Farmakogenetika PřF 2.12.2005 Cíl * Na základě interdisciplinárního integrace znalostí farmakologie a genetiky popsat vliv dědičnosti na odpověď organismu na různé léky. * Farmakogenomika * Farmakodynamika: popisuje žádoucí či nežádoucí účinky léků na organismus (lék(r) organismus) * Farmakokinetika: se zabývá hladinami léků a jeho metabolitů v různých tkáních a vstřebáváním léků, jejich distribucí, metabolismem a eliminací (organismus (r) lék) Farmakogenetika a vývoj léků * Nutnost přesné diagnózy (k fenotypicky podobným stavům mohou vést různé patobiochemické mechanismy). * Individuální odpověď jedince na terapii může záležet na genech, vstupujících do interakce s metabolismem léku nebo jeho působením. * Polovina všech dosud používaných léků je metabolizována enzymy P450. P450 * CYP3A4 -- 50% metabolizovaných léků * CYP2D6 -- 20% * CYP2D9 + CYP2C19- 15 % * CYP2D6, CYP2D9, CYP2C19 a CYP2A6 byly prokázány jako funkčně polymorfní Změny metabolické aktivity způsobené polymorfismy v CYP2D6 a CYP2C19 umožńují zařadit osoby do 4 hlavních skupin: CYP2D6 a CYP2C19 * CYP2D6- Metabolizující enzym (dealkylace, hydroxylace) -psychiatrie, kardiologie * 160 variant (Ch22) * CYP2C19- protikřečové léky, inhibitory protonových pump, benzodiazepiny, antimalarika * 20 variant (Ch10) s funkční nedostatečností (CYP2C19*2 a CYP219*3-splice site defekty, stop kodony) AmpliChipCYP450 test CYP2D6 a CYP2C19 Receptory signálních molekul účastnících se v patofyziologii nemoci * G-protein coupled receptors: * b-1 a b-2 adrenergní receptory * Receptor pro cholecystokinin 2 (CCK2) * Mu opioidní receptor * U těchto receptorů byly prokázány polymorfismy, které ovlivňují afinitu ligandu. Je tedy možno navrhovat podle potřeb takové ligandy, které respektují (individuální terapie) nebo naopak nerespektují (univerzální použití léku) tuto variabilitu. * Je také možno navrhovat takové ligandy, které se vážou pouze na mutované varianty genů a inaktivují je (genová terapie) Pohyb farmakogenetiky směrem ke klinické praxi * Farmakogenomická vs. obvyklá péče * Studie dokládající dostatečný stupeň variability k predikci klinické užitečnosti * Studie na vhodných populacích, které odpovídají klinickým případům * Vylepšení koncepce klinických studií * Funkční studie in vitro * Sekvenční variabilita kandidátních genů Hodnocení významu genetických faktorů u multigenních nemocí- 10 otázek * Jak důležité jsou genetické vlivy i nejčastějších forem multigenních nemocí? * Jaký je vliv prostředí na vznik nemoci? * Které jsou nejslibnější přístupy k determinaci genetických faktorů pro nemoc? * Které geny již byly vybrány jako vnímavé? * Které cesty přispívají ke genetické vnímavosti pro danou nemoc? * Jak mnoho genů se podílí na vnímavosti k nemoci účastní? * Jsou nejčastější formy multigenní nemoci asociovány s častou nebo vzácnou genetickou variabilitou v populaci? (hypotéza častá variace/častá nemoc vs. genetický heterogenní model) * Proč alely, které jsou asociovány s nemocí, nebyly z populace eliminovány? * Jako důležité jsou pro danou nemoc interakce geny-prostředí a geny-geny? * Jaké jsou důsledky pro farmakogenetiku? Kandidátní geny - asociace * s intermediálním fenotypem * s klinickou manifestací nemoci * s klinickou závažností nemoci * s odpovídavostí nemoci na léčbu Zdraví čeští dobrovolníci středního věku (41-50 let) Polymorfismus -596 A/G v genu pro IL-6 Srdeční frekvence Chronické srdeční selhání Asociovaný genotyp 8002 G/A a -3A/-4A EDN-1 Big endotelin Chronické srdeční selhání Polymorfismus -790T/G v genu pro MMP-2 Celkový cholesterol Model terapie hypertenze (podle Lindpaintnera, březen 2003) Analýza SNP * Hmotnostní spektrometrie * Fluorescenční metody Kroky minisekvenace * Multiplex PCR genomové DNA * Příprava single strand templátů * Annealing templátů na primery, vázané na solidní fázi * Minisekvenace na array * Měření inkorporovaných dNTP Příklady použití minisekvenace * Zetterberg M, Tasa G, Prince JA, Palmer M, Juronen E, Veromann S, Teesalu P, Karlsson JO, Blennow K, Zetterberg H. Methylenetetrahydrofolate Reductase Genetic Polymorphisms in Patients With Cataract. Am J Ophthalmol. 2005 Nov;140(5):932-934 * PURPOSE: Hyperhomocysteinemia is commonly associated with polymorphisms in the methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) gene. The level of homocysteine can be lowered by dietary intake of folate. A protective effect of folate supplementation has been reported against cataract. Here we investigate MTHFR polymorphisms in human cataract. DESIGN: Retrospective case-control association study. METHODS: Patients with nuclear (n = 77), cortical (n = 155), posterior subcapsular (n = 119), and mixed (n = 151) cataract, and 187 controls were analyzed for the MTHFR 677C-->T and 1298A-->C polymorphisms using minisequencing technique. RESULTS: The wild-type MTHFR 677CC/1298AA genotype was strongly overrepresented among cataract cases (P = .003). This effect was most pronounced in the mixed cataract group (P < .001). Hyperhomocysteinemia-associated genotypes had similar frequencies in cataract and control groups. CONCLUSIONS: The previously reported protective effect of folate against cataract is not due to overrepresentation of hyperhomocysteinemia-associated MTHFR genotypes. Instead, the strong predominance of wild-type MTHFR in cataract may suggest impaired DNA synthesis as a cataractogenic factor. Farmakogenetika u chronického srdečního selhání-beta blokátory Farmakogenetika srdečního selhání bb-dávky Farmakogenetika srdečního selhání bb-dávky