1

Determinantes genéticos da eficácia e segurança da terapia com fármacos hipolipemiantes (vastatinas)

Dra. Alice Cristina RodriguesPós-doutora

Departamento de Análises Clínicas e ToxicológicasFaculdade de Ciências Farmacêuticas

Universidade de São Paulo

XII Simpósio de Genética e II Simpósio IMC-IBILCE de Células Tronco

FARMACOGENÉTICA

FARMACOGENÔMICA

2

Farmacogenômica = Farmacogenética de 2 SNPs

3

Farmacogenética

Ciência que estuda variações inter-individuais da

resposta farmacológica decorrentes da

constituição genética única dos indivíduos (Arno

Motulsky, 1957)

Estudo da influência das características genéticas

na resposta aos medicamentos

Inter-variabilidade na resposta terapêutica

4

Se não há variação não há farmacogenética !!

5

Variabilidade na resposta farmacológica

Problema de saúde públicaEficácia reduzida Reações adversas a medicamentos (RAM)

Sexta principal causa de morte de pacientes hospitalizados2,2 milhões de internações no ano39 estudos (EUA):

6,7% pacientes - reações adversas a medicamentos (RAM) 0,32% pacientes - reações fatais 100.000 mortes/ano

Brasil : jan a mar 20091501 notificações – 802 medicamentos e 647 hemoderivados25,9% admitidas em hospital- 80,8% pacientes hospitalizados

Desafio para o desenvolvimento de novos fármacos

6

Tratar Respondedores e pacientes sem predisposição a RAM

Todos pacientes com o mesmo diagnóstico

1

2

Separar Não-respondedores e pacientes com RAM

Evans and McLeod, modified by Wong

3

http://www.aacc.org/access/genomics/presentation.stm

Evitar mortes relacionadas

com RAM

7

Genes envolvidos na resposta farmacológica

www.medigenomix.de/pics/snp/snp_1.jpg

Composto

Composto

AbsorçãoDistribuiçãoMetabolismo

Excreção

Concentração

Reações adversas

Efeitos terapêuticos

Gene

Gene

GeneGene

Glicoproteina G

célula

Receptor

Farmacocinética

Farmacodinâmica

8

Polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs)

• ocorre de 1 a cada 100 a 1500

bases

• genoma humano - 3 milhões SNPs (~0,1%)

• 800.000 SNPs identificados (mapeados)

• Frequências de SNPs variam entre populações

• marcadores genéticos de alterações funcionais

http://www.genome.gov/Pages/EducationKit/booklet6.html

9

SNPs em região codificante – altera função

10

Efeitos de SNPs

Evans & McLeod. N Engl J Med. 348:538, 2003

Genótipos

Farmacocinética

(metabolismo)

Farmacodinâmi

ca

(eficácia)

Con

cent

raçã

o%

de

resp

osta

Tempo (h) Tempo (h) Tempo (h)

Eficácia

Eficácia

EficáciaToxicidade

Toxicidade Toxicidade

11

Efeitos de SNPs

Evans & McLeod. N Engl J Med. 348:538, 2003

Resposta

poligênica

(Haplótipos)

Genótipo

Metabolismo

WT/WT

WT/WT

WT/V

WT/V

WT/V

V/V

V/V

V/V

GenótipoReceptor

WT/WT

WT/WT

WT/V

V/V

WT/WT

WT/V

V/V

WT/WT

WT/V

V/V

Resposta

Eficácia Toxicidade

Baixa (5 %)

Baixa

Baixa

65 %

32 %

9 %

80 %

40 %

10 %

79 %

40 %

10 %

Alta (80 %)

Alta

Alta

Moderada

Moderada

Moderada (15 %)

Potenciais dos SNPs

Aumento da dose efetivaEfeito farmacológico exacerbadoReações adversas a medicamentos

Redução da dose efetiva (menor eficácia)

Deficiência na ativação dos pró-fármacos

Metabolismo por vias alternativas e/ou

deletérias

Interações medicamentosas

PGx na prática clínica

13

Índice terapêutico (IT = DL50/DE50)digoxina, varfarina

Drogas alternativas (vias diferentes)

Métodos alternativos para prever ou acessar a resposta terapêutica

Teste FGx, custo, tempo, poder preditivo

CYP2D6

14

Codeína Morfina

Codeína X

Codeína Morfina

*1/*1

*4/*4

*1/*1 x N

rápido

lento

ultrarápido

15

FDA RECOMENDA

16

Cetuximab

Imatinib

Transtrizumab

Maraviroc

EGFR expression

BCR-ABL

HER2/NEV

CCR-5 tropic

Em rosa – alterações somáticas- farmacogenética?

Maraviroc, CCR-5 tropic e HIV

Deleção de 32-bp causa resistência a infecção por HIV

• Maraviroc – Apenas indivíduos que possuem cepa CCR-5 tropic do HIV

Carbamazepina, HLA-B*1502 e SJS/TEN

18

Síndrome Steven-Johnson- graves efeitos adversos

Chineses da linhagem Han e tailandeses portadores de HLA-B*1502 tem maior risco (OD> 2500) , mas não japoneses e europeus.

Vamos aplicar para todos? Ou pelo menos asiáticos?

FDA: somente em asiáticos no grupo de risco!

Qual Contribuição?

19

Alteração em um gene Alterações em um gene

Mutação funcional Mutações ePolimorfismos (>1%)

X Y

Outros genes

Fatores ambientais

Variantes Poligênicasnormal

X Y

Variante monogênica

Hingorani, Atherosclerosis, 2000

• Oligogênicas – 2 genes

Hiperlipidemia - Poligênica

• Resposta as vastatinas

20

Vastatinas

21

22

Mecanismo de ação das vastatinas

www.hhmi.org

JD Horton et al. JCI. 109:1125, 2002

23

Vastatinas - Estudos clínicos multicêntricos

Prevenção primária

WOSCOPS

AFCAPS/TexCAPS

Prevenção secundária4SCARELIPID

Edwards & Moore. BMC Family Practice. 4:18,2003

Resposta as vastatinas

24

25

Estudos Farmacogenômicos

Enzimas de biotransformação

Transportadores de membrana

Proteinas do metabolismo lipídico

Proteínas do metabolismo lipídico

Kajinami et al. Atherosclerosis, 177:219, 2004

apoE

apoE

apoB

HMGCR

27

n PacientesLDL-C, mmol/L

    Todos 922 3.42±0.03   Não portadores 650 3.48±0.03    Portadores H2/H7 272 3.27±0.05

    P (genotype) 0.0004

LDL-C change, mmol/L    Todos 922 –1.40±0.02   Não portadores 650 –1.45±0.02    Portadores H2/H7 272 –1.28±0.03

    P (genotype) 0.02

Associação dos haplótipo H2 e H7 com a resposta a Simvastatina

28

Gene do receptor de LDL

Exons 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 141516 17 18

5’ 3’

StuI HincII

AvaII

PvuII MspIStuIRsaI

MaeIIISphI PstI

TaqI

Cromossomo 19p

SNPs – Single Nucleotide Polymorphisms

29

RLDL - SNPs AvaII e PvuIIResposta a Fluvastatina em hipercolesterolêmicos

Salazar et al. J Clin Lab Anal. 14:125, 2000

0

2

4

6

8

10

TC LDL-C apo B

Perfil lipídico

A+A+ A+A+/ A+A-

Con

cen

traçã

o (

mm

ol/L)

*P<0.05

*

*

*

AvaII

0

2

4

6

8

10

TC LDL-C apo B

Perfil lipídico

P1P1 P1/ P2/ P2P2

Con

cen

traçã

o (

mm

ol/L)

*P<0.05

**

*

PvuII

RLDL - SNPs AvaII e PvuII Resposta a Atorvastatina em hipercolesterolêmicos

PvuII

CT LDL-C Apo-B

* P < 0,05

* * *

Red

uçã

o (%

)

Genótipos

* P < 0,05

AvaII

* * *Red

uçã

o (%

)

Genótipos

CT LDL-C Apo-B

Salazar et al. J Clin Lab Anal. 14:125, 2000

-30

-20

-10

0

P1P1

P1P2/P2P2

-30

-20

-10

0

A+A+

A+A-/A-A-

Gene da apolipoproteína E

Três isoformas principais

ApoE e2 - 7% - associada com hipertrigliceridemiaApoE e3 - 78%ApoE e4 - 15 % - associada com hipercolesterolemia –

menor resposta a vastatinsd

*

-50

-30

-10

10

TC LDL-C HDL-C TG

Perfil lipídico

E2 E3 E4

32 Pedro-Botet J e cols. Atherosclerosis. 158:183, 2001

APOE - SNP HhaI Resposta a Atorvastatina em hipercolesterolemicos

Conce

ntr

açã

o (

mm

ol/L)

Basal

*

*

*P<0.05 *P<0.05

*

Vari

açã

o (

%)

Após atorvastatina (12 meses)

*

*0

2

4

6

8

10

TC LDL-C HDL-C TG

Perfil lipídico

E2 E3 E4

Regieli, J. J. et al. Eur Heart J 2008 29:2792-2799; doi:10.1093/eurheartj/ehn465

Proteína transferidora de éteres de colesterol

(CETP)Transfere ésteres de colesterol da partícula de HDL para ApoB

Quatro SNPs em desequilíbrio de ligação

Regieli, J. J. et al. Eur Heart J 2008 29:2792-2799; doi:10.1093/eurheartj/ehn465

Proteína transferidora de éteres de colesterol

(CETP)

PrevalênciaRisco

TaqIB-B2 ou haplótipo ACB2 = fator de risco quando usado vastatinas

Genes envolvidos com efeitos pleiotrópicos

35

Kinesin family member 6 (KIF6)

36

Proteínas motoras associadas aos microtúbulos envolvidas no transporte intracelular de partículas

Polimorfimo Trp719Arg - portadores do alelo 719Arg associados com maior risco de IM

Iakoubova OA J Am Coll Cardiol 2008

KIF6 Trp719Arg

37

Incidência de Morte ou ECV

Em A: 26% dose típica versus 16% terapia intensiva com atorva

Em B: 24,7% pravastatina versus 23,9% atorva

Toll-like receptor 4 (TLR4)

38

Asp299Gly – Menor níveis de citocina pró-inflamatórias ; associado com menor progressão e extensão da aterosclerose de carótida

Homozigotos Asp/Asp

placebo

Pravastatina

Portadores 299Gly

Portadores 299Gly

Homozigotos Asp/Asp

Farmacocinética - Vastatinas

39

CYP3A4enzima predominante no fígado

20-40% da CYP450 total em humanos

Metabolismo de > 50% dos xenobióticosvastatinas, cafeína, estradiol, progesterona,

testosterona, lidocaína, vinblastina, cocaína, e outros

Inibidores da CYP3A4 itraconazol, benzodiazepínicos, eritromicina,

ritonavir, carbamazepina e outros

Lamba JK e cols. Adv Drug Del Rev. 54:1271, 2002

Variantes CYP3A4 e CYP3A5

Kajinami K e cols. Am J Cardiol. 93:104, 2004

CYP3A4 *1B (SNP -290A>G)Resposta a vastatinas

*P<0.05

*

Con

cen

traçã

o (

mg

/dL)

Após atorvastatina e lovastatina (16 sem)

Con

cen

traçã

o (

mg

/dL)

Basal

0

100

200

300

TC LDL-C HDL-C TG

Perfil lipídico

AA AG GG

0

100

200

TC LDL-C HDL-C TG

Perfil lipídico

AA AG GG

Kivisto KT e cols. Pharmacogenetics. 14:523, 2004

CYP3A5 *3 (SNP intron 3 A6986G) Resposta a vastatinasa

a lovastatina, sinvastatina e atorvastatina

Transportadores de efluxo

Famílias ABC – ATP Bindind Cassette

44

45

Exon 26

Evans & McLeod. NEJM. 348:558, 2003

Glicoproteina P

Gene ABCB1 (MDR1)

46AC Rodrigues et al. Braz J Med Biol Res. 38:1389, 2005

Variantes do MDR1 :

Atorvastatina(10mg/dia/4 semanas)

Haplótipo T/T: alelos T dos SNPs G2677T/A e C3435T

47 Kajinami K e cols. Am J Cardiol. 93:1048, 2004

MDR1 - SNP C3435T Resposta a atorvastatina

0

100

200

300

TC LDL-C HDL-C TG

Perfil lipídico

CC CT TT

Conce

ntr

açã

o (

mg/d

L)

Basal

-50

-30

-10

10

TC LDL-C HDL-C TG

Perfil lipídico

CC CT TT

*P<0.05

*

Vari

açã

o (

%)

Após atorvastatina (16 sem)

*

*

Transportadores de captação

Família SLC – Solute Carriers

48

OATPS (SLCOS)

49

Blood stream

Enterocyte

Biliar canaliculi

Hepatocyte

OATP2B1

OATP1B1OATP1B3

Apical membrane

Basolateral membrane

OATP2B1

Apical membrane

statins

statins

Haplótipos SLCO1B1

50

SLCO1B1 e Fluvastatina

51

 Associação entre o haplótipo comum ( *1a) ou variante ( *14) e a redução (%) de colesterol total e da LDL após 2 meses de tratamento com fluvastatina

Haplotypes Number of subjects Change (%)     TC > LDC-C *14 *1a/*1a 137 -25.1 ± 12.28 -31.9 ± 15.56*1a/*14 79 -28.8 ± 12.25 -37.6 ± 15.62*14/*14 15 -32.3 ± 12.25 -41.2 ± 15.63  ANOVA 0.02 0.009

52

Impacto dos SNPs na resposta a vastatinas

Apesar das associações encontradas ainda não há nenhuma que impacte na decisão terapêutica;

Otimização das estratégias dos ensaios clínicos

Tamanho amostra, desenho do estudo, poder do teste, número de SNPs

53

Complexidade da resposta farmacológica

Lee et al. The Oncologist, 10:104, 2005

• Genome-wide studies

54

Sistemas de abordagem biológica

http://www.aacc.org/access/genomics/presentation.stm

55

Desafios da FarmacogenômicaRecursos humanos

experiência e habilidades em várias áreas do conhecimentomedicina, farmacologia, bioquímica, biologia

molecular, genética de populações, bioinformática

Recursos financeirostestes em larga escaladesenvolvimento tecnológico

Aspectos educacionais / éticos uso indiscriminado de testes genéticos

Adam e cols, 2001

Obrigada pela atenção!

56

E-mail para contato: alice-rodrigues@usp.br