Farmakogenomiğin Klinikte Kullanımı

25-26 Mayıs 2007, ISPARTA
Farmakogenomiğin
Klinikte Kullanımı
Dr.Yahya Laleli
Düzen Laboratuvarlar Grubu
Tarih
Saat
Yer
: 26 Mayıs 2007, Cumartesi
: 11.00
: Süleyman Demirel Üniversitesi, ISPARTA
“The Most
Incomprehensible
thing about the
World is the it is
Comprehensible”
Einstein.
This Is Not a New Concept But It Has
New Name: Safety Pharmacogenetics
Poison is in everything, and no
thing is without poison. The
dosage makes it either a
poison or a remedy.
Paracelsus (1493-1542)
Swiss Physician
Lawrence J. Lesko, Ph.D., FCP; 9th National Conference on Anticoagulant Therapy Anticoagulant Therapy Chicago, Illinois Chicago, Illinois May 4, 2007
Pharmacogenomics and Proteomics, Mark W.Linder et al, AACC Pres.
Farmakogenetik
TÜM GENOMUN, İLACIN KLİNİK
YARAR VEYA ZARARININ
teşekkülüne etkisi incelenir.
Pharmacogenomics
Birçok GENOMİK belirteç, ilaç kullanımının
güvenliği yanında,
– İlaç secimi,
– Dozu ve diğer ilaçlarla etkileşimini
belirlemede, dolayısıyla şahsa yönelik
ETKİN TEDAVİ imkanı sağlamak üzere
kullanılmaktadır.
Fa
rm
PG
am
din
ko
ma
ik
İnsan genomunun belirlenmesiyle
tedavide “Hekimin deneme yanılma
metoduyla en uygun dozun/ilacın
belirlenme uygulaması şahsın
genotipine bağlı olarak en fazla etki/
en az yan etkinin görüldüğü
uygulama çalışmaları başlamıştır.
r
Fa
Genetik varyasyonunun belirlenmesi
ve anlaşılmasından sonra
farmakodinamik kavramlar gelişti ve
“FAMAKOGENETIK “kavramı
doğdu.
ak
ok
in
et
ik
Farmokodinamik-Farmakokinetik
Farmakogenetik
Farmakogenetik
Farmokogenetik
Uygulamasından Beklentiler
• İlaç dağılım ve etkisinde; genetik farklılığın, vücut
kitlesi, cinsiyet, beslenme, diğer ilaçlar, infection ve
organ fonksiyonlarına bağlı tüm etkilerin %20-95
teşkil ettiği kabul edilmektedir.
• Morbidite ve Mortaliteyi azaltmak (ABD için14x109 $
maliyet oluşturuyor ve 4’ncü ölüm nedeni)
• Potansiyel Uygunsuz İlaç Reaksiyonlarının
azaltılması
Farmakogenetik Testler
• Bireylerin enzimlerinin fenotipi, ilaçları
metabolize etme yetisi belirler.
• Bu enzimleri yetisi kendisini kodlayan
genlerdeki mutasyon/polimorfizmi ile
ilgilidir.
• İlaç tedavisinin etkinliği veya tedavi
suresince ortaya çıkabilecek farklılıklar,
farmakogenetik testlerle (genotip)
incelenebilir.
Farmokogenetik Test (PGe?/PGx,FGx?)
İlaç absorpsiyonu ve dağılımın fonksiyonu
(farmokokinetik) yaninda reseptör proteinlerini,
metabolizmada yer alan enzimleri ve diğer
proteinleri (farmokodinamik) kodlayan DNA dizisinin,
polimorfik farklılıklar dahil, çalışılmasıdır.
İlaç Metabolizmasına Göre Bireyler:
– Hızlı Metabolizörler (EM)
– Orta Hızlı Metabolizörler (IM)
– Yavaş Metabolizörler(PM)
– Ultra Hızlı Metabolizörler (UM) grupta incelenebilir
İlaç’ın Metabolizmasında Olasılıklar:
a. İlaç’ın kendisinin metabolize
edilmesi,
b. Ön ilaç Æ İlaç dönüşümü,
KodeinÆ morfin
c. İlaç-İlaç etkileşimi.
Kinidin,CYP2D6 ile metabolizmayi artırır
Erken Farmokogenetik Uygulamalar
• Plazma kolinesteraz yetersizliği, “suksinilkolin”
kullanımına bağlı neuromuskuler blokaj ve apne! daha
sonra otozomal resesif kalıtsal geçişe bağlı olduğu
gösterilmiştir.
• Glukoz-6-fosfat dehidrogenaz (G-6-PD) yetersizliği,
oksidan ilaçların kullanımında bu şahıslarda hemoliz
görülmesi. X-Linked
• Mendelyen geçişe göre polimorfizim görülme sıklığı
%1’dir.
• İnsan Genom projesinden sonra >1.4 milyondan fazla
SNP tanımlanmıştır.
• İlaç metabolizmasına göre genetik polimorfizim (CV!)
Farmakogenetiğin Bilgi Hiyerarşisine
Klinik Yaklaşım
SNP klinik etkiyi değiştirir
SNPs ilaç cevabını değiştirir
SNPs Farmakokinetiği değiştirir
SNPs in vitro' daki aktiviteyi değiştirir
Korumacı olmayan amino asit değişiklikleri
Non-synonymous SNPs in exons
Ekson bazlı değişiklik
Tüm SNPs
Meyer UA and Flockhart DA, 2005
Lawrence J. Lesko, Ph.D., FCP; 9th National Conference on Anticoagulant TherapyAnticoagulant TherapyChicago, IllinoisChicago, IllinoisMay 4, 2007
http://www.royalsoc.ac.uk/page.asp?tip=1&id=3960
Farmakogenetik Çalışmalara
Niçin Girmek İstedik!
• Geçerli bir Klinik Uygulama Alanı;
Etkin Olmayan Tedaviler Nedeniyle,
- 2 000 000 kişide yan etki,
- 1000’den fazla önlenebilir ölüm,
- 100 milyar $ üzerinde önlenebilir sarf!
• Etkin tedaviye yardımcı olmak,
• Aranılırlığı sürdürmek!
İlaç hedefi olan / biyokimyasal yolakta yer alan proteinler
Gen
Polimorfizm
Fenotip
MTHFR
Methylenetetrahydrofolate reductase
C(677)T A(1298)C
T677: methotrexate toksisitesini arttırır
TYMS
Thymidylate synthase
5' enhancer’da 2-9 adet
28 bp tekrar
TSER*3: ilaç direnci
VKORC1a
Vitamin K epoxide reductase
complex 1
Çok sayıda haplotip
Warfarin’e yanıtı değiştirir
ADRB2
ß2-adrenergic receptor
Arg16Gly, Gln27Glu,
Thr164Ile
16Gly: altuterol ve salbutamola yanıtı
azaltır
ADRB1
ß1-adrenergic receptor
Arg389Gly
Gly389: ß1-antagonistlerine düşük KVS
yanıtı
ALOX5
Arachidonate5-lipoxygenase
Varyant promoter SP1
bağlanma bölgesi
Mutant formları ilaca yanıtı azaltır
SLC6A3
Dopamine transporter
3'-VNTR 10 tekrar
10/10: metilfenidata düşük yanıt
SLC6A4
Serotonin transporter (5-HTT)
Uzun/kısa promoter
Antidepresanların etkinliğini değiştirir
HTR2A
Serotonin receptor 2A
His452Tyr
Tyr452: Clozapin’e düşük yanıt
ACE
Angiotensin-1 converting enzyme
intron 16’da Ins/del
Del/Del: ACE inhibitorlerinin proteinüri
tedavisine etkisini azaltır.
CETP
Cholesteryl ester transfer protein
TaqIB polimorfizmi B1/2
B1/B1: Statine daha iyi yanıt
t(9,22) a
Gleevec yalnızca Ph(+)’te etkili
ERBB2a
ERBB2, HER/Neu
Protein
ekspresyonunda artma
Herceptin’e yanıt sağlar
EGFRa
Epidermal growth factor receptor
Exon 18–21
mutasyonları
Iressa’ya daha iyi yanıt
HASTALIK GRUBU
TEST
EDILEBILECE
K İLGİLİ GEN
BÖLGELERİ
CYP2D6
CYP2C9*
KARDİYOVASKÜLER/
HİPERTANSİYON
ANTI DIABETIKLER
ALLEL4: S486T (1846G>A) polimorfizmi splicing defekt yaparak enzim
aktivitesini düşürür. “CYP2D6’nın 15 tane enzim aktivitesini düşüren allelik
varyantı vardır. Bunların %75’inden ALLEL4 sorumludur.”
ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.
ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.
İLAÇ
Flecainide (Tambocor®), Metaprolol (Lopressor®, Toprol®)
Mexiletine (Mexitil®), Timolol (Betimol®, Timoptic®, Blocadren®, Istatol®)
Fluvastatin (Lescol®), Irbesartan (Avalide®, Avapro®)
Losartan (Cozaar®, Hyzaar®), Propafenone (Rythmol®),
Warfarin (Coumadin®)
Angiotensin
Converting
Enzim (ACE)
Insersiyon ve delesyon
ACE inhibitörleri yada ACE inhibitörleri+Beta blokerleri
Kadınlarda ACE DD genotiplilerde erkeklerde ise II genotiplilerde
hydrochlorothiazide cevap daha etkin
α- Adducin
Gly460Trp
Diüretikler (furosemide, hydrocholothiazide )
Trp460 heterozigot ve homozigotlarında Gly460 homozigotlara göre diüretiklere
yanıt daha etkin.
Angiotensin
Tip 1 reseptör
1166 A>C
ATR1 reseptor blokerleri 1166CC homozigotları ve 1166AC heterozigotları
1166AA homozigotlarına göre ATR1 reseptor blokerlerine yanıt daha etkin
Angiotensinog
en
M235T
Enolopril, lisinopril, perindopril vb ACE inhibitörleri
235T alleli 235M alleline göre ACE inhibitörlerinde yanıt daha etkin
Bradikinin
reseptor
-58 C>T promotor
ACE inhibitörleri, -58T homozigot ve heterozigotlarda -58C olanlara göre
terapide gece kısa şiddetli öksürük yan etkileri gelişmekte
Aldosteron
sentaz
-344C>T promotor
Irbesartan grubu (ACE inhibitörü)
-344TT genotiplilerde -344CT ve CC olanlara göre tedaviye yanıt daha etkin.
CYP2C9*
ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.
ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.
Glimepiride, Glipizide, Glyburide, Tolbutamide
CYP2C9*
ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.
ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.
Celocoxib (Celebrex®)
CYP2D6
ALLEL4: S486T (1846G>A) polimorfizmi splicing defekt yaparak enzim
aktivitesini düşürür. “CYP2D6’nın 15 tane enzim aktivitesini düşüren allelik
varyantı vardır. Bunların %75’inden ALLEL4 sorumludur.”
Codeine
Tramadol
CYP2C9*
ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.
ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.
Phenytoin (Dilantin®)
AGRI KESICILER/
ANTIENLAMATUARLAR
PSİKİATRİ
ALLEL/
POLİMORFİZM/
ENZİM AKTİVİTESİ
CYP2C19*
*ALLEL2: I331V (681G>A) splicing defekt oluşturarak enzim aktivitesini
düşürür. “CYP2C19’un 7 tane enzim aktivitesini düşüren varyantı
vardır. caucasian populasyonunda %85’inden ALLEL2
sorunludur.”
CYP1A2
Citalopram (Celexa®), Clomipramine (Anafranil®)
Diazepam (Diazepam Intensol®, Valium®) ,
Sertraline (Zoloft®), Escitalopram (Lexapro®)
Clozapine, Olanzapine (Zyprexa®)
PSİKİATRİ
CYP2D6
CYP2C19*
GASTROENTROLOJI
ALLEL4: S486T (1846G>A) polimorfizmi splicing defekt yaparak enzim
aktivitesini düşürür. “CYP2D6’nın 15 tane enzim aktivitesini
düşüren allelik varyantı vardır. Bunların %75’inden ALLEL4
sorumludur.”
*ALLEL2: I331V (681G>A) splicing defekt oluşturarak enzim aktivitesini
düşürür. “CYP2C19’un 7 tane enzim aktivitesini düşüren varyantı
vardır. caucasian populasyonunda %85’inden ALLEL2
sorunludur.”
Lansoprazole (Prevacid®), Omeprazole (Prilosec®)
Pantoprazole (Protonix®, Pantpas®)
Azothiopirine (Imuran®)
6-Mercaptopurine (Puri-Nethol®)
TPMT
ONKOLOJİ
Fluoxetine (Prozac®) Desipramine, (Norpramin®)
Fluvoxamine (Luvox®), Haloperidol (Haldol®) Maprotiline
Nortriptyline (Pamelor®, Aventyl®)
Paroxetine (Paxil®), Perphenazine (Trilafon®)
Risperidone (Risperdal®), Thioridazine (Mellaril®)
Venlafaxine (Effexor®), Zolpidem (Ambien®)
Zuclopenthixol (Clopixol®), Trazodone (Desyrel®)
Aripiprazole (Abilify®), Atomoxetine (Strattera®)
UGTA1A1
Irinotekan (Campto®)
TPMT
6-Merkaptopurin (Puri-Nethol®)
6-Tioguanin (Thioguanine Tabloid®)
CYP2D6
ALLEL4: S486T (1846G>A) polimorfizmi splicing defekt yaparak enzim
aktivitesini düşürür. “CYP2D6’nın 15 tane enzim aktivitesini
düşüren allelik varyantı vardır. Bunların %75’inden ALLEL4
sorumludur.”
Tamoksifen (Nolvadex®)
Ondansetron (Zofran®)
Tropisetron (Navoban®)
NOT= Yeşil renk ile belirlenen kısımlar şuan rutin uygulamasını yapabileceğimiz çalışmalardır. Bunun dışında
CYP2C19 ve CYP2D6 genleri yukarıda adı geçen alleler için kit sipariş ettiğimiz takdirde uygulayabiliriz.
FDA-approved diagnostic tests commercially available for
“individualizing” commonly-prescribed pharmacological therapies
Genetic test
Drug
Benefit of genetic test
CYP2C9 / VKORC1
Warfarin
Reduce time to target INR
CYP2D6
Tamoxifen
Codeine
Oxycodone
Tricyclic antidepressants
TPMT
6-Mercaptopurine
Azathioprine
Reduce therapeutic failure
Reduce GI toxicities/better
control
Reduce GI toxicities/better
control
therapeutic failure
Reduce myelosuppression
Reduce myelosuppression
UGT1A1
Irinotecan
Reduce neutropenia
http://www.gastro.org/wmspage.cfm?parm1=3759
pain
pain
Farmakogenetik Uygulaması
PG Rx. Etkileşim Yönünden:
a. Reseptör ve ikincil “Messenger”lar.
B2-polimorfizmi, ADRB2
b. Transport Proteinleri,
p –proteinlerine bağlı ilaç geçişleri, MDR1 geni
c. İlaç metabolizması;
- Faz I enzimleri; Cytochrom P450 grubu,
- Faz II enzimleri; Thioprine Methyltransferase (TPMT)
ve Uridine diphospahte-Glucuranil Transferase (UGT)
Thioprine Methyltransferase (TPMT)
Polimorfiziminin metabolizmasını etkilediği ilaçlar:
– Azathioprine,
– 6-Mekaptoprin,
– 6-thioguainin
Amerikan Afrikalılarının ve Avrupa kökenli beyazların %90’i EM,%0.3 PM.
Uridine diphospahte-Glucuranil Transferase (UGT)
– İrinotecan
altı yerine yedi TA tekrarı olan UGTIAI*28 variant alelli şahısların ilacı glucronillemesi
yavaştır. Kuzey Amerika toplumu ^%10 homozigot variant.
FDA ve Firma genotip belirlemeyi önermektedir.
Warfarin: Doz Problemi
• CYP2C9
* 1 (yaban alel), *2 ve *3 (varyant aleller)
Genotip
(N = 188)
Sıklık
% Enzim
Aktivitesi
Warfarin
(mg/L)
Haftalık
Doz
(mg)
Klerens/L
(ml/min/kg)
2C9 *1/*1
63%
100%
0.45
(0.11)
34.1
(19.5)
0.065 (0.025)
2C9 *1/*X
31%
50-70%
0.69
(0.28)
19.0
(10.8)
0.041 (0.021)
2C9 *X/*X
6%
10%
1.43
(0.63)
11.5
(7.2)
0.020 (0.011)
Herman et al, The Pharmacogenomics J 4:1-10. 2005
Genotipe Göre Risk
• UGT
a
Sıklık
Nötropeni Riski
Tüm hastalar
-----
10 / 100
Yaban tip
6/6 Genotip
50%
0 / 100
Heterozigot
6/7 Genotip
40%
12 / 100
Homozigot
7/7 Genotip
10%
50 / 100
Innocenti et al in Clin Pharmacol Ther (2004)
TPMTa alellerinin farklı popülasyonlardaki dağılımı
TPMT*2
TPMT*3A
TPMT*3C
0.5
2.4–5.7
0.2–0.8
Kenyans and Ghanians
0
0
5.4–7.6
Egyptian
0
0.3
1.3
Chinese and Japanese
0
0
0.3–2.3
South-West Asian
0
1.0
0
European–American
0.2
3.2
0.2
African–American
0.4
0.8
2.4
White Brazilian
0.6
1.8
1.8
Non-white Brazilian
0.8
2.0
2.5
Argentinian
0.7
3.1
0
European
African:
Asian:
North American:
South American:
PGRx Çalışmaları Niye Aktive Edemedim
• Toplumda çoğunluğu SNP bağlı 10 milyondan fazla ortak
varyasyonlar var.
• International Mapping Projesi kapsamında 2 milyondan fazla
allele yapısı bilinen SNP tanımlaması var.
• SNP ilişkili genomik bölgelerin belirlenmesi için genelde “Linkage
Disequlibrium Mapping” olarak adlandırılan genomun hibridize
edilemeyen bölgelerin dizi ilişkisinin yerinin belirlenmesine
dayanan metodlar kullanılır.
Farklılığa/hastalığa sebep olan gen bölgesi tarandıktan sonra
hasta ve kontrolde, aday genomik bölge
detaylı olarak dizi analizine tabi tutulur.
Ayrıca Polimorfizim’in klinik olarak değeri olduğunu belirlemek için
genotip/fenotip ilişkisinin kurulur.
PGRx Çalışmaları Niye Aktive Edemedim II
• Etik, kanuni, finans, teknoloji ilişkili konular,
• Genotip neticesi ön görülen fenotip ile beraber
rapor edilmemesi gereği, bu bilginin ilaç/etnik
gruplar için sürekli yenilenmesi,
• İlaç-İlaç etkileşimi hakkında kısıtlı bilgi...
• Bu kısıtlamalara rağmen, İLAÇ BAZINDA
(TAMOXFEN, AZATHIOPRINE, COUMADIN vs) ADR
SEBEP OLABİLECEK POLİMORFİZİMLERİ tarıyoruz.
ÖZET
¾ Onaylanmış ilaçların takriben %10’da PGx bilgi
mevcuttur.
¾ Her2, c-kit, EGER’lar biomarker olup gen
expresyonuna dayanarak ilaca cevap
verecekleri belirlemede kullanılır.
¾ Hastalar aşırı toksisiteden korunmak için
Dapsone, Fluorouraacil ve Valforic asit
kullanımından önce sırasıyla G6PD, DPD ve
OTC polimorfizimler araştırılmalıdır.
¾ NAT (Isoazanide), TPMT (6-MP), UGT1A1
(Irinotecan), CYP2D6, CYP2C19&CYP2Cq
sebep olabilir, dozaj ayarlamada kullanılır.
Uygulamaya başladığımız ilaçlar ve metabolik yolları
İLAÇ
TEST EDILEBILECEK İLGİLİ GENLER
Phenytoin
CYP2C9
Fluvastatin
CYP2C9
Irbesartan
CYP2C9
Losartan
CYP2C9
Propafenone
CYP2C9
Warfarin
CYP2C9
Glimepiride
CYP2C9
Glipizide
CYP2C9
Glyburide
CYP2C9
Tolbutamide
CYP2C9
Celocoxib
CYP2C9
Imatinib
ABL T315I
CYP2C9 için incelenen polimorifzmler aşağıda belirtilmektedir.
ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.
ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.
Laboratuvarımızda taraması yapılmakta olan
gen bölgeleri ve ilgili alleller
TEST EDILEBILECEK İLGİLİ
GEN BÖLGELERİ
ALLEL/POLİMORFİZM/ENZİM AKTİVİTESİ
Angiotensin Converting Enzim
(ACE)
Insersiyon ve delesyon
α- Adducin
Gly460Trp
Angiotensin Tip 1 reseptör
1166 A>C
Angiotensinogen
M235T
Bradikinin reseptor
-58 C>T promotor
Bradikinin reseptor
-58 C>T promotor
CYP2C9
ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.
ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.
ABL
Tirozin kinaz domain nokta mutasyonları
Farmakogenetik testin geleceği:
Çoklu Değişkenler Bir Fenotipik Yanıt Oluşturur
SNP klinik etkiyi değiştirir
SNP ilaç cevabını değiştirir
SNP farmakokinetiği değiştirir
SNP in vitro aktiviteyi değiştirir
Amino asit değişiklikleri
SNP eş anlamlı olmayan değişiklikler
Ekson bazlı değişiklikler
Tüm SNP
FDA Pharmacogenetic Labels A Clinical Perspective, David A Flockhart MD, PhD, November 14th, 2005