Citocromos P450

Citocromos P450 Variación genética y terapia psicofarmacológica Eduardo Guillin Lab. de Análisis Genético Buenos Aires, Argentina

Genes y variación genética

Desde la genética de poblaciones…
Población = grupo de organismos de la misma especie viviendo en la misma área geográfica.
Alelo = variante de secuencia en un sitio particular del genoma (“gen”  “fármacogen”).
Pool génico = todos los alelos de ese gen en esa población.

Factores ambientales
Factores genéticos
… hacia la medicina personalizada Coutts y Urichuk: 25% pacientes no responden a los antidepresivos Cell. Mol. Neurob. 1999 (19-3)325-354.

Estudios de incidencia de EAFs:
USA (Lazarou et al. JAMA 279: 1200-5. 1998):
6,7% de todas las hospitalizaciones.
0,37% terminan en muerte por EAFs.
Quinta causa de muerte en USA.
Costo: 1,4 – 4 x 10 9 U$s / año.
UE (Schneeweiss et al. Eur. J. Clin. Pharm.58:285-291 2002): Valores similares a USA.
Argentina  ?

Toxicidad cardíaca de la imipramina - desipramina asociada a deficiencias metabólicas genéticas. Bluhm et al. Clinf Pharm. Rep. 1993 53:89-95 “ Metabolismo defectuoso debido A un fenotipo ‘PM’ de CYP2C19… se sugiere como mecanismo para …acumulación tóxica de estos TCAs”

Metabolismo de la imipramina metabolitos inactivos CYP2C19 CYP2C19 CYP3A4 imipramina desipramina conjugación y/ó eliminación metabolitos inactivos

Intoxicación por codeína asociada con el metabolismo ultrarrápido del locus CYP2D6 Gasche Y et al. N Engl J Med , 2004 351:2827-31 “ Intoxicación opiácea en un paciente después de haber recibido dosis pequeñas de codeína…”

Metabolismo de la codeína norcodeína CYP3A4 CYP2D6 codeína morfina conjugación y/o eliminación

Metabolismo de la codeína norcodeína CYP3A4 CYP2D6 codeína morfina conjugación y/o eliminación CYP2D6 CYP2D6 CYP2D6

Qué es farmacogenética? Farmacoterapia personalizada El fármaco correcto en la dosis adecuada, la primera vez . = Farmacología + Genética (FGx) Estudio de la variación poblacional heredada a la respuesta a fármacos.

Criterios para una FGx clínicamente útil
Correlación robusta análisis – respuesta
Consecuencia de la variación genética severa y prevenible mediante análisis
Frecuencia génica alta
para justificar el análisis
Relación test – decisión clínica (ej. ajuste de dosis)

Contribuciones de la FGx a la práctica clínica.
Pre-terapéutica
Selección del fármaco y la dosis
Post-terapéutica
Evitar/disminuir los efectos adversos
Selección del fármaco y la dosis
La pro-droga no es convertida en fármaco activo Fármaco Eliminación disminuida Eliminación acelerada

FGx en concreto:
Lo que podemos hacer hoy:
Análisis de genes individuales, paneles de monogenes
Fase I (oxidaciones, reducciones)
CITOCROMOS P450
Fase II (enzimas de conjugación)
NAT, TPMT, UGT
Receptores, transportadores, etc.
SCN1A (canal de sodio α ), MDR1, otros
Otros genes (APOE, etc).

El sistema CYP450: Propiedades generales
SUPERFAMILIA GÉNICA
- Más de 4,000 genes P450 (Enero/2006)
- Más de 368 familias génicas, 814 subfamilias
- Humanos: 18 familias, 43 subfamilias, 57 genes secuenciados, casi igual número de pseudogenes
GRAN NÚMERO DE SUBSTRATOS
- Rango de PM: etileno (28) a ciclosporina A (1201)
- Muy diversas estructuras químicas
- Substratos: de miles a millones
INDUCIBLES POR MUCHOS COMPUESTOS Q´COS.
- Cientos a miles de inductores / inhibidores
- Diversas estructuras químicas.

Citocromos P450 y Práctica clínica
Las variantes génicas en los CYP450 se asocian con la respuesta terapéutica, no con la enfermedad.
CYP2D6: 25% de fármacos
CYP2C9: 5%
CYP2C19: 15%
CYP3A4: 50%

Algunos fármacos sustrato de citocromos polimórficos Macrolide antibiotics: clarithromycin erythromycin NOT azithromycin telithromycin Anti-arrhythmics: quinidine Benzodiazepines: alprazolam diazepam midazolam triazolam Immune Modulators: cyclosporine tacrolimus (FK506) HIV Protease Inhibitors: indinavir ritonavir saquinavir aripiprazole haloperidol methadone Beta Blockers: S- metoprolol propafenone timolol Antidepressants amitriptyline clomipramine desipramine imipramine paroxetine Antipsychotics: haloperidol risperidone thioridazine aripiprazole codeine dextromethorphan duloxetine flecainide mexiletine ondansetron tamoxifen tramadol venlafaxine NSAIDs: diclofenac ibuprofen piroxicam Oral Hypoglycemic Agents: tolbutamide glipizide Angiotensin II Blockers: NOT candesartan irbesartan losartan NOT valsartan celecoxib fluvastatin naproxen phenytoin sulfamethoxazole tamoxifen tolbutamide torsemide warfarin Proton Pump Inhibitors: omeprazole lansoprazole pantoprazole rabeprazole Anti-epileptics: diazepam phenytoin phenobarbitone amitriptyline clomipramine cyclophosphamide progesterone CYP3A4 CYP 2D6 CYP 2C9 CYP 2C19

Fenotipos CYP Metabolizadores pobres (MP): gen ausente ó codifica para proteína no funcional Metabolizadores Extensivos (ME) (normal) Metabolizador intermedio (IM) Heterocigotas Metabolizadores Ultrarrápidos (MU): Copias múltiples de alelos funcionales Actividad

Consecuencias de variantes CYP
Fisiología:
Concentraciones de metabolitos inapropadas
Metabolitos inesperados
Interacciones
(competencia y saturación, inhibición – inducción cruzada)
Clínica
Falla terapéutica
Respuesta limitada
Efectos Adversos
Dosis tóxica Dosis efectiva Día Nivel de droga Respuesta terapéutica (eliminación) UM ME MI MP

Métodos de detección:
PCR-RFLP
PCR alelo específica
PCR en tiempo real
Pirosecuenciación
Secuenciación electroforética
Microarrays (farmacogenómica)
( Λ CYPs, fenotipos silentes) 1/1 3/3 1/3 Genotipos 2c19

¿Cuándo un marcador farmacogenético es útil?
Es inalterable de por vida
No dependiente del medio
Específico para el rasgo
Sensible
Simple técnicamente
Económico
Clínicamente inocuo
Las muestras para PCR se obtienen de una gota de sangre ó hisopado salival.

Frecuencia de variantes CYP450 5% 5% 0,13 1.6% 1-2% 1.5% 1-4% incremento Dup 5% 3% 35 34% disminución *17 15% 3% 5% 6-10% 50% 48% 35-50% 1.5% 3% disminución *10 0% 1% 5% 4-6% 10% 5% 5-13% 2% 4-6% nula *5 20% 3.5% 5% 1-9% 19.5 12-21% deficiente *4 2% 0.5% 2% deficiente *3 CYP2D6 5% 10% 6-10% deficiente *3 20% 15 17% 20% 32.5% 32% 16% 13% deficiente *2 CYP2C19 5% 5% 0.5-1.5% 7.5% 1.7-5% 7% 6-10% Casi nula *3 5% 1-4% 17% 8-13% deficiente *2 CYP2C9 Cercano oriente Afroamericanos SE Asia Asia Caucásicos Act. enz . Alelo Gen

El locus CYP2D6
Más de 80 variantes alélicas conocidas
SNPs
INDELs
Deleción génica completa
Copias múltiples
Diversos significados clínicos

CYP2D6 en Buenos Aires
Análisis de la variación genética en BA
BA es un “sumidero génico” por historia y economía.
Es necesario conocer la variabilidad genética local
para implementar el análisis farmacogenético.
Colaboración internacional
Validación tecnológica.
Metodología económicamente sustentable.

Cómo usar la infomración farmacogenética?
El genotipo (test) indica la respuesta
Extremos (MP, MU)
Evitar la droga que requiera ese CYP
Ajustar la dosis basándose en datos publicados
(Kirchheiner J et al. Mol Psych 2004; 9:442-73)
Intermedios (MI):
La interpretación es específica para cada droga
Factores ambientales (estado clínico, edad, dieta, otros fármacos administrados, etc.)
Interacciones (polifarmacia)
% requerido de dosis estándar Dosis tóxica Dosis efectiva Día Nivel de droga Respuesta terapéutica (eliminación) UM ME MI MP

Ejemplo 1: fenitoína
FGx Targets: CYP2C9, CYP2C19
Consecuencias de las variantes genéticas:
Fisiológicas:
MP: Mayor cant. droga activa, menor dosis requerida.
Clínicas:
Ataxia, letargo, convulsiones, coma, depresión respiratoria, parestesia, arritmias, etc.

Ejemplo 1: fenitoína (cont.)
Dosis basada en el genotipo :
2C9 2C19 dosis sugerida
*1/*1 *1/*1 5.5 - 7 mg/kg/d
*1/*1 *1/*2 or *3 5 - 7
*1/*1 *2/*2 or *3 5 – 6
*1/*3 *1/*2 or *3 3 – 4
*1/*3 *2/*2 or *3 2 – 3
Hung C et al. Ther Drug Monit 2004, 26(5):534-40

Ejemplo 2: amitriptilina
FGx targets: CYP2C19 y CYP2D6
Consecuencias de las variantes génicas:
Fisiológicas
MP: más fármaco activo
UM: menos droga activa
Clínicas:
pulso irregular, convulsiones, coma, confusión, alucinaciones, agitación, somnolencia, rigidez muscular, vómitos, fiebre, etc.
Ajuste de dosis (cambio del estándar):
2C19 2D6
PM: 53-92% 52-73%
IM: 81-98% 74-92%
EM: 98-109% 111-124%
Kirchheiner J et al. Mol Psych. 9:442-73. 2004
Steimer et al. Clin. Chem. 51(2): 376-85. 2005

Ejemplo 3: fluoxetina
FGx targets: CYP2C19 y CYP2D6
Consecuencias de las variantes génicas:
Fisiológicas
MP: más droga activa en sangre
Clínicas:
inestabilidad, confusión, apatía, nerviosismo, temblor incontrolable en las manos, mareos, alta frecuencia cardíaca, palpitaciones, alucinaciones, fiebre, desmayos, coma, otros.
Ajuste de dosis (cambio desde el estándar):
2C19 2D6
PM: 39-100% 56-84%
IM: 72-100% 87-96%
EM: 100-113% 107-119%
Kirchheiner J et al. Mol Psych 2004;9:442-73

Ejemplo 4: citalopram
FGx target: CYP2C19
Consecuencia de las variantes génicas:
Fisiológicas:
MP: más droga activa en sangre
Clínicas:
mareos, malestar estomacal, vómitos, temblor incontrolable en las manos, somnolencia, frecuencia cardíaca alta, irregular o palpitaciones, pérdida e la memoria, confusión, crisis convulsivas, coma, otros.
Ajuste de dosis (cambio desde el estándar):
PM: 61%
IM: 84%
EM: 108%
Kirchheiner J et al. Mol Psych 2004;9:442-73

El futuro de FGx
Más datos clínicos
Cambios en el etiquetado
> disponibilidad (< costos)
Equipos de management personalizado
Paneles por terapéutica
Microarreglos de genes

Es el genotipado de CYPs sustentable?
La selección de fármaco/dosis basada en el genotipo reduce los costos asociados a los EAFs
Clin Chem 2004 50(9):1623-33
Thromb Haemost. 2004 Sep;92(3):590-7
Pueden identificarse individuos en alto riesgo de EAFs y medicar con fármacos menos costosos a los individuos de bajo riesgo.
Clin Chem 2005 51(2):376-85

Es “sustentable” el único criterio a evaluar?
LA FARMACOGENÉTICA CONTRIBUYE A ELEVAR EL ESTÁNDAR DE VIDA DEL PACIENTE.
LA FARMACOGENÉTICA APUNTA A LOGRAR UN SERVICIO DE SALUD DE EXCELENCIA.

Gracias por su atención! [email_address] www.gennets.com

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Citocromos P450

by lukasnet on Nov 03, 2006

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