I POLIMORFISMI GENETICI
DEI CITOCROMI P 450
E
VARIABILITÀ DI RISPOSTA
AI FARMACI
FARMACOGENETICA/FARMACOGENOMICA
Branca della Farmacologia che si occupa dell’influenza dei fattori genetici
sull’efficacia terapeutica e sull’isorgenza di reazioni avverse
¾ FARMACOGENETICA
Studio delle mutazioni
di un singolo gene
¾ FARMACOGENOMICA
Studio di più geni e/o
del genoma
POLIMORFISMO GENETICO
¾ I geni sono tratti di DNA che contengono l'informazione necessaria
per codificare una proteina
¾ L’80% circa dei geni umani contiene variazioni di sequenza fra individui
(varianti alleliche)
¾ Polimorfismi a Nucleotidi Singoli (SNP, Single Nucleotide Polymorphisms):
scambio di un singolo nucleotide che si verifica nell'1% della popolazione in una
particolare posizione nella sequenza del DNA.
Il 99,7% del genoma è identico negli individui. Questo significa che ogni 300
nucleotidi si verifica un SNP, cioè in totale approssimativamente 10 milioni di SNP..
Circa l'1% di questi SNP sono giudicati di importanza biologica.
¾ Mutazione: variazione di sequenza del DNA < 0,1%
VARIABILITÀ GENETICA:
I CITOCROMI sono più di 50 enzimi appartenenti ad una superfamiglia
(14 famiglie e 17 sottofamiglie) di isoenzimi epatici
Principali isoforme coinvolte
nel metabolismo farmacologico umano:
CYP1A2
CYP2C9
CYP2C19
CYP2D6
CYP3A4
5%
40%
40-45%
CYP3A4
CYP2D6
CYP2C9
CYP2C19
CYP1A2
CYP2B6
CYP2E1
CYP2A6
CYP2C8
CYP1A2
CYP2C19
CYP2C9
ANTIPSICOTICI
ATIPICI
aripiprazolo
clozapina
olanzapina
quetiapina
risperidone
ziprasidone
ANTIDEPRESSIVI
citalopram
clomipramina
ANTICOAGULANTI ORALI
acenocumarolo
warfarin
ANTIDEPRESSIVI
amitriptilina
imipramina
clomipramina
ANTI-EPILETTICI
diazepam
fenitoina
fenobarbital
primidone
FANS
diclofenac
ibuprofene
meloxicam
naproxene
piroxicam
ALTRI
aloperidolo
estradiolo
propranololo
teofillina
verapamil
zolmitriptan
INIBITORI DI POMPA
PROTONICA
lansoprazolo
omeprazolo
pantoprazolo
rabeprazolo
IPOGLICEMIZZANTI ORALI
glibenclamide
glimepiride
glipizide
rosiglitazone
ALTRI
ciclofosfamide
indometacina
progesterone
propranololo
SARTANI
irbesartan
losartan
ALTRI
amitriptilina
celecoxib
fluoxetina
fluvastatina
CYP2D6
CYP3A4
ANALGESICI
OPPIOIDI
codeina
destrometorfano
metadone
oxicodone
tramadolo
ANTIARITMICI
flecainide
lidocaina
mexiletina
propafenone
ANTIARITMICI
chinidina
amiodarone
ANTIBIOTICI
Claritromicina
doxiciclina
eritromicina
ANTISTAMINICI
BENZODIAZEPI
NE
alprazolam
clonazepam
diazepam
midazolam
triazolam
ANTIDEPRESSIVI
amitriptilina
clomipramina
desipramina
imipramina
nortriptilina
fluoxetina
fluvoxamina
paroxetina
sertralina
venlafaxina
ANTIPSICOTICI
aloperidolo
clorpromazina
clozapina
olanzapina
perfenazina
risperidone
trazodone
ANTIMICOTICI
fluconazolo
itraconazolo
ketoconazolo
ANTIVIRALI
indinavir
nelfinavir
ritonavir
saquinavir
CALCIO
ANTAGONISTI
amlodipina
diltiazem
felodipina
isradipina
lercanidipina
nicardipina
nifedipina
nimodipina
verapamil
CORTISONICI
budesonide
dapsone
desametasone
BETA BLOCCANTI
carvedilolo
metoprololo
nebivololo
propranololo
timololo
ALTRI
metoclopramide
ANTIDEPRESSIVI
amitriptilina
clomipramina
imipramina
ANTIPSICOTICI
bupropione
aloperidolo
buspirone
quetiapina
IMMUNOMODULATORI
ciclosporina
tacrolimus
STATINE
atorvastatina
lovastatina
simvastatina
TERAPIE ORMONALI
estradiolo
finasteride
progesterone
testosterone
ALTRI
alfentanil
bromocriptina
carbamazepina
ergotamina
etosuccimide
Fentanil
Dal GENOTIPO al FENOTIPO
I polimorfismi farmacogenetici dei CYP suddividono la popolazione In
4 fenotipi:
EM extensive metabolizers
portatori di 2 alleli normali
IM
eterozigoti per un allele difettoso
intermediary metabolizers
PM poor metabolizers
omozigoti per l’allele difettoso
UM ultrarapid metabolizers
portatori di copie multiple di un gene
A livello CLINICO
Soggetti PM
Soggetti UM
> concentrazione plasm
del farmaco
Metabolismo accelerato
EVENTI TOSSICI
ASSENZA DELL’EFFETTO
TERAPEUTICO
ADVERSE DRUG REACTION (ADRs)
Negli USA:
9 quarta causa di morte:106.000 decessi /anno
9 quinta causa di malattia: 2,2 milioni di ricoveri/anno
9 il 6,5% dei ricoveri è causato da ADR di cui il 30-80% di esse sono
prevedibili
9 il 6,7% dei pazienti ospedalizzati presenta ADRs, che sono fatali nello
0,32% dei casi
9 in ambiente extraospedaliero eventi avversi a farmaci si verificano nel
27% dei casi
9 in ambito pediatrico, le ADRs causano il 15% dei ricoveri, nel 28% dei
quali si tratta di reazioni avverse di grado severo che determinano la
morte di 25.000-54.000 bambini/anno
Nei Paesi Europei:
9 nel Regno Unito le ADRs sono responsabili del 7% dei ricoveri
9 in Svezia causano il 13% dei ricoveri presso le Unità di Medicina Interna
FARMACOECONOMIA delle ADRs
9 Le ADRs prolungano la degenza media di 2 giorni,
aumentando i costi di circa $2500 per paziente
9 incidono per circa il 5% sui costi di ospedalizzazione
il costo globale di mortalità e morbilità legate a reazioni avverse
a farmaci negli USA è pari a 177 miliardi di dollari/anno
ENZIMA
POLIMORFISMI
MAGGIORI
CYP3A4
RARI
CYP2D6
*1/*1
EM
*1/*3
IM
*1/*4
IM
*1/*5
*1/*1
EM
IM
*1/*2
IM
*1/*6
IM
*1/*3
IM
*2, *3
*3/*3
PM
*2/*2
PM
CYP2C19 *2, *3
*4/*4
PM
*3/*3
PM
*5/*5
PM
*2/*3
PM
*1F
*6/*6
PM
PM
*1/*1
EM
-
*3/*4
*3/*5
PM
*1/*2
IM
*1/*3
IM
*2/*2
PM
*3/*3
PM
*2/*3
PM
CYP2D6
CYP2C9
CYP1A2
CYP2B6
*2xn, *3, *4, *5, *6
CYP2E1
-
*3/*6
PM
CYP2A6
*4, *9
*4/*5
PM
*4/*6
PM
*5/*6
PM
*1/*2xn
UM
CYP2C8
*3
CYP3A5
*3
CYP2C9
CYP2C19
VARIABILITÀ ETNICA
CYP2D6
La percentuale dei PMs varia molto tra i vari gruppi etnici:
9 6-10% fra i Caucasici
9 meno dell’1% fra i cinesi, giapponesi e altre popolazioni asiatiche,
9 0.7-5% per la popolazione del Ghana, 3-8% per quella della Nigeria e 1.9% per gli
afro-americani
Genotipo:
9 Caucasici: le varianti CYP2D6*3, CYP2D6*4 e CYP2D6*5 sembrerebbero le più
importanti; il tipo CYP2D6*4 è associato al 70% dei PMs, mentre il restante 30% è
da ripartire fra il tipo CYP2D6*3 e CYP2D6*5.
Mentre il genotipo CYP2D6*5 è rappresentato pressappoco con la stessa frequenza
tra le varie popolazioni, CYP2D6*4 e CYP2D6*3 sono estremamente rari fra le
popolazioni asiatiche e africane.
9 UM : variante CYP2D6*2xn è presente nel 7% della popolazione in Spagna ma
solo nell’1% degli svedesi.
CYP2C19
CYP2C9
Le due varianti CYP2C9*2 e
CYP2C9*3 giustificano
rispettivamente l’8-12% e il 3-8% dei
casi di PM fra i caucasici;
sono invece molto rare (con una
frequenza pari all’incirca allo 0%)
negli orientali e nei neri africani.
Fenotipo
9 3% nei gruppi caucasici dell’Europa e del
Nord America
9 20% nelle popolazioni dell’est asiatico
9 Meno chiari e contraddittori sono gli studi
condotti sui neri americani e africani, sembra
comunque che la percentuale dei PM non si
discosti di molto da quella rilevata per i caucasici
Genotipo:
9 Le due varianti CYP2C19*2 e CYP2C19*3,
giustificano insieme il 100% dei casi di PM fra i
giapponesi
9 Mentre l’isoenzima CYP2C19*2 è la causa
dell’83% dei casi di PM fra i Caucasici, il
CYP2C19*3 è può essere considerato specifico
degli asiatici perché assente fra i caucasici.
9 Altri studi condotti in Zimbabwe e presso i neri
americani confermerebbero il carattere quasi
esclusivo del CYP2C19*3 nella popolazione
asiatica: la maggior parte dei PM di queste
popolazioni era omozigote per il CYP2C19*2.
La farmacogenomica come potenziale strumento per
l’ottimizzazione della terapia farmacologica
METODI DI LABORATORIO
PRELIEVO DI SANGUE VENOSO
ESTRAZIONE DEL DNA GENOMICO
Il DNA viene estratto da 200 μl di sangue periferico umano per mezzo del kit di
estrazione QIAamp DNA Blood Mini Kit (25) (QIAGEN).
VALUTAZIONE DEL GENOTIPO
¾ PCR (Polymerase Chain Reaction
¾ Per le VARIANTI ALLELICHE deI
CYP2D6 e CYP2C19
test AMPLICHIP CYP450
¾ Piattaforma INFINITY
VALUTAZIONE DEL FENOTIPO
