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Trabajo II Pharmacogenética Doctor en Salud Pública versión iv e 4

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Este trabajo es le segundo trabajo para el Programa de PhD en Salud Pública Desarrollado en Coordinación con la Atlantic International Univeresity, Miami Florida. Y comprende el estudio de la …

Este trabajo es le segundo trabajo para el Programa de PhD en Salud Pública Desarrollado en Coordinación con la Atlantic International Univeresity, Miami Florida. Y comprende el estudio de la influencia que ejercen los fármacos en nuestros genes

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  • 1. IDENTIFICACIÓN DEL ESTUDIANTE ID: UD10435BMN17417 LUIS ENRIQUE MEDINA MEDINA TITLE: PHARMACOGENÉTICS Grade / Program: PhD in PUBLIC HEALTH major: Epidemiology School of Social and Human Studies Murcia, Spain October of 2011ATLANTIC INTERNATIONAL UNIVERSITY HONOLULU, HAWAII SUMMER 2011
  • 2. INDICE GENERAL Pág.I. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………………6II. OBJETIVOS……………………………………………………………………………………………...7III.- DESCRIPCIÓN DEL CONTENIDO………………………………………………………………….8 3.1.-Conceptos Generales y Métodos de Estudio en Farmacogenética…………………………………8 3.2.-Farmacogenética y Farmacogenómica…………………………………………………………..9 3.3.-Historia de la Farmacogenética…………………………………………………………………..9 3.3.1.- Conceptos Básicos de Genética: Polimorfismo Genético…………………………………………..11 3.3.2.- Variabilidad en la Respuesta de Medicamentos……………………………………………………..13 3.4.-Tipos de variaciones genéticas de importancia en Farmacogenética……………………………14 3.4.1.-Single Nnucleotide Polymorphisms o SNP……………………………………………………………16 3.4.2.-Inserciones/Deleciones (INDEL)……………………………………………………………………….16 3.4.3.-Variación en Número de Copias (CNV)……………………………………………………………….16 3.5.-Conceptos Importantes en Farmacogenética……………………………………………………..17 3.5.1.-el proyecto hapmap………………………………………………………………………………………17 3.5.2.-Definición de términos en farmacogenética…………………………………………………………..18 3.5.3,.-Proteínas transportadoras de fármacos………………………………………………………………19 3.5.4.-Métodos moleculares de estudio en farmacogenética……………………………………………....22 A.-Tecnología de los microarrays de ADN…………………………………………………………..20 B-Análisis de la Expresión Génica……………………………………………………………………24 C.-Analisis del Genotipo………………………………………………………………………………..30 3.6.- Clasificación de los Estudios Farmacogenéticos…………………………………………………31 3.6.1.-Estudios de Comprobación de Hipótesis………………………………………………………………32 3.6.2.-Estudios de Generación de Nuevas Hipótesis………………………………………………………...33 3.7.-Estudios Mixtos…………………………………………………………………………………….34 3.7.1.-Estudios de Generación de Nuevas Hipótesis………………………………………………………...35 3.7.2.-Proyecto del Genoma Humano : Secuenciación del genoma completo…………………………..35 3.8.-Aplicaciones Farmacogenéticas actuales……………………………………………….................35 3.8.1.-Farmacogenética del Tratamiento Antirretroviral……………………………………………………37 3.9.-Variaciones Genéticas en Proteínas tTansportadoras……………………………………….....…38 3.10.-Variaciones genéticas en enzimas metabólicas………………………………………….............39 3.10.1-Reguladores de las Proteínas Transportadoras y de las enzimas metabólicas………………….41 3.10.2.-Variaciones genéticas en la 1-glucoproteína ácida…………………………………………………41 PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 2
  • 3. 3.11.-Influencia de Factores Genéticos en la Respuesta Virológica e inmunológica……………...433.12.-Participación de Pacientes de Ensayos Clínicos en Estudios de Farmacogenética……………44 3.12.1.-Material y Método……………………………………………………………………………………45 3.12.2.-Resultados del Estudio……………………………………………………………………………473.13.-Farmacogenética en Oncología………………………………………………………………48 3.13.1.-Antecedentes……………………………………………………………………………….49 3.13.2.-tipos de alteraciones genéticas…………………………………………………………….503.14.-Farmacogenética de las Enzimas Metabolizadoras de Agentes Quimioterápicos………............51 A.-UDP-Glucuronosiltransferasa (UGT)……………………………………………………........51 B.-Tiopurina S-Metiltransferasa (TPMT)………………………………………………………..53 C.-5,10-Metilentetrahidrofolato Reductasa (MTHFR)……………………………………… …..543.15.-Farmacogenética del tratamiento antirretroviral 2008: ¿hacia un tratamiento personalizado?........................................................................................................................563.16.- Reacciones de Hipersensibilidad………………………………………………………………....573.17.-Interacciones farmacocinéticas entre metadona y antirretrovirales en pacientes infectados por el virus de la inmunodeficiencia humana…………………………………………………….58 3.17.1.-Metadona……………………………………………………………………………………………….59 3.17.2.-¿Que son los Antirretrovirales?…………………………………………………………….............60 3.17.3.-interacción metadona-antirretrovirales……………………………………………………............61 3.17.4.-Relación de Análogos no nucleósidos inhibidores de la transcriptasa inversa-metadona.. 64. 3.18.-Estudios farmacogenéticos: guía de evaluación para Comités Éticos de Investigación Clínica…………………………………………………………………………………………70 3.18.1.-Fundamentos científicos y marco legal (I)…………………………………………………….70 3.19.-Farmacogenómica………………………………………………………………………………72 3.19.1.-Transcriptómica y Proteómica…………………………………………………………………...72 3.19.2.-Entorno Legislativo………………………………………………………………………………..72 3.19.3.-Normativa sobre investigación biomédica en seres humanos…………………………….........73 3.19.4.-Normativa sobre Protección de datos de carácter personal …………………………………74 3.20.- Evaluación Económica en la era de la Farmacogenética y Farmacogenómica: ¿un rayo de luz en la oscuridad?............................................................................................................................773.21.- Polimorfismo Genético en el Paciente Crítico. Parte II: Aplicaciones especiales de los Polimorfismos Genéticos. Farmacogenética y terapia génica………………………………..83 3.21.1.- Genética y Coagulación………………………………………………………………………….85 3.21.2.- Neurogenética del Paciente crítico………………………………………………………………85 3.21.3.-Genética en el Síndrome de Distrés Respiratorio………………………………………………87PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 3
  • 4. 3.22.-Genética en la Cirugía Cardíaca………………………………………………………………88 3.23.-Terapia Génica…………………………………………………………………………………90 3.24.- Terapia Génica en la Neumonía……………………………………………………………..90 3.25.- Terapia Génica en la Sepsis……………………………………………………………………..91 3.26.- Terapia Génica y Hemodinámica……………………………………………………………….92 3.27.-Genética y Respuesta Terapéutica……………………………………………………………….92 3.28.-Factores Determinantes, de la variabilidad entre la población en la respuesta a los fármacos.93 A.-FactoreS Genéticos……………………………………………………………………………….93 B.-Factores no Genéticos…………………………………………………………………………….93 3.29.-Terapia Personalizada de la Farmacogenética…………………………………………………94 3.30.-Reacciones de Fase II (conjugación): acetilación, glucuronización, sulfatación y mutilación……………………………………………………………………………………………95 3.30.1.-Receptores de Fármacos……………..……………………………………………………………….96 3.30.2.-Proteínas Con Efecto Indirecto sobre la respuesta al tratamiento……………………………..96 3.30.3.-Otros Aspectos de la Farmacogenética……………………………………………………............97 3.30.4.-Proteínas transportadoras de fármacos……………………………………………………………97 3.31.- Farmacogenética II. Métodos moleculares de estudio, bioinformática y aspectos éticos……..98 3.31.1.- Resecuenciación Génica……………………………………………………………………………..99 3.31.2.- Farmacogenética y bioinformática………………………………………………………………...99 3.31.3.- Farmacogenética y Aspectos Éticos………………………………………………………………100 3.32.-Análisis farmacogenético de la cinética de absorción de ciclosporina en una población española de pacientes trasplantados cardíacos…………………………………………………102 3.33.-Estudio farmacocinético…………………………………………………………………………105 3.34.-Aspectos Éticos…………………………………………………………………………………..106 3.35.-Análisis de los Datos……………………………………………………………………………..107 3.36.-Metabolismo y Farmacogenética del Tratamiento Antihipertensivo a través de las enzimas CYP 3.36.1.-Beta-Bloqueantes………………………………………………………………………………………109 3.36.2.-Bloqueantes de los Canales de Calcio………………………………………………………………113 3.36.3.-Inhibidores de la Enzima Convertidora de Angiotensina………………………………………...113 3.36.4.-Antagonistas de los receptores de Angiotensina II………………………………………………..113 3.36.5.-Bloqueantes Alfa-Adrenérgicos……………………………………………………………………...114 3.37.- Impacto estratégico de la Medicina individualizada Implicaciones en la clínica de la Farmacogenética………………………………………………………………………………..117 3.38.- Variabilidad en la Eficacia del tratamiento……………………………………………………118IV.- Análisis General…………………………………………………………………………………119 4.1.-La farmacogenética y la farmacia de hospital…………………………………………………......119 4.2.-Los Farmacéuticos y la Farmacogenética…………………………………………………………..119 4.3.-Planteamiento del Problema de la Farmacogenética……………………………………………..120 4.4.-Impacto de los Efectos Adversos………………………………………………………………124 PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 4
  • 5. VI.- Análisis y Discusiones……………………………………………………………………................128 6.1.-Perspectivas y Limitaciones……………………………………………………………………………...130 6.2.-Recomendaciones Sobre Estudios Genético……………………………………………………………131VII.-Conclusiones…………………………………………………………………………………………131VIII.-Bibliografía………………………………………………………………………………………….133 PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 5
  • 6. I.-INTRODUCCIÓN La farmacogenómica es la disciplina científica orientada al estudio de losaspectos genéticos relacionados con la variabilidad de la respuesta a losmedicamentos en individuos o poblaciones EMEA/CPMP/3070/01 El genoma humano está formado por una secuencia de aproximadamente3.000 millones de nucleótidos, situados en el 99,9% de las posiciones deidéntica manera en cualquier par de personas que se comparen. Este dato avalanuestra identidad como especie biológica independiente. La farmacogenéticasólo analiza una información genética muy concreta –la relacionada con laeficacia y seguridad de los medicamentos con una finalidad muy específica:mejorar los criterios científicos para su selección y uso. Tampoco se pretendeestablecer el riesgo genético de padecer enfermedades, aunque en ocasionespuede revelar esta información u otras colaterales (p. ej., confirmación depaternidad, pronóstico de una enfermedad por su respuesta al tratamiento). Entendiendo cómo un determinado polimorfismo genético afecta almetabolismo y la acción de los medicamentos será posible predecir, para cadapaciente, qué medicamento es el que ofrece mayor beneficio terapéutico y/o quéprobabilidad existe de desarrollar una reacción adversa en función de sudotación genética. La farmacogenética constituye uno de los pilares de ladenominada «medicina personalizada» (Marshall A, Roses AD., et al. 1997,2000) 39-43. Adicionalmente, la mejor caracterización de las bases genéticas ymoleculares de las enfermedades ayudará a mejorar su diagnóstico,diferenciando entre entidades con síntomas parecidos pero con distintas causasy/o mecanismos de desarrollo o progresión clínica y que, consecuentemente,son tributarias de tratamientos diferentes. Muchos de los fármacos que tienenpotencial terapéutico nunca llegan a comercializarse por la presencia dereacciones adversas en algunos individuos observadas durante los ensayosclínicos. Por otra parte, existen fármacos utilizados comúnmente que sólo sonefectivos en una parte de la población. Estas diferenciasinterindividualesreferidas a eficacia y toxicidad dependen de muchos factorescomo pueden ser, sexo, edad, factores ambientales y factores genéticos. En losaños 50 se utiliza por primera vez el término farmacogenética para describir losestudios sobre la base genética de la farmacoterapia. Los estudios farmacogenéticos están dirigidos a identificar variantes alélicasde los genes involucrados en el metabolismo de los fármacos o de susreceptores. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 6
  • 7. La farmacogenética pretende explicar la influencia de la variabilidad genéticaen la respuesta a los medicamentos e intenta conocer cómo un determinadopolimorfismo genético puede afectar al metabolismo y a la acción de losmedicamentos en cada sujeto, lo que va a permitir optimizar la respuestaterapéutica del paciente al aumentar la eficacia del medicamento administrado,reducir sus efectos adversos y mejorar el cumplimiento terapéutico. Los estudios farmacogenéticos están sujetos, por un lado, a la normativasobre investigación biomédica en seres humanos (de la que los ensayos conmedicamentos son sólo una parte) y, por otro, a la legislación sobre protecciónde datos personales. Además, y aunque no tengan carácter normativo deobligado cumplimiento, existen varios documentos emitidos por organismospúblicos y privados, nacionales e internacionales, sobre investigación genética. La consecuencia práctica más directa de este nuevo paradigma podría ser laobtención de mejores resultados clínicos, con una disminución de lamorbimortalidad de los pacientes y una importante reducción de la necesidad deadministrar distintos y sucesivos medicamentos hasta encontrar el más eficaz yseguro para cada uno, lo que incrementará notablemente la calidad de vida delos pacientes y elevará la calidad asistencial del Sistema Nacional de Salud. La farmacogenómica evalúa la respuesta conjunta de múltiples genes frente aun medicamento y la influencia de las variaciones del ADN en los efectos de losfármacos. Asimismo, intenta identificar qué elementos genéticos son importantesen el desarrollo y evolución de una enfermedad y conocer cómo se alteran einteraccionan entre sí. De esta manera, se podrán definir nuevas y potencialesdianas, plantear nuevas estrategias de evaluación y desarrollo de los fármacos,así como diseñar medicamentos más específicos dirigidos a un grupo deindividuos que compartan ciertas secuencias del ADN, lo que incrementará sueficacia y minimizará sus efectos adversos.II. OBJETIVOS:1º.-Deternminar la Relevancia clínica en farmacogenética para optimización delos tratamiento de las enfermedad en la Salud Pública.2º.-Crear documentos de consenso accesibles sobre la aplicación clínica a nivelde consenso entre los especialistas con el fin de determinar el ahorro que podríasignificar para el paciente, la familia en la implementación de la medicinapersonalizada3º.-Analizar el impacto epidemiológico social de las enfermedades masrelevantes.4º.-Revisar los protocolos de feno y genotipación5º.-Evaluar las implicaciones Clínicas en el uso de fármacos6º.-Revisión y discusión del potencial y la eficacia de los medicamentos y suimplicancia en la etiopatogenia PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 7
  • 8. 7º.-.Los objetivos que se plantean en los estudios farmacogenéticos songeneralmente 3: a) identificación y caracterización de polimorfismos o de determinados genes b) correlación de los mismos con los resultados del tratamiento, c) desarrollo de tests genéticos que permitan predecir la respuesta, el fármaco o la dosis más adecuados para un paciente concreto, en definitiva, un tratamiento ajustado a cada perfil genético individual. Sin duda, el objetivo principal de la Farmacogenética es «optimizar eltratamiento de las enfermedades a nivel individual», ir hacia una «terapiapersonalizada más segura y eficiente». La Farmacogenética puede cambiar laforma de prescribir en la práctica clínica diaria. En lugar de seguir el métodoactual de «ensayo y error», de manera que los pacientes prueban diferentesdosis de un mismo fármaco y/o diferentes opciones terapéuticas, lafarmacogenética permite ayudar al clínico a la hora de:A. Seleccionar a aquellos pacientes que podrían responder bien o mal a unfármaco determinado antes de que sea prescrito (con el tiempo estarándisponibles perfiles farmacogenéticos para seleccionar a aquellos pacientes quetengan una gran posibilidad de responder positivamente y a aquellos que tenganbajo riesgo de presentar efectos adversos graves).B. Seleccionar la medicación más adecuada para un determinado paciente.C. Seleccionar la dosis más adecuada de un fármaco para un determinadopaciente (las pruebas de genotipado y fenotipado para predecir losrequerimientos de dosis están siendo introducidas cada vez más en el desarrollopreclínico de los medicamentos y en la rutina clínica).III.- DESCRIPCIÓN DEL CONTENIDO3.1.-CONCEPTOS GENERALES Y MÉTODOS DE ESTUDIO EN FARMACOGENÉTICA La farmacogenética, la ciencia que permite identificar las bases genéticas delas diferencias interindividuales en la respuesta a los fármacos, es un tema degran interés. Los resultados de los diferentes tipos de estudios farmacogenéticosen diferentes campos de la medicina pueden servir para que en un futuro sepueda ofrecer una verdadera medicina personalizada. En este capítulo definimoslos conceptos más relevantes de esta disciplina, así como los métodos deestudio utilizados actualmente PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 8
  • 9. Existe una gran variabilidad interindividual en la respuesta al tratamientofarmacológico. El reconocimiento de que parte de esta variabilidad es inherentea la persona ha creado la disciplina de la farmacogenética, con el objetivo depoder ofrecer en un futuro una medicina personalizada que nos aporte elmáximo beneficio terapéutico con la mínima toxicidad. En este capítulo, sedefinen los conceptos más relevantes de esta disciplina, así como los métodosde estudio utilizados actualmente.3.2.-FARMACOGENÉTICA Y FARMACOGENÓMICA Estos 2 términos se usan con frecuencia intercambiados, pero tienendiferentes connotaciones. El término «farma-cogenética» es más restrictivo y serefiere al estudio de la variación genética de ciertos genes y a su efecto en larespuesta farmacológica. El término «farmacogenómica» es mucho más amplioy se refiere al estudio de todo el espectro de genes farmacológicamenterelevantes, sus variaciones genéticas, cómo estas variantes interaccionan ycómo afectan a la respuesta farmacológica (Altman RB, et al. 2002)1.3.3.-HISTORIA DE LA FARMACOGENÉTICA La observación de que existen diferencias individuales en la respuesta altratamiento farmacológico no es un concepto nuevo. A principios del siglo XX(1902-1909) el médico británico Sir Archibald Garrod desarrolló el concepto dechemical individuality para describir que ciertos individuos presentaban toxicidadcon una dosis de fármaco que era inocua para la mayoría. La primeraobservación escrita relacionada con la Farmacogenética se remonta al año 510a.C. cuando Pitágoras observó que la ingesta de habas producía en algunosindividuos una reacción potencialmente fatal. Con el tiempo se reconoció que setrataba de una anemia hemolítica que aparecía en individuos con deficiencia enla enzima glucosa 6-fosfato deshidrogenasa (G6PDH), siendo el primer informede la farmacogenética moderna el publicado a principios de 1930 por Snydersobre la incapacidad para saborear la feniltiourea que presentaba una herenciaautonómica recesiva. El concepto de «farmacogenética » se originó en los años 1950 con los 2primeros ejemplos de cómo variaciones genéticas en genes que codificanenzimas metabólicas causan reacciones adversas graves a determinadosfármacos: anemia hemolítica causada por fármacos antimaláricos debido adeficiencias de la enzima glucosa-6-fosfato deshidrogenasa y relajaciónmuscular prolongada después de la administración de succinilcolina debido adeficiencias de la enzima seudocolinesterasa. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 9
  • 10. Fue Motulsky en 1957 quien primero documentó el concepto de que losdefectos heredados en el metabolismo de fármacos podían explicar lasdiferencias individuales en la respuesta a medicamentos16. El que primeropropuso el término «farmacogenética» fue Friedrich Vogel en 1959, y en 1962Kalow escribió la primera monografía sobre el tema Tabarés B, et al 20004 14. El campo de la Farmacogenética fue estimulado en los años 1970 con hechoscomo la descripción que Robert Smith hizo en 1977 de la deficiencia en elmetabolismo de la debrisoquina, cuando personalmente experimentó unaimportante hipotensión ortostática tras tomar el medicamento17. Actualmente seconoce que el defecto correspondiente es debido a la deficiencia de la enzimacitocromo P450 2D6. O cuando Vesell et al demostraron que las vidas mediasplasmáticas de muchos fármacos eran menos divergentes entre parejas degemelos monocigotos que entre parejas de gemelos dicigotos Vesell ES, et al1989 8. Concluyeron que la herencia multifactorial podía determinar elmetabolismo farmacológico individual (herencia multigénica). En el transcurso de los años posteriores se fueron añadiendo ejemplos derespuestas exageradas, desconocidas, o ausencia de efectividad de fármacoscomo manifestación de patrones hereditarios individuales. Más recientemente, han recibido mucha atención los polimorfismos genéticoscomunes del metabolismo de fármacos clínicamente útiles y que involucran a unnúmero considerable de pacientes. Un ejemplo en el orden farmacodinámico esel conocimiento reciente de los receptores farmacológicos, como el beta 2-adrenorreceptor, o los transportadores farmacológicos, como el MDR1,responsable del gen de resistencia a fármacos, que también están sujetos avariación genética. Las bases genéticas moleculares de estos patrones hereditarios se hanempezado a dilucidar a finales de los años 1980 con la clonación ycaracterización de numerosos genes humanos incluyendo enzimasmetabolizadoras de fármacos, receptores y varios sistemas de transporte.En la actualidad la Farmacogenética tiene un gran potencial y está generandograndes expectativas médicas, sociales y financieras. La farmacogenética se encarga del estudio de la variabilidad individual derespuesta a los fármacos en función de diferencias genéticas. De esta manera,el genotipo del paciente no sólo puede determinar la evolución y el pronóstico dela enfermedad, sino que también puede influir en la respuesta al tratamiento, lacapacidad de metabolizar los fármacos administrados y, en cierto modo, preverla aparición de efectos adversos (fig. 1). No existe situación alguna en medicinael la que el clínico pueda predecir la respuesta individual al tratamiento. Esevidente que muchos factores determinan la respuesta a los fármacos (edad, PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 10
  • 11. sexo, etnia, enfermedades concomitantes y disfunción de los órganossecretores). No obstante, si estas variables se estandarizan, es evidente quepersiste una respuesta individual. Se ha evidenciado en los últimos años que factores genéticos modifican demanera significativa la absorción, disposición, metabolismo y excreción deFármacos (Kalow W, et al. 1997) 297. Uno de los objetivos más importantes de lafarmacogenética es la disminución de efectos secundarios. Cada fármaco interacciona con numerosas proteínas (transportadoras,enzimas, etc.). Un elevado número de enzimas son genéticamente variables 32. El PG de los genes que codifican estas enzimas condiciona la aparición de 3tipos de sujetos: normales, metabolizadores lentos (predispuestos a lasreacciones adversas) y metabolizadores rápidos (sujetos que no responderán alas dosis habituales, dada la extremadamente rápida eliminación del fármaco). La mayoría de las enzimas implicadas en el metabolimo y la eliminación defármacos son miembros de la familia del citocromo P-450, que incluye más de 30isoformas (Abernethy DR, et al. 2000) 299.El reconocimiento temprano de una respuesta adecuada al tratamiento o laprobabilidad elevada de desarrollar efectos secundarios significa que puedeayudar a desarrollar estrategias terapéuticas alternativasEn 1959, el Dr.Vogel acuñó el término «farmacogenética» y el reconocimiento deesta nueva disciplina se extendió rápidamente (Meyer UA., et al. 2004) 2. 3.3.1.-CONCEPTOS BÁSICOS DE GENÉTICA: POLIMORFISMO GENÉTICO El genoma humano está formado por una secuencia de aproximadamente3.000 millones de nucleótidos, situados en el 99,9% de las posiciones deidéntica manera en cualquier par de personas que se comparen. Este dato avalanuestra identidad como especie biológica independiente. No obstante, el 0,1% de variabilidad, o polimorfismo genético, también esbiológicamente importante (Kalow W., . Nebert DW., et al, 1997) 206,207 y está enla raíz de dos problemas médicos muy relevantes: la propensión dispar apadecer enfermedades y la respuesta heterogénea a los medicamentos, tanto eneficacia como en seguridad. El estudio de los polimorfismos geneticos del citocromo P450 se ha centradoen las isoenzimas CYP2D6, CYP2C9, CYP2C19 y CYP3A por ser estas las quemetabolizan la mayoría de farmacos. Los individuos con determinadas varianteso alelos en los genes que codifican para estas enzimas pueden experimentar un PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 11
  • 12. descenso en la eficacia de determinados farmacos o bien un aumento de sutoxicidad . De este modo se establecen tres tipos distintos de fenotipos demetabolización (metabolizadores normales, metabolizadores lentos [PM] yultrarrapidos [UM]) asociados a distintas variaciones geneticas. Asi, los alelosmejor caracterizados para CYP2C19 son el CYP2C19*1 o tipo silvestre y losresponsables del fenotipo PM que son CYP2C19*2 y CYP2C19*3. El desarrollo de la farmacogenética para reducir esta variabilidad en laeficacia ya está dando sus primeros frutos, pero será uno de los principalescambios de la práctica de la Medicina en los próximos 10-20 años. Una de lasprimeras aplicaciones farmacogenómicas aprobadas para uso clínico estrastuzumab (Herceptin®). Se trata de un anticuerpo humanizado contra elreceptor HER2 en el cáncer de mama.Va dirigido sólo a los pacientes quesobreexpresan HER2 (20-35% de los sujetos con cáncer de mama). Sudesarrollo clínico ha sido muy rápido y requirió menos de 1.000 pacientes deestas características:sólo fueron necesarios dos ensayos clínicos de fase III, unoen monoterapia (222 pacientes) y otro en combinación con quimioterapia (469pacientes), y así se autorizó la comercialización para el tratamiento de lospacientes con cáncer de mama avanzado que sobreexpresa HER2. Es decir, elfármaco sólo va dirigido a la población de pacientes que tiene una altaprobabilidad de obtener un beneficio del tratamiento. De ahí que el polimorfismo genético sea uno de los temas centrales de lainvestigación biomédica actual (Gusella JF., Taylor JG., et al. 1986, 2001)208, 212. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 12
  • 13. La mayor parte (90%) de la variabilidad genética humana se debe apolimorfismos de nucleótido único (Single Nucleotide Polymorphism, SNP),variaciones concretas de un solo nucleótido, en el contexto de una secuenciagenética (Schork NJ., Brookes AJ., et al. 1999, 2000) 213,214. Su identificación, mapeo y análisis funcional se consideran elementosesenciales para la farmacogenética y la farmacogenómica (Stephens JC,Syvänen AC, t et al. 1999, 2001) 215, 219. El 10% restante corresponde sobre todoa polimorfismos de longitud, de los cuales los microsatélites son su modalidadmás importante Epplen C., Wren JD., et al. 1997, 2000) 220, 221. La farmacogenética se basa en la obtención y el análisis de informacióngenética pero, a diferencia de otras disciplinas como la terapia génica, laingeniería genética o la clonación, no implica la modificación de la dotacióngenética del paciente ni la transferencia de material genético de unos seres vivosa otros. Esta consideración es esencial para evaluar correctamente lasimplicaciones de carácter ético, legal y social de un proyecto de investigación detipo farmacogenético. La farmacogenética sólo analiza una información genética muy concreta –larelacionada con la eficacia y seguridad de los medicamentos con una finalidadmuy específica: mejorar los criterios científicos para su selección y uso.Tampoco se pretende establecer el riesgo genético de padecer enfermedades,aunque en ocasiones puede revelar esta información u otras colaterales (p. ej.,confirmación de paternidad, pronóstico de una enfermedad por su respuesta altratamiento). Por ello,el perfil de respuesta al medicamento que persigue lafarmacogenética debe distinguirse de otros tipos de análisis genéticos como losencaminados a establecer el diagnóstico de una enfermedad (p. ej., fibrosisquística), el establecimiento de la condición de portador (el caso de la hemofiliaA) o la susceptibilidad genética a padecer una determinada enfermedad (p. ej., elcáncer familiar o la diabetes mellitus)(Roses AD., Human Genetics Commission(HGC, et al. 2002) 226, 228. Uno de los problemas médicos actuales es que los medicamentos noalcanzan el objetivo terapéutico deseado en muchos de los pacientes. Lafarmacogenética hará posible mejorar la eficacia de los tratamientosadministrados, seleccionando el compuesto más eficaz y/o ajustandoindividualmente la posología (Spear BB, Ingelman-Sundberg M, et al. 2001) 229,230 . 3.3.2.-VARIABILIDAD EN LA RESPUESTA DE MEDICAMENTOS Además, permitirá investigar las causas y mecanismos patogénicos de lasreacciones adversas y prevenir su aparición futura con ese fármaco y, PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 13
  • 14. probablemente, con otros similares (Roses AD, Meyer UA, . Brazell C, et al.2000, 2002) 227,231,233. La variabilidad de la respuesta a los medicamentos podríaatribuirse a diferencias genéticas en tres planos (Roden DM, et al. 2002) 234:a) los mecanismos moleculares implicados en la patogenia de la enfermedad(véase «Farmacogenómica»)b) el metabolismo (absorción, distribución, metabolismo, eliminación) delmedicamento en el organismo del paciente (farmacocinética)c) la diana terapéutica sobre la que actúa el compuesto farmacológico(farmacodinámica). Estos tres elementos pueden actuar de forma simultánea. Además, múltiplesfactores exógenos, como otros fármacos, la dieta, los productos tóxicos (p. ej.,alcohol, tabaco, cafeína) y funcionales (edad, estado hormonal, situaciónfuncional de diversos sistemas orgánicos), pueden influir de forma relevantesobre el tratamiento, a veces incluso más que la dotación genética, si bien suefecto está mediado por elementos controlados genéticamente. 3.4.-TIPOS DE VARIACIONES GENÉTICAS DE IMPORTANCIA EN FARMACOGENÉTICA 3.4.1.-SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISMS O SNP Los single nucleotide polymorphisms o SNP (pronunciado esnips) son el tipode variación genética más común; actualmente se estima que hay alrededor de10 millones de SNP en el genoma humano 3. Son el resultado de la variación deun solo nucleótido (adenina [A], timina [T], citosina [C] o guanina [G]) en lasecuencia de ADN entre miembros de una misma especie. Los SNP puedenclasificarse en SNP no sinónimos, cuando cambian el aminoácido que formará laproteína, y SNP sinónimos, cuando no cambian el aminoácido dentro de unaproteína.OBJETIVOS DEL ESTUDIO DE LOS POLIMORFISMOSEl estudio de los polimorfismos tiene como objetivos:1. Determinar marcadores genéticos de susceptibilidad a una enfermedad. El análisis de polimorfismos permite determinar la predisposición de unindividuo a padecer una enfermedad. Se pueden encontrar el gen o grupo degenes «candidatos» que contribuyen a padecer la enfermedad. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 14
  • 15. 2. Determinar la predisposición de un individuo a un determinado subtipodentro de una enfermedad.Para enfermedades con clínica muy heterogénea, como la psoriasis, donde lacarga genética puede ser parcialmente responsable de tal variabilidad clínica.3. Estudiar el desarrollo de tumores y su progresión. Se ha podidocomprobar cómo los polimorfismos tipo SNP intervienen en la biología tumoral.4. Identificar dianas terapéuticas. Al igual que sucede con los análisis deexpresión génica, el estudio del genotipo también contribuye a lafarmacogenómica.5. Predecir la respuesta terapéutica a un fármaco. La variabilidad en larespuesta farmacológica genéticamente determinada tiene mucho que ver conpolimorfismos en genes específicos. Según diferentes estudios, algunos SNP sehan relacionado con cambios en el metabolismo, proteínas transportadoras yreceptores de fármacos, grado de respuesta de algunos fármacos y porcentajede toxicidad. De hecho, algunos SNP ya se están utilizando para predecir la respuestaclínica a los fármacos (McLeod HL y Evans WE, et al 2001) 11-14. Los individuosportadores de un determinado alelo probablemente lo son también de variantesespecíficas con varios marcadores de SNP. Por ello, para predecir la respuestaa un medicamento no será necesario identificar los verdaderos genes y alelosimplicados, sino que sería suficiente con detectar los SNP. En un futuro los avances tecnológicos asociados con la robótica y lasreacciones múltiples reducirán significativamente el coste del análisis de varioscientos de miles de SNP por paciente en ensayos clínicos. Los patronesbioinformáticos permitirán la rápida comparación de estos patrones de SNPentre los pacientes que presenten diferencias fenotípicas en la respuesta a unfármaco, de tal manera que cuando la información de las diferencias en larespuesta farmacológica sea ostensible, los perfiles de los SNP podrán serrelacionados con los actuales chips diagnósticos, y así determinar o anticipar larespuesta a un fármaco en un paciente determinado. Los SNP también pueden clasificarse en funcionales, cuando alteran laexpresión del gen o la función de la proteína y los no funcionales cuando notienen ningún efecto (fig. 1). Hasta ahora, los estudios farmacogenéticos se hanrealizado son: PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 15
  • 16. 3.4.2.-INSERCIONES/DELECIONES (INDEL) Normalmente incluyen 1-30 pb siendo las más frecuentes las que implican unsolo nucleótido4. Son de gran importancia cuando se encuentran en regionescodantes porque pueden causar disrupciones de la secuencia de lectura o en elpromotor porque pueden alterar la transcripción del gen (fig. 1). Un ejemplo deINDEL de importancia en farmacogenética lo encontramos con la variación delnúmero de nucleótidos timina y adenina (TA) en el promotor del gen UDP-glucurunosil transferasa 1A1(UGT1A1) que define el alelo UGT1A1*28 y surelación con la toxicidad asociada al tratamiento con irinotecán (RamchandaniRP, et al. 2007) 5. centrado principalmente en este tipo de variaciones genéticas Figura 1. Tipos de variaciones genéticas de importancia en farmacogenética. 3.4.3.-VARIACIÓN EN NÚMERO DE COPIAS (CNV) PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 16
  • 17. Son vastas regiones en el código genético de un individuo determinado queestán duplicadas o suprimidas. Debido a limitaciones técnicas para poderidentificarlas este tipo de variaciones fue considerado de menor importancia. Sin embargo, estudios recientes señalan su importante contribución a lavariación genética entre individuos (Ifrate AJ., Estivill X., et al 2004, 2007) 6-8. LasCNV no se limitan a regiones intrónicas o intergénicas, sino que también puedencomprender toda la secuencia de uno o varios genes (fig. 1). Ejemplos de CNVde importancia en farmacogenética son el caso de las duplicaciones/delecionesde los genes que codifican para diferentes miembros del grupo de enzimascitocromo P450 (CYP) como CYP2D6, CYP2A6 y, más recientemente,CYP2B69- 11.3.5.-CONCEPTOS IMPORTANTES EN FARMACOGENÉTICALos conceptos más importantes en farmacogenética se resumen en la tabla 1. 3.5.1.-EL PROYECTO HAPMAP El proyecto HapMap se creó en el año 2002 con el objetivo de desarrollar unmapa haplotípico del genoma humano en el que se describieran las pautas másfrecuentes de variación genética en diferentes poblaciones. Para ello, se incluyóa 270 individuos de 4 grupos étnicos diferentes: 30 tríos de etnia caucásica conorígenes del norte y oeste de Europa; 30 tríos de etnia yoruba procedentes deNigeria; 45 individuos de etnia china procedentes de Pekín, y 45 individuos deetnia japonesa procedentes de Tokio (International HapMap Consortium, 2003)12 . Este proyecto está identificando la mayor parte de la variación genética delser humano que, como mencionamos anteriormente, son los SNP. Es importanteseñalar que es la variación genética común (frecuencia alélica 5%) y no toda lavariación genética la que identificamos. La importancia de este proyecto radicaen que permite seleccionar el número mínimo de SNP, los llamados «tag» SNP(tSNP) (tabla 1), representativos del total de la variación genética comúnpresente en el genoma humano. El número de tSNP necesarios paracaracterizar un individuo se ha estimado entre 300.000 (caucasianos) y1.000.000 (negros africanos); un número pequeño si lo comparamos con los 10millones de SNP descritos (International HapMap Consortium, 2005) 13. El proyecto HapMap se dividió en 2 fases. La fase 1, cuyos resultados sepublicaron en 2005, comprendía el genotipado de alrededor de 1,3 millones deSNP(International HapMap Consortium, 2005) 13. En la fase 2, cuyos resultadosse han publicado en octubre de 2007, se han genotipado 2.1 millones de SNPadicionales (International HapMap Consortium, 2007) 14.Todos los datos generados por este proyecto son de acceso PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 17
  • 18. 3.5.2.-Definición de Términos en farmacogenéticaa.-Haplotipo: conjunto de single nucleotide polymorphisms (SNP) de un mismocromosoma que se encuentran siempre asociadosa.-Alelo: es cada una de las formas posibles de un gen determinado. Los sereshumanos posen 2 copias de cada gen, es decir, 2 alelos. El alelo que posee la secuencia de referencia y, salvo excepciones, el queencontramos con mayor frecuencia en la población general se llama alelocomún. Los alelos que difieren de la secuencia de referencia se llaman alelosraros.b.-Frecuencia alélica: es una medida de la frecuencia relativa de un alelo enuna población determinadac.-Genotipo: es el conjunto de alelos que posee un individuo concreto y quedeterminarán el fenotipod.-Fenotipo: es la manifestación del genotipo; se refiere a cualquiercaracterística detectable en un individuo determinado, entre otros factores, porsu genotipoe.-Desequilibrio de ligamiento (DL): término que indica la asociación de SNPde manera predeterminada en el mismo cromosoma.Esto explica porque ciertas combinaciones de SNP se encuentran de maneramás o menos frecuente en una población de la que cabria esperar si estos SNPse asociasen de manera aleatoriaf.-Tag SNP (tSNP): se llaman así porque «marcan» otros SNP. Es un SNPrepresentativo de una región cromosómica para la que existe un elevado nivel dedesequilibrio de ligamiento. Genotipando estos SNP podemos identificar lavariación genética de una región cromosómica determinada sin necesidad degenotipar todos los SNP presentes g.-Epistasis: se refiere a la interacción entre diferentes genes. El efecto de ungen determinado puede ser modificado por el efecto de otros genes nonecesariamente localizados en regiones adyacenteshttp://www.hapmap.org. La principal aplicación de toda la información generadaes aportar las herramientas necesarias para desarrollar estudios de asociación(genotipo asociado con un determinado fenotipo) que permitan la identificación PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 18
  • 19. de factores genéticos determinantes de la susceptibilidad a padecer ciertasenfermedades o del tipo de respuesta a determinados fármacos (fig. 2).Figura 2. El proyecto HapMap. Con el genotipado de 270 individuos de 4 grupos étnicos diferentes se ha elaborado el proyectoHapMap. A) Toda la información genotípica de una región determinada se puede obtener de forma gratuita en la página webde HapMap, incluidos los tSNP que deben ser genotipados. B) Los tSNP (SNP 1, 2 y 6) identifican otros SNP que por consecuente nonecesitan ser genotipados. C) Los estudios de asociación se realizangenotipando los tSNP en una población con el fenotipo de interés. Uno de lostSNP (en este ejemplo el SNP 2) está asociado con el fenotipo lo que nos indicaque el causante es él o cualquiera de los otros SNP con los que está asociado. 3.5.3.- PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE FÁRMACOS Watson y Crick, hace algo más de 50 años, publicaron la estructura de lamolécula de ADN1. Este hecho supuso un hito en la historia del conocimiento ymarcó el inicio de un proceso de descubrimientos en los campos de la Biología yla Medicina. En estos años, en los laboratorios de Biología Molecular y Celularse aprendió a identificar, aislar y manejar los genes que contienen la informaciónpara las más variadas estructuras y funciones celulares. También se hicierongrandes avances en asociar alteraciones de genes con el desarrollo deenfermedades, es decir, en la comprensión de las bases moleculares de lasenfermedades 2. El punto de partida de la Biomedicina en el siglo XXI es elacceso a la secuencia completa del genoma humano 3. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 19
  • 20. El genoma es el conjunto de material genético de un organismo (contienegenes y regiones intergénicas) y está constituido por una secuencia de unos tresmil millones de nucleótidos presentes en el ADN. Un gen es un segmento de la secuencia de ADN que codifica un producto,habitualmente una proteína, de función bien definida y que se encuentralocalizado en un cromosoma concreto. Los ácidos nucleicos son las moléculasconstitutivas del ADN y ARN. La molécula de ácidos nucleicos condiciona lasíntesis de proteínas; es, sencillamente, su precursor natural imprescindible. El genoma ha sido un terreno inexplorado hasta hace pocos años. En ladécada de 1980 los científicos comenzaron a identificar genes cuyas variantesoriginaban enfermedades, pero ello requería años de trabajo «cartografiando» aldetalle las regiones que contenían el gen buscado, para encontrar finalmente alresponsable directo de la enfermedad. Algunos investigadores trataron deimaginar formas más sistemáticas de examinar el genoma, y en 1990 unainiciativa de los Institutos Nacionales de la Salud y el Ministerio de Energía deEE.UU. marcó el inicio del Proyecto del Genoma Humano. Este proyectointernacional liderado por EE.UU. se marcó como objetivos (Ommen GJB, et al1999) 319: a) identificar todos los genes del ADN humano; b) determinar lassecuencias de los 3 billones de pares de bases del ADN humano, y c) almacenaresta información en bases de datos. Con anterioridad a la secuenciación del genoma humano se estimaron unos100.000 genes, después de la secuenciación este número se redujo a 40.000genes y actualmente después del refinamiento de la secuencia dicho número seconsidera alrededor de los 30.000 o menos (número bastante inferior alesperado). Este reducido número es más aparente que real, ya que muchos genes seexpresan en diferentes formas, por lo que en lugar de hablar de un gen único,esta misma unidad transcripcional puede dar lugar a 4-5 formas distintas, yentonces tendríamos que hablar de 100.000-150.000 genes funcionales. Además, si consideramos que el producto del gen, la proteína, sufre cambiosdespués de su síntesis, el número de proteínas funcionales en las células puedesobrepasar el millón.El 14 de abril de 2003 se anunció, por parte del International Genome Project(http://www.genome.gov/), que se había alcanzado el último de los objetivos queera la secuenciación completa del genoma humano y en octubre de 2004 sepresentaron los datos al 99% International Human Genome Sequencing, 2004320 .Todo ello nos ha permitido descubrir los siguientes hallazgos: PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 20
  • 21. 1. El genoma es muy semejante entre los diferentes animales.2. La secuencia de ADN entre dos seres humanos es idéntica en el 99,9 %. Lamayor parte de las diferencias se encuentran en regiones que no codifican aproteínas. Es ese 0,1 % de diversidad genética el responsable de la mayoría delas diferencias que existen entre los individuos. Sin embargo, muy pequeñasdiferencias en la secuencia del ADN pueden dar lugar a grandes diferencias enla expresión génica. El mismo gen puede tener una expresión muy marcada enun individuo y ser mínimamente o ni siquiera ser expresado en otro.3. Cada célula de nuestro organismo contiene la misma secuencia de ADN. Apesar de ello, cada gen no se expresa en cada una de las células. Algunosgenes básicos se expresan en casi todas o todas las células (por ejemplo,aquellos que codifican la obtención de energía), pero otros sólo se expresan encélulas muy especializadas (por ejemplo, genes que codifican la síntesis demelanina sólo se expresan en los melanocitos).4. A pesar de que los genes representan la principal función biológica delgenoma, sólo comprenden una fracción pequeña de su extensión. El genomacontiene grandes desiertos. De hecho, sólo el 30 % del genoma contiene genesy la suma de todas las secuencias codificantes de proteína ocupa únicamente el1,5% del genoma (existen genes codificantes de proteína y no codificantes).5. Que se haya completado la secuenciación de nuestro genoma no significa quese conozca su funcionamiento.Aún se ignora la función de la mayoría de los genes. 6. En la actualidadcontamos con una identificación de la secuencia del genoma humano muypróxima al 100 %, con un grado de verosimilitud superior al 99 %. Tenemos unabase de datos que reúne los más de seis millones de polimorfismos denucleótidos únicos que, probablemente, sigan aumentando. Sin duda, la secuenciación del genoma humano es un gran logro que facilitaráenormemente el desarrollo de la Biomedicina. Sin embargo, lo más difícil estátodavía por hacer: encontrar la función de estos genes (genómica funcional), suasociación con las enfermedades y cómo podemos utilizarlos para prevenir ocurar éstas. Éstos son los objetivos de la llamada «era post-genómica». En estesentido, se acercan cambios y nuevas posibilidades. Por todo ello, se dice queestamos saliendo de una era en la que se habla en idioma de dos letras (el 0 y 1del lenguaje digital de los ordenadores) y entrando en otro de cuatro letras (loscuatro nucleótidos con las bases adenina [A], timina [T], guanina [G] y citosina[C] del ADN). Estos cambios serán posibles porque al amparo del Proyecto GenomaHumano se están desarrollando una serie de tecnologías, denominadas de alto PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 21
  • 22. rendimiento, que por primera vez nos permiten analizar el comportamiento detodos los genes (técnicas genómicas), las proteínas y su relación con los genes(técnicas proteínicas) o metabolitos (técnicas metabolómicas) de una célula otejido en respuesta a una enfermedad o tratamiento. La ingente cantidad dedatos que el uso de estas tecnologías está generando (que constituye el procesode acumulación de información más rápido en la historia de la humanidad,terabytes) ha requerido el desarrollo de una nueva disciplina, la Bioinformática,para ser capaces de almacenarlos y explotarlos adecuadamente. La investigación y desarrollo de esta área de la Medicina permitirá avanzaren: a) diagnóstico molecular y pronóstico de las enfermedades; b) desarrollo defármacos; c) terapia celular e ingeniería genética de teji-dos; d) terapia génica yvacunas génicas, y e) individualización de tratamientos (se podrá predecir quiénse puede beneficiar de un medicamento y evitar su administración a quién sólole provoque efectos secundarios indeseables (Wolff CR, Roses AD, et al 2000,2001) 321,322. Permite identificar los genes responsables de las diferentesrespuestas al tratamiento y así desarrollar una medicina personalizada. Es sobreesta área en la que se va a centrar esta Revisión). 3.5.4.-MÉTODOS MOLECULARES DE ESTUDIO EN FARMACOGENÉTICA.A.-Tecnología de los microarrays de ADN Desde la década de los ochenta se ha venido analizando la estructura de losgenes y su expresión de manera individualizada mediante técnicas comoSouthern Blot y Northern Blot (hibridación de una sonda con ADN y ARNrespectivamente). Con ellas se llevaba a cabo el análisis individualizado de ungen o de un grupo reducido de genes cada vez. El problema es que paraencontrar asociaciones entre un gen y una enfermedad había que probar cientoso miles de posibilidades en lo que sería un proceso lento, caro, pesado y que,con frecuencia, no conducía a nada. Estudiar la expresión del genoma completode gen en gen sería como vaciar el océano con una cucharilla. Sin embargo, lasnuevas técnicas de microarrays permiten analizar miles de genes en un únicoexperimento (NCBI) 344. En un futuro se convertirán en técnicas de rutina. En laactualidad la técnica más empleada para llevar a cabo estos estudios se realizamediante la tecnología de los microarrays o chips de ADN (EBI-MBL) 345. Los orígenes de la tecnología de los microarrays o chips de ADN se remontaal inicio de los años noventa3. Desde entonces su uso en investigaciónbiomédica ha aumentado de forma espectacular en los últimos años, y abre unasenormes expectativas para el futuro. La técnica se fundamenta en lacomplementariedad de las dos cadenas de los ácidos nucleicos (permitedetectar secuencias específicas de ARN o ADN basándose en su capacidad decombinarse específicamente a secuencias complementarias de una sonda deADN) (PDG, CNB-CSIC) 346. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 22
  • 23. El microarray es un soporte al que se han unido fragmentos de genes,oligonucleótidos (fragmentos cortos de ADN), o productos procedentes de lareacción en cadena de la polimerasa (PCR), por lo que el «encuentro» conmaterial procedente del tejido del enfermo permite identificar, gracias a lacomplementariedad, aquellos genes que están presentes. Con ello se consiguela identificación de genes presentes en los tejidos normales o enfermoscomparando la carga y la expresividad de cada una de las muestras. Permite situar en los escasos centímetros cuadrados de un vidrio especial, enposiciones definidas y concretas, hasta cientos de miles de fragmentos de ADNcon una secuencia concreta (en su conjunto representan varias veces los genesdel genoma). Se fabrican empleando la misma tecnología que se utiliza paraelaborar los chips semiconductores, pero utilizando millones de cadenas de ADNcolocadas verticalmente en un chip de cristal o silicona. Para ello se utilizalallamada combinatorial chemistry. Se llegan a sintetizar hasta 1,3 millones desondas de oligonucleótidos en cada array (cada oligonucleótido se coloca en unárea específica del array llamada «celdilla de la sonda» o probe cell. Cada probecell contiene cientos de miles de millones de copias de un determinadooligonucleótido). El diseño y la fabricación de los microarrays de ADN dependen en primerainstancia del ácido nucleico que posteriormentese vaya a estudiar. Para suconstrucción es esencial la caracterización total o parcial del genoma. Lasecuenciación de miles de clones procedentes de genotecas de ADN genómicoy de ADNc permite identificar los distintos genes. A partir de esa información,almacenada en grandes bases de datos como GeneBank (http://www.ncbi.nih.gov) o EMBL (http://www.ebi.ac.uk), se identifican clones representativos decada uno de los genes. El ADN presente en cada uno de ellos es amplificadomediante PCR y purificado, para ser posteriormente depositado, mediante robotsde alta precisión, sobre soportes de vidrio que constituyen los chips de ADN. Alternativamente, a partir de la secuencia de los genes o de los ADNc sediseñan oligonucleótidos de pequeño tamaño (25-70 residuos) queespecíficamente hibridan con cada uno de ellos. Los oligonucleótidos sonpreviamente sintetizados antes de inmovilizarlos sobre los soportes, o biensintetizados in situ sobre el chip. De esta última tecnología los diferentesproveedores emplean métodos también diferentes: Affymetrix(www.affymetrix.com), la fotolitografía; Agilent (www.agilent.com), inyección deprecursores fosforoamiditos; Roche (www.roche-applied-cience.com/sis/matrixarray/), activación de precursores por campo eléctrico. Los desarrollos futuros ofrecerán chips específicos de enfermedad o derespuesta a fármacos, presumiblemente más baratos y de un manejo mássencillo que los dispositivos actuales, de tal manera que puedan universalizarse PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 23
  • 24. en los sistemas de salud tanto públicos como privados. Aunque todavía existecierta controversia sobre la sensibilidad y especificidad de estas técnicas(Secuencias de ADN) 348, en el momento presente están empezando a sercomercializados. Esta técnica permite analizar el comportamiento, es decir, la inducción orepresión de todos los genes que se expresan en un tejido como consecuencia,por ejemplo, de una enfermedad o un tratamiento. Detecta pérdidas o gananciascromosómicas, polimorfismos, mutaciones y cambios en los niveles de expresiónde los genes. Estos resultados nos pueden permitir establecer si una personatiene un «patrón» o «perfil» de enfermedad, es susceptible de desarrollarla, opuede responder o no a un tratamiento.Se distinguen tres tipos de microarrays:1. Microarrays para determinar la expresión génica: detectan secuenciasespecíficas de ARN.2. Microarrays para determinar el genotipo: detectan secuencias específicas deADN.3. Microarrays para determinar la resecuenciación. Dado que la expresión génica, más que la propia dotación génica, y lospolimorfismos existentes en ellos es lo que explica y condiciona las diferenciasde los individuos en la respuesta a los tratamientos, objeto de esta revisión, noscentraremos fundamentalmente en los dos primeros tipos de estudios conmicroarrays. B-ANÁLISIS DE LA EXPRESIÓN GÉNICA No todos los genes de los que el individuo es portador se expresan; sólo lohace una fracción de ellos. La expresión génica es el mecanismo por el que lainformación contenida en el ADN da lugar a ARN mensajero (ARNm) y,finalmente, este proceso se traduce en la síntesis de una proteína. La expresión génica permite a la célula adaptarse y responder a los estímulosprocedentes de otras células o del ambiente. La importancia que tiene conocercuáles son los genes «activos» es trascendental para explicar el perfil genéticoen cada situación. Un estudio fundamental con referencia a la determinación dela expresión génica mediante tecnología de microarrays de ADN fue llevado acabo por Lockhart et al en 19966. En él, oligonucleótidos de ADN permitieronidentificar unas pocas moléculas de ARNm por célula. En aquella época, losmicroarrays de ADN podían detectar la expresión génica de unos 1.000 genes.En la actualidad, los microarrays llevan sondas de todos los genes conocidoshasta la actualidad (varios miles). PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 24
  • 25. La expresión génica se estudia midiendo la cantidad de copias de ARN queproduce un gen (gen activo). No detecta, por tanto, aquellos genes que,existiendo, permanecen inactivos. Los análisis de expresión génica conmicroarrays con frecuencia se realizan a ciegas inicialmente. Se estudia unpanel amplio de genes y posteriormente se ana-lizan los resultados y su posibleinfluencia en la enfermedad o en la respuesta terapéutica. Permiten alinvestigador comenzar sin una hipótesis concreta. Pueden medir la expresióngénica de cada uno de los genes conocidos en el genoma humano completo,incluso de genes de los que se desconoce su función. Simplemente comparandolos patrones de expresión génica (por ejemplo pacientes con psoriasisrespondedores a ciclosporina y no respondedores) se pueden detectardiferencias en estos patrones. En el caso de que se demuestre una diferencia depatrones en la expresión de los genes tiene sentido iniciar una investigacióndirigida. Los microarrays para determinar la expresión génica se basan en la atracciónquímica natural (llamada hibridación) entre el ADN (en el array) y las moléculasde ARN (en la muestra de estudio) para determinar qué secuencias de ARN seestán expresando en una determinada muestra y su nivel de expresión a partirde un determinado gen (qué ARN y la cantidad de ARN que se estáproduciendo). Cuando una cadena de ADN fabrica una cadena de ARN, las dos cadenasson complementarias porque los pares de bases se corresponden (A, T, G y Cen la cadena de ADN, con U, A, C y G en la cadena de ARN respectivamente).Si las bases no son complementarias no se unirán el ADN y el ARN (una solabase que no se complementa es capaz de impedir que se unan las doscadenas). Existen dos tipos de microarrays para determinar la expresión génica. En laactualidad ambas tecnologías tienen una distribución similar en los laboratoriosde investigación del mundo:1. Microarrays de oligonucleótidos de ADN. Se inmovilizan pequeñosfragmentos de ADN sintetizados químicamente (oligonucleótidos) específicospara cada genexpresado. Actualmente por su homogeneidad, reproducibilidad yrobustez son los más usados. Existen varios proveedores: Affymetrix (es laprincipal compañía proveedora de este tipo de microarrays. Posee chips de altadensidad que con sus más de 500.000 oligonucleótidos permiten analizarsimultáneamente la expresión de másde 20.000 genes) (fig. 1), Agilent y Roche.2. Microarrays de ADNc. Emplean sondas de ADN con aproximadamente 600-2.000 bases de longitud, en lugar de las 25, sobre una base de cristal,nitrocelulosa o nylon. Se inmovilizan fragmentos de ADNc procedentes de PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 25
  • 26. colecciones de clones (genotecas). Metodología en la técnica de microarrays deoligonucleótidos La metodología en la técnica de microarrays de oligonucleótidos de expresióngénica incluye las siguientes fases:1. Extracción y preparación del ARN a partir de una muestra (sangre o tejido).Se obtiene el ARN total a partir de los leucocitos en las muestras de sangre y/odel tejido tras un proceso de machacado o molido (grinding) en estas últimas.2. Amplificación y secuenciación del ARN. Con el fin de facilitar la hibridación,se realiza una amplificación (millones de copias) del ARN mediante PCR.Posteriormente se fragmentan las cadenas de ARN en millones de secciones.Además se añaden moléculas de biotina que actúan como pegamento paramoléculas fluorescentes.3. Identificación del ARN. La determinación de la expresión de los genescandidatos se realiza mediante microarrays deoligonucleótidos de alta densidad.Este microarray examina prácticamente cada gen del genoma humano Contienemás de 45.000 fragmentos (probe sets) que corresponden a 33.000 genesconocidos y 6.000 expressed sequence tags (EST), es decir, aproximadamentetodo elgenoma humano. Ello permite la identificación de aquellos genes,conocidos o desconocidos previamente, que estén expresados, y también lacuantificación del nivel de expresión de cada uno de ellos. En estos microarrays las sondas de ADN van colocadas en la superficie deuna base de cristal. Cada sonda contiene generalmente tan sólo 25 bases de PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 26
  • 27. longitud que suponen una pequeña sección, pero muy representativa de un gencompleto con muchísimas más bases. Si una cadena de ARN se combina conestas 25 bases, se podrá saber de qué gen concreto se trata. El microchip es tanpreciso que puede detectar incluso una sola molécula de ARN específico de ungen dentro de 100.000 ARN diferentes que también puedan estar presentes enla muestra (sensibilidad de detección de aproximadamente 1:100.000). La superficie de este microarray es como un tablero de damas de 1,25 1,25cm. La superficie total contiene hasta 1,3 millones de cuadrículas. Cadacuadrícula (feature) mide 11 11 micrometros y contiene millones de copias decada sonda de un mismo ADN (fig. 2). Las sondas se van apilando unas junto aotras por un mecanismo de síntesis fotolitográfica. El proceso de identificación del ARN consta de los siguientes pasos: a)colocación del ARN en el microarray. El ARN extraído de la muestra ymultiplicado se deposita en el microchip. Se deja 14-16 horas para permitir quela hibridación tenga lugar (para que se complementen las bases de ARN de lamuestra y ADN de las sondas del microarray). Cada cadena de ARN de los genes que se han expresado está nadando entrelas sondas de ADN, buscando su complemento perfecto. Aunquedesgraciadamente la mayor parte de ellas no encuentra su combinación en elarray, algunas sí lo hacen y quedan como adheridas a la sonda de ADN (fig. 3);b) aclarado del microarray. Posteriormente se aclara el microarray para eliminarel ARN no combinado. Por el contrario permanece el ARN hibridado a la sondade ADN, a su vez unida a la molécula de biotina, y c) observación del ARNhibridado. Para poder ver el ARN combinado con la sonda de ADN se utiliza unamolécula fluorescente que se une a la biotina. Tras un lavado, las moléculasfluorescentes no combinadas se eliminan de manera que sólo quedan lasmoléculas fluorescentes unidas a biotina, expresión de las cadenas de ARNunidas a las sondas de ADN. Por tanto, la detección de luz fluorescente serásíntoma de hibridación y, por ello, de detección deuna secuencia específicadeterminada. La lectura de la fluorescencia se realiza mediante un láser escáner.La intensidad de las radiaciones informará de la cantidad relativa de cadasecuencia de la muestra. Dependiendo de la cantidad de ARN hibridado, brillará más o menos. Si ungen está muy expresado y existen muchas moléculas de ARN, brillará mucho.Por ello, según la intensidad del brillo se puede cuantificar la cantidad de ARN. Asu vez, valorando todas las cuadrículas se podrán evaluar todos PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 27
  • 28. Figura 2. Composición de un microarray de ADN.Figura 3. Hibridación del ARN. Fuente: Daudén E. Farmacogenética II. Métodos moleculares de estudio, bioinformática yaspectos éticos, Actas Dermosifiliogr. 2007;98:3-13 PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 28
  • 29. Fuente: Daudén E. Farmacogenética II. Métodos moleculares de estudio, bioinformática y aspectos éticos, Actas Dermosifiliogr. 2007;98:3-13los varios miles de genes presentes en el array. En síntesis, conociendo laidentidad de una sonda de oligonucleótido (y la de su gen correspondiente) porsu localización en el microarray podremos identificar el gen expresado y por laintensidad de fluorescencia podremos determinar su nivel de expresión (fig. 4).Para poder comparar entre unas y otras muestras se construye un «mapa decalor» (heat map). Según la intensidad de la expresión, tras aplicar el láser, losfeatures mostrarán unos u otros colores. Son representacionesgráficas quecolorean la expresión génica. Solo se colorearán intensamente aquellos genesque estén muy expresados.Estos mapas se pueden grabar, registrar y almacenar, para así poder servalorados pasado un tiempo. La imagen obtenida de esta manera es analizadainformáticamente (fig. 5).3. Investigación de nuevos fármacos. En función del apartado anterior, elconocimiento de mecanismos patogénicos de una enfermedad permite lainvestigación de nuevos fármacos que tengan por diana aquellos mecanismosen los cuales interviene ese gen, pero también es útil para determinar sutoxicidad, no sólo su eficacia.4. Predicción de la respuesta terapéutica de los pacientes a los fármacos yoptimización de su utilización: terapia individualizada. Ya ha sido comentado previamente que los pacientes con una determinadaenfermedad común responden de forma diferente a los mismos fármacos. Si PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 29
  • 30. comparamos la expresión génica de un paciente antes y después de recibir unfármaco, veremos las diferencias que existen. Si comprobamos que los pacientes respondedores tienen un patróncaracterístico, frente a los no respondedores, podremos predecir qué pacientesse beneficiarán de un fármaco y cuáles no. De esta forma valoramos eficacia. Sirealizamos lo anterior con diferentes dosificaciones de un fármaco, podremostambién comprobar qué dosis son necesarias para determinados patrones depacientes (por ejemplo aquellos con determinado patrón de expresión génica noson respondedores a la dosis habitual, pero sí lo son a dosis más altas). De estamanera podremos individualizar y ajustar la dosis necesaria. Y lo mismopodríamos decir de la toxicidad; podremos predecir qué pacientes sufriránefectos secundarios y cuáles no. C.-ANÁLISIS DEL GENOTIPO Aunque la mayor parte de la secuencia del genoma es homogénea, alrededorde uno de cada 100-1.500 nucleótidos es polimórfico, es decir, tiene una base enun cromosoma distinta a la de otro cromosoma. Estas diferencias, llamadaspolimorfismos, tienen consecuencias sobre la expresión de la proteína o sobresu estructura lo que hace que, en la práctica, sólo los gemelos monocigóticostengan una carga genética altamente semejante, mientras que hay diferenciasmuy notables entre los individuos de la especie humana. Cada persona hereda dos copias de cada gen, una de cada uno de suspadres. Estas copias pueden ser idénticas o diferentes. El conjunto de estasdiferencias heredables constituye la variación genética entre individuos. Muypequeñas diferencias en la secuencia de ADN pueden tener grandes efectos enla salud y la enfermedad. Un gen que funciona correctamente en una personapuede hacerlo de forma reducida o incluso no funcionar en otra. Lospolimorfismos genéticos pueden ser definidos cuando existen variacionesmonogénicas en la población normal con una frecuencia mayor del 1%7. Lospolimorfismos pueden ser:1. Mutaciones importantes del ADN, con repercusiones muy notables como: a) delecciones (eliminación de una o más bases o segmentos de la secuenciade ADN). Generalmente tiene una repercusión negativa importante en el genafectado y en la proteína que es codificada por él; b) inserciones (se añade unabase o una sección de bases, extras, a la secuencia de ADN). Puede tener lugaren la zona de codificación del gen o no. Generalmente tienen efectosextremadamente negativos sobre las proteínas codificadas.2. Pequeñas mutaciones, con menor repercusión. Incluyen los polimorfismosde un único nucleótido (SNP), el tipo más frecuente de polimorfismo. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 30
  • 31. Los SNP son variaciones, homo o heterocigotos, de un solo par de bases enla secuencia de ADN del genoma humano. Son la forma más simple y frecuente de polimorfismos entre individuos.Constituyen una de las herramientas más poderosas para el análisis degenomas. La mayor parte de los SNP se encuentran fuera de las regionescodificadoras o promotoras de los genes. Sin embargo, tanto los que seencuentran dentro como fuera de esas zonas pueden tener influencia en latranscripción de los genes. Las características más importantes de los SNP, quehacen de ellos unos marcadores genéticos ideales en la búsqueda de genes desusceptibilidad de una enfermedad o genes que determinan la respuesta a unfármaco son: simplicidad, amplia distribución, estabilidad y alta frecuencia a lolargo del genoma (se estima que tienen una incidencia de aproximadamenteun SNP por cada 1.000 pares de bases) (Shastry BS, et al 2002) 351. Se han identificado más de 1,4 millones de SNP en la secuenciación inicialdel genoma humano (con más de 60.000 de ellos en las zonas de codificaciónde los genes, (Sachinadandam R, et al 2001) 352, y se estima que el genomahumano contiene unos 10 millones de SNP. En la actualidad, el Consorcio SNP(grupo sin ánimo de lucro formado por compañías farmacéuticas, compañíasprocesadoras de información, instituciones académicas y fundaciones deinvestigación) ha determinado un mapa de alta densidad con varios millones deSNP (http://snp.cshl.org). Gracias a este mapa, actualmente miles depolimorfismos se pueden identificar y ordenar de forma precisa. En el pasado, y todavía en el presente, para conseguir los objetivos de lafarmacogenética se seguían, y se siguen, los pasos detallados a continuación: a)se analiza la distribución de la población para la variación en estudio utilizandouna sonda válida para detectar el polimorfismo fenotípico (que afecta a 1% de lapoblación); b) se identifica el gen responsable y sus variantes; c) se realizanestudios familiares y de gemelos para confirmar sus características genéticas(herencia dominante, recesiva, mendeliana, etc.); d) se desarrollan ensayosgenéticos para las distintas variantes del ADN; e) se realiza la correlación entreel genotipo y el fenotipo, y f ) se aplica a la práctica clínica. De hecho, la mayoría de los estudios de farmacogenética publicados estánbasados en correlacionar la respuesta del paciente con las variaciones en losgenes involucrados en el mecanismo de acción del fármaco o de su metabolismo con el fin de determinar el «gen candidato». Por el contrario, en la últimadécada, los avances en la tecnología de secuenciación molecular permiten,además, una investigación sistemática para encontrar variaciones funcionalessignificativas en las secuencias de ADN de los genes que influyen en los efectosde diversos fármacos, para después estudiar su repercusión fenotípica. Esto sepuede hacer hoy en día gracias nuevamente a los microchips de ADN paradetectar SNP 8-10. No es imprescindible conocer de antemano el gen responsable, PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 31
  • 32. sino que se puede llegar a él desde el análisis de las diferencias entrerespondedores y no respondedores. Se basa en la complementariedad, en laatracción de una cadena de ADN con otra cadena de ADN (y en la combinaciónde pares de bases: ATCG con TAGC respectivamente). Para determinar el genotipo se empleanchips de oligonucleótidos de manera casi exclusiva. Affymetrix es también elprincipal proveedor, con microchips que permiten analizar miles de SNPconocidos en un único experimento (actualmente se están desarrollandomicroarrays de hasta 100.000 SNP). Dado que el Proyecto Genoma Humano hapermitido secuenciar gran parte del mismo, en el microarray está reflejado talconocimiento y contiene las secuencias de ADN (secuencias cortas perorepresentativas de los genes del genoma), de manera que se podrá detectar elgenotipo completo (incluyendo los SNP) del individuo que aporte la muestra. Determinar el genotipo de un individuo sólo tiene que realizarse una vez paraun determinado gen, porque, con excepción de raras mutaciones, no suelecambiar (a diferencia del análisis de expresión del ARN, en el que la expresióngénica de los diferentes tipos celulares y, por tanto, la producción de ARN esvariable) y además se puede realizar en cualquier tejido o fluido, ya que el ADNes común a todas las células del organismo. Metodología de la técnica demicroarrays para la detección de polimorfismos de un único nucleótidoLa metodología en la técnica de microarrays para detectar SNP es similar a ladescrita para la expresión génica:1. Extracción y multiplicación del ADN a partir de una muestra (sangre o tejido).2. Amplificación y secuenciación del ADN. Con el fin de facilitar la detección delos SNP se realiza una amplificación (millones de copias) de cada fragmento delADN que contiene estos polimorfismos de la muestra mediante PCR.Posteriormente se secuencia el ADN.3. Identificación del genotipo de ADN. La muestra obtenida anteriormente, conel ADN, se introduce en un micro- array para la detección de SNP. La estructuradel microarray es similar a la empleada en el análisis de ARN, con sondas deoligonucleótidos de ADN con 25 bases dispuestas apiladas unas con otras encientos de miles de cuadrículas (cada cuadrícula con un solo tipo de sonda deADN). Incluye la mayoría de los genes del genoma humano. Permite analizarmiles de SNP conocidos en un único experimento. El proceso de identificacióndel ADN sigue las mismas fases que para el ARN: PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 32
  • 33. 3.6.-CLASIFICACIÓN DE LOS ESTUDIOS FARMACOGENÉTICOS Los estudios farmacogenéticos encargados de investigar la contribución delos factores genéticos a la variabilidad en la respuesta y/o toxicidad a distintosfármacos pueden clasificarse en 3 grandes grupos: los estudios que pretendencomprobar hipótesis (fig. 3A), los que intentan generar nuevas hipótesis (fig. 3B)y los estudios mixtos. 3.6.1.-ESTUDIOS DE COMPROBACIÓN DE HIPÓTESIS Este tipo de estudios farmacogenéticos se caracteriza por la investigación delos polimorfismos genéticos de genes conocidos cuyos vínculos de interaccióncon un fármaco concreto ya se han establecido previamente. Por esta razón seconocen también como estudios farmacogenéticos de genes candidatos (fig.3A). Estos estudios pretenden comprobar la hipótesis generada a partir delconocimiento previo de que los polimorfismos genéticos en los genes candidatospodrían estar asociados a una o varias de las variables de evaluación fenotípicade un fármaco. Estas variables pueden ser de tipo farmacocinético (PK),farmacodinámico (PD) o clínico. Los vínculos de interacción entre un fármaco y un gen que avalan laplausibilidad biológica y lo definen como genes candidatos pueden ser de variostipos. Por un lado, el fármaco puede ser sustrato del producto de un genimplicado en los procesos de su absorción, distribución, metabolismo oeliminación (vías ADME). Por otro lado, el producto de un gen puede ser la dianaterapéutica sobre la que el fármaco ejerce su actividad terapéutica o una dianasecundaria responsable de su toxicidad. Y, por último, el fármaco puedeinteraccionar con los productos de genes que se encuentran corriente abajo enlas cascadas de transmisión de señales implicadas en su mecanismo de acción,o con los que forman parte de las complejas redes fisiopatológicas implicadas enla patogenia de la enfermedad que se pretende tratar. De este modo, en función de los vínculos de interacción, podemos agrupar losgenes candidatos en 3 grandes grupos: los implicados en los procesos ADME,los involucrados en el mecanismo de acción tera-péutica y tóxica del fármaco y,por último, los integrantes de las redes fisiopatológicas de la enfermedad atratar. Los vínculos funcionales entre un gen candidato y sus polimorfismosgenéticos son otro aspecto que contribuye, aunque no de forma imprescindible,a la plausibilidad biológica de los estudios de genes candidatos. Los vínculosfuncionales que definen a un polimorfismo genético como candidato serían losconocimientos preestablecidos que establecen una relación entre estepolimorfismo y los niveles de transcripción (ácido ribonucleico mensajero PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 33
  • 34. [ARNm]) y/o expresión proteica y/o actividad funcional del producto del gen alque pertenece. El estudio farmacogenético ideal sería el que investigase polimorfismos conrepercusión funcional comprobada de un gen candidato. Sin embargo, nosiempre se dispone de la información completa que permita definir lospolimorfismos funcionales candidatos, ni de este tipo de información para todoslos polimorfismos genéticos conocidos de cierto gen candidato. Ante estaausencia de información experimental una alternativa la proporcionan lasactuales herramientas bioinformáticas como FastSNP (Yuan HY., et al. 2006)15,Pupa-Suit (Conde L., et al. 2006) 16 o TAMAL (Hemminger BM., et al. 2006) 17que proporcionan una estimación aproximada del efecto funcional putativo. Otraforma de buscar polimorfismos funcionales putativos consiste en investigarpolimorfismos localizados en las regiones de los genes candidatos muyconservadas en otras especies (Carlton VE., et al 2006) 18. Otra opción, cuando no se dispone de la información necesaria paraconsiderar un polimorfismo como funcional probado o putativo, es la utilizaciónde tSNP. Los tSNP ofrecen una aproximación indirecta (a través del patrón dedesequilibrio de ligamiento entre los tSNP y los funcionales desconocidos) de lavariabilidad genética. Recientemente, la estrategia de resecuenciación de genes candidatos hadado buenos resultados con la identificación de nuevos polimorfismos genéticoscon repercusión funcional directamente relacionados con variables de evaluación fenotípica, ya sean farmacocinéticas (Rotger M, et al. 2007) 19 o clínicas TopolEJ., Romeo S., et al. 2007) 20,21. Además ha demostrado que el porcentaje de variabilidad explicada en lasvariables de evaluación fenotípica aumenta a medida que aumenta el número depolimorfismos funcionales analizados. 3.6.2.-ESTUDIOS DE GENERACIÓN DE NUEVAS HIPÓTESIS La secuenciación del genoma humano (Lander ES., Venter JC., et al. 2001)22,23 , la culminación de proyecto HapMap (International HapMap Consortium,2003) 12-14 y el desarrollo de técnicas de genotipado de alto rendimiento (Fan JB.,Gunderson KL., 2005/2006)24,25 han propiciado la aparición en los últimos 2 añosde una nueva modalidad de estudios genéticos. Se trata de los estudios deasociación con cobertura genómica completa (Hirschhorn JN, y Wang WY et al.2005)26,27. Son estudios en los cuales se selecciona un gran número de tSNP(entre cien mil y un millón), en función de los patrones de desequilibrio deligamiento descritos por el proyecto HapMap, con el objetivo de ofrecer una PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 34
  • 35. cobertura de la variabilidad genómica común (5%) existente en el ser humano(fig. 3B). A diferencia de los estudios de genes candidatos, estos estudiospretenden abarcar la variabilidad presente en el genoma completo paradescubrir nuevos genes candidatos o regiones genómicas candidatas generandonuevas hipótesis cuya veracidad debe ser confirmada en los estudios dereplicación y cuya plausibilidad biológica ha de ser investigada.Básicamente, su diseño consiste en elegir unos criterios fenotípicos según loscuales clasificar la población de estudio en casos (afectados por ciertaenfermedad o los que reciben un fármaco) y controles (no afectados por laenfermedad o los que reciben placebo), posteriormente genotipar ambos grupospara los cien mil o un millón de tSNP y comparar las frecuencias alélicas y/ogenotípicas entre ambos. Los tSNP que resulten más o menos frecuentes en los casos respecto a loscontroles se definen como asociados al fenotipo investigado (a la variable deevaluación fenotípica) y consecuentemente como polimorfismos candidatos. Su localización en genes conocidos o regiones genómicas sin genesconocidos hasta ahora permite a su vez postular nuevos genes o regionescandidatos. Los estudios de asociación con cobertura genómica completa hanofrecido muy buenos resultados en enfermedades oftalmológicas, oncológicas,endocrinológicas, neurológicas, cardiovasculares e infecciosas (Fellay J, et al.2007)28. No obstante, su aplicación en los estudios farmacogenéticos estátodavía en sus comienzos (Kelly P, y Warren LL, et al 2006/2007)29-31. Estos estudios requieren muestras de tamaños considerables (unos 1.000casos y otros tantos controles) que exigen la creación de grandes consorcios decolaboración. Además, se necesita la aplicación de técnicas estadísticas deajuste para comparaciones múltiples para controlar los falsos positivosresultantes del análisis de tan elevado número de SNP junto con técnicas deajuste por la estratificación de la población de estudio (Balding DJ, Gibbs JR et al2006) 32,33.3.7.-ESTUDIOS MIXTOSLa otra modalidad de estudios farmacogenéticos de reciente aparición son los estudios mixtos. Estos estudios PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 35
  • 36. Figura 3. Tipos de estudios farmacogenéticos. Principales tipos de estudios farmacogenéticos: A) estudios de comprobación de hipótesis o de genes candidatos y B) estudios de generación de nuevas hipótesis. Para más información, véase texto.ofrecen una aproximación indirecta (a través del patrón de desequilibrio deligamiento entre los tSNP y los funcionales desconocidos) de la variabilidadgenética. Recientemente, la estrategia de resecuenciación de genes candidatos hadado buenos resultados con la identificación de nuevos polimorfismos genéticoscon repercusión funcional directamente relacionados con variables de evaluación fenotípica, ya sean farmacocinéticas (Rotger M., et al. 2007) 19 o clínicas(Romeo S, y Lander ES, et al 2001/2007) 21,22. Además ha demostrado que el porcentaje de variabilidad explicada en lasvariables de evaluación fenotípica aumenta a medida que aumenta el número depolimorfismos funcionales analizados. 3.7.1.-ESTUDIOS DE GENERACIÓN DE NUEVAS HIPÓTESIS Hasta aquí se han descrito los diferentes tipos de estudios farmacogenéticosque pretenden investigar la aportación de los factores genéticos a la variabilidad PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 36
  • 37. fenotípica de distintos fármacos. No obstante, todos ellos poseen elinconveniente de ser en mayor o menor medida una aproximación a lacomplejidad de la variabilidad presente en el genoma humano, ya que utilizanmarcadores genéticos subrogados. Por lo tanto, la forma de estudiar los factoresgenéticos en su conjunto se lograría con la secuenciación en paralelo delgenoma completo a nivel poblacional. 3.7.2.-PROYECTO DEL GENOMA HUMANO: SECUENCIACIÓN DEL GENOMA COMPLETO Desde la culminación del Proyecto Genoma Humano hasta la fecha, lastécnicas de secuenciación han mejorado su rendimiento y reducidoconsiderablemente su coste; aunque éste siga siendo prohibitivo pues ronda los10 millones de dólares Bennett ST, Bentley DR, et al. 2005, 2006 36,37. Unobjetivo teórico a medio-largo plazo de la comunidad internacional es conseguirla secuenciación de las 3 gigabases del genoma humano por 1.000 $ 38-41. Hastaque el proyecto «Genoma Humano por 1.000 $» (Hutchison CA, et al 2007) 42sea una realidad, tendremos que seguir utilizando las técnicas de genotipado dealto rendimiento como los mejores marcadores subrogados de la variabilidadgenómica. 3.8.-APLICACIONES FARMACOGENÉTICAS ACTUALES Aunque todavía es pronto para hablar de una verdadera medicinapersonalizada en la que el fármaco más adecuado para cada paciente seadeterminado de manera prospectiva basándose en el perfil genético, existenalgunos ejemplos de aplicaciones de la farmacogenética en la práctica clínica.Un ejemplo es el reconocimiento por parte de la Food and Drug Administration(FDA) de que el perfil genético del paciente puede determinar la aparición deefectos adversos a ciertos fármacos y, por tanto, esta información debe constaren el etiquetado del producto. Éste es el caso de los fármacos antitumoralesirinotecán y 6-mercaptopurina y más recientemente, del anticoagulante warfarinay del anticomicial carbamacepina. Irinotecán es un fármaco muy eficaz para el tratamiento del cáncer de colon,pero que presenta efectos adversos como neutropenia y diarrea grave. Elresponsable de estos efectos adversos es un metabolito activo del irinotecán, elSN-38, que es principalmente inactivado por la enzima UGT1A1. Unpolimorfismo en el promotor de esta enzima que define el alelo UGT1A1*28 estáasociado con una disminución de su actividad y con la aparición de los efectosadversos (Innocenti F, et al 2004/2006) 43,44. Basándose en estos resultados, laFDA aprobó indicar en la ficha técnica del producto que los individuoshomocigotos para el alelo UGT1A1*28 tienen mayor riesgo de sufrir neutropeniay se recomienda empezar el tratamiento con una dosis menor. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 37
  • 38. Un caso similar es el de 6-mercaptopurina y variaciones genéticas del gentiopurina-S-metiltransferasa (TPMT). Un efecto adverso grave es lamielosupresión debida a la disminución de la actividad de la enzima TPMT.Hay diferentes polimorfismos descritos que se asocian con disminución de laactividad 45. La warfarina es un anticoagulante que se utiliza en la profilaxis de trombosis,accidentes cerebrovasculares e infarto de miocardio y que presenta como efectoadverso hemorragias. Polimorfismos en el gen CYP2C9 y en el gen vitamina Kepóxido reductasa (VKORC1) están asociados con un riesgo aumentado desufrir hemorragias. Por todo ello, en 2007 la FDA ha actualizado la ficha técnicadel producto donde se incluye esta información farmacogenética Gage BF, et al.2008) 46. Recientemente, la FDA ha decidido también incluir en la ficha técnica delfármaco anticomicial carbamacepina la recomendación de genotipificar para elHLA-B*1502 antes de iniciar el tratamiento con este fármaco, ya que estemarcador genético se ha relacionado con la aparición de reacciones cutáneas dehipersensibilidad (necrosis epidermolítica tóxica o síndrome de Stevens-Johnson). Se desaconseja el tratamiento con carbamacepina en los pacientesportadores de este polimorfismo, sobre todo en los de origen asiático (CDERUS-FDA 12-12-2007) 47. Otro ejemplo de la importancia de la farmacogenética son los resultados delestudio PREDICT-1, el primer ensayo clínico prospectivo aleatorizado y a dobleciego realizado en el campo de la farmacogenética del tratamiento antirretroviral. Los resultados de este estudio demuestran que el cribado prospectivo con ladeterminación del HLAB* 5701 da lugar a una reducción clínicamente relevantey estadísticamente significativa de las reacciones de hipersensibilidad asociadas al tratamiento con el fármaco antirretroviral abacavir (Mallal S, Phillips E. et al-2008) 48. El estudio PREDICT-1 es un ejemplo de la aplicación de los conocimientosfarmacogenéticos en la práctica clínica diaria para un fármaco concreto. Sinembargo, no es más que el primer paso en el largo camino hacia la implantaciónde la farmacogenética. Además de la realización de ensayos farmacogenéticoscentrados en un único fármaco hace falta realizar ensayos que evalúen lautilidad de los tests genéticos para la selección individualizada entre lasposibilidades disponibles del tratamiento. Un ejemplo es la iniciación deltratamiento antirretroviral en los pacientes no tratados previamente infectadospor el VIH. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 38
  • 39. En los últimos años se han logrado considerables avances en el campo de lafarmacogenética, sin embargo, aún queda un largo camino hasta su aplicación yconsolidación en la práctica clínica diaria (Swen JJ, Grossman I, Baudhuin LM,et al 2007) 49-52. 3.8.1.-FARMACOGENÉTICA DEL TRATAMIENTO ANTIRRETROVIRAL Existe una gran variabilidad interindividual en la respuesta al tratamientoantirretroviral debida a la influencia de diferentes factores: ambientales, sexo delindividuo, enfermedades asociadas, interacciones con otros fármacos ygenéticos. Variaciones genéticas en proteínas implicadas en el transporte o elmetabolismo de los fármacos antirretrovirales pueden influir en su eficacia. Losfactores genéticos también pueden influir en la aparición de efectos adversosasociados al tratamiento y en la respuesta virológica e inmunológica. En estarevisión describimos los aspectos más relevantes de la farmacogenética deltratamiento antirretroviral. Existe una gran variabilidad interindividual en la eficacia y la susceptibilidad alos efectos adversos de los fármacos. Esta variabilidad se debe a la influenciacombinada de diferentes factores: ambientales, sexo del individuo,enfermedades asociadas, interacciones con otros fármacos y genéticos. Lafarmacogenética estudia las características genéticas del individuo y suinfluencia en la respuesta al tratamiento. Esto es importante en el tratamientoclínico de la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) debido ala necesidad de pautar un tratamiento crónico y a la elevada prevalencia deefectos adversos asociados. Variaciones genéticas en ciertas proteínas implicadas en el transporte o elmetabolismo de los fármacos antirretrovirales pueden influir en su eficacia. Losfactores genéticos también pueden influir en la aparición de efectos adversosasociados al tratamiento y en la respuesta virológica e inmunológica. En estarevisión, describimos los aspectos más relevantes de la farmacogenética deltratamiento antirretroviral. 3.9.-VARIACIONES GENÉTICAS EN PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS Existen 2 grupos principales de proteínas transportadoras: las que exportanlos fármacos desde el interior celular al medio extracelular y las que facilitan laentrada de los fármacos al interior celular. Dentro del primer grupo encontramosla glucoproteína P (Pg-p) que transporta múltiples sustratos entre los que seencuentran los inhibidores de la proteasa (IP). La Pg-p, que es el producto delgen ABCB1 (MDR1), es una de las más estudiadas en cuanto a la identificaciónde polimorfismos genéticos. Uno de los más relevantes es el 3435 C T en elexón 26. Este polimorfismo está asociado con una alteración de la expresión de PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 39
  • 40. la proteína y la estabilidad del ARN mensajero, aunque no provoca un cambio enel aminoácido correspondiente (isoleucina) Hoffmeyer S., y Wang D., et al.2000/2007) 54,55. Numerosos estudios realizados para establecer la relación deeste polimorfismo y otros, como el del exón 21 (2677G T/A), con lafarmacocinética de diferentes IP y del efavirenz han dado resultadoscontrovertidos Colombo S, Rodríguez NS, et al 2006 56-64. Otros transportadores, como los de la familia de las proteínas asociadas conla resistencia a diversos fármacos (MRP), podrían también influir en ladisposición de los fármacos antirretrovirales, aunque no hay datos concluyentes.Las MRP1 y MRP2 transportan una gran cantidad de aniones orgánicos,incluidos los IP12. Colombo et al 56 evaluaron la relación de diferentespolimorfismos en ABCC1 y ABCC2 (los genes que codifican para lostransportadores MRP1 y MRP2, respectivamente) y los valores intracelulares denelfinavir. Los autores concluyeron que no había ningún efecto de estospolimorfismos. Owen et al 66 demostraron un efecto del polimorfismo 260G C enABCC1 y los valores plasmáticos de nevirapina. Las proteínas transportadoras MRP4 y MRP5 participan en el transporte deadefovir, tenofovir y diferentes inhibidores de la transcriptasa inversa análogosde los nucleósidos (ITIAN), como azidotimidina, lamivudina, zalcitabina yestavudina (Schuetz JD, y Ray AS, et al. 1999/2005) 67,69. Numerosospolimorfismos han sido identificados en estos transportadores (Saito S, et al.2002)70. Un estudio de Kiser et al apunta a una relación entre el polimorfismo3463 A G en ABCC4 (gen que codifica para el transportador MRP4) y lafarmacocinética de tenofovir. Los individuos heterocigotos o homocigotos para elalelo raro presentaban un aumento de la concentración plasmática e intracelularde tenofovir, así como una disminución de su aclaramiento renal (Kiser JJ., et al2006) 70. Estos resultados necesitan confirmación debido al reducido número depacientes estudiados (n 27). Dentro del grupo de proteínas que facilitan la entrada de los fármacos alinterior celular están los transportadores de aniones orgánicos y los de cationesorgánicos. Numerosos fármacos, entre los que se encuentran adefovir, tenofovir,y diferentes ITIAN e IP son sustratos de estos transportadores (Izzedine H., et al.2005) 72. Se han descrito polimorfismos genéticos que afectan a la actividad deambos transportadores (Fujita T., Kerb R., et al 2002/2005) 73,74, aunque suinfluencia sobre la disposición de los fármacos antirretrovirales está todavía pordeterminar. 3.10.-VARIACIONES GENÉTICAS EN ENZIMAS METABÓLICAS El metabolismo de los fármacos se divide en 2 fases: la fase I, que incluyereacciones de oxidación, reducción o hidrólisis; y la fase II, en la que tienen lugar PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 40
  • 41. reacciones de conjugación con compuestos endógenos para dotar al fármaco demayor polaridad y facilitar su excreción del organismo. Uno de los grupos de enzimas más importantes de la fase I es el citocromo(CYP) P-450. Se trata de un grupo amplio y complejo de proteínasmetabolizadoras que, en el ser humano, son codificadas por 57 genes divididosen 18 familias y varios seudogenes. Cinco isoenzimas del CYP (CYP3A4,CYP3A5, CYP2C19, CYP2D6 y CYP2B6) participan en el metabolismo de losfármacos antirretrovirales. Los polimorfismos genéticos en estas enzimas pueden resultar en un fenotipometabolizador débil o por el contrario en un fenotipo metabolizador ultrarrápidodebido a un fenómeno de duplicación genética. Numerosos polimorfismos sehan identificado en las isoenzimas CYP, la mayoría de ellos son raros en lapoblación general (frecuencia alélica 1-2%) y algunos sólo se han descrito engrupos étnicos determinados (Rotger M, et al. 2006) 75. El CYP3A4 y CYP3A5 son las isoenzimas más abundantes (constituyen el 25-40% del contenido hepático de P-450) y las que presentan el espectro másamplio, ya que metabolizan el 50% de los fármacos, incluidos la mayoría de losIP y los inhibidores de la transcriptasa inversa no análogos de nucleósidos(ITINAN). Ambas enzimas son polimórficos, hay 20 alelos descritos paraCYP3A4 y 11 para CYP3A5. El efecto de los polimorfismos -392A G en la región5’ del gen CYP3A4 (CYP3A4*1B), el 6986A G en el intrón 3 (CYP3A5*3) y el14690G A en el exón 7 (CYP3A5*6), han sido evaluados en la farmacocinéticade efavirenz (Haas DW, Saitoh A, Fellay J, et al. 2002, 2004, 2005) 63,70,nelfinavir Haas DW, Saitoh A, Fellay J, 2002, 2005) 58,59,63 y saquinavir (FrohlichM, Mouly SJ, et al. 2004/2005) 76, 77. Los resultados disponibles hasta el momento no demuestran ningún efectosignificativo de estas variantes en la farmacocinética del efavirenz y el nelfinavir.Al contrario, 2 estudios independientes han demostrado una asociación delCYP3A5*3 con una disminución de la eliminación urinaria de saquinavir (FrohlichM, Mouly SJ, et al. 2004/2005) 76,77. Las diferencias en los valores de expresión de los CYP3A parecen másrelevantes en el metabolismo de los fármacos que los polimorfismos genéticos(Eap CB, et al. 2004) 78. Un estudio reciente de Lamba et al 26 ha demostrado una relación entre elpolimorfismo 2677G T de MDR1 con los valores de expresión de CYP3A4 enhígado e intestino. Para el CYP2C19 hay 21 alelos descritos. Un solo estudio describe unaasociación entre el 681G A (CYP2 C19*2) y valores plasmáticos de nelfinavir. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 41
  • 42. Individuos heterocigoto su homocigotos para el alelo raro presentaban valoresmás altos de este IP en comparación con los individuos homocigotos para elalelo común. El mismo estudio también demostró una tendencia hacia unadisminución de fallo virológico en individuos heterocigotos 5. El CYP2D6 es el más polimórfico de todas las isoenzimas CYP con 59 alelosdescritos. Un solo estudio ha analizado el efecto de 3 alelos no funcionales(CYP2D6*3, 2D6*4 y 2D6*6) en la farmacocinética de nelfinavir y efavirenz. Individuos homocigotos o heterocigotos para estos polimorfismos presentabanconcentraciones plasmáticas más altas de ambos fármacos10. Estos resultadosdeben interpretarse con cautela, ya que esta isoenzima no es la más importantepara el metabolismo de estos fármacos.CYP2B6 es una isoenzima que ha ganado importancia en los últimos años aldemostrarse su participación en el metabolismo de importantes fármacos comoel efavirenz. Ha demostrado ser polimórfico (28 alelos descritos) especialmente enpoblación de raza negra (Klein K, et al. 2005) 80 . Diferentes estudios handemostrado una asociación significativa entre el 516G T en el exón 4 (marcadordel alelo CYP2B6*6) y valores plasmáticos elevados de ITINAN (efavirenz ynevirapina) (Haas DW, Tsuchiya K, Rodríguez-Novoa S, Rotger M., et al. 2004,2005) 57, 60, 64, 75. El 983T C en el exón 7 (marcador del alelo CYP2B6*16 y *18)también se ha asociado con valores plasmáticos elevados de efavirenz 30. Lasconcentraciones de efavirenz extremadamente elevadas las encontramos enindividuos con 2 copias de alelos no funcionales, generalmente una copia deCYP2B6*6 con otra copia de *6, *11 o *18, o nuevos alelos como *27 y *2831. 3.10.1.-REGULADORES DE LAS PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS Y DE LAS ENZIMAS METABÓLICAS La gran variabilidad interindividual en la expresión y función de las proteínastransportadoras y las enzimas metabólicas no puede explicarse completamentepor interacciones farmacológicas o polimorfismos genéticos. Todo esto indicaque los reguladores de su trascripción contribuyen a estas diferencias. Elreceptor de pregnano X (PXR) y el receptor de androstano constitutivo (CAR)son miembros de la superfamilia de receptores nucleares que, cuando sonactivados por ligandos, regulan la trascripción de diferentes genes, entre ellosvarias enzimas CYP y ABCB1(Chang TK, Synold TW, 2001, 2003)32-34. Lospolimorfismos genéticos en PXR y CAR han sido descritos con una frecuenciaalélica, muy baja en la población general (3%), excepto el 79C T (PXR*2), quees frecuente en población de raza negra (15-22%) (Bosch TM, Zhang J, et al. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 42
  • 43. 2005, 2006) 88,93 . Su efecto en la disposición de los fármacos antirretroviralesestá todavía por determinar 3.10.2.-VARIACIONES GENÉTICAS EN LA 1-GLUCOPROTEÍNA ÁCIDA La 1-glucoproteína ácida, también llamada orosomucoide, es una proteína defase aguda que se une principalmente a los IP. Esta unión puede incidir en elefecto farmacológico ya que disminuye la fracción libre de fármaco. Existen 2 proteínas ORM1 y ORM2. La ORM1 es polimórfica, con 3 alelosORM1*F1, ORM1*F2, ORM1*S descritos; ORM1*F1 y *S son bastantefrecuentes mientras que *F2 es un alelo raro41,42. Colombo et al43 hanevaluado la influencia de la concentración plasmática de estas proteínas y suspolimorfismos genéticos en la farmacocinética de indinavir, lopinavir y nelfinavir,y pudieron determinar que afectaban el aclaramiento aparente de indinavir y enmenor medida el de lopinavir. El aclaramiento aparente de indinavir erasignificativamente más alto en individuos *F1*F1 que*F1*S y *S*S. 5.8.-SUSCEPTIBILIDAD GENÉTICA A LOS EFECTOS ADVERSOS DEL TRATAMIENTO ANTIRRETROVIRAL Las complicaciones del tratamiento antirretroviral en las que se ha encontradopredisposición genética incluyen reacciones de hipersensibilidad, dislipidemias,lipodistrofia, neurotoxicidad central, hiperbilirrubinemia y pancreatitis (tabla 1).Determinados alelos del complejo mayor de histocompatibilidad están asociadoscon un riesgo de hipersensibilidad al abacavir y nevirapina 44-46. Tres estudioshan identificado varios polimorfismos genéticos en APOE y APOC3 comomarcadores de riesgo para dislipidemias (Martin AM, Tarr PE, et al. 1999, 2005)99, 102 . Un estudio reciente de Arnedo et al. 2005 103 ha relacionado 5 genes(APOE/APOC3/APOA5/CETP/ABCA1) de un total de 12 estudiados con el riesgode dislipidemia, y se demuestra que la predisposición genética a presentar esteafecto adverso se debe al efecto combinado de varios genes. La lipodistrofia como efecto adverso se ha asociado a un polimorfismo en elpromotor de TNFa (-238G A) (Maher B., Nolan D., et al.2002, 2003) 104,105. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 43
  • 44. La aparición de neurotoxicidad se ha asociado principalmente al tratamientocon efavirenz, el alelo CYP2B6*6 ha demostrado ser un buen marcador tanto enla fase temprana del tratamiento Haas DW, et al. 2004 57 como en la crónicaRotger M, et al, 2005 106. La hiperbilirrubinemia es un efecto adverso asociado altratamiento con atazanavir y en menor medida a indinavir. Un polimorfismo en elpromotor del gen que codifica para UGT1A1 (alelo UGT1A1*28) causante delsíndrome de Gilbert y 2 polimorfismos en SLCO1B1 (alelos SLCO1B1*1b y *5),gen que codifica para el transportador de bilirrubina OATP1B1, se hanrelacionado con la hiperbilirrubinemia asociada al tratamiento con atazanavir enindividuos de raza blanca (Rotger M., 2005) 107. Otro polimorfismo en UGT1A1(alelo UGT1A1*6) se ha relacionado con la hiperbilirrubinemia asociada altratamiento con indinavir en pacientes asiáticos (Boyd MA, et al. 2006) 108. La aparición de pancreatitis se ha asociado principalmente al tratamiento condidanosina; un estudio ha demostrado la influencia de polimorfismos en CFTR ySPINK-1 (genes que codifican para la proteína reguladora de conducción PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 44
  • 45. transmembránica de la fibrosis quística y la proteína inhibidora de la tripsinasecretora pancreática, respectivamente) y el riesgo de pancreatitis en pacientesinfectados por el VIH . 3.11.-INFLUENCIA DE FACTORES GENÉTICOS EN LA RESPUESTA VIROLÓGICA E INMUNOLÓGICA Aparte de afectar a los valores plasmáticos del fármaco, algunospolimorfismos pueden influir en la respuesta virológica e inmunológica altratamiento antirretroviral. La presencia del polimorfismo CCR5 (Chang TK, et al2003) 85, en el correceptor utilizado por el VIH para entrar en la célula, se haasociado con una mejor respuesta virológica e inmunológica al tratamiento. Sinembargo, otros estudios no han encontrado ningún efecto . Diferencias en eldiseño del estudio, el tamaño y la homogeneidad de la muestra y la eficacia deltratamiento dificultan la comparación de resultados entre estudios diferentes. Tres estudios indican cierta repercusión del polimorfismo 3435C T en el genABCB1 en la respuesta virológica tanto en pacientes sin tratamiento previo 64. Encuanto a su relación con la respuesta inmunológica son menos consistentesprobablemente debido al mayor número de variables que intervienen en sucontrol. Únicamente el estudio de Fellay et al10 demuestra que individuos con elalelo 3435T presentan un aumento significativo de los linfocitos CD4 a los 6meses de iniciar tratamiento. Otros estudios, en cambio, no demuestran ningúnefecto de este polimorfismo, tanto en la respuesta virológica como en lainmunológica. En el año 2005 la Food and Drug Administration estadounidense aprobó lautilización de un test para detectar el alelo UGT1A1*28 en pacientes con cáncerde colon candidatos a recibir tratamiento con irinotecán. La aplicación de testsconcretos en el tratamiento de la infección por el VIH puede también ser unarealidad. 3.12.-PARTICIPACIÓN DE PACIENTES DE ENSAYOS CLÍNICOS EN ESTUDIOS DE FARMACOGENÉTICA La farmacogenética (FG) estudia la relevancia de las variaciones genéticas delas personas en la respuesta a los fármacos. En última instancia la FG pretende facilitar la selección de la medicación, y ladosis, para cada paciente. Es por ello que, dentro de la actividad de lainvestigación clínica y, más concretamente, en el desarrollo de nuevos fármacos, PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 45
  • 46. la FG ha pasado a ser, en los últimos años y en gran medida, una compañerahabitual de los ensayos clínicos (EC). La obtención –y estudio– de muestraspara FG (mFG) de los pacientes participantes en un determinado ensayo clínicopermite, a la luz de los resultados obtenidos, llegar a discriminar si la presencia ono de un determinado polimorfismo genético (SNP) puede explicar lasdiferencias interindividuales en la respuesta al fármaco en investigación (RosesA., Giacomini KM., et al. 2004, 2007) 111, 113. Su relevancia es tal, que se ha postulado que en el desarrollo de todo nuevofármaco se deben tomar mFG 4. Como la FG plantea cuestiones no sólo medicocientíficas, sino también legales, sociales y éticas particulares, más allá de lasque plantean los EC, han sido diversas las instituciones y grupos que hanpublicado guías y normas que otorgan un marco de referencia a los promotores,investigadores y evaluadores de este tipo de estudios (Nuffield Council onBioethics, Rodríguez-Villanueva J, 2003) 115,118. Los estudios de FG son objeto deevaluación y aprobación por parte de los comités evaluadores (en España, loscomités éticos de investigación clínica) que revisan los EC. La gran mayoría de los estudios de FG se conciben y realizan comosubestudios de EC. La cantidad de mFG dependerá del número de pacientesque consientan participar en el subestudio de FG. Por este motivo la intención decualquier promotor de un subestudio de FG es obtener el mayor número demFG. De hecho, si se consigue un porcentaje de mFG inferior a cierto umbral,variable para cada EC, el estudio de FG puede resultar por completo inútil. Poresto es de interés conocer qué factores pudieran explicar las diferencias en laobtención de mFG entre diferentes países. Ello permitiría, en ausencia de otras características específicas de cadaestudio, orientar el empleo de recursos hacia los países de más alta tasa deobtención de mFG. Asimismo, debido a que la inversión en ensayos clínicos demedicamentos en desarrollo se acompaña, con frecuencia, de subestudios deFG, es interesante saber cómo se sitúa España con respecto a otros paíseseuropeos en cuanto al porcentaje de pacientes que otorgan su mFG. 3.12.1.-MATERIAL Y MÉTODO Para este estudio se revisó, en septiembre de 2007, la base de datos denuestra compañía que incluye todos los EC que, realizándose en uno o máspaíses de Europa, requieren un subestudio de FG. Esta base de datos contieneel número de pacientes incluidos en cada EC, centro y país, y el número de esospacientes de los que se ha obtenido la mFG. Esta muestra puede obtenerse encualquier momento de la participación del paciente en el ensayo. La base dedatos contiene información de los EC en marcha (con al menos un paciente PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 46
  • 47. incluido) y de los que han finalizado hasta transcurridos 3 meses de la fecha desu conclusión. En septiembre de 2007 la base de datos contenía información de 78 ECrealizados en 30 países europeos. El número de pacientes incluidos superabalos 13.000, de los que del 74% ya se había obtenido una mFG. Con objeto de evitar sesgos derivados de usar datos de países con unamuestra reducida de pacientes, se decidió efectuar el análisis de los países quecumplían los siguientes criterios: a) estar realizando al menos 15 EC y en almenos 4 áreas terapéuticas (de este modo se asegura una muestra con unavariedad mínima de especialidades médicas involucradas), y b) realizar los ECen al menos 40 centros o con un mínimo de 300 pacientes incluidos en los EC en el momento de realizar el estudio (de este modo se asegura un númeromínimo razonable de investigadores diferentes y de casos en cada país). Para estudiar la posible influencia sobre el porcentaje de pacientes queotorgaban su mFG, se analizaron los siguientes factores: a) los propios de losEC del presente estudio: número total de sujetos participantes en EC decualquier área terapéutica y porcentaje de centros participantes en ensayos deoncología; b) culturales: religiosidad, religión predominante (católica, ortodoxa yprotestante), y origen lingüístico de la lengua mayoritaria de cada país (origeneslavo, germánico y románico); c) sociales: años de esperanza de vida,porcentaje de población urbana y producto interior bruto en términos de paridadde poder adquisitivo, y d) políticos: países que hubieran pertenecido o no a laesfera de influencia de la URSS. Se calcularon los estadísticos descriptivos univariantes. Para las pruebas designificación se utilizó la prueba de Kruskal-Wallis, y el coeficiente de correlaciónrho de Spearman y su significación para el contraste de asociación de variablescuantitativas. Para el análisis de datos se utilizó el programa G-Stat 2.0. Los ensayos incluidos en la base de datos correspondían a las 11 áreasterapéuticas en las que nuestra compañía desarrolla nuevos medicamentos. Ladistribución por fases de desarrollo clínico era: uno de fase 1; 50 de fase 2; 26de fase 3, y uno de fase 4. Cumplieron los requisitos antes mencionados 15 de los 30 países: Alemania,Bélgica, Bulgaria, Chequia, Dinamarca, Eslovaquia, España, Francia, los PaísesBajos, Hungría, Italia, Polonia, el Reino Unido, Rusia y Suecia. Estos 15 paíseshabían reclutado a 11.057 pacientes, de los que de 8.149 se disponía de la mFG(un 74%, el mismo porcentaje que de todos los países de Europa). PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 47
  • 48. En la tabla 1 se muestran de forma anónima, exceto para el caso de España,los datos de estos 15 países. Como la oncología es una especialidad donde lainvestigación relacionada con la FG tiene más que en otras áreas terapéuticas,en la tabla 1 también se señala el porcentaje de centros que cada país teníaparticipando en EC de esta especialidad. En el anexo 1 se muestran los datosculturales y sociales de los 15 países incluidos en el análisis de este estudio. Entre los factores culturales considerados, las diferencias entre los paísesagrupados según la religión mayoritaria10 no han resultado significativas (p =0,899). No ha ocurrido lo mismo con el porcentaje de religiosidad10, que se haasociado significativamente (rho = –0,54; p = 0,034) con el porcentaje depacientes que otorgan la mFG. Sin embargo, este factor se ve críticamenteafectado por el peso que tiene un país (Chequia), de forma que, si se excluye delanálisis, el porcentaje de religiosidad ya no se asocia de forma significativa a laobtención de la mFG para los otros 14 países. Y, en fin, se observó que el origende la lengua mayoritaria en cada país11 no influye de manera significativa (p =0,878). En la tabla 2 se presentan los coeficientes de Spearman y los valores de ppara el resto de las variables cuantitativas analizadas: los 3 factores socialesconsiderados 12, el número total de pacientes incluidos en EC y el porcentaje decentros dedicados a realizar EC de oncología. Ninguna de ellas se asociasignificativamente a los resultados obtenidos. Por último, el hecho de que el paíshaya pertenecido o no al área de influencia de la antigua Unión Soviéticatampoco ha resultado significativo (p = 0,637).TABLA 1Relación de países en orden descendente en cuanto al porcentaje de pacientes incluidos enensayos clínicos (EC) con muestra para farmacogenética (mFG). Porcentaje de centros participantesen ensayos de oncología en cada país PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 48
  • 49. Fuente Roses A. Pharmacogenetics and drug development: the path to safer and more effective drugs. Nature Rev Genetics. 2004,5: 645-56TABLA 2 Coeficientes rho de Spearman y su significación en relación con el porcentaje de pacientes con muestra para el estudio de farmacogenética Fuente: participar en el estudio de FG. 3.12.2.-RESULTADOS DEL ESTUDIO Los resultados de este estudio muestran que España es un país en el que seobtiene un porcentaje de mFG muy similar a la media europea. Entre los factoresestudiados no se ha identificado ninguno que influya significativamente en losresultados obtenidos. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 49
  • 50. Fuente: 3.13.-FARMACOGENÉTICA EN ONCOLOGÍA La farmacogenética estudia la relación entre el polimorfismo genético y larespuesta individual a los fármacos. En los últimos años se ha producido un granavance en el conocimiento de los polimorfismos genéticos que afectan tanto alas enzimas involucradas en la activación y/o destoxificación de los agentesquimioterápicos como a determinadas dianas moleculares implicadas en eltratamiento del cáncer. El objetivo de la farmacogenética es predecir la eficacia y la toxicidad de losfármacos en función del perfil genético de cada paciente, lo que permitiráseleccionar el medicamento más apropiado y las dosis óptimas para cada tipo decáncer y cada paciente concreto. Hace aproximadamente 2 años la Food andDrug Administration aprobó un test genético para la identificación de lospacientes susceptibles de presentar una elevada toxicidad por irinotecán, enquienes deberá reducirse la dosis inicial del fármaco. También se hancomercializado chips genéticos para la genotipificación simultánea de 2 enzimasdel citocromo P450. La farmacogenética permitirá identificar y definir poblacionesespecíficas de pacientes en quienes el beneficio terapéutico puede ser máximo,lo que supondrá un tratamiento más efectivo e individualizado. En esta revisión se describen los principales polimorfismos genéticosconocidos que pueden influir en la quimioterapia del cáncer. La farmacogenética surgió en la década de 1950 para explicar la contribuciónde la herencia genética a la diferente respuesta a los medicamentos. Tras lasevidencias iniciales, obtenidas en los años sesenta, de que la respuesta podríaestar condicionada por variaciones determinadas genéticamente en la actividadde ciertas enzimas, en la década de 1980 se demostró la importancia del PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 50
  • 51. polimorfismo genético en el perfil farmacocinético y se empezó a dilucidar labase molecular de dichos polimorfismos, lográndose la clonación ycaracterización de algunos genes polimórficos. En los años noventa comenzarona utilizarse los métodos farmacogenéticos en clínica, aunque fundamentalmentecon fines investigadores. En la actualidad numerosos ensayos clínicos hanincorporado métodos farmacogenéticos con el fin de seleccionar a los pacientesque mejor pueden beneficiarse de los tratamientos farmacológicos. La farmacogenética trata de estudiar las causas genéticas subyacentes a ladiversidad de respuestas que se observan para una misma dosis de undeterminado medicamento. Por ello puede entenderse como el análisis y uso dela información genética, individual o poblacional, para predecir la seguridad,toxicidad o eficacia de los medicamentos, en el contexto de la investigación ydesarrollo de éstos o en la práctica clínica con el fin de mejorar su efectividad. Se describen a continuación los principales polimorfismos genéticosconocidos que afectan tanto a las enzimas involucradas en la activación y/odestoxificación de los agentes quimioterápicos como a determinadas dianasmoleculares. Con este propósito se realizó una búsqueda en la base de datos MEDLINE(http:/www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed/) hasta octubre de 2007 utilizando lossiguientes términos: «pharmacogenetics» (MeSH) y «neoplasms» (MeSH), juntocon el operador booleano AND. Se localizaron 589 artículos, de los que seseleccionaron sólo las revisiones publicadas en inglés en los últimos 5 años, demodo que finalmente se obtuvieron 227 artículos publicados en revistas con uníndice de impacto superior a 1. 3.13.1.-ANTECEDENTES Las variaciones interindividuales en la respuesta a los fármacos puedendeberse, entre otros factores, a los efectos de la edad o el sexo, a alteracionesde la función hepática y/o renal, o a interacciones medicamentosas. Sinembargo, en la actualidad está claramente establecido que muchas de estasvariaciones están determinadas genéticamente. Las primeras evidencias de la respuesta genéticamente determinada a losfármacos fueron la hemólisis observada durante el tratamiento con antimaláricos(primaquina, sulfonamidas), que se debía a un defecto enzimático en la glucosa-6 fosfato deshidrogenasa Ayuso JL, et al. 1994 139; la prolongada relajaciónmuscular tras el tratamiento con suxametonio en individuos con una formainactiva de la colinesterasa Newman R, 1990 140, y el riesgo incrementado deneurotoxicidad en personas con fenotipo de acetilación lenta durante el PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 51
  • 52. tratamiento con isoniazida Broers B, et al. 1994 141. Posteriormente, en la décadade 1980 se descubrió que las bases moleculares del fenotipo de metabolizaciónlenta de la debrisoquina en el hígado de aproximadamente el 8% de la poblaciónblanca estaban asociadas a una deficiencia enzimática del citocromo P450,concretamente en el CYP2D6, enzima responsable del metabolismo de lamayoría de los fármacos (Relling MV, et al. 2007) 114. 3.13.2.-TIPOS DE ALTERACIONES GENÉTICAS El polimorfismo genético hace referencia a la diversidad de un determinadonucleótido que se encuentra a una frecuencia superior del 1% de la poblacióngeneral, pudiendo dar lugar a una reducción o a un incremento en la actividadgénica Drugdex Drug Evaluations 5. A diferencia de las mutaciones somáticas,estas variaciones son estables y hereditarias. Pueden darse en los intrones(secuencias de ADN que no codifican información), en los exones (secuenciasque codifican información) y en las regiones promotoras (regulan el proceso detranscripción). Las variaciones genéticas individuales más frecuentes son los polimorfismosde un solo nucleótido (SNP, del inglés single nucleotide polimorphism), aunquetambién pueden producirse deleciones/inserciones, conversiones génicas,deleciones enteras, microsatélites (secuencias repetidas en tándem que soncopias múltiples de secuencias de ADN repetidas de 20-70 pb) y minisatélites(repeticiones en tándem de secuencias de 2-5 nucleótidos). Actualmente laciencia se ha planteado el reto de determinar cuáles de estos polimorfismostienen relevancia terapéutica. Los SNP son diferencias de una sola base que aparecen en determinadassecuencias del ADN entre individuos de una población, y que en algunos casosprovocan un cambio en un aminoácido de la proteína codificada. Suponen másdel 90% de las variaciones genéticas del genoma humano. El número de SNP seha estimado del orden de uno a 10 millones (Wolff K, AHFS, et al 1997) 144,145, delos que entre 50.000 y 250.000 están distribuidos dentro y alrededor de losgenes codificantes (Reynolds JEF, et al 1999) 146. Actualmente se sabe que en elgenoma humano cada gen puede presentar un SNP en uno de cada 1.000-3.000pares de bases (Inaba T., et l 1995) 147. Algunos SNP no confieren alteracionesfenotípicas, pero son marcadores de ciertos haplotipos, por lo que son tambiénmarcadores genéticos 143. El análisis de SNP es la forma más simple de determinar la existencia depolimorfismos del ADN. Utilizando los actuales biochips es posible analizar deforma rápida y automática la existencia de desequilibrios para SNP en muestrasobtenidas de pacientes. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 52
  • 53. Hace unos años se creó el consorcio SNP (constituido por compañíasfarmacéuticas y bioinformáticas con centros académicos), cuyo objetivo consisteen descubrir el mapa de los SNP existentes en el genoma humano. Puedeaccederse a este mapa en http://snp.cshl.org. 3.14.-FARMACOGENÉTICA DE LAS ENZIMAS METABOLIZADORAS DE AGENTES QUIMIOTERÁPICOS La farmacogenética permite asociar los polimorfismos genéticos con lacapacidad de respuesta de un paciente a un determinado medicamento. Losagentes quimioterápicos en general presentan un estrecho margen terapéutico,por lo que la variabilidad interindividual en su metabolismo determina tanto sueficacia como su seguridad. Se describen a continuación los polimorfismosgenéticos de las principales enzimas implicadas en el metabolismo de agentesquimioterápicos y sus efectos sobre la respuesta (tabla 1).A.-UDP-GLUCURONOSILTRANSFERASA (UGT) La UGT está implicada en el metabolismo del irinotecán. Éste se utilizaprincipalmente en el tratamiento del cáncer colorrectal, de pulmón y de otrostumores sólidos. Es un profármaco que se activa por la carboxilesterasa a sumetabolito activo, el SN-38, el cual ejerce su actividad antitumoral mediante lainhibición de la topoisomerasa I10. Un miembro de la familia UGT, el UGT1A1,cataliza la destoxificación de SN-38 en un compuesto más polar e inactivo, elSN-38 glucurónido11 (fig. 1). La toxicidad limitante de la dosis consiste endiarrea intensa y leucopenia. Los estudios al respecto han puesto de manifiestoque dicha toxicidad está relacionada con los valores elevados de SN-3812. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 53
  • 54. Fuente: MORÁN GONZÁLEZ D ET AL. FARMACOGENÉTICA EN ONCOLOGÍAFig. 1. Polimorfismos UGT1A1 que pueden afectar a la toxicidad durante el tratamiento con irinotecán. Fuente: MORÁN GONZÁLEZ DET AL. FARMACOGENÉTICA EN ONCOLOGÍA La farmacogenética del tratamiento con irinotecán se ha centrado en elpolimorfismo de la glucuronidación de SN-38 por UGT1A1, cuya expresión hademostrado ser sumamente variable, con una variabilidad interindividual en latasa de glucuronidación de SN-38 de más de 50 veces 13. La región promotoradel gen de la UGT1A1 contiene secuencias TA repetidas. La presencia deUGT1A1*28 (7 secuencias TA repetidas) se asocia a una reducción de laexpresión y de la actividad de la proteína, comparado con UGT1A1*1 (6secuencias TA repetidas) (fig. 1). Se ha demostrado que los pacienteshomocigotos para el alelo UGT1A1*28 presentan un aclaramiento de irinotecánmucho más lento que el resto de la población, por lo que tienden a presentar unatoxicidad más grave tras el tratamiento con dicho fármaco14. En agosto de 2005 la Food and Drug Administration aprobó un test genético(Invader® UGT1A1 Molecular Assay, Third Wave Technologies Inc., Madison,WI, EE.UU.) para la identificación de los pacientes homocigotos en UGT1A1*28,en quienes dicha agencia recomienda reducir la dosis inicial de irinotecán 15. Lafrecuencia del alelo UGT1A1*28 es mayor en caucásicos (35%) y africanos(43%) que en asiáticos (10,1-16,8%) 16. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 54
  • 55. B.-TIOPURINA S-METILTRANSFERASA (TPMT) La TPMT cataliza la S-metilación de azatioprina, mercaptopurina y tioguanina.Todos estos agentes son profármacos que ejercen el efecto citotóxico a travésde su metabolización en nucleótidos de tioguanina, los cuales se incorporan alADN como análogos nucleotídicos (fig. 2). La actividad TPMT en los eritrocitospresenta grandes variaciones interindividuales; aproximadamente el 90% de losindividuosFig. 2. Vía metabólica de la mercaptopurina. TPMT: tiopurina S-metiltransferasa.Fuente: MORÁN GONZÁLEZ D ET AL. FARMACOGENÉTICA EN ONCOLOGÍAmuestra una actividad enzimática alta, el 10% intermedia y el 0,3% baja oindetectable 17,18. En los pacientes con baja actividad TPMT, los nucleótidos detioguanina se acumulan en los eritrocitos, lo que puede provocar mielodepresión19 . Por el contrario, los pacientes con elevada actividad TPMT son incapaces deformar cantidades suficientes de metabolitos activos tras el tratamiento conmercaptopurina. Se han identificado 13 variantes alélicas del gen TPMT, 3 de las cuales(TPMT*2, TPMT*3A y TPMT*3C) son responsables del 95% de los casos deactividad enzimática intermedia o baja 20. El alelo mutante TPMT*2 es una PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 55
  • 56. transversión de guanina por citosina en la posición 238 (G238C), lo que da lugara la sustitución del anillo rígido de prolina por un residuo más flexible de alanina(Ala80Pro); como consecuencia, se modifica la estructura terciaria de la proteínapara dar lugar a una proteína inestable con menor actividad catalítica 21. Lavariante TPMT*3A contiene 2 polimorfismos de transición, uno en el exón 7(G460A) y otro en el exón 10 (A719G), lo que provoca 2 sustituciones deaminoácidos, una en el codón 154 (Ala154Thr) y otra en el codón 240(Tyr240Cys) 22. El alelo TPMT*3C sólo contiene una transición en el exón 10(A719G)23. Estas últimas 2 variantes alélicas también están asociadas a unamenor actividad enzimática debido a una mayor tasa de proteólisis en lasproteínas mutantes 24. La presencia de estos alelos es predictiva de fenotipo. Así, los pacientesheterocigotos presentan actividad TPMT intermedia, y los homocigotos, actividaddeficiente 25. Numerosos estudios han puesto de manifiesto que los pacientescon deficiente actividad TPMT presentan un riesgo alto de desarrollar toxicidadhematopoyética grave incluso tras dosis estándar de mercaptopurina 26,27. Variosestudios han demostrado que los pacientes heterocigotos en el locus del genTPMT tienen un riesgo intermedio de toxicidad limitante de la dosis 26,28. Por otraparte, la deficiencia de la actividad TPMT también se ha asociado con un mayorriesgo de desarrollar tumores secundarios entre los pacientes con leucemialinfoblástica aguda, tales como leucemia mieloide aguda inducida por inhibidoresde la topoisomerasa 29 y tumores cerebrales inducidos por radiación 30.La frecuencia de estas variantes alélicas presentan diferencias étnicassignificativas (tabla 2) 20.C.-5,10-METILENTETRAHIDROFOLATO REDUCTASA (MTHFR) La MTHFR participa en la regulación del folato intracelular, compuestoesencial para la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos. Esta enzima cataliza latransformación de 5,10-metilentetrahidrofolato a 5-tetrahidrofolato, un donantede grupos metilo necesario para la conversión de homocisteína en metionina31(fig. 3). La deficiencia en su actividad está relacionada con enfermedadesneurológicas y vasculares. Se ha detectado un polimorfismo genético bastante frecuente que consiste enuna transición de citosina a timina en el nucleótido 677 (C677T), que implica lasustitución de alanina por valina. Esta variante está asociada a una bajaactividad enzimática y a valores de folato alterados 32-34. La detección de estepolimorfismo puede ser útil para identificar a los pacientes con riesgo alto depresentar toxicidad durante el tratamiento con metotrexato. En este sentido, seha observado que los pacientes homocigotos para el alelo mutante TT o losheterocigotos CT (aproximadamente el 10 y el 40% de la población,respectivamente) presentan un mayor riesgo de efectos adversos tras eltratamiento con metotrexato que los pacientes con genotipo salvaje CC35-38. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 56
  • 57. Además, en otro estudio se observó que, durante el tratamiento adyuvante delcáncer de mama con ciclofosfamida, metotrexato y fluorouracilo (5-FU), 5 de los6 pacientes que presentaron toxicidad grave eran homocigotos para el alelomutante 39. Por otra parte, en pacientes con leucemia mieloide crónica tratados conmetotrexato el genotipo TT se ha asociado con un mayor riesgo de mucositisque los genotipos CT y CC 33. Resultados similares se observaron en pacientescon leucemia aguda y cáncer de ovario 40,41. Además, en varios tipos de cáncersólido el genotipo mutante TT también predijo toxicidad frente al raltitrexed42.Finalmente, pacientes con cáncer de mama y portadoras de alguna variantepolimórfica en la MTHFR que recibieron tratamiento de combinación conmetotrexato y 5-FU desarrollaron toxicidad intensa de la médula ósea 39. Por otra parte, se ha observado que el genotipo MTHFR también influye en larespuesta del cáncer de mama y del colorrectal a la quimioterapia con 5-FU. Así,los pacientes con genotipo mutante TT respondieron mejor que los heterocigotoso con genotipo salvaje 43,44. Esto mismo se observó en pacientes con leucemialinfoblástica aguda tratados con metotrexato FUENTE: MORÁN GONZÁLEZ D ET AL. FARMACOGENÉTICA EN ONCOLOGÍA PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 57
  • 58. Fig. 3. Vías metabólicas relacionadas con la 5,10-metilentetrahidrofolato reductasa (MTHFR). DHFR: dihidrofolato reductasa; dTMP: d-timidina monofosfato; dUMP: desoxiuridina monofosfato. Fuente: MORÁN GONZÁLEZ D ET AL. FARMACOGENÉTICA EN ONCOLOGÍA 3.15.-Farmacogenética del tratamiento antirretroviral 2008: ¿hacia un tratamiento personalizado? La amplitud de la recuperación inmunológica en los pacientes infectados porel virus de la inmunodeficiencia humana que reciben el mismo tratamientoantirretroviral y consiguen una supresión virológica sostenida es muy variable. De manera similar, no todas las personas que reciben fármacosantirretrovirales presentan efectos adversos. Existe pues una notable variabilidadinterindividual en la respuesta y la toxicidad debidas al tratamiento antirretroviral.Los avances recientes en farmacogenética y farmacogenómica han permitidoidentificar algunos determinantes genéticos de la persona que modulan larespuesta y la toxicidad de estos fármacos, hecho que contribuye a pensar queen un futuro próximo el diseño personalizado de un tratamiento antirretroviral , deacuerdo con la constitución genética de la persona, sea posible . El impacto del tratamiento antirretroviral combinado en la mejora de lasupervivencia y la calidad de vida de los pacientes infectados por el virus de lainmunodeficiencia humana (VIH) es de tal magnitud que se ha llegado aproponer que los «milagros médicos» existen (Gazzard B, et al 2005) 128. Estehecho se debe al potente efecto supresor sobre la masa viral que poseen losregímenes antirretrovirales actuales y que se observa en un número significativode pacientes que lo toman adecuadamente. En consecuencia, se produce una PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 58
  • 59. mejora cualitativa y cuantitativa sustancial del sistema inmunitario, que setraduce en un incremento de la cifra absoluta de linfocitos T CD4+ y en unarecuperación de funciones perdidas. Esta mejora es a menudo de tal magnitudque permite la supresión de la profilaxis de infecciones oportunistas (Furrer H.,López Bernaldo de Quirós JC, et al. 2000) 129,130. Hemos aprendido, no obstante, que los pacientes que toman tratamientoantirretroviral combinado de forma adecuada y que negativizan la carga viralplasmática presentan un grado de recuperación inmunitaria muy variable. Enotras palabras, una buena respuesta virológica no implica necesariamente unabuena recuperación inmunológica. A esta situación se la conoce como «respuesta discordante » y sus causas noson del todo conocidas. Entre ellas se han propuesto factores virales,comorbilidad (p.ej., coinfección por el virus de la hepatitis C), tipo de régimenantirretroviral utilizado o factores genéticos de la propia persona infectada.Actualmente, además, no existe cura para la infección por el VIH; por lo tanto, eltratamiento debe mantenerse de por vida. El uso de fármacos antirretrovirales seha asociado a diversas toxicidades que limitan su eficacia. 3.16.-REACCIONES DE HIPERSENSIBILIDAD Entre las toxicidades agudas y crónicas destacan, entre otras, reacciones dehipersensibilidad 4, nefropatía (Berns JS, et al 2006)132, lesión hepática (NúñezM., et al. 2006)133 y también la aparición de síndrome de redistribución grasa y dedistintas alteraciones metabólicas que lo acompañan (Mallon PW., Oh J., et al.2007) 134,135. Un hecho intrigante es que no todos aquellos pacientes que tomanun fármaco antirretroviral particular presentan el efecto adverso que se haatribuido al mismo, por lo que se postula que debe existir una predisposiciónindividual, condicionada genéticamente, a desarrollar el efecto adverso (CresseyTR., Tarr PE., et al. 1999, 2007) 136,137.3.17.-Interacciones farmacocinéticas entre metadona y antirretrovirales enpacientes infectados por el virus de la inmunodeficiencia humana Según los datos del V Congreso Nacional sobre Sida, en España el 70% delos infectados por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) son adictos adrogas por vía parenteral (ADVP), y muchos de ellos están en tratamientoconcomitante con antirretrovirales y otros fármacos (antibióticos, psicofármacos,etc.) debido a infecciones oportunistas o a problemas psicológicos derivados(Ayuso JL., et al. 1994) 139. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 59
  • 60. Las posibles interacciones relacionadas con estas asociaciones pueden serimportantes, encontrándose unas más documentadas que otras en labibliografía. Un grupo importante de estos pacientes son los que están entratamiento de deshabituación con metadona, y es en este grupo donde lasinteracciones son menos conocidas (Newman R., et al. 1990)140. El arsenal terapéutico del tratamiento del VIH es cada vez más amplio, y portanto las posibles interacciones entre antirretrovirales y metadona pueden sermás frecuentes de lo esperado, constituyendo uno de los motivos de falta deadherencia al tratamiento antirretroviral o de abandono del programa dedeshabituación. Dos estudios independientes entre sí observaron el mayorretraso en la aceptación del tratamiento con zidovudina en la cohorte depacientes ADVP (Broers B, Ferrando SJ, et al. 1994, 1996) 141,142. La evolución del tratamiento antirretroviral ha pasado de la monoterapia a lamonoterapia secuencial y de ésta a la terapia combinada actual. Los problemasderivados de esta combinación están siendo estudiados y documentados en labibliografía según se van modificando las pautas o van apareciendo nuevosantirretrovirales. Debido a los constantes problemas que comportan los efectos adversos delos antirretrovirales, se plantea realizar una revisión bibliográfica de laspotenciales interacciones farmacocinéticas con el objetivo de alertar de lasposibles consecuencias a los profesionales sanitarios, informar adecuadamentea los pacientes y poder establecer unas recomendaciones de modificaciónposológica en caso de interacción. Se han obtenido casos comunicados de interacciones con algunosantirretrovirales, pero no hay ningún estudio bastante amplio que recopile lasposibles interacciones de todos ellos con la metadona. En los pacientes que siguen un tratamiento de deshabituación con metadona,serían necesarios estudios que valorasen íntegramente las interaccionesmetadona-antirretrovirales, sirviendo de guía para poder diferenciar en lapráctica clínica lo que es un efecto adverso o una interacción y realizar lasmodificaciones oportunas. Hemos considerado toda la información relacionadacon la interacción, así como las características farmacocinéticas yfarmacodinámicas de los fármacos revisados. 3.17.1.-METADONA La metadona es un agonista opiáceo indicado en el tratamiento del dolorintenso y en los programas de deshabituación a opiáceos. Las característicasfarmacocinéticas se encuentran resumidas en la tabla 1. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 60
  • 61. La posología habitual en la deshabituación es cada 24 h, aunque en ladesintoxicación pueden haber intervalos de 6-8 h, debiendo tenerse siempre encuenta que la administración de metadona en intervalos menores de 24 h puedeproducir acumulación y toxicidad. Las dosis habituales en los programas dedeshabituación a opiáceos dependen en gran medida del paciente, pudiéndosellegar a dosis elevadas en cortos espacios de tiempo. Presenta una absorciónrápida, y es a las 4 h de la toma cuando se alcanza la concentración plasmáticamáxima (Cmáx). Concentraciones plasmáticas de 0,1 g/ml son adecuadas parala terapia de mantenimiento, pudiendo ser letales valores de 0,8 g/ml (0,02-0,45mg/dl) (Drugdex Drug Evaluations)143. Estas cifras son orientativas, ya que laconcentración plasmática alcanzada depende de la variabilidad individual. La metadona sufre metabolización hepática mediante procesos de N-desmetilación, formándose dos metabolitos conocidos, sólo uno de los cuales esactivo, el denominado EDDP (2-etilidina-1,5-dimetil-3,3-difenilpirrolidina)Reynolds JEF, et al. 1999 146. La enzima implicada en este proceso es elcitocromo P450, grupo de enzimas (hemoproteínas) localizadas en la membranadel retículo endoplásmico celular, principalmente en el hígado e intestinodelgado. La subfamilia CYP3A es la más abundante, representando el 30% deltotal en el hígado y el 70% del total en la pared intestinal. La CYP3A4, la másimportante desde el punto de vista clínico, representa el 60% del total en hígado9. Es esta isoenzima CYP3A4 la que realiza los procesos de biotransformaciónde la metadona Rostami-Hodjegan A, Moody DE, et al. 1997-1999) 148-150, conposible implicación también de las isoenzimas CYP2C8, 2C18, 2D65. El denominado síndrome de abstinencia puede aparecer si la concentraciónplasmática de la metadona disminuye lo suficiente debido a una elevadametabolización, y en consecuencia los receptores opioides no están totalmenteocupados. Este síndrome presenta un cuadro clínico caracterizado por insomnio, dolorgeneralizado, ausencia de apetito, sudación, vómitos, diarrea, dilatación pupilar,ansiedad, angustia e irritabilidad, siendo estos tres últimos los que disminuyenen intensidad a los tres o 4 días. Es importante para el clínico reconocer estasintomatología a fin de diferenciarla de las posibles reacciones adversas(depresión respiratoria, edemas generalizados, ginecomastia, disfunción sexual,hepatotoxicidad, trastornos menstruales, náuseas, vómitos, síntomas gripales,mareos) o de las interacciones medicamentosas que se puedan producir en estetipo de pacientes. La determinación de la duración de la acción de la metadona se podríarealizar observando la contracción pupilar. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 61
  • 62. 3.17.2.-¿QUE SON LOS ANTIRRETROVIRALES? Son un grupo de fármacos que han demostrado su efectividad en eltratamiento del VIH al disminuir el número de copias del virus y aumentar elnúmero de CD4 de los pacientes. Actualmente existen 15 antirretrovirales comercializados en el mundo, 14 deellos en España, incluidos en tres grupos: los análogos de nucleósidosinhibidores de la transcriptasa inversa (NITI), los no nucleósidos inhibidores de latranscriptasa inversa (NNITI) y los inhibidores de la proteasa.Sus características farmacocinéticas se encuentran resumidas en la tabla 2.Los tratamientos actuales derivan hacia la politerapia, que se denomina terapiaantirretroviral de gran actividad (TARGA), siendo la más utilizada la triterapia14. Estas combinaciones no se encuentran exentas de riesgos ni de efectosadversos, por lo que es importante un seguimiento del paciente Taburet AM., etal. 1996) 153. Se observa que aproximadamente el 70% de los pacientes seencuentran con triterapia, mientras que existe una tendencia a la baja de labiterapia, al mismo tiempo que aumenta la tetraterapia. Sus efectos adversosestán bien documentados, existiendo una amplia variabilidad de dosificación yposología. 3.17.3.-INTERACCIÓN METADONA-ANTIRRETROVIRALES PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 62
  • 63. Las interacciones de los antirretrovirales con otros fármacos son un problemaparticular en los pacientes con infección por el VIH. Estos pacientes estánademás en tratamiento concomitante con otro tipo de fármacos susceptibles deinteraccionar entre sí. Estas interacciones pueden presentar significación clínicao no, dependiendo de la gravedad con que se manifieste la interacción, por loque se debería considerar el perfil de efectos secundarios y/o el índiceterapéuticode un fármaco cuando se busca el posible significado clínico de unainteracción. En ausencia de datos específicos, las características metabólicas delos fármacos pueden ser útiles en la predicción de posibles interacciones (tablas1 y 2). En la revisión de la farmacocinética de los antirretrovirales y de la metadonaaparece el citocromo P450 y la glucuronidación como principales mecanismosde biotransformación de estos fármacos. La mayoría de estudios con citocromoP450 se han realizado in vitro, aunque in vivo pueden dar resultadoscompletamente diferentes. Se conoce que la metadona es sustrato y autoinhibidora de la CYP3A4,enzima que también utilizan los NNITI y los inhibidores de la proteasa. Aunqueno sufre procesos de glucuronidación, tiene capacidad inhibitoria sobre ella,siendo esta vía la utilizada en la metabolización de los NITI. Así pues, lapotencial interacción en ambos casos sería en el metabolismo: la inducción oinhibición de la isoenzima CYP3A4 puede provocar un síndrome de abstinenciao una toxicidad con la administración de metadona, mientras que la inducción oinhibición de la glucuronidación puede dar lugar a toxicidad o disminución de lostítulos plasmáticos de los antirretrovirales afectados, respectivamente. LaCYP3A4 es la isoenzima del citocromo P450 implicada mayoritariamente en elmetabolismo de muchos otros fármacos, entre los que se encuentran lospsicofármacos y la rifampicina (Lin-in Tseng A, et al. 1999) 156. La metadona interacciona con numerosos medicamentos; sin embargo,debido a que los programas de deshabituación a opiáceos han demostrado sueficacia, no está contraindicada la asociación de ésta con los antirretroviralesSchlatter J,157. Las reacciones adversas entre antirretrovirales han sido motivo de variosestudios y publicaciones en los últimos años Barry M, Taburet AM, Carr A., et al.1996, 1999, 2000)153,154, pero existen pocos con suficientes pacientes queincluyan la interacción antirretrovirales-metadona. Viendo la proporción depacientes que toman concomitantemente estos fármacos, es de esperar que enel futuro aparezcan más estudios (Touzeau D., Beauverie P, 1998. 1999) 158,159.En las tablas 3-5 se exponen las interacciones documentadas en la bibliografía ylas recomendaciones a seguir en cada caso. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 63
  • 64. Análogo de nucleósidos inhibidores de la transcriptasa inversa-metadona. Abacavir, estavudina, zalcitabina y zidovudinase metabolizan principalmente por mecanismos de glucuronidación, mientrasque la lamivudina sufre poca metabolización hepática, siendo ésta pormecanismos de transsulfoxidación. La vía metabólica de la didanosina no está bien evaluada en humanos. Sibien la metadona no sufre metabolización por mecanismos de glucuronidación,se conoce su capacidad inhibitoria sobre esta vía. Con esto, cabría esperar PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 64
  • 65. teóricamente una interacción de la metadona con los NITI, esperando unaumento de las concentraciones plasmáticas de los antirretrovirales implicados,con el consiguiente riesgo de toxicidad. Pero en realidad lo que se observa in vivo es que la lamivudina no sufreningún tipo de interacción con la metadona, mientras que en el caso dezalcitabina no existen referencias bibliográficas de esta interacción. Abacavirproduce un aumento del aclaramiento de la metadona en un 22%, previendo enteoría una disminución de los valores plasmáticos de la metadona, pero no seencuentra descrito ningún caso de interacción hasta el momento. La didanosinay estavudina no han presentado problemas de interacción con la metadona,aunque en teoría existe esta posibilidad; Rainey et al 160 hicieron referencia a ladisminución de la concentración plasmática y del área bajo la curva (AUC) deambos antirretrovirales, pudiendo presentar concentraciones plasmáticas pocoeficaces que favorecen la aparición de resistencias. Sin embargo, parece tener mayor relevancia clínica la interacción con ladidanosina. La zidovudina es el NITI con más referencias encontradas en labibliografía, debido a que fue uno de los primeros antirretroviralescomercializados. McCance-Katz et al 161 concluyeron en su estudio que la interacción semanifestaba en un aumento del AUC de la zidovudina del 41%, en unadisminución del 21% de su aclaramiento y en un aumento del 14% de suconcentración máxima (Cmáx), recomendando una posible reducción de la dosisde zidovudina. Trapnell et al 162 llegaron en otro estudio a la misma conclusión,pero en este caso consideraron que la concentración plasmática de metadonapara producir el 50% de inhibición de la zidovudina tenía que ser del orden de 8g/ml.Teniendo en cuenta las reacciones adversas hematológicas que presenta lazidovudina y que éstas pueden ser agravadas por la metadona (Pacifici R., et al1992) 163, se recomienda una disminución de la dosis de zidovudina, por ejemplo,de 300 mg/12 h a 250 mg/12 h. 3.17.4.-Relación de Análogos no nucleósidos inhibidores de la transcriptasa inversa-metadona.Delavirdina, efavirenz y nevirapina sufren metabolización hepática mediada porel citocromo P450, principalmente por la isoenzima CYP3A4, aunque puedehaber otras isoenzimas implicadas, como en el caso de la delavirdina, que sufretambién metabolización por el CYP2D6 (Voorman RL., et al. 1998) 163. La delavirdina es substrato de la CYP3A4, de la CYP2D6 y autoinhibidora dela CYP3A4, por lo que en teoría podría producir interacciones con la metadona; PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 65
  • 66. sin embargo, no hay datos que avalen esta posible interacción. Se prevé quepueda producir un aumento de las concentraciones plasmáticas de metadona. El efavirenz es el más nuevo del grupo, por lo que aún no existen muchosdatos sobre la posible interacción. Se conoce que es inductor, autoinductor einhibidor del CYP3A4 y se sospecha que puede producir síndrome deabstinencia al disminuir la concentración plasmática de metadona en un 60-80%(Marzolini C., Pinzani V., et al 2000) 164,165. Según datos del laboratorio fabricante(Du Pont Pharma), ya existen casos descritos de deprivación opiácea, por lo quese recomienda un seguimiento de estos pacientes y/o valorar el aumento de ladosis diaria de metadona. La nevirapina es el NNITI más estudiado, se conoce que es inductora,autoinductora y sustrato del CYP3A4, siendo éste el mecanismo causante de lareducción en un 60% de la concentración plasmática de metadona, lo queprovoca la aparición de un síndrome de abstinencia. La interacción se produceen los primeros días del inicio del tratamiento, siendo su capacidad inductoramáxima a las dos o tres semanas de haberlo iniciado, durante el cual serecomienda un especial seguimiento del paciente. Altice et al 166 en un estudiocon pacientes comprobaron dicha interacción a los 7-8 días del inicio deltratamiento con nevirapina y aumentaron la dosis de metadona de formaempírica basándose en la determinación de las concentraciones plasmáticas deésta. En otro estudios (Otero MJ., Baño Rodrigo MD., et al. 1999, 2000) 168,169 seobtuvieron los mismos resultados.(Clarkes et al. 2000)170 comentaron que tanto la nevirapina como el efavirenz,cuando se añadieron a los regímenes de mantenimiento con metadona,redujeron el AUC de ésta en un 60%. En su estudio con 19 pacientes observaronque 17 de ellos se quejaron de pérdida de eficacia de la metadona, pero sólo fuenecesario un incremento moderado de la dosis (mediana 22%) para controlar lossíntomas.Inhibidores de la proteasa-metadona. En este grupo se encuentran elamprenavir, indinavir, nelfinavir, lopinavir, ritonavir y saquinavir. Todos ellos sonmetabolizados mayoritariamente por el citocromo P450, isoenzima CYP3A4, yactúa como sustratos e inhibidores de esta isoenzima. La clasificación de mayora menor potencia inhibitoria es la siguiente:ritonavir > indinavir > nelfinavir > saquinavir, siendo el ritonavir el más potenteinhibidor del CYP3A4 y en el que mayor significación clínica tiene su interaccióncon la metadona; el nelfinavir y ritonavir son además inductores de laglucuroniltransferasa (Iribarne C., et al 1998) 171. Este papel inhibidor prevé unainteracción con la metadona con resultados de aumento de los valoresplasmáticos de ésta; sin embargo, el comportamiento in vivo difiere de estapredicción inicial. (Beauverie et al. 1998) 159 comprobaron en un estudio con 10 PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 66
  • 67. pacientes que el ritonavir y nelfinavir producen una disminución de laconcentración de metadona en estado estacionario del 40-50%, mientras que elindinavir y saquinavir no demuestran esta interacción. Touzou et al20 llegaron enotro estudio a la misma conclusión. Hsyu et al 172, por su parte, expusieron que elnelfinavir reduce las concentraciones de metadona en el enantiómero negativoun 47% y en el enantiómero positivo un 39%; no obstante, no fue necesariorealizar ajuste de dosis de metadona y las concentraciones de nelfinavir no sevieron afectadas. En este estudio sólo se administró nelfinavir durante 8 días, lo que haceaconsejable ampliarlo hasta los 14 días, tiempo necesario para alcanzar lainducción del citocromo P450. El nelfinavir aparece en estudios como inhibidor del citocromo P450, pero lasexperiencias dan como resultado su posible papel inductor de esta enzima.McCance-Katz et al, 2000) 173, en la descripción de un caso clínico con unpaciente en tratamiento concomitante con metadona y los antirretroviralesindinavir, zalcitabina, estavudina y nelfinavir, observaron la aparición de unsíndrome de abstinencia atribuido al nelfinavir, que fue contrarrestadoaumentando la dosis de metadona. Se realizó un seguimiento durante 5 días (tiempo mínimo necesario pararevertir el efecto de la inducción hepática) y se le pautó una dosis de 125 mg/díade metadona, 25 mg más de lo prescrito inicialmente. No se observaronaparentemente problemas de interacción con indinavir, estavudina y zalcitabina. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 67
  • 68. El amprenavir junto con el lopinavir son los antirretrovirales másrecientemente comercializados de este grupo, por lo que no existen aúnsuficientes datos para valorar la posible interacción con la metadona; sinembargo, in vitro se ha observado que producen una disminución de sus valoresplasmáticos (Product Monograf. Ziagen®1999, Decker CJ. Et al. 1998) 174,175, porlo que teóricamente serían candidatos a producir síndrome de abstinencia(Hendrix C., et al. 2000) 175. Según los expertos, se recomienda aumentar progresivamente la dosis demetadona cuando se administra concomitantemente con amprenavir o lopinavir,realizando una estrecha monitorización. Saquinavir no parece tener efectossignificativos sobre la concentración de metadona, aunque por su efectoinhibidor sobre el CYP3A4 y debido a que no existen datos suficientes, no sepuede descartar la posible interacción Beauverie P, et al 1998 159. El indinavir, como inhibidor del CYP3A4, debería presentar teóricamente unainteracción con la metadona aumentando sus valores plasmáticos. Guibert etal39, en un estudio y a la vista de los resultados, sugirieron que el AUC para lametadona podría incrementarse el doble cuando se administra con ritonavir y un30% cuando se da con indinavir. Cantinela et al. 1999 177, en un estudioaleatorizado cruzado, ciego con dosis múltiples y de dos períodos con 12pacientes, observaron que la interacción del indinavir con la metadona no eraindicativa de que fuera clínicamente significativa, por lo que probablemente nose necesitaría un ajuste de la dosis de ninguno de los dos fármacos implicados. El ritonavir in vitro se presenta como el más potente inhibidor del CYP3A4 detodos los inhibidores de la proteasa; además, es inductor de laglucuroniltransferasa y parece que también se encuentra implicada en sumetabolización la isoenzima CYP2D641. Con estos datos se preveía unaumento de las concentraciones de metadona en un 100-200%; sin embargo invivo se comprobó que su comportamiento era totalmente contrario,disminuyendo los valores plasmáticos de metadona en un 40% ydesencadenando un síndrome de abstinencia en las primeras semanas detratamiento (Product Monograf. Ziagen®1999, Geletko SM, Jiménez Lerma JM.,et al 1999, 2001) 179,180. En la ficha técnica del producto se advierte, dependiendo de la respuesta delpaciente, que puede ser necesario un aumento de la dosis de metadona cuandose administra conjuntamente con ritonavir. Los estudios descritos se basan en las concentraciones plasmáticas de losfármacos para detectar posibles interacciones, por lo que cabría preguntarse lautilidad potencial de la monitorización terapéutica de los antirretrovirales. LosNITI parecen ser malos candidatos debido a la dificultad y coste de medir sus PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 68
  • 69. metabolitos activos; los NNITI (efavirenz y nevirapina), son también maloscandidatos debido a su larga vida intracelular y a la facilidad para prever lasconcentraciones, lo que hace innecesario la monitorización, mientras que losinhibidores de la proteasa, por el contrario, son excelentes candidatos para sermonitorizados como consecuencia de su farmacocinética y la relación entreconcentración plasmática y efectividad (López RM., et al. 2001) 181. Es habitual en la práctica diaria aumentar la dosis de metadona de formaempírica cuando se presenta un síndrome de abstinencia; sin embargo, sedesconoce exactamente la dosis que se necesitaría para revertir este síndrome.La bibliografía consultada sólo hace referencia a si se debería aumentar o no ladosis de metadona; este incremento de dosis tendría que ser concordante conlos valores plasmáticos alcanzados antes de empezar el tratamientoantirretroviral, pero por el momento se desconoce esta información. La implicación del CYP3A4 en las interacciones de la metadona con losinhibidores de la proteasa y con los NNITI está suficientemente demostrada invitro, pero in vivo se prevé en estos casos una disminución de los valoresplasmáticos de metadona y la posibilidad de producir un síndrome deabstinencia. Por otra parte, la implicación de procesos de glucuronidación en los NITIparece ser el mecanismo por el cual se produce la interacción de éstos con lametadona, previendo in vivo un aumento de las concentraciones plasmáticas delos antirretrovirales implicados, con el consiguiente riesgo de toxicidad. Debido ala complejidad de los tratamientos antirretrovirales actuales y a la elevadavariabilidad individual, es posible esperar la existencia de interacciones de éstoscon la metadona y otros fármacos. Sería necesario incluir en el prospecto de los antirretrovirales tanto laposibilidad de que se pueda producir este tipo de interacción como lasrecomendaciones a seguir. La organización de un equipo multidisciplinario de profesionales sanitariosque se impliquen con el paciente resolviendo sus dudas, lo guíen en elseguimiento de la terapia y lo apoyen en todos los aspectos puede suponer unaumento del cumplimiento del tratamiento (adherencia), como demostraronSelwyn et al, 1989) 183. Según el GESIDA (VIII reunión de SEIMC), la adhesión altratamiento es ya una prioridad, por lo que, antes de iniciar la terapia convienepreparar al paciente, tratar de identificar las potenciales situacionesconcomitantes que puedan dificultar una correcta adhesión y corregirlas (MorenoS, et al. 1998) 184. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 69
  • 70. 3.18.-ESTUDIOS FARMACOGENÉTICOS: GUÍA DE EVALUACIÓN PARA COMITÉS ÉTICOS DE INVESTIGACIÓN CLÍNICA. 3.18.1.-Fundamentos científicos y marco legal (I) La genética ha experimentado importantes avances durante las últimas dosdécadas, y su repercusión en la práctica de la medicina aumenta a medida quelo hace también el conocimiento de nuestra dotación genética y de las reglasque rigen su funcionamiento, tanto en estados fisiológicos como patológicosCollins FS, Peltonen L, et al. 1999, 2001)186-188. Existen dos problemas clínicos de gran relevancia en los que losdeterminantes genéticos individuales son claves: la propensión a padecer ciertasenfermedades (y su curso clínico) y la variabilidad entre pacientes de larespuesta a los medicamentos, tanto en eficacia como en seguridad. Por eso, enel momento actual se está incorporando la obtención y el análisis de muestrasde material genético de los participantes en ensayos clínicos con medicamentosy en otros estudios clínicos y epidemiológicos para identificar a las personas olas poblaciones con mayor probabilidad de obtener eficacia y menor riesgo desufrir reacciones adversas. Sin embargo, la información genética obtenida, ya sea en relación directa conel problema clínico estudiado o indirectamente, también podría desvelar datossobre los sujetos analizados y sus familiares directos, lo cual tiene una serie deimplicaciones éticas, sociales y legales distintas de las de los ensayos clínicosconvencionales (Knoppers BM, Wattanapitayakul S., et al. 1999, 2001) 189-192. Actualmente se reconoce de forma casi universal el valor esencial de ladotación genética humana, tanto individual como colectiva, y el genoma humanose ha declarado patrimonio universal de la Humanidad, por lo que se aboga porla necesidad de establecer un código ético y una normativa jurídica universalesque garanticen su protección y regulen su uso UNESCO (1997), Oviedo, 4 deabril de 1997 193,194. Los estudios genéticos son ya objeto de debate en lasociedad, preocupada por aspectos como la confidencialidad de los datos desalud y su eventual repercusión en el empleo, las pólizas de seguros o lasrelaciones familiares y sociales (Grady C, Reilly PR., et al 2001)195, 198. Sin embargo, las posibilidades y limitaciones técnicas de la genética no sonfáciles de establecer y resulta difícil prever su verdadero impacto en la sociedad.Por otra parte, el marco normativo sobre estos aspectos no está aún plenamentedesarrollado y ni siquiera existen criterios universales en los que basarse paraevaluar estas iniciativas científicas debido a que la sociedad es un enteheterogéneo, integrado por grupos de personas con tradiciones, creencias,códigos morales e intereses muy dispares (White MT, Scully JL, et al. 1999,2001) 199, 200. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 70
  • 71. Otros documentos han analizado anteriormente los principales aspectoséticos que deben regir en cualquier proyecto de investigación con muestrasgenéticas humanas, pero ninguno de forma específica en el contexto de losensayos clínicos en España (Deschènes M., NBAC., et al. 2001) 201, 202. Lalegislación española (Real Decreto 561/93)18 otorga a los Comités Éticos deInvestigación Clínica (CEIC) la responsabilidad de evaluar los aspectosmetodológicos, éticos y legales de los ensayos clínicos con medicamentos, loque incluye estudios que contemplan la obtención de muestras e informacióngenéticas y que plantean aspectos éticos, legales y regulatorios específicosNebert DW, Rothstein MA, Robertson JA. Et al.2001) 203, 205, 207. En este primer artículo se revisan las bases científicas y el marco legal en elque se desarrollan los estudios de farmacogenética y en un artículo posterior sedetallan las consideraciones a tener en cuenta al evaluar el protocolo del ensayoy la hoja de información al paciente. 3.19.-FARMACOGENÓMICA Este término hace referencia al estudio sistemático de todo el genoma y susproductos en relación con los procesos de descubrimiento y desarrollo demedicamentos EMEA/CPMP/3070/01. Identificar qué elementos genéticos sonimportantes en el desarrollo y evolución de un proceso patológico, conocer cómose alteran por diversos mecanismos y cómo interaccionan entre sí y conelementos exógenos permitirá definir potenciales dianas terapéuticas, plantearnuevas estrategias de evaluación de medicamentos y optimizar el proceso dedesarrollo farmacéutico Roses AD, et al. 2000 226 Adicionalmente, la mejor caracterización de las bases genéticas ymoleculares de las enfermedades ayudará a mejorar su diagnóstico,diferenciando entre entidades con síntomas parecidos pero con distintas causasy/o mecanismos de desarrollo o progresión clínica y que, consecuentemente,son tributarias de tratamientos diferentes Peltonen L, Roses AD, et al 2000 226. 3.19.2.-TRANSCRIPTÓMICA Y PROTEÓMICA La información genética se almacena en la molécula del ADN y en ella setransmite de una generación a otra. Pero el secreto de la vida radica en laplasticidad y regulación dinámica de los sistemas de lectura de la informacióngenética –transcripción del ADN, para la síntesis de ácido ribonucleicomensajero (ARNm), y traducción, para la de proteínas a partir del ARNm– quehacen posible que unos genes se expresen en ciertas células y otros no, y que elpatrón de expresión pueda variar, cualitativa, cuantitativa y cronológicamente, en PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 71
  • 72. la misma célula, tejido u órgano en función de las necesidades y de lascircunstancias ambientales, o del estado patológico en que se encuentren. Poreso, cada vez más los protocolos de estudios farmacogenéticos yfarmacogenómicos incluyen también el análisis de muestras de ARNm(transcriptómica) y proteínas (proteómica).De estas disciplinas se esperan datos relevantes, complementarios a losgenéticos, que contribuyan a entender mejor las diferencias interindividuales olos efectos de los medicamentos sobre el organismo . 3.19.1.-ENTORNO LEGISLATIVO Los estudios farmacogenéticos están sujetos, por un lado, a la normativasobre investigación biomédica en seres humanos (de la que los ensayos conmedicamentos son sólo una parte) y, por otro, a la legislación sobre protecciónde datos personales. Además, y aunque no tengan carácter normativo deobligado cumplimiento, existen varios documentos emitidos por organismospúblicos y privados, nacionales e internacionales, sobre investigación genética. 3.19.3.-Normativa sobre investigación biomédica en seres humanosHasta la fecha, no existe legislación sobre investigación biomédica en general enel ámbito de la Unión Europea ni de la mayoría de sus Estados miembros salvoalgunas excepciones (Ley Huriet en Francia 60). Existe, no obstante, un cuerpode recomendaciones internacionales como la Declaración de Helsinki61 y elConvenio del Consejo de Europa para la protección de los derechos y ladignidad del ser humano con respecto a las aplicaciones de la biología y lamedicina (Convenio de Oviedo de 1997) 194. Estos documentos, que establecen principios básicos para toda investigaciónen seres humanos (con independencia de si incluyen o no el uso demedicamentos), gozan de un amplio reconocimiento y se recomienda sucumplimiento. Cuando se trata de investigación clínica que implica el usoexperimental de medicamentos, España y otros países europeos cuentan conleyes que regulan su realización y que siguen muchas de las recomendacionesde los textos antes citados y otras particulares sobre medicamentos, como lasNormas de Buena Práctica Clínicas2. La Declaración de Helsinki establece que cualquier protocolo experimental enseres humanos, con medicamentos o no, debe enviarse para consideración,comentario, consejo y, cuando sea oportuno, aprobación, a un comité de PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 72
  • 73. evaluación ética especialmente designado e independiente del investigador, delpromotor o de cualquier otro tipo de influencia indebida. También el Convenio deOviedo del Consejo de Europa se refiere a la aprobación de las investigacionespor un cuerpo competente tras una revisión independiente sobre la pertinenciacientífica, importancia del objetivo y estudio multidisciplinario en el plano ético.En el caso de los estudios experimentales que se refieren a investigación conmedicamentos, el Real Decreto 561/1993 sobre ensayos clínicos conmedicamentos 18 constituye legalmente los CEIC en nuestro país y define susatribuciones para evaluar este tipo de estudios. En la práctica, los CEIC tambiénactúan como los «comités independientes» descritos en la Declaración deHelsinki para el resto de investigaciones biomédicas. A veces esta doble atribución de los CEIC origina confusión, puesto que sólolos ensayos clínicos con medicamentos están sujetos a los preceptos legales yadministrativos del Real Decreto 561/1993. Ni en el Real Decreto 561/1993 ni enninguna otra norma legal española se incluye consideración específica algunasobre los estudios genéticos. Algunos países de nuestro entorno (Francia,Irlanda, Suecia y Dinamarca) han desarrollado normas específicas para lainclusión de investigaciones farmacogenéticas en el contexto de la investigaciónclínica en aspectos tales como el consentimiento o la anonimización de lasmuestras Recientemente se ha aprobado una Directiva Europea sobre ensayos clínicoscon medicamentos (Directiva 20/2001/CE), que inicia el proceso dearmonización de la intervención de las distintas autoridades nacionales europeassobre los ensayos clínicos con medicamentos. Sin embargo, esta directiva no haincluido ningún aspecto particular sobre investigaciones genéticas, salvo laprohibición explícita de realizar ensayos de terapia génica que modifiquen laidentidad genética de la línea germinal de un individuo. Así pues, los estudios de farmacogenética están sujetos a la normativa delReal Decreto 561/1993 siempre que, por el tipo de medicamento que seadministra o por el protocolo del estudio, puedan incluirse en la definición que dala norma para «ensayo clínico con medicamentos». En caso contrario, podríanotificarse a la Agencia Española del Medicamento (AEM) si se considera unestudio observacional con medicamentos de acuerdo con su Circular 4/2000, osimplemente cumplir con las recomendaciones éticas internacionales aplicablesa cualquier investigación con seres humanos (Declaración de Helsinki). 3.20.-NORMATIVA SOBRE PROTECCIÓN DE DATOS DE CARÁCTER PERSONA La legislación vigente en España es la Ley Orgánica 15/1999, de 13 dediciembre, de Protección de Datos de Carácter Personal (LOPD)65, que PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 73
  • 74. derogóla Ley Orgánica 5/1992 sobre el Tratamiento Automatizado de los Datosde Carácter Personal (LORTAD)66. La LOPD traspone a la legislación españolala Directiva Europea 95/46/CE67, que estableció en 1995 un marco legal únicosobre protección de datos en toda la Unión Europea. El Reglamento de medidasde seguridad de los ficheros automatizados que contengan datos de carácterpersonal (Real Decreto 994/1999)68 desarrolla lo dispuesto en la LOPD. La LOPD tiene por objeto garantizar y proteger, en lo que concierne altratamiento de los datos personales, las libertades públicas y los derechosfundamentales de las personas físicas, y especialmente los de su honor eintimidad personal y familiar. La LOPD se aplicará a los datos de carácterpersonal, definidos como «cualquier información concerniente a personas físicasidentificadas o identificables». En contraposición, se entiende que son datos disociados o anonimizadoscuando no puedan asociarse a una persona identificada o identificable. Lautilización de las iniciales no se considera una forma adecuada de disociar losdatos, ni tampoco las secuencias numéricas que pueden ponerse en relacióncon un listado de datos personales que tenga otra persona u obre en otrofichero. Así, según la definición de la LOPD, los datos de los cuadernos derecogida de datos de cada sujeto de un ensayo clínico serían datos personalesidentificables, mientras que los asociados a muestras anonimizadas no seríandatos de carácter personal, pues son datos disociados y, por tanto, no se venafectados por lo estipulado en la LOPD. Esta ley no contempla específicamente la protección de los datos personalesque se puedan conocer como consecuencia de la investigación en sereshumanos, aunque sí establece una protección especial para los datospersonales que hagan referencia a la salud. Tampoco en la LOPD ni en elReglamento de Ficheros Automatizados se mencionan consideracionesespecíficas para el manejo de datos de carácter genético. En este mismo sentido, la Recomendación 5 del Comité de Ministros delConsejo de Europa, relativa a la protección de datos médicos, define laexpresión «dato médico » como «todos los datos de carácter personal relativos ala salud de una persona», añadiendo que dicha expresión afecta igualmente alos datos manifiesta y estrechamente relacionados con la salud, así como lasinformaciones genéticas. La Recomendación señala que la expresión «datos genéticos» se refiere a«todos los datos, de cualquier tipo, relacionados con los caracteres hereditariosde un individuo o que, vinculados a dichos caracteres, compongan el patrimoniode un grupo de individuos emparentados». Además, se indica que este conceptotambién se refiere a «todos los datos que afecten a intercambios de información PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 74
  • 75. genética de un individuo o línea genética, con relación a cualquier aspecto de lasalud o de una enfermedad, constituya o no un carácter identificable». En consecuencia, cualquier dato personal de carácter genético deberáconsiderarse un dato que afecta a la salud de las personas y, como tal, sujeto alas disposiciones específicas de la LOPD. El análisis pormenorizado de losartículos de la LOPD supera el objeto del presente documento. Sin embargo,varios de sus artículos se aplican directamente a las actividades de investigaciónclínica en seres humanos, incluidas aquellas en las que se obtienen datosgenéticos:–En el artículo 4 se establece la necesidad de adecuar la recogida de los datos alos fines legítimos para los que se obtienen, prohibiendo su uso para otrosdistintos, y se reconoce su caducidad una vez alcanzados los objetivos.– El artículo 5 hace referencia a la existencia de un fichero de datos personales,su finalidad y sus propietarios, así como a la obligatoriedad o no de facilitar losdatos, las consecuencias de hacerlo (o no) y la posibilidad de acceder, rectificary cancelar los datos por parte del interesado. En el caso de los ensayos clínicos,esta información debe facilitarse en la hoja de información al paciente. Unartículo reciente analiza cómo la LOPD afecta a las actividades de investigaciónclínica y propone un modelo para compaginar sus recomendaciones con las delReal Decreto 561/1993, incluyendo la necesidad de obtener autorizaciónexpresa del paciente para que sus datos personales sean obtenidos, procesadosy almacenados.– El artículo 7 define los tipos de datos personales considerados especialmenteprotegidos, entre ellos los de salud, y los motivos por los que se pueden solicitary utilizar.– En el artículo 9 queda establecida la obligación de adoptar todas las medidastécnicas y organizativas para garantizar la máxima seguridad de los datos decarácter personal.– La necesidad de obtener autorización para la cesión de los datos de carácterpersonal y sólo para los fines para los que se obtuvieron aparece recogida en elartículo 11. Los datos personales de salud sólo pueden facilitarse a otraspersonas distintas del interesado si éste ha dado su consentimiento de formaexpresa.– El artículo 12 regula el acceso y la gestión de datos por terceros. En elcontexto de la investigación clínica, en muchas ocasiones los promotorescontratan a otras empresas para el tratamiento completo o parcial de los datos.Una vez finalizada esta tarea, deben devolver el fichero a su responsable ydestruir todas las copias en su poder. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 75
  • 76. – En el artículo 15 se desarrollan las consideraciones sobre el derecho deacceso a la información. Este derecho se facilita, habitualmente, mediante unescrito que recoge todos los datos que se tienen del interesado, su origen y lascesiones realizadas. En el caso de ejercer el acceso a datos de salud, lainformación no debe ser interpretada, sólo facilitada de forma completa. En elcaso de los datos genéticos, se proporcionaría el listado completo de losmarcadores genéticos analizados sin incluir consideraciones sobre sus posiblesimplicaciones médicas. El plazo para facilitar el acceso solicitado es de un mes,a contar desde la recepción de la solicitud. La Instrucción 1/199871, de 19 deEnero, de la Agencia de Protección de Datos, relativa al ejercicio de losderechos de acceso, rectificación y cancelación, explica la forma de ejercerestos derechos y cómo deben contestar los responsables de los ficheros.– El artículo 16 estipula los procedimientos para la rectificación y/o cancelaciónde los datos y sus consecuencias. Si un sujeto participante en un ensayo clínicosolicitase la cancelación de sus datos personales al finalizar su participación, elresponsable de los ficheros tiene la obligación legal de contestarle, en el plazode 10 días, tenga o no los datos de ese individuo en sus ficheros. En el caso deque los tuviese, la normativa vigente limitaría la capacidad de cancelación de losdatos por parte del promotor: a) según el artículo 13.5 del Real Decreto561/1993, durante el año posterior a la finalización del ensayo se presume quelos daños que afecten a la salud son consecuencia del mismo; b) en el artículo21.4 del Real Decreto 561/1993 se establece que el promotor conservará ladocumentación durante el período de validez del medicamento, y c) en el artículo21.2 del Real Decreto 561/1993 y en la Directiva 91/507/CEE72 se determinaque el investigador se ocupará de que los códigos de identificación del pacientese conserven durante al menos 15 años después de concluido o interrumpido elensayo. En general, los ficheros que manejan los promotores de ensayos clínicosconstituyen ficheros de datos de carácter personal, puesto que es posible laidentificación inequívoca del individuo, aunque sólo consten sus iniciales, con elconcurso del investigador responsable del paciente. En consecuencia, todas lasconsideraciones previas de la LOPD inciden sobre ellos. 3.20.-EVALUACIÓN ECONÓMICA EN LA ERA DE LA FARMACOGENÉTICAY FARMACOGENÓMICA: ¿UN RAYO DE LUZ EN LA OSCURIDAD? Desde siempre se ha sabido en medicina que cada individuo es diferente enla predisposición que presenta a desarrollar una enfermedad, la posteriorevolución de ésta y la respuesta a los tratamientos administrados. Además,desde hace años se conoce que la dotación genética de cada sujeto es un factorimportante a la hora de explicar esta variabilidad interindividual a padecer una PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 76
  • 77. enfermedad específica y a presentar diferentes respuestas a los medicamentosadministrados (Weinshilboum R, 2003) 238. El rápido avance del proyecto del genoma humano en los últimos tiempos y eldesarrollo de tecnologías que nos permiten conocer y estudiar el genoma de lapoblación (empleando nuevas técnicas de análisis genético, como son lasmicromatrices y el chip ADN), han permitido la integración de la informacióngenética en la práctica clínica. De esta manera, se va a poder identificar asujetos con una predisposición hereditaria a presentar ciertas enfermedades,desarrollar nuevos medicamentos basados en la información genética delpaciente e individualizar y personalizar el tratamiento con medicamentos en cadapaciente de acuerdo con su información genética (Oliva R, Varmus H, et al.2001, 2002) 239,240. Hoy se sabe que los seres humanos compartimos el 99,9% de nuestro ADN yen el 0,1% restante se encuentran las variantes genéticas (3 millones denucleótidos), las cuales diferencian el código genético de una persona a otra yexplican la predisposición a presentar ciertas enfermedades y a responder a lostratamientos prescritos. También se tiene constancia de que la variacióngenética puede modificar la eficacia y seguridad de los medicamentos cuando lamutación ocurre en proteínas que son dianas de éstos (receptores), participanen su mecanismo de transporte o son enzimas que metabolizan los fármacos.Este hecho va a motivar que cada sujeto responda de manera diferente a losmedicamentos debido a su heterogeneidad genética, de tal manera que enciertos individuos un medicamento puede que no sea eficaz, mientras que enotros puede producir efectos adversos (Evans WE., 1999) 241. En los últimos años, con la idea de aplicar los conocimientos proporcionadospor el análisis genómico de la población, han surgido con fuerza 2 nuevasdisciplinas: la farmacogenética y la farmacogenómica. La farmacogenética pretende explicar la influencia de la variabilidad genéticaen la respuesta a los medicamentos e intenta conocer cómo un determinadopolimorfismo genético puede afectar al metabolismo y a la acción de losmedicamentos en cada sujeto, lo que va a permitir optimizar la respuestaterapéutica del paciente al aumentar la eficacia del medicamento administrado,reducir sus efectos adversos y mejorar el cumplimiento terapéutico. En estos momentos ya se dispone de un chip genético, CYP450, que escapaz de determinar la respuesta de cada paciente a un amplio grupo demedicamentos a través del análisis del casi el 100% de los polimorfismos de losgenes CYP2D6 (responsable del metabolismo de muchos antidepresivos,antipsicóticos, antiarrítmicos, analgésicos, antieméticos y otros) y CYP2C19(responsable del metabolismo de antiepilépticos, anticoagulantes ybenzodiacepinas, entre otros). De esta manera, será posible predecir en cadapaciente qué medicamento (y a qué dosis) va a ofrecer un cociente PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 77
  • 78. beneficio/riesgo más favorable, lo que ayudará a mejorar los criterios deselección de los medicamentos que se puede prescribir a cada individuo. (RosesAD, 2000) 226. La farmacogenómica evalúa la respuesta conjunta de múltiples genes frente aun medicamento y la influencia de las variaciones del ADN en los efectos de losfármacos. Asimismo, intenta identificar qué elementos genéticos son importantesen el desarrollo y evolución de una enfermedad y conocer cómo se alteran einteraccionan entre sí. De esta manera, se podrán definir nuevas y potencialesdianas, plantear nuevas estrategias de evaluación y desarrollo de los fármacos,así como diseñar medicamentos más específicos dirigidos a un grupo deindividuos que compartan ciertas secuencias del ADN, lo que incrementará sueficacia y minimizará sus efectos adversos. De alguna manera, la farmacogenómica va a facilitar el desarrollo, lainvestigación y un uso más apropiado y racional de los medicamentos, ya queayudará a predecir la respuesta a éstos en pacientes con determinadascaracterísticas genéticas (Evans WE, 2003) 241. Los estudios de farmacogenética y farmacogenómica podrían posibilitar elempleo de la información genética y genómica para prescribir los medicamentosde una manera individualizada, según el polimorfismo genético y la existencia dedianas específicas en su enfermedad, lo que permitirá que en los próximos añosse produzca un cambio drástico en la forma de enfocar la prevención y eltratamiento de las enfermedades en el ser humano, ya que será posibledesarrollar medicamentos específicos para tratar distintas enfermedades endeterminados subgrupos de pacientes (Shah J, 2005) 244. La consecuencia práctica más directa de este nuevo paradigma podría ser laobtención de mejores resultados clínicos, con una disminución de lamorbimortalidad de los pacientes y una importante reducción de la necesidad deadministrar distintos y sucesivos medicamentos hasta encontrar el más eficaz yseguro para cada uno, lo que incrementará notablemente la calidad de vida delos pacientes y elevará la calidad asistencial del Sistema Nacional de Salud(SNS) (Haga SB, 2004) 245. Además, la aplicación de la farmacogenética y la farmacogenómica podríareducir ciertos costes sanitarios, como son los secundarios al manejo de losefectos adversos de los medicamentos y los derivados de tener que administrarfármacos de segunda línea al no haber respuesta a los tratamientos de primeraelección. Globalmente, es posible que el uso de estas disciplinas ahorrerecursos sanitarios al evitar días de estancia hospitalaria y pruebascomplementarias y analíticas, así como eludir la realización de intervencionesquirúrgicas y otros procedimientos, debido al incremento de la eficacia yseguridad de los medicamentos administrados como primera línea detratamiento (Lichter JB, 1997) 246. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 78
  • 79. Un campo que constituye un buen ejemplo de la aplicación práctica de losresultados de estos estudios es el de la oncología, donde la identificación denuevas dianas terapéuticas podría generar un incremento de la eficacia yseguridad de los medicamentos prescritos y donde la búsqueda de tratamientospersonalizados para cada paciente (investigando alteraciones genéticas en eltumor, en el genoma circulante o en variantes genéticas del ADN de células osangre periférica) sigue siendo una prioridad y una realidad. De hecho, en estosmomentos ya hay un grupo de medicamentos (tretinoína, cetuximab,trastuzumab, imatinib, entre otros) en que la población de pacientes diana quedeben ser tratados se selecciona a partir de un test de farmacogenómicapredictiva según la determinación genética de una serie de polimorfismos en lasbiopsias tumorales (las cuales van a indicar la posible resistencia del tumor a unmedicamento en concreto); de este modo puede conocerse de antemano en quésubgrupos de pacientes posiblemente será eficaz el medicamento y en cuálesno. De esta manera el oncólogo podría ser capaz de seleccionar el medicamentomás eficaz y seguro en cada paciente, pudiéndose elaborar una quimioterapiacombinada «a la carta», lo que podría generar un resultado clínico mássatisfactorio y evitar el uso innecesario e inadecuado de medicamentos, con locual se prevendría la aparición de efectos adversos y se ahorraría recursos alreducirse el número de visitas necesarias y el total de fármacos administrados(Flowers CR, 2000) 247. Sin embargo, hay que tener claro que la farmacogenética y lafarmacogenómica van a requerir la realización de un test genético a lospacientes, lo que significa un coste adicional importante, al que debe sumarse elcoste de la formación del personal que ha de realizarlo y el coste del tiemponecesario para su adecuada interpretación. A estos gastos hay que sumar el coste deadquisición de los nuevos medicamentos elaborados sobre bases genéticas, queserán más caros que las opciones terapéuticas ya existentes en el mercado,dado el costoso proceso de desarrollo y fabricación. Por lo tanto, en estos momentos no está claro si estos nuevos medicamentosnacidos de la aplicación de los estudios de farmacogenética y farmacogenómicavan a ser opciones terapéuticas coste-efectivas para la sociedad y el SNS, y sisus beneficios terapéuticos adicionales compensarán el coste adicional derivadode su empleo sistemático (Danzon P, 2002) 248. Además, para complicar esta situación, cada vez es más patente laimplantación, por parte de las autoridades sanitarias de los paísesindustrializados, de medidas para contener el gasto sanitario en general y el PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 79
  • 80. farmacéutico en particular, dado que cada día es más evidente y notorio que lasdemandas sanitarias de la sociedad crecen a un ritmo mayor que los recursosexistentes para destinar al cuidado sanitario y a financiar la factura farmacéutica. En este contexto, está claro que los recursos serán cada vez más limitados yescasos, por lo que es necesario priorizar su asignación a las intervencionesterapéuticas que sean más coste-efectivas y puedan maximizar la ganancia ensalud para la sociedad. Las evaluaciones económicas serán herramientas clave a la hora de tomardecisiones acertadas y asignar eficientemente los recursos disponibles, ya quepermitirán conocer qué opciones son coste-efectivas al producir beneficiosterapéuticos adicionales con un consumo de recursos adicional razonables ymoderado (Sacristán JA, 2004)12. En este sentido, este tipo de evaluacionesproporcionarán información que nos indique si los estudios de farmacogenética yfarmacogenómica serán intervenciones eficientes para nuestra sociedad y elSNS de este país y, por lo tanto, deberían efectuarse de forma sistemática en lapráctica medica asistencial.Si aplicamos los principios de la evaluación económica al mundo de lafarmacogenética y la farmacogenómica, estas nuevas tecnologías podrían serintervenciones coste-efectivas siempre que se cumplan los siguientes requisitos(Phillips KA, Elkin EB, et al. 2004) 250,252:–Alta prevalencia del polimorfismo genético mediante escrutinio en la población,conjuntamente con un elevado grado de penetración.–Elevada prevalencia de la enfermedad estudiada, ya que de esta manera sepodrá tratar a un grupo amplio de pacientes.–Alto coste de la enfermedad diagnosticada con el test genético o del manejo delos efectos adversos de los medicamentos empleados en su tratamiento.–Estrecha relación entre la mutación genética que se va a diagnosticar y losresultados clínicos que se va a obtener (incremento de la eficacia y seguridad).–Existencia de tratamientos eficaces que puedan emplearse tras la realizaciónde estos estudios y que produzcan mejores resultados clínicos que lostratamientos que se usan habitualmente.–Elevada sensibilidad y especificidad del test genético, que sea rápido deefectuar y tenga un coste global razonable (coste del test + visitas adicionales +consejo genético). PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 80
  • 81. –Ausencia de métodos baratos y fáciles de aplicar para monitorizar la respuestay los efectos adversos de los tratamientos disponibles en la actualidad paratratar el trastorno diana.–Elevada morbimortalidad y/o importante repercusión en la calidad de vida delos pacientes que presentan la enfermedad en que se va a efectuar estosestudios. Por lo tanto, parece claro que los estudios de farmacogenética yfarmacogenómica sólo serán intervenciones costeefectivas en algunascombinaciones de enfermedades, medicamentos, polimorfismos genéticos ycaracterísticas de los tests genéticos a realizar. Este tipo de estudios podrían sereficientes en medicamentos con un estrecho intervalo terapéutico, una altavariabilidad en la respuesta y una difícil evaluación de ésta, así como enenfermedades de elevada prevalencia y alto coste, que presentan una elevadamorbimortalidad y/o afectan de manera importante a la calidad de vida de lospacientes y donde los tratamientos existentes son parcialmente eficaces yproducen muchos efectos adversos, pues de este modo se podría evitar quemuchos pacientes tomen medicamentos poco o nada eficaces durante años (p.ej., enfermedad de Alzheimer, esquizofrenia, oncología, sida, etc.) (Phillips KA,Flowers CR, 2004) 253, 254.La farmacogenética y la farmacogenómica podrían cambiar la manera de tratarlas enfermedades en un futuro próximo, lo que probablemente tendría una granrepercusión social y económica. Su uso permitiría que la medicina genómica omedicina personalizada tomase fuerza en la práctica médica habitual tras laaplicación progresiva de tratamientos preventivos y curativos basados en lainformación genética de las personas (tabla 1) (Lunshof J, 2006) 255. De hecho, en estos momentos su utilización se está evaluando en muchasáreas terapéuticas y es de esperar que en el futuro pueda suponer una auténticarevolución en el tratamiento farmacológico de ciertos trastornos (Wilffert B,Rangnathan P., et al. 2005) 255, 260. Sin embargo, no está claro si su uso habitual producirá un incremento delgasto sanitario y se tratará de intervenciones coste-efectivas, lo que dificultará latoma de decisiones en estas condiciones de incertidumbre e inseguridadGinsburg GS, 2005) 261.TABLA 1Ejemplos de medicamentos en que puede seleccionarse a la población diana a través de testspredictivos de farmacogenómica PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 81
  • 82. En este contexto, las evaluaciones económicas ayudarán a conocer en quéenfermedades y con qué medicamentos los estudios de farmacogenética yfarmacogenómica son eficientes y, por lo tanto, habría que efectuarlos de formasistemática para decidir el tratamiento en cada paciente. Por este motivo, losanálisis económicos supondrán una ayuda importante para las autoridadessanitarias y otros órganos de decisión, y su realización será necesaria paradisponer de datos de coste-efectividad, lo que ayudará de manera importante enel proceso de fijación del precio del nuevo medicamento y en la decisión de si vaa financiarlo el SNS y si esta financiación será selectiva o no. Sin embargo,estas evaluaciones económicas sólo deberían efectuarse cuando previamentese haya constatado, con estudios clínicos bien diseñados y con suficiente poderestadístico, que presentan un adecuado cociente beneficio/riesgo para suaplicación en la práctica médica diaria. Es imprescindible que se incluyan más estudios de farmacogenética yfarmacogenómica en los ensayos clínicos en que se evalúan nuevosmedicamentos, ya que de esta manera podremos identificar los polimorfismosgenéticos de los pacientes que mejor responden, menos efectos adversospresentan y mejor relación coste-efectividad muestran. De esta forma, en elfuturo se podrá seleccionar al subgrupo de pacientes candidatos a recibir elnuevo medicamento en estudio con el máximo de garantías (Trepicchio WL, etal. 2006) 262. Las disciplinas de la farmacogenética y farmacogenómica han llegado paraquedarse y su aplicación sistemática podría ser una realidad en el futuroinmediato (Arnold HP, et al. 2006) 263. Su uso y aplicación en la práctica médicadiaria podría incrementar el éxito terapéutico en muchos pacientes y, por lotanto, es muy probable que la calidad asistencial del SNS pudiera elevarse,aunque quizá con un incremento del gasto sanitario final 27. El reto consistirá enestablecer en qué enfermedades y en qué pacientes deberá realizarse este tipode estudios, en un intento por racionalizar y priorizar la utilización de los recursospúblicos destinados al cuidado sanitario, y en este cometido las evaluacioneseconómicas serán un rayo de luz en el oscuro proceso de la toma de decisiones. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 82
  • 83. 3.21.-POLIMORFISMO GENÉTICO EN EL PACIENTE CRÍTICO. PARTE II:APLICACIONES ESPECIALES DE LOS POLIMORFISMOS GENÉTICOS.FARMACOGENÉTICA Y TERAPIA GÉNICA En el primer manuscrito se describieron los trabajos más importantes enrelación con el polimorfismo genético en el paciente crítico respecto a lainflamación y la sepsis. En la presente Revisión se discute la importancia de losaspectos genéticos en relación con la coagulación y el síndrome de distrésrespiratorio agudo (SDRA). Además, se hace notar cómo la variabilidad genética individual puede influiren pacientes traumáticos y grandes cirugías, como la cirugía cardíaca,participando en fenómenos fisiopatológicos que rodean a este tipo deintervenciones. Finalmente, se analiza el potencial papel de los genes como tratamiento:farmacogenética y terapia génica. A la luz de los datos disponibles, será posiblela utilización de marcadores genéticos que ayudarán a estratificar a los pacientespor grados de riesgo y a identificar a aquellos con un peor pronóstico. Además,la identificación de las variaciones genéticas individuales que participan enenfermedades complejas ha permitido que aumente el interés por la terapiagénica. Muchos pacientes ingresados en la unidad de cuidados intensivos (UCI) hansufrido la acción de una noxa concreta, una agresión cuantificable que, ademásde desencadenar fenómenos inflamatorios, puede alterar la coagulación odesarrollar síndrome de distrés respiratorio del adulto (SDRA). Éste es el casode los pacientes politraumatizados y los sometidos a grandes cirugías (p. ej.,cirugía cardíaca). En estos pacientes existen también características genéticasque determinan la respuesta y condicionan la aparición de complicaciones y,finalmente, el pronóstico. El conocimiento que se está alcanzando de manera paulatina sobre lagenética del paciente críticamente enfermo hace que comiencen a apareceralgunos estudios que apuntan la futura utilidad de la información genética en eltratamiento de nuestros pacientes. Evidentemente, son estudios preclínicos queno ofrecen datos relevantes para la práctica clínica diaria. Sin embargo,constituyen una invitación para que el médico intensivista obtenga otro punto devista potencialmente desarrollable sobre el tratamiento del paciente crítico. Por otro lado, la información obtenida de los estudios genéticos debe serutilizada con suma cautela y regulada a través de comités éticos. La posibilidad,quizás no tan lejana, de predecir la respuesta ante la enfermedad de cada sujetopuede condicionar actitudes terapéuticas y de limitación del esfuerzo terapéutico PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 83
  • 84. que deben de estar basadas en una evidencia alcanzada a través del desarrollode este campo de conocimiento. El objetivo de esta segunda parte del manuscrito es demostrar que lospolimorfismos genéticos (PG) implicados en la coagulación son de interés parael paciente crítico. Además, se trata de demostrar cómo traumatismosespecíficos (p. ej., el traumatismo craneoencefálico [TCE]) pueden serdeterminados por otros PG que, quizá, pueden definirse como ―específicamenteneurológicos‖. El pronóstico de las grandes cirugías pueden estar determinadogenéticamente. Se analiza también, desde el punto de vista del PG, una enfermedad clásicaen las UCI, como el SDRA. Se abordará, además, la utilidad del conocimientogenético del paciente crítico desde una doble vertiente: la farmacogenética y laterapia génica. Finalmente, se destacarán algunas consideraciones generales ylimitaciones del PG en relación con nuestros pacientes. 3.21.1.-GENÉTICA Y COAGULACIÓN Los PG que afecten a la coagulación y a la fibrinólisis pueden tener relevanciaen el paciente crítico. Este concepto se analizará desde una doble vertiente: elpaciente politraumatizado y la sepsis.Inmediatamente después del traumatismo tiene lugar una elevación de lasconcentraciones del inhibidor del activador del plasminógeno (PAI-1),produciéndose un ambiente procoagulante. Menges et al1, en un estudioprospectivo, analizaron el PG consistente en la inserción/deleción (5G/4G) en laregión promotora del gen del PAI-1 en pacientes politraumatizados, y su relacióncon el pronóstico. En este estudio observaron que las concentracionesplasmáticas del PAI-1 fueron significativamente mayores en el grupo congenotipo 4G/4G. El 84% de los pacientes homocigotos para esta mutacióndesarrollaron sepsis, y más de la mitad no sobrevivieron. Estos resultados sugieren que el genotipo 4G/4G puede poseer una peorcapacidad fibrinolítica que empeore la microcirculación y predisponga a ladisfunción multiorgánica. La proteína C activada (PCA) es uno de los factores principales en laregulación de la coagulación. La PCA degrada al factor V en tres segmentos. Sehan descrito pacientes resistentes a la PCA cuya base molecular reside en uncambio de G por A en la posición 1691 del cromosoma 266, donde estásituado el gen del factor V2. Esta mutación condiciona, a su vez, un cambio enun aminoácido (Arg506Gln), lo que determina que el factor V no pueda serdegradado en sus 3 fragmentos y mantenga, de esta manera, su actividadprocoagulante. La frecuencia de estepolimorfismo puede alcanzar el 15% 268. Laimportancia relativa de este PG no sólo radica en la mayorpredisposición a PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 84
  • 85. presentar acontecimientos trombóticos, sino que estos pacientes podrían noresponder adecuadamente si se administra PCA como tratamiento de la sepsisgrave. 3.21.2.-NEUROGENÉTICA DEL PACIENTE CRÍTICO La relación entre el TCE y el desarrollo de demencia ha permitido asociar losfactores genéticos con el pronóstico del TCE. Un estudio reciente ha demostradoque el 30% de los pacientes que fallecieron en la fase aguda del TCEpresentaron depósitos de Abeta-PP (AP) en el córtex cerebral, revelandodiferencias significativas respecto a los fallecidos por otra causa 269. Se cree queel TCE puede estimular el depósito de proteína amiloide y facilitar un mayordeterioro neurológico. Se sabe que el alelo E4 de la apolipoproteína E constituyeel mayor riesgo genético para el desarrollo de demencia tipo Alzheimer. Partiendo de esta base, se ha estudiado el PG de esta proteína en pacientescon TCE. Nicoll et al5 demostraron que los pacientes con el alelo E4 quefallecieron a causa del TCE tuvieron depósitos de AP más frecuentemente quelos pacientes sin este alelo. La frecuencia del alelo E4 en pacientes con AP fuedel 0,52, mientras que en pacientes sin AP fue de 0,16 (p < 0,01). El TCE puede considerarse un desencadenante para el depósito de esta proteína en elcórtex cerebral en pacientes susceptibles portadores del alelo E4. Además, lapresencia de este alelo E4 no parece relacionarse sólo con la presencia de AP.Liaquat et al 271 han medidolos volúmenes de los hematomas mediantetomografía computarizada (TC) craneal en pacientes con TCE, y han observadoque los portadores del alelo E4 presentan volúmenes significativamente mayoresque los portadores de otros alelos (p < 0,01). La presencia de la isoforma E4 esconsiderada, junto con la localización extraaxial, como un predictorindependiente del volumen del hematoma. También se han realizado estudios en relación con el pronóstico. Sorbi et al7observaron que, en pacientes con TCE y coma prolongado después deltraumatismo, la frecuencia del alelo E4 era mayor que en aquellos querecuperaron la conciencia de manera más temprana. Teasdale et al 273, en unestudio prospectivo realizado sobre 93 pacientes que sufrieron TCE, observaronque los pacientes con TCE y alelo E4 tuvieron un pronóstico significativamentemás desfavorable (medido en términos de mortalidad, estado vegetativo opuntuaciones más bajas en la escala pronóstica de Glasgow) a los 6 meses deltraumatismo respecto los pacientes sin este alelo (p < 0,01; tabla 1). TABLA 1. Influencia del polimorfismo del gen ApoE en el pronóstico neurológico a los 6 meses del TCE6 PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 85
  • 86. Se ha propuesto la hipótesis de que los individuos portadores del alelo E4podrían desarrollar depósitos de AP a una edad más temprana que el resto dela población y que tendrían una mayor predisposición a fallecer a causa del TCE,motivo por el que podrían ser incluidos con más frecuencia en los estudios postmortem 9. Sin embargo, en estudios animales se ha demostrado que la APpuede sintetizarse y depositarse en pocos días 275. Scheimeier et al 276, en un estudio prospectivo donde se analizaron lasupervivencia y el pronóstico neurológico de 80 pacientes después de sufrir unaparada cardiorrespiratoria, observaron que los pacientes homocigotos para elalelo E3 tuvieron porcentajes de supervivencia significativamente mayores (64frente a 33%; p < 0, 01) y un mejor pronóstico neurológico respecto a otrosgenotipos, por lo que se confirió a este genotipo un efecto neuroprotector. Sinembargo, todavía no se ha confirmado este hecho en pacientes con TCE. 3.21.3.-GENÉTICA EN EL SÍNDROME DE DISTRÉS RESPIRATORIO El paciente crítico desarrolla con mucha frecuencia una lesión pulmonaraguda que, en su máxima expresión, representa un síndrome de distrésrespiratorio agudo (SDRA). Esta entidad es una causa importante de mortalidaden la UCI, para la cual no existe tratamiento específico. El desarrollo del SDRA puede relacionarse con las concentraciones decitocinas en el lavado broncoalveolar (LBA). Se ha observado que los pacientesque desarrollan esta entidad presentan concentraciones de interleucina (IL) 10significativamente menores respecto a los pacientes que sí lo desarrollanArmstrong L, et al 1997 277.De esta manera, los PG que afecten a las concentraciones de esta interleucinapueden tener relevancia clínica. Existen, no obstante, proteínas constitutivas del surfactante pulmonar quepueden ser de interés desde el punto de vista del PG. El surfactante estácompuesto por un 90% de fosfolípidos y un 10% de proteínas (SP-A, SP-B, SP- PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 86
  • 87. C, SP-D). Estas proteínas contribuyen a disminuir la tensión superficial aire-líquido para evitar el colapso alveolar. Lin et al 278 relacionaron variacionespolimórficas de la SP-B con el desarrollo de SDRA. En este estudio, la variaciónC/T en la posición 1580 dentro del codón 131 del gen puede determinar eldesarrollo de esta entidad.La activación del sistema renina-angiotensina en la circulación y en elparénquima pulmonar podría influir en el desarrollo del SDRA. El gen de laenzima conversiva de la angiotensina (ECA) es polimórfico. La deleción de un fragmento de 287 pb (alelo D) produce un aumento de laactividad de la ECA14. Por otro lado, los valores elevados de IL-6 se asociancon una mayor mortalidad en esta entidad. La presencia de citosina en laposición –174 del gen de la IL-6 (alelo C) se asocia con una actividad reducidadel promotor y, por tanto, con unos valores plasmáticos más bajos15. Marshall etal16 analizaron la relación entre los alelos D del gen de la ECA y del alelo C delgen de la IL-6 con la susceptibilidad y el pronóstico del SDRA. La presencia delalelo D y del genotipo DD fue significativamente más frecuente en el grupo depacientes que desarrollaron SDRA respecto a un grupo control y otro grupo enriesgo de desarrollar SDRA (p < 0,01). Además, el alelo D se asoció a unamortalidad significativamente más elevada (p < 0,02). Por otro lado, lasfrecuencias del alelo C y del genotipo CC fueron significativamente menores enel grupo que desarrolló SDRA (p < 0,02) 3.22.-GENÉTICA EN LA CIRUGÍA CARDÍACA La activación, a su vez, de los sistemas celulares y humorales que ocurren enel período postoperatorio crearán un ambiente proinflamatorio o procoagulante. En cualquier caso, los genes candidatos implicados en esta respuesta no sóloserán los responsables de procesos inflamatorios y procoagulantes, sino quepodrán influir en el metabolismo lipídico, el funcionamiento de los canales iónicosy el mantenimiento de la integridad de la membrana (Stüber F, 2002) 282. El gen de la ECA puede presentar inserciones/deleciones en el intrón 16. Lospacientes homocigotos para la deleción en esa posición (DD) desarrollan unmayor crecimiento e hipertrofia de las cavidades izquierdas si padecenhipertensión o cardiopatía, lo que no ocurre en sujetos sanos (Kim HS, 2000) 283. La presencia del alelo D se ha asociado, en el postoperatorio de cirugíacardíaca, con el desarrollo de vasculopatía grave en el trasplante cardíaco(Densem CG, Pethig K, et al. 2000) 284,285. Las variaciones genéticas en los genes que codifican los receptores de lasglucoproteínas en la superficie plaquetaria puede ayudar a identificar también a PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 87
  • 88. pacientes con mayor riesgo isquémico. Mathew et al 286 son los primeros autoresque han relacionado el PG de la GPIIIA con un estado procoagulante y eldesarrollo de ictus después de bypass coronario Existen pocos estudios que analicen el papel de las principales moléculasproinflamatorias en el pronóstico de la cirugía cardíaca. Martínez et al 22analizaron los PG del factor de necrosis tumoral beta (TNF-) y de la IL-1ra enrelación con la aparición del síndrome de bajo gasto tras la revascularizaciónmiocárdica con circulación extracorpórea no causado por infarto de miocardio. Existe significativamente más riesgo de desarrollar bajo gasto en lospacientes con algún alelo G en el primer intrón del TNF-y los homocigotos A2para el gen de la IL-1ra.La IL-6 es sintetizada en respuesta a diferentes estímulos inflamatorios. Concentraciones elevadas de esta interleucina se han asociado con eldesarrollo Ridker PM, et al. 2000) 289, con la gravedad de la enfermedadcoronaria Biasucci LM, 1999) 290, con una mayor inestabilidad de la placaarteriosclerótica (Biasucci LM, et al. 1996)290 y, por tanto, con un peor pronóstico.Brull et al 292 analizaron el genotipo del gen de la IL-6 en pacientes sometidos abypass coronario y su relación con las concentraciones plasmáticasposquirúrgicas de esta citocina. Los pacientes con el PG consistente en unacitosina en la posición 572 del gen presentaron valores significativamentesuperiores a los de otros genotipos analizados 6 h después de la intervención(tabla 2).Por otro lado, el PG E469 del ICAM-1 se ha asociado con un efecto protector devasculopatía en el trasplante cardíaco Borozdenkova S, et al 2001 293. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 88
  • 89. Existen otros grupos de genes candidatos sobre los cuales sólo existenestudios preliminares. Alguno de ellos están implicados en la respuesta a lascatecolaminas. Philip et al 294 han observado que el PG G894T del gen quecodifica para la sintetasa de óxido nítrico se asocia a una respuesta aumentadaa la fenilefrina. El polimorfismo de la ApoE se ha relacionado con la evolución dela función renal y la función neurológica después de la cirugía cardíaca (ChewST, Tardiff BE, et al. 1997, 2002) 295,296. 3.23.-TERAPIA GÉNICA La terapia génica constituye una nueva aproximación terapéutica consistenteen transferir material genético al paciente. Este material puede ser administradodirectamente a través de vectores, o indirectamente mediante la introducción decélulas modificadas genéticamente. Algunos de los problemas más importantes con los que se enfrenta este tipode terapia son la eficacia de transmisión del material genético al paciente y elmantenimiento de un nivel de expresión de duración adecuada del gentransferido 3.24.-TERAPIA GÉNICA EN LA NEUMONÍA PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 89
  • 90. El interferón gamma (IFN-y) es una de las moléculas fundamentales sobre laque gira la defensa ante multitud de patógenos respiratorios Beck JM, et al 1991301 . Algunos trabajos experimentales Koll JK, et al 1999 302 demuestran elaumento de INF- en el LBA después de la administración intratraqueal deadenovirus portadores de este gen. El incremento de esta molécula sólo seprodujo localmente en el pulmón y no de forma sistémica. En este mismo estudiose ha observado que el INF-no se correlaciona con los valores pulmonares deTNF. No obstante, los animales expuestos al adenovirus respondieron con valores5 veces superiores de TNF al administrarles endotoxina intratraquealmente. Además, en otro grupo de ratas a las que se expuso a Pseudomonasaeruginosa se demostró que el aclaramiento de la bacteria fue significativamentemayor en el grupo tratado con adenovirus, probablemente en relación con unmayor reclutamiento de neutrófilos. La IL-12 es una citocina con efectos pleiotrópicos. Se sabe que tieneimportancia en la inmunidad celular contra el cáncer y las infecciones17. Demanera específica, en la enfermedad pulmonar se ha relacionado con lainfección por Klebsiella pneumoniae. Greenberger et al38 trataron a monos conadenovirus que contenían el gen de esta citocina antes de ser expuestos a K.pneumoniae. Los animales tratados con adenovirus presentaron porcentajes desupervivencia superiores que los controles. A pesar de los conocidos efectosdeletéreos del TNF, esta molécula participa en la defensa contra la infecciónpulmonar (Bonavida B., et al 1991)305. Algunos autores (Standiford TJ, et al. 1996) 306 han demostrado queadenovirus portadores de este gen pueden ser beneficiosos en las neumoníaspor K. pneumoniae. Sin embargo, la aportación más importante de este estudiofue que dosis diferentes de adenovirus transgénicos portadores del gen de TNFtuvieron distintos resultados terapéuticos en cuanto a la capacidad para elaclaramiento bacteriano. Las dosis más elevadas resultaron ser más inefectivas. La IL-17 tiene efectosgranulopoyéticos. Además, se sabe que participa en la liberación de otrascitocinas proinflamatrias, como el TNF, IL-1, IL-6 e IL-1242. Se ha observado 36en estudios experimentales que la administración intratraqueal de adenovirusrecombinantes con el gen de esta citocina se traduce en un aumento de laexpresión de la misma sólo en territorio pulmonar. A su vez, este mismo trabajodemuestra que esta forma de tratamiento aumenta el aclaramiento de K.pneumoniae en neumonías causadas por este microorganismo. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 90
  • 91. 3.25.-TERAPIA GÉNICA EN LA SEPSIS Se conoce a través de modelos animales y en pacientes sépticos que elincremento de la apoptosis en órganos linfoides y las disminución del número deleucocitos en la sangre periférica se ha correlacionado con un peor pronóstico43,44 . Estudios recientes en modelos animales de sepsis han demostrado que lainhibición de la apoptosis mejora el pronóstico. En este sentido, se hademostrado en monos con peritonitis que la hiperproducción de la proteína Bcl-2(inhibidora de la apoptosis) mejora la supervivencia.Oberholzer et al 45 realizaron un estudio experimental con monos, a los queinyectaron en el timo adenovirus recombinantes capaces de expresar IL-10humana, 24 h antes de provocar una peritonitis fecaliodea. La hiperexpresión de IL-10 en el timo incrementa la expresión de la proteínaBcl-2. In vitro, esta citocina reduce la apoptosis de las células T en partemediada por esta proteína 46. Los animales a los que se administró el adenovirusintratímico presentaron una mortalidad significativamente menor que los tratadoscon adenovirus intravenoso. 3.26.-TERAPIA GÉNICA Y HEMODINÁMICA Los defectos de la contractilidad del miocardio constituyen una enfermedadfrecuente en las UCI. Los receptores betaadrenérgicos presentan un descensosignificativo en el bajo gasto miocárdico. Akhter et al 313 han demostrado unaumento de la contractilidad después de la transmisión del gen humano 2-adrenérgico a través de adenovirus recombinantes en pacientes con bajo gasto. 3.27.-GENÉTICA Y RESPUESTA TERAPÉUTICA Uno de los principales problemas al que se enfrenta la farmacología clínica esla gran variabilidad interindividual que existe en la respuesta a losmedicamentos. Se ha pasado del antiguo paradigma de la homogeneidad(«todos somos iguales, un fármaco se ajusta a todo tipo de pacientes») al actualde la medicina personalizada. Está claro que diferentes pacientes responden de forma distinta a la mismamedicación. Estas diferencias son mayores entre diferentes personas que enuna misma persona en momentos distintos o entre gemelos homocigotos 8. La experiencia en la práctica clínica nos revela que la administración de unmismo medicamento a diferentes pacientes a las dosis de prescripciónrecomendada produce respuestas distintas (eficaz en la mayoría de ellos, sinefecto en otros). Es relevante el hecho de que la gran mayoría de lostratamientos actualmente autorizados no son efectivos en todos los pacientes 9. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 91
  • 92. Y lo mismo sucede con la toxicidad. Todos los medicamentos tienen efectosadversos potenciales que no aparecen en todos los pacientes a los cuales se lesadministra el fármaco. Además, los que los padecen lo hacen con diferentesintensidades. 3.28.-Factores Determinantes, de la variabilidad entre la población en larespuesta a los fármacosSe incluyen: A.-FACTORES GENÉTICOS El conocimiento de que la herencia intervenía en la respuesta a fármacos vinoa través del descubrimiento de reacciones farmacológicas inesperadas enindividuos y en familiares. Todo ello revelaba la existencia de un patrónhereditario Meyer UA, 2000, 2002 325,326. A pesar de que el efecto de un fármacoconlleva un fenotipo complejo que depende de muchos factores, la herenciatiene una influencia importante en el efecto de un fármaco y la tolerancia de unpaciente al mismo. Hoy en día se cree que la genética interviene en el 20-95%de la variabilidad en la disponibilidad de un fármaco y sus efectos Kalow W, et al2002 327. La expresión de los genes, más que la propia dotación génica, y lospolimorfismos existentes en ellos es lo que explica y condiciona las diferenciasde los individuos en la respuesta a los tratamientos. B.-FACTORES NO GENÉTICOSFactores no genéticos muy variados también tienen la capacidad de condicionarla respuesta terapéutica de los individuos (tabla 1). Estos factores varían a lolargo de la vida de la persona, a diferencia de los genéticos que suelenpermanecer estables. Será la combinación de unos y otros la que en definitivamarque la eficacia y la toxicidad de un fármaco en un sujeto determinado. Durante los últimos años se han producido avances sin precedentes ennuestro conocimiento sobre la importancia de los primeros factores, losgenéticos, en la determinación de la susceptibilidad personal en el grado deeficacia y tolerancia a los medicamentos, lo que ha permitido el desarrollo deuna disciplina en constante progresión, la Farmacogenética. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 92
  • 93. Si bien la Farmacogenética continua siendo una disciplina médica joven, suaplicación en la racionalización y personalización de los tratamientos es ya unarealidad que se consolidará en los próximos cinco años. Su importanciacreciente viene reflejada por el número de entradas que encontramos en losúltimos 10 años al emplear el término pharmacogenetics mediante el sistemaPubMed (30 agosto 2005) (http://www. ncbi.njm.nih.gov/entrez/query.fcgi) (fig. 1 3.29.-TERAPIA PERSONALIZADA DE LA FARMACOGENÉTICA PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 93
  • 94. Es decir, seleccionar «el fármaco correcto, a la dosis correcta, para elpaciente indicado», determinar a priori la eficacia y tolerancia de losmedicamentos para cada paciente. Todo ello permitirá evitar los retrasos en laadministración de la terapia efectiva, los riesgos innecesarios de presentarreacciones adversas y los grandes gastos en tratamientos no efectivos (grandesventajas en términos de coste-efectividad). Y un paso más allá en el futuro de la Farmacogenética será la identificaciónde variaciones controladas genéticamente relacionadas con la farmacocinética yfarmacodinamia, el estudio de los mecanismos moleculares causantes de estasvariaciones, la evaluación de su significación clínica mediante ensayos clínicosprospectivos, el desarrollo de métodos simples de análisis del ADN y ARN paraidentificar individuos que puedan ser susceptibles a respuestas anormales oinfrecuentes, y su integración en la práctica clínica diaria.Quizá llegue un día en que se pueda realizar en todos los pacientes unpasaporte genético que registre los genotipos relevantes, y que permitaseleccionar el fármaco adecuado a su dosis óptima de acuerdo al diagnóstico delpaciente, sus características y su pasaporte genético específico, estando lamedicina del futurodirigida hacia la prevención y la individualización. 3.30.-REACCIONES DE FASE II (CONJUGACIÓN): ACETILACIÓN, GLUCURONIZACIÓN, SULFATACIÓN Y MUTILACIÓN También son numerosos los ejemplos de variaciones farmacogenéticasclínicamente relevantes en las que intervienen enzimas metabolizadoras dereacciones de tipo II Weinshilboum R, et al 2003 328. Tal es el caso de laconocida acción de la TPMT (tiopurina S-metiltransferasa) sobre la azatioprina(AZ). La AZ es un antimetabolito de la purina utilizado como inmunosupresor. Esmetabolizado, en parte, por S-metilación catalizada por la enzima TPMT. Laactividad de la TPMT está afectada por polimorfismo genético, teniendo el 89 %de los caucásicos una actividad elevada (HH), el 9,7 % son heterocigotos ypresentan una actividad intermedia (HL), y el 0,9 % tienen una actividad muybaja de TPMT (LL). Se han descrito al menos 100 alelos diferentes de la TPMT asociados conactividad disminuida 24. Un paciente que tenga niveles de actividad bajos o queno tenga actividad de la TPMT (LL) que reciba dosis estándar de AZ presentaráconcentraciones muy elevadas de su metabolito activo, bien correlacionadas con eficacia terapéutica pero también con el riesgo de padecer mielosupresión, enocasiones letal. Por ello, el ensayo fenotípico del nivel de actividad de la TPMTen muestras de sangre y, seguidamente, los estudios basados en el ADN hansido los primeros estudios farmacogenéticos utilizados en la práctica clínica. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 94
  • 95. 3.30.1.-RECEPTORES DE FÁRMACOS Numerosos estudios han demostrado que variaciones genéticas pueden influiren la sensibilidad del receptor al fármaco (diana farmacológica) y, por tanto,condicionar la respuesta clínica (Evans WE, et al. 2003) 335. Se conocen almenos 25 ejemplos de variantes en la secuencia genética con un efecto directosobre la respuesta a los fármacos. Algunos ejemplos: el gen del receptor beta 2 adrenérgico que afecta a larespuesta de los beta 2 agonistas, el gen de la enzima convertidora deangiotensina (ECA) que afecta a los efectos renoprotectores de los inhibidoresde la ECA (IECA), etc. Es un buen ejemplo de la individualización del tratamiento en función de losdatos farmacogenéticos, recomendándose el estudio de la TPMT previo a iniciarel tratamiento con AZ. Los pacientes con genotipo de baja actividad para laTPMT tendrán que ser tratados con dosis muy reducidas si se quiere evitar latoxicidad, y en los pacientes con niveles muy altos de actividad la eficacia de laAZ estará disminuida a las dosis habituales. Existen tablas en las que se indican, dependiendo de la actividad de TPMT,las dosis recomendadas de AZT. El análisis del polimorfismo de la TPMT se haconvertido en la primera prueba farmacogenética clínicamente aceptada.3.30.2.-PROTEÍNAS CON EFECTO INDIRECTO SOBRE LA RESPUESTA ALTRATAMIENTO Existen polimorfismos en los genes que codifican proteínas que ni son dianasdirectas de fármacos ni están involucradas en sufarmacocinética/farmacodinámica, pero que son capaces de producir unaalteración en la respuesta al tratamiento en determinadas situaciones. Porejemplo, diferencias hereditarias en los factores de la coagulación pueden PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 95
  • 96. predisponer a las mujeres que toman anticonceptivos orales a padecer trombosisvenosa profunda o trombosis cerebral (Martinelli I, 1998) 341.3.30.3.-OTROS ASPECTOS DE LA FARMACOGENÉTICA La mayor parte de los rasgos farmacogenéticos que fueron identificados alprincipio, especialmente en cuanto a polimorfismos se refiere, involucraban a unsolo gen (monogénicos) donde hay una alta correlación entre la presencia delgen afectado y la alteración. Una de las razones por las cuales la Farmacogenética se centraba en losgenes únicos es porque eran fáciles de estudiar con las técnicas genéticasclásicas y que muchos de ellos eran clínicamente importantes de hecho, algunospolimorfismos genéticos que afectan a un nucleótido único ya se han asociadocon cambios sustanciales en el metabolismo o en el efecto de losmedicamentos, y algunos son ahora utilizados para predecir la respuesta clínica21 . Sin embargo, la mayoría de las diferencias entre los individuos en surespuesta a los fármacos son multigénicas (por la acción combinada denumerosos genes que codifican productos muy diversos) y multifactoriales. Esto es debido a que los efectos de los medicamentos están determinadospor la interacción de varios productos genéticos que influyen en lafarmacocinética y la farmacodinámica de los fármacos (la mayor parte de losfármacos son metabolizados por varias enzimas diferentes, son transportadospor varios tipos de proteínas e interaccionan con una o más dianasterapéuticas). Por otra parte, también conviene tener presente la influencia de laspoblaciones en la Farmacogenética. La investigación farmacogenética más temprana examinaba las diferenciasentre sujetos individuales, pero en su desarrollo también se ha ocupado de lasdiferencias genéticas entre las poblaciones (Kalow W, et al 2001) 342. Se trata decomprender que todas las variaciones farmacogenéticas estudiadas hasta hoyaparecen con diferentes frecuencias en las distintas subpoblaciones dediferentes orígenes raciales y étnicos. Incluso algunas de las mutaciones en losgenes ocurren únicamente en ciertas subpoblaciones étnicas y, por tanto,marcan los orígenes y movimientos de las poblaciones en nuestro planeta. Estadiversidad étnica (geografía del gen) implica que las diferencias poblacionales yel origen étnico tienen que ser considerados en los estudios farmacogenéticos. 3.30.4.-PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE FÁRMACOS PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 96
  • 97. Existen muchas familias de proteínas transportadoras de fármacos queregulan y por tanto influyen en la absorción de fármacos, su distribución (que seacumulen más o menos en el tejido celular subcutáneo, que atraviesen o no labarrera hematoencefálica, etc.) y la excreción de los mismos y sus metabolitos(por la orina, heces, etc.).3.31-Farmacogenética II. Métodos moleculares de estudio, bioinformática yaspectos éticos La farmacogenética es el estudio de la respuesta farmacológica del individuosegún el genotipo. Su objetivo es optimizar el tratamiento a nivel individual, ir auna terapia personalizada más segura y eficiente. En esta segunda parte de larevisión se analizan los métodos moleculares de estudio en farmacogenética queincluyen la tecnología de los microarrays o chips de ADN. Dentro de ellosdestacan los microarrays para determinar la expresión génica, que detectansecuencias específicas de ARN, y los microarrays para determinar el genotipo,que detectan secuencias específicas de ADN, incluyendo los polimorfismos,especialmente los de un solo nucleótido (SNP). Se revisa la relación entre lafarmacogenética, la bioinformática y sus aspectos éticos.Figura 6. Hibridación del ADN.a) Colocación del ADN en el microarray. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 97
  • 98. b) Aclarado del microarray (para seleccionar el ADN hibridado).c) Observación del ADN hibridado (fig. 6). También se utilizan moléculas fluorescentes que se unirán a la biotina,combinada, asimismo, a las sondas de ADN. La lectura de la fluorescencia y susdiferentes intensidades también se realiza con un láser escáner completandomapas de calor. Con ello se identificarán los genes y los polimorfismos queposea el paciente a través de sus muestras. Valorando todas las cuadrículas sepodrán evaluar todos los varios miles de genes presentes en el array.Conociendo la identidad de las sondas de oligonucleótidos (y la de sus genescorrespondientes) por su localización en el microarray podremos identificar losgenes y sus polimorfismos presentes. Basándose en el patrón de hibridacióntambién se podrá identificar si un SNP es homo o heterocigótico. 3.31.1.-RESECUENCIACIÓN GÉNICA Los análisis de resecuenciación génica permiten identificar el ADN de lamuestra de un organismo o incluso de un virus. Es una herramienta deidentificación (por ejemplo al determinar la cepa de virus en una epidemia,localizar agentes patógenos en muestras de agua o alimentos, determinar si unalimento contiene sólo ese alimento y no ha sido mezclado con otros, etc.). Sonanálisis bastante complicados y que se escapan del objetivo de esta revisión. 3.31.2-FARMACOGENÉTICA Y BIOINFORMÁTICA La bioinformática es la «organización, manipulación y análisis de resultadosen biología molecular y biomedicina utilizando métodos computacionales», esdecir, pone orden cognitivo en la información acumulada. Aunque su origen hayque situarlo hace 30 años, es evidente que su importancia y el papel central queahora desempeña en la investigación en biomedicina está directamenterelacionado con la explosión de las técnicas de genómica. Su desarrollo se harealizado al hilo de las necesidades generadas por la rápida evolución de lastécnicas experimentales, particularmente en el caso de la genética molecular,donde la información sobre la secuencia de genes y proteínas ha requeridodesde el principio la organización, almacenamiento y análisis de la informacióngenerada experimentalmente (Valencia A., 2002) 15. En una primera aproximación, el problema al que se enfrenta la bioinformáticase relaciona con el análisis de la secuencia de ácidos nucleicos que compartenlos genomas. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 98
  • 99. Contamos en la actualidad con 31 millones de entradas en la base de datos,45.000 millones de bases y un millón de entradas de proteínas con 310 millonesde aminoácidos. Esta cantidad de datos crea problemas computacionales.Pero es que además, la biología molecular y la biomedicina generan no sólomuchos datos, sino datos muy diversos, loque plantea problemas bastantedifíciles durante la generación de las correspondientes estructuras de bases dedatos (métodos de almacenamiento) que deben adaptarse constantementea los nuevos métodos. Los dos principales centros que mantienen las bases de datos esenciales sonel NCBI en EE.UU. y el EBI-EMBL en Europa, aunque muchos otros producenbases de datos focalizadas en diversos temas. Las principales bases de datosen biología molecular y biomedicina incluyen: Por otra parte, varios sistemas públicos y privados contienen métodos para elanálisis de los resultados de los microarrays de ADN, incluyendo la creación deestándares para la comparación de resultados generados por distintoslaboratorios. En el caso concreto de la farmacogenética, la aportación de la bioinformáticaincluye: a) organización y almacenamiento de la información experimentalgenerada; b) diseño de bases de datos adaptadas a la tecnología empleada enfarmacogenética; c) capacidad de almacenar tanto imágenes como datosobtenidos en los estudios realizados; d) estimación de la significación estadísticade los resultados; e) comparación de los patrones de expresión entre variasmuestras (del mismo paciente o entre pacientes), y f ) análisis de resultadosincluyendo la comparación de éstos conla información sobre funciones,enfermedades y medicamentos disponible, para predecir con una determinadafiabilidad estadística la efectividad de un medicamento y su tolerancia en unpaciente determinado. FARMACOGENÉTICA Y ASPECTOS ÉTICOS La utilización de pruebas genéticas para diagnosticar o predecirenfermedades, para predecir la respuesta a tratamientos o valorar los posiblesefectos adversos a los mismos, constituirá en un futuro no muy lejano unaherramienta médica para mejorar la salud de la población a nivel individual, apartir del conocimiento de la susceptibilidad genética para padecer ciertasenfermedades o la respuesta terapéutica. Ahora bien, la información que podría obtenerse como consecuencia de larealización de estas pruebas genéticas plantea problemas relativos a esa mismainformación, a su acceso y a su utilización, pues pueden entrar en conflicto losintereses del individuo afectado con los de otras personas o entidades. Las PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 99
  • 100. inquietudes se centran en decidir quién, bajo qué circunstancias y con quéobjetivos se podrán realizar pruebas genéticas tras la obtención de muestrasbiológicas para su realización; quién tendrá acceso a la información obtenida, aquién podrá comunicarse y en qué circunstancias, qué utilización se podrá dar ala misma y qué medidas de protección a este respecto deberían adoptarse16 . Todo ello abre un debate ético en el que, si bien se ven especialmenteinvolucrados el diagnóstico y predicción del riesgo a padecer enfermedades(relación con los seguros de enfermedad, puestos de trabajo, etc.), tambiénincumbe a la farmacogenómica y la farmacogenética. Por ello, es necesaria una regulación legal que aborde estas cuestiones. ElEstado español ha dado ya pasos en este sentido a través de la ratificación delConvenio del Consejo de Europa para la protección de los derechos humanos yla dignidad del ser humano con respecto a las aplicaciones de la biología y lamedicina, llevado a cabo en Oviedo el 4 de abril de 1997 (BOE de 20 de octubrede 1999), y conocido como Convenio de Oviedo, que establece de forma claraque el interés y el bien del ser humano deben prevalecer sobre el solo interés dela sociedad y la ciencia. Dada la necesidad de respeto a la prevalencia de los intereses individuales y elderecho a la libertad, el proceso de realización de una prueba genética debeajustarse a las exigencias contempladas en la Ley General de Sanidad, de 1986,entre las que se encuentra el consentimiento informado, que debe incluirinformación relativa a la naturaleza de los análisis, los objetivos perseguidos conla prueba y las consecuencias y posibilidades de actuación que se puedenaplicar en caso de un resultado positivo. Actualmente con el consentimiento seestablece que el control de los datos obtenidos corresponde al titular. Elindividuo tiene derecho a decidir por sí mismo sobre la utilización de los datoscon la potestad de poder acceder a los mismos, al tiempo que controla suexistencia y veracidad, y autorizar su revelación. Esto consagra la prevalenciadel derecho a la intimidad genética sobre cualquier otro derecho. Ningunapersona física, ni entidades públicas o privadas, deberán tener derecho aanalizar la información genética de una persona sin su consentimiento. Elpropietario de la información genética es la persona física. Por tanto, cualquierdecisión relativa a la difusión de dicha información a terceros, incluyendo losfamiliares genéticos, debe ser estrictamente personal 17. La Ley Orgánica 15/1999 de Protección de Datos de Carácter Personalamplía la protección a toda clase de datos de esta índole, y no sólo a losinformatizados, lo que permite su aplicación a cualquier material de origenbiológico que contenga información personal identificable, y legitima la existenciade bases de datos genéticas con registros informáticos. Esto conlleva que si seestablecen registros genéticos, el almacenamiento de datos debería servoluntario y se debería garantizar la estricta confidencialidad de los mismos. Los PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 100
  • 101. responsables del sistema deben garantizar la imposibilidad de acceder a losdatos genéticos y personales, su destrucción o difusión sin el consentimientoexpreso de la persona titular de ellos (Moreno RF, 1994) 361. También, tanto el Convenio del Consejo de Europa (4 de abril de 1997) sobreDerechos Humanos y Biomedicina (artículos 5, 10.1 y 12) como la DeclaraciónUniversal sobre el Genoma Humano y los Derechos Humanos (11 de noviembrede 1997) de la UNESCO (artículo 5.b), establecen que en todos los casos serecabará el consentimiento previo, libre e informado de la persona interesada,como derecho fundamental del individuo Guttmacher A, 2003 362. En este contexto, la UNESCO promulgó en octubre de 2003 una declaracióninternacional sobre protección de datos genéticos humanos, con el ánimo deevitar el uso discriminatorio de los genes que predisponen a diversos tipos deenfermedades. Podría hacerse extensivo a su relación con la respuesta terapéutica. Enfunción de estas recomendaciones, en la inmensa mayoría de países europeosse están poniendo en práctica en los últimos años una serie de normativas yrecomendaciones para el empleo correcto de las pruebas genéticas. Por último, conviene tener presente que los planteamientos médicos, éticos ylegales en relación con la utilización de pruebas genéticas deberán ser revisadosy corregidos periódicamente a medida que avanza la ciencia y evoluciona lasociedad. La comunidad científica deberá desempeñar un papel clave enconcienciar a los pacientes y, por tanto, a la opinión pública acerca del correctouso de estas nuevas tecnologías. 3.32.-Análisis farmacogenético de la cinética de absorción deciclosporina en una población española de pacientes trasplantadoscardíacosObjetivo: Determinar el papel de polimorfi smos de nucleótido único localizadosen los genes MDR1, CYP3A4 y CYP3A5 sobre la cinética de absorción deciclosporina en pacientes trasplantados cardíacos.Método: Se seleccionó una muestra de 30 pacientes adultos sometidos a unprimer trasplante de corazón que habían recibido ciclosporina como tratamientoinmunosupresor. En el primer mes después del trasplante se realizó un estudiofarmacocinético a cada paciente para determinar los valores del área deconcentración de ciclosporina bajo la curva de 12 h, concentración deciclosporina en estado de equilibrio, concentración de ciclosporina máxima y eltiempo en alcanzar dicha concentración. En todos los pacientes se genotipifi PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 101
  • 102. caron los polimorfi smos de nucleótido único: MDR1 3435C > T, CYP3A4-390A >G y CYP3A5 6986A > G.Resultados: Ser portador del alelo T para el polimorfi smo MDR1 3435C > T seasoció a valores mayores de área de concentración de ciclosporina bajo la curvade 12 h (p = 0,01) y de concentración de ciclosporina en estado de equilibrio (p =0,05), en comparación con los pacientes no portadores de dicho alelo.Discusión: Nuestros resultados muestran que las diferencias genotípicas deMDR1 3435C > T podrían explicar parte de la variabilidad interindividual en laabsorción de la ciclosporina en la población española de trasplantadoscardíacos.El trasplante cardíaco continúa siendo el tratamiento defi nitivo en pacientes coninsufi ciencia cardíaca terminal. La ciclosporina A (CsA) es uno de los fármacosempleados con más frecuencia para evitar el rechazo en este tipo de enfermos.Su farmacocinética, al igual que la de otros inhibidores de la calcineurina, secaracteriza por presentar una biodisponibilidad oral generalmente pobre, muyvariable e impredecible, y una gran variabilidad interindividual en el metabolismode primer paso y el aclaramiento sistémico 1.Desde hace unos años se conoce que gran parte de dicha variabilidad se debe alas diferencias de actividad en la glucoproteína P-gp, CYP3A4 y CYP3A5 2.El producto del gen MDR1 (ABCB1) es la glucoproteína P-gp, perteneciente a lafamilia de transportadores de membrana ABC (subfamilia B). Su actividad,dependiente de ATP, consiste en hacer de bomba para una gran diversidad desustancias tanto endógenas como exógenas, incluidos los fármacosinmunosupresores utilizados en pacientes trasplantados cardíacos, como losinhibidores de la calcineurina, sirolimus y corticosteroides, de tal modo queelimina estos fármacos del citoplasma y los envía al espacio extracelular 3. La familia enzimática CYP está constituida por más de 50 isoenzimascausales del metabolismo oxidativo de muchos compuestos endógenos yexógenos 4. La subfamilia CYP3A, que representa la mayoría de las proteínasCYP en el hígado humano, metaboliza más del 50 % de todos los fármacosutilizados en la actualidad 5. Está constituida por las isoenzimas CYP3A4,CYP3A5, CYP3A7 y CYP3A 43. CYP3A4 y CYP3A5 tienen un perfi l de especificidad por sustratos muy similar y son, cuantitativamente, las formas másimportantes de esta subfamilia. Cuando el único (SNP) de los genes MDR1,CYP3A4 y CYP3A5 podría tener en la función de las proteínas que codifi can y,por lo tanto, en la farmacocinética de la CsA. A pesar de las evidenciaacumuladas en este tiempo, continúa habiendo discrepancias en la PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 102
  • 103. interpretación clínica de los resultados de dichos trabajos 6. Uno de los factoresque podría explicarlas es el origen étnico tan diverso de las poblaciones en lasque se han llevado a cabo los diferentes estudios. El contexto genético de cadapoblación es un factor de confusión que introduce grandes diferencias en lasfrecuencias poblacionales de los alelos de estos SNP, lo que hace difícilextrapolar al contexto de la población española los resultados obtenidos en otraspoblaciones genéticamente distantes de la nuestra.Dado que, hasta el momento, no hay ningún estudio de este tipo realizado enpacientes de nuestro entorno, nos propusimos en este trabajo determinar elpapel de MDR1 3435C > T, CYP3A4-390A > G y CYP3A5 6986A > G en lacinética de absorción de CsA en una población española de adultostrasplantados cardíacos.MétodosPoblaciónSe incluyó en el estudio un total de 30 pacientes de origen caucásico (23varones y 7 mujeres) que tenían una media ± desviación estándar de edad de 43± 14 (18-67) años cuando se sometieron a un primer trasplante cardíacoortotópico en el Hospital Universitario Reina Sofía (Córdoba). Todos los pacientes recibieron tratamiento con CsA, junto con corticoides,micofenolato de mofetilo o azatioprina y everolimus o sirolimus, asociado o no atratamiento inductor con basiliximab o ATG. El tratamiento con CsA se comenzóen las primeras 24 h siguientes al trasplante a dosis de 4 mg/kg/día dividida endos tomas. Después, la dosis fue ajustada para alcanzar un rango terapéuticorecomendado para la concentración predosis de CsA (C0) de 200-400 ng/mldurante el primer mes tras el trasplante.GENOTIPIFICACIÓN La genotipifi cación de cada SNP se realizó mediante polymerase chainreaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). Se utilizó paracada reacción de PCR 300 ng de ADN genómico, 0,2 ml de Taq polimerasa 5U/ml, 2 ml de PCR Buffer 10x sin Mg 2+, 1,6 ml de MgCl2 25 mmol, 1,6 ml dedNTPs 2 mmol (Dominion MBL, Córdoba, España) y 1 ml (15 pmol/ml) de cadacebador (Isogen Life Bioscience BV, Maarssen, Países Bajos), todo ello en unvolumen final de 20 ml de H2O. En la tabla 1 se muestran las secuencias de loscebadores utilizados para cada SNP. Los productos obtenidos en cada PCRfueron sometidos a digestión con una enzima de restricción, separados medianteelectroforesis no desnaturalizante en gel de agarosa al 2 % y, fi nalmente,visualizados en el transiluminador ultravioleta Gel Printer Plus (Tecnologíapara Diagnóstico e Investigación S.A., Madrid, España). PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 103
  • 104. MDR1 3435C > T El ADN se desnaturalizó a 94 °C durante 5 min, seguido de 40 ciclosconsistentes cada uno de una primera fase de desnaturalización (94 °C, 35 s),otra de alineamiento (56 °C, 35 s) y fi nalmente una de elongación (72 °C, 40 s),con una extensión fi nal de 7 min a 72 °C. A continuación, 10 ml del productoobtenido de la PCR se sometieron a digestión con 10 U de la enzima derestricción MboI y 2 ml 10x Buffer R (Fermentas, Madison, Estados Unidos) enun volumen fi nal de 30 ml durante 16 h a 37 °C. Los fragmentos de digestióncorrespondían a los genotipos TT (390pb), CT (390pb + 230pb + 160pb) y CC(230pb + 160pb).CYP3A4-290A > G Se desnaturalizó en ADN de la muestra a 94 °C durante 5 min, seguido de 40ciclos consistentes cada uno de una primera fase de desnaturalización (94 °C,35 s), otra de alineamiento (59 °C, 35 s) y fi nalmente una de elongación (72 °C,40 s), con una extensión fi nal de 7 min a 72 °C. A continuación, 10 ml delproducto obtenido de la PCR se sometieron a digestión con 5 U de la enzima derestricción MboII y 2 ml 10x Buffer B (Fermentas, Madison, Estados Unidos) enun volumen final de 30 ml, durante 16 h a 37 °C. Los productos obtenidos sesepararon mediante electroforesis no desnaturalizante de agarosa, en este caso,al 4 %. Los fragmentos de digestión correspondían a los genotipos GG (210pb +175pb), AG (210p b + 175 pb + 169 pb + 41pb) y AA (175pb + 169pb + 41pb).CYP3A5 6986A > G En el diseño de los cebadores para la reacción de PCR de este SNP serealizó una serie de modifi caciones de las secuencias obtenidas con Primer3,de modo que en el oligonucleótido en Fw se cambió un nucleótido para eliminarel sitio de reconocimiento natural de SspI y en el oligonucleótido Rev se generóun sitio que originaba el corte por dicha enzima en caso de R = A. Con cadamuestra, el ADN se desnaturalizó a 94 °C durante 5 min, seguido de 40 ciclosconsistentes cada uno de una primera fase de desnaturalización (94 °C, 35 s),otra de alineamiento (52 °C, 35 s) y fi nalmente una de elongación (72 °C, 40 s),seguida de la extensión fi nal de 7 min a 72 °C. A continuación, 10 ml delproducto obtenido de la PCR se sometieron a digestión con 10 U de SspI y 2 ml10x Buffer G (Fermentas, Madison, Estados Unidos) en un volumen fi nal de 30ml, durante 16 h a 37 °C. Los fragmentos de digestión correspondían a losgenotipos AA (167pb + 50pb), AG (217pb + 167pb + 50pb) y GG (217 pb). 3.33.-Estudio farmacocinético PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 104
  • 105. A.-Extracción de muestras. La determinación de las concentraciones de CsAse realizó con muestras de sangre total, utilizando EDTA como anticoagulante.Las extracciones se realizaron una vez que el fármaco había alcanzado elestado de equilibrio estacionario (esto es, al menos, una vez pasados 3 días sinprecisar ajuste de dosis). Para el cálculo de la AUC0-12 h, los tiempos deextracción fueron 0,5, 1, 2, 3, 4, 6, 8 y 12 h tras la dosis matutina de CsA.B.-Método de determinación. Las concentraciones de CsA en sangre sedeterminaron por el método de inmunoanálisis de fl uorescencia polarizadaFPIA-Axsym (Abbott Diagnostics, Abbott Park, Estados Unidos).C.-Parámetros farmacocinéticos. Los parámetros farmacocinéticos, derivadospor métodos no compartimentales, fueron la máxima concentración observada(Cmáx, ng/ml), el tiempo en alcanzar la máxima concentración observada (Tmáx,h) y área de concentración bajo la curva entre las 0 y 12 h de la dosis (AUC0-12,ng/h/ml), calculada por el método trapezoidal, y la concentración plasmática enel estado estacionario (Css, Tabla 1 Secuencia de los cebadores utilizados parala genotipifi cación de los polimorfi smos analizados SNP (dbSNP) Secuenciasde los cebadores MDR1 3435Cng/ml), calculada como Css = AUC0-12 h/intervalo de dosifi cación.También se ajustaron los valores de AUC0-12 según la dosis (D, mg/kg) y elpeso (kg) de cada paciente; de este modo, se obtuvieron las variables AUC0-12/D y AUC0-12/D/peso. 3.34.-ASPECTOS ÉTICOS El estudio fue elaborado respetando los principios fundamentales establecidosen la Declaración de Helsinki (1964), el Convenio del Consejo de Europa relativoa los derechos humanos y la biomedicina (1997), la Declaración Universal de laUNESCO sobre el genoma humano y los derechos humanos (1997), así comocumpliendo los requisitos establecidos en la legislación española en el ámbito dela investigación biomédica, la protección de datos de carácter personal y labioética. El proyecto se sometió a evaluación del Comité de Ética e InvestigaciónClínica del Hospital Universitario Reina Sofía. Todos los pacientes recibieron PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 105
  • 106. información acerca del estudio y se les solicitó el consentimiento informadoescrito antes de entrar en él. 3.35.-ANÁLISIS DE LOS DATOSPara examinar la homogeneidad poblacional, se analizaron las frecuenciasgenotípicas de los diferentes SNP, frente a las frecuencias esperadas según elequilibrio de Hardy-Weinberg, mediante el test de la x 2 con la corrección decontinuidad de Yates. Se utilizó el test de Shapiro-Wilk para comprobar el gradode ajuste a un modelo de distribución normal de los valores de las diferentesvariables cuantitativas. Los resultados se expresan como mediana y suvariabilidad se presenta, entre paréntesis, como intervalo entre el primero y eltercer cuartil. Para los contrastes de hipótesis se utilizó el test de Kruskal-Wallis.Los valores de las diferentes variables se procesaron y analizaron en el entornode programación libre para análisis estadístico R (GNU). Se consideróestadísticamente signifi cativos los valores de p < 0,05.ResultadosLa distribución de frecuencias alélicas de los SNP genotipificados en nuestrapoblación era concordante con el equilibrio de Hardy-Weinberg: MDR1 3435C >T (CC, 8; CT, 16; TT, 6; x 2 = 0,386; p = 0,534; D = 0,827), CYP3A4-390A > G(GG, 26; GA, 4; AA, 0; x 2 = 1,028; p = 0,310; D = 0,134) y CYP3A5 6986A > G(TT, 27; TG, 3; GG, 0; x 2 = 2,457; p = 0,116; D = 0,075). Debido a que el tamaño muestral era pequeño, se procedió a reagrupar losgenotipos de los pacientes en función de la presencia o no de uno de los dosalelos, con el fi n de ganar potencia estadística. De este modo, en la tabla 2 semuestran los resultados del análisis efectuado para encontrar diferencias en losparámetros farmacocinéticos en función de la presencia o no de los distintosalelos mayoritarios de MDR1 3435C > T, CYP3A4-390A > G y CYP3A5 6986A >G en nuestra población. Los portadores del alelo T para el polimorfismo MDR13435C > T presentaron valores mayores de AUC0-12 (p = 0,01) y de Css (p =0,05), en comparación con los pacientes no portadores de dicho alelo, sindiferencias estadísticamente signifi cativas en los demás parámetrosfarmacocinéticos analizados.Tabla PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 106
  • 107. DISCUSIÓN Hasta la fecha, los estudios destinados a analizar aspectos farmacogenéticosde la CsA no han encontrado una clara relación entre los diferentes polimorfismos de MDR1, CYP3A4 y CYP3A5 y sus parámetros farmacocinéticos 7-9. Minet al llevaron a cabo un análisis, en 14 voluntarios sanos, de los que 11 eran deorigen afroamericano y 3, caucásico, del efecto de MDR1 3435C > T y CYP3A4-290A > G en la cinética de absorción de la CsA (AUC0-24 h, Tmáx, Cmáx, t1/2 yCL/F) 10. Encontraron que los portadores del alelo A de CYP3A-290A > G presentaronmayores valores de AUC0-24 h/D y menores de CL/F. Respecto a MDR1 3435C> T, aunque la Cmáx y el AUC0-24 h en el grupo de CT y TT fue el 15 y el 22 %mayor que en el grupo CC, ninguna de estas diferencias fueron estadísticamente significativas. Anglicheau et al 11 estudiaron en 100 pacientes de origencaucásico, trasplantados renales y en situación estable, la infl uencia de lospolimorfi smos MDR1 [—129T > C, 1236C > T, 2677G > (T/A), 3435C > T] yCYP3A5 6986A > G en los valores de concentración antes de la dosis de CsA(C0), Cmáx, AUC0-4 h, AUC0-12 h, en valores absolutos y normalizados por ladosis. Tan sólo encontraron una asociación débil entre MDR1 1236C > T y losvalores de Cmáx/D y AUC0-4/D, que consideraron insuficientes para laoptimización de la dosis en la práctica clínica. Ninguno de los parámetrosfarmacocinéticos se asoció con CYP3A5 6986A > G. Mai et al 12 realizaron, en98 pacientes trasplantados renales de origen caucásico, un análisis retrospectivo PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 107
  • 108. del efecto de diferentes haplotipos de MDR1 en la farmacocinética de CsA ensituación estable. No observaron diferencias en el análisis por haplotipos en losvalores de C0, de concentración de CsA tras 2 h de la dosis (C2) ni AUC0-12 h.Kuzuya et al 13 realizaron un estudio en 97 pacientes trasplantados renales deorigen asiático, en los que se analizó el efecto de MDR1 [—129T > C, 1236C >(T/A), 3435C > T]. El intervalo desde el trasplante fue de 2-17 (media, 7) años.Los parámetros farmacocinéticos analizados fueron AUC0-2 h, Cmáx y Cmín.Estos autores no observaron diferencias signifi cativas entre la dosis requeridade CsA y los polimorfi smos estudiados de MDR1. Por otro lado, hay otros trabajos que, de igual manera que el nuestro, síencuentran relación entre algunos polimorfi smos de MDR1, CYP3A4 y CYP3A5y los parámetros farmacocinéticos de la CsA. De este modo, el trabajo realizadopor Balram et al 14 en un subgrupo de pacientes asiáticos trasplantadoscardíacos demostró que los pacientes con genotipo CC presentaban un AUC0-4h un 11 % menor que los portadores del genotipo TT. En nuestro estudio,observamos una diferencia aún mayor, ya que los portadores del genotipo TTpresentaron un AUC0-12 h un 5,3 y un 38 % mayor en comparación con losportadores de los genotipos CT y CC, respectivamente.Chowbay et al 393 analizaron, en 275 voluntarios sanos y 14 pacientestrasplantados cardíacos de origen asiático, la infl uencia de MDR1 [1236C > T,2677G > (T/A), 3435C > T] y CYP3A-290A > G en los valores de AUC0-12 h,AUC0-4 h, Cmáx y Cmín en situación estable tras el trasplante. Estos autoresencontraron que los valores de AUC0-12 h, AUC0-4 h y Cmáx fueron mayoresen los pacientes que presentaban el haplotipo T-T-T de MDR1. En la mismalínea, Barnard et al 16 recientemente observaron que eran necesarias dosismayores de CsA para los portadores del genotipo CC de MDR1, frente a losportadores de CT y TT, durante 3 y 12 meses después del trasplante. A diferencia de otros autores, no pudimos observar diferencias signifi cativasen los parámetros cinéticos analizados para los SNP de los genes CYP3A4 yCYP3A5, probablemente por una insuficiente potencia estadística debido a labaja frecuencia alélica de los SNP analizados y al menor tamaño muestral denuestro estudio. La variabilidad genotípica asociada a la raza/etnia de las poblacioneselegidas, el tipo de trasplante, las variables seleccionadas para el análisisfarmacocinético, así como el momento tras la cirugía en el que se llevó a cabo elestudio, podrían ser factores determinantes de los diferentes resultadosobservados. Éstos justifi carían, al menos en parte, algunas de las discrepanciasen los resultados de los estudios publicados hasta la fecha. Por ejemplo, enrelación con la distribución de frecuencias de los alelos de MDR1 3435C > T sehan observado grandes diferencias según la raza de la población estudiada 17.Así, en la población afroamericana es mucho más predominante el alelo C que PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 108
  • 109. en la población caucásica, lo que implica que la mayoría de las personas deorigen afroamericano presentan un genotipo CC, asociado a mayor expresión deP-gp; en cambio, en asiáticos hay una baja frecuencia para el alelo C. Enconsecuencia, estas variaciones infl uyen en los resultados de estudios sobre labiodisponibilidad de muchos fármacos, entre ellos la CsA. Por todo ello,consideramos importante realizar un estudio sobre los factores farmacogenéticosque pueden infl uir en la cinética de absorción de la CsA basado en lasfrecuencias genotípicas de dichos SNP en la población española 18. En conclusión, nuestros resultados concuerdan con los datos publicados poralgunos autores respecto al polimorfi smo 3435C > T de MDR1, en el sentido deque las diferencias genotípicas de dicho SNP podrían explicar parte de lavariabilidad interindividual en la absorción de la CsA observada en la poblaciónde nuestro entorno. 3.36.-METABOLISMO Y FARMACOGENÉTICA DEL TRATAMIENTO ANTIHIPERTENSIVO A TRAVÉS DE LAS ENZIMAS CYPA continuacion, se describen las caracteristicas mas significativas de losfarmacos antihipertensivos que sufren metabolizacion por el citocromo P450segun los grupos terapéuticos (tabla 3). 3.36.1.-BETA-BLOQUEANTESLos beta-bloqueantes se prescriben como terapia antihipertensiva de primeraeleccion, sin embargo la respuesta de los pacientes a este grupo de farmacos esmuy variable.Su accion antihipertensiva se debe a que reducen el rendimiento cardiaco,reducen el retorno venoso y el volumen sistolico, inhiben la secrecion de renina yun descenso general de la actividad del sistema nervioso simpatico.Metabolismo. El estudio de la farmacocinetica de la mayoria de estos farmacosnos muestra que sufren un metabolismo hepatico intenso a cargo de las enzimasdel citocromo P450. Los principios activos: betaxolol, labetalol, nevibolol, timolol y metoprolol, semetabolizan a traves de la enzima CYP2D6. El labetalol, por su parte, se inactivapor conjugación 6,28. De entre todos los beta-bloqueantes, metoprolol es el quepresenta mayor dependencia de la enzima CYP2D6, ya que sufre un 70-80% desu metabolismo a través de esta ruta. El carvedilol se metaboliza principalmentea traves de CYP2D6 mediante hidroxilacion; y a traves de CYP2C9 por O-metilacion. El propranolol se metaboliza en el higado principalmente porhidroxilacion y oxidacion a través del CYP2D6, y en una pequeña parte por elCYP2C19 por N des iso propilacion. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 109
  • 110. Las enzimas del CYP3A intervienen poco en el metabolismo de este grupo defarmacos, y lo hacen a traves del metabolismo de bisoprolol y celiprolol. Elbisoprolol se elimina parcialmente inalterado por via renal (50%) y el otro 50% esmetabolizado via hepática Horikiri Y, Suzuki T, et al 1998 426. Un estudio in vitrosobre el metabolismo del bisoprolol demostro que la oxidacion en sus dosformas enantiomeras, se produce a traves de las isoformas CYP2D6 y CYP3A4. El metabolismo del bisoprolol a traves del CYP2D6 es estereoselectivo (R>S),mientras que el metabolismo por CYP3A4 no lo es (Horikiri Y, et al 1998) 426. A diferencia de los anteriores, los siguientes betabloqueantes no semetabolizan por el citocromo P450: atenolol (RxList, the internet drug index)425, esmolol, sotalol y nadolol. No se han documentado interaccionesfarmacocineticas entre acebutolol y otros farmacos debido a variaciones inter-individuales en la actividad de las enzimas del CYP. Esto no es extraño, porque la biotransformacion del acebutolol a su metabolito principal diacetolol se produce por la hidrolisis de su grupo butiramidamediante N-acetilacion y no estan involucradas las enzimas CYP Horikiri Y, 1998426 FUENTE: Horikiri Y, 1998 426 PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 110
  • 111. FUENTE: Lija JJ, et al. 2005 428El atenolol es principalmente eliminado por via renal 427. El metabolismo del esmolol se realiza a traves de estearasas en los gobulosrojos Lija JJ, et al. 2005 428, mientras que el nadolol se excreta inalterado 35.Segun sus propiedades fisicoquimicas el sotalol es mas hidrofilico que el restode beta-bloqueantes. Casi el 100% se encuentra disponible en plasma ya que nosufre metabolismo de primer paso y tampoco se han identificado metabolitosactivos eliminandose aproximadamente el 90% del fármaco de forma inalteradaen orina 431. El uso de inhibidores del CYP2D6, como antidepresivos (fluoxetina),antiarritmicos (quinidina), antirretrovirales (ritonavir) y farmacos para la ulcerapeptica (cimetidina), puede aumentar la concentracion plasmatica de metoprololen metabolizadores lentos, disminuyendo su cardioselectividad 29. En un estudioaleman se demostro que los metabolizadores lentos del CYP2D6 tratados con PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 111
  • 112. metoprolol tenian casi 5 veces mas concentracion plasmática de este farmaco yuna reduccion significativa de la presión arterial media en comparacion con losmetabolizadores rapidos e intermedios 37. Por otro lado, la administraciónconjunta de propranolol con sustratos o inhibidores del CYP2D6 y CYP2C19provocan aumento de la concentración sanguinea de propranolol y sucorrespondiente toxicidad RxList, the internet drug index 434.Farmacogenética. Un estudio holandes realizado con 1.533 pacientes entratamiento con beta-bloqueantes revelo que los portadores homozigoticos delalelo *4 del CYP2D6 (metabolizadores lentos) tenian menos presion diastolicaque los pacientes con el genotipo *1/*1 Bijl MJ, et al 2009 435. Otro estudio demostro que los alelos *3, *10 y *41 del CYP2D6 noinfluenciaban la aparicion de efectos adversos en pacientes hipertensos 40; aligual que en el estudio de Shin J et al. que demuestra que las reaccionesadversas causadas por el tratamiento con metoprolol se encuentran masfrecuentemente en metabolizadores lentos que en los denominadosmetabolizadores normales (RxList, the internet drug index, Shin J, et al 2007437 . Nevibolol es transformado en varios metabolitos activos por alquilacion,hidroxilacion, oxidacion y glucuronidacion en el CYP2D6. En los metabolizadores rapidos el 38% de este fármaco se excreta en orina yel 44% se excreta en heces; mientras que en los metabolizadores lentos el 67%se excreta en orina y el 13% lo hace en heces Scheen AJ, Wojciechowski D, etal 2008 438,439. En un estudio canadiense se observo que los genotiposmetabolizadores lentos del CYP2D6 provocaban concentraciones plasmáticasmayores de nevivolol, pero no afectaba su eficacia ni su tolerabilidad Lefebvre J,et al 2007 440. Se han observado diferencias en la concentracion plasmática de carvedilolentre los portadores de polimorfismos de metabolizacion lenta y los demetabolizacion rapida para el CYP2D6; pero no se ha visto una asociacion claraentre los genotipos en el gen CYP2C9 y la respuesta al carvedilol,5MonografiaCarvedilol, 441. La eficacia del betaxolol en pacientes hipertensos se estudio para elpolimorfismo Pro34Ser (rs1065852) del gen CYP2D6. Este cambio de aminoacido (prolina por serina) se debe a la sustitucion deuna citosina por timina en la posicion 100 del gen CYP2D6 (100C>T) y aparecetanto en el alelo *4 como en el *10 de este gen. En pacientes portadores delalelo Pro34 la terapia antihipertensiva era mas efectiva que en los portadoreshomocigotos del alelo Ser. Esto puede estar relacionado con un descenso en elmetabolismo del fármaco en los pacientes portadores del alelo Pro34 MinushkinaLO 442. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 112
  • 113. 3.36.2.-BLOQUEANTES DE LOS CANALES DE CALCIOEste grupo de farmacos provoca la inhibicion de los canales lentos del calcio enlas celulas de la musculatura lisa arterial y fibras conductoras del impulsonervioso.Metabolismo. Sufren metabolizacion hepatica el amlodipino, barnidipino,benidipino, diltiazem, nifedipino, nisoldipino, felodipino, nimodipino, lercanidipino,nicardipino.La ruta metabolica por la que se produce la oxidación de las 1,4-dihidropiridinasen piridinas es catalizada por la enzima CYP3A del citocromo P450 .El nimodipino aumenta su disponibilidad con la administración conjunta decimetidina Furuta T, et al. 1998 448.El verapamilo sufre un metabolismo hepatico importante a traves de la isoenzimaCYP3A4; aunque tambien sufre un metabolismo parcial por CYP1A2 y enzimasde la familia CYP2C Furuta T, et al. 1998 449.Farmacogenética. Se ha visto que el polimorfismo A6986G indicador del alelo*3 en el gen CYP3A5 condiciona la disponibilidad serica del amlodipino y podriaser la causa de la variabilidad observada entre distintos individuos en surespuesta Garijo B,de Abajo, et al 1999 450. Sin embargo, en otro estudio en elque se evaluaron tanto el alelo*3 del CYP3A5 como varios polimorfismos en elCYP3A4 se observo que fueron los polimorfismos en este ultimo (T16090C) y noen el CYP3A5 los que se asociaron con variaciones en la presion arterial comoconsecuencia del tratamiento con amlodipino. En cuanto a la variación derespuesta al verapamilo un estudio americano demostró una ligera tendencia asu asociacion con alelos del CYP3A5 en pacientes negros e hispanos pero no encaucásicos 52.3.36.3.-INIHIBIDORES DE LA ENZIMA CONVERTIDORA DE ANGIOTENSINAEste grupo de farmacos inhiben la enzima convertidora de angiotensina II,disminuyendo la resistencia vascular periférica y reduciendo la retencion de aguay sodio.Metabolismo. Dentro de este grupo encontramos que el lisinopril no sufremetabolismo hepatico por lo que se elimina inalterado en orina 364; mientras queel captopril se metaboliza a traves del enzima CYP2D6 y en el caso del enalaprillo hace a traves de CYP3A4 365. 3.36.4.-ANTAGONISTAS DE LOS RECEPTORES DE ANGIOTENSINA II PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 113
  • 114. El mecanismo de accion de estos farmacos esta basado en su bloqueo a losreceptores de angiotensina A1 inhibiendo sus efectos relacionados con lavasoconstriccion, la liberación de aldosterona y la remodelacion vascular.Metabolismo. En este grupo solo encontramos dos fármacos que sufranmetabolismo hepatico a traves del citocromo P450 y son losartán e irbesartán,que utilizan como enzima de metabolizacion el CYP2C9 379. Tanto telmisartán,olmesartán y candesartán se eliminan principalmente inalterados.Candesartán sufre O-desetilacion y telmisartán 402 se metaboliza porconjugacion, pero en estas reacciones no están implicadas las enzimas delCYP450. El valdesartán se metaboliza en un 20%, pero no se han identificadolas enzimas responsables del metabolismo hepatico; aunque parecen no estarimplicadas las del CYP450. 3.36.5.-BLOQUEANTES ALFA-ADRENÉRGICOS Su mecanismo de accion esta basado en el bloqueo selectivo de losreceptores alfa-adrenergicos a nivel de las fibras musculares lisas de arteriolas yvenas, que produce una vasodilatación arteriolar periferica.Metabolismo. Ninguno de los farmacos pertenecientes a este grupo semetaboliza a traves del CYP450. La doxazosina ((sufre O-desmetilacion ehidroxilacion y prazosina sufre desmetilacion y conjugacion56. No se haencontrado bibliografia para el urapidilo.DiuréticosSu accion principal se debe a su efecto diuretico.Metabolismo. La mayoria no sufren metabolismo hepático y se eliminaninalterados en orina como es el caso de la hidroclorotiazida. La torasemida secomporta como sustrato de la enzima CYP2C9 57. La piretanida parece no sufrirmetabolizacion hepática 55 y en el caso de espironolactona, se sabe que sufre unamplio metabolismo hepatico pero se desconoce su ruta de metabolización 58.Farmacogenética. Un estudio de Vormfelde et al demostro, en voluntariossanos, que el alelo *3 del CYP2C9 es un predictor independiente de lafarmacodinamica de la torasemida y que la coadministracion con irbesartánincrementa significativamente la concentracion plasmatica de torasemida 407.Discusión Las isoenzimas del CYP (P450) pertenecientes a las enzimas de fase I son mimiembros de una superfamilia de monooxigenasas responsables del PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 114
  • 115. metabolismo oxidativo de la mayoria de los farmacos antihipertensivos. De entremas de 30 isoenzimas humanas identificadas hasta la fecha, las responsablesdel metabolismo de la mayoria de farmacosson el CYP2D6, CYP3A4 y lasubfamilia CYP2C 415. En la mayoria de los casos, el tratamiento antihipertensivo se implanta demanera empirica, siguiendo un protocolo de actuacion, en el que se vanmodificando las dosis y el tipo de antihipertensivos hasta que se alcanzan losvalores optimos de presion arterial. Basandonos en el genotipo del paciente sepodria seleccionar el farmaco mas efectivo para un paciente concreto y con unmejor perfil de seguridad. De este modo se simplificarian los tratamientos y sedisminuirían los costes asociados a la medicacion; a la vez que se podrianmejorar los resultados en el paciente. Pero antes de que la farmacogenetica se pueda aplicar de manera rutinariaen el tratamiento de las enfermedades cardiovasculares, los polimorfismosgeneticos que determinan la mejor respuesta a los antihipertensivos deben serperfectamente identificados; para lo que se requieren nuevas investigaciones enla farmacocinetica de estos farmacos. En este sentido, la presente revision trata de aportar datos utiles paradesarrollar e interpretar este tipo de estudios. La informacion sobre este tema seencuentra muy dispersa y no tenemos constancia de que una revision sobre estetema se haya realizado hasta ahora en castellano. De los farmacos antihipertensivos revisados todos los beta-bloqueantes semetabolizan a traves del CYP450 excepto atenolol, esmolol, acebutolol, nadolol,y sotalol. En cuanto a los bloqueantes del calcio todos se metabolizan a traves delCYP3A4. Para el grupo de los inhibidores de la enzima convertidora deangiotensina solo utilizan la ruta metabolica del CYP450 el enalapril y elcaptopril; y para los antagonistas del receptor de angiotensina II solamente ellosartán e irbesartán los hacen a traves del CYP2C9, de igual modo que latorasemida. Los farmacos antihipertensivos son principalmente metabolizados porenzimas del citocromo P450 y dentro de ellas las isoformas 2D6, 2C9, 2C19 y3A4 tienen un papel especialmente relevante. No hemos constatado hasta ahoraevidencias solidas de que los alelos del CYP3A5 puedan influir en la variabilidadde respuesta al tratamiento antihipertensivo. Se observa que los polimorfismosCYP mas relevantes dependen de las poblaciones estudiadas y de sus gruposetnicos, siendo en España el CYP2D6*1 y *2, CYP2C9*2 y CYP2C19*2 los maspredominantes. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 115
  • 116. No se observan diferencias llamativas en cuanto a la distribucion depolimorfismos entre Espa˜na y otros países vecinos. Estableciendo unaseleccion de polimorfismos por la relativa abundancia del alelo minoritario enpoblacion caucásica y por la influencia en la variabilidad inter-individual en larespuesta al tratamiento farmacologico cabria destacar los polimorfismosrs16947 y rs3892097 indicadores de los alelos *2 y *4 del CYP2D6. Aunquemenos frecuentes los polimorfimos de delecion y de duplicacion del CYP2D6 sontambien relevantes dadas sus asociaciones con los fenotipos de metabolizacionlenta y ultrarrapida, respectivamente. En el CYP2C9 seria destacable ladeterminacion de los polimorfismos rs1799853 y rs1057910 indicadores de losalelos *2 y *3 asi como el polimorfismo rs4244285 correspondientes al alelo *2del CYP2C19 y el rs2740574 asociado al alelo *1B del CYP3A4. La farmacogenetica ha puesto de manifiesto las bases geneticas para lavariabilidad inter-individual en la respuesta a farmacos y seguira jugando unpapel principal en la implantacion de estrategias que mejoren el tratamientoantihipertensivo. No obstante, hasta el momento no existen polimorfismosgeneticos que se determinen rutinariamente en la clinica por su papel predictorde respuesta a antihipertensivos. Viendo el desarrollo tan importante que esta mostrando la farmacogenetica deotras enfermedades como las neoplasicas no seria de extrañar que en un futuropróximo la realizacion de test farmacogeneticos en la hipertensión sea unarealidad en la practica asistencial. Sin embargo, el problema principal quepresenta el estudio farmacogenetico de la hipertension es el considerablenumero de condicionantes que influyen en el efecto del tratamientoantihipertensivo en la presion arterial. La dieta, la función renal, y diversos estilosde vida se añaden al metabolismo hepatico como responsables finales de lapresion arterial.La objetivacion de estos factores es uno de los principales problemas para eldescubrimiento de polimorfismos asociados con variabilidad de respuesta. Portanto es fundamental la constitucion de grupos multidisciplinares que controlencada uno de estos factores a fin de poder aislar la contribución farmacogeneticade un polimorfismo. El análisis de todos estos factores hara imprescindible el empleo deherramientas bioinformaticas. El aspecto multifactorial de la presion arterial hacenecesaria la realizacion de estudios con un elevado tamaño muestral para contarcon potencia estadistica suficiente. Por esta razon estos trabajos han de sermulticentricos con una rigurosa recopilacion de datos clínicos de respuesta yhomogeneidad en los procedimientos de trabajo. Estos requisitos no sonfrecuentemente tenidos en cuenta en las publicaciones que hasta ahoraaparecen en la bibliografia. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 116
  • 117. El farmaceutico debe asumir que es una pieza integrante de este equipomultidisciplinar y su condicion de experto en farmacocinetica y farmacodinamicaes fundamental en los estudios farmacogeneticos en general y del tratamientoantihipertensivo en particular. 3.37.-Impacto estratégico de la Medicina individualizada Implicaciones en la clínica de la farmacogenética Los avances en el conocimiento del genoma humano que se han producidoen los últimos años están cambiando la forma de entender la Medicina.Lainvestigación genética encaminada a mejorar los tratamientos de los pacientespuede enfocarse desde dos perspectivas diferentes.Por un lado, lafarmacogenómica se ocupa de comprender las bases genéticas de lasenfermedades para descubrir nuevas formas de tratar y prevenir enfermedadesque lleven al desarrollo de nuevos y mejores fármacos. Ofrece la posibilidad dedesarrollar una nueva generación de medicamentos,maximizando su eficacia yseguridad, que van a tener implicaciones importantes en la atenciónsanitaria.Por otro lado, la farmacogenética se ocupa de correlacionar lainformación genética del paciente con su respuesta a los fármacos, con lafinalidad de administrar a cada paciente el tratamiento más adecuado. La farmacogenética es una disciplina científica orientada al estudio de losaspectos genéticos relacionados con la variabilidad de la respuesta a losmedicamentos en individuos o poblaciones. Su objetivo es conseguir una medicina individualizada,es decir,administrar elfármaco más eficaz con el menor riesgo de efectos adversos y a la dosisadecuada desde el primer momento. De aquí se deduce que tiene una aplicaciónclínica directa. La farmacogenética posiblemente no va a revolucionar la prácticamédica en el futuro inmediato, pero sí a medio plazo: en unos 10 a 20 años eldesarrollo y la comercialización de fármacos con una prueba diagnósticaasociada será una práctica habitual con la que conseguiremos individualizar lostratamientos Existe una gran variabilidad en la respuesta a los fármacos.Habitualmente,cuando a un paciente se le diagnostica una enfermedad se le prescribe eltratamiento de primera elección, y en la mayor parte de los casos se consigue elefecto terapéutico deseado.No obstante,existe un número importante depacientes que no responde al tratamiento o que presenta reacciones adversas.Esta variabilidad en la respuesta depende de un gran número de factores,comoel diagnóstico (un diagnóstico más correcto conseguirá una mejor respuestaporque se administrará un tratamiento más específico), la dosis (con una dosismás alta se puede conseguir mayor eficacia,pero también existe un mayor riesgode efectos adversos), las interacciones medicamentosas,otros factores médicos PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 117
  • 118. o ambientales (como la dieta o el tabaco), y unos factores idiosincrásicos quedependen de la dotación genética de cada paciente.Esta última parte de lavariabilidad que se mantiene estable durante toda la vida es la que estudia lafarmacogenética. El tratamiento farmacológico hoy en día se basa en el método de ensayo-error: a cada paciente se le prescribe un fármaco indicado para la patología quepresenta (normalmente el fármaco de primera elección) y de acuerdo a larespuesta o la toxicidad se cambia por otro, hasta que se da con el medicamentomás adecuado para ese paciente.Todo este proceso puede llevar bastantetiempo, a parte del sufrimiento por la falta de eficacia y la toxicidad que presenteel paciente. Con la Medicina individualizada se pretende que eltratamientofarmacológico vaya dirigido a cada paciente concreto. Así, despuésde diagnosticar a un paciente, se le realizarán una serie de biomarcadoresgenéticos o de otro tipo que nos ayuden a predecir con qué tratamiento se va aconseguir una buena eficacia sin efectos adversos. Del mismo modo seadministrará el fármaco más eficaz y seguro desde la primera vez, con lo queevitaremos mucho sufrimiento a los pacientes y reduciremos los gastos enmedicamentos inútiles. 3.38.-VARIABILIDAD EN LA EFICACIA DEL TRATAMIENTOPara que se autorice la comercomercialización de un fármaco se debe demostrarque es eficaz y seguro. No obstante, esto no significa que el fármaco sea eficaz en el 100% de lospacientes. De hecho, si analizamos los resultados de eficacia de fármacoscomercializados para diferentes patologías podemos observar que entre el 20 yel 75% de los pacientes presentan fracaso terapéutico (tabla 1), lo que conduceal derroche de unos costes innecesarios (no es lógico tratar a pacientes que novan a responder a un fármaco) y una mala calidad asistencial.Por lo tanto,esnecesario desarrollar marcadores u otro tipo de pruebas que nos ayuden apredecir qué pacientes van a presentar una buena respuesta, de tal modo quesólo administraremos el fármaco a la población optimizada para la eficacia.IV.- ANÁLISIS GENERAL 4.1.-La farmacogenética y la farmacia de hospital Esto está contribuyendo a una presión creciente sobre los profesionalessanitarios, por parte de la sociedad, para la aplicación práctica de una serie dedesarrollos científicos no siempre avalados por un nivel de evidencia suficiente. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 118
  • 119. La bruma que afecta a la traslación de avances genéticos a la prácticaasistencial dificulta aún más si cabe la labor de los profesionales de la salud 4.2.-LOS FARMACÉUTICOS Y LA FARMACOGENÉTICA Los farmacéuticos de hospital conocemos bien la dificultad de clarificar elbeneficio real de un fármaco, digamos de síntesis convencional, los interesesque dificultan, y no en poca medida, esta clarificación y estamos preparadospara elaborar los informes profesionales pertinentes que posicionan a unmedicamento determinado en su lógica y real situación dentro de la terapéutica. 4.3.-PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE LA FARMACOGENÉTICA ¿Qué ocurre con los denominados medicamentos biológicos?¿Sabemos evaluarlos con el mismo rigor científico? Y no solo eso,¿estamos preparados para cribar la información sobre la aplicación de unfármaco convencional si en la misma mediante condicionantes genéticos? En estos primeros años del siglo XXI se está produciendo un cambioconceptual en el abordaje del tratamiento farmacoterapéutico de lasenfermedades. Este cambio no solo obedece a los avances científicos, sinotambién al desarrollo de los sistemas de comunicación (web 2.0) que de unaforma rápida diseminan ideas en la población general, no siempre de una manera fiable y no siempre seleccionando el binomio tipo de información-tipode población que la recepciona. Si diferenciamos de una manera simplista los genes, como farmacocinéticos yfarmacodinámicos, podemos ir dando respuesta a estas cuestiones. Los genesfarmacocinéticos serían aquellos destinados a codificar las proteínasinvolucradas en el proceso ADME (absorción, distribución, metabolismo yeliminación). Algunos de ellos son viejos conocidos nuestros, como las distintasisoformas del citocromo P450, y estamos acostumbrados a considerarlos cuandovaloramos la existencia de interacciones en el proceso de validación de lafarmacoterapia. Otros, como los que implican a transportadores, están siendocada vez más conocidos y entendemos la manera de valorar adecuadamente su aportación al resultado de la terapia. Probablemente, somos los profesionalessanitarios mejor capacitados en la actualidad para discriminar acerca de lainformación que acompaña a los fármacos afectados por este tipo de genesfarmacocinéticos.¿Por qué? La respuesta es clara. Nuestra formación extensa e intensa enfarmacocinética, superior a la de otros compañros sanitarios, nos capacita paraello. No es arriesgado afirmar que la mayoría de nosotros hemos sonreído al leerno pocos artículos «científicos» en los que se insta a emplear una determinada PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 119
  • 120. prueba genética como única posibilidad de «individualizar» el tratamiento de unpaciente. Sabemos bien que la farmacocinética clínica es la herramienta idóneapara la individualización posológica real y que las pruebas de un biomarcadorgenómico a este nivel, solo nos permiten discriminar de forma grosera sobre lacapacidad metabólica media para cada uno de los polimorfismos posibles. La hipertension arterial (HTA) es uno de los principales factores de riesgocardiovascular y un poderoso indicador de riesgo de mortalidad (AmericanPharmacists Association, 2005) 397. El control de la HTA en España ha evolucionado positivamente en los ultimosaños, el porcentaje de control optimo de presion arterial (PA) en los hipertensostratados farmacológicamente no suele superar el 30%. Asimismo, se hanobservado porcentajes de control inferiores a los deseados en estudios europeosy americanos Lifton RP, et al 2001398. En el tratamiento farmacológico de la HTAexiste pues una gran diferencia entre los beneficios esperados y los resultadosconseguidos Parody Rua E, et al 2005 399. Es importante destacar el papel de la citocromo P450 en el metabolismo demuchos fármacos, un ejemplo de ellos son los Los farmacos antihipertensivosson metabolizados principalmente por enzimas de la familia del citocromo P450(CYP450). La respuesta al tratamiento antihipertensivo cuya base genetica estaempezando a conocerse esta sujeta a diferencias interindividuales en lospacientes. Sin embargo debemos añadir que el estudio de polimorfismos en losgenes del citocromo P450 puede contribuir a una terapia individualizada en eltratamiento antihipertensivo. Esta falta de control de la PA puede tener distintas causas y una de ellas seriala variabilidad inter-individual en la respuesta a las terapias farmacologicasantihipertensivas, ben funcion de los distintos fenotipos metabolizadores quepresentan los pacientes hipertensos (Materson BJ, 2007) 400. La metabolizacion de farmacos como los antihipertensivos se produceprincipalmente en el higado a traves de dos tipos de reacciones: las de fase I ylas de fase II. Para que los sistemas enzimaticos de metabolizacion del higadopuedan actuar sobre farmacos lipofilos es necesario aumentar su polaridad atraves de las reacciones de fase I. Estas reacciones suelen ser oxidaciones,reducciones o hidrolisis que introducen en la estructura un grupo reactivo que loconvierte en quimicamente mas polar. Las reacciones de fase II suelen actuarsobre el grupo reactivo introducido en la fase I mediante la conjugacion de estecon moleculas tales como el acido glucuronico, el glutation o aminoacidos. Las isoenzimas del citocromo P450 estan agrupadas en distintas familias ytienen como funcion la de catalizar, en los microsomas hepaticos, reacciones de PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 120
  • 121. fase I de un numero importante de farmacos con estructuras químicas muydiferentes Mathews CK, et al 2002 401. Este tipo de polimorfismos son muy frecuentes en el genoma humano. Poresta razon existe una serie de estrategias para la identificación de aquellos SNPcon implicaciones farmacogeneticas. En primer lugar estudiar aquellos SNP queesten presentes en genes que codifican para proteinas que participen en elmetabolismo o sean diana de los farmacos objetos de estudio. Una vezidentificados los genes de estudio se suelen seleccionar aquellos polimorfismoscuyo cambio en la secuencia de ADN comporta un cambio de aminoácido en laenzima. En este sentido, aquellos SNP en region codificante que conlleven cambiosen la carga del aminoácido son especialmente interesantes. Sin embargo,siempre hay que tener en cuenta la frecuencia en nuestra poblacion de ese SNPen concreto; pues si se trata de un SNP cuyo alelo menos frecuente es muypoco comun en nuestra población de estudio (< 1%) tendra pocas repercusionescomo prueba farmacogenetica rutinaria a menos que el efecto de ese alelo pococomun tenga efectos muy llamativos en cuanto a respuesta o a la aparicion deserios efectos adversos. Las bases de datos de SNP americana7 o europea8accesibles gratuitamente en la Red proporcionan la informacion necesaria paraorientarnos sobre la frecuencia de cada uno de los alelos de un SNP por gruposetnicos. Sin embargo, siempre es aconsejable definir la frecuencia de un SNP enun grupo control representativo de nuestra poblacion de estudio. No hay que olvidar que algunos SNP, a pesar de no afectar a regionescodificantes del gen, pueden tener efectos en la estabilidad de ARN mensajero oen el proceso de splicingo proceso de corte y empalme en el cual las secuencias intronicas son eliminadas durante la maduracion de estamolecula. Por ultimo es importante señalar que los genes que codifican para lasdiferentes familias enzimaticas del CYP450, presentan frecuentemente distintosalelos. Cada uno de estos alelos puede estar definido por varios SNP de loscuales al menos uno es capaz de definir ese alelo. La determinación de ese SNPpor tecnicas de genotipificado se ve facilitad o por la identificacion de numero dereferencia o rs. En la tabla 1 se representan los SNP definitorios de alelo masrelevantes para cada uno de los genes CYP450 con su numero rs. Este numeroidentifica inequívocamente este SNP y permite obtener, de las bases de datoscitadas anteriormente, la secuencia que lo flanquea como paso previo necesariopara el dise˜no de cebadores y sondas para su determinacion. Es recomendableasegurarse de que la misma secuencia obtenida no se encuentra en otrasregiones del genoma como ocurre en el caso de los pseudogenes y quelasecuencia complementaria a los cebadores no contiene polimorfismos. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 121
  • 122. Una vez realizadas las tecnicas de genotipificado se debe comprobar que lasfrecuencias encontradas para los distintos genotipos estan en consonancia conel equilibrio de Hardy-Weinberg, que establece que la composicion genética deuna poblacion permanece en equilibrio mientras no actue la seleccion natural niningun otro factor y no se produzca ninguna mutacion. Otro ejemplo que se podría utilizar en la clínica es el de los inhibidores de labomba de protones como omeprazol,uno de los grupos de fármacos másprescritos en el sistema sanitario. Se metabolizan en el hígado por la enzimaCYP2C19,que presenta polimorfismo genético, de tal forma que los portadoresde alelos CYP2C19*2 y *3 presentan muy baja actividad enzimática. Así, haypacientes que son metabolizadores lentos (portadores de dos alelos mutados): 1-7% en raza caucásica, 14-25% en orientales y 60% en negros africanos. Estos fármacos se utilizan asociados a antibiótico para erradicar elHelicobacter pylori en pacientes con úlcera péptica. Los metabolizadores lentosconsiguen una erradicación y curación de la úlcera del 100%, frente a sólo un60-80% en metabolizadotes intermedios y un 30-60% en metabolizadoresrápidos o normales. Para demostrar la utilidad de la Medicina individualizada en la práctica clínicahabitual Furuta et al realizaron un ensayo clínico aleatorizado en el que seincluyeron 300 pacientes con infección por H. pylori que se asignaron a recibir eltratamiento estándar (lansoprazol, claritromicina y amoxicilina) o tratamiento conlos mismos fármacos pero individualizando la dosis de acuerdo a dosbiomarcadores (el polimofismo de CYP2C19 y la resistencia del microorganismoa claritromicina). Se demostró claramente que la Medicina individualizada consigue mejorar laeficacia,ya que la tasa de erradicación aumentó de 70 a 96%. Este estudio se harealizado en población oriental, pero los resultados deberían ser similares ennuestro medio,y las dos pruebas están ya disponibles, aunque su precio todavía puede ser un poco elevado para realizarlas rutinariamente. De todos modos, el buscar marcadores predictores de eficacia no es tan fácilcomo en los casos anteriores. Podemos ver como ejemplo la predicción derespuesta a clozapina, un antipsicótico que es eficaz en el 40-60% de lospacientes que no responden a otros antipsicóticos, pero presenta un alto riesgode producir agranulocitosis, por lo que se debe hacer un control hematológicosemanal. Sería necesario disponer de marcadores de respuesta para evitar exponera un riesgo innecesario a los pacientes que no van a responder. Con este objetivo, Arranz et al realizaron un estudio en el que se analizaban 19 polimorfismos genéticos en 200 esquizofrénicos tratados con clozapina. Lamejor capacidad de predicción se encontró con una combinación de 6 PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 122
  • 123. polimorfismos de receptores de serotonina e histamina y del transportador deserotonina. Aun así, el valor predictivo positivo era sólo de 76% y el valor predictivonegativo de 82%, lo que nos da una idea de la dificultad de predicción derespuesta, ya que en el mecanismo de acción de los fármacos están implicadasmúltiples proteínas. Por este motivo resulta obligado analizar un gran número depolimorfismos de diferentes genes, lo que conlleva una enorme dificultad parainterpretar los resultados. Tabla 2. Ejemplos de fármacos para los que se puede determinar la población de pacientes diana mediante pruebas farmacogenéticas predictivas En la tabla 2 aparecen algunos ejemplos de fármacos para los que es posibledeterminar la población de pacientes con buena respuesta gracias a marcadoresgenéticos. La mayoría de estos ejemplos son de enfermedades oncológicas,campo en el que la farmacogenética está más desarrollada. 4.4.-IMPACTO DE LOS EFECTOS ADVERSOS En el ámbito de la seguridad de los medicamentos los datos son máspreocupantes. En España se ha calculado que cerca del 4% de los ingresos sedeben a efectos adversos. En el Reino Unido las cifras son similares: uno decada 15 ingresos hospitalarios se debe a efectos adversos. En Estados Unidos cada año mueren 106.000 pacientes y 2,2 millones sufrenalgún tipo de lesión. De aquí podemos deducir la importante repercusiónsanitaria y económica que tienen los efectos adversos. Además, los problemasde seguridad obligan a la retirada de un número importante de fármacos delmercado,que pueden ser eficaces en algunos pacientes; podemos recordarejemplos como grepafloxacino, trovafloxacino, mibefradilo, ebrotidina, terfenadina,cisaprida, cerivastatina, etc. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 123
  • 124. Si somos capaces de encontrar marcadores de riesgo de toxicidadevitaríamos tratar a los pacientes de riesgo, de tal modo que sólo seadministraría el fármaco a la poblaciónoptimizada para la seguridad.Combinando marcadores de eficacia y seguridad seleccionaríamos sólo lapoblación que va a responder bien, sin riesgo de efectos adversos.Ya hayalgunos ejemplos de marcadores de seguridad que se están utilizando en laclínica. Un ejemplo muy claro es del polimorfismo HLA-B*5701 como predictor dehipersensibilidad a abacavir, un fármaco utilizado para el tratamiento de lainfección por el virus de la inmunodeficiencia humana, que en el 7% de lospacientes produce hipersensibilidad, y si el tratamiento no se interrumpe puedeser muy grave. Para demostrar la utilidad de este marcador en la práctica clínica se realizó unensayo clínico controlado,aleatorizado y doble ciego, en 1.956 pacientes queiban a recibir abacavir (estudio PREDICT-1). Se asignaron aleatoriamente algrupo de prueba farmacogenética (genotipar para HLAB* 5701 y si es positivo notratar con abacavir) o al grupo control (tratar con abacavir de acuerdo a lapráctica clínica habitual sin genotipar previamente). Se demostró claramente que la realización de una prueba farmacogenéticaprospectiva consigue reducir la incidencia de hipersensibilidad a abacavir tantodiagnosticada clínicamente (de 7,8% en el grupo control a 3,4%) comoconfirmada inmunológicamente con una prueba cutánea (de 2,7% a 0%). El valorpredictivo negativo de esta prueba es muy alto (95,5% para el diagnóstico clínicoy 100% para el diagnóstico inmunológico), lo que significa que si un paciente noes portador de HLAB* 5701 su probabilidad de tener una reacción alérgica aabacavir es muy baja. Por este motivo, las autoridades sanitarias hanactualizado la ficha técnica de este fármaco para recomendar la realización deesta prueba antes de empezar el tratamiento con abacavir,y así se estáhaciendo en la mayoría de los hospitales españoles y de otros países europeos. Otro ejemplo que también se está aplicando en la práctica clínica diaria enmuchos centros es el de tiopurina metiltransferasa (TPMT), una enzima quemetaboliza azatioprina, 6-mercaptopurina y tioguanina,fármacos que se utilizanen el tratamiento de leucemias, o como inmunosupresores en enfermedadesreumáticas,enfermedad inflamatoria intestinal, trasplantes u otras enfermedadesautoinmunes.Esta enzima presenta polimorfismo genético, de tal forma que un90% de los pacientes son homocigotos normales y deben recibir dosis plenas delfármaco, un 10% son heterocigotos (la actividad enzimática está disminuida a lamitad) en los que se debe reducir la dosis a un 50%,y un 0,3% son homocigotospara la mutación (no tiene actividad enzimática), que tienen un alto riesgo detoxicidad hematológica grave, por lo que estos fármacos estaríancontraindicados o la dosis se debería reducir a un 10%. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 124
  • 125. Es práctica habitual en muchos centros medir la actividad de TPMT antes deempezar el tratamiento con estos fármacos.Esta práctica tiene las ventajas deque permite empezar el tratamiento con las dosis adecuadas, con lo que sereduce el tiempo hasta la respuesta, minimiza el número de pacientes quedesarrollan mielotoxicidad (se evita un caso por cada 20 pacientes tratadosdurante 6 meses) y, además, se ha demostrado que es coste-efectiva.Noobstante, se deben seguir haciendo controles analíticos periódicos, porque laactividad de TPMT no es la única responsable de la toxicidad. Otro ejemplo que se podría utilizar en la clínica es del citocromo P450, ungrupo de enzimas hepáticas que se encarga de eliminar la mayoría de losfármacos.Las enzimas de este grupo con un polimorfismo genético más claroson CYP2D6 (metaboliza antidepresivos, neurolépticos, bloqueadores beta,antiarrítmicos, codeína, dextrometorfán y otros), CYP2C9 (metaboliza warfarina,glibenclamida, tolbutamida, AINE, fenitoína, losartán, celecoxib) y CYP2C19(metaboliza omeprazol, citalopram, diazepam, imipramina, propranolol yfenitoína). Los pacientes que tienen mutados los dos alelos son metabolizadoreslentos o pobres, y suelen tener una mayor eficacia y una mayor toxicidad, con la excepción de la codeína, para la que los metabolizadotes lentos presentanuna falta de eficacia porque no se puede metabolizar a morfina. El CYP2D6 metaboliza más de 100 fármacos utilizados principalmente paraenfermedades psiquiátricas,neurológicas y cardiovasculares. Se han descritomás de 50 alelos diferentes, y de acuerdo al polimorfismo genético y lacapacidad metabólica asociada los pacientes se pueden clasificaren:metabolizadotes lentos (tienen los dos alelos mutados y suponen el 6-8% enraza blanca, el 1% en japoneses y el 15% en nigerianos), intermedios(heterocigotos, sólo tienen un alelo mutado), rápidos (homocigotos, los dosalelos son normales) y ultrarrápidos (presentan una gran actividad enzimáticaporque poseen varias copias de los alelos activos y suponen el 1,5% enEscandinavia, el 7-8% en España y el 20% en Etiopía). Actualmente existen hospitales, principalmente en Escandinavia,donde segenotipa el CYP2D6 como ayuda para elegir la dosis individual en enfermedadespsiquiátricas: a los pacientes metabolizadores lentos se les administra alrededordel 50% de la dosis habitual y a los ultra-rápidos una dosis dos o tres vecessuperior a la habitual. En la literatura se han publicado dos casos clínicos quenos demuestran la utilidad que puede tener la farmacogenética para evitarriesgos con medicamentos. El primero es un caso de intoxicación por opiáceos en un paciente tratado concodeína publicado en New England Journal of Medicine en el año 2004.Setrataba de un paciente de 62 años con leucemia linfocítica crónica quepresentaba un cuadro de astenia, fiebre,disnea y tos de tres días de evolución, PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 125
  • 126. que fue diagnosticado de neumonía bilateral y se trató con ceftriaxona,claritromicina y voriconazol. Además, recibió tratamiento con codeína 25 mg/8 horas para la tos. A los 4días presentó un cuadro de depresión respiratoria diagnosticado de intoxicaciónpor opiáceos y que revirtió con naloxona.El metabolismo de la codeína seproduce en un 80% por la enzima CYP3A4,que da lugar a metabolitos inactivos,y en un 10% por CYP2D6,que produce morfina,que es la responsable de laacción terapéutica. En este caso se produjo una sobredosis por opiáceos porque toda la codeínase transformó en morfina, dado que el paciente era metabolizador ultra-rápidopara CYP2D6, y el CYP3A4 estaba inhibido por claritromicina y voriconazol queestaba recibiendo el paciente.*Los porcentajes son para pacientes afectados de raza blanca, excepto para HLA-B*1502 que son pacientes asiáticos. Adaptada de Ingelman-Sundber (2008). Tabla 3. Ejemplos de biomarcadores farmacogenéticos como predictores de reacciones adversas El otro caso es parecido, pero con un desenlace fatal: la muerte de un bebépor prescripción de codeína a la madre, que se publicó en Lancet el año 2006.Después del parto la madre recibió tratamiento con paracetamol-codeína durantedos semanas para aliviar el dolor de la episiotomía. La dosis inicial fue lahabitual (1.000 mg de paracetamol y 60 mg de codeína de liberación retardadacada 12 horas) pero, como presentó somnolencia y estreñimiento, a partir deltercer día se redujo a la mitad (500-30 mg cada 12 horas). El recién nacido sanoestaba siendo amamantado, y el día 7 presentó dificultad para mamar y estabaaletargado,el día 12 tenía la piel gris y había dejado de mamar y el día 13murió,detectándose en la autopsia niveles altos de morfina en sangre. Laexplicación es que la madre era metabolizadora ultrarrápida para CYP2D6 y el PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 126
  • 127. recién nacido era metabolizador normal, pero los neonatos no tienen capacidadparametabolizar la morfina.Si se hubiesen conocido estas características estamuerte se podría haber evitado.En la tabla 3 se pueden ver algualgunos ejemplos de biomarcadores farmaco-genéticos que nos puede ayudar a evitar reacciones adversas graves.Desgraciadamente no siempre es tan fácil la predicción de la respuesta.En lamayor parte de los casos se va a requerir el análisis de un gran número degenes para encontrar una capacidad predictiva útil en la clínica diaria.VI.- DISCUSIONES La amplitud de la recuperación inmunológica en los pacientes infectados porel virus de la inmunodeficiencia humana que reciben el mismo tratamientoantirretroviral y consiguen una supresión virológica sostenida es muy variable. Desde 2005 nuestra compañía dispone de una base de datos de FG donde seincluye, por país y EC, a todos los pacientes participantes en cada ensayo ycuántos de éstos han otorgado su mFG a una determinada fecha. En los últimos3 años se ha observado un incremento sostenido del porcentaje de pacientesque otorgan su mFG: en el mundo (56 países), este porcentaje ha sido del 61, el65 y el 70% para los años 2005, 2006 y 2007 (septiembre), respectivamente. Éste es el primer estudio, hasta donde sabemos, que informa del porcentajede pacientes participantes en EC que otorgan su mFG en España y en otros 14países europeos. Este estudio muestra que en España este porcentaje es similar a la media delos países de Europa: el 73 frente al 74%. Las diferencias máximas con respectoa España la presentan 2 países que obtienen casi un 22% más de mFG (el 89%,A en tabla 1) y menos de casi el 22% (un 58%, N en tabla 1). Se ha señalado que la FG puede producir cierta preocupación con respecto ala posible pérdida de confidencialidad Issa AM., et al 2002 13 de unos datosestrechamente relacionados con la privacidad e intimidad de las personas. Elque 3 de cada 4 participantes en ensayos clínicos en Europa (y en España)otorguen su mFG, sugiere que tal preocupación no está muy extendida,posiblemente porque los pacientes tienen confianza en que los hallazgosderivados de su participación en el estudio se mantendrán bajo estrictaconfidencialidad. Las diferencias entre países no han resultado estadísticamente significativasen relación con ninguno de los factores estudiados, excepto, si acaso, el del PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 127
  • 128. porcentaje de religiosidad. El hecho de que no se hayan encontrado diferenciasestadísticamente significativas en grupos de países con marcadas diferencias,tanto desde las perspectivas sociopolítica y cultural como de los propiossistemas de salud, y que se haya obtenido un notable promedio en la obtenciónde mFG a escala europea (74%), induce a pensar que, una vez que el pacienteha tomado la decisión de participar en el EC, no le plantea mayores problemasparticipar también en el de FG. En este sentido, y de los escasos datos disponibles se desprende que laactitud de los médicos y pacientes es positiva hacia la FG14. Ahora bien,téngase en cuenta que en el desarrollo de nuevos fármacos los subestudios deFG no tienen una aplicación directa sobre el paciente que otorga su mFG, adiferencia del estudio antes mencionado (Rogausch A., et al. 2006) 14, donde alos pacientes se les preguntaba sobre la realización de una prueba de FGrelevante para la toma de decisiones sobre su propio cuidado. El altruismo,repetidamente descrito (Cassileth BR., Lee SJ., et al, 1982 123,126 comomotivación para que los pacientes participen en los EC, bien pudiera ser unarazón de peso para aceptar.Las variaciones interindividuales en la respuesta a los fármacos puedendeberse, entre otros factores, a los efectos de la edad o el sexo, a alteracionesde la función hepática y/o renal, o a interacciones medicamentosas. Sinembargo, en la actualidad está claramente establecido que muchas de estasvariaciones están determinadas genéticamente. Las primeras evidencias de larespuesta genéticamente determinada a los fármacos fueron la hemólisisobservada durante el tratamiento con antimaláricos (primaquina, sulfonamidas),que se debía a un defecto enzimático en la glucosa- 6 fosfato deshidrogenasaAyuso JL, et al. 1994 139 Según los datos del V Congreso Nacional sobre Sida, en España el 70% delos infectados por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) son adictos adrogas por vía parenteral (ADVP), y muchos de ellos están en tratamientoconcomitante con antirretrovirales y otros fármacos (antibióticos, psicofármacos,etc.) debido a infecciones oportunistas o a problemas psicológicos derivados(Ayuso JL., et al. 1994) 139. Entre las toxicidades agudas y crónicas destacan, entre otras, reacciones dehipersensibilidad 4, nefropatía (Berns JS, et al 2006)132, lesión hepática (NúñezM., et al. 2006)133 y también la aparición de síndrome de redistribución grasa y dedistintas alteraciones metabólicas que lo acompañan (Mallon PW., Oh J., et al.2007) 134,135. La farmacogenética es la ciencia que estudia las variaciones interindividualesen la respuesta y la toxicidad debida a fármacos gobernadas por variaciones enla composición genética de las personas, es decir, cómo las característicasgenéticas de la persona influyen en los efectos favorables y adversos de un PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 128
  • 129. determinado tratamiento. En la revisión de la farmacocinética de losantirretrovirales y de la metadona aparece el citocromo P450 y laglucuronidación como principales mecanismos de biotransformación de estosfármacos. La mayoría de estudios con citocromo P450 se han realizado in vitro,aunque in vivo pueden dar resultados completamente diferentes. Hasta la fecha no hay descritos suficientes estudios farmacocinéticos yfarmacodinámicos que nos ayuden a predecir o evaluar las posiblesinteracciones de los antirretrovirales con otros fármacos, pudiendo así optimizarlos tratamientos y reducir la toxicidad o los efectos de la interacción. La mayoríade las interacciones descritas son más el resultado de casos aislados que deamplios estudios de seguimiento y, teniendo en cuenta que la mayoría de estasinteracciones sólo se han comprobado in vitro, sería conveniente plantearse larealización de estudios con un número mayor de sujetos y en un mayor espaciode tiempo. Las recomendaciones a seguir en cada caso particular tendrán que servaloradas por el profesional sanitario. Es preciso puntualizar que sólo existencasos comunicados de este tipo de interacción in vivo con el efavirenz,nevirapina, amprenavir, nelfinavir, ritonavir y zidovudina. Con el indinavir ysaquinavir parece no existir esta fuerte interacción con la metadona, por lo quepodrían ser los más seguros en este tipo de pacientes. Cuando se tenga queaumentar la dosis de metadona, se recomienda hacerlo de forma progresivahasta la estabilización del paciente. 6.1.-PERSPECTIVAS Y LIMITACIONES Aunque todavía se encuentra en un estadio muy temprano, la genéticaaplicada al paciente crítico transformará nuestra práctica clínica diaria en unfuturo próximo. Las variaciones individuales que permiten una respuestadiferenciada ante una agresión se encuentran determinadas por el orden y laintensidad de la síntesis de mediadores de la inflamación y moléculas quepermiten la comunicación inter e intracelular, todo ello condicionado por laactivación de los genes implicados en la respuesta celular a la agresión. El desarrollo de la biotecnología adecuada para identificar variaciones en elgenoma que resulten determinantes está favoreciendo una perspectiva detrabajo donde será posible reconocer, por ejemplo, a aquellos pacientes conriesgo de desarrollar sepsis grave una vez diagnosticada una infección. Tambiénpermitirá el desarrollo de nuevos biomarcadores que pueden ser utilizados paraidentificar a pacientes en los que se pueden aplicar terapéuticas específicas oque presentan un perfil de respuesta mejor o peor a los fármacos disponibles.Además, pronto será posible conocer, en un determinado momento y según unestímulo, cómo es la respuesta celular al estrés, utilizando la técnica basada enlos ―microarrays‖, que permite analizar en un instante el estado funcional de PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 129
  • 130. miles de genes. Esta técnica también permite medir el tipo de ARN expresado endiferentes tejidos 48. No obstante, existen algunas limitaciones que es necesariotener presentes, y que describimos a continuación. 6.2.-RECOMENDACIONES SOBRE ESTUDIOS GENÉTICOS Por el momento, no existe ninguna legislación de rango europeo ni nacionalque regule específicamente los aspectos relacionados con la genética en elámbito de la biomedicina. No obstante, existen múltiples recomendaciones,declaraciones y códigos emitidos por distintas organizaciones sobre los aspectoséticos y sociales relativos a la información genética (UNESCO-1997, Conveniorelativo a los derechos humanos y la biomedicina). (Oviedo, 4 de abril de 1997,Genetic Interest Group, 2001, National Bioethics Advisory Commission (NBAC-2001) Spear BB, et al. 2002. 193, 194, 229 En todos estos documentos se recogen comentarios y consideraciones sobrelos conflictos éticos, legales, sociales y económicos asociados a diversasmodalidades de investigación genética, tanto en el campo de la biomedicinacomo en otros (p. ej., aplicaciones industriales, modificación de organismos). Sibien se han tenido en cuenta algunas de las reflexiones en ellos contenidas, suanálisis pormenorizado supera los objetivos concretos de este trabajo.VII.-CONCLUSIONESA.-La individualización del tratamiento es necesaria para mejorar la eficacia y laseguridad de los fármacos, y será uno de los principales cambios en la prácticade la Medicina en los próximos 10-20 años. La farmacogenética es el caminohacia la Medicina individualizada, y ya está llegando lentamente a la clínica paraayudar a seleccionar el fármaco más adecuado, a la dosis más adecuada paracada paciente concreto. Como en la mayoría de los casos el efecto de losfármacos es poligénico se debe seguir investigando para buscar losbiomarcadores adecuados y demostrar su utilidad en la práctica clínica diaria.B.-El número de estudios farmacogenéticos está aumentado rápidamente 68 y seplantea la cuestión de si estamos preparados para aplicar los resultados a lapráctica clínica. Actualmente, la mayoría de estudios se ha centrado en el efectode polimorfismos en un solo gen. Sin embargo la respuesta farmacológica esmás compleja con la participación de múltiples genes relacionados entre ellos ycon factores no genéticos. El principal objetivo del proyecto HapMap fue crearuna base de datos de las variaciones genéticas existentes en el genomahumano 69. Una vez que se conozca un número elevado de polimorfismos enmúltiples genes y su frecuencia en diferentes grupos étnicos, podrán utilizarsepara relacionar la ―huella genética‖ de cada individuo con su perfil de respuestaal tratamiento más probable. Todavía queda trabajo por hacer, y la aplicación PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 130
  • 131. sistemática de los tests genéticos al tratamiento de la infección por el VIH en unfuturo próximo parece poco probable. Sin embargo, tests farmacogenéticosconcretos para situaciones clínicas determinadas son una realidad.C.- La farmacogenética permite asociar los polimorfismos genéticos con lacapacidad de respuesta de un paciente a un determinado medicamento. Losagentes quimioterápicos en general presentan un estrecho margen terapéutico,por lo que la variabilidad interindividual en su metabolismo determina tanto sueficacia como su seguridad.D.- Con respecto a la terapia antirretroviral se concluye que existe pues unanotable variabilidad interindividual en la respuesta y la toxicidad debidas altratamiento antirretroviralE.- Las Interacciones farmacocinéticas entre medicamentos antirretrovirales enpacientes HIV, con otros fármacos como metadona son los mas frecuentementeusadosF.- El desarrollo de la farmacogenética para reducir esta variabilidad en laeficacia ya está dando sus primeros frutos, pero será uno de los principalescambios de la práctica de la Medicina en los próximos 10-20 años.G.- La utilidad de la Medicina individualizada en la práctica clínica es habitual yavisora mucho futuro.H.- Se ha demostrado claramente que la Medicina individualizada consiguemejorar la eficacia, ya que la tasa de erradicación aumentó de 70 a 96%.I.- Hasta la fecha no hay descritos suficientes estudios farmacocinéticos yfarmacodinámicos que nos ayuden a predecir o evaluar las posiblesinteracciones de los antirretrovirales con otros fármacos, pudiendo así optimizarlos tratamientos y reducir la toxicidad o los efectos de la interacción.J.-La mayoría de las interacciones descritas son más el resultado de casosaislados que de amplios estudios de seguimiento y, teniendo en cuenta que lamayoría de estas interacciones sólo se han comprobado in vitro, seríaconveniente plantearse la realización de estudios con un número mayor desujetos y en un mayor espacio de tiempo. K.- La genética aplicada al paciente crítico es un área de conocimiento conentidad propia que se encuentra al inicio de su camino, pero que progresa a granvelocidad. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 131
  • 132. VIII.-BIBLIOGRAFÍA1. Altman RB, Klein TE. Challenges for biomedical informatics andpharmacogenomics. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2002;42:113-33.2. Meyer UA. Pharmacogenetics - five decades of therapeutic lessons fromgenetic diversity. Nat Rev Genet. 2004;5:669-76.3. Kruglyak L, Nickerson DA. Variation is the spice of life. Nat Genet. 2001;27:234-6.4. Bhangale TR, Rieder MJ, Livingston RJ, Nickerson DA. Comprehensiveidentification and characterization of diallelic insertion-deletionpolymorphisms in 330 human candidate genes. Hum Mol Genet. 2005;14:59-69.5. Ramchandani RP, Wang Y, Booth BP, et al. The role of SN-38 exposure,UGT1A1*28 polymorphism, and baseline bilirubin level in predicting severeirinotecan toxicity. J Clin Pharmacol. 2007;47:78-86.6. Ifrate AJ, Feuk L, Rivera MN, et al. Detection of large-scale variation in thehuman genome. Nat Genet. 2004;36:949-51.7. Sebat J, Lakshmi B, Troge J, et al. Large-scale copy number polymorphismin the human genome. Science. 2004;305:525-8.8. Estivill X, Armengol L. Copy number variants and common disorders:fillingthe gaps and exploring complexity in genome-wide associationstudies. PLoS Genet. 2007;3:1787-99.9. Ingelman-Sundberg M. Genetic polymorphisms of cytochrome P450 2D6(CYP2D6): clinical consequences, evolutionary aspects and functionaldiversity. Pharmacogenomics J. 2005;5:6-13.10. Haberl M, Anwald B, Klein K, et al. Three haplotypes associated withCYP2A6 phenotypes in Caucasians. Pharmacogenet Genomics.2005;15:609-24.11. Rotger M, Saumoy M, Zhang K, et al. Partial deletion of CYP2B6 owing tounequal crossover with CYP2B7. Pharmacogenet Genomics. 2007;17:885-90. PhD. Luis E. Medina Medina –“Pharmacogenetics” - School Social and Human Studies-Program PhD in Publics Health with major Epidemiology 132
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