Transcript Scarica le slide

*
Le nuove Linee Guida per
l’adeguamento del
dosaggio di alcuni farmaci
in base al profilo
genomico del paziente
In collaborazione con la “Italian Association of
Pharmacogenomics and Molecular Diagnostics”
*
* Farmacogenetica: lo studio della variabilità di risposta a un
farmaco dovuta a fattori genetici, nei singoli individui
(idiosincrasia) o in diverse etnie. La recente rivoluzione
genomica ha portato all'evoluzione del concetto di
farmacogenetica in farmacogenomica.
* Farmacogenomica: include studi su variazioni nel DNA
germinale, incluse le mutazioni puntiformi aquisite del DNA e
variazioni nell'espressione di RNA di alcuni geni, prodotte
dall’uso di particolari farmaci.
* La nutrigenomica usa gli stessi concetti, applicati ai nutrienti. L’
interazione tra farmaci ed alcuni alimenti vengono chiarite dello
studio genotipico delle tappe metaboliche comuni tra nutrienti e
farmaci.
*
*
*
CYP2D6 (circa 30 SNP noti)
*
25% of prescribed drugs
CYP2C19 (17 polimorfismi)
*
*
*
Diazepam, imipramine
Clopidrogel
Omeprazole (gastric ulcers)
CYP2C9 (3 polimorfismi)
*
*
*
Phenytoin (antiepileptic)
Warfarin (anticoagulant)
Glipizide (hypoglycemic/diabetes)
CYP3A4/5/6 (circa 30 SNP)
-Iperico
-Dutasteride
*
*
GST (Glutathione S-Tranfertase)
oxaliplatinum
*
NAT2 (N-acetyltransferase)
* Tobacco carcinogens (cancer risk)
* Sulfonamides (bacterial infections)
* Caffeine
*
UDP Glucoronosil-Transferase
* Irinotecan
*
TMPT (thiopurine methyltransferase)
* Anticancer drugs to treat acute lymhoblastic leukemia)
LA FAMIGLIA DI ENZIMI METABOLICI di Fase I e Fase II
Medicina predittiva e terapia personalizzata
soggetti con la stessa diagnosi
Non trattare:
“non-responders”
e “toxic-responders”
Trattare:
“responders” e
soggetti non
predisposti a
tossicità
* Reazioni avverse ai farmaci
Adverse Drug Reactions (ADR)
• In Europa 5-20% dei pazienti ammessi in
ospedali soffrono di reazioni avverse
• >100 000 morti all’anno negli USA
quarta causa di morte dopo malattie
cardiovascolari, tumori e ictus
(Lazarou et al, JAMA 1998; 279: 1200-1205)
TEST DI FARMACOGENOMICA FORTEMENTE RACCOMANDATI
dalla FDA (Food and Drug Admnistration)
MUTATION
Molecular effect
(codons)
Drug
Effect on therapy/reference
Decresed enzyme
activity
Cyclophosfamide
Etoposide
Metoprololo, tamoxifen
Interindividual variability in
Pharmacokinetics
G1639A
AA decrease activity
Warfarin
Adjuste dosage
TPMT2, 3A, 3C
various
Rapid degradation
6-MP
Thioguanine
Hematopoietic toxicity (10)
UGT1A 28
TA repeats in 5’
promoter
Low expression
Irinotecan
Neutropenia toxicity (20)
DPYD
IVS14G+1
Very low expression
Fluoropirimidine
Toxicity
TYMS
3 tandem repeats
High expression
5-FU, MTX
Drug resistence (54)
Factor V leiden
G
Increase enzyme
activity
Oral estrogrn contraceptive
Increase trombophilic simptoms
MTHFR
(C677T)
Decresed enzyme
activity
MTX
Toxicity
c-KIT
(T1982C)
(T81421A)
Costitutive signal
activation
Imatinib
desenzitizes activity in GIST
EGFR
HER2 overexpression
trastuzumab
EGFR
L858R
Gefitinib
Erlotinib
Good response (58 )
BCR/ABL
T(9;22)
Imatinib, Dasatinib
Nilotinib
Good response in LMC
ABL
T315I, M351T
Imatinib
Drug resistence
RARa
T(15;17)
Myeloid cells Block
of maturation
Retinoic acid
Good response in AML-M3
B-RAF
V600E
Costitutive signal
activation
Vemurafenib
Good response in melanoma
GENE
(nucleotide translation)
Cytocrome P450
family
Various CyP2D6,
CyP2C9, CyP2C19,
Cyp3A4
V-KORC1
Costitutive signal
activation
*
*
Mutazioni
Aquisite
Interessano
solo il clone
neoplastico
Lovly PlosOne 2012
* Differenze genetiche tra individui
POLIMORFISMI singole mutazioni fisiologiche
*Genoma umano: 3 miliardi di basi
*99.8% identità tra due popoli
*0.2% = 6 milioni di differenze
*1 /1000 basi polimorfiche tra due individui
* Uso dei polimorfismi nella
diagnostica clinica
* Mappe di linkage per l’identificazione di loci associati
a malattie
* Spiegare le differenze metaboliche inter individuali
(es MTHFR)
* Alla base della farmacogenomica e nutrigenomica (es
CyP450)
* Determinazione dell’ereditarietà in una famiglia, e
della paternità/maternità (studio di VNTR)
* Tipizzazione individuale (forense, nei trapianti es.
HLA)
* Per esaminare l’instabilità del DNA
Effetto del polimorfismo sul
meccanismo d’azione dei farmaci
100
Drug metabolism genotypes
Drug concentration
wt/wt
100
30
wt/mut
65
100
mut/mut
99
0
E’ importante chiarire che l’effetto
del polimorfismo nel gene che lo
contiene non causa un effetto
tutto/nulla ma si evidenzia con
l’aumento o la diminuzione
dell’attività del gene.
Il Polimorfismo
determina un aumento
della concentrazione di
farmaco in circolo
(rischio tossicità) in
individui eterozigoti e
omozigoti mutati
From Evans and Relling, Science 286 487
time
24hr
*
12
DIAGNOSTICA MOLECOLARE CYP2D6
*
• ridurre del 75% il
dosaggio di Metoprololo,
Imipramina propafenone.
Riduzione del 50% di
Aloperidolo, Clomipramina,
fleicanide.
• Considerare una
modificazione della dose
solo in una sommatoria di
3 o più sostanze che
vengono metabolizzate
da CYP2D6
• Considerare aumento del
50% del dosaggio di tutti I
farmaci metabolizzati da
CYP2D6
POOR
Metabolizer
2 alleli
inattivi
ULTRARAPID
Metabolizer
Assenza di
alleli
inattivi
Extensive
INTERMEDIATE
metabolizer
Equilibrio tra
alleli attivi e
inattivi
Metabolizer
1 allele
attivo
1 allele
inattivo
• Riduzione del dosaggio
dal 30-50% per
Doxepina, Imipramina,
nortriptilina,
Metoprololo.
* Fonte: Dutch Pharmacogenetics guidelines Clin. Pharm Ther (89) 2011
* Distribuizione polimorfica
dell’attività di CYP2D6 in vivo
In vivo metabolic ratio
• Extensive metabolizer (EM)
65-80%
• Intermediate metabolizer (IM)
10-15%
• Poor metabolizer (PM)
5-10%
• Ultra-rapid metabolizer (UM)
5-10%
DIAGNOSTICA MOLECOLARE CYP2C19
*
• Considerare di sostituire
Prasuragel al Clopidrogel.
Ridurre la dose di
Imipramina del 30%
POOR
Metabolizer
2 alleli
inattivi
*2/*2
Extensive
• Considerare una
modificazione della dose
solo in una sommatoria di
3 o più sostanze che
vengono metabolizzate
da CYP2C19
metabolizer
Equilibrio tra
alleli attivi e
inattivi
• Considerare aumento del
50% -100% del dosaggio di
Omeprazolo nella terapia
eradicante di H. Pylori
ULTRARAPID
Metabolizer
Assenza di
alleli inattivi
*17/*17
INTERMEDIATE
Metabolizer
1 allele attivo
1 allele
inattivo *2/*1
• Possibile rischio di
tossicità se associati ad
farmaci inibitori del
CYP2C19
* Fonte: Dutch Pharmacogenetics guidelines Clin. Pharm Ther (89) 2011
Effect of CYP2C9 Genotype on Anticoagulation-Related
Outcomes
(Higashi et al., JAMA 2002)
WARFARIN MAINTENANCE DOSE
CYP2C9*1 (WT) - normal
CYP2C9*2 (Arg144Cys) intermediate
CYP2C9*3 (Ile359Leu) – low
CYP2C9 alleles occur at a significant minor
allele frequency
European: *2 - 10.7% *3 - 8.5 %
Asian: *2 - 0% *3 - 1-2%
African-American: *2 - 2.9% *3 - 0.8%
VKORC1 Genoty CYP2C9*1/*1 CYP2C9*1/*2 CYP2C9*1/*3 CYP2C9*2/*2 CYP2C9*2/*3 CYP2C9*3/*3
pe 1639G>A,
Eterozigote Eterozigote Omozigote Eterozigote Omozigote
(rs9923231)
Normale
IM
IM
PM
PM
Very PM
(wt)
GG ( normal)
5-7
5-7
3-4
3-4
3-4
0.5-2
GA
Intermediate
5-7
3-4
3-4
3-4
0.5-2
0.5-2
AA low activity
3-4*
3-4
0.5-2
0.5-2
0.5-2
0.5-2
Fonte: Klein T and Altman RB. Clin. Pharm Ther (90) 2011
*
PGx Profile
DPYD
G>A
A>G
TYMS
GSTP1
ABCC2
28
tandem
repeat
rs1695 G>A C>T C>T
A>G
Effects
FluOx1
Homozygous
protectives
GG
AA
2R/2R
GG
GG
(Val/Val)
CC
Favourable biotransformation
machinery for fluoropyrimidine
administration. Lower neurotoxicity
CC
and tumour progression for
Oxaliplatin, protected by GSTP1
(Val/Val) and ABCC2 phenotype
FluOx2
hetrozygous
GA
AG
2R/3R
AG
(Ile/Val)
CT
CT
Divergent effects
TT
Very high risk of mucosites and
neutropenia due to 5-FU
administrations. Acute and
cumulative Neuropathy.
FluOx3
Homozygous
Toxicity risk
AA
GG
3R/3R
AA
(Ile/Ile)
GA
AA
TT
From Di Francia R et al Eur. Rev. Pharma Med Sci 2012; (3): 348-57
Piattaforme Tecnologiche usate per la
Genotipizzazione
Methods for new mutations detection€
Screening methods
High resolution melting
dHPLC
Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE)
Single strand conformation polymorphism (SSCP)
Detection methods
Conventional sequencing and High Throughput sequencing
Methods for known mutations detection
Low throughput
Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP)
Allele Specific Amplification (AS-PCR)
Peptide nucleic acid- mediated Clamping PCR
Medium throughput
Pyrosequencing
Oligo ligation assay (SNPlex)
TaqMan Allelic Discrimination Assay (FRET technologies)
Scorpions probe
Invader Assay
Maldi-TOF Mass Spectroscopy
Golden Gate Assay
High throughput
Gene Chip technology
From Di Francia R et al Clin Chem Lab Med 2010; (3): 348-57
Early outline evaluation of genotyping costs
Genotyping methods to detect known
mutations
Sensitivity
D-HPLC
SSCP
++
+
Instrument Approximat
mean
e reagent
§
costs
costs per
SNP $
++++
middle
+
low
Approximate
time-labour
per SNP#
Allele Specific Amplification (ASA)
Restriction Fragment Length Polymorphism
(RFLP)
FRET probe Allelic Discrimination (Hyb
Probe® TaqMan®, Beacons® Scorpions®)
Locked Nucleic Acid (LNA) Oligo primer
Oligo ligation assay (SNPlex®)
PCR-Invader® Assay
High resolution melting (HRM)
Pyrosequencing*
Peptide nucleic acid-mediated Clamping
PCR*
Gene Chip technology (LabOnChip)*.
Maldi-TOF Mass Spectroscopy
Conventional direct sequencing*
+
++
+
+
very low
very low
++
++
middle
very fast
very
laborious
middle
very
laborious
middle
++++
++
++
+
+++
++++
+
+++
+++
++
+++
+
Low
high
high
low
high
middle
middle
fast
fast
middle
fast
middle
++
++++
+
+++/++++
++++
++
very high
very high
low
middle
middle
Middle
§Approximate instrumentation list price were scored as + (<10,000€); ++ (<50,000€); +++ (<100,000€), ++++
(>100,000€)
$ Reagent costs were scored as very low (<10€), low (<20€), middle (<40€), high (<80€), very high (>80€).
# Time-labour is referred to perform an single test assay of multiple samples. It were scored as very fast (< 1
hour), fast (<4 hours), middle ( < 1 day), laborious (<2 day) very laborious (<2 working day).
*No address to allelic discrimination (mutant vs wild type )
From Di Francia R et al Clin Chem Lab Med 2011; (3): 348-57
* Le nuove
Guidelines permettono di calibrare il dosaggio farmacologico più
adeguato in base al profilo di metabolizzazione di un individuo.
www.pharmgkb.org
* La combinazioni di più
sostanze (farmaci, alimenti, inquinanti) può essere
valutata in un bilancio globale nel quale si estrapolano indicazioni atte a
validare la necessità o meno di fare delle indagini molecolari appropriate.
www.iapharmagen.org/home
* I test di farmacogenomica/Nutrigenomica oggi sono largamente disponibili sul
mercato a costi accessibili.
* I Test di Farmacogenomica/Nutrigenomica necessariamente devono essere
sottoposti a valutazioni di tipo Bioetico (Privacy, Rimborso del SSN,
Comunicazione del risultato solo da parte del medico/nutrizionista)
* Il futuro?
La farmacogenomica/Nutrigenomica aprirà dei scenari importanti per
l’approccio quotidiano all’uso dei farmaci in relazione ai nutrienti.
*
*
Pharmacogenomics test
Will allow a taylored medicine
Insert your
Saliva sample
Insert coin
Please take
Away your
medicine
*
Dr. A. Del Buono
Dr.ssa M. Vozza
Dr A. D’Orta
Dr. V. Varriale