background image

Sunday 10/ 5 / 2015

 

©Ali Kareem 2014-2015

 

Name

:

______________________________                                                                

Class

:

_______________________________ 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مكتب اشور لالستنساخ

 

 
 
 
 

IMMUNOSUPPRESSANTS

 

Lecture 11 & 12

 

Total lectures NO. 60 & 61 

 

Dr. Mohammed Rashad

 


background image

1

 

 

Immunosuppressants  

 

 

Dr.Mohammed Rashad 

•  Today, the principal approach to immunosuppressive therapy is to 

alter lymphocyte function using drugs or antibodies against 
immune proteins. 

Immunosuppressive drugs can be categorized according to their 
mechanisms of action:
 

•  Some agents interfere with cytokine production or action 

•  others disrupt cell metabolism, preventing lymphocyte 

proliferation 

•  mono- and polyclonal antibodies block T-cell surface molecules. 

 

SELECTIVE INHIBITORS OF CYTOKINE PRODUCTION AND FUNCTION 

•  Cytokines are soluble, antigen-nonspecific, signaling proteins that 

bind to cell surface receptors on a variety of cells. 

•  The term cytokine includes the molecules known as interleukins 

(ILs), interferons (IFNs), tumor necrosis factors (TNFs), 
transforming growth factors, and colony-stimulating factors. 

•  These cytokines collectively activate natural killer cells, 

macrophages, and cytotoxic T lymphocytes. 

•  Clearly, drugs that interfere with the production or activity of IL-2, 

such as cyclosporine, will significantly dampen the immune 
response and, thereby, decrease graft rejection. 

 

A.Cyclosporine 

•  Cyclosporine is a lipophilic cyclic polypeptide.  

•  Cyclosporine is used to prevent rejection of kidney,l iver 


background image

2

 

 

•  Cyclosporine is most effective in preventing acute rejection of 

transplanted organs when combined in a double-drug or triple-
drug regimen 

•  Cyclosporine is an alternative to methotrexate for the treatment 

of severe, active rheumatoid arthritis.It can also be used for 
patients with recalcitrant psoriasis. it is also used for  
xerophthalmia. 

1.Mechanism of action: 

•  Cyclosporine binds to a cyclophilin  to form a complex that binds 

to calcineurin. 

•  The latter is responsible for dephosphorylating NFATc (cytosolic 

Nuclear Factor of Activated T cells). 

•  NFATc cannot enter the nucleus to promote the reactions that are 

required for the synthesis of a number of cytokines, including IL-2. 

•  The end result is a decrease in IL-2,which is the primary chemical 

stimulus for increasing the number ofT lymphocytes. 

2.Pharmacokinetics: 

•  Cyclosporine may be given either orally or by intravenous (IV) 

infusion. 

•  About 50 percent of the drug is associated with the blood fraction. 

Half of this is in the erythrocytes,and one tenth is bound to the 
lymphocytes. 

•  Excretion of the metabolites is through the biliary route. 

3.Adverse effects: 

•  dose dependent.  

•  Nephrotoxicity is the most common. Nephrotoxicity may be 

irreversible in 15 percent of patients. 

•  Hepatotoxicity (liver function should be periodically assessed.) 


background image

3

 

 

•  Infections are common (herpes group and cytomegalovirus (CMV) 

are prevalent) 

•  Lymphoma may occur in all transplanted  

•  Anaphylactic reactions  

•  hypertension, hyperlipidemia, hyperkalemia  

•  tremor, hirsutism, 

glucose intolerance, and gum hyperplasia.  

 

B. Tacrolimus 

•  Tacrolimus is approved for the prevention of rejection of liver and 

kidney transplants  

•  An ointment preparation has been approved for moderate to 

severe atopic dermatitis 

1.Mechanism of action: 

•  Tacrolimus exerts its immunosuppressive effect in the same 

manner as cyclosporine 

2.Pharmacokinetics: 

•  Tacrolimus may be administered orally or IV 

•  Absorption is decreased with high-fat or high-carbohydrate meals. 

•  Tacrolimusis from 10- to 100-fold more potent than cyclosporine 

•  Renal excretion is very low, and most of the drug is found in the 

feces. 

3.Adverse effects: 

•  Nephrotoxicity and neurotoxicity (tremor, seizures,and 

hallucinations) tend to be more severe 


background image

4

 

 

•  Developmentof post transplant, insulin-dependent diabetes 

mellitus is a problem.  

•  tacrolimus does not cause hirsutism or gingival hyperplasia 

•  tacrolimus has a lower incidence of hypertension and 

hyperlipidemia. 

•  Anaphylactoid reactions 

 

C. Sirolimus 

•  Sirolimus is approved for use in renal transplantation, together 

with cyclosporine and a corticosteroids 

•  Sirolimus-coated stents inserted into the cardiac vasculature 

inhibit restenosis of the blood vessels. 

1.Mechanism of action: 

•  Sirolimus binds to mTOR. 

•  Binding of sirolimus to mTOR blocks the progression of activated T 

cells from the G1 to the S phase of the cell cycle  

•  sirolimus does not lower IL-2 protduction but rather inhibits the 

cellular responses to IL-2. 

2.Pharmacokinetics: 

•  The drug is available only as oral preparations 

•  Sirolimus has a long half-life (57 to 62 hours) and a loading dose is 

recommended 

•  Sirolimus also increases the drug concentrations of cyclosporine 

•  The parent drug and its metabolites are predominantly eliminated 

in feces. 

 


background image

5

 

 

3.Adverse effects: 

•  A common side effect of sirolimus is hyperlipidemia. 

•  The combination of cyclosporine and sirolimus is more 

nephrotoxic. Although the administration of sirolimus and 
tacrolimus appears to be less nephrotoxic 

•  Other untoward problems are headache,nausea and diarrhea, 

leukopenia, and thrombocytopenia. 

•  Impaired wound healing 

 

D. Everolimus 

•  Everolimus (another mTOR inhibitor) was recently approved for 

use in: 

•  renal 

•  second-line treatmentin patients with advanced renal cell 

carcinoma. 

1. Mechanism of action: 

•  Everolimus has the same mechanism of actionas as sirolimus. 

2. Pharmacokinetics:  

•  Everolimus is rapidly absorbed, attaining maximal concentrations 

in 1 to 2 hours post dose 

•  It has a much shorter half-life than does sirolimus at30 ± 11 hours 

and requires twice-daily dosing. 

•  Everolimus increases drug concentrations of cyclosporine, thereby 

enhancing the nephrotoxicity. 

3. Adverse effects: 

•  Everolimus has similar side effects to sirolimus 


background image

6

 

 

•  An additional adverse effect is angioedema, which may increase 

with concomitant use of angiotensin-converting enzyme 
inhibitors. 

•  There is also an increased risk of kidney arterial and venous 

thrombosis, resultingin graft loss. 

 

IMMUNOSUPPRESSIVE ANTIMETABOLITES 

Immunosuppressive antimetabolite agents are generally used in 
combination with corticosteroids and the calcineurin inhibitors, 
cyclosporine and tacrolimus. 

 

A. Azathioprine 

•  Azathioprine was the first for use in organ transplantation. 

•  The immunosuppressive effects of azathioprine are due to 

nucleotide analog. 

•  The drug has little effect on suppressing a chronic immune 

response. 

•  Its major toxicity is bone marrow suppression. 

•  Concomitant use with angiotensin-converting enzyme inhibitors 

or cotrimoxazole can lead to an exaggerated leukopenic response. 

•  Allopurinol significantly inhibits the metabolism of azathioprine. 

•  Nausea and vomiting are also encountered. 

 

B. Mycophenolatemofetil 

•  Mycophenolatemofetil has replaced azathioprine because of its 

safety and efficacy in prolonging graft survival. 


background image

7

 

 

•  It has been successfully used in heart, kidney, and liver 

transplants. 

•  Like 6-MP, it deprives the rapidly proliferating T and B cells of a 

key component of nucleic acids 

•  The most common adverse effects include diarrhea, nausea, 

vomiting,abdominal pain 

•  leukopenia, and anemia. 

•  Higher doses of (3 g/day) were associated with a higher risk of 

CMV infection. 

•  [Note: mycophenolic acid is less mutagenic or carcinogenic than 

azathioprine.]  

•  Concomitant administration with antacids containing magnesium 

or aluminum 

 

C. Enteric-coated mycophenolate sodium 

•  In an effort to minimize the GI effects associated with 

mycophenolatemofetil, enteric-coated mycophenolate sodium 
was developed. 

•  The active drug (mycophenolic acid) is contained within a delayed-

release formulation 

•  The new formulation was found to be equivalent to 

mycophenolatemofetil in the prevention of acute rejection 
episodes in kidney transplant recipients. 

•  However, the rate of GI adverse events was similar to that with 

mycophenolatemofetil. 

 

 

 


background image

8

 

 

ANTIBODIES 

•  The use of antibodies plays a central role in prolonging allograft 

survival. 

•  The names of monoclonal antibodies conventionally contain 

“muro” if they are from a murine (mouse) source and “xi” or “zu” 
if they are chimerized or humanized, respectively. 

•  The suffix “mab” (monoclonal antibody) identifies the category of 

drug. 

•  The polyclonal antibodies, although relatively inexpensive to 

produce, are variable and less specific, which is incontrast to 
monoclonal antibodies, which are homogeneous and specific. 

 

A. Antithymocyte globulins 

•  They are primarily used, together with other immunosuppressive 

agents, at the time of transplantation to prevent early allograft 
rejection 

•  they may be used to treat severe rejection episodes or 

corticosteroid-resistant acute rejection. 

•  The antibody-bound cells are phagocytosed in the liver and 

spleen, resulting in lymphopenia and impaired T-cell responses. 

•  The antibodies are slowly infused intravenously, and their half-life 

extends from 3 to 9 days. 

•  Because the humoral antibody mechanism remains active, 

antibodies can be formed against these foreign proteins. [Note: 
This is less of a problem with the humanized antibodies.] 

•  Other adverse effects include chills and fever, leukopenia and 

thrombocytopenia, infections due to CMV or other viruses,and 
skin rashes. 


background image

9

 

 

B. Muromonab-CD3 (OKT3) 

•  Muromonab-CD3 is a murine monoclonal antibody that is 

synthesized by hybridoma technology and directed against the 
glycoprotein CD3 antigen of human T cells.  

Muromonab-CD3 is used for: 

•  treatment of acute rejection of renal allografts  

•  corticosteroid-resistant acute allograft rejection in cardiac and 

hepatic transplant patients. 

•  It is also used to deplete T cells from donor bone marrow prior to 

transplantation. 

Adverse effects: 

•  Anaphylactoid reactions may occur. 

•  Cytokine release syndrome may follow the first dose. (The 

symptoms can range from a mild, flu-like illness to a life-
threatening, shock-like reaction.) 

•  High fever is common. 

•  Central nervous system effects, such as seizures, encephalopathy, 

cerebral edema, aseptic meningitis, and headache. 

•  Infections can increase (some due to CMV). 

•  Muromonab-CD3 is contraindicated 

•  in patients with a history of seizures 

•  in those with heart failure 

•  in pregnant women, and in those who are breast-feeding. 

 

 

 


background image

11

 

 

C. IL-2-receptor antagonists 

•  Basiliximabis said to be “chimerized” because it consists of 25 

percent murine and 75 percent human protein. 

•  Daclizumab is 90 percent human protein, and is designated 

“humanized.” 

•  Both agents have been approved for prophylaxis of acute 

rejection in renal transplantation  

•  They are not used for the treatment of ongoing rejection 

1.Mechanism of action: 

•  Both compounds are anti-CD25 antibodies and bind to the α chain 

of the IL-2 receptor on activated T cells.They thus interfere with 
the proliferation of these cells. 

•  Basiliximabis about 10-fold more potent than daclizumab as a 

blocker of IL-2 stimulated T-cell replication. 

•  Blockade of this receptor foils the ability of any antigenic stimulus 

to activate the T-cell response system. 

2.Pharmacokinetics: 

•  Both antibodies are given IV. 

•  The serum half-life of daclizumab is about 20 days, and the 

blockade of the receptoris 120 days. 

•  Five doses of daclizumab are usually administered, the first at 24 

hours before transplantation, and the next four doses at14-day 
intervals. 

•  The serum half-life of basiliximab is about 7 days.Usually, two 

doses of this drug are administered, the first at 2 hours prior to 
transplantation, and the second at 4 days after the surgery. 

3.Adverse effects: 

•  Both daclizumab and basiliximab are well tolerated. 


background image

11

 

 

•  Their major toxicity is GI. 

•  No clinically relevant antibodies to the drugs have been detected, 

and malignancy does not appear to be a problem. 

 

D. Alemtuzumab 

•  Alemtuzumab, a humanized monoclonal antibody, exerts its 

effects by causing profound depletion of T cells from the 
peripheral circulation. 

•  This effect may last for up to 1 year. 

•  Alemtuzumab is currently approved for the treatment of 

refractory B-cell chronic lymphocytic leukemia. 

•  Although it is not currently approved for use in organ 

transplantation, it is being used incombination with sirolimus and 
low-dose calcineurin inhibitors in corticosteroid-avoidance  

•  protocols at many transplant centers. 

Side effects include: 

•  first-dose cytokine-release syndrome,requiring premedication 

with acetaminophen, diphenhydramine, and corticosteroids 

•  neutropenia, anemia, and, rarely, pancytopenia.  

•  B-cell mediated rejection and development of autoimmune 

disorders in a small number of patients and, thus, this agent 
should be used with caution. 

 

CORTICOSTEROIDS 

•  The corticosteroids were the first pharmacologic agents to be 

used as immunosuppressives both in transplantation and in 
various autoimmune disorders. 


background image

12

 

 

•  They are still one of the mainstays for attenuating rejection 

episodes. 

•  For transplantation, the most common agents are prednisone or 

methylprednisolone 

•  prednisone or prednisolone are used for autoimmune conditions. 

•  The steroids are used to suppress acute rejection of solid organ 

allografts and in chronic graft-versus-host disease. 

•  they are effective against autoimmune conditions, including 

refractory rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, 
temporal arthritis, and asthma. 

•  The exact mechanism responsible for the immunosuppressive 

action of the corticosteroidsis unclear. 

•  The steroids are able to rapidly reduce lymphocyte populations. 

•  They bind to the glucocorticoid receptor. The complex passes into 

the nucleus and regulates the translation of DNA.  

•  adverse effects, for example, are diabetogenic and can cause 

hypercholesterolemia, cataracts, osteoporosis, and hypertension 
with prolonged use. 


background image

13

 

 

 


background image

14

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 11 عضواً و 114 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل