Farmacogenética

1. Farmacogenética Antonielle Vieira Monclaro 07/44263 Fabiana Freire Mendes de Oliveira 07/32222 Raíssa Allan Santos Domingues 07/37445

2. Como um fármaco atua • Maioria: interação com proteínas carregadoras, transportadoras ou enzimas de metabolização. • Proteínas: determinam a absorção, distribuição, excreção, a chegada ao sítio de ação e a resposta farmacológica.

3. Resposta de Fármacos • Resposta a determinados fármacos varia em cada indivíduo. • Eficácia • Reações adversas • Interações medicamentosas • Segurança • Toxicidade do fármaco

4. Resposta de Fármacos • Influenciadas por diversos fatores: • Ambientais • Estado de saúde • Característica genética • Depende dos genes que codificam as proteínas alvo ou enzimas metabolizadoras.

5. Problemas dos fármacos atuais • Prescrição baseada: • Diagnóstico • Efeitos adversos • Algumas informações do paciente • Não é baseada em diferenças individuais relacionadas a fatores genéticos.

6. Dados • Estados Unidos: 2 milhões e hospitalizações e 100.000 mortes por ano por causa de Reações Adversas a Medicamentos (RAMs). • 4% de medicamentos retirados do mercado devido a RAMs. • 1/3 obtém benefícios de medicamentos prescritos.

7. Dados • 25% a 80% - taxa de eficácia. • 20% de falha nas terapias mais efetivas. • 30% a 40% de pessoas que tomam antidepressivos não respondem adequadamente ao tratamento inicial.

8. Surgimento da Farmacogenética • Primeiros relatos farmacogenéticos documentados durante a 2ª Guerra Mundial. • Resposta de fármacos influenciada pela genética. • Busca por uma maior individualização terapêutica para melhor eficácia.

9. O que é Farmacogenética Área da farmacologia clínica que estuda as bases genéticas das variações individuais nas respostas a tratamentos farmacológicos.

10. Farmacogenética X Farmacogenômica • Farmacogenômica = farmacogenética + genômica + biotecnologia. • Estudo do genoma humano com o objetivo de identificar genes individuais relevantes na susceptibilidade a doenças e a atuação dos fármacos, assim como a descoberta de novos alvos terapêuticos.

11. Polimorfismos genéticos • 99% do genoma humano idêntico entre todos os indivíduos. • Diferenças no genoma humano. • Polimorfismo X Mutações.

12. Polimorfismos genéticos • Freqüência de 1% ou superior. • Variações comuns nas seqüências de nucleotídeos. • Deleções, mutações, substituições de base única (SNP - 90%) ou variações no número de seqüências repetidas.

13. Polimorfismos genéticos • 3 milhões de polimorfismos. • Podem afetar a seqüência de aminoácidos da proteína e alterar a função da mesma. • Podem alterar a expressão e/ou a atividade de sítios de ligação de medicamentos.

14. Polimorfismos que afetam o metabolismo de medicamentos • Medicamentos convertidos em metabólitos mais solúveis facilitam sua excreção. • Pode converter pró-fármacos em compostos terapêuticos ativos ou mesmo formar metabólitos tóxicos.

15. Polimorfismos que afetam o metabolismo de medicamentos • Metabolizadores lentos: deficiência no metabolismo – RAMs, toxicidade e diminuição da eficácia com doses padrão. • Metabolizadores intermediários (rápidos): metaboliza fármacos com eficiência. • Metabolizadores rápidos (ultra-rápidos): super expressão da enzima – A dose padrão pode ser insuficiente ou resultar em efeitos tóxicos.

17. Polimorfismos que afetam o metabolismo de medicamentos • Genes que codificam enzimas que participam do metabolismo podem afetar as reações de Fase I e Fase II. • Fase I: oxidação, redução e hidrólise. • Fase II: reações de conjugação – acetilação, glucoronidação, sulfatação e metilação.

18. Fase I • Enzimas do citocromo p450 (CIP): responsáveis pelo metabolismo oxidativo de grande número de compostos exógenos e endógenos relacionados. • Mais de 30 famílias CIP metabolizadoras de fármacos em humanos e todas possuem variações genéticas.

19. Enzima P450

20. Fase I • CIP2D6 - multiplicidade desse gene: • Diferentes fenótipos de metabolização de fármacos como a morfina. • Resposta terapêutica inadequada a alguns fármacos – metabolismo ultra-rápido. • Diidropirimidina desidrogenase: metaboliza fluorouracil e pirimidinas endógenas.

21. Fase II • Enzimas relacionadas nesse processo: N-acetiltransferase, tipurina S-metiltransferase (TPMT) e catecol O-metiltransferase. • Existem 2 genes N-acetiltransferase em humanos: NAT1 e NAT2.

22. Fase II • Acetiltransferase importante no metabolismo de diversos fármacos. • NAT2: polimorfismo responsável pela variabilidade no metabolismo da isoniazida – diferenças étnicas envolvidas. • Ioniazida: eliminação depende da acetilação que envolve acetil Co-A e N-acetiltransferase.

23. Fase II • TPMT: tiopurina S-acetiltransferase – S-metilação catalizada. • Pouca atividade: pacientes podem ser tratados com fármacos tiopurínicos em pequenas doses. • Muita atividade: a eficácia de tiopurínicos é reduzida – rapidamente metabolizados. • Tiopurinas: antimetabólicos purínicos usados como imunossupressores.

24. Fase II • Acetilação lenta: efeitos tóxicos relacionados à acumulação dos fármacos. • Fenótipo acetilador lento ou rápido é controlado por um único gene recessivo associado a uma baixa atividade da acetiltransferase.

25. Enzimas metabolizadoras

26. POLIMORFISMOS GENÉTICOS QUE AFETAM TRASPORTADORES DE MEDICAMENTOS

27. Transportadores ativos • Presentes na membrana celular. • Importam e exportam compostos endógenos, mantendo a homeostase celular. • Localizados nas células intestinais e hepáticas e no epitélio renal.

28. Transportadores ativos na membrana celular • Responsáveis pela absorção, biodisponibilidade e eliminação de vários medicamentos. • Polimorfismo gênico: pode alterar a expressão ou conformação dos transportadores afetando a afinidade do mesmo pelo substrato, podendo alterar a absorção e eliminação de medicamentos.

29. Polimorfismo nos transportadores • A glicoproteína-P (GpP) é transportadora de vários medicamentos. • GpP é produto do gene ABC1. • Foram identificados, 28 variantes genéticos desse gene. • Variantes SNP: nos exons 21(G2677T) e 26(C3435T) afetam a expressão e a função do transportador.

30. Polimorfismo nos transportadores • Homozigose do polimorfismo C3435T no exon 26 exibem diferença na expressão da GpP no duodeno, placenta, leucócitos periféricos e rins.

31. Polimorfismo nos transportadores • Polimorfismo nos exons 21 e 26 têm sido associados com diferença de 25 a 35% na biodisponibilidade e na depuração renal da digoxina, um medicamento para insuficiência cardíaca.

32. Polimorfismo nos transportadores • Inibidores de protease utilizados no tratamento do HIV são substratos da GpP. • Existe uma relação entre o perfil genético e o aumento de CD4 nos pacientes HIV positivos.

33. Polimorfismo nos transportadores • Por exemplo, um estudo mostrou que após 6 meses de tratamento do HIV com inibidores de protease, os pacientes responderam de forma diferente conforme o genótipo para o polimorfismo do exon 26 da ABC1.

34. Polimorfismo nos transportadores Pacientes com genótipo 3435TT: • das células CD4 • da carga viral Comparado a indivíduos portadores do genótipo 3435TC e 3435CC.

35. POLIMORFISMOS GENÉTICOS QUE AFETAM RECEPTORES

36. Polimorfismo que afetam receptores • Os genes que codificam os receptores também apresentam polimorfismo que podem alterar a função e a expressão dessas moléculas em relação às respostas medicamentosas. • Exemplos: • Canais de sódio – SCN1 • Receptores adrenérgicos – β2

37. Polimorfismo que afetam receptores Canais de sódio – SCN1 • Polimorfismo em íntrons destes canais podem alterar o receptor e estão relacionados com diferentes respostas à carbamazepina, um anti-convulsivante usado em pacientes epiléticos.

38. Polimorfismo que afetam receptores Receptores adrenérgicos – β2: • Estes receptores interagem com catecolaminas endógenas e vários medicamentos.

39. Polimorfismo que afetam receptores Receptores adrenérgicos – β2: • Duas substituições de base única (SNPs) no gene do receptor que resultam na alteração de aminoácidos: Arg  Gli – códon 16 Gln  Glu – códon 27 Alterações comuns na população.

40. Polimorfismo que afetam receptores adrenérgicos β2 Pacientes homozigotos: • Para o 16Arg apresentam maior dessensibilização dos receptores β2 após infusão contínua de isoproterenol. • Para o códon 16Arg e 27Gly sofreram reduções na venodilatação após 90 min de infusão do medicamento. 16Gli e 27Gln não apresentaram tais respostas.

41. Polimorfismo que afetam receptores adrenérgicos β2 • Polimorfismo Arg/Gli no códon 16: modula a resposta ao albuterol (um broncodilatador agonista de receptores β2-adrenérgicos) em pacientes asmáticos.

42. MÉTODOS DE ESTUDOS DE POLIMOFIRSMOS GENÉTICOS

43. Métodos de estudos de polimorfismo genético • A detecção direta de mutações e polimorfismo genético em SNPs é realizada por métodos que permitem a identificação da seqüência de DNA alterada.

44. Métodos de estudos de polimorfismo genético • Polimorfismo de tamanhos de fragmentos de restrição (RFLP). • Amplificação Alelo Oligonucleotideo-Específica (PCR-ASO). • Arranjo de DNA. • PCR em tempo real.

45. Polimorfismo de tamanhos de fragmentos de restrição (RFLP) • RFLP utiliza enzimas de restrição para detecção de mutações e polimorfismos. • Enzimas de restrição reconhecem sítios específicos na seqüência do DNA que é clivada quando o sítio está presente gerando fragmentos de diferentes tamanhos que são separados e analisados por eletroforese.

46. Polimorfismo de tamanhos de fragmentos de restrição (RFLP) • Southern Blot – Fragmentos de DNA separados por eletroforese em gel de agarose são transferidos a uma membrana de nylon e hibridizados com sondas marcadas que contém seqüências complementares ao loco gênico. Fragmentos hibridizados – identificados por autorradiografia ou outro sistema de detecção.

47. A FARMACOGENÉTICA EM DOENÇAS

48. A farmacogenética em doenças Os três tipos de genes que mais apresentam polimorfismo:- Genes que codificam proteínas envolvidas na farmacocinética;- Genes que codificam proteínas envolvidas na farmacodinâmica;- Genes que codificam proteínasenvolvidas no desenvolvimentodireto da doença;

49. FARMACOGENÉTICA EM DOENÇAS NEUROLÓGICAS

50. Farmacogenética em doenças neurológicas • Epilepsia: alteração na atividade elétrica do cérebro; • Muitas drogas epiléticas são ineficientes. Várias classes de proteínas transportadoras são alvo da farmacogenética;