İlaç Direnci ve Farmakogenomik. Dr.Ebru Dündar Yenilmez Tıbbi Biyokimya AD Aralık 2012

Transkript

1 İlaç Direnci ve Farmakogenomik Dr.Ebru Dündar Yenilmez Tıbbi Biyokimya AD Aralık 2012

2 Sunu Akışı Tarihçe Tanımlar İlaç metabolize eden enzim farmakogenomiği İlaç taşıyıcı farmakogenomiği İlaç hedef farmakogenomiği Kanser kemoterapisinde farmakogenomik Diğer hastalıklarda farmakogenomik

3 Rx + = Rx + = Rx + =????

4 Tarihçe Sir Archibald E. Garrod The Inborn Factors of Disease kitabında ilk kez Kimyasal bireysellik terimini kullanmıştır.

5 Mendel kalıtımın esasları Vogel farmakogenetik terimini kulandı A.Garrod kimyasal bireysellik terimini kullandı. Motulsky; kalıtım ilaç etkisi ve toksisitesinde bireyler arası farkı açıklayabilir. Weinshilboum ve Sladek; Tiyopürin-metiltransferaz (TPMT) polimorfizminin keşfi Gonzalez & Meyer ;CYP2D6 klonlama ve debrisoquine/sparteine genetik defekti tanımlanması Kalow; farmakogenetik konulu ilk yayın. Farmakogenetik-Kalıtım ve ilaca yanıt Farmakogenomik teriminin literatüre girmesi İlk kez P450 süpergen ailesi terminolojisi kullanıldı Federal İlaç Yönetimi yeni ilaç uyg.ları farmakogenetik verilerle ilgili taslak hazırlanması CYP2D6 ultra hızlı metabolizör fenotipine neden olan gen amplifikasyonları keşfi CYP2C19 klonlama ve mefenitoin polimorfizmi tanımlanması İnsan genom dizisinin bitme aşaması SNP birliği tarafından >1.8 milyon SNP tanımlanması

6

7

8 Teknolojik Gelişmeler Tıpta Temel Kavramları Değiştirmiştir.. Proteomik Allergenomik Kardiyogenomik Epigenomik Farmakogenomik Metabolomik Lipidomik Omik ler ile bireyler arası farklılıklar moleküler düzeyde saptanabilir oldular.

9 Tanımlar Farmakogenetik Farmakogenomik

10 Pubmed Yayınlarında Farmakogenetik & Farmakogenomik Terimlerinin Kullanımı

11 Farmakogenomiğin Klinikteki Yeri Aynı hastalık tanısı konanlar İlaca iyi yanıt vermesi beklenenler İlaca iyi yanıtı zayıf veya hiç olmaması beklenenler İlaca iyi yanıtta toksisite riski olanlar Farmakogenomik yolu ile bir ilaca iyi ya da zayıf yanıt verecekler ile toksisitenin ortaya çıkacağı hastaların ayrılması mümkündür.

12 İlaç Metabolize Edici Enzim Farmakogenomiği Ksenobiyotiklerin ve endojen kimyasalların biyokimyasal modifikasyonlarını katalizlerler. İki tip enzim grubu vardır: Faz I Faz II

13 İlaç Metabolize Eden Enzim Polimorfizimleri

14 Faz I Enzimler Sitokrom P450 (CYP) süperailesi Oksidasyon, redüksiyon veya hidroliz ile substrata işlevsel grup ekler veya çıkarırlar.

15 Enzim aktivitesine göre insanlar 4 grupta incelenir; - Zayıf metabolize ediciler (aktivite yok) - Orta düzeyde metabolize ediciler (düşük aktv.) - Hızlı metabolize ediciler (normal aktv.) - Ultra hızlı metabolize ediciler (artmış aktv.)

16 CYP2D6; Allel *4 ve*5 işlevsel değil, Allel *10, *17, *41 Çok düşük enzim aktivitesi, allel *1*N Ultra hızlı enzim aktivitesi gözlenir. Trisiklik antidepresanlar, antiaritmikler, nöroleptikler, analjezikler, antiemetikler ve antikanser olmak üzere pekçok ilaç metabolizmasında görev alır. CYP2C9; Allel *2 ve *3 farklı substratlarda afiniteleri farklı, bu varyantları taşıyanlar normal tip taşıyanlara göre Warfarinin kullanımında günlük çok düşük doz yeterlidir. CYP2C19; Allel *2 ve *3 işlevsel değildir ve zayıf metabolize edici grupta yer alırlar. Proton pompası inhib.ve barbitüratların metabolizmasında görev alır.

17 CYP2D6 Genotip-Fenotip ilişkisi

18

19 Faz II Enzimler

20 UGT; 17 gen tanımlı, UGT1 ve UGT 2 varyantları var. Protein ekspresyonu veya işlevi değişiyor. UGT1A1 varyant * 28 ve *6 SULT; 10 gen tarafından kodlanan 11 protein tanımlı. SULT1A1 *2 varyantı azalmış enzim aktivitesi gösterir. GST; Polimorfizimleri kanser insidansı, tedavi ve tanıda önemli. GSTA1B, GSTP1*B, GSTM1*0, GSTT1*0 NAT; NAT1 ve NAT2 polimorfizmlerinde enzimatik aktivite azalır ve yavaş asetilasyon fenotipine neden olur. TPMT; TPMT*2, *3A, *3B, *3C varyantları tanımlanmış. Azatiopurin, mercaptopurin, tiyoguanin tedavisi öncesinde bu varyantlara bakılmalı.

21 İlaç Taşıyıcı Farmakogenomiği Çeşitli terapötik ilaçların intestinal absorbsiyonu, safra ve renal ekskresyonu, doku/hücre penetrasyonunda önemli rol oynarlar.

22 ATP Bağlı Kaset (ABC) Taşıyıcılar ABCB1 (MDR1) ABCC1/2 ABCG2

23 ABCB1 (MDR 1 ) Geni Çeşitli substratların hücre dışına taşınmasından sorumlu olup, ATP yi enerji kaynağı olarak kullanırlar. Kanser hücrelerinde aşırı ekspresyonu, kemoterapötik ajanlara karşı çoklu ilaç direnci gelişimine neden olur. 50 den fazla SNP tanımlanmıştır. Polimorfizimler; ABCB1 gen ekspresyonunu veya işlevini etkiler, Substrat özgüllüğünü değiştirir, Plasma membran lokalizasyonunu etkiler Taşımada değişimler ve direnç oluşur.

24 Solut (SLC) Taşıyıcılar OATP OCT OAT

25

26 İlaç Hedef Farmakogenomiği

27 DNA Tamir Genleri DNA tamir genlerindeki genetik varyasyonlar, hücrelerde DNA tamir yolağı aktivitelerini değiştirebilmekte, Kemoterapi ve radyoterapide normal doku toleransı ve terapötik direnci etkilemektedir.

28 Esteller M, et al. NEJM 243: , 2000.

29 DNA Tamir Yolağı Polimorfizmleri Timidilat sentaz (TS) Epidermal büyüme faktör reseptör (EGFR) K-Ras mutasyonu

30 Timidilat Sentaz (TS) TS inhibisyonu DNA sentezi bloke olur Hücre ölümü TS, 5-FU ve Capecitabin gibi kemoterapötik ilaçlar için önemli bir hedeftir. Kolon kanseri tedavisinde, 5-Florourasil TS inhibisyonu yapmakta, apoptotik yolak tetiklenmektedir. TS geninde tanımlanan 3 polimorfizm, TS gen ekspresyonu artışına neden olmakta ve metastatik kolon kanserlerinde 5-FU kemoterapiye cevap ve prognoz zayıf olmaktadır.

31 Epidermal Büyüme Faktör Reseptör (EGFR) EGFR nin bazı somatik mutasyonları EGFR-TK inhibitölerine (Gefitinib ve Erlotinib) duyarlık ve direnç oluşumuna neden olmaktadır. KHOAK de kişisel tedavi için mutlaka EGFR mutasyonlarına bakmak önerilmektedir.

32 K-Ras Mutasyonu Erken dönem kolon kanseri gelişiminde önemli rol oynar. En sık rastlanan Cd 12 (%80), Cd 13 (%20) mutasyonlarıdır. (Cd 61 ve Cd 146, %10 oranında rastlanmaktadır).

33 Kanser Kemoterapisi Farmakogenomiği 5-Florourasil; TS inhibisyonu ile DNA sentezi inhibe olur. DPD ile metabolize olur. OPRT ile aktive ve fosforile olur. DPD enzimin olmaması 5-FU kemoterapisi letal toksisiteye neden olur (IVS14+1G>A; het toksisite letal değil) İrinotekan; İlaç öncüsü ol. görev yapar. Farmakokinetik bireysel farklar klinik kullanımda önemli. (UGT1A1*28 hom.larda başlangıç dozu azaltılmalı, ABCB1 3435C>T varyantı yüksek irinotekan plz derişimi ile ilişkili) Tamoksifen; Meme kanserinde kullanımı yaygın.cyp2d6 genotipi bu hastalarda bakılması yararlı olabilir.

34 Sonuçta İnsanlar Farklıdır Her insanın kanseri de farklıdır

35 Diğer Hastalıklarda Farmakogenomik Diyabet HIV Osteoporoz Psikiyatrik ve kognitif hastalıklar

36 Bireye özgü tedavi için bakılabilecek mutasyon, polimorfizmler, dizi analizi CYP2D6, CYP2C9, CYP2C19 Kolon Kanseri; K-RAS mutasyonu, Timidilat Sentaz polimorfizmleri, BRAF geni dizi analizi Akciğer Kanseri; EGFR-TK mutasyonları 5-FU, İrinotekan metabolizma enzimleri varyasyonları GIST ; C-Kit geni dizi analizi KML; ABL1 geni dizi analizi Tiroid kanseri; p53 geni dizi anlizi

37 Teşekkürler

38

39 Glutatyon S-Transferazlar (GSTs) Enzimatik İşlev; Alkilleyici ve serbest radikal oluşturan antikanser ilaçları içine alan ksenobiyotikleri ve endojen metabolitlerin glutatyona (GSH) konjugasyonunu katalizlerler. Enzimatik olmayan işlev; İlaç direnci ve tümör büyümesine yol açabilen stres durumu, GF, DNA hasarı, hücre proliferasyonu ve ölümünde hücre sinyal yolağı ve posttranskripsiyonel modifikasyonu düzenlerler. GST polimorfizmlerinin kanser insidansı, tedavisi ve prognozu ile bağlantısı kanıtları hızla artmaktadır.

40

41 Antikanser İlaçlara Direnç Gelişiminde Olası Mekanizmalar 1. Azalmış hücre içi ilaç düzeyi; 2. Apopitotik ve antiapopitotik genlerin ekspresyon düzeylerindeki değişim, 3. Hücresel hedeflerdeki değişiklikler, 4. İlacın biyoaktivasyonunda azalma, 5. İlaçla oluşan hasarın iyileşmesinde toleransın gelişmesi, 6. Hücresel ilaç detoksifikasyonundaki artış, örneğin; hücre içi GSH ve GST düzeylerinde artış.

42 MRP Ailesinin Özellikleri

43 Kemoterapi 5-Florourasil; metabolizması sonucu DNA sentez inhisyonu, Irinotekan Tamoksifen Platinum ajanları

44 Normal hücrelerin hepsi ilaçlara benzer şekilde cevap verirler; oysa kanser hücrelerinin her biri kendilerine özgü şekilde cevap verirler Michael M. Gottesman

45 Çoklu İlaç Direnci Kanser tedavisinde başarıya ulaşmak için uygulanan birden fazla anti-kanser ilaç uygulaması, sonradan kazanılan ya da tedavi öncesi kişide var olan ilaç direnci nedeniyle, kemoterapide başarıya ulaşmayı büyük ölçüde engellemektedir. Bu duruma çoklu ilaç direnci [multiple drug resistance (MDR)] denilmektedir.