L utilizzo dei test farmacogenetici

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1 Public Health Genomics (PHG): l approccio di sanità pubblica e possibili utilizzi nell ambito dell assistenza primaria L utilizzo dei test farmacogenetici Dott.ssa Laura Majoli Medico di Medicina Generale

2 Farmacogenetica E lo studio degli effetti delle variazioni genetiche nella risposta individuale ai farmaci, includendo in ciò la sicurezza, l efficacia e le interazioni tra farmaci

3 Farmacogenetica 1959: Vogel coins the term pharmacogenetics (how genetics may influence drug response). 1962: Kalow publishes the first monograph on pharmacogenetics. 1987: First nomenclature of Cytochrome P450 (CYP) gene superfamily. 1988: Gonzalez and Meyer collaborate to clone CYP2D6 and characterize the genetic defect of the debrisoquine/sparteine polymorphism. 1997: The term pharmacogenomics first appears in the literature. 2003: The human genome sequence was completed

4 Farmacogenetica e farmacogenomica Farmacogenomica (PGx): lo studio di varianti del DNA e dell RNA correlate alla risposta ai farmaci Farmacogenetica (PGt): lo studio di varianti nella sequenza del DNA correlate alla risposta ai farmaci

5 Terapia Variabilità dell efficacia della terapia : Imprevedibilità della risposta (buona, scarsa, assente). Un farmaco efficace in un paziente può non esserlo in altri. Tossicità Effetti collaterali Reazioni avverse La tossicità è la quarta causa di ospedalizzazione e la quinta causa di mortalità negli Stati Uniti.

6 Destino di un farmaco nell organismo

7 INTERVALLO TERAPEUTICO DI UN FARMACO

8 Possibili cause della variabilità degli effetti dei farmaci Patogenesi e gravità della malattia Età, sesso, dieta, stile di vita, stato nutrizionale, funzioni renale ed epatica, microflora intestinale, malattie concomitanti Interazioni fra farmaci e con il cibo Aderenza al trattamento Differenze ereditarie

9 I test di farmacogenetica predicono la risposta individuale ai farmaci: Efficacia Rischio relativo di eventi avversi

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11 TEST FARMACOGENETICI Sono finalizzati a determinare un associazione tra una caratteristica genetica (polimorfismo) e la risposta individuale a una determinata molecola (farmaco) in termini di efficacia e di rischio GENI COINVOLTI NEL METABOLISMO DI UN FARMACO GENI CHE CODIFICANO PER RECETTORI DEI FARMACI GENI CHE CODIFICANO PER PROTEINE-BERSAGLIO DEI FARMACI

12 Reazione avversa ad analoghi delle purine Aplasia midollare da difetto di catabolismo di immunosoppressivo azatioprina o antitumorali tioguanina e mercaptopurina dovuto al deficit di tiopurina S-metiltrasferasi (TPMT): effetto tossico. Omozigoti circa 1/300 in bianchi e afro-americani

13 I citocromi P450 (CYP) Sistema enzimatico epatico P450 Nell uomo ci sono circa 60 citocromi appartenenti a 18 famiglie. Sono coinvolti nel metabolismo di diverse sostanze endogene ed esogene (xenobiotici) L ossidazione è la più importante via del metabolismo dei farmaci. Database varianti:

14 CP450 CYP2D6 La lista dei substrati include circa il 25% dei farmaci più comunemente usati: tutti gli antidepressivi triciclici, parecchi antipsicotici, alcuni inibitori del reuptake della serotonina, beta bloccanti, antiaritmici, oppioidi, altre sostanze come l ecstasy, ecc. Circa il 6-7% della popolazione bianca e costituito da deboli metabolizzatori che possono sviluppare concentrazioni plasmatiche tossiche in seguito a una dose standard del farmaco

15 Diversità globale di CYP2D6 UM: metabolizzatori ultrarapidi (copie multiple del gene) EM: metabolizzatori estesi IM: metabolizzatori intermedi PM: deboli metabolizzatori Sistonen J et al 2007

16 Effetti tossici della terapia I soggetti UM convertono più rapidamente l antidolorifico codeina nel metabolita attivo, la morfina: i livelli sierici di morfina sono elevati. Anche con dosaggio normale possono mostrare sintomi di iperdosaggio, come sonnolenza estrema, confusione mentale, respiro superficiale.

17 Efficacia della terapia antidepressiva Frequenza 9x in suicidi indica che soggetti UM non hanno avuto una risposta appropriata alla terapia antidepressiva

18 Un caso clinico di farmacogenetica Donna 42 anni, affetta da depressione, trattata con 100 mg/die nortriptilina Sviluppa livelli sierici tossici del farmaco con gravi reazioni avverse: difficoltà accomodazione, ritenzione urinaria, grave costipazione, intervallo PQ allungato e allargamento QRS Farmaco sospeso Il Test farmacogenetico dimostra che è debole metabolizzatrice (PM) Trattamento ripreso con dosaggio ridotto a 25 mg/die: scomparsa della depressione e assenza di effetti collaterali

19 Polimorfismi genici che modulano l azione farmacologica. CYP2C9: warfarin, fenitoina, FANS Polimorfismi associati a: anticoagulanti orali. Alcohol deidrogenasi etanolo Polimorfismo associato con l aumentato consumo e con la dipendenza dall assunzione di alcool

20 COUMADIN Un anticoagulante orale molto usato (33 milioni di prescrizioni negli USA nel 2011) per prevenire ictus, trombosi ed embolia. Il dosaggio deve essere personalizzato: alcune persone possono avere un eccessivo aumento del rischio di emorragia con le dosi normali. E fra le prime 10 cause più comuni di eventi avversi relati ai farmaci, che vanno dal sanguinamento occulto fino alla morte.

21 Meccanismo d azione del Coumadin l Coumadin inibisce l enzima VKORC1, limitando così l apporto di Vitamina K, che è un cofattore essenziale per l attivazione di alcuni fattori della coagulazione (II,VII,IX,X)

22 Scheda Tecnica Coumadin 12.5 Pharmacogenomics CYP2C9 and VKORC1 Polymorphisms The S-enantiomer of warfarin is mainly metabolized to 7-hydroxywarfarin by CYP2C9, a polymorphic enzyme. The variant alleles, CYP2C9*2 and CYP2C9*3, result in decreased in vitro CYP2C9 enzymatic 7-hydroxylation of S-warfarin. The frequencies of these alleles in Caucasians are approximately 11% and 7% for CYP2C9*2 and CYP2C9*3, respectively. Other CYP2C9 alleles associated with reduced enzymatic activity occur at lower frequencies, including *5, *6, and *11 alleles in populations of African ancestry and *5, *9, and *11 alleles in Caucasians. Warfarin reduces the regeneration of vitamin K from vitamin K epoxide in the vitamin K cycle through inhibition of VKOR, a multiprotein enzyme complex. Certain single nucleotide polymorphisms in the VKORC1 gene (e.g., 1639G>A) have been associated with variable warfarin dose requirements. VKORC1 and CYP2C9 gene variants generally explain the largest proportion of known variability in warfarin dose requirements. CYP2C9 and VKORC1 genotype information, when available, can assist in selection of the initial dose of warfarin [see Dosage and Administration (2.3)].

23 Farmacogenetica del Coumadin Polimorfismi ipofunzionali dei due geni CYP2C9, (che catabolizza il farmaco) e VKORC1 (Vitamin K epoxide reductase subunit 1) sono responsabili di circa il 18% e 30% rispettivamente della variabilità interindividuale del dosaggio necessario. In soggetti sani il contributo dei due geni alla variazione di dosaggio è maggiore (62%, Kadian- Dodov DL et al 2013), indicando il possibile ruolo di confondenti cliniche. Il test di CYP2C9 e VKORC1 migliora la determinazione del dosaggio in pazienti che richiedono alto o basso dosaggio Int.Warfarin Pharmacogen.Consortium 2009

24 Rischio di ospedalizzazione di pazienti in terapia con Coumadin

25 CLOPIDOGREL Il Clopidogrel (Plavix) è un antiaggregante piastrinico L effetto del trattamento non è però uniforme in tutti i pazienti. Si stima che circa ¼ degli individui mostrino una risposta subterapeutica, dovuta in parte ai geni che governano l assorbimento ed il metabolismo del farmaco

26 Scheda tecnica Clopidogrel Citocromo P450 2C19 (CYP2C19) Farmacogenetica: Quando clopidogrel viene somministrato al dosaggio raccomandato nei pazienti metabolizzatori lenti del CYP2C19, la formazione del metabolita attivo di clopidogrel è ridotta e l effetto sulla funzionalità piastrinica è minore. Sono disponibili dei test per identificare il genotipo CYP2C19 di un paziente.

27 Farmacogenetica del Clopidogrel

28 Effetti dei polimorfismi CYP2C19 PM: poor metabolizer EM: extensive metabolizer UM: ultrarapid metabolizer

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30 I test di farmacogenetica consentono la tempestività (precocità) di somministrazione di un farmaco eliminando la fase di prova prudenziale che oggi è necessario applicare, a tutto vantaggio della sicurezza della cura; riducono il costo della terapia, evitando di somministrare farmaci che poi si dimostrano senza effetto in quel malato; riconoscono ed isolano per tempo (in anticipo) i pazienti ai quali alcune molecole non vanno somministrate, dai pazienti nei quali si sono dimostrate utili.

31 I test di farmacogenetica orientamenti per adattare la dose del farmaco all individuo tenuto conto del profilo genetico della persona si possono utilizzare alternative terapeutiche che siano - eventualmente - disponibili (soprattutto se parimenti efficaci) criteri per migliorare la classificazione sia delle malattie, sia delle classi di farmaci, in base anche ai meccanismi di azione genetica (ad es. enzimi coinvolti, etc.)

32 Benefici Terapia personalizzata: non tanto di una personalizzazione assoluta del farmaco, ma piuttosto di una suddivisione di pazienti in sottogruppi a seconda del loro profilo genetico e/o della loro risposta omogenea al farmaco

33 Rischi la sintesi di molecole molto più mirate sui bisogni di ogni gruppo accresce i costi della ricerca possibilità di discriminazione di nuove classi di pazienti che non rispondono ai farmaci

34 Sono numerosi gli studi che dimostrano la validità dei test genetici. Nella pratica clinica non vengono utilizzati. Perché?

35 Test farmacogenetici Non siamo stati formati ad utilizzarli? Non li riteniamo utili? Non sappiamo in quali pazienti sono consigliati? Abbiamo paura dei costi? Non conosciamo quali sono i centri dove eseguire i test, né la modalità di richiesta?