FARMAKOGENOMİK
Dr. Ahmet METİN Yıldırım Beyazıt Üniversitesi Tıp Fakültesi Dermatoloji AD S.B. Ankara Atatürk Eğitim ve Araştırma Hastanesi
Çıkar çatışması YOK
KONUYA İLGİ DUYANLAR BU KONUŞMANIN SLAYTINI FİRMADAN ALABİLİRLER…
Konu Akışı Tanımlar: Omikler, DNA, Farmakogenetik, Farmakogenomik, TNP Polimorfizmler ve etkileri Kişiler arası ilaç yanıtını etkileyen faktörler ve enzimler Genomiğin teknik temelleri Farmakogenominin klinik katkısı Hedefe yönelik ve bireysel tedavi Kanser genomları analizi ve melanoma Farmakogenomiğin potansiyel yararları Farmakogenomiğin engel ve sorunlar Farmakogenomik ve Dermatoloji Sonuç
Teknolojik gelişmeler tıbba bazı yeni temel kavramlar getirmiştir. Bunlardan birisi de omiklerdir....
Omik’ler ile bireyler arası farklılıklar moleküler düzeyde saptanabilir olmuştur
İnsanlar doğada birbirlerine benzerler ancak günlük yaşamda birbirlerinden çok farklıdırlar. Konfüçyus, İÖ 551-479
Farmakogenomik nedir? Farmakogenomik: farmakoloji + genomik (genler ve fonksiyonlarÄą)
6
Farmakogenomik nedir?
‘Farmakogenomik’ ilaçlar ile genetiğin kesişim kavşağı olup
Bireyin kalıtsal genetiğinin vücudun ilaçlara tepkisini nasıl etkilediğini inceler
Genetiğin, bireye özgü tedavi seçimlerinde kullanılmasını sağlar
+
Farmakogenomi nedir? İlaç yanıtında birden fazla gen ürününün rol
aldığının ortaya konması,
İncelemelerin GEN boyutundan GENOM
boyutuna kaymasına ve
farmakogenetik yerine farmakogenomik
teriminin kullanılmaya başlanmasına yol açmıştır.
Farmakogenomik farmakogenetiği kapsar
Genetik terimler DNA bilgidir DNA
Türkçe
A, T, G, C
A, B, C, Ç… Harf
Kodon
Kelime
Gen
Cümle
Kromozom
Bölüm
Genom
Kitap
İnsan genomunun bileşimi İnsan genomu Kromozom Gen Kod sıralaması
3,000,000,000 bç 150,000,000 bç 50,000 bç 3,000 bç
Genetik kod üniti
3 bç
Mutasyon / polimorfizm
1 bç
İnsan DNA’sı %99.9 oranda benzer Herhangi iki bireyin DNA dizisi %99.9
aynı, %0.1 farklıdır.
Yaklaşık 20 - 30 bin gen içerir
%2-3’ü protein kodlar 25-100.000 protein 1o binden daha azının ilaçlarla
ilişki olacağı düşünülmektedir
International Journal of Dermatology 2013
İnsanlar arası genetik kod farklılıkları Mutasyon: Nüfusun %1’inden daha az görülen DNA kod farkılılığı Genellikle nadir görülen hastalıklar ile bağlantılı XP, Netherton sendromu, orak hücreli anemi, v.b.
Polimorfizm: Nüfusun %1’inden daha fazlasında görülen DNA kod farkılılığı Tek bir polimorfizmin bir hastalığın ana nedeni olması ihtimali
daha azdır Genellikle hiçbir görünür bir klinik etkiye sahip değildir
Tek Nükleotid Polimorfizmi (TNP) Single Nucleotide Polymorphism (SNP)
Genomda ortaya çıkan ve tek
bir nükleotidi içeren DNA dizisi farklılığıdır Referans Birey
: :
Polimorfizimlerin %90 dan
fazlasını oluşturur
İnsan genomunda 2 milyondan
fazla TNP bulunur
TNP’ler
Bireyleri benzersiz kılan özelliklere katkıda bulunur
Kanser, psoriasis ve kalp hastalığı gibi yaygın hastalıklara yatkınlığın temelini oluşturur
İlaç yanıt farklılıklarıyla ilgili olabilir
Genomik belirteçler (biyomarker) olarak kullanılır
DNA molekülü 1, 2’den tek baz çifti yerleşimiyle (C/T) polimorfizm göstermektedir Shahid Chamran university of Ahvaz
Kişiler arası ilaç yanıtını etkileyen faktörler
Genom Transkriptom Proteom Metabolom Epigenom Mikrobiyom
Yaş Cinsiyet Etnik köken BMI Ko-morbidite Aile hikayesi Sirkadiyen ritm Plasebo etki
ÇEVRESEL FAKTÖRLER Beslenme İlaçlar ve ilaç –ilaç etkileşimleri Yaşam tarzı (sigara alkol, stres, ekzersiz Sirkadiyen ritm Epigenom Uyum ve bağımlılık
Farmakokınetik Farmakodinamik
ETKİNLİK
TOKSİSİTE
Genetik Polimorfizmin İlaçlar Üzerine Etkisi GENETİK POLİMORFİZM
Metabolizma Enzimleri
Taşıyıcı
FARMAKOKINETİK
Etkinlik/Toksisite Değişkenliği
Reseptör
İyon kanalları
FARMAKODİNAMİK
İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimler
CYP3A4 (%50) CYP2D6 (%20) CYP2C9 and 2C19 (%15)
Faz I Enzimler
Faz II Enzimler
Sitokrom P 450 Süperoksit Ailesi Çoğunlukla karaciğerdedir ama diğer organlarda da bulunur •Hem içerikli enzimlerdir •1000 den fazladır, •57 farklı aktif gen •17 farklı aile •İnsanda 50 tane •İlaç metab. çok önemli grup •Karaciğer, deri ve ve diğer organlarda •Klinik öneme sahip çoğu ilacın metabolizmasından CYP3A4 CYP2A6, CYP2B6, CYP2C9 ,CYP2C19, CYP2D6 ve CYP2E1 sorumlu
Çoğunlukla karaciğerdedir ama diğer organlarda da bulunur •Uridin Difosfat Glokroniltranferaz (UGT)
Hücreye alım Solut Taşıyıcı (SLC) ailesi
OATP, OCT, OAT
Hücreden atım ATP-Bağlı Kaset (ABC) taşıyıcı
ABCB1 (MDR1 50 den fazla TNP tanımlanmış), ABCC1/2, ABCG2
UGT1 ve UGT2 varyantlar var
•Sulfotransferaz (SULT) SULT 1A1*2 azalmış aktivite •Glutatyon S-Transferaz (GST) GSTA1B, GSTP1*B, GSTM1*0 , GSTT1*0
•N-Aseltil Transferaz (NAT) NAT1 ve NAT2 polimorfizmlerinde enzimatik aktivite azalır İzoniazid’i met eder
•Tiyopurin S-Metil Transferaz (TPMT) TPMT*2, *3A, *3B, *3C varyantları tanımlanmış. Azatiopurin tedavisi öncesinde bu varyantlara bakılmalı İlaç taşıyıcıları
İlaçların intestinal em,eilim, safra ve renal atılım, doku/hücre girişinde önemliler
Enzimatik aktiviteye göre bireyler Enzimler genetik polimorfizm nedeniyle aktivitede geniş bir
değişkenlik gösterebilir Enzim aktivitesine göre insanlar 1- Zayıf metabolize ediciler (aktivite yok) 2- Orta düzeyde metabolize ediciler (düşük aktv.) 3- Hızlı metabolize ediciler (normal aktv.) 4- Ultra hızlı metabolize ediciler (artmış aktv.) 4 grupta incelenir;
Enzim Polimorfizim örneği: 5-FU 5-FU metabolizması, birçok gen ile ilişkili ve polimorfiktir Temel belirteci DPD enzimini kodlayan DPYD genidir DPYD gen polimorfizimi ile enzim aktivitesi azalır veya yok olur,
5-FU, inaktif dihidro-5-FU ya dönüşemez ve toksisite çıkar
TS geni promoter bölgesi polimorfizmi sonucu TS ekspresyonu
ve metabolizması artar 5-FU’in etkisi azalır
5-FU’i aktif metabolitlerine dönüştüren diğer enzim TP dir. Bazı
tümörlerde TP ekspresyonu artar bu tedavide avantaj sağlar
DPD Dihidropririmdin dehidrogenez, TS=Timidilat sentetaz, TP=Timidin fosforilaz
Enzim polimorfizmi Tiyopurin metabolizma örneği Azathiyoprin, 6-merkaptopurin (6-MP), ve Thyioguanin: Tiyopurin-
S-Metil Transferaz (TPMT) ile metabolize edilir Enzim 13 varyantından aktivitesi düşüğe (TPMT*2A ,TPMT*3A,
TPMT*3C) sahip olanlar ilacı metabolize edemezler ve - ölümcül hematotoksisite - karaciğerde veno-oklusiv hastalık, - kemoterapi sonrası AML ve radyoterapi sonrası beyin tümörü gibi tedaviye ikincil malinite gelişim riskini artar
Pharmacogenomics 2002;3(1):89-98.
Farmakogenomik testlerin yaralı olduğu bazı önemli ilaç ve biyomarkerleri Amitriptyline
CYP2D6
Flurbiprofen
CYP2C9
Azathioprine
TPMT
Fluvoxamine
CYP2D6
Cetuximab
EGFR
Imatinib
Cevimeline
CYP2D6
KIT, BCR-ABL1, PDGFRB, FIP1L1PDGFRA
Imipramine
CYP2D6
Mercaptopurine
TPMT
Methylene Blue
G6PD
Quinidine
CYP2D6
Rifampin, Isoniazid, and Pyrazinamide
NAT1-2
Rituximab
MS4A1
Chloroquine
G6PD
Citalopram
CYP2D6, CYP2C19
Codeine
CYP2D6
Terbinafine
CYP2D6
Dabrafenib
Mycophenolic Acid HPRT1
BRAF, G6PD
Nalidixic Acid
G6PD
CYP2D6
Dapsone
Tetrabenazine
G6PD
Nitrofurantoin
G6PD
Diazepam
TPMT
CYP2C19
Nortriptyline
Thioguanine
CYP2D6
Doxepin
Omeprazole
Trametinib
BRAF
CYP2D6, CYP2C19
CYP2C19
Drospirenone ve CYP2C19 Ethinyl Estradiol
Panitumumab
EGFR
Trastuzumab
ERBB2
Pantoprazole
CYP2C19
Tretinoin
PML/RARA
Erlotinib
EGFR
CYP2D6
Trimipramine
CYP2D6
5-Fluorouracil
CYP2D6
DPYD
Paroxetine Pimozide
Vemurafenib
BRAF
Fluoxetine
CYP2D6
G6PD
Voriconazole
CYP2C19
Primaquine
Sulfamethoxazole and Trimethoprim G6PD
Farmakogenomiğin amacı TNP karekterizasyonu ile hastalık riski taşıyan bireylerin alt kümelerinin belirlenmesine yardımcı olmak Böylece ilaç yanıtları / advers etkileri görmek Nihayetinde tedavinin sonuçlarını mümkün olduğunca iyi yönde belirlemektir
İnsanlar farklı farklıdır.
Her insanın ilaçlara cevabı da farklıdır…
Farmakogenominin klinik katkısı Farmakogenomik çalışmaların klinikte iki temel
uygulaması bulunmaktadır;
Bir ilaca iyi yanıt veren ve vermeyen hastaları
ayırabilmek,
Yan etkilerin ve toksisitenin ortaya çıkabileceği hastaları
belirleyebilmektir.
Farmakogenominin klinik katkısı Hasta Grup
İlaç toksik değil ama faydasız
İlaç toksik DEĞİL ve faydalı
Aynı tanı Aynı İlaç İlaç toksik ama faydalı
İlaç TOKSİK ve FAYDASIZ
Aynı tanı / İlaç / Doz
İlaca iyi yanıt %30-40
İlaç Etkisiz %30
%10 Advers/toksik %30 Zayıf etki
Bireylerin %50-70’i gereksiz ilaç tüketir E J Pharmacol, 410, 2000
Genomiğin teknik temelleri 2. Piro-dizileme 3. Kütle spektrometresi 4. Floresan temelli platform
Log MW
1. Rekombinan-DNA teknolojisi
. .
.
.
5. RFLP 6. RT-PCR ve çeşitleri 7. PCR amplifikasyonu 8. Hibridizasyon teknikleri 9. Mikrodizinleme 10. DNA dizileme 11. Bilgisayar teknolojsi 12. Arşiv yapısı 13. Bilgisayar ağları
Distance
İnsan genom projesi İnsan DNA'sının tüm genlerini tanımlanmış Genomdaki değişkenlikleri nitelendirilmiş..bu sayede Ilaç etkinliği veya toksisite tahmininde gelişme Hastalık tanısında ilerleme Hastalığa genetik yatkınlığın erken algılanması sağlanmıştır Böylelikle
Genomik Tıp Dönemi başlamıştır
Bu da hedefe yönelik tedavileri ve tedavilerin bireyselleşmesini gündeme getirmiştir
Hedefe Yönelik tedavi Molekül hedefli tedavi olarak da bilinir Onkolojide kanserli hücrede aktif olan
genleri hedef alan tedaviler Psoriyaziste molekülü hedef alan
tedaviler böyledir Tedavilerin bireyselleşmesine olanak
sağlarlar
Bireysel tedavi Bir ilaca; Yanıt verenlerle vermeyenlerin Yan etki olacaklarla olamayanların önceden saptandığı bireylerde yapılan tedavidir
Tedavi başarısını dramatik olarak artırır
Bireysel tedavi Farmakogenomik bireye özgü
tedavinin ana üyelerinden biridir
Bireyin genomundaki
varyasyonlara göre ilaç kullanımını sağlar
Ve..
Uygun ilacın Uygun dozda Uygun endikasyonda Uygun hastada Uygun zaman da
… kullanılmasını amaçlar
İnsanlar gibi kanserleri de farklıdır
Kanser genomları analizi ve kanser tedavisi
Farmakogenomiğin
başarılı çalışma alanlarından birisidir
From Ding et al, Hum Mol Gen, 2010
MAPK yolağındaki onkojenik mutasyonlar Kutanöz melanomların %50
sinde BRAF mutasyonu vardır
N-RAS mutasyonlar %20’sinde
BRAF mutationla ovelap yok PTEN geriye kalan %30 unda
bulunur
Lovly . Cancer Res. 2011;71:4920; Curtin. J Invest Dermatol. 2006;126:1660.
Melanomada gen mutasyonları ve sıklığı Mutasyonlu gen
Adları
Gen lokusu Sıklığı
BRAF
Proto-onkojene, B-Raf, serine/treoninprotein kinaz B-Raf
7q34
% 37–50
CTNNB1
Catenin
3p21
% 2–4
GNA11
Guanin nucleotid bağlayıcı protein-α-11, G protein α-11, G11
19p13.3
% 1.2
GNAQ
Guanin nucleotid bağlayıcı protein-q polipeptit, q polipeptit
9q21
% 1.3
KIT
v-kit Hardy-Zuckerman 4 feline sarcoma viral oncogene homolog
4q12
% 2–8
MEK1
Mitojen Aktive Protein Kinaz - 1 (MAP2K1)
15q22.1q22.33
% 6–7
NF1
Nöroblastom RAS viral (v-ras) oncogene homolog
17q11.2
% 11.9
NRAS
Nörofibromin 1
1p13.2
% 13–25
Melanomda Moleküler Hedef tedaviler • BRAF inh: Dabrafenib, Vemurafenib, Encorafenib • MEK inh : Trametinib, Cobimetinib, Binimetinib, Selumetinib • BRAF inh ve MEK inh: Dabrafenib + Trametinib, Vemurafenib + Cobimetinib Encorafenib + Binimetinib • NRAS inh: IL-2, Binimetinib • Kit inh : İmatinib, Sorafenib • CTLA-4 inh: Ipilimumab • Anjiogenez : Axitinib, Bevacizumab • PD-1: Nivolumab, Lambrolizumab • VEGFR1-3, FGFR1-4, RET, KIT, PDGFR: Lenvatinib
İlaçla indüklenen şiddetli kutanöz advers reaksiyonlar İlaç sınıfı Antiretroviral
Sorumlu ilaç
HLA alleli
SCAR
Abakavir
B*57:01
Hipersensitivite
Nevirapin
DRB1*01:01 B*14:02 (or B*14:02- Cw*08:02)
MPE/DREss Hipersensitivite
B*35:05
DRESS/MPE
Cw*08:01 or Cw*08:02
Hipersensitivite
CYP2B6
SJS/TEN
B*58:01
SJS/TEN/ DRESS
B*15:02
SJS/TEN
B*15:11
SJS/TEN
B*59:01
SJS/TEN
A*31:01
SJS/TEN/İİHS
A*31:01
MPE/DRESS
Lamotrijin
B*15:02
SJS/TEN
Fenitoin
B*15:02
SJS/TEN
CYP2C9*3
SJS/TEN/ DRESS
Oxkarbezepin
B*15:02
SJS/TEN
Oksikam
B*73, A*2, B*12
TEN
Dapson
B*13:01
DRESS
Sulfonamid
A29, B12, DR7
TEN
Sulfamethoksazol
B*38
SJS/TEN
Metazolamid
B*59:01, CW*01:02
SJS/TEN
Ksantinoksidaz inhibütörleri Allopurinol Karbamezepin Antikonvülzan
NSAIDS Leprostatik Antibiyotik Antiglokom ilaç
Farmakogenomiğin potansiyel yararları Hastalarda ilaca yanıtın tahmini Advers olayların önlenmesi Doğru ilaç ve uygun dozaj kullanımı Etkinliği ve hasta uyumunu artırma Hedefe yönelik ve bireyselleşmiş tedavi Akılcı ilaç kullanımını yaygınlaştırma Daha güçlü ve güvenli ilaç gelişimi İlaç araştırma, geliştirme ve onaylarını kolaylaştırma Sağlık Hizmeti Genel Maliyetinde azalma
Farmakogenomiğin engel ve sorunlar Kişiye Özel Mahremiyet
(sigorta şirketi, işveren, eş, adalet) Bireyin kendisini tanımladığı etnik geçmiş Mevcut patentlerin farmakogenomik gelişmeyi engellemesi İlaç yanıtını etkileyen gen varyasyonlarındaki karışıklık Firmalarının farmakogenomik ürün için teşvik edilmemeleri
Farmakogenomik ve Dermatoloji Dermatoloji tıbbi genomiğin ön planında, araştırma ve terapötik
uygulamalar için çok büyük bir potansiyele sahip geniş bir tıp uzmanlık alanı olarak durmaktadır Başlıcalarını melanoma, psoriyasis, ve atopik dermatitden
oluşturan dermatolojik hastalık ve ilaçtan sorumlu genomik profili keşfe yönelik çok sayıda araştırma yapılıyor olsada, Farmakogenomik dermatoloji alanında henüz emekleme
aşamasındadır Halen anahtar gen analizi yapılacak ve klinik pratiğe geçecek çok
sayıda hastalık ve ilaç bulunmaktadır
Bireyler arasında büyük bir farklılık bulunmasaydı, tıp bilim olarak kalır sanat olamazdı.
Sir William Osler, Physician 1892 Johns Hopkins School of Medicine
Farmakogenomik Bilgi Bazı Gen haritası İlaca yanıtta farmakogenomik varyantlar Genotipe dayalı AİR riskini belirleme TNP kombinasyonları içeren veri tabanı
https://www.pharmgkb.org/
7759 ilaç içeriği 1602 FDA onaylı küçük molekül 161 FDA onaylı Biyotek (protein-peptit) ilaç 6000 üzerinde deneysel ilaç 4300 den fazla taşıyıcı, hedef, enzim sekansı Her ilaç için 200 den fazla bilgi girdisi http://www.drugbank.ca/
Sonuç Günümüzde tedavilerin hastalıktan ziyade genoma göre
belirlenip, kişiselleştiği yeni bir dönem başlamış durumda Bu yaklaşım onkolojide olduğu gibi etkinliği en üst düzeye
taşırken gereksiz ilaç ve dozajı da önleyerek yan etkileri olabildiğince azaltır Artık bu konsepti diğer birçok dermatolojik hastalık ve ilaç için
de kullanma imkanına sahibiz Dermatologlar arasında farmakogenomik farkındalığın artması
daha güvenli ve etkili ilaçların kullanılmasını sağlayacaktır
KAYNAKLAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
Personalised med. 2005;3(4):325-337 TRENDS in Molecular Medicine Vol.7 No.5 May 2001 Int. J Dermatol 2013; 52: 1005–1012 http://www.drugbank.ca/ https://www.pharmgkb.org/ Asia Pac Allergy 2015;5:59-67 Hautarzt 2005 · 56:44–47 Journal of Dermatological Treatment. 2012; 23: 161–167 Journal of Dermatological Treatment, 2013; 24: 408–410 J Dermatolog Treat, 2015; 26(1): 94–96 Arch Dermatol 2001:137:1512-q515 International Journal of Dermatology 2011; 50:114–118 İNTERNET
50