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Curso de Farmacogenética MÓDULO III Atenção: O material deste módulo está disponível apenas como parâmetro de estudos para este Programa de Educação Continuada, é proibida qualquer forma de comercialização do mesmo. Os créditos do conteúdo aqui contido são dados aos seus respectivos autores descritos na bibliografia consultada. 61 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores MÓDULO III Conceituando farmacogenética A variabilidade de resposta à droga entre pacientes é parcialmente devida à composição genética única que cada indivíduo apresenta. O ramo da Farmacologia Clínica que estuda tais variabilidades é chamado de farmacogenética. Variações genéticas (chamadas de polimorfismos) podem modificar tanto parâmetros farmacocinéticos (por alterarem a atividade de enzimas importantes no metabolismo de fármacos) quanto os parâmetros farmacodinâmicos (por modificar a afinidade de um receptor pelos agonistas ou antagonistas). Atualmente, a farmacogenética vem sendo valorizada como uma ferramenta útil na busca de terapêuticas melhores. Fruto do sequenciamento do genoma humano, a farmacogenética e a farmacogenômica, áreas que estudam a relação dos fatores genéticos com os medicamentos, ganham destaque no Brasil e no mundo, com promessas de reduzir os efeitos colaterais por meio de um tratamento individualizado. Se por um lado essas tecnologias podem representar um avanço no modo de lidar com as enfermidades, elas também suscitam debates acerca de sua aplicação e de questões éticas. Dentre eles, nota-se a falta de unanimidade sobre o conceito: farmacogenômica ou farmacogenética. Para alguns pesquisadores farmacogenética e farmacogenômica podem ser usadas, de forma geral, como conceitos sinônimos. No entanto, outros estudiosos os diferenciam, admitindo que a farmacogenética, termo cunhado em 1959, consiste no estudo das reações indesejadas determinadas por alterações no metabolismo de origem genética, provocadas pelo uso de medicamentos. Já a farmacogenômica busca, nos genes de indivíduos ou de grupos, marcadores genéticos relevantes que permitam prever efeitos tóxicos, efetividade clínica de determinados medicamentos. O mesmo fármaco, ou medicamento, pode ter efeito diverso em pessoas 62 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores diferentes e a farmacogenética procura investigar a relação dessa diversidade com a influência de fatores genéticos na metabolização da droga. A partir do mapeamento genético de populações, sequênciamento de DNA, análise da expressão gênica e testes clínicos. Os pesquisadores esperam conhecer as relações entre genes e processos de metabolização dos fármacos, podendo chegar a novos remédios ou a prescrições que atendam especificidades genéticas de determinados grupos de pacientes, obtendo assim mais eficácia e menos reações adversas. Existem hoje medicamentos no tratamento do câncer que têm efeitos somente em pacientes com determinada alteração genética. O trastuzumab (nome comercial Herceptin), indicado para pacientes com câncer de mama, é um exemplo disso, pois sua utilização é restrita a pacientes que apresentam uma alteração genética específica, observada somente em 15% a 20% do total de casos da doença. A preocupação em apontar os fatores genéticos que devem ser considerados quando se escolhe um medicamento ou a dose mais indicada para cada paciente caracteriza melhor a pesquisa da área no Brasil. No entanto, essa idéia de individualização do tratamento deve ser vista com cautela. Apesar da divulgação corrente na mídia de que cada pessoa poderá ter um tratamento individualizado, isso não significa que cada um vá receber um medicamento em uma dose diferente. É irreal pensar que daqui a dez anos as pessoas irão ao médico para serem receitadas a partir das suas características genéticas, a idéia vai se aplicar apenas para alguns medicamentos. Na farmacogenômica e na farmacogenética, o foco na diferença genética vai além da variabilidade de reações de pessoas portadoras de determinada patologia a um fármaco, chegando a diferenças étnicas, gerando muita polêmica e embaralhando conceitos, como raça e etnia. Hoje já sabemos que existem diferenças genéticas importantes entre grupos étnicos, porque indivíduos de etnias diferentes podem ter um sistema de metabolização de fármacos distinto. Assim, alguns medicamentos que podem ser usadas para os europeus, oferecem riscos para os africanos. Portanto, em casos específicos, para usar medicamentos da mesma categoria farmacêutica para negros 63 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores e brancos seria necessário fazer modificações nas moléculas para evitar efeitos colaterais. A bula do remédio Cozaar, vendido pela Merck Sharpe & Dohme, por exemplo, contém uma advertência: “não se aplica a pacientes negros”, por outro lado, o BiDil é indicado para tratamento de insuficiência cardíaca apenas em negros. Apesar de existirem linhas de pesquisa que focalizam a raça como forma de particularizar o tratamento farmacológico, é importante saber que a diferença média populacional intercontinental é muito menor que a diferença entre indivíduos do mesmo continente. Mesmo assim, há variações genéticas que ocorrem quase que exclusivamente em africanos ou pessoas asiáticas, e essas características devem ser consideradas. Diferenças raciais não devem se sobressair em relação às genéticas, ou seja, é necessário concentrar-se na variabilidade de genes. As populações muito miscigenadas, como a brasileira são motivos para isso. Quando se identifica o gene que confere a resposta ao medicamento, não importa se está em uma brasileira ou em uma suíça. As duas vão responder ao medicamento. É uma individualização do tratamento independente da categorização racial. No entanto, é importante considerar que existem fatores genéticos e ambientais, como a alimentação ou a interação com outros medicamentos. Não há uma linha traçada de quando a interferência se dá por fator genético e quando não, isso vai depender de cada medicamento e de cada caso. + = + = + = Fig.3.1: Representação do princípio da farmacogenética. Por que os indivíduos respondem de forma diferente aos medicamentos? Na primeira imagem o indivíduo responde de forma positiva, na segunda não tem resposta e no terceiro exemplo ocorre a toxicidade. Marcos Históricos, e Evolução da Farmacogenética Atribui-se ao geômetra grego Pitágoras, em 510 a.C. a primeira referência à variabilidade da resposta farmacológica, no caso, os efeitos tóxicos de determinadas favas. Mas, a farmacogenética moderna tem suas origens na década de 1950, com a demonstração de associações entre alterações genéticas e a metabolização de medicamentos pelo organismo. A farmacogenética evoluiu muito nesses últimos 50 anos e sua maior promessa é contribuir para a individualização da terapêutica, ou seja, a prescrição do medicamento certo, na dose adequada para cada indivíduo, com base no conhecimento dos fatores genéticos que modulam a farmacocinética e a farmacodinâmica dos medicamentos. As possibilidades de aplicação da farmacogenética/farmacogenômica sãoamplas e inclui ainda a identificação de novos alvos terapêuticos, a otimização dos protocolos de farmacologia clínica, o 64 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores 65 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores desenvolvimento de testes genéticos para a escolha de medicamentos e a revisão de esquemas posológicos. A Farmacogenética ano a ano 510 a.C.: Pitágoras descreve a ocorrência de intoxicação aguda por favas (favismo) em alguns indivíduos que as ingerem; na maioria das pessoas não há intoxicação. 1956: Werner Kalow, da Universidade de Toronto, identifica as alterações genéticas responsáveis pela apnéia (interrupção da respiração) prolongada provocada em alguns pacientes tratados com o relaxante muscular succinilcolina. 1960: Arno Motulsky explica as diferenças étnicas nos casos de anemia hemolítica provocada pelo antimalário primaquina. 1961: Associação entre polimorfismos da enzima N-acetiltransferase (NAT), metabolização e toxicidade da isoniazida, usada no tratamento da tuberculose. 1962: Publicação do livro de Kalow, Pharmacogenetics: Heredity and Response to Drugs. 1966: Descrição da síndrome de hipertermia maligna provocada pela succinilcolina e por anestésicos gerais como o halotano. 1968: Vessel e Page realizam estudos de farmacogenética em gêmeos idênticos ou fraternos. 1975: Michael Eichelbaum identifica variações individuais na metabolização da esparteína, um relaxante muscular. 1977: Robert Smith, da Universidade de Londres, observa (uma auto- observação, pois foi o próprio autor a “cobaia” do experimento) que a deficiência da 66 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores metabolização do anti-hipertensivo debrisoquina causa intensa queda da pressão arterial. Décadas 1981-1990: Demonstração de que a enzima CYP2D6 é responsável pela metabolização da debrisoquina e da esparteína, e que o gene CYP2D6 é altamente polimórfico (estão hoje descritos mais de 70 alelos variantes). Clonagem e seqüenciamento dos genes dos receptores de insulina e do receptor beta2- adrenérgico. 1991-2000: Identificação dos polimorfismos do gene do receptor de rianodina, responsáveis pela síndrome de hipertermia maligna. Clonagem, sequênciamento e Identificação de polimorfismos em inúmeros genes que afetam receptores, transportadores e enzimas metabolizadoras de diversas classes de medicamentos. Desenvolvimento do projeto Genoma Humano. 2001: Estudos de farmacogenética/genômica na população brasileira. 2003: Criação da REFARGEN (Rede Nacional de Farmacogenética / Farmacogenômica). Fonte: site da Refargen (www.refargen.org.br) Aplicações da Farmacogenética Atualmente, uma fração muito pequena dos investimentos da indústria farmacêutica é destinada ao desenvolvimento de testes que viabilizem a individualização da terapêutica. Muitos dados têm sido publicados que sugerem a influência de variações genéticas sobre fármacos específicos. Muitas dessas associações não contam com evidências que deixem clara a relevância clínica dessas informações. Isso exigirá, além da análise genômica e estudos funcionais, estudos clínicos que incluam um número suficiente de pacientes sendo acompanhados por períodos mais prolongados, a fim de se obter dados mais esclarecedores. Admitindo que a farmacogenética evolua de forma a esclarecer com precisão os diversos fatores genéticos nos quais possam influenciar a resposta a um fármaco específico. Assim é possível imaginar que num futuro próximo, a evolução da tecnologia genômica leve ao desenvolvimento de kits que permitam a análise de todos os genes relevantes para resposta a um fármaco. Produtos com essa característica já vêm sendo apresentados pela indústria farmacêutica e de biotecnologia. Contudo, a avaliação dos benefícios que eles possam trazer para a terapia farmacológica ainda depende de estudos mais detalhados e do uso em larga escala. Fonte: Marsh e cols., 2006Fig. 3.2: Todos os pacientes com o mesmo diagnóstico recebem o mesmo tratamento. Devido aos genótipos cada grupo responde de forma diferente. O grupo verde teve resposta positiva ao tratamento, mas também apresentou toxicidade. Para os amarelos não houve benefício nem toxicidade. O grupo representado pela cor vermelha não foi beneficiado pelo tratamento e ainda teve toxicidade. Os únicos que tiveram resposta positiva foram os de cor cinza. 67 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores 68 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Nicotina Os malefícios e as mortes ocasionadas pelo tabagismo são amplamente conhecidos. No entanto, um percentual grande da população mundial não só ainda fuma como inicia ou experimenta fumar. Além disso, uma parcela significativa dos fumantes, embora deseje deixar o vício, considera difícil consegui-lo. A dependência tabágica explica porque cerca de 70% dos fumantes não conseguem parar com o fumo mesmo querendo. Destes cerca de 1/3 tem êxito por apenas um dia e menos de 10% permanecem em abstinência por 1 ano. Os números são alarmantes. A Organização Mundial da Saúde (OMS) estima que, a cada dia, 100 mil crianças tornem-se fumantes em todo o mundo. Cerca de 4 milhões de pessoas morrem, por ano, no planeta vítimas do uso do tabaco-metade 7delas com idades entre 35 e 69, no auge de sua vida produtiva. Nesse ritmo, até 2020, o número de vítimas fatais subirá para 10 milhões de mortes ao ano. Isso porque o tabagismo está ligado a 50 tipos de doenças, como câncer de pulmão, de boca e de faringe, além de cardiopatias. No Brasil, inquérito realizado recentemente pelo Ministério da Saúde/Instituto Nacional de Câncer mostrou que 18,8% da população brasileira são fumantes (22,7% da população masculina e 16% da feminina). Cabe lembrar que em 1989, de acordo com Pesquisa Nacional sobre Saúde e Nutrição (Ministério da Saúde/INAN,1989) este percentual era de cerca de 32%. Estudos epidemiológicos, examinando as questões genéticas, ambiental, fatores individuais (como o desenvolvimento neurológico), suas inter-relações e as respostas a determinadas drogas apontam para o fato de que a contribuição genética pode ter papel significativo no hábito tabágico. A análise da contribuição genética no tabagismo iniciou-se com estudos de indivíduos aparentados, com especial ênfase em gêmeos. Essas idéias foram aplicadas e bastante estudadas no final da década de 90, mas a contribuição genética para o hábito foi inicialmente considerada modesta, possivelmente em função da complexidade da análise do problema e das múltiplas variáveis entre os genes e o meio ambiente. 69 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Esta busca dos genes especificamente ligados ao tabagismo tem sido feita seguindo duas linhas principais: identificação de alelos que interferem na neurobiologia dos transmissores como dopamina, serotonina e noradrenalina; e identificação de genes que podem influenciar na resposta à nicotina, interferindonos receptores ou no metabolismo da nicotina. A variação genética na rota da dopamina está relacionada ao papel deste neurotransmissor nos efeitos de recompensa ocasionados pela nicotina e por várias outras drogas de adição. Os genes mais estudados na rota dopaminérgica são os que regulam o fluxo de dopamina no sistema nervoso central. São conhecidos cinco receptores diferentes de dopamina e já foram clonados os genes que os codificam (DRD1, DRD2, DRD3, DRD4 e DRD5). O gene DRD2 é o mais investigado por sua relação com outros comportamentos aditivos, como uso de drogas lícitas ou ilícitas, jogo compulsivo, obesidade e pelos efeitos libertadores deste neurotransmissor pela nicotina. Indivíduos com determinados polimorfismos nos alelos DRD2 são mais comuns entre fumantes do que entre não fumantes, e apresentam déficit na regulação da dopamina e, portanto necessita de estímulos extras, como o uso de nicotina exógena, para a liberação de quantidades de neurotransmissores suficientes para produzir a sensação de bem-estar. Indivíduos com essas características genéticas têm menor número de receptores dopaminérgicos, começam a fumar mais precocemente, fumam maior quantidade por dia e apresentam maior dificuldade em parar de fumar. A associação dos polimorfismos DRD1, DRD3 e DRD5 com tabagismo tem sido controversa na literatura. Polimorfismos no gene DRD4, possivelmente ligados ao início do tabagismo, associaram-se com maior predisposição a fumar em afro- descendentes, mas não em caucasianos. Polimorfismos ligados ao transporte de dopamina na fenda sináptica também têm sido estudados. O genótipo SLC6A3 é responsável pela codificação da proteína transportadora de dopamina. Os indivíduos que apresentam o polimorfismo SLC6A3-9 têm menor predisposição a se tornarem fumantes, consomem menos tabaco e apresenta maior facilidade em cessar o hábito tabágico. Têm surgido evidências de que a nicotina aumenta a secreção de serotonina e sua retirada diminui a liberação do neurotransmissor, envolvendo possivelmente as mudanças de humor relacionadas à abstinência tabágica, por isso, a via serotoninérgica começa também a ser relacionada com o tabagismo. Fonte: adaptado de Tew KD, 1994. Fig.3.3: esquema resumido do metabolismo da nicotina em 3-hidroxicotinina, intermediado pela enzima CYP2A6. A CYP2A6 é uma enzima que faz parte do complexo do citocromo P450 sendo responsável por metabolizar um grande número de fármacos e uma variedade de pró-carcinogênicos. Essa enzima também catalisa nicotina C-oxidase formando cotinina, a maior via metabólica da nicotina em humanos. Existem mais de 20 polimorfismos descritos para CYP2A6, alguns deles descritos como marcadores étnico-raciais. Por exemplo, o polimorfismo CYP2A6*4, que codifica para a atividade nula da enzima é relativamente comum em asiáticos (20% em Japoneses) e raro (< 4%) em europeus, africanos e seus descendentes. Alguns dos polimorfismos genéticos no gene da CYP2A6 estão associados com a 70 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores 71 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores ausência do metabolismo de nicotina (homozigotos para *2 e 4), enquanto outros (CYP2A6*9) resultam na redução da atividade enzimática. Estudos preliminares em japoneses mostram que a deleção do gene CYP2A6 reduz o risco para o câncer de pulmão. A deleção do gene é conseqüência funcional do alelo 4. O CYP2A7 é cataliticamente inativo. Os alelos 2, 4 e 9 são raros em brasileiros, porém o alelo 1B é relativamente comum em brasileiros, com estudos mostrando uma freqüência populacional de 29%. O alelo 1B da CYP2A6 foi identificado como uma conversão do gene com CYP2A7 na região 3’ não traduzida, ou seja, na região flanqueadora. A região flanqueadora é aquela que está imediatamente antes da seqüência alvo. Verifica-se uma diminuição estatisticamente significante na freqüência desse alelo nos brasileiros autodefinidos brancos para os pardos e os pretos. Estudos de outras populações mostram altas freqüências do alelo 1B em europeus quando comparadas com africanos e seus respectivos descendentes. Cada genótipo codifica um fenótipo que tem relação direta com a metabolização do composto em questão, nesse caso a nicotina. Quando um indivíduo apresenta necessidade de fumar constantemente ele é caracterizado fenotipicamente como metabolizador rápido. Este indivíduo precisa estar sempre fumando para manter os níveis de nicotina altos no sangue uma vez que ele logo elimina a substância por apresentar metabolismo rápido para a nicotina. Dessa forma pode haver metabolizadores rápidos, lentos e normais. Em alguns casos são descritos também os fenótipos ultra-rápidos e ultralentos. Foi mostrada uma relação entre o alelo 1B da CYP2A6 e o hábito de fumar em brasileiros. Indivíduos que possuem uma ou duas cópias do *1B foram mais freqüentes entre os não fumantes se comparados aos fumantes pesados. Essa associação foi marcantemente influenciada pela estrutura da população, começando significativamente em indivíduos auto-identificados como brancos e pardos, porém não em pretos. Na época em que esse estudo foi desenvolvido o alelo 1B era pensado para codificar o fenótipo normal. E, por isso essa associação com a dependência ao tabaco não poderia ser explicada pela diminuição no metabolismo da nicotina – como previamente proposto para os alelos CYP2A6 que reduzem a 72 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores atividade enzimática ou deixam o gene nulo. Foi sugerido então que este polimorfismo poderia estar em linkage com outra mutação (ões), as quais são as verdadeiras causas da associação observada com os fumantes brasileiros, e que este desequilíbrio de ligação é sensível à estrutura da população. Existe, portanto, relação entre o genótipo e o hábito de fumar, que pode ser usado como indicador da incidência de câncer de pulmão. Quimioterápicos O primeiro quimioterápico antineoplásico foi desenvolvido a partir do gás mostarda, usado nas duas Guerras Mundiais como arma química. Após a exposição de soldados a este agente, observou-se que eles desenvolveram hipoplasia medular e linfóide, o que levou ao seu uso no tratamento dos linfomas malignos. A partir da publicação, em 1946, dos estudos clínicos feitos com o gás mostarda e das observações sobre os efeitos do ácido fólico em crianças com leucemias, verificou- se avanço crescente da quimioterapia antineoplásica. Atualmente, quimioterápicos mais ativos e menos tóxicos encontram-se disponíveis para uso na prática clínica. Definição A quimioterapia é o método que utiliza compostos químicos, chamados quimioterápicos, no tratamento de doenças causadas por agentes biológicos. Quando aplicada ao câncer, a quimioterapia é chamada de quimioterapia antineoplásica ou quimioterapia antiblástica. Os agentes utilizados no tratamento do câncer afetam tanto as células normais como as neoplásicas, porém eles acarretam maior dano às células malignas do que às dos tecidos normais, devido às diferenças quantitativas entre os processos metabólicos dessas duas populações celulares. Os citotóxicos não são letais às células neoplásicas de modo seletivo. As diferenças existentes entre o crescimento das células malignas e os das células normais e as pequenas73 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores diferenças bioquímicas verificadas entre elas provavelmente se combinam para produzir seus efeitos específicos. O DNA age como modelador na produção de formas específicas de RNA transportador, RNA ribossômico e RNA mensageiro e, deste modo, determina qual enzima irá ser sintetizada pela célula. As enzimas são responsáveis pela maioria das funções celulares, e a interferência nesses processos irá afetar a função e a proliferação tanto das células normais como das neoplásicas. A maioria das drogas utilizadas na quimioterapia antineoplásica interfere de algum modo nesse mecanismo celular, e a melhor compreensão do ciclo celular normal levou à definição clara dos mecanismos de ação da maioria das drogas. Foi a partir dessa definição que os quimioterápicos foram classificados conforme a sua atuação sobre o ciclo celular em: • Ciclo-inespecíficos - Aqueles que atuam nas células que estão ou não no ciclo proliferativo, como, por exemplo, a mostarda nitrogenada. • Ciclo-específicos - Os quimioterápicos que atuam somente nas células que se encontra em proliferação, como é o caso da ciclofosfamida. • Fase-específica - Aqueles que atuam em determinadas fases do ciclo celular, como, por exemplo, o metotrexato (fase S), o etoposídeo (fase G2) e a vincristina (fase M). Tipos e finalidades da quimioterapia A quimioterapia pode ser feita com a aplicação de um ou mais quimioterápicos. O uso de drogas isoladas (monoquimioterapia) mostrou-se ineficaz em induzir respostas completas ou parciais significativas, na maioria dos tumores, sendo atualmente de uso muito restrito. A poliquimioterapia é de eficácia comprovada e tem como objetivos atingir populações celulares em diferentes fases do ciclo celular, utilizar a ação sinérgica das drogas, diminuírem o desenvolvimento de resistência às drogas e promover maior resposta por dose administrada. A quimioterapia pode ser utilizada em combinação com a cirurgia e a radioterapia. 74 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Toxicidade dos quimioterápicos Os quimioterápicos não atuam exclusivamente sobre as células tumorais. As estruturas normais que se renovam constantemente, como a medula óssea, os pêlos e a mucosa do tubo digestivo, são também atingidas pela ação dos quimioterápicos. No entanto, como as células normais apresentam um tempo de recuperação previsível, ao contrário das células anaplásicas, é possível que a quimioterapia seja aplicada repetidamente, desde que observada o intervalo de tempo necessário para a recuperação da medula óssea e da mucosa do tubo digestivo. Por este motivo, a quimioterapia é aplicada em ciclos periódicos. Os efeitos terapêuticos e tóxicos dos quimioterápicos dependem do tempo de exposição e da concentração plasmática da droga. A toxicidade é variável para os diversos tecidos e depende da droga utilizada. Nem todos os quimioterápicos ocasionam efeitos indesejáveis tais como mielode-pressão, alopécia e alterações gastrintestinais (náuseas, vômitos e diarréia). As doses para pessoas idosas e debilitadas devem ser menores, inicialmente, até que se determine o grau de toxicidade e de reversibilidade dos sintomas indesejáveis. A cada dia, medicamentos novos são postos à disposição dos oncologistas visando à redução da toxicidade dos quimioterápicos (mesna, por exemplo), à manutenção da quimioterapia (fatores de crescimento hematopoético e antieméticos, por exemplo), e a intensificação dos quimioterápicos (ácido folínico, por exemplo). É preciso ressaltar, porém, que a maioria desses medicamentos e métodos tem se mostrado inacessível à maioria dos pacientes, mas por seus custos do que por sua disponibilidade (comercial, institucional ou de doadores de órgãos); além do que eles também se acompanham de efeitos tardios ainda não totalmente conhecidos nem bem-controlados. 75 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Resistência aos quimioterápicos A maior falha da quimioterapia antineoplásica é devida à resistência às drogas. Esta resistência ocorre ou porque as populações celulares desenvolvem nova codificação genética (mutação) ou porque é estimulado a desenvolver tipos celulares resistentes ao serem expostas às drogas, o que lhes permite enveredar por vias metabólicas alternativas, através da síntese de novas enzimas. É também observada resistência nos casos em que o tratamento é descontinuado, quando a população tumoral é ainda sensível às drogas, em que a quimioterapia é aplicada a intervalos irregulares em que doses inadequadas são administradas. A partir dos anos setenta, tem se detectado, em laboratório, um tipo de resistência cruzada apresentada por linhagens celulares, entre quimioterápicos diversos, cuja característica comum é serem derivada de produtos naturais. Este tipo de fenômeno passou a ser denominado "resistência a múltiplas drogas" e está relacionada à diminuição da concentração intracelular do quimioterápico e a presença de uma glicoproteína, ligada à membrana plasmática, a glicoproteína -P. É interessante deduzir-se que é possível reverter o mecanismo de resistência a partir do uso de compostos que inativem a glicoproteína -P. Alguns deles já são conhecidos, porém ainda estão em estudos clínicos. Os agentes antineoplásicos mais empregados no tratamento do câncer incluem os alquilantes polifuncionais, os antimetabólitos, os antibióticos antitumorais, os inibidores mitóticos e outros. Novas drogas estão sendo permanentemente isoladas e aplicadas experimentalmente em modelos animais antes de serem usadas no homem. Alquilantes: são compostos capazes de substituir em outra molécula um átomo de hidrogênio por um radical alquil. Eles se ligam ao DNA de modo a impedir a separação dos dois filamentos da dupla hélice espiralar, fenômeno este indispensável para a replicação. Os alquilantes afetam as células em todas as fases do ciclo celular de modo inespecífico. Apesar de efetivos como agentes isolados para inúmeras formas de câncer, eles raramente produzem efeito clínico ótimo sem a combinação com outros agentes, fase-específicos do ciclo celular. As principais 76 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores drogas empregadas dessa categoria incluem a mostarda nitrogenada, a mostarda fenil-alanina, a ciclofosfamida, o bussulfam, as nitrosuréias, a cisplatina e o seu análago carboplatina, e a ifosfamida. Antimetabólitos: os antimetabólitos afetam as células inibindo a biossíntese dos componentes essenciais do DNA e do RNA. Deste modo, impedem a multiplicação e a função normal da célula. Esta inibição da biossíntese pode ser dirigida às purinas (como é a ação dos quimioterápicos 6-mercaptopurina e 6- tioguanina), à produção de ácido timidílico (5-fluoruracil e metotrexato) e a outras etapas da síntese de ácidos nucléicos (citosina-arabinosídeo C). Os antimetabólitos são particularmente ativos contra células que se encontram na fase de síntese do ciclo celular (fase S). A duração da vida das células tumorais suscetíveis determina a média de destruição destas células, as quais são impedidas de entrar em mitose pela ação dos agentes metabólicos que atuamna fase S. Como pode ser deduzida, a diferença entre a cinética celular de cada tipo de tumor pode ter considerável efeito na clínica, tanto na indicação quanto no esquema de administração desses agentes. Antibióticos: é um grupo de substâncias com estrutura química variada que, embora interajam com o DNA e inibam a síntese deste ácido ou de proteínas, não atuam especificamente sobre uma determinada fase do ciclo celular. Apesar de apresentarem tal variação, possuem em comum, anéis insaturados que permitem a incorporação de excesso de elétrons e a conseqüente produção de radicais livres reativos. Podem apresentar outro grupo funcional que lhes acrescenta novos mecanismos de ação, como alquilação (mitomicina C), inibição enzimática (actinomicina D e mitramicina) ou inibição da função do DNA por intercalação (bleomicina, daunorrubicina, actinomicina D e adriamicina e seus análogos mitroxantona e epirrubicina). Como todos os quimioterápicos, os antibióticos atuam tanto sobre as células normais como sobre as malignas. Por isso, também apresentam efeitos colaterais indesejáveis. 77 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Inibidores mitóticos: os inibidores mitóticos podem paralisar a mitose na metáfase, devido à sua ação sobre a proteína tubulina, formadora dos microtúbulos que constituem o fuso espiralar, pelo qual migram os cromossomos. Deste modo, os cromossomos, durante a metáfase, ficam impedidos de migrar, ocorrendo à interrupção da divisão celular. Esta função tem sido útil na "sincronização" das células quando os inibidores mitóticos são combinados com agentes específicos da fase S do ciclo. Devido ao seu modo de ação específico, os inibidores mitóticos devem ser associados a outros agentes para maior efetividade da quimioterapia. Neste grupo de drogas estão incluídos os alcalóides da vinca rósea (vincristina, vimblastina e vindesina) e os derivados da podofilotoxina (o VP-l6, etoposídeo; e o VM-26, teniposídeo). Outros agentes: algumas drogas não podem ser agrupadas em uma determinada classe de ação farmacológica. Entre elas, destacam-se a dacarbazina, indicada no tratamento do melanoma avançado, sarcomas de partes moles e linfomas; a procarbazina, cujo mecanismo de ação não foi ainda completamente explicado, e que é utilizada no tratamento da doença de Hodgkin; a L-asparaginase, que hidrolisa a L-asparagina e impede a síntese protéica, utilizada no tratamento da leucemia linfocítica aguda. A revolução ocorrida na pesquisa oncológica mostrou que câncer é, essencialmente, uma doença genética. Mutações em oncogenes, supressores tumorais e de estabilidade cromossômica representam, em última análise, o mecanismo responsável pela carcinogênese. Ao longo dos últimos anos, diversos genes envolvidos no surgimento do câncer foram identificados e funcionalmente caracterizados. De modo geral, mutações em oncogenes determinam ativação de suas funções, as quais passam a ocorrer independentemente da existência de estímulos. Supressores tumorais são, reciprocamente, inativados por mutações. Os genes de estabilidade atuam normalmente de forma a reduzir a ocorrência de alterações genéticas e, portanto, mutações desses genes determinam perda de função. Em células nas quais genes de estabilidade estão inativados, mutações em outros genes são observadas com maior freqüência. Embora grande parte dos tumores seja afetada por mutações em genes de estabilidade, é necessário que ocorram mutações em oncogenes e supressores tumorais afim de que câncer se desenvolva. Mutações em genes envolvidos no desenvolvimento de câncer podem ocorrer tanto em linhagens germinativas como em células somáticas. Quando estão presentes em linhagens germinativas, predisposição hereditária ao câncer é observada. Quando surgem em células somáticas, determinam os casos de tumores esporádicos. Levando em conta essas características genéticas do câncer grandes esforços têm sido implementados para identificar o maior número possível de genes em tumores. A expectativa é que o desenvolvimento de fármacos que apresentem elevada especificidade para alvos moleculares aumentará a eficácia do tratamento com a concomitante redução dos efeitos adversos. Essa expectativa encontra sustentação na existência de alguns exemplos práticos das vantagens que a terapêutica, alvo-seletivo terá sobre a quimioterapia clássica. Um dos melhores exemplos deste conceito é o imatinib (Glivec™) que inibe proteínas quinases de tirosinas específicas de tumores. Em diversos casos, variações genéticas germinativas e somáticas contribuem simultaneamente para a resposta aos fármacos. Polimorfismo genético da tiopurina metiltransferase (TPMT), que é uma enzima citosólica que catalisa a S-metilação (inativação) dos análogos de purinas 6-mercaptopurina (6-MP) e 6-tioguanina (6- TG), comumente usados na terapia do câncer, especialmente durante a etapa de manutenção de remissão da leucemia linfoblástica aguda. Fonte: Reis M., 2003 Fig.3.4: Distribuição populacional da atividade da TPMT. Indivíduos que apresentam o genótipo homozigoto selvagem (S/S) possuem atividade enzimática alta em hemácias de sangue 78 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores 79 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores periférico. Indivíduos que apresentam genótipo heterozigoto (S/M), em que um dos alelos mutantes está presente, apresentam atividade enzimática intermediária. Indivíduos que apresentam dois alelos selvagens (S/S) apresentam atividade enzimática baixa ou indetectável. S, alelo selvagem. M, alelo mutante. Atividade da TPMT é medida em unidades (U) por mL de hemácias. O mesmo padrão de distribuição foi descrito na população brasileira. A TPMT exibe polimorfismo genético que determina uma distribuição populacional trimodal da atividade enzimática medida em eritrócitos, na qual 89% dos indivíduos possuem atividade enzimática alta, cerca de 11% apresentam atividade intermediária e 1 em cada 300 indivíduos não apresenta atividade detectável. Essa distribuição é determinada por herança autossômica co-dominante de alelos codificando para alta (tipo selvagem, S) ou baixa (tipos mutantes, M) atividade enzimática. São conhecidas atualmente 17 variantes alélicas para o lócus TPMT, dentre as quais 3 polimorfismos de nucleotídeo único (TPMT*2, *3A e *3C) são responsáveis por cerca de 95% dos casos de atividade Intermediária ou indetectável. Em um grupo de pacientes em terapia de manutenção de leucemia linfoblástica aguda (LLA) apresentando manifestações clínicas compatíveis com toxicidade por tiopurinas, foi observada correlação inversa entre a atividade da TPMT e os níveis intra-eritrocitários de NTG7. Os pacientes que apresentaram dois alelos mutantes (baixa atividade) foram os que necessitaram maiores reduções das doses administradas de tiopurinas. Entre os pacientes heterozigotos, 35% necessitaram redução da dose. Dos pacientes homozigotos selvagens apenas 7% necessitaram reduções. No que se referem à eficácia, pacientes com pelo menos um alelo mutante (atividade intermediária) apresentaram melhores respostas a terapia com tiopurinas e freqüência mais alta de manutenção de remissão em relação aos pacientes homozigotos selvagens. Essa vantagem pode ser apenas aparente visto que baixa atividadeda TPMT está associada com incidência aumentada de tumores secundários à terapia com tiopurinas. 80 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores O polimorfismo da TPMT é certamente um dos exemplos mais intensamente estudados das vantagens que o emprego dos dados farmacogenéticos pode contribuir para a quimioterapia do câncer. A descrição da clara correlação clínica entre o genótipo/fenótipo TPMT e a evolução (toxidade) ou prognóstico (eficácia) da terapia com tiopurinas levou alguns centros a adotarem genotipagem/fenotipagem da TPMT para todos os pacientes candidatos a terapia com tiopurinas. Enzimas pertencentes à família dos citocromos P450 (CYP) são responsáveis pela metabolização da maior parte dos xenobióticos. As CYP’s participam nas reações de fase I (modificação de grupos funcionais) desse metabolismo. Os membros da superfamília das CYP’s são agrupados em famílias (1, 2, 3, 4...), subfamílias (A, B, C, D ...), genes (1, 2, 3, 4 ...) e variantes alélicas (*A, *B, *C, *D ...). Dentre os inúmeros membros dessa enorme superfamília, 6 são responsáveis pelo metabolismo da vasta maioria dos fármacos (CYP1A2, 2C9, 2C19, 2D6, 2E1 e 3A4). Além do metabolismo de vários quimioterápicos, as CYP’s também participam no metabolismo de carcinógenos. Um exemplo bem estudado é o do metabolismo de estrogênios exógenos pela CYP17A1. Um SNP (34T>C) no promotor da CYP17A1 gera um sítio de ligação para o fator de transcrição SP1, o que causa aumento da expressão dessa enzima, elevando a capacidade de detoxificação de estrogênios exógenos. A terapia de reposição de estrogênio está associada com risco aumentado de câncer endometrial. Entretanto, esse risco é significativamente maior para mulheres que carreiam o alelo selvagem (34T) do que para as que apresentam o alelo mutante (34C) associado à expressão aumentada da CYP17A10, CYP17A11. Diversos quimioterápicos têm as CYP’s envolvidas nos mecanismos de suas ativações ou inativações. A ciclofosfamida, que é administrada na forma de pró-fármaco, é ativada pelo CYP2B*6 16. O polimorfismo 82T>C no TATA box da CYP2B*6 determina aumento da transcrição e da atividade enzimática In vitro, linhagens celulares humanas expressando a CYP2B*6 foram cerca de 50 vezes mais sensíveis a ciclofosfamida que linhagens controle CYP2B*6- negativas. Esse 81 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores dado sugere uma possível variabilidade na sensibilidade a ciclofosfamida em função do nível de expressão da CYP2B*6. Tiniposídeo, etoposideo, docetaxel e paclitaxel são inativados pelo CYP3A4. Pacientes com atividade reduzida de CYP3A4 apresentam depuração reduzida e maior toxicidade por docetaxel. Outro exemplo da farmacogenética dos quimioterápicos é o UDP- glicoronosil-transferase. A conjugação com ácido glicurônico (glicuronização) leva à formação de derivados hidrossolúveis no fígado os quais podem, então, ser excretados através da bile. UDP-glicuronosiltransferases (UGT) são enzimas microssomais hepáticas com mais de 15 isoformas descritas em humanos. O quimioterápico irinotecan, que inibe a topoisomerase-I, comumente usado no tratamento de câncer coloretal, é um pró-fármaco convertido ao derivado ativo 7-etil- 10-hidroxicamptocenina (SN38) pela UGT. A variante UGT1A*1, responsável por essa ativação apresenta expressiva variabilidade interindividual19. O mecanismo desse polimorfismo é dado pelo número variável de repetições TA (5-8 repetições na região promotora da UGT1A*1. Quanto maior o número de repetições menor a expressão de UGT1A*1. O alelo com 7 TA’s resulta na variante *28, que está associada à expressão reduzida da enzima comparada ao alelo selvagem que apresenta seis repetições. Glicoronização de SN38 se mostra reduzida em tecidos que apresentam UGT1A*28 20. A expressão desse alelo foi associada ao risco aumentado de toxicidade por irinotecan. A proteína transportadora MDR1 (multidrug resistance 1)/glicoproteína-P, codificada pelo gene ABCB1, é responsável pela detoxificação de xenobióticos hidrofóbicos e é expressa em vários tecidos não-tumorais (fígado, rim, intestino). Muitos tumores apresentam baixa expressão da MDR1 a qual aumenta após a administração de fármacos que sejam seus substratos. O aumento da expressão está associado à resistência a quimioterápicos como vincristina, cisplatina e antraciclinas. Clinicamente, se observa que a superexpressão da MDR1 se correlaciona com redução da taxa de remissão e sobrevida. Um estudo farmacocinético indicou que o genótipo homozigoto ABCB1 (1236C>T) parece estar associado a maior exposição ao irinotecan e ao derivado SN38. A relevância da 82 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores função da proteína MDR1 na quimioterapia do câncer indica a importância da realização de mais estudos que descrevam com clareza as correlações entre genótipos MDR1 e toxicidade ou eficácia. Além da caracterização de genótipos para a possível identificação de pacientes expostos a risco aumentado de toxicidade ou ineficácia, estudos clínicos têm sido realizados para testar inibidores da MDR1 que possam contribuir para o aumento da eficácia. A metileno tetrahidrofolato redutase (MTHFR) faz parte da via responsável pela manutenção de níveis normais de folato e homocisteína. O quimioterápico metotrexate (MTX) é um antagonista do folato comumente usado no tratamento de leucemias, linfomas e câncer de mama, o qual é inativado pela MTHFR. A MTHFR apresenta polimorfismo genético e a transição 677C>T foi associada ao risco aumentado de mucosite em pacientes tratados com MTX. Os genótipos heterozigoto ou homozigoto 677C>T, encontrados com freqüências de 10 e 40%, respectivamente, na população geral, determinam atividade reduzida da MTHFR e níveis mais baixos de folato comparados aos encontrados em pacientes que apresentam alelos selvagens. Possíveis causas para a resistência clínica ao MTX podem estar associadas à diminuição da captação celular, ativação reduzida, aumento da expressão de seus alvos ou detoxificação. Embora não haja consenso quanto às repercussões clínicas, o polimorfismo do carreador de folatos reduzidos, caracterizado pela transição 80G>A foi associado à captação reduzida de MTX. Resistência ao MTX foi observada em casos no qual a expressão da enzima dihidrofolato redutase (DHFR), que é inibida por MTX, estava aumentada. O SNP 829T>C foi associado a um aumento da transcrição do gene DHFR. As Glutationa S-transferases (GST) são enzimas responsáveis pela redução, através da conjugação com glutationa, de metabólitos endógenos e xenobióticos potencialmente capazes de induzir dano oxidativo. Polimorfismo das GST’s foi associado ao risco de câncer e toxicidade ou ineficácia de quimioterápicos. Os genes GST-M1 e GST-T1 apresentam polimorfismos nos quais 50% e 10%, respectivamente, dos indivíduos em diversas 83 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores populações apresentam deleção completa. Outros membros dessa família, como GST-P1, também exibem polimorfismo e foi associado à resistência de diversos quimioterápicos. A mutação 105Ile>Val do gene GST-P1 foi associada ao aumento de sobrevida em paciente com câncer demama em tratamento com agentes alquilantes ou radioterapia. Esse aumento foi associado à reduzida atividade da GST causada pelo polimorfismo 105Ile>Val27. Já em pacientes com LLA, a deleção homozigótica do alelo GST-T1 foi associada ao risco aumentado de morte relacionada à quimioterapia. A enzima dihidropirimidina desidrogenase (DPD) é responsável por mais de 80% da inativação de 5-fluorouracila (5-FU), um análogo de uracila comumente usado na quimioterapia do câncer colorretal. A 5-FU é um pró-fármaco convertido ao metabólito ativo 5-fluoro-2- deoxiuridina monofosfato (5-FdUMP), que por sua vez inibe a timidilato sintetase. A atividade da DPD varia em até cerca de 20 vezes entre pacientes, os com baixa atividade acumulam 5-FdUMP em excesso e exibem maior risco de toxicidade hematopoiética, neurológica e gastrointestinal. Estima-se em 3% a freqüência de indivíduos heterozigotos e em cerca de 0,1% a de homozigotos para a mutação inativante. São conhecidas 17 mutações associadas à baixa atividade da DPD. A mutação IVS14+1G>A no sítio de splincing, responde por mais de 50% dos casos de baixa atividade. Estudos in vitro e in vivo sugerem melhor resposta ao 5-FU na presença da mutação na região promotora do gene da timidilato sintetase (TS), que determina expressão reduzida. Outro tipo de mutação no promotor da TS, do tipo número variável de repetições em tandem (VNRT) também determina expressão variável. A expressão é menor quanto maior o número de repetições. Pacientes homozigotos para o alelo com mais repetições apresentam maior chance de resposta à terapia com 5-FU. A farmacogenética apresenta possibilidades bastante promissoras para o aprimoramento da terapia do câncer, i.e., redução da toxicidade e elevação da eficácia, através da otimização da escolha do tratamento mais adequado, individualização de doses e descoberta de novos alvos. Além dos recursos diagnósticos correntemente disponíveis, seriam incluídas etapas em que o perfil 84 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores genômico do tumor seria determinado. Esses dados serviriam de base para projeções prognósticas mais precisas e adoção de medidas terapêuticas mais eficazes e menos tóxicas. Fármacos adequados para um perfil genômico tumoral específico seriam selecionados dentre um amplo arsenal de agentes terapêuticos de alta especificidade. Na etapa seguinte seria avaliada a adequação dessas escolhas com base nos dados farmacogenéticos dos pacientes. Alguns dos complicadores que necessitarão ser abordados num futuro próximo decorrem do fato de que desde a absorção e metabolismo/disposição até a responsividade à terapia alvo-seletivo sofrem influência de múltiplos genes. Isso exigirá, para a otimização do uso dos agentes terapêuticos, a análise simultânea de vários genes e vias metabólicas e a criação de modelos de análise complexos que integrem todas essas informações. A individualização da terapia com base em variações genéticas que alterem qualitativa ou quantitativamente a função de genes específicos se torna um pouco mais fácil quando essas variações são germinativas (polimorfismo genético). Anticoagulantes orais A partir do século passado foi observado um aumento na expectativa de vida da população de um modo geral. Entretanto, este aumento foi acompanhado de alterações no estilo de vida e nos hábitos alimentares, culminando numa elevação da incidência de doenças cardiovasculares na população e, conseqüentemente, no aumento da necessidade de desenvolvimento de novas terapias farmacológicas. Contudo, as respostas a estes tratamentos exibem diferenças entre os pacientes, sendo que, enquanto em alguns indivíduos apresentam respostas efetivas, outros apresentam ausência de resposta ou mesmo toxicidade inesperada. Neste sentido, a busca de ferramentas terapêuticas mais eficazes e seguras que pudessem predizer quais pacientes responderão ou não a uma terapia é extremamente válida. 85 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Terapia com varfarina (ou Warfarin) O sistema de enzimas do citocromo P450 é o principal grupo de enzimas envolvidas no metabolismo de drogas. Tal importância justifica a enorme quantidade de estudos farmacogenéticos enfocando várias de suas enzimas. Os polimorfismos presentes nos genes que codificam estas enzimas afetam suas atividades enzimáticas. Por exemplo: dois polimorfismos comuns da CYP2C9 (alelo *2 e *3) causam reduções da atividade enzimática de 30% e 80%, respectivamente. Desta maneira, os indivíduos de uma população podem ser caracterizados, segundo o variante genético que apresentam como metabolizadores normais, metabolizadores lentos e metabolizadores rápidos, conforme a capacidade de metabolização de drogas. Esta variabilidade entre os indivíduos traz conseqüências diretas sobre os parâmetros farmacocinéticos. Uma vez que os esquemas de dosagens de drogas são obtidos a partir de estudos clínicos de fase I e II, os quais são realizados com um número pequeno de indivíduos. É possível que quando utilizado em grande escala no mercado, este medicamento cause efeitos variáveis não previstos, pois poderá haver indivíduos portadores de polimorfismos que afetem enzimas importantes para o metabolismo da droga. Assim, tais indivíduos requereriam adequação de dose. Caso contrário poderia haver toxicidade ou ineficácia desta droga em indivíduos portadores de tais variantes. As principais drogas de ação cardiovascular são metabolizadas pelas enzimas do sistema citocromo P450. As enzimas CYP3A4 e CYP2D6 são as mais importantes no metabolismo das drogas utilizadas no tratamento de doenças cardiovasculares. Vários bloqueadores de canais de cálcio, estatinas e antagonistas dos receptores tipo 1 da angiotensina II são metabolizados por estas enzimas. Assim, polimorfismos que alterem a atividade enzimática destas enzimas modificam significativamente o perfil farmacocinético destas drogas, potencialmente afetando a resposta terapêutica. 0 20 40 60 80 100 40% *1/*3*1/*2 % R ed uç ão d o C L W ar fa rin a Genótipos CYP2C9 *1/*1 43% Fonte: Adaptado de Kirchheiner e cols., 2005 Fig.3.5: Gráfico representando a redução na depuração (CL) da varfarina, no eixo y, de acordo com o genótipo de CYP2C9. Note que os indivíduos homozigotos (*1/*1) apresentaram redução total da depuração desse fármaco, enquanto os indivíduos com outros genótipos apresentaram redução em torno de 40%. A Varfarina é um anticoagulante amplamente usado na terapia de complicações trombovenosas e após cirurgias cardíacas. Este fármaco é um composto com atividade anticoagulante e é rapidamente removida da circulação pela CYP2C9. Um número de variantes alélicos neste gene é conhecido, sendo os mais comuns: CYP2C9*2 (o número que se segue ao sinal “*” indica qual variante genética da CYP2C9 que estamos tratando) caracterizado pela substituição de uma cisteína por uma arginina no aminoácido 144 desta enzima. Esta troca provoca diminuição em 88% atividade enzimática. Um outro variante, o CYP2C9*3, onde uma leucina é substituída pela isoleucina no resíduo 359, exibe apenas 5% da eficiência do variante mais comum – leucina. Sendo assim, portadores dessas variantes (arginina e isoleucina) metabolizam a varfarina mais lentamente, levando a um aumento dos níveis plasmáticos do anticoagulantevarfarina, o que aumenta o risco 86 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores de sangramentos. Por isso, pacientes com uso desse medicamento devem fazer monitoramento freqüente dos níveis de varfarina plasmática. 87 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores gonista dos receptores tipo 1 d CYP2D6. Um estudo mostrou a. Ela nos leva a pensar na importância da farmaco reação na biossíntese do colesterol é catalisada pela enzima microssomal 3-hidroximetilglutaril coenzima A (HMG-CoA) redutase. Esta enzima condicio cerca d De maneira semelhante à varfarina, foi demonstrado que polimorfismos genéticos da CYP2C9 afetam a resposta ao irbesartan (anta a angiotensina II), neste caso metabolizadores lentos para a CYP2C9 apresentaram redução em 14% dos níveis da pressão arterial diastólica, enquanto que os metabolizadores normais têm redução de apenas 7%. Outro exemplo importante se refere ao uso de beta-bloqueadores. Tais drogas são metabolizadas, na sua maioria, pela enzima que a ocorrência de polimorfismo no gene que codifica esta enzima reduziu em 60% a taxa de depuração plasmática de carvedilol, o que resultou em um aumento da sua biodisponibilidade de mais de 150%. Ainda, outro estudo mostrou que indivíduos metabolizadores lentos para a enzima CYP2D6 têm cinco vezes mais chances de apresentar efeitos colaterais associados ao uso de metoprolol quando comparados a metabolizadores normais. O conhecimento da existência desses polimorfismos de relevância clínica, como no caso do metabolismo da varfarin genética e/ou farmacogenômica, a qual poderá auxiliar na prática clínica ao evitar tais problemas com simples testes de genotipagens (determinação de quais marcadores genéticos específicos o paciente tem). Colesterol A principal na o passo limitante na síntese do colesterol. As estatinas, uma das drogas com maior mercado mundial, são inibidores competitivos da HMGCoA redutase. Seus principais efeitos incluem principalmente diminuição dos níveis plasmáticos do colesterol de baixa densidade (LDL, vulgarmente conhecido como “colesterol ruim”). Entretanto, há uma considerável variação interindividual na resposta a esses medicamentos. Estima-se que fatores genéticos possam ser responsáveis por e 20 a 95% dessa variabilidade. Vários estudos avaliaram diferentes respostas terapêuticas com o uso de inibidores da HMG-Coa redutase. Entretanto, a 88 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores geralmente baseado em “tentativa e erro”, onde a escolha do anti-hipertensivo é geralmente fundamentada na experiên ia dos hipertensos. Entretanto, a resposta aos diurético po maioria destes estudos enfocou principalmente o efeito de polimorfismos sobre o metabolismo (CYP450), tanto do colesterol quanto das estatinas. Em humanos, pelo menos metade de todas as drogas é metabolizada por enzimas da família da CYP3A, que apresenta duas isoformas: CYP3A4, sendo a principal forma hepática, e a CYP3A5. Existe um polimorfismo na região promotora (A-290G) do gene da CYP3A4 que afeta a regulação da transcrição gênica da enzima CYP3A4 e, conseqüentemente, o metabolismo de drogas como algumas estatinas (lovastatina, sinvastatina e atorvastatina). Neste sentido, um estudo clínico mostrou que este polimorfismo afeta a resposta à atorvastatina, observando-se diferentes níveis de LDL plasmático após tratamento, conforme o genótipo específico. Hipertensão Arterial O tratamento da hipertensão arterial é cia pessoal do médico e em resultados obtidos a partir de estudos clínicos. Tais estudos levam as conclusões relativas à população em geral, mas nem sempre são aplicáveis a perfis individuais. Agravando o quadro, a resposta aos anti- hipertensivos é altamente variável e, às vezes, ausente. Desta maneira, estabelecer marcadores genéticos de resposta a anti-hipertensivos seria extremamente interessante, pois uma terapia mais personalizada seria prescrita para cada paciente individualmente, além de contribuir para o desenvolvimento de novos fármacos com diferentes mecanismos de ação. • Diuréticos: os diuréticos tiazídicos são considerados drogas de primeira escolha para a maior s de variar. Como as ações farmacológicas dos diuréticos são amplas e vários polimorfismos podem influenciar suas respostas. Até o momento, dentre todos os polimorfismos avaliados, o mais promissor parece ser um SNP localizado no gene que codifica a proteína aducina que apresenta papel importante na regulação da reabsorção de sódio nos túbulos renais. A presença deste SNP causa alteração do aminoácido glicina por triptofano no aminoácido 460 da proteína (Gly460Trp). Uma 89 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores o e cronotropismo cardíaco e pela redução da liberação de renina pelas cé angiotensina (iECA) compreendem uma classe de anti- hipertensivos vez que portadores do variante Trp aparentemente apresentam maior reabsorção tubular de sódio, espera-se que estes indivíduos respondam melhor ao tratamento com HCTZ (que diminui a absorção renal de sal) quando comparados com os indivíduos Gly/Gly. De fato, esta hipótese foi confirmada em vários estudos que demonstram, em média, redução da pressão arterial média mais intensa após tratamento com HCTZ em portadores do variante Trp comparados aos não portadores. • ß-bloqueadores: a ação dos ß-bloqueadores se dá pela diminuição do inotropism lulas justaglomerulares. Devido à variabilidade individual encontrada com o uso destes medicamentos, principalmente relacionada à idade e raça, o interesse em se encontrar bases genéticas para esta variabilidade é muito grande. Por exemplo, que o polimorfismo Arg389 (Gly389Arg) localizado no gene que codifica este receptor está associado a aumento da atividade da adenilato ciclase e da produção de AMPc após ligação do agonista. Assim, poderíamos sugerir que hipertensos portando este alelo responderiam melhor à terapia com ß-bloqueadores (que competem com o agonista pela ligação ao receptor) quando comparados aos portadores de Gly. Esta sugestão foi confirmada em alguns estudos. Num destes, a administração de metoprolol reduziu diferentemente a pressão diastólica nos indivíduos com o genótipo Arg/Arg (-12 mmHg) e indivíduos portadores do variante Gly (-5 mmHg Gly/Arg). • Inibidores da enzima conversora de angiotensina: inibidores da enzima conversora de que apresentam excelente eficácia no tratamento da insuficiência cardíaca e hipertensão. No entanto, como observado na prática clínica, a resposta a estes medicamentos é bem variável. O polimorfismo mais estudado no gene da ECA é o I/D (inserção/ deleção) encontrado no intron 16. Este polimorfismo é caracterizado pela inserção ou deleção de uma seqüência de 287 nucleotídeos. Foi observado que indivíduos homozigóticos para o alelo D (deleção) apresentam altos níveis da enzima conversora. Assim, seria esperado que estes indivíduos respondessem mais eficientemente aos iECA do que os portadores do variante I 90 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores alternativopara inibição do sistema renina- angioten a rilação Atrial s graves (do tipo Torsade de Pointes) podem ocorrer durante tratamento com drogas que prolongam o intervalo da quimioterapia (QT), tais com om a droga, não manifes (inserção), uma vez que teoricamente eles apresentam maior nível de ECA. No entanto, o efeito desta classe de anti-hipertensivos parece não ser modulado por este polimorfismo genético, apesar de alguns estudos sugerirem maior redução da pressão sanguínea em indivíduos DD. • Bloqueadores do receptor 1 da angiotensina: esta classe de anti- hipertensivo oferece um mecanismo sin -aldosterona, por atuarem bloqueando a ação da angiotensina II. Desta maneira, o efeito desta classe de anti-hipertensivos poderia ser modulado por polimorfismos localizados no angiotensinogênio, na ECA e no próprio receptor AT1. Os polimorfismos Met235Thr (angiotensinogênio) e I/D (ECA) parecem influenciar na resposta ao Irbesartan, apesar de alguns estudos demonstrarem que isto não acontece. Fib Arritmias cardíaca o a quinidina ou o sotalol. Recentemente, foram identificadas mutações genéticas de genes que codificam canais iônicos importantes para a re-polarização das fibras cardíacas. Este processo de re-polarização ventricular é extremamente importante e, temporalmente, bem-definido. Entretanto, indivíduos portadores destas mutações apresentam intervalos QT prolongado, aumentando em muito a sua susceptibilidade a arritmias cardíacas, especialmente quando estes indivíduos passam a usar drogas que prolongam ainda mais o intervalo QT. Atualmente, existem exemplos vantajosos e documentados de indivíduos que apresentam mutações nestes genes e que, até o contato c tam clinicamente o prolongamento do intervalo QT, o que dificulta a prescrição médica adequada. Portanto, a genotipagem para estas mutações poderia evitar que indivíduos com susceptibilidade genética a intervalos QT prolongados tomassem drogas que prolongassem ainda mais este intervalo, levando as arritmias potencialmente fatais. 91 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores ios não esteroidais (AINEs) - que incluem a aspirina (ácido acetilsalicilico), o indomethacin, piroxicam, sulindac e ibuprofen - são um grupo estrutura mento de plaqueta rmente em conseqüência das diferenças genéticas interindividual na absorçã Antiinflamatór Os antiinflamatórios l diverso de compostos similares usados para tratar doenças e sintomas da inflamação. Estes fármacos inibem primeiramente a atividade das enzimas da ciclooxygenase (COX) e afetam a síntese de prostaglandina que sinaliza as moléculas, que são envolvidas em uma escala larga de processos fisiológicos além do inflamatório. Alguns AINEs possuem outros usos como antipiréticos, analgésicos e inibidores da agregação plaquetária. A aspirina tem sido apresentada como um agente eficaz para a prevenção secundária de doenças cardiovasculares. A inflamação pode originar dos processos infecciosos e não infecciosos de ferimento ou da irritação crônica. A resposta inflamatória conduz ao recruta s e de leucócitos ao local dos danos com uma liberação subseqüente de radicais livres, incluindo espécies reativas de oxigênio. Estes radicais livres são conhecidos por danificar macromoléculas, como os lipídios e o DNA. Além dos danos celulares e genômicos que ocorrem como parte da atividade do radical livre e dos outros compostos, ocorre também à liberação da proliferação de plaquetas e dos disparadores dos eicosanóides. A combinação destes processos facilita carcinogenese. A inflamação é considerada agora um fator de risco do câncer. Um número de circunstâncias inflamatórias pré-dispõem ao câncer, incluindo a úlcera (que aumenta o risco de desenvolver o câncer de cólon) e o esôfago de Barrett (um precursor de adenocarcinoma). Assim, não está surpreendendo que o uso regular da aspirina e do outro AINEs está relacionado a um risco diminuído de diversos tipos de câncer. Cada indivíduo difere na resposta aos AINE por razões múltiplas, mas particula o, na distribuição, no metabolismo e na excreção do fármaco. Todas são conseqüências da variabilidade farmacocinética e podem ter efeitos significativos no tratamento. O potencial quimio-preventivo dos AINEs pode ser ressaltado, e mais 92 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores requerem a ativação metabólica ao composto sulfídrico. As principa Fonte: Ulri ig.3.6: Os antiinflamatórios não esteroidais (AINEs) são metabolizados no fígado pelas enzimas d s. A excreção é feita na urina através dos rins. CYP2C9, já vista anteriormente (família 2, subfamília C, polipeptídio 9) é uma enzima importante responsável pela oxidação de AINEs. Entretanto, outros seletivamente ser determinado, fazendo exames no paciente de tais diferenças farmacogenética. A maioria dos AINEs é considerado fármaco ativo. Entretanto, alguns, tais como o sulinidac, is vias metabólicas que conduzem à inativação e eliminação de AINEs são: oxidação (enzimas do citocromo P450), conjugação com o sulfato (uridine-5'- diphosphate (UDP)-glucuronosyltransferases (UGTs)) e, a pouca extensão, conjugação com sulfato (sulfotransferases) . O fármaco não metabolizado, assim como os metabólitos hidroxilados, podem ser substratos para a glucoronidação, ou seja, a conjugação com sulfato. A proporção relativa dos distintos metabólitos difere entre indivíduos. ch, C., 2006 F as famílias CYPs e UGB A 93 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores membro GT2Bs). Pouco se sabe sobre a especificidade das UGT s fatores como estilo de vida (fumar e uso de contrace oronidação compara -------------FIM DO MÓDULO III------------- s da família CYP2C, podem também ter um papel importante no metabolismo dos antiinflamatórios. A glucuronidação é feita com importante participação de outra família de enzimas, a UGT (o UGT1As e o U s e as diferenças individuais na resposta aos AINEs. Os contribuintes mais importantes para a glucuronidação da aspirina são UGT1A1, UGT1A6, UGT1A7 e UGT1A9, entretanto as enzimas mais importantes envolvidas no processo de glucoronidação de AINE são UGT1A1, UGT1A3, UGT1A6, UGT1A8, UGT1A9, UGT2B4, UGT2B7 e UGT2B17. As CYP2C e as enzimas de UGT são altamente polimórficas. Esta variabilidade genética, aliada ao ptivo oral), contribui para a variabilidade interindividual na eficácia dos AINE e no clearance. A eficiência da hidroxilação de AINEs pela enzima variante CYP2C9 L359 é de 3 a 30% e indivíduos que carregam variante apresentam metabolismo reduzido dos AINEs, incluindo os inibidores de ciclooxigenase (COXibs). Similarmente, indivíduos com determinados polimorfismos na enzima UGT1A6 apresentam aproximadamente 50% da atividade do gluc da com o selvagem. Estudo controle de adenomas colo retal mostrou que somente os usuários da aspirina com genótipo selvagem de CYP2C9 ou um genótipo do variante de UGT1A6 tiveram um risco reduzido dos adenomas, visto que os indivíduos com outros genótipos, não pareceram possuir o benefício quimiopreventivo do uso da aspirina. Esta observação foi confirmada subseqüentemente em um estudo em perspectiva. Visto que as correlações entre genótipos de enzimas e metabolismo de fármacos detalharammais a investigação. Estes estudos mostram que os efeitos da variabilidade genética no metabolismo de AINE podem modificar as propriedades quimiopreventivas dos AINEs. Marcos Históricos, e Evolução da Farmacogenética Quimioterápicos Resistência aos quimioterápicos Anticoagulantes orais
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