Farmakogenetika a metabolismus léčiv: příklad warfarinu a personalizace farmakoterapie Pavel Anzenbacher,, Jan Strojil, Eva Anzenbacherová , Roman Zuber(┼)*, Pavlína Solichová*, David Stejskal* Lékařská fakulta UP Olomouc, Ústav farmakologie a *Oddělení laboratorní mediciny, Nemocnice Šternberk
RELATIVNÍ DŮLEŽITOST POLYMORFNÍCH ENZYMŮ PRO METABOLISMUS LÉČIV (PODLE POČTU LÁTEK METABOLISOVANÝCH DANÝM ENZYMEM)
Evans & Relling, 1999
CYTOCHROMY P450: PŘEHLED, POLYMORFISMUS A VÝZNAM PRO METABOLISMUS LÉČIV Enzym CYP1A2 CYP1B1 CYP2A6 CYP2B6 CYP2C9 CYP2C19 CYP2D6 CYP2E1 CYP3A4 CYP3A5
Substrát Existence polymorfismu, význam karcinogeny 34 alel (3) význam + dtto, estrogeny 23 alel (0) význam – nikotin, léčiva 50 alel (16) význam ++ antivirotika 51 alel (14) význam ++ S-warfarin 34 alel (14) význam +++ clopidogrel 24 alel (11) význam +++ antidepresiva 98 alel (34) význam +++ paracetamol 13 alel (1) význam ? mnoho 39 alel (1) význam ? mnoho 24 alel (14) význam ?
GENOVÝ POLYMORFISMUS CYP2C9 ¾ ¾ ¾
CYP2C9 - 2 HLAVNÍ VARIANTNÍ ALELY: 2C9*2 se sníženou afinitou pro reduktázu (Arg->Cys) 2C9*3 se sníženou afinitou k substrátům (Ileu->Leu) (tj. v obou případech se sníženou aktivitou enzym. systému)
Frekvence genotypu Aktivita enzymu CYP2C9*1/ *1 normální CYP2C9 *1/ *2 snížená CYP2C9 *2/ *2 snížená více CYP2C9 *1/ *3 snížená více CYP2C9 *2/ *3 snížená velmi CYP2C9 *3/ *3 velmi malá
Kavkazané Asiaté 65,3 96,5 20,4 0 0,9 0 11,6 3,5 1,4 0 0,4 0
Afričané 87,0 8,7 0 4,3 0 0
(Kirchheiner, Brockmoller 2005)
STRUKTURA CYP2C9 S NAZNAČENÝMI ZMĚNAMI U CYP2C9*2 a CYP2C9*3
R144C I359L
KLINICKÝ VÝZNAM GEN. POLYMORFISMU CYP2C9 ¾
¾
FARMAKOGENETICKÉ IMPLIKACE význam pro farmakoterapii - dávkové schema – úprava - omezení interakcí – indukce CYP2C9 (Rif, Bar.) – inhibice – jiná léčiva (interakce warfarinu s NSAID, antidiabetiky....) PREDISPOSICE K CHOROBÁM - hypertenze – alela CYP2C9*3 zvyšuje 3× (Yu 2004) - karcinom kolorekta – risk zejména u kuřáků (Chan2004) (metabolismus mastných kyselin, prostanoidů, steroidů)
FARMAKOGENETICKÉ IMPLIKACE NSAID, ANTIDIABETIKA, SARTANY, ANTAGONISTÉ VIT. K ¾
NSAID : 16 NSAID primárně metabolizovaných CYP2C9 - ibuprofen, tenoxicam, lornoxicam, celecoxib, diclofenac; (akutní krvácení v GIT, hepatotoxicita u diclofenacu)
- interakce s kumariny: Prodloužení INR na 6 u ibuprofenu, piroxicamu, naproxenu, ketoprofenu, málo u diclofenacu (Visser et al. 2005)
¾
ANTIDIABETIKA: glibenclamid, glipizid, tolbutamid –
snížení clearance na 50% u genotypu*1/ *3, na 20% u *3/ *3 ¾ SARTANY (antagonisté angiotensinu): irbesartan (u *1/ *2 extensivní pokles krevního tlaku), další? ¾ STATINY (HMGCoA-red. inh.): fluvastatin vzrůst AUC na 3x u *3 /*3 (Kirchheiner, Brockmoller, .....2001-2005)
POLYMORFISMUS CYP2C9: ANTAGONISTÉ VITAMINU K - KUMARINY ¾
¾ ¾ ¾
HuGENet – systematická studie, meta-analýza, 3029 pacientů, 9 studií (Sanderson et al. 2005): Dávky warfarinu sníženy průměrně u jedinců s alespoň jednou alelou CYP2C9*2 o 17 % tj. o 0.85 mg (0.6 až 1.11 mg) CYP2C9*3 o 37 % tj. o 1.92 mg (1.24 až 2.47 mg) Relativní riziko vzniku krvácivých stavů se zvýšilo 2.26 krát u nositelů alespoň jedné variantní alely
Ruaňo (Personalized Med. 2008): „73 % of population bears one variant allele, 18 % has two polymorphic genes – need for adjustement…“ (CYP2C9 , VKORC1) www.warfarindosing.org
¾ ¾
POLYMORFISMUS CYP2C9: ANTAGONISTÉ VITAMINU K - KUMARINY ADJUSTACE DÁVKY PODLE GENOTYPU CYP2C9 DALŠÍ VLIV: Genotyp Vitamin K epoxid reduktázy (VKORC 1) CYP2C9 + VKORC1 – vyřeší se cca 60 %
¾ „Warfarin pharmacogenetics meets clinical
use“ M. Schwab, E. Schaeffer, Blood 118, 2938-2939 (2012) ¾ I. Y. Gong et al, Blood 118, 3163-3171 (2012) Algoritmus WRAPID, pro počáteční dávkování WRAPID = Warfarin Regimen using A Pharmacogeneticsguided Initiation Dosing 167 pacientů, Atriální fibrilace a žilní tromboembolie Algoritmus založený na vyhledání alel CYP2C9*2 a *3 a VKORC1 (promotor. oblast G1639A) Během 6 dnů – většina pacientů má INR mezi 2 a 3 Stabilní antikoagulace po 90 dnů ¾
DALŠÍ VLIVY -
¾
UGT1A1, UGT1A10 glukuronidace znamená rychlejší odstraňování warfarinu z organismu a odstranění hydroxydroxyderivátů (metabolitů), které inhibují CYP2C9
Drug Metab Rev. 2010,42(1):55-61. Jones DR, Moran JH, Miller GP. Warfarin and UDP-glucuronosyltransferases: writing a new chapter of metabolism
¾
CYP4F2 – rovněž určitý vliv – řádově %, na pomezí signifikance i u kavkazanů (Bejarano-Achache et al. 2012, V433M polymorfismus, snížená funkce Vit K)
¾
SULT – sulfotransferasy, rovněž genový polymorfismus (u potkana je 25% R-warfarinu sulfatováno!)
Potřeba větších, randomizovaných studií zabývajících se srovnáním dávkování na základě genotypu a dávkování na základě klinického obrazu (empirického). Ekonomické zhodnocení (u CYP2D6 průměr v USA 5 000 USD ročně na pacienta ušetří dávkování podle genotypu).
Česká republika: Kvasnička J, J. Hájková , P. Bobčíková, T. Kvasnička, D. Dušková, Š. Poletínová, V. Kieferová, L. Pecen: Cor et vasa 2011, zastoupení různých genotypů CYP2C9 a VKORC1 v české populaci - 1300 zdravých dobrovolníků, asi 30% s geneticky determinovanou vyšší susceptibilitou k warfarinu, naděje- dabigatran, xabany? ¾ Tomek A. et al. www.homolka.cz, http://www.ikta.cz/res/file/seminare/2011-05-16ostrava/farmakogenetika-antitrombotik.pdf, presentace výsledků studie o dávkování warfarinu (169 pacientů), farmakogenetika CYP2C9 a CYP2C19 (clopidogrel) ¾ VKORC a CYP - genotypy mají největší vliv na dávkování warfarinu ¾
¾
Další efekty – lékové interakce, strava, věk, výška a váha, aktuální hladiny koagul. faktorů, stav jater,……
¾ ¾
Příklady – další nemocnice a laboratoře – Kessler P., Gumulec J., - Pelhřimov, Nový Jičín –
¾
309 pacientů, ve skupině nositelů alespoň jedné variantní alely VKORC1 a CYP2C9, 64,5% pacientů potřebuje udržovací dávku warfarinu nižší než 3 mg/d a 24% dokonce nižší než 2 mg/d – riziko předávkování hlavně na začátku terapie (XII. Pařízkovy dny, N. Jičín 2006)
¾
Nemocnice, laboratoře: Imalab Zlín Krajská nemocnice Liberec nemocnice skupiny AGEL (prof. Stejskal)
¾ ¾ ¾
Klinické využití stanovení CYP450 2C9*2 a 2C9*3 na Oddělení laboratorní mediciny, Nemocnice Šternberk R. Zuber, P. Solichová. D. Stejskal
Indikace k vyšetření polymorfismu: Nestandardní reakce na podávání kumarinů po vyloučení nedostatečné compliance pacienta (prodloužený protrombinový čas po nízkých dávkách, krvácivé projevy, hematurie, meléna, atp.)
KAZUISTIKA – HETEROZYGOT CYP2C9*2 ¾ ¾
¾ ¾
AB, nar. 1939 Opakované recidivy flutteru síní, před invasivním elektrofyziologickým vyšetřením, nasazena antikoagulační léčba warfarinem, bez krvácivých komplikací Problémy s nastavením dávkování – INR, noncompliance vyloučena, Nyní: 1,5 mg obden! (INR 2,5 – 3,5)
RFLP-PCR - HETEROZYGOT CYP2C9*2 (AB) AB (heterozygot), UV (wt), WX (wt), homozygot *2, negat. kontrola, DNA
mutace *2 ruší restrikční místo pro Ava II tj. nedochází ke štěpení, u wt ke štěpení dochází a vzniká menší oligo (527 bp + ještě slabě 164 bp), u homozygota *2 větší (691 bp), u heterozygota AB oba (527 bp + 691 bp a ještě 164bp)
ARGUMENTY PRO A PROTI POUŽITÍ GENO/FENOTYPIZACE P450 K OPTIMALIZACI/PERSONALIZACI TERAPIE PROTI – Jsou ještě jiné možnosti – klinické monitorování – Mnoho léčiv není metabolizováno P450 – Zlepšení poměru risk/benefit je známo u zatím jen malého počtu léčiv – znalosti o P450 nejsou běžné PRO – Vztah mezi aktivitou CYP a hladinou léčiva byl prokázán již u řady léčiv, počet roste – I malé zlepšení poměru risk/benefit stojí za to – Poznatky o roli CYP pomohou i pro snížení nebezpečí lékových interakcí ODHAD: Významná pomoc u 15-25 % případů
¾ INHIBITORY FAKTORU Xa
Hepariny – sacharidy, NENÍ interakce s P450s Přímé inhibitory Xa – xabany rivaroxaban – CYP3A4 :…. „Few side effects and drugdrug interactions between rivaroxaban and common medications have been found thus far, although some interactions with potent cytochrome P450 3A4 inhibitors have been observed“….citace z článku
apixaban – CYP3A4..interakce s azoly a dalšími inhibitory CYP3A4 Verma, Brighton 2009; Wang et al. 2010
¾
PŘÍMÉ INHIBITORY THROMBINU (ximelagatran) argatroban – NEJSOU interakce s P450 bivalirudin – (hirudin..) – NEJSOU interakce s P450 dabigatran – může interagovat s Pgp (MDR1) inhibitory nebo induktory CENA ve srovnání s warfarinem…
JINÉ – pravděpodobně rovněž NEJSOU přímé interakce s CYP
FARMAKOGENETIKA: NADĚJE NEBO BUBLINA? Pharmakogenetik: Hype oder Hope? M. Schwab et al., Dtsch. Med. Wochenschrift 2011 Mar;136(10):461-7 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾
Farmakoterapie ovlivněná polymorfismem enzymů metabolismu – M. Ingelman-Sundberg MDO 2012) Warfarin + CYP2C9, VKORC1 (+…..) krvácení Clopidorgel + CYP2C19 dtto Tamoxifen + CYP2D6 resist. CA prsu Tacrolimus (?) + CYP3A5 rejekce štěpu Antidepresiva + CYP2D6 (potřeba více studií) selhání terapie Irinotecan + UGT1A1 myelotoxicita Azathioprin, 6-merkaptopuriny + TPMT dtto Kodein + CYP2D6 deprese
FARMAKOGENETIKA: NADĚJE NEBO BUBLINA? ¾
Celogenomové asociační studie – Genome-wide association studies – potvrdily a dokonce napověděly souvislosti mezi polymorfismy (F-genetikou) enzymů metabolismu a odpovědí organismu
¾
Warfarin, klopidogrel – očekávané
Neočekávané výsledky GWAS – ¾
¾
Asociace fenotypu UM CYP2D6 (více funkčních alel) a tendencí k suicidiu (Penas-Lledó et al. Pharmacogenomics 2012) Asociace SNP glycin dehydrogenasy (zvýšené hladiny glycinu) s depresí (špatná odpověď na citalopram) (Ji et al. Clin. Pharmacol. Ther. 2011)
“ Prosím, tady je můj genom“ (Magnus Ingelman-Sundberg, Praha 2003) „Genotyp v obč. průkazu“ – J. Květina, V. Grosmann, P. Anzenbacher , Brno 1996
PODĚKOVÁNÍ: ¾ Projektu ESF + EC+ MSMT OPVK Reg. No.
CZ.1.07/2.3.00/20.0040 „Mol. genetika nádorových a kardiovaskuláních chorob“ ¾ Auditoriu za pozornost
