FarmakogenomiğinKlinikte Kullanımı

Tarih : 26 Mayıs 2007, CumartesiSaat : 11.00Yer : Süleyman Demirel Üniversitesi, ISPARTA

Dr.Yahya LaleliDüzen Laboratuvarlar Grubu

25-26 Mayıs 2007, ISPARTA

“The Most Incomprehensible

thing about the World is the it is Comprehensible”

Einstein.

This Is Not a New Concept But It Has This Is Not a New Concept But It Has New Name: Safety New Name: Safety PharmacogeneticsPharmacogenetics

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.

FarmakogenetikFarmakogenetikTÜM GENOMUN, İLACIN KLİNİK

YARAR VEYA ZARARININ teşekkülüne etkisi incelenir.

PharmacogenomicsPharmacogenomicsBirçok GENOMİK belirteç, ilaç kullanımının güvenliği yanında,

– İlaç secimi, – Dozu ve diğer ilaçlarla etkileşimini

belirlemede, dolayısıyla şahsa yönelik ETKİN TEDAVİ imkanı sağlamak üzere kullanılmaktadır.

FarmokodinamikFarmokodinamik--FarmakokinetikFarmakokinetikFarmakogenetikFarmakogenetik

Genetik varyasyonunun belirlenmesi ve anlaşılmasından sonra farmakodinamik kavramlar gelişti ve “FAMAKOGENETIK “kavramıdoğdu.

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 görüldüğüuygulama çalışmaları başlamıştır.

Farm

akok

inet

ik Farmakodinam

ik

Farmakogenetik

PG

FarmokogenetikFarmokogenetikUygulamasUygulamasıından Beklentilerndan 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 için14x109 $ maliyet oluşturuyor ve 4’ncü ölüm nedeni)

• Potansiyel Uygunsuz İlaç Reaksiyonlarının azaltılması

FarmakogenetikFarmakogenetik TestlerTestler

• Bireylerin enzimlerinin fenotipi, ilaçlarımetabolize 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.

FarmokogenetikFarmokogenetik Test (Test (PGePGe?/?/PGxPGx,,FGxFGx?)?)

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

İİlalaç’ç’ıın Metabolizmasn Metabolizmasıında Olasnda Olasııllııklar:klar:

a. İlaç’ın kendisinin metabolizeedilmesi,

b. Ön ilaç İlaç dönüşümü, Kodein morfin

c. İlaç-İlaç etkileşimi. Kinidin,CYP2D6 ile metabolizmayi artırır

Erken Erken FarmokogenetikFarmokogenetik UygulamalarUygulamalar• 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 hemolizgörülmesi. 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!)

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

Farmakogenetiğin Bilgi Hiyerarşisine Klinik Yaklaşım

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

FFarmaarmakkogenetiogenetik k ÇÇalalışışmalaramalaraNiNiççinin GirGirmekmek İİstedikstedik!!

• 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!

Iressa’ya daha iyi yanıtExon 18–21 mutasyonları

Epidermal growth factor receptorEGFRa

Herceptin’e yanıt sağlarProtein ekspresyonunda artma

ERBB2, HER/NeuERBB2a

Gleevec yalnızca Ph(+)’te etkilit(9,22) aB1/B1: Statine daha iyi yanıtTaqIB polimorfizmi B1/2Cholesteryl ester transfer proteinCETP

Del/Del: ACE inhibitorlerinin proteinüritedavisine etkisini azaltır.

intron 16’da Ins/delAngiotensin-1 converting enzymeACE

Tyr452: Clozapin’e düşük yanıtHis452TyrSerotonin receptor 2AHTR2A

Antidepresanların etkinliğini değiştirirUzun/kısa promoterSerotonin transporter (5-HTT)SLC6A4

10/10: metilfenidata düşük yanıt3'-VNTR 10 tekrarDopamine transporterSLC6A3

Mutant formları ilaca yanıtı azaltırVaryant promoter SP1 bağlanma bölgesi

Arachidonate5-lipoxygenaseALOX5

Gly389: ß1-antagonistlerine düşük KVS yanıtı

Arg389Glyß1-adrenergic receptorADRB1

16Gly: altuterol ve salbutamola yanıtıazaltır

Arg16Gly, Gln27Glu,Thr164Ile

ß2-adrenergic receptorADRB2

Warfarin’e yanıtı değiştirirÇok sayıda haplotipVitamin K epoxide reductasecomplex 1

VKORC1a

TSER*3: ilaç direnci5' enhancer’da 2-9 adet28 bp tekrar

Thymidylate synthaseTYMS

T677: methotrexate toksisitesini arttırırC(677)T A(1298)CMethylenetetrahydrofolate reductaseMTHFR

FenotipPolimorfizmGen

İlaç hedefi olan / biyokimyasal yolakta yer alan proteinler

Phenytoin (Dilantin®)ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.CYP2C9*PSİKİATRİ

CodeineTramadol

ALLEL4: S486T (1846G>A) polimorfizmi splicing defekt yaparak enzim aktivitesini düşürür. “CYP2D6’nın 15 tane enzim aktivitesini düşüren allelikvaryantı vardır. Bunların %75’inden ALLEL4 sorumludur.”

CYP2D6

Celocoxib (Celebrex®)ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.CYP2C9*

AGRI KESICILER/ANTIENLAMATUARLAR

Glimepiride, Glipizide, Glyburide, TolbutamideALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.CYP2C9*ANTI DIABETIKLER

Irbesartan grubu (ACE inhibitörü)-344TT genotiplilerde -344CT ve CC olanlara göre tedaviye yanıt daha etkin.

-344C>T promotorAldosteronsentaz

ACE inhibitörleri, -58T homozigot ve heterozigotlarda -58C olanlara göre terapide gece kısa şiddetli öksürük yan etkileri gelişmekte

-58 C>T promotorBradikininreseptor

Enolopril, lisinopril, perindopril vb ACE inhibitörleri235T alleli 235M alleline göre ACE inhibitörlerinde yanıt daha etkin

M235TAngiotensinogen

ATR1 reseptor blokerleri 1166CC homozigotları ve 1166AC heterozigotları1166AA homozigotlarına göre ATR1 reseptor blokerlerine yanıt daha etkin

1166 A>CAngiotensinTip 1 reseptör

Diüretikler (furosemide, hydrocholothiazide )Trp460 heterozigot ve homozigotlarında Gly460 homozigotlara göre diüretiklereyanıt daha etkin.

Gly460Trpα- Adducin

ACE inhibitörleri yada ACE inhibitörleri+Beta blokerleriKadınlarda ACE DD genotiplilerde erkeklerde ise II genotiplilerdehydrochlorothiazide cevap daha etkin

Insersiyon ve delesyonAngiotensinConvertingEnzim (ACE)

Fluvastatin (Lescol®), Irbesartan (Avalide®, Avapro®)Losartan (Cozaar®, Hyzaar®), Propafenone (Rythmol®), Warfarin (Coumadin®)

ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.

CYP2C9*

Flecainide (Tambocor®), Metaprolol (Lopressor®, Toprol®)Mexiletine (Mexitil®), Timolol (Betimol®, Timoptic®, Blocadren®, Istatol®)

ALLEL4: S486T (1846G>A) polimorfizmi splicing defekt yaparak enzim aktivitesini düşürür. “CYP2D6’nın 15 tane enzim aktivitesini düşüren allelikvaryantı vardır. Bunların %75’inden ALLEL4 sorumludur.”

CYP2D6

KARDİYOVASKÜLER/HİPERTANSİYON

İLAÇALLEL/

POLİMORFİZM/ENZİM AKTİVİTESİ

TEST EDILEBILECEK İLGİLİ GEN BÖLGELERİ

HASTALIK GRUBU

Tamoksifen (Nolvadex®)Ondansetron (Zofran®)Tropisetron (Navoban®)

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.”

CYP2D6

6-Merkaptopurin (Puri-Nethol®)6-Tioguanin (Thioguanine Tabloid®)TPMT

Irinotekan (Campto®)UGTA1A1

ONKOLOJİ

Azothiopirine (Imuran®)6-Mercaptopurine (Puri-Nethol®)TPMT

Lansoprazole (Prevacid®), Omeprazole (Prilosec®)Pantoprazole (Protonix®, Pantpas®)

*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.”

CYP2C19*

GASTROENTROLOJI

Fluoxetine (Prozac®) Desipramine, (Norpramin®)Fluvoxamine (Luvox®), Haloperidol (Haldol®) MaprotilineNortriptyline (Pamelor®, Aventyl®)Paroxetine (Paxil®), Perphenazine (Trilafon®)Risperidone (Risperdal®), Thioridazine (Mellaril®)Venlafaxine (Effexor®), Zolpidem (Ambien®)Zuclopenthixol (Clopixol®), Trazodone (Desyrel®)Aripiprazole (Abilify®), Atomoxetine (Strattera®)

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.”

CYP2D6

Clozapine, Olanzapine (Zyprexa®)CYP1A2

Citalopram (Celexa®), Clomipramine (Anafranil®)Diazepam (Diazepam Intensol®, Valium®) , Sertraline (Zoloft®), Escitalopram (Lexapro®)

*ALLEL2: I331V (681G>A) splicing defekt oluşturarak enzim aktivitesini düşürür. “CYP2C19’un 7 tane enzim aktivitesini düşüren varyantıvardır. caucasian populasyonunda %85’inden ALLEL2 sorunludur.”

CYP2C19*

PSİKİATRİ

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 TamoxifenCodeineOxycodoneTricyclic antidepressants

Reduce therapeutic failureReduce GI toxicities/better paincontrolReduce GI toxicities/better paincontrolReduce therapeutic failureTPMT 6-Mercaptopurine

AzathioprineReduce myelosuppressionReduce myelosuppression

UGT1A1 Irinotecan Reduce neutropenia

http://www.gastro.org/wmspage.cfm?parm1=3759

FarmakogenetikFarmakogenetik UygulamasUygulamasııPG Rx. Etkileşim Yönünden:a. Reseptör ve ikincil “Messenger”lar.

B2-polimorfizmi, ADRB2b. Transport Proteinleri,

p –proteinlerine bağlı ilaç geçişleri, MDR1 genic. İlaç metabolizması;- Faz I enzimleri; Cytochrom P450 grubu,- Faz II enzimleri; Thioprine Methyltransferase (TPMT)

ve Uridine diphospahte-Glucuranil Transferase (UGT)

ThioprineThioprine MethyltransferaseMethyltransferase (TPMT)(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 glucronillemesiyavaştır. Kuzey Amerika toplumu ^%10 homozigot variant.FDA ve Firma genotip belirlemeyi önermektedir.

Warfarin: Doz Problemi• CYP2C9 * 1 (yaban alel), *2 ve *3 (varyant aleller)

11.5(7.2)

19.0(10.8)

34.1(19.5)

Haftalık Doz(mg)

1.43(0.63)

0.69(0.28)

0.45 (0.11)

Warfarin(mg/L)

6%

31%

63%

Sıklık

0.020 (0.011)10%2C9 *X/*X

0.041 (0.021)50-70%2C9 *1/*X

0.065 (0.025)100%2C9 *1/*1

Klerens/L(ml/min/kg)

% Enzim Aktivitesi

Genotip(N = 188)

Herman et al, The Pharmacogenomics J 4:1-10. 2005

Genotipe Göre Risk • UGT

50 / 10010%Homozigot7/7 Genotip

12 / 10040%Heterozigot6/7 Genotip

0 / 10050%Yaban tip6/6 Genotip

10 / 100-----Tüm hastalar

Nötropeni RiskiSıklıka

Innocenti et al in Clin Pharmacol Ther (2004)

TPMTa alellerinin farklı popülasyonlardaki dağılımıTPMT*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

PGPGRxRx ÇÇalalışışmalarmalarıı Niye Aktive EdemedimNiye 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 “LinkageDisequlibrium Mapping” olarak adlandırılan genomun hibridizeedilemeyen 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.

PGPGRxRx ÇÇalalışışmalarmalarıı Niye Aktive Edemedim IINiye 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.

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.

ÖZET

ABL T315IImatinib

CYP2C9Celocoxib

CYP2C9Tolbutamide

CYP2C9Glyburide

CYP2C9Glipizide

CYP2C9Glimepiride

CYP2C9Warfarin

CYP2C9Propafenone

CYP2C9Losartan

CYP2C9Irbesartan

CYP2C9Fluvastatin

CYP2C9Phenytoin

TEST EDILEBILECEK İLGİLİ GENLERİLAÇ

CYP2C9 için incelenen polimorifzmler aşağıda belirtilmektedir.ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.

Uygulamaya baUygulamaya başşladladığıığımmıız ilaz ilaççlar ve lar ve metabolikmetabolik yollaryollarıı

Tirozin kinaz domain nokta mutasyonlarıABL

ALLEL2: R144C (430C>T) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.ALLEL3: I359L (1075A>C) polimorfizmi enzim aktivitesini azaltır.

CYP2C9

-58 C>T promotorBradikinin reseptor

-58 C>T promotorBradikinin reseptor

M235TAngiotensinogen

1166 A>CAngiotensin Tip 1 reseptör

Gly460Trpα- Adducin

Insersiyon ve delesyonAngiotensin Converting Enzim (ACE)

ALLEL/POLİMORFİZM/ENZİM AKTİVİTESİTEST EDILEBILECEK İLGİLİGEN BÖLGELERİ

LaboratuvarLaboratuvarıımmıızdazda taramastaramasıı yapyapıılmakta olan lmakta olan gen bgen böölgeleri ve ilgili lgeleri ve ilgili allelleralleller

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