FARMACOGENOMICA

FARMACOGENETICA Disciplina científica que estudia las variantes genéticas de los individuos en respuesta a las drogas Genética aplicada a la optimización de la terapia Farmacológica

Modelo farmacológico tradicional Elección del fármaco en función del diagnóstico Nuevo Modelo farmacológico El seleccionado es el paciente para una determinada droga en función de su perfil genético

FARMACOGENETICA Muchos factores no genéticos influyen en los efectos de la medicación: Edad Sexo Función orgánica Terapias concomitantes Severidad de la enfermedad Interacción con drogas, etc. Los factores genéticos permanecen estables a lo largo de toda la vida de una persona

¿Cuáles son estos factores genéticos?

Polimorfismos de secuencia: Genes HLA Polimorfismos de longitud: Mini y Microsatélites Polimorfismos de nucleótido único (SNPs) Son los más frecuentes y pueden asociarse a determinadas enfermedades o respuestas a fármacos.

FARMACOGENETICA DROGAS Está focalizada en elucidar el Polimorfismo de los genes involucrados en enzimas que: Metabolizan Transportan Receptores DROGAS

Pirámide farmacogenomica Todos los SNPs Cambios en exones SNPs no sinónimos en exones Cambios no conservadores en Aa SNPs que cambian actividad in vitro SNPs que cambian FC SNPs que cambian respuesta a drogas SNPs que modifican desenlace clínico

¿Cómo se descubre el SNP asociado?

HYPOTHESIS-DRIVEN APPROACH Previo al proyecto genoma humano … HYPOTHESIS-DRIVEN APPROACH Después del proyecto genoma humano … GWAS

FARMACOGENETICA ESTRATEGIA GWAS Comparar la secuencia del genoma de 2 poblaciones Buena respuesta al tratamiento (controles) Mala respuesta al tratamiento (casos) Identificar los genes asociados con la causa de la variabilidad al tratamiento

2 Grupos de pacientes con distintas características Analiza 906.600 SNPs

¿Qué técnicas se emplean para determinar los SNPs? PCR + RFLP PCR alelo específica PCR + secuenciación Real time PCR con gradientes de temperatura

FARMACOGENETICA Mejorar la concepción del ensayo clínico Desarrollar tratamientos más seguros y eficaces Identificar nuevas indicaciones terapéuticas para los tratamientos existentes

Cuando se administra la misma dosis de un fármaco cada persona puede responder de manera diferente EFECTO TERAPEUTICO CONC PLASMATICA REACCION ADVERSA DOSIS FRACASO TERAPEUTICO

CITOCROMO P 450 CYP Superfamilia muy diversa de hemoproteínas encontrada en bacterias, plantas y eucariontes. Involucradas en el metabolismo de enorme cantidad de compuestos endógenos y exógenos. Introducen cambios de reducción, oxidación o peroxidación sobre moléculas de diferente estructura química Contienen un núcleo hemo unido a la proteína a través de un ligando tiolato derivado de cisteína La unión del sustrato inicia una cadena de transporte de electrones y unión de oxígeno Otras proteínas (CYP450 reductasa, ferredoxina, Citocromo B5) proveen electrones para le reducción del hierro El oxígeno molecular es captado y separado, un átomo se consume en la monooxigenación del sustrato y el otro es reducido a agua.

Farmacogénomica de anticoagulantes orales

Polimorfismos de la Vitamina K epóxido reductasa-VKORC1- Polimorfismos de CYP2C9 Alelo*1 (WT) metabolizadores normales. Alelo *2: actividad enzimática del 12% Alelo *3: actividad enzimática del 5% disminución del metabolismo de la warfarina requiere dosis menores Polimorfismos de la Vitamina K epóxido reductasa-VKORC1- Polimorfismo 1639 (G>A) en región promotora del intrón 1 Alelo G: WT Alelo A: disminuye su expresión

CYP3A5 Farmacogénomica de Inmunosupresores Citocromo P450, familia 3, subfamilia A, polipéptido 5 Ubicado en el cromosoma 7q21.1. Proteína monoxigenasa que cataliza reacciones involucradas en el metabolismo de drogas, síntesis de colesterol, esteroides y otros lípidos Esta localizada en RE. Metaboliza inmunosupresores.

METABOLIZADORES INTERMEDIOS METABOLIZADORES LENTOS Polimorfismos de CYP3A5 Alelo *1 expresan la proteína normal (wild type). Pacientes *1/*1 METABOLIZADORES NORMALES (A/A) SNP intrón 3: A G (6986 A>G). Alelo *3 proteína truncada y no funcional. METABOLIZADORES INTERMEDIOS Pacientes *1/*3 (A/G) METABOLIZADORES LENTOS Pacientes *3/*3 (G/G)

Metabolizador Intermedio RESULTADOS Metabolizador lento G/G Alelo *3/*3 Metabolizador Intermedio A/G Alelo *1/*3 Metabolizador normal A/A Alelo *1/*1

SNPs EN EL GEN DEL INTERFERON LAMBDA Ge et al. 2009; Thompson et al. 2010; Rauch et al. 2010;Tanaka et al. 2009; Suppiah et al. 2009; Montes-Cano et al. 2010; Prokunina-Olsson et al. 2013.

Ridruejo et al., 2011; Galván et al., 2012 LA FRECUENCIA ALÉLICA DEL SNP rs12979860 ES DIFERENTE EN LOS DISTINTOS GRUPOS ÉTNICOS Ridruejo et al., 2011; Galván et al., 2012 Thomas et al., Nature, 2009

SELECTION PRESSURE ORIGINAL POPULATION AFTER SELECTION FINAL POPULATION

Hitomi et al., Gastroenterol., 2011 LOS SNPs rs1127354 Y rs7270101 -CERCANOS AL GEN CODIFICANTE DE ITPA- ESTÁN ASOCIADOS A LA ANEMIA HEMOLÍTICA INDUCIDA POR RIBAVIRINA Cromosoma 20 Hitomi et al., Gastroenterol., 2011

VARIABILIDAD GENÉTICA EN LA DEFICIENCIA DE ITPA LA DEFICIENCIA DE ITPA PROTEGE CONTRA LA ANEMIA HEMOLITICA INDUCIDA POR RIBAVIRINA Thompson et al., Gastroenterology, 2010

Predicted ITPase Activity Trinks et al., The Pharmacogenomics Journal, 2014 rs1127354 rs7270101 Predicted ITPase Activity Predicted RRIHA Argentines (n=991) Bolivians (n=185) Peruvians (n=76) Paraguayans (n=98) CC AA 100% +++ (64,6%) 176 (95,1%)* 70 (92,1%)* 68 (69,4%) AC 60% ++ 199 (20.1%) 6 (3.2%) 3 (4.0%) 23 (23.5%) CA 30% + 102 (10.3%) 2 (1.1%) 2 (2.6%) 6 (6.1%) 18 (1.8%) 1 (0.6%) 1 (1.0%) 10% - 14 (1.4%) 1 (1.3%)  AA  <5%  -  18 (1.8%)  0 35.4% 4.9%* 7.9%* 30.6% Predicción del riesgo de anemia hemolítica inducida por ribavirina (RRIHA) entre argentinos, bolivianos, peruanos y paraguayos. *p<0.0001 al comparar a los argentinos con los bolivianos y peruanos.

Trinks et al., The Pharmacogenomics Journal, 2014 Prevalencia de los genotipos del SNP rs12979860 (gen IL28B) entre argentinos, bolivianos, peruanos y paraguayos. *p<0.05; **p<0.0001 al comparar a los argentinos con los otros grupos.

ANCESTRALIDAD Y SNPs. Prevalencia de los SNPs rs12979860 (IL28B), rs1127354 y rs7270101 (ITPA) entre muestras de ancestralidad materna y paterna no-nativo americana, materna y paterna nativo americana y linajes maternos nativo americanos y paternos no-nativo americanos (mestizaje). *p<0.05; **p<0.01 al comparar muestras de linajes maternos y paternos no-nativo americanos con los otros grupos.

Conclusiones La farmacogenómica es una herramienta que abre un campo de acción hacia la individualización terapéutica Ayuda en la selección de fármacos y combinaciones Impacto potencial sobre eficacia y prevención de toxicidades 31

Escenario Farmacogenómico ideal Genotipificación pre-prescripción Droga correcta Prescripción Dosis correcta Eficacia máxima-Toxicidad mínima

CONCLUSION Los polimorfismos genéticos pueden determinar la respuesta a drogas y el diagnóstico molecular debe ser trasladado a la práctica clínica sirviendo como guía de selección de medicamentos y dosis de drogas que serán las óptima para cada individuo.

Medicina personalizada