopo di correlare i livelli di serotonina con i sintomi e segni dell’occhio secco. Sono stati cercati ed annotati i sintomi dell'occhio secco utilizzando la classificazione OSDI (Superficie Oculare Disease Index), raccogliendo dati relativamente al:
33 - tempo di rottura del film lacrimale (TBUT) - colorazione corneale con fluoresceina, - test di Schirmer
- classificazione del dolore oculare neuropatico - sensibilità soggettiva alla luce
- sensibilità soggettiva al vento
Il breakup time (BUT) valuta la capacità della superficie corneale di mantenere un film lacrimale omogeneo, valutandone la stabilità in relazione al tempo. Comunemente eseguito in oftalmologia umana, consiste nell’instillazione di una goccia di fluoresceina (0,125%) sulla superficie lacrimale. Il paziente viene fatto ammiccare e quindi le palpebre sono mantenute aperte osservando la superficie oculare tramite lampada a fessura con filtro blu cobalto a bassa intensità: il BUT viene calcolato come il tempo che intercorre tra l’ultimo ammiccamento e la formazione delle prime aree focali di disidratazione, che appaiono come aree scure nello sfondo fluorescente. Nel cane il valore normale di BUT è 21,53 ± 7,42 secondi, e nel gatto è di 21 ± 12 secondi. Valori inferiori a 5-10 secondi sono considerati patologici nel cane, nel gatto e nell’uomo.
Il test di Schirmer viene utilizzato in oftalmologia per rilevare la xeroftalmia. Questo test consente quindi di valutare la quantità di lacrime negli occhi in modo non invasivo mediante una carta assorbente calibrata in millimetri che viene posta nel sacco congiuntivale inferiore con o senza anestesia locale. Viene quindi misurata la parte bagnata della carta. La sua norma è la seguente: il test è positivo se la lunghezza della parte bagnata è maggiore di 5 mm in 5 minuti, ovvero 5 gradazioni in 5 minuti.
Per l'analisi delle lacrime dopo aver instillato 50 microlitri di soluzione salina sterile nel fornice congiuntivale inferiore in ciascun occhio sono sate raccolte le lacrime di ciascun paziente e i livelli di serotonina presenti nelle lacrime sono stati misurati
utilizzando enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA Serotonin Kit). I risultati hanno mostrato che i pazienti con sintomi di occhio secco e deficit di lacrimazione avevano livelli di serotonina superiore rispetto a quelli di senza sintomi di occhio secco. Bisogna ricordare che la serotonina (5-HT) stimola le terminazioni nervose sensoriali nocicettive, principalmente attraverso i recettori 5-HT3. Per esempio se iniettata a livello cutaneo provoca dolore, qundi i
pazienti con occhio secco hanno per la sua presenza una dolorabilità spontanea molto elevata.
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2.6 Modulatori di canali del cloro attivati dal calcio
I canali del cloro rappresentano una classe di bersagli relativamente poco esplorati per la scoperta di farmaci in quanto lo studio della loro identità e del loro ruolo fisiologico è ancora arretrato rispetto a quella di molti altri bersagli farmacologici. I canali del cloro sono coinvolti in un grande spettro di funzioni biologiche, tra cui la secrezione epiteliale di fluidi, la regolazione del volume cellulare, la neuroeccitazione, la contrazione della muscolatura liscia e l’acidificazione di organelli intracellulari. I modulatori dei canali del cloro hanno una potenziale applicazione nel trattamento di alcune patologie, così come nella diarrea secretoria, nella malattia del rene policistico, nell’osteoporosi ed nell’ipertensione. I modulatori del recettore GABA-A dei canali del cloro sono allo studio in fase clinica e molte piccole molecole modulatrici dei canali del cloro sono in sviluppo preclinico e in studi clinici. AmorePacific Corporation sta sviluppando un metodo per identificare agenti che modulano l'attività del canale del cloro attivato dal calcio. Il metodo consiste nell'identificare un agente che modula un'attività di una proteina, dove la proteina è rappresentata dalla sequenza di ammino acidi o ha almeno il 90% di identità di sequenza di ammino acidi e trasporta ioni di cloruro attraverso una membrana cellulare. Gli agenti identificati con questo metodo possono essere utilizzati per la prevenzione o il trattamento della xeroftalmia causata dalla disfunzione del canale del cloro attivato dal calcio.
2.7 Agente anti-linfangiogenico
Recenti studi hanno individuato in presenza di occhio secco, una crescente evidenza di linfangiogenesi, processo attraverso il quale si formano nuovi vasi linfatici nella cornea. I risultati ottenuti da Sunali et al. nel 2010 ha dimostrato che vi è evidenza di crescita selettiva di vasi linfatici (ma non di vasi sanguigni) nell'occhio secco, fornendo nuove conoscenze sulla patogenesi della malattia. Questi risultati suggeriscono che questi vasi linfatici corneali appena formati possono servire come potenziali canali per la migrazione di APC (Antigen Presenting Cell) corneali ai tessuti linfoidi, dove generano cellule TH17 e TH1 auto-reattive nell'occhio secco. Questo studio non solo fornisce un collegamento tra l'infiammazione della superficie oculare e la generazione di immunità mediata da cellule T nel compartimento linfoide, ma offre anche un esempio di come la linfangiogenesi e l'emangiogenesi (produzione delle cellule del sangue) possano essere dissociate naturalmente in uno stato patologico. L'interruzione dell'asse occhio-sistema linfatico in altre condizioni immuno-mediate, come il rigetto del trapianto, ha dimostrato di essere una promettente strategia per sopprimere l'immunità senza inibire i meccanismi di difesa necessari dell'ospite
