25-26 Mayıs 2007, ISPARTA Farmakogenomiğin Klinikte Kullanımı Dr.Yahya Laleli Düzen Laboratuvarlar Grubu Tarih : 26 Mayıs 2007, Cumartesi Saat : 11.00 Yer : 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.
Farmokodinamik-Farmakokinetik Farmakokinetik Farmakogenetik Genetik varyasyonunun belirlenmesi ve anlaşılmasından sonra farmakodinamik kavramlar gelişti ve FAMAKOGENETIK kavramı doğdu. 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. Farmakokinetik PG Farmakogenetik Farmakodinamik
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 için14x10 9 $ 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( 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 ç ın n Metabolizmasında Olasılıklar: a. İlaç ın kendisinin metabolize edilmesi, b. Ön ilaç İlaç dönüşümü, Kodein 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 in 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 VKORC1 a 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 ERBB2 a ERBB2, HER/Neu Protein ekspresyonunda artma Herceptin e yanıt sağlar EGFR a Epidermal growth factor receptor Exon 18 21 mutasyonları Iressa ya daha iyi yanıt
HASTALIK GRUBU TEST EDILEBILECE K İLGİLİ GEN BÖLGELERİ ALLEL/ POLİMORFİZM/ ENZİM AKTİVİTESİ İLAÇ 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. Flecainide (Tambocor ), Metaprolol (Lopressor, Toprol ) Mexiletine (Mexitil ), Timolol (Betimol, Timoptic, Blocadren, Istatol ) CYP2C9* ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır. ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır. 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 KARDİYOVASKÜLER/ HİPERTANSİYON 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. ANTI DIABETIKLER CYP2C9* ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır. ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır. Glimepiride, Glipizide, Glyburide, Tolbutamide AGRI KESICILER/ ANTIENLAMATUARLAR CYP2C9* CYP2D6 ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır. ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır. 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. Celocoxib (Celebrex ) Codeine Tramadol PSİKİATRİ CYP2C9* ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır. ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır. Phenytoin (Dilantin )
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. Citalopram (Celexa ), Clomipramine (Anafranil ) Diazepam (Diazepam Intensol, Valium ), Sertraline (Zoloft ), Escitalopram (Lexapro ) CYP1A2 Clozapine, Olanzapine (Zyprexa ) PSİKİATRİ 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. 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 ) GASTROENTROLOJI 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. Lansoprazole (Prevacid ), Omeprazole (Prilosec ) Pantoprazole (Protonix, Pantpas ) TPMT Azothiopirine (Imuran ) 6-Mercaptopurine (Puri-Nethol ) UGTA1A1 Irinotekan (Campto ) ONKOLOJİ 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 TPMT Tamoxifen Codeine Oxycodone Tricyclic antidepressants 6-Mercaptopurine Azathioprine Reduce therapeutic failure Reduce GI toxicities/better pain control Reduce GI toxicities/better pain control Reduce therapeutic myelosuppression failure Reduce myelosuppression UGT1A1 Irinotecan Reduce neutropenia http://www.gastro.org/wmspage.cfm?parm1=3759
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 Heterozigot 6/7 Genotip Homozigot 7/7 Genotip 50% 40% 10% 0 / 100 12 / 100 50 / 100 Innocenti et al in Clin Pharmacol Ther (2004)
TPMT a alellerinin farklı popülasyonlardaki dağılımı TPMT*2 TPMT*3A TPMT*3C European 0.5 2.4 5.7 0.2 0.8 African: Kenyans and Ghanians 0 0 5.4 7.6 Egyptian 0 0.3 1.3 Asian: Chinese and Japanese 0 0 0.3 2.3 South-West Asian 0 1.0 0 North American: European American 0.2 3.2 0.2 African American 0.4 0.8 2.4 South American: White Brazilian 0.6 1.8 1.8 Non-white Brazilian 0.8 2.0 2.5 Argentinian 0.7 3.1 0
PGRx Rx 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 Rx 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 Onaylanmış ilaçların takriben %10 da PGx bilgi mevcuttur. Her2, c-kit, EGER lar biomarker olup gen expresyonuna dayanarak ilaca cevap verecekleri belirlemede kullanılır. Hastalar aşırı toksisiteden korunmak için Dapsone, Fluorouraacil ve Valforic asit kullanımından önce sırasıyla G6PD, DPD ve OTC polimorfizimler araştırılmalıdır. NAT (Isoazanide), TPMT (6-MP), UGT1A1 (Irinotecan), CYP2D6, CYP2C19&CYP2Cq sebep olabilir, dozaj ayarlamada kullanılır.
Uygulamaya başlad ladığımız z ilaçlar lar ve metabolik yolları İLAÇ Phenytoin Fluvastatin Irbesartan Losartan Propafenone Warfarin Glimepiride Glipizide Glyburide Tolbutamide Celocoxib Imatinib TEST EDILEBILECEK İLGİLİ GENLER CYP2C9 CYP2C9 CYP2C9 CYP2C9 CYP2C9 CYP2C9 CYP2C9 CYP2C9 CYP2C9 CYP2C9 CYP2C9 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 b ve ilgili alleller TEST EDILEBILECEK İLGİLİ GEN BÖLGELERİ Angiotensin Converting Enzim (ACE) α- Adducin Angiotensin Tip 1 reseptör Angiotensinogen Bradikinin reseptor Bradikinin reseptor CYP2C9 ABL ALLEL/POLİMORFİZM/ENZİM AKTİVİTESİ Insersiyon ve delesyon Gly460Trp 1166 A>C M235T -58 C>T promotor -58 C>T promotor ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır. ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır. 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