Dplňující infrmace RODINA GENŮ CYP450 A METABOLISMUS LÉKŮ Cytchrm P450 je rdina genů, která se nachází téměř u všech živých bytstí na zemi. Odhaduje se, že tyt geny, které hrají důležitu rli v metablismu, existují již více než 3.5 miliardy let. U lidí se enzymy kódvané geny CYP450 nacházejí primárně v játrech, kde metablizují léky, txiny a jiné cizrdé látky, které se dstanu d rganismu. V prcesu zvaném xidativní metablismus, zvyšují enzymy P450 rzpustnst cizrdých látek ve vdě, aby usnadnily jejich vylučení z rganismu. U léků tent prces vlivňuje hladiny terapeutických slžek v krvi tím, že urychlují jejich vylučvání; v některých případech je t však i nezbytný krk při němž dchází k přeměně neaktivníh prekurzru léku na jeh aktivní metablit. Genetické a negenetické faktry mhu vlivnit metablismus Mezi mnhými zástupci velké rdiny genů cytchrmu P450 je něklik enzymů v rdině CYP2 a CYP3, které jsu pvažvané za bzvlášť důležité v metablismu léků. Každý má dlišné vlastnsti, které určují zda jejich analýza může mít klinický význam pr vlbu léčby neb dávkvání. Například enzym CYP3A4 se nachází v mnhem větším mnžství v játrech a účastní se metablismu mnhem více léků než statní. Enzymvá aktivita CYP3A4 je však více vlivněna faktry prstředí jak např. dieta a užívané léky než dědičnstí. Naprti tmu enzymvá aktivita CYP2D6 může být z velké části vlivněna dědičnstí jakž i užívanými léky, které mhu enzymvu aktivitu snižvat a tím snížit neb zvýšit účinnst léků a jejich
nežáducí účinky. Rzdíly v enzymvé aktivitě CYP450 bez hledu na jejich příčiny (dědičné vlivy neb faktry prstředí, jak dietní zvyky, užívané léky, phlaví, věk, celkvý zdravtní stav, hrmny, jaterní nemci, zánět, výživa, těhtenství a jiné) mhu vlivnit dstupnst léků v rganismu. Jinými slvy, rzdíly v enzymvé aktivitě CYP450 mhu vlivnit t, zda hladina léku v krvi dsáhne pžadvanu terapeuticku hladinu a také t jak rychle se z rganismu dstraní. Výsledkem mhu být významné rzdíly v tm, jak pacienti dpvídají na léčbu, zejména ti pacienti, kteří jsu léčeni mnha léky sučasně. Geny CYP2D6 a CYP2C19 Rzsáhlé výzkumné údaje dkazují, že vrzené dědičné dchylky v genech CYP2D6 a CYP2C19 mhu hrát důležitu rli v tm, jak pacienti metablizují a tím jak dpvídají na léčbu mnhými širce předepisvanými léky. Znalst těcht dchylek lze využít v individualizaci léčby jak vlbu vhdnějšíh léku, tak úpravu dávkvání. Tyt patření by měly zlepšit výsledek léčby snížením nežáducích účinků léků a zvýšením účinnsti léků. Dalším využitím by mhla být stratifikace pacientů při klinických studiích ke stanvení účinnějšíh a bezpečnějšíh dávkvání a určení genetické rle CYP450 při vývji nvých léků. Léky metablizvané CYP2D6 a CYP2C19 Enzymy kódvané geny CYP2D6 hrají důležitu rli v metablismu léků pužívaných v léčbě deprese, schizfrenie, biplárních afektivních pruch, kardivaskulárních nemcí léčených betablkátry, pruch pzrnsti/hyperaktivní nemci (ADHD) a dalších. Enzym kódvaný genem CYP2C19 metablizuje mnhá antiknvulziva, inhibitry prtnvé pumpy, benzdiazepiny a antimalarika. Oba enzymy CYP2D6 a CYP2C19 se účastní metablismu některých tricyklických antidepresiv pužívaných v léčbě deprese. 2
CYP2C19 Inhibitry prtnvé pumpy Antiepileptika Jiné Omeprazl Diazepam Amitriptylin Lansprazl Phenytin Clmipramin Pantprazl Phenbarbitn Cyclphsphamid Prgestern CYP2D6 Betablkátry Antidepresiva Antipsychtika Jiné Carvedill Amitriptylin Halperidl Cdein Metprll Clmipramin Risperidn Dextrmethrphan Prpafenn Desipramin Thiridazin Flecainid Timll Imipramin Mexiletin Parxetin Ondansetrn Tamxifen Tramadl Venlafaxine Pacienti léčeni léky, které jsu d velké míry metablizvané enzymy CYP2D6 a CYP2C19 mají zvýšené rizik lékvé txicity při běžném dávkvání, zatímc ultra rychlí metablizéři nemusejí dsáhnut terapeutických hladin stejných léků při standardním dávkvání. V případě prekurzrů léčiv (léků, které vyžadují metablicku enzymaticku přeměnu předtím, než se v rganismu stanu aktivními látkami), se vyskytuje pačný fenmén a pmalí matablizéři nemají z těcht léků účinek. Gegrafická a etnická distribuce CYP2C19 a CYP2D6 plymrfismus Genetické dchylky (nazývané plymrfismus) genů CYP2C19 a CYP2D6 jsu zastupené u lidí z různéh gegrafickéh půvdu a jejich ptmků nervnměrně, s jistými druhy plymrfismu a alelami vyskytujícími se prakticky puze v ppulaci jedné rasy. Přibližně 7% bílé rasy jsu pmalí metablizéři CYP2D6, zatímc puze klem 1-2% asijské rasy a 2-4% aframerické ppulace patří d stejné kategrie 1,2. Avšak vyská prevalence něklika alel se sníženu aktivitu jak např. CYP2D6*10 alela u asijské rasy (50% četnst alely), neb alely CYP2D6*17 a CYP2D6*29 (přibližně 30% každá) v určitých afrických ppulacích, vede 1 Bradfrd, L.D. 2002. CYP2D6 allele frequency in Eurpean Caucasians, Asians, Africans and their descendants. Pharmacgenmics. 3:229-243. 2 Sachse, C., Brckmller, J., Bauer, S., and Rts I. 1997. Cytchrme P450 2D6 variants in a Caucasian ppulatin: allele frequencies and phentypic cnsequences. American Jurnal f Human Genetics. 60:284-95. 3
k vyskému prcentu středních metablizérů s nízku enzymvu aktivitu. Přestže extrémní enzymvá aktivita u pmalých a ultra rychlých metablizérů má největší ptenciální účinek na individuální citlivst na léky, byl prkázán, že i střední metablizéři dpvídají na určité léky různým způsbem 3. Naprti tmu přibližně 29% Etipanů, 10% ppulace jižní Evrpy, a 1-2% ppulace severní Evrpy sdědil duplikace genu CYP2D6, neb jsu přenašeči duplikací genu CYP2D6 z nichž mnhé se prjevují jak fentyp ultra rychlých metablizérů. 1. Naprstá většina pmalých CYP2C19 metablizérů nese dvě běžné alely CYP2C19*2 a CYP2C19*3. Každá z těcht nulvých alel je pdlžená jednnukletidvým plymrfismem, který buď způsbuje defekt v kmplementaritě neb stp kdn. Tyt dvě alely jsu pměrně běžné v azijské ppulaci, kde přibližně 13-23% lidí má fentyp pmalých metablizérů. Fentyp pmalých metablizérů CYP2C19 je přítmný v přibližně 3-5% bílé neb aframerické ppulace. AmpliChip CYP450 test AmpliChip CYP450 test je prvním mikrdetektrvým farmakgenmickým testem k pužití v diagnstice, využívá dva průmyslvé zlaté standardy Rche PCR a mikrdetektrvu technlgii Affymetrix k zjištění celkvéh gentypu CYP2D6 a CYP2C19 genů a předpvědět fentyp enzymvých aktivit s nimi spjených. Odchylky v těcht genech mhu vyústit ve změněnu enzymvu aktivitu. Předpkládané fentypy diagnstikvané testem AmpliChip CYP450 zahrnují: CYP2C19 pmalý (žádná enzymvá aktivita) extenzivní ( nrmální enzymvá aktivita) 3 Furman, K.D., Grimm, D.R., Mueller, T., Hlley-Shanks, R.R., Bertz, R.J., et al. 2004 Impact f CYP2D6 4
CYP2D6 pmalý (žádná enzymvá aktivita) střední (snížená enzymvá aktivita) extenzivní ( nrmální enzymvá aktivita) ultra-rychlý (vyšší než nrmální enzymvá aktivita) Výsledek je nazýván předpkládaný fentyp prtže statní vrzené vlivy neb faktry prstředí mhu vlivnit t, jak léky závislé na CYP2D6 a CYP2C19 jsu metablizvány v rganismu. Aby byl mžné předpvědět fentyp pacienta s velku přesnstí, nabízí AmpliChip CYP450 test jedinečnu vlastnst detekvat nejen přítmnst duplikací genu CYP2D6, ale také rzlišit která varianta genu (alela) byla duplikvaná. Tat specificita je důležitá pr správné předpvědění fentypu ultra-rychlých metablizérů a vyvarvání se ptenciálníh nesprávnéh zařazení testvaných pacientů. Stanvení fentypů prbíhá s pmcí následující tabulky, která ukazuje specifické genetické dchylky v různých kmbinacích a výsledný předpkládaný fentyp pr každý analyzvaný gen: CYP2C19 Allele 1 2 3 1 E E E 2 P P 3 P 1 Kmbinace aktivity enzymů kódvaných dvěma CYP2C19 alelami určuje celkvu metablicku aktivitu individua. Pr CYP2C19 existují dva fentypy: pmalý metablizéři (P) a extenzivní metablizéři (E). 5
CYP2D6 Allele 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 14A 14B 15 17 19 20 25 26 29 30 31 35 36 40 41 1XN 2XN 4XN 10XN 17XN 35XN 41XN 1 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E U U E E E U E 2 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E U U E E E U E 3 P P P P P P I I P P N P I P P N N I N N E I P I E E P I I E I 4 P P P P P I I P P N P I P P N N I N N E I P I E E P I I E I 5 P P P P I I P P N P I P P N N I N N E I P I E E P I I E I 6 P P P I I P P N P I P P N N I N N E I P I E E P I I E I 7 P P I I P P N P I P P N N I N N E I P I E E P I I E I 8 P I I P P N P I P P N N I N N E I P I E E P I I E I 9 I I I I N I I I I N N I N N E I I I E E I I I E I 10 I I I N I I I I N N I N N E I I I E E I I I E I 11 P P N P I P P N N I N N E I P I E E P I I E I 14A P N P I P P N N I N N E I P I E E P I I E I 14B N N N N N N N N N N E N N N N N N N N N N 15 P I P P N N I N N E I P I E E P I I E I 17 I I I N N I N N E I I I E E I I I E I 19 P P N N I N N E I P I E E P I I E I 20 P N N I N N E I P I E E P I I E I 25 N N N N N E N N N N N N N N N N 26 N N N N E N N N N N N N N N N 29 I N N E I I I E E I I I E I 30 N N E N N N N N N N N N N 31 N E N N N N N N N N N N 35 E E E E U U E E E U E 36 I I I E E I I I E I 40 P I E E P I I E I 41 I E E I I I E I 2 Předpkládané fentypy CYP2D6 zalžené na vrzeném gentypu. Kmbinace aktivity enzymů kódvaných dvěma CYP2D6 alelami určuje celkvu metablicku aktivitu individua. Pr CYP2D6 gen existují čtyři předpkládané fentypy. Knkrétní fentyp může být vlivněn jinými vrzenými vlivy a faktry prstředí. E I P U N Extensive Intermediate Pr Ultrarapid Unknwn Extenzivní metablizéři (EM) mají minimálně jednu a ne více než dvě nrmální funkční alely Střední metablizéři (IM) mají jednu alelu se sníženu aktivitu a jednu nulvu alelu Pmalí metablizéři (PM) nesu dvě mutantní alely, cž znamená úplnu ztrátu enzymvé aktivity Ultra-rychlí metablizéři (UM) bvykle nesu něklik kpií (3-13) funkčních alel a výsledkem je excesivní enzymvá aktivita Závěr Vůbec pprvé nabízí AmpliChip CYP450 test celkvu analýzu genů CYP2D6 a CYP2C19 včetně identifikace duplikace alel knkrétních genů v jediném mikrdetektrvém diagnstickém pstupu. 6
7