Mecanismos de Acción de las Drogas de Acción Directa en Hepatitis C 21va Reunión Anual de Unidades Centinelas para Hepatitis Virales Alejandra Villamil Hospital Italiano de Buenos Aires.

Hemos recorrido un largo camino Evolución del Tratamiento en Hepatitis Crónica C Evolución del Tratamiento 100 PegIFN/ RBV (6-12 meses) 80 Interferon/ RBV (6-12 meses) 50-60 % 60 PegIFN monoterapia (6-12 meses) RVS (%) Interferon (12-18 meses) 38-43 % 40 Interferon (6 meses) 25-30 % 15-20 % 20 8-12 % 1991 1995 1998 2001 Carithers RL Jr, Hepatology1997; Zeuzem S, NEJM 2000; Poynard T, Lancet 1998; McHutchison JG, NEJM 1998; Lindsay KL, Hepatology 2001; Fried MW, NEJM 2002; Manns MP, Lancet 2001.

A dónde hemos llegado en Hepatitis Crónica C? “Standard of care” Peg IFN + Ribavirina Genotipo 2 y 3 Genotipo 1 y 4 > 80 % < 50 % Efectividad NIH Consensus Development Conference, Hepatology 2002

A dónde hemos llegado en Hepatitis Crónica C? Respuesta virológica sostenida con “standard of care” 100 100 82 76 80 80 56 60 60 54 SVR (%) 46 42 40 40 20 20 511 348 163 453 298 140 Total Genotipo 1 Genotipo 2/3 Total Genotiipo 1 Genotipo 2/3 IFN –Peg alfa-2b 1.5 µg/kg/sem con RBV 800 mg/ día por 48 sem IFN –Peg alfa-2a 180 µg/sem con RBV (1000 /1200 mg/día) por 48 sem Manns MP, Lancet. 2001. Fried MW, et al. N Engl J Med. 2002.

A dónde hemos llegado en Hepatitis Crónica C? “Standard of care” Peg IFN + Ribavirina Genotipo 2 y 3 Genotipo 1 y 4 Efectividad > 80 % 50 % 70 – 80 % EEUU 60 % Europa > 60 % Argentina NIH Consensus Development Conference, Hepatology 2002 Estudio Argentino Multicéntrico. 49ª AASLD Hepatology, 1998 I Simposio Internacional Genotipos del HCV (FAPLHE)(Marzo 1997).

A dónde hemos llegado en Hepatitis Crónica C? “Standard of care” Peg IFN + Ribavirina Terapia prolongada Efectos adversos Suspensión Costosa Genotipo 2 y 3 Genotipo 1 y 4 > 80 % 50 % NIH Consensus Development Conference, Hepatology 2002

Consecuencias si no se modifica la efectividad del tratamiento actual Trasplante Hepático Hepatocarcinoma Cirrosis Descompensada Año Individuos Progresión estimada de la enfermedad hepática crónica en la población infectada por HCV de 2009 a 2029 Se estima que se cuadruplicará el número de pacientes con hepatopatía avanzada en los próximos 20 años “El gigante despertando” Pyenson B, Milliman Report 2009 Armstrong GL, et al. Hepatology. 2000

Consecuencias si no se modifica la efectividad del tratamiento actual Impacto en la sobrevida Hepatitis Crónica sin cirrosis Cirrosis compensada Igual a población general Mortalidad anual Hepatocarcinoma Cirrosis descompensada 13 % 86 % Trasplante hepático 21 % primer año post-trasplante 5.7 % a partir del 2do año Pyenson B, Milliman Report 2009

Consecuencias si no se modifica la efectividad del tratamiento actual Porcentaje anual de costos médicos por hepatopatía crónica avanzada* en la población infectada por HCV de 2009 a 2029 * Cirrosis descmpensada, hepatocarcinoma y trasplante hepático Se estima que se triplicará el costo de pacientes con hepatopatía avanzada en los próximos 20 años Pyenson B, Milliman Report 2009

Situación de los pacientes con Hepatitis Crónica C Genotipo 1 42-46 % de respuesta virológica sostenida Necesidad de tratamientos de mayor efectividad

Hacia un tratamiento ideal “a medida” Mayor efectividad Menos costoso Menos efectos adversos Mejor tolerancia Libre de Interferon Menor tiempo de tratamiento … para Todos y Todas!

Definiendo el objetivo del La hepatitis crónica por HCV es curable tratamiento del HCV Objetivo primario Erradicación viral HCV Respuesta virológica sostenida: Presencia de RNA - HCV INDETECTABLE a las 24 semanas post tratamiento La hepatitis crónica por HCV es curable Mc Hutchinson J, Hepatology 2001 Pawlotsky JM, Hepatology2006 NIH Consensus Development Conference, Hepatology 2002

Que implica la erradicación viral del HCV? Cinética de la infección HCV en condiciones basales Hígado del paciente infectado Hepatocitos no infectados Hepatocitos infectados Circulación périferica Replicación HCV Carga viral Viriones Neumann AV, Science 1988

Que implica la erradicación viral del HCV? Replicación en linfos B Cinética de la infección HCV en condiciones basales Hígado del paciente infectado Hepatocitos no infectados Circulación périferica Hepatocitos infectados Sitios Extrahepáticos Replicación en linfos B y cels dendríticas Viriones Neumann AV, Science 1988 Gostagny N, J Inf Dis 2003 Lerat H, Blood 1998 Negro F, Hepatology 1998 Degradación

Que implica la erradicación viral del HCV? Cinética de la infección HCV en condiciones basales Hígado del paciente infectado Hepatocitos no infectados Circulación périferica Muerte celular por apoptosis Viriones Hepatocitos infectados Vida media en circulación periférica: 2.7 horas Recambio del 50 % de la carga viral cada 3 horas Neumann AV, Science 1988 Pawlotsky JM, Consenso NIH 2002.

Que implica la erradicación viral del HCV? Cinética de la infección HCV en condiciones basales Infección de nuevas células Muerte de células infectadas Liberación de nuevos viriones Degradación de viriones Pool de hepatocitos infectados estable Carga viral estable Neumann AV, Science 1988

Qué implica la erradicación viral del HCV? Requerimientos para la erradicación viral Hepatocitos no infectados Hepatocitos infectados Viriones Suprimir la producción de viriones. Inhibir la infección de novo de hepatocitos. Clearence de hepatocitos infectados. El “no cumplimiento” de uno de estos puntos no permite efecto durable Neumann AV, Science 1988

Hemos cumplido hasta ahora los requerimientos para la erradicación HCV? Tratamiento con Peg- Interferón + Ribavirina Apunta a efectos antivirales y/o inmunomoduladores inespecíficos Agradecimiento Dr José Luis Fernandez, Curso Bienal de Hepatología AAEEH 2012

Mayor conocimiento de la virología del HCV Con qué contamos hoy para un cambio? Proliferación de diseños de nuevas drogas

Un cambio en el “paradigma” del tratamiento del HCV Mayor conocimiento de la virología del HCV Permitió clarificar diversos puntos “oscuros” del ciclo vital HCV Cada punto se convirtió en “target potencial” de nuevas terapéuticas Specifically Targeted Antiviral Therapy STAT- C

Un cambio en el “paradigma” del tratamiento del HCV Uso de efectos antivirales y/o inmunomoduladores inespecíficos Dirigir la terapia específicamente contra el virus Más efectividad con menos efectos colaterales

El ciclo vital del HCV Anclaje y endocitosis al hepatocito Fusión y liberación RNA Translación “The HCV Life Cycle”, Merck 2011

El ciclo vital del HCV Procesamiento de poliproteina Replicación de RNA “The HCV Life Cycle”, Merck 2011

El ciclo vital del HCV Ensamblaje viral y liberación “The HCV Life Cycle”, Merck 2011

Nuevos targets en el tratamiento del HCV Anclaje y endocitosis Ensamblaje viral y liberación Anticuerpos neutralizadores: mAbs anti E2 / CD 81 PRO 206 Celgosivir Translación Oligonucleotidos antisentido: ISIS 14803 AVI 4065 Ribozimas: Heptazyme Molec (-) IRES: VGX 410 C (-)res fosforilación F2: Nitazoxanida Procesamiento de poliproteina Replicación de RNA Inhibidores de proteasas Inhibidores de polimerasa. NNU, NU Inhibidores ciclofilina B Bruno R, Digestive and Liver Disease 2011

Nuevos targets en el tratamiento del HCV Anclaje y endocitosis Ensamblaje viral y liberación Anticuerpos neutralizadores: mAbs anti E2 / CD 81 PRO 206 Celgosivir Translación Oligonucleotidos antisentido: ISIS 14803 AVI 4065 Ribozimas: Heptazyme Molec (-) IRES: VGX 410 C (-)res fosforilación F2: Nitazoxanida Procesamiento de poliproteina Replicación de RNA Inhibidores de proteasas Inhibidores de polimerasa. NNU, NU Inhibidores ciclofilina B Bruno R, Digestive and Liver Disease 2011

Punto clave en el desarrollo de nuevos tratamientos Procesamiento de la poliproteina IRES RNA HCV + (genoma) 5‘NCR 3‘NCR Translación Poliproteina C E1 E2 p7 NS2 NS3 NS 4A NS 4B NS 5A NS 5B NS 2-3 Proteasa Peptidasas del huesped Proteasa NS 3/ 4a Procesamiento C E1 E2 p7 NS2 NS3 NS 4A NS 4B NS 5A NS 5B ARN Polimerasa ARN-dep Core ? Serina Proteasa NS3 Helicasa RNA Cofactor Serina Proteasa ? Glicoproteinas E1 y E2 Proteasa NS2 ?

Principales targets de las Drogas de Acción Directa ? Core Glicoproteinas E1 y E2 Proteasa NS2 Serina Proteasa NS3 Helicasa RNA Cofactor Serina Proteasa ARN Polimerasa ARN-dep ? ? C E1 E2 p7 NS2 NS3 NS 4A NS 4B NS 5A NS 5B Inhibidores de Proteasa Inhibidores de NS5A Inhibidores de Polimerasa

Interviene en clivaje de las proteínas Principales targets de las Drogas de Acción Directa ? Proteasa NS2 Serin Proteasa NS3 Helicasa RNA Cofactor Serin Proteasa Core Glicoproteinas E1 y E2 ARN Polimerasa ARN-dep ? ? C E1 E2 p7 NS2 NS3 NS 4A NS 4B NS 5A NS 5B Interviene en clivaje de las proteínas no estructurales Paso fundamental en la conformación del aparato replicativo del virus Serin Proteasa NS3/4A Tellinghuisen TL, et al. J Virol. 2007.

Principales targets de las Drogas de Acción Directa ? Proteasa NS2 Serin Proteasa NS3 Helicasa RNA Cofactor Serin Proteasa Core Glicoproteinas E1 y E2 ARN Polimerasa ARN-dep ? ? C E1 E2 p7 NS2 NS3 NS 4A NS 4B NS 5A NS 5B Interviene en clivaje de las proteínas no estructurales Paso fundamental en la conformación del aparato replicativo del virus Interfiere con los mecanismos intracelulares de IFN tipo I (Inhibe IRF 3) Serin Proteasa NS3/4ª “The Swiss Army Knife” Evadir la respuesta innata Gale M, Nature 2005.

Inhibidores de Proteasa Primera Generación Precursor: BILN 2061 Cardiotoxicidad Sitio activo Superficial S139 Boceprevir Telaprevir Elevada eficacia antiviral Altamente específicos a genotipo Importante número de comprimidos / tomas Efectos adversos (anemia / rash) Qiu P, Nucleic Acids Res 2009. Lamarre D, Nature 2003.

Inhibidores de Proteasa Aprendiendo de los primeros trabajos con telaprevir Pacientes tratados con TPV +/- PEG IFN por 2 semanas Caída de 1 log con 1 o 2 dosis IFN Caída de 3 a 4 log en 3 a 4 dias y amesetamiento Desarrollo de resistencia El gran desafío es el desarrollo de resistencia antiviral Estas drogas no pueden ser usadas como monoterapia Kieffer TL, Hepatology 2007

Algunos conceptos de resistencia viral Factores condicionantes del desarrollo de variantes resistentes clínicamente significativas Presión selectiva de la droga Barrera genética a la resistencia Capacidad replicativa de las variantes resistentes (fitness) Mc Cown MF, Antimicrob Agents Chemother 2009.

Algunos conceptos de resistencia viral Factores condicionantes del desarrollo de variantes resistentes clínicamente significativas Presión selectiva de la droga Barrera genética a la resistencia Capacidad replicativa de las variantes resistentes (fitness) Ojo: Mutaciones secundarias! Mc Cown MF, Antimicrob Agents Chemother 2009. Sarrazin C, Gastroenterology 2007

Mutaciones reconocidas de resistencia a inhibidores de proteasa Mutaciones reconocidas de resistencia a telaprevir / boceprevir Representación esquemática de sitios de resistencia a telaprevir Mc Cown MF, Antimicrob Agents Chemother 2009. Bruno R, Dig Liver Disease 2011.

Inhibidores de Proteasa Primera Generación Boceprevir Telaprevir Elevada eficacia antiviral Altamente específicos a genotipo Importante número de comprimidos /tomas Efectos adversos (anemia / rash) Baja barrera genética Solo pueden ser usadas asociadas a Interferón c /s RBV Qiu P, Nucleic Acids Res 2009.

Inhibidores de Proteasa BIT 225 MK 5172 CTS-1027 IDX320 Danoprevir (Genentech) Asunaprevir B MS 650032 Inhibidores de Proteasa Segunda Generación BMS 650032 BI 201335 Vaniprevir MK 7009 TMC435 (Simeprevir) GS 9256 ABT 450 ACH 1625 Fase I ACH-1625 GS 9451 MK-5172 VX-985 En fase de investigación clínica (Fase II)

En fase de investigación clínica BIT 225 MK 5172 CTS-1027 IDX320 Danoprevir (Genentech) Asunaprevir B MS 650032 Mejor tolerancia Mayor efectividad BMS 650032 BI 201335 Vaniprevir MK 7009 TMC435 (Simeprevir) GS 9256 ABT 450 ACH 1625 Fase I ACH-1625 GS 9451 MK-5172 VX-985 En fase de investigación clínica (Fase II)

Principales targets de las Drogas de Acción Directa ? Serina Proteasa NS3 Helicasa RNA Cofactor Serina Proteasa Core Glicoproteinas E1 y E2 Proteasa NS2 ARN Polimerasa ARN-dep ? ? C E1 E2 p7 NS2 NS3 NS 4A NS 4B NS 5A NS 5B Fundamental para la síntesis de ARN Carece de lectura de prueba Elevada tasa de error 1012 viriones producidos por día Polimerasa NS5B RNA - dependiente

Se unen a diversos sitios de la Cambio conformacional de la enzima Inhibidores de Polimerasa NS5B Inhibidores Nucleósidos: Simulan el sustrato de la polimerasa Son incorporados al ARN Frenan la progresión de la cadena Inhibidores No Nucleósidos Sitio activo estable en la Polimerasa NS5B en los diversos genotipos Se unen a diversos sitios de la polimerasa Actividad pangenotipo Butcher SJ, Nature 2001. Cambio conformacional de la enzima

Inhibidores de Polimerasa NS5B IDX184 PSI-7977 Mericitabine (RG7128 ) PSI 938 Inhibidores Nucleósidos Inhibidores de Polimerasa NS5B BI 207127 Tegobuvir IDX375 VX-759 Inhibidores No Nucleósidos VX-222 ABT-333 ABT-072 Filibuvir Setrobuvir (ANA 598) BMS-791325

Principales targets de las Drogas de Acción Directa ? Core Glicoproteinas E1 y E2 Proteasa NS2 Serina Proteasa NS3 Helicasa RNA Cofactor Serina Proteasa ARN Polimerasa ARN-dep ? ? C E1 E2 p7 NS2 NS3 NS 4A NS 4B NS 5A NS 5B Proteína no estructural No posee actividad enzimática Poder regulador de la replicación e interacción con huésped Proteína no estructural NS5A Love RA, J Virol. 2009

Inhibidores de NS5A Fase II Fase I A-831 PPI-461 Daclatasvir BMS-824393 CF102

En resúmen “Un pequeño paso para el hombre… … un gran paso para la Humanidad” Neil Armstrong, 20 Julio de 1969

Hemos recorrido un largo camino Evolución del Tratamiento en Hepatitis Crónica C Evolución del Tratamiento PegIFN/ RBV +DAA (6-12 meses) 100 PegIFN/ RBV (6-12 meses) 80 70-75 % Interferon/ RBV (6-12 meses) 50-60 % 60 PegIFN monoterapia (6-12 meses) RVS (%) Interferon (12-18 meses) 38-43 % 40 Interferon (6 meses) 25-30 % 15-20 % 20 8-12 % 1991 1995 1998 2001 2011 Carithers RL Jr, Hepatology1997; Zeuzem S, NEJM 2000; Poynard T, Lancet 1998; McHutchison JG, NEJM 1998; Lindsay KL, Hepatology 2001; Fried MW, NEJM 2002; Manns MP, Lancet 2001; Jacobson IM, NEJM 2011; Sherman KE, NEJM 2011; Zeuzem S, NEJM 2011; Poordad F, NEJM 2011; Bacon BR, NEJM 2011.

Hemos recorrido un largo camino en Hepatitis Crónica C Un nuevo escenario se abre en el manejo de la hepatitis C La incorporación de inhibidores de proteasa al tratamiento de los pacientes con genotipo 1 optimizará la erradicación viral y abrirá la posibilidad de tratamientos más cortos Pero nos enfrentará a más efectos adversos y la posibilidad de resistencia. Se acompañará de un incremento significativo en los costos.

Hacia un tratamiento ideal “a medida” Mayor efectividad Menor tiempo de tratamiento Menos costoso Menos efectos adversos Mejor tolerancia Libre de Interferón El objetivo del tratamiento ideal aún no ha sido cumplido

Hacia donde vamos? Objetivo Final: Incorporación de nuevas moléculas Regímenes libres de interferón Tratamientos combinados, atacando simultáneamente diversos pasos del ciclo de replicación viral Objetivo Final: La curación definitiva de la enfermedad por HCV

Sarrazin C, Gastroenterology 2007.

we identified previously known major resistant mutations, including a recently reported mutation V55A. In addition, a novel mutation V158I was identified, and we further confirmed its resistance to boceprevir in protease enzyme and replicon assay. We also extended the approach to analyze potential interactions between individual mutations and identified three pairs of correlated changes. Our data suggests that selection pressure-based analysis and correlation mapping could provide useful tools to analyze large amount of sequencing data from clinical samples and to identify new drug resistance mutations as well as their linkage and correlations. Qiu P, Sanfiorenzo V, Curry S, Guo Z, Liu S, Skelton A, Xia E, Cullen C, Ralston R, Greene J, Tong X - Nucleic Acids Res. (2009)