Ebru Apaydın Doğan Akdeniz Üniversitesi Tıp Fakültesi Nöroloji Anabilim Dalı
Epilepsi, oluşumunda moleküler, genetik ve çevresel faktörlerin rol aldığı bir hastalık
Hastaların 1/3’ünde farmakorezistans
Erken yaşta nöbet (<1y) Tedavi öncesi nöbet sıklığı Febril konvülziyon Serebral lezyon ‘Kortikal displazi, DNET’
Dirençli epilepsi
Artmış eksitatör nörotransmisyon
(Arroyo et al. 2002,Rogawski and Johnson 2008, Luna-Mugicetal 2011)
Hücresel düzeyde
Nöronal yapılarda anormal reorganizasyon Nörotransmitter reseptörlerinde değişimler Kanalopatiler Reaktif Otoimmünite AEİ’ların kan-beyin bariyerine yetersiz girişi Vasküler endotel hasar Astrositlerde değişimler
a.
Normal mikrovasküler yapı, bazal membran (bm) kalınlığı normal, endoteliyal hücreler (ec) b-d. Epileptik dokular; artmış miktarlarda, ödemli perisitler (p) ödemli, vakuolizasyon (v), invajinasyon (ok); vesikal inklüzyonlar (+)
DİRENÇ MEKANİZMALARI 1.Hedef Hipotezi 2.Çoklu İlaç Taşıyıcıları Hipotezi 3. İntrensek Hipotez 4. Metilasyon Hipotezi
HEDEF HİPOTEZİ
(Target Hypothesis)
İlaç etkinliği, farmakodinamik nedenlere bağlı olarak azalmıştır
Edinilmiş Nedenler
Genetik Özellikler
1) Voltaj kapılı iyon kanallarının modülasyonu Na+, Ca++ ve K+ kanalları
2) Sinaptik inhibisyonun arttırılması GABAa aracılı inhibisyon
3) Sinaptik eksitasyonun azaltılması Glutamat reseptörlerinin blokajı
ANTİEPİLEPTİK İLAÇLARIN Na+ KANALLARI ÜZERİNE OLAN ETKİLERİ 1)
Na akımının amplitüdünü azaltır
2)
Voltaj bağımlılığını ‘hiperpolarizan’ tarafa kaydırır
3)
Bu kanalların ‘yavaş inaktivasyon’dan çıkmasını yavaşlatır
Voltaj Kapılı Na+ Kanalları
α ve β subünitlerinden oluşur
9 farklı α subünit tanımlanmış
Nav1.1-1.3,1.5 ve 1.6; serebral dokularda eksprese
α subünitleri, 4 homolog (I-IV) yapıdan ve 6
transmembran α heliksten oluşan bir yapı (SI-S6)
AEİ’lar, S6’daki III ve IV’e bağlanarak Na kanallarına etki eder Rogawski MA, Löesher W 2004
AEİ’ların etkinliği, epilepsi-nedenli bireysel farklılıklara bağlı olarak değişebilir 1) İyon kanallarındaki dağılım ve moleküler yapı 2) Bazı ailesel epilepsi tiplerinde mutasyonlar
SCNA: sodium channel, voltagegated type-I, alfa sub端nit
Ca+ kanalları Bazı ilaçlar ön planda Ca+ kanalları üzerinden etki eder *Presinaptik ekspresyonları yoktur, *Postsinaptik nöronal eksitabilite üzerinden etki ederler Levetirasetam:sinaptik veziküllerde bulunan SV2A’ya yüksek afinite ile bağlanır, Ca aracılı nörotransmisyon
ANTİEPİLEPTİK İLAÇLARIN GABAa RESEPTÖRLERİ ÜZERİNE ETKİLERİ
Hızlı inhibitör transmisyon
α;β;γ subünitleri
Kanal kinetikleri, dağılımları, farmakolojileri farklı
Epilepsi, Alzheimer H, psikozlar
Hipokampal yapılardaki GABAa reseptörlerinde epileptogenez sürecinde plastisite
Epileptojenik dokulardaki kanal ve subünit kompozisyonlarındaki değişimlerin bulunmasıyla yeni AEİ’ların geliştirilebilmesi mümkün olabilir
a. Normal GABA-R; 2 α1 subünit ekspresyonu b. 2 α4 subüniti ekspresyonu ile modifikasyon sonucu ‘GABA’ ve benzodiyazepin duyarlılığında azalma
İlaç
Na + kanalları
Ca ++ kanalları
GABA
Voltaj-bağımlı iyon kanalları üzerine olan temel etki Karbamazepin
I Naf
HVA
Etosüksimid
I NaP?
T-tip
Lamotrijin
I Naf
HVA
Okskarbazepin
I Naf
HVA
Fenitoin
I Naf I N aP
HVA
Pregabalin
Glutamat
reseptörleri
HVA (α2δ)
Zonisamid
I Naf
T-tipi
GABA aracılı mekanizmalar üzerine temel etki Benzodiaepinler
GABA A R
Tiagabin
GABAtransp
Vigabatrin
GABA-T
Kompleks etkiler Felbamat
HVA
GABA A R
Gabapentin
HVA (α2δ)
GABA döngü
Levetirasetam
HVA
Zn ve DMCM
HVA
GABA A R
KA/AMPA
HVA
GABA A R
AMPA
Topiramat Fenobarbital
I Naf
I Naf I NaP
NMDA
Spesifik ‘hedef’lerdeki değişimler sonucu; - nöbet aktivitesinde artış - mRNA’da transkripsiyonel aşamada bozulmuş ‘splicing’ - protein/protein kinazların posttranskripsiyonel değişimleri
Mutasyon ve mRNA’daki transkripsiyonel değişiklikler
- İlaçlara olan duyarlılıkta azalma, dolayısıyla - Tedaviye dirençte artış ile sonuçlanır
Ancak ‘hedef’ hipotezi, politerapi uygulandığı durumlardaki ilaç direncini tek başına açıklamakta yetersiz kalabilir
ÇOKLU İLAÇ TRANSPORT HİPOTEZİ Temelinde, ilaç farmakokinetiğindeki modifikasyonlara bağlı olarak serebral dokularda yetersiz AEİ konsantrasyonuna bağlı dirençli epilepsi kavramı bulunur
Sağlıklı Dokuda KBB
Transmembra n proteinler Pglikoprotein, Çoklu İlaç Transporter Proteinleri (MDR)
Epileptik Dokuda KBB
Kan-beyin bariyeri ve kan-BOS bariyeri, birçok hidrofilik madde için oldukça korunaklı
Bazı maddeler ise oldukça lipofilik olmalarına rağmen bu bariyerleri geçemez
Lipofilik moleküller, ilaç atılımını sağlayan taşıyıcılar
(multidrug transporter) için önemli ‘substrat’lardır
Çoklu ilaç taşıyıcı proteinler ’ Multidrug Transporter Proteins’’(MDR)
AEİ’ların, Serebral dokuya geçişini engeller İlgili dokudaki konsantrasyonlarını azaltırlar Remy 2006 Lazarowski et al 2007 Löscher 2007 Potschka 2010
Transmembran proteinleri kodlayan genler ‘ATP-binding cassette (ABC) transporter superfamily’ 7 alt grubu var (ABC A-G) Dean et al 2001
sadece ilaçları değil metabolitlerini ve katabolizma ürünlerini de dışarı atar
P-glikoprotein (P-gp)
MDR-1
ATP-binding cassette taşıyıcısı
İlaca dirençli epilepsi fenotipi ile yakın ilişkili KBB veya kan-BOS bariyerinin luminal yüzeyinde Mikrodamarların endoteliyal yüzeylerinde Nonpolar, zayıf amfipatikleri hücre dışına atar ‘efflux-protein’
Transporter proteinler endojen ve ekzojen birçok faktörden etkilenebilir Apopitoz, Stres
İnflamasyon,
Hormonlar Transkripsiyon faktörleri
Hipoksi
İlaçlar Bauer et al.2008
Normalde bulunmadıkları dokularda ekspresyon (örn.kardiyomyozitler)
*P-gp ve ilacın hücre membranı boyunca hareketini gösteren şematik görünüm a) Çözünürlüğü yüksek olan maddeler hücre zarından geçer b) Sitozolda P-gp ve ilaç birleşir c) Konformasyonel değişimle ilaç aktif olarak dışarı atılır d) Veya ilaç doğrudan membran boyunca ilerler ve dışarı atılır
Çoğu ilaç, P-gp’nin substratı Fenitoin Fenobarbitürat Lamotrijin Okskarbazepin
İnsanlarda diğer ilaçlarla ilgili veriler ise halen sınırlı
Sills 2008, Zhang et al. 2012
Topiramat; artmış P-gp aktivitesini
Çoklu ilaç taşıyıcı hipotezini destekleyen en önemli kanıt, P-gp aracılı indüksiyonun, ‘spesifik inhibitörlerle’ ortadan kaldırılabiliyor olması
Tariquidar, spesifik P-gp inhibitörü
Sadece epilepside değil, kanser ve çok ağır enfeksiyonların tedavisinde, verilen ilaçların etkinliğini arttırma amacıyla Faz II ve Faz III çalışmalarda kullanılıyor
P-gp ve diğer MRP üyeleri ilaca dirençli hastalardan rezeke edilmiş dokularda, yüksek miktarlarda bulunur
KBB fonksiyonlarını düzenleyen kapiller endotel hücreleri ve astrositlerin ayaksı uzantılarında belirgin artmış ekspresyon
Bu mekanizmalar birçok ilaç ve farklı molekülün serebral dokulara girmesini önler (Sisodiya et al. 1999; Dombreowski 2001; Lazarowski 2004)
Bu hipotez, daha sonraki çalışmalarla da desteklendi
P-gp ve iyi bilinen MRP’lerden MRP1,2 ve 5 beyin mikrovasküler yapılarının luminal yüzeyinde
Ek olarak KBB’ni oluşturmayan diğer yapılarda (displastik nöronlar, reaktif astrositler) da bulunurlar
DiÄ&#x;er Hipotezler; 3) Intrensek Ciddiyet Hipotezi 4) Metilasyon Hipotezi
Etyoloji ne olursa olsun, genetik faktörler hastalığın seyrini belirleyen temel etken olabilir
Tedavi öncesi nöbet sıklığı
İnflamasyon
Sinaptik transmisyon
Nöronal bağlantılarda yeniden yapılanma
Bu hipotezin, metilasyon hipotezini destekleyeceğine vurgu yapılmış Kobow et al., 2013
Nöbet tipleri
Hayat kalitesi
Komorbiditeler
Biyomarkerlar
Nöronal hasar
EEG özellikleri
İntrensek hipotezin temelini oluşturur
Eleştiriler; Seyrek nöbeti olan hastalarda direnç olabilir Değerlendirme için net bir uzlaşı yok
DNA metilasyonu, post-mitotik nöronlarda moleküler hafızaya alınır
Bu süreç fizyolojik yaşlanma ile ilişkili Birçok nörolojik ve psikiyatrik hastalığın seyrinde
MTLE-HS
*öyküde, travma, inflamasyon, FK Latent period Rekürren nöbetler
Metilasyon ? Gen ekspresyonunda uzun süreli değişimler
MDR1’in artmış ekspresyonu, MDR lokusunun farklı bölgelerindeki ‘DNA histon varyantı H3’ün asetilasyon H3K4 bölgelerindeki metilasyonun
etkileri
sonucu DNA onarım aşamalarında değişimler
PLANLANAN YENİ ARAŞTIRMALAR
İstisnalar dışında, AEİ’lerin çoğu benzer kimyasal özellikler taşıyor
Kimyasal
benzerlik=Benzer
etkinlik
6x1015 farklı molekül yapılabilir 2010)
(weaver & weaver
Literatürde farklı hayvan modelleri olsa da en sık kullanılanlar Maksimal elektroşok modeli (MES) Pentilentetrazol modeli (PTZ) Absans
JTK
Farklı ‘post-status epileptikus’ modelleri
İlaç dirençli ‘rat’larda deneysel modeller
TEŞEKKÜRLER