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XII Simpósio de Genética e II Simpósio IMC-IBILCE de Células Tronco. Determinantes genéticos da eficácia e segurança da terapia com fármacos hipolipemiantes (vastatinas). Dra. Alice Cristina Rodrigues Pós-doutora Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas - PowerPoint PPT Presentation
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1
Determinantes genéticos da eficácia e segurança da terapia com fármacos hipolipemiantes (vastatinas)
Dra. Alice Cristina RodriguesPós-doutora
Departamento de Análises Clínicas e ToxicológicasFaculdade de Ciências Farmacêuticas
Universidade de São Paulo
XII Simpósio de Genética e II Simpósio IMC-IBILCE de Células Tronco
FARMACOGENÉTICA
FARMACOGENÔMICA
2
Farmacogenômica = Farmacogenética de 2 SNPs
3
Farmacogenética
Ciência que estuda variações inter-individuais da
resposta farmacológica decorrentes da
constituição genética única dos indivíduos (Arno
Motulsky, 1957)
Estudo da influência das características genéticas
na resposta aos medicamentos
Inter-variabilidade na resposta terapêutica
4
Se não há variação não há farmacogenética !!
5
Variabilidade na resposta farmacológica
Problema de saúde públicaEficácia reduzida Reações adversas a medicamentos (RAM)
Sexta principal causa de morte de pacientes hospitalizados2,2 milhões de internações no ano39 estudos (EUA):
6,7% pacientes - reações adversas a medicamentos (RAM) 0,32% pacientes - reações fatais 100.000 mortes/ano
Brasil : jan a mar 20091501 notificações – 802 medicamentos e 647 hemoderivados25,9% admitidas em hospital- 80,8% pacientes hospitalizados
Desafio para o desenvolvimento de novos fármacos
6
Tratar Respondedores e pacientes sem predisposição a RAM
Todos pacientes com o mesmo diagnóstico
1
2
Separar Não-respondedores e pacientes com RAM
Evans and McLeod, modified by Wong
3
http://www.aacc.org/access/genomics/presentation.stm
Evitar mortes relacionadas
com RAM
7
Genes envolvidos na resposta farmacológica
www.medigenomix.de/pics/snp/snp_1.jpg
Composto
Composto
AbsorçãoDistribuiçãoMetabolismo
Excreção
Concentração
Reações adversas
Efeitos terapêuticos
Gene
Gene
GeneGene
Glicoproteina G
célula
Receptor
Farmacocinética
Farmacodinâmica
8
Polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs)
• ocorre de 1 a cada 100 a 1500
bases
• genoma humano - 3 milhões SNPs (~0,1%)
• 800.000 SNPs identificados (mapeados)
• Frequências de SNPs variam entre populações
• marcadores genéticos de alterações funcionais
http://www.genome.gov/Pages/EducationKit/booklet6.html
9
SNPs em região codificante – altera função
10
Efeitos de SNPs
Evans & McLeod. N Engl J Med. 348:538, 2003
Genótipos
Farmacocinética
(metabolismo)
Farmacodinâmi
ca
(eficácia)
Con
cent
raçã
o%
de
resp
osta
Tempo (h) Tempo (h) Tempo (h)
Eficácia
Eficácia
EficáciaToxicidade
Toxicidade Toxicidade
11
Efeitos de SNPs
Evans & McLeod. N Engl J Med. 348:538, 2003
Resposta
poligênica
(Haplótipos)
Genótipo
Metabolismo
WT/WT
WT/WT
WT/V
WT/V
WT/V
V/V
V/V
V/V
GenótipoReceptor
WT/WT
WT/WT
WT/V
V/V
WT/WT
WT/V
V/V
WT/WT
WT/V
V/V
Resposta
Eficácia Toxicidade
Baixa (5 %)
Baixa
Baixa
65 %
32 %
9 %
80 %
40 %
10 %
79 %
40 %
10 %
Alta (80 %)
Alta
Alta
Moderada
Moderada
Moderada (15 %)
Potenciais dos SNPs
Aumento da dose efetivaEfeito farmacológico exacerbadoReações adversas a medicamentos
Redução da dose efetiva (menor eficácia)
Deficiência na ativação dos pró-fármacos
Metabolismo por vias alternativas e/ou
deletérias
Interações medicamentosas
PGx na prática clínica
13
Índice terapêutico (IT = DL50/DE50)digoxina, varfarina
Drogas alternativas (vias diferentes)
Métodos alternativos para prever ou acessar a resposta terapêutica
Teste FGx, custo, tempo, poder preditivo
CYP2D6
14
Codeína Morfina
Codeína X
Codeína Morfina
*1/*1
*4/*4
*1/*1 x N
rápido
lento
ultrarápido
15
FDA RECOMENDA
16
Cetuximab
Imatinib
Transtrizumab
Maraviroc
EGFR expression
BCR-ABL
HER2/NEV
CCR-5 tropic
Em rosa – alterações somáticas- farmacogenética?
Maraviroc, CCR-5 tropic e HIV
Deleção de 32-bp causa resistência a infecção por HIV
• Maraviroc – Apenas indivíduos que possuem cepa CCR-5 tropic do HIV
Carbamazepina, HLA-B*1502 e SJS/TEN
18
Síndrome Steven-Johnson- graves efeitos adversos
Chineses da linhagem Han e tailandeses portadores de HLA-B*1502 tem maior risco (OD> 2500) , mas não japoneses e europeus.
Vamos aplicar para todos? Ou pelo menos asiáticos?
FDA: somente em asiáticos no grupo de risco!
Qual Contribuição?
19
Alteração em um gene Alterações em um gene
Mutação funcional Mutações ePolimorfismos (>1%)
X Y
Outros genes
Fatores ambientais
Variantes Poligênicasnormal
X Y
Variante monogênica
Hingorani, Atherosclerosis, 2000
• Oligogênicas – 2 genes
Hiperlipidemia - Poligênica
• Resposta as vastatinas
20
Vastatinas
21
22
Mecanismo de ação das vastatinas
www.hhmi.org
JD Horton et al. JCI. 109:1125, 2002
23
Vastatinas - Estudos clínicos multicêntricos
Prevenção primária
WOSCOPS
AFCAPS/TexCAPS
Prevenção secundária4SCARELIPID
Edwards & Moore. BMC Family Practice. 4:18,2003
Resposta as vastatinas
24
25
Estudos Farmacogenômicos
Enzimas de biotransformação
Transportadores de membrana
Proteinas do metabolismo lipídico
Proteínas do metabolismo lipídico
Kajinami et al. Atherosclerosis, 177:219, 2004
apoE
apoE
apoB
HMGCR
27
n PacientesLDL-C, mmol/L
Todos 922 3.42±0.03 Não portadores 650 3.48±0.03 Portadores H2/H7 272 3.27±0.05
P (genotype) 0.0004
LDL-C change, mmol/L Todos 922 –1.40±0.02 Não portadores 650 –1.45±0.02 Portadores H2/H7 272 –1.28±0.03
P (genotype) 0.02
Associação dos haplótipo H2 e H7 com a resposta a Simvastatina
28
Gene do receptor de LDL
Exons 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 141516 17 18
5’ 3’
StuI HincII
AvaII
PvuII MspIStuIRsaI
MaeIIISphI PstI
TaqI
Cromossomo 19p
SNPs – Single Nucleotide Polymorphisms
29
RLDL - SNPs AvaII e PvuIIResposta a Fluvastatina em hipercolesterolêmicos
Salazar et al. J Clin Lab Anal. 14:125, 2000
0
2
4
6
8
10
TC LDL-C apo B
Perfil lipídico
A+A+ A+A+/ A+A-
Con
cen
traçã
o (
mm
ol/L)
*P<0.05
*
*
*
AvaII
0
2
4
6
8
10
TC LDL-C apo B
Perfil lipídico
P1P1 P1/ P2/ P2P2
Con
cen
traçã
o (
mm
ol/L)
*P<0.05
**
*
PvuII
RLDL - SNPs AvaII e PvuII Resposta a Atorvastatina em hipercolesterolêmicos
PvuII
CT LDL-C Apo-B
* P < 0,05
* * *
Red
uçã
o (%
)
Genótipos
* P < 0,05
AvaII
* * *Red
uçã
o (%
)
Genótipos
CT LDL-C Apo-B
Salazar et al. J Clin Lab Anal. 14:125, 2000
-30
-20
-10
0
P1P1
P1P2/P2P2
-30
-20
-10
0
A+A+
A+A-/A-A-
Gene da apolipoproteína E
Três isoformas principais
ApoE e2 - 7% - associada com hipertrigliceridemiaApoE e3 - 78%ApoE e4 - 15 % - associada com hipercolesterolemia –
menor resposta a vastatinsd
*
-50
-30
-10
10
TC LDL-C HDL-C TG
Perfil lipídico
E2 E3 E4
32 Pedro-Botet J e cols. Atherosclerosis. 158:183, 2001
APOE - SNP HhaI Resposta a Atorvastatina em hipercolesterolemicos
Conce
ntr
açã
o (
mm
ol/L)
Basal
*
*
*P<0.05 *P<0.05
*
Vari
açã
o (
%)
Após atorvastatina (12 meses)
*
*0
2
4
6
8
10
TC LDL-C HDL-C TG
Perfil lipídico
E2 E3 E4
Regieli, J. J. et al. Eur Heart J 2008 29:2792-2799; doi:10.1093/eurheartj/ehn465
Proteína transferidora de éteres de colesterol
(CETP)Transfere ésteres de colesterol da partícula de HDL para ApoB
Quatro SNPs em desequilíbrio de ligação
Regieli, J. J. et al. Eur Heart J 2008 29:2792-2799; doi:10.1093/eurheartj/ehn465
Proteína transferidora de éteres de colesterol
(CETP)
PrevalênciaRisco
TaqIB-B2 ou haplótipo ACB2 = fator de risco quando usado vastatinas
Genes envolvidos com efeitos pleiotrópicos
35
Kinesin family member 6 (KIF6)
36
Proteínas motoras associadas aos microtúbulos envolvidas no transporte intracelular de partículas
Polimorfimo Trp719Arg - portadores do alelo 719Arg associados com maior risco de IM
Iakoubova OA J Am Coll Cardiol 2008
KIF6 Trp719Arg
37
Incidência de Morte ou ECV
Em A: 26% dose típica versus 16% terapia intensiva com atorva
Em B: 24,7% pravastatina versus 23,9% atorva
Toll-like receptor 4 (TLR4)
38
Asp299Gly – Menor níveis de citocina pró-inflamatórias ; associado com menor progressão e extensão da aterosclerose de carótida
Homozigotos Asp/Asp
placebo
Pravastatina
Portadores 299Gly
Portadores 299Gly
Homozigotos Asp/Asp
Farmacocinética - Vastatinas
39
CYP3A4enzima predominante no fígado
20-40% da CYP450 total em humanos
Metabolismo de > 50% dos xenobióticosvastatinas, cafeína, estradiol, progesterona,
testosterona, lidocaína, vinblastina, cocaína, e outros
Inibidores da CYP3A4 itraconazol, benzodiazepínicos, eritromicina,
ritonavir, carbamazepina e outros
Lamba JK e cols. Adv Drug Del Rev. 54:1271, 2002
Variantes CYP3A4 e CYP3A5
Kajinami K e cols. Am J Cardiol. 93:104, 2004
CYP3A4 *1B (SNP -290A>G)Resposta a vastatinas
*P<0.05
*
Con
cen
traçã
o (
mg
/dL)
Após atorvastatina e lovastatina (16 sem)
Con
cen
traçã
o (
mg
/dL)
Basal
0
100
200
300
TC LDL-C HDL-C TG
Perfil lipídico
AA AG GG
0
100
200
TC LDL-C HDL-C TG
Perfil lipídico
AA AG GG
Kivisto KT e cols. Pharmacogenetics. 14:523, 2004
CYP3A5 *3 (SNP intron 3 A6986G) Resposta a vastatinasa
a lovastatina, sinvastatina e atorvastatina
Transportadores de efluxo
Famílias ABC – ATP Bindind Cassette
44
45
Exon 26
Evans & McLeod. NEJM. 348:558, 2003
Glicoproteina P
Gene ABCB1 (MDR1)
46AC Rodrigues et al. Braz J Med Biol Res. 38:1389, 2005
Variantes do MDR1 :
Atorvastatina(10mg/dia/4 semanas)
Haplótipo T/T: alelos T dos SNPs G2677T/A e C3435T
47 Kajinami K e cols. Am J Cardiol. 93:1048, 2004
MDR1 - SNP C3435T Resposta a atorvastatina
0
100
200
300
TC LDL-C HDL-C TG
Perfil lipídico
CC CT TT
Conce
ntr
açã
o (
mg/d
L)
Basal
-50
-30
-10
10
TC LDL-C HDL-C TG
Perfil lipídico
CC CT TT
*P<0.05
*
Vari
açã
o (
%)
Após atorvastatina (16 sem)
*
*
Transportadores de captação
Família SLC – Solute Carriers
48
OATPS (SLCOS)
49
Blood stream
Enterocyte
Biliar canaliculi
Hepatocyte
OATP2B1
OATP1B1OATP1B3
Apical membrane
Basolateral membrane
OATP2B1
Apical membrane
statins
statins
Haplótipos SLCO1B1
50
SLCO1B1 e Fluvastatina
51
Associação entre o haplótipo comum ( *1a) ou variante ( *14) e a redução (%) de colesterol total e da LDL após 2 meses de tratamento com fluvastatina
Haplotypes Number of subjects Change (%) TC > LDC-C *14 *1a/*1a 137 -25.1 ± 12.28 -31.9 ± 15.56*1a/*14 79 -28.8 ± 12.25 -37.6 ± 15.62*14/*14 15 -32.3 ± 12.25 -41.2 ± 15.63 ANOVA 0.02 0.009
52
Impacto dos SNPs na resposta a vastatinas
Apesar das associações encontradas ainda não há nenhuma que impacte na decisão terapêutica;
Otimização das estratégias dos ensaios clínicos
Tamanho amostra, desenho do estudo, poder do teste, número de SNPs
53
Complexidade da resposta farmacológica
Lee et al. The Oncologist, 10:104, 2005
• Genome-wide studies
54
Sistemas de abordagem biológica
http://www.aacc.org/access/genomics/presentation.stm
55
Desafios da FarmacogenômicaRecursos humanos
experiência e habilidades em várias áreas do conhecimentomedicina, farmacologia, bioquímica, biologia
molecular, genética de populações, bioinformática
Recursos financeirostestes em larga escaladesenvolvimento tecnológico
Aspectos educacionais / éticos uso indiscriminado de testes genéticos
Adam e cols, 2001