Cele farmakoterapii

skuteczność i bezpieczeństwo

Skuteczność leczenia - szacuje się na

ok. 30-60% (m.in. RZS, nowotwory,

nadciśnienie, schizofrenia, depresja)

J

Int Med. 2001; 250: 186-200

Bezpieczeństwo farmakoterapii – 6,7%
pacjentów hospitalizowanych z powodu
ciężkich działań niepożądanych (0,7%
kończy się zgonem tj. 100 000 osób/ rok)

Meyer UA, Lancet 2000,
Classen CF. et al. JAMA 1997

Czynniki wpływające na efekt

farmakologiczny

Czynniki fizjologiczne

wiek, płeć, masa ciała, ciąża

Czynniki patologiczne

choroby nerek, wątroby

Czynniki dziedziczne

genotyp

Czynniki środowiskowe

dieta,

używki

(alkohol, palenie papierosów)

Interakcje

DOBRA ODPOWIEDŹ

BRAK ODPOWIEDZI

TOKSYCZNOŚĆ

Empiryczna

strategia

farmakoterapii

farmakoterapii

Leczenie wszystkich chorych

z tym samym rozpoznaniem,

tą samą dawką leku

– przeszłość



Od

mienne reakcje chorych na leki

mienne reakcje chorych na leki

uwarunkowane genetycznie

uwarunkowane genetycznie

•

Niedobór G-6-P

(

dehydrogenaza glukozo- 6-

fosforanowa)

(Pitagoras - 510 r. p.n.e. –

fawizm,

polekowa niedokrwistość

hemolityczna

)

• Atypowa butyrylocholinesteraza

(Kalow i Genest 1957r.

przedłużone działanie

sukcynylocholiny)

• Odmienne działanie izoniazydu

(Evans – 1960r.)

• Wyjaśnienie zmienionej reakcji na
leki – odkrycie zjawiska polimorfizmu

genetycznego

(lata 80 XX w.)

Vicia fava – bób

Polimorfizm genetyczny



występowanie w populacji różnych

występowanie w populacji różnych

wariantów

wariantów

strukturalnych

strukturalnych

danego genu (alleli)

danego genu (alleli)

Konsekwencje

Konsekwencje

zmieniona

zmieniona









aktywność kodowanego enzymu

aktywność kodowanego enzymu





budowa receptora

budowa receptora





aktywność transportera leków

aktywność transportera leków

Częstość występowania alleli - r

Częstość występowania alleli - różnice między rasami
i grupami etnicznymi

Zmieniona reakcja na niektóre leki

przyczyny

Molekularne mechanizmy polimorfizmu

genetycznego

(osobnicza zmienność genów)



Mutacje pojedynczego nukleotydu

(SNP –

S

ingle

N

ucleotid

P

olymorphism)

w regionie kodującym

lub w niekodującym genu



90% zmienności w ludzkim genomie



Mutacje w genie

zwielokrotnienie kopii genu, delecja,

insercja, powtórzenie tandemowe

nukleotydu – około 10%

Farmakogenetyka 

badanie wpływu czynników

dziedzicznych (genotypu/ fenotypu)
na działanie i losy leków w organizmie

(Vogel 1957, Meyer 2001)

Farmakogenetyka 

badanie wpływu różnych

wariantowych sekwencji DNA

na odpowiedź na leki

(European Medicine Agency 2006)

Farmakogenetyka

Główny cel farmakogenetyki

Zapewnienie pomocy w podawaniu i dawkowaniu

chorym takich leków, których stosowanie zapewnia

największe prawdopodobieństwo odniesienia korzyści

terapeutycznych

i najmniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia reakcji

niepożądanych

Kierunki badań

Kierunki badań

farmakogenetycznych

farmakogenetycznych

Badanie polimorfizmu genów kodujących

 enzymy metabolizujące leki

 białka transportujące leki

 receptory i inne białka biorące

udział w mechanizmie

działania leku

(ang. targets)

2008 r. – 12 mln SNPs –

tylko nieliczne mają znaczenie

kliniczne



zmieniona odpowiedź na niektóre

leki

Przyczyny zmienionej reakcji na leki -

Przyczyny zmienionej reakcji na leki -

odmienności farmakogenetyczne

odmienności farmakogenetyczne

Trends

in Pharmacol. Sci.

in Pharmacol. Sci.

2001,6,298

2001,6,298

Wchłanian

Wchłanian

ie

ie

Dystrybucj

Dystrybucj

a

a

Metaboliz

Metaboliz

m

m

Wydalan

Wydalan

ie

ie

Receptory

Receptory

Kanały jonowe

Kanały jonowe

Enzymy

Enzymy

System

System

immunologiczny

immunologiczny

Zmieniona farmakokinetyka

Zmieniona farmakokinetyka

Zmieniona

Zmieniona

farmakodynamika

farmakodynamika

Genetyczny polimorfizm enzymów

Genetyczny polimorfizm enzymów

metabolizujących ksenobiotyki (leki)

metabolizujących ksenobiotyki (leki)

• enzymy cytochromu P450 (CYP)

• N-acetylotransferazy (NAT)

• S-transferazy glutationu

• metylotransferazy (TPMT, TMT, COMT)

• dehydrogenaza aldehydowa (ALDH),

alkoholowa (ADH) i dihydropirymidyny

(DPD)

Sekwencje DNA występujące w populacji –

polimorfizm genetyczny enzymów

metabolizujących leki

Wolny fenotyp

osoby z defektem enzymatycznym,

źle lub słabo metabolizują niektóre leki
Homozygoty – 2 allele zmutowane;
(PM –

„Poor Metabolizers”)

Szybki fenotyp

Szybki fenotyp

osoby dobrze metabolizujące

Homozygoty - 2 allele prawidłowe (wt – wilde type); (EM –

„Extensive

Metabolizers”)

Pośredni fenotyp

Heterozygoty (wt/mut); z 1 allelem

zmutowanym; (IM – „Inter-Mediate

Metabolizers”)

Ultraszybki fenotyp

Ultraszybki fenotyp

osoby bardzo szybko

metabolizujące niektóre leki, kilka kopii genu; (UM – „Ultra-
Rapid Metabolizers”)

Polimorfizm izoenzymów CYP450

(utlenianie)

CYP2D6

neuropsychiatria,

kardiologia –

leczenie

zaburzeń rytmu serca,

leczenie wspomagające

chorób nowotworowych

CYP2C9

leki p. zakrzepowe,

NLPZ,

losartan, zafirlukast

CYP2C19

IPP, diazepam,

leki

przeciwdepresyjne

CYP1A2

teofilina

CYP3A4/5

znaczenie -

interakcje

Polimorfizm CYP2D6

Substraty (20% leków)

-adrenolityki, leki
antyarytmiczne,
leki przeciwdepresyjne, opioidy,
neuroleptyki

Częstość występowania

Populacja kaukaska

EM

75-85%

PM

7-10% (7,7%)

UM

1-10%

Inhibitory

Chinidyna, fluoksetyna,
amiodaron

Konsekwencje kliniczne

Konsekwencje kliniczne

polimorfizmu utleniania CYP2D6

polimorfizmu utleniania CYP2D6

1.

Nasilenie działania i kumulacja leku w organizmie, nasilenie działań

niepożądanych i toksycznych u PM

• leki β-adrenolityczne:

metoprolol

utrata kardioselektywnego

działania

karwedilol

nasilone działanie hipotensyjne

• leki antyarytmiczne:

propafenon

toksyczne działanie na OUN

skurcz oskrzeli

• TLPD toksyczne działanie na OUN

•

neuroleptyki

skuteczność przy mniejszych

dawkach

2.

Toksyczność kodeiny u UM

depresja ośrodka oddechowego

uzależnienie psycho-fizyczne

3. Utrata działania u PM - kodeina, tramadol, dekstrometorfan

u U

M - TLPD

Polimorfizm CYP2C9

Polimorfizm CYP2C9

Substraty –

Substraty –

leki przeciwzakrzepowe (pochodne warfaryny, klopidogrel)

leki przeciwzakrzepowe (pochodne warfaryny, klopidogrel)

antagoniści angiotensyny II (Losartan, Irbesartan, Walsartan),

antagoniści angiotensyny II (Losartan, Irbesartan, Walsartan),

NLPZ, celekoksyb, przeciwcukrzycowe p. sulfonylomocznika

NLPZ, celekoksyb, przeciwcukrzycowe p. sulfonylomocznika

(Glipizyd, Glimepiryd, Tolbutamid)

(Glipizyd, Glimepiryd, Tolbutamid)

Częstość występowania w populacji kaukaskiej

> 35% IM (pośredni fenotyp utleniania)

> 35% IM (pośredni fenotyp utleniania)

2 - 6% PM

2 - 6% PM

Konsekwencje kliniczne u PM

Konsekwencje kliniczne u PM

nasilone działania niepożądane

nasilone działania niepożądane

(krwawienia, zmniejszona skuteczność losartanu, hipoglikemia)

(krwawienia, zmniejszona skuteczność losartanu, hipoglikemia)

PM – zmniejszenie dawki (20-60% dawki standardowej)

PM – zmniejszenie dawki (20-60% dawki standardowej)

Inhibitory:

Inhibitory: amiodaron, cymetydyna, fluwastatyna

Polimorfizm CYP2C9

warfaryna – bezpieczeństwo terapii

Warfaryna -

lek p/zakrzepowy, wąski współczynnik

terapeutyczny,

metabolizm przez CYP2C9



Polimorfizm CYP2C9

IM – >35%
PM – 2% – 6%

 CYP2C9 i VKORC1 (gen kodujący podjednostkę 1 reduktazy
epoksydowej witaminy K – polimorfizm 3673G>A),
u około 55% zmieniona odpowiedź na warfarynę

Nature. 2004; 427:537-541
N Eng J Med. 2005; 352: 2285-2293



Algorytm dawkowania warfaryny w oparciu o genotyp CYP2C9 i

VKORC1
(CYP2C9*3 i VKORC1 3673 AA – mniejsze dawki,

monitorowanie INR)

Cancer. 2009; 115 (17):3858-3867
Genet Med. 2009; 11 (1):15-20

Polimorfizm enzymów katalizujących

Polimorfizm enzymów katalizujących

reakcje II fazy

reakcje II fazy

Acetylacja  NAT2

(N- acetylotransferaza 2)

częstość występowania wolnych

acetylatorów (WA)

40 – 70%

Substraty

izoniazyd, sulfonamidy, sulfasalazyna, klonazepam

Skuteczność terapii jest większa u WA,

ale częściej występują toksyczne działania polekowe

Inne

 hematoonkologia, transplantologia, onkologia

Kliniczne znaczenie polimorfizmu

Kliniczne znaczenie polimorfizmu

wolnej acetylacji

wolnej acetylacji

Skuteczność terapii jest większa u wolnych acetylatorów,

ale częściej występują toksyczne działania polekowe



Zapalenie nerwów obwodowych



Zapalenie wątroby



Agranulocytoza



Toczeń rumieniowaty



Przeciwciała przeciwjądrowe



Odbarwienie skóry



Nasilone objawy niepożądane po sulfonamidach



Nasilona senność

Polimorfizm TPMT

azatiopryna – bezpieczeństwo terapii

Azatiopryna, 6-merkaptopuryna,

tioguanina

 Polimorfizm TPMT

EM 89%

IM 10%

PM 0,3% (1/300 osób)

 Konsekwencje kliniczne u PM i IM

mielosupresja

 Wymagana redukcja dawki

PM – 10% dawki

standardowej

IM – 70% dawki

standardowej

(Test – USA, Hiszpania, Wielka

Brytania)

Thiopurine Methyltransferase (TMPT)

Genetic Polymorphism and

6MP Dose Requirement

10

8

6

4

2

0

0

5

10

15

20

25

30

TPMT Activity (units/ml pRBC)

wt/wt

wt/m

m/m

500

250

0

m/m

wt/m

wt/wt

TPMT Genotypes

Irynotekan – bezpieczeństwo terapii

Irynotekan

–

terapia przeciwnowotworowa (rak jelita grubego, płuc)

 Irynotekan – aktywny metabolit (S-38) wydalany w procesie
glukuronidacji z udziałem glukuronylotransferazy (UGT1A1)

 Genotyp UGT1A1*28/*28 i UGT1A1*1/*28 (kumulacja S-38) –
neutropenia, ciężka biegunka, leukopenia, małopłytkowość;

zalecana redukcja dawki (25%), jeżeli nie zmniejszy

skuteczności leczenia

Cancer. 2009; 115 (17):3858-3867
Genet Med. 2009; 11 (1):15-20

5 – fluorouracyl (5-FU) - bezpieczeństwo

terapii

5 - FU

– terapia przeciwnowotworowa (raki)

 Polimorfizm genu dehydrogenazy dihydropirymidyny

(DPYD)

 U osób

z małą aktywnością DPD, l

eczonych 5-FU –

zwiększona toksyczność leku (neutropenia, mielosupresja,
toksyczne zaburzenia

czynności układu nerwowego i

przewodu pokarmowego)

 5 - FU nie powinien być stosowany u osób z deficytem DPD

Neoplasma. 2009; 56(4): 303-316

Polimorfizm transporterów

Glikoproteina P

(P gp; gen ABCB1; MDR1)

Substraty

digoksyna, werapamil, cyklosporyna,
takrolimus, steroidy (deksametazon,
hydrokortyzon, aldosteron), ryfampicyna

Gen ABCB1 – polimorfizm genetyczny

 wpływ na farmakokinetykę leków

Zwiększona ekspresja Pgp w komórkach

nowotworowych



oporność na lecze

nie

Polimorfizm farmakodynamiczy



Polimorfizm receptorów 

2

-adrenergicznych (ADRB2)

brak efektów terapeutycznych agonistów

rec.

ADRB2

(albuterol, salbutamol)





Wrodzony zespół wydłużonego QT (LQTS) 1 – 2%

Wrodzony zespół wydłużonego QT (LQTS) 1 – 2%





epizody t

epizody t

orsade de pointes

orsade de pointes

erytromycyna, klarytromycyna, spiromycyna,

erytromycyna, klarytromycyna, spiromycyna,

norfloksacyna, cyprofloksacyna,

norfloksacyna, cyprofloksacyna,

kotrimoksazol,

kotrimoksazol,

ketokonazol, cyzapryd, TLPD,

ketokonazol, cyzapryd, TLPD,

amiodaron

amiodaron





Hipertermia złośliwa

Hipertermia złośliwa





środki znieczulenia

środki znieczulenia

ogólnego

ogólnego

i zwiotczające mięśnie

i zwiotczające mięśnie

(

(

mutacja w genie kodującym receptor rianodynowy

mutacja w genie kodującym receptor rianodynowy

–

–

RYDR, kontrolujący kanał wapniowy )

RYDR, kontrolujący kanał wapniowy )

Ocena fenotypu – badanie
aktualnej aktywności
organizmu

• substancja modelowa –

substrat

• próbka moczu

• współczynnik metaboliczny

• należy odstawić leki

(inhibitory, induktory)

Ocena genotypu –
badanie zapisanej w
DNA predyspozycji
genetycznej

• metody biologii

molekularnej

• próbka krwi

• pacjent może stosować

farmakoterapię

Badanie profilu farmakogenetycznego

Badanie profilu farmakogenetycznego

Testy farmakogenetyczne

dziedziny medycyny

Onkologia

(leki przeciwnowotworowe,

przeciwwymiotne,

przeciwbólowe)

Psychiatria

(leki przeciwdepresyjne,
przeciwpsychotyczne, neuroleptyki)

Kardiologia

(leki p. zakrzepowe,
leki antyarytmiczne)

2008r. 1700 testów dostępnych klinicznie

i 300 - badania naukowe;
w praktyce klinicznej - kilka

OMICS. 2009;13 (1):43-61

Teraźniejszość

zalecane testy farmakogenetyczne

w indywidualizacji farmakoterapii (FDA)

- Abakawir (HLA-B*5701)

- 5- Fluorouracyl (DPYD)

- Irynotekan (UGT1A1*28)

- Azatiopryna, 6-Merkaptopuryna (TPMT)

- Warfaryna (CYP2C9, VKORC1)

- Karbamazepina, Fenytoina (HLA-

B*1502)

- Klozapina (HLA-DQB1)

- Trastuzumab (HER2)

Clin Pharmacol Ther. 2009; 86 (1):109-113

Znaczenie farmakogenetyki

w indywidualizacji farmakoterapii -

korzyści



zwiększenie skuteczności

leczenia



ograniczenie ryzyka działań

niepożądanych



ograniczenie kosztów leczenia



badanie jeden raz w życiu, czas

i koszty są usprawiedliwione,

zwłaszcza w przypadku
leczenia

długotrwałego



interakcje leków

Praktyczne zastosowanie testów

farmakogenetycznych w indywidualizacji

farmakoterapii - ograniczenia



wielogenowe uwarunkowanie działania leków

(metabolity, enancjomery)



ograniczona liczba leków o potencjalnym

zastosowaniu

farmakogenetyki maks.

15-20%



różnice międzypopulacyjne



wpływ czynników patofizjologicznych

na farmakokinetykę leków



wpływ czynników środowiskowych (np. dieta)



analiza kosztów wprowadzenia testów

farmakogenetycznych



niepełna wiedza lekarzy praktyków o

potencjalnych

korzyściach

farmakogenetyki w procesie

leczenia