A Farmacogenômica

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A Farmacogenômica:
Friedrich Vogel (1952):
Farmacogenética: resposta diferencial a uma mesma droga ministrada em doses equivalentes e que algumas respostas apresentaram herança mendeliana.
Respostas diferentes:
Maioria - benéfica.
Minoria - efeitos adversos ou sem efeito.
Por que ocorre essa resposta diferencial entre os indivíduos?
Farmacogenômica:
A maior parte da resposta aos medicamentos é poligênica. Para alguns medicamentos a resposta é monogênica. A variação genética pode ser em um gene.
Farmacogenética:
Estudo como as diferenças genéticas de um único gene influenciam a variabilidade da resposta ao medicamento (eficácia e toxicidade).
Farmacogenômica:
Estuda a influência da variação genética na resposta de fármacos em pacientes. Correlaciona a expressão de genes ou o polimorfismos de nucleotídeo único com a eficácia/ toxicidade de uma substância.
objetivos:
1. Identificação do gene.
2. Predisposição as doenças.
3. Modulação de respostas ao fármaco.
4. Influência na farmacocinética e na farmacodinâmica.
5. Associação a reações adversas.
Medicina personalizada.
Medicina personalizada:
Desenvolvimento de meios para otimizar terapias medicamentosas considerando o genótipo dos pacientes para garantir a máxima eficácia com o mínimo de efeitos adversos.
Os fármacos e suas combinações otimizam uma composição única para cada indivíduo.
Polimorfismo:
Conceito:
Incidência menor que 1% → mutação.
Incidência maior que 1% → polimorfismo.
Alteração no DNA (“polimorfismo) → alteração na proteína.
O estudo de polimorfismos tem o objetivo de detectar diferenças entre os pacientes (genótipo/fenótipo), verificando efeitos positivos ou negativos para exercer uma medicina personalizada.
Marcadores genéticos:
1) Deleções.
2) Inserções de um ou mais nucleotídeos.
3) Variações do número de cópias (VNTR).
4) Substituições (SNPs): 90% das variações genéticas
Polimorfismos podem alterar a expressão ou a atividade dos sítios de ligação de medicamentos.
Metodologia para detecção de polimorfismos:
1) PCR/ RFLP:
enzimas de restrição clivam a região dos SNPs.
2) qPCR:
avalia a expressão do gene e/ou polimorfismos.
3) Microarray:
Mapeamento do DNA - análise de vários genes.
Genotipagem - mapeamento para monitoramento do efeito do tratamento dos genes.
Ligação de proteína.
Perfil transcricional.
Análise de variante do splicing.
SNP - investigação de polimorfismo de nucleotídeo único.
Perfil metabólico do indivíduo:
Do ponto de vista prático, pode ser modulado por:
1) Alteração no DNA → alteração na enzima.
2) Deleção/duplicação do DNA → quantidade de enzima sintetizada.
classificação:
1) Metabolizadores lentos (deficiência no metabolismo):
“toxicidade” e diminuição da eficácia em doses padrão.
deleção do gene ou instabilidade do RNAm → diminuição da quantidade ou ausência da enzima.
2) Metabolizadores intermediários:
metabolizam os fármacos com eficiência.
maior parte da população.
3) Metabolizadores rápidos (superexpressão da enzima):
a dose padrão pode ser insuficiente ou provocar efeitos tóxicos.
duplicação do gene → aumenta a quantidade de enzimas.
Projeto genoma:
Ser humano tem um total de 22.000 a 25.000 genes.
300-500 genes → associados a síntese de enzimas que interagem com os medicamentos.
As enzimas tem funções diferentes em relação as drogas.
1) Metabolizadoras:
localização: fígado, pulmões, cérebro, intestino, plasma.
Fase I:
Polimorfismos de genes das enzimas da família das CYPs podem afetar as reações de oxidoredução e hidrólise para a introdução de grupos funcionais no fármaco, de modo a causar a inativação de fármacos, ativação de fármacos moléculas originalmente inativas tornam-se ativas (pró-fármacos).
Polimorfismos de enzimas da família CYPs.
Fase II:
Polimorfismos de enzimas da fase II pode afetar as reações de conjugação (glucuronidação, acetilação, metilação) da molécula.
enzimas da fase II:
a) Glutationa S-transferase (GSTs).
b) UDP-glucoronil transferase (UGT).
c) N-acetiltransferase (NATs).
d) Sulfotransferase (SULTs).
e) Metiltransferase (MTs).
Exemplos de alterações na interação de medicamentos com enzimas:
ex 1.: Varfarina - anticoagulante para prevenção de eventos tromboembólicos.
A varfarina é hidroxilada a um metabólito inativo pela enzima CYP2C9.
Polimorfismos nos alelos C430T e A1075C - redução da atividade enzimática.
Pacientes portadores de pelos 1 uma dessa variantes devem receber menores doses de manutenção.
Abordagem: 
genotipagem para os genes da CYP2C9 antes do início da terapia.
ex 2.: Omeprazol - inibidor da secreção gástrica (aumenta o pH do estômago). Tratamento das úlceras pépticas H. pylori.
As enzimas CYP2C9 e CYP3A4 catalisam o metabolismo hepático do omeprazol.
Metabolizadores lentos: 2 alelos não funcionais → maior exposição ao medicamento.
Metabolizadores extensivos heterozigotos: 1 alelo selvagem e outro não funcional → exposição intermediária ao medicamento.
Metabolizadores extensivos: homozigotos selvagens → menor exposição ao medicamento.
ex 3.: Terapia antidepressiva:
20 a 25% das drogas são metabolizadas pela isoforma CYP2D6.
51 alelos polimórficos - atividade catalítica normal, aumentada, reduzida ou abolida.
A variação na atividade da CYP2D6: SNPs, deleção, múltiplas cópias do gene.
obs. 10% população de Portugal, Espanha e Itália são metabolizadores ultra-rápidos. 
abordagem: 
Genotipagem de CYP2D6 de descendentes de europeus.
Modificação da dosagem.
ex 4.: Conversão de codeína em morfina:
Isoforma CYP2D6.
Alelos diferentes = conversão rápida ou lenta.
Metabolismo rápido - indivíduo torna-se rapidamente intoxicado por morfina mesmo com baixas doses de codeína.
Metabolismo lento - pouco benefício terapêutico.
Mãe - metabolismo ultra-rápido
Riscos na amamentação a recém nascidos - intoxicação do bebê.
Família Glutationa S-transferase (Metabolismo de fase II):
Inativa produtos do metabolismo da fase I.
Torna os metabólitos hidrofílicos passíveis de excreção.
Agem na detoxificação de fármacos e carcinógenos impedindo a ligação destes ao DNA.
enzimas:
UGT
GSTM1
GSTT1
NAT
expressão:
maior concentração: fígado.
menor concentração: pulmão e intestino.
2) Transportadoras de fármacos:
ex. 1: Gene ABC-1
O gene ABC-1 codifica a glicoproteína-P, transportadora de várias drogas.
Há SNPs no gene ABC-1, de modo que existem alelos polimórficos que codificam a glicoproteína-P com menor afinidade, quantidade e expressão gênica.
abordagem: dosagem via PCR, qPCR, RFLP, microarray para ajustar o aumento da dose.
ex. 2: Gene ABC-1 e HIV
Proteases virais realizam a fragmentação da poliproteína viral em sub-unidades funcionais que infectam novas células.
Há fármacos inibidores de proteases virais transportados pela glicoproteína-P, que impedem a fragmentação da poliproteína viral, fazendo com que não ocorra a infecção de novas células.
Os alelos polimórficos do gene ABC-1 codificados originam a glicoproteína-P com menor afinidade, quantidade e expressão, fazendo com que haja comprometimento do transporte do fármaco inibidor de proteases virais.
abordagem: dosagem via PCR, qPCR, RFLP, microarray para ajustar o aumento da dose, obtendo o efeito terapêutico sem toxicidade.
3) Receptoras de drogas.
ex. 1: Receptores adrenérgicos:
Isoproterenol: fármaco broncodilatador das vias aéreas com receptor adrenérgico.
Há SNPs no gene codificador do receptor adrenérgico, que geram receptores em menor quantidade e afinidade, de modo que o efeito terapêutico de isoproterenol seja reduzido
abordagem: dosagem dos genes codificadores do receptor adrenérgico para ajustar o aumento da dose, obtendo o efeito terapêutico sem toxicidade.