Pharmacogénétique MC Verdier 2009-2010 1/ Introduction / définition 2/ Moyens d investigation 3/ Pharmacogénétique des enzymes du métabolisme 4/ Pharmacogénétique des cibles 5/ La pharmacogénétique en pratique
Introduction
Identification de sous-populations en fonction de la réponse et de la tolérance
Définitions / Objectifs Définitions: EMEA: influence des variations de la séquence d ADN sur la réponse au médicament. lien profil génétique / variabilité interindividuelle de la réponse anticiper la réponse et/ou la tolérance à un traitement Objectifs : Améliorer la maîtrise de la variabilité interindividuelle Individualiser le traitement médicamenteux : - molécule - posologie Médecine prédictive et individualisée
Définitions / Objectifs Facteurs génétiques: Polymorphismes génétiques - Métabolisme Facteurs acquis: - Comorbidités - Alimentation - Interactions médicamenteuses - Transport - Cible pharmacologique - Immunité HLA Conséquences: Pharmacocinétique Réponse INEFFICACITE / TOXICITE Pharmacodynamique EFFICACITE / TOLERANCE
Conséquences
Moyens d investigation (1) mutation gène GENOTYPAGE Mise en évidence mutation Perte de fonction protéine PHENOTYPAGE mise en évidence déficit d activité
Moyens d investigation (2) Phénotypage Test fonctionnel in vivo Administration d une substance à un patient; Dosage de la molécule mère et métabolite Rapport m.mère / métabolite indice de métabolisation Résultat valable pour tous les médicaments métabolisés par cette voie Test fonctionnel ex-vivo sur prélèvement sanguin ou biopsie mesure d activité enzymatique (enzymologie) (moins d applications) Inconvénients : Présente un (faible) risque Résultat influençable par une variabilité d origine non génétique
Moyens d investigation (3) Weinshilboum. NEJM 2003; 348:529-537
Moyens d investigation (4) Génotypage Recherche de mutations (SNP), délétions, duplications à grande échelle («puces à ADN») Conditions simples: prélèvement sanguin. Utilisation d outils de biologie moléculaire, selon le nombre et la nature des mutations à identifier. Inconvénients : Ne reflète pas directement les conséquences fonctionnelles Corrélation pas toujours parfaite avec le phénotype
Polymorphisme génétique du métabolisme (1) Différences dans les capacités des individus à métaboliser les médicaments: vitesses de biotransformation absence de biotransformation Touche la majorité des voies de biotransformation Cytochromes (2D6, 2C19, 2C9, 3A5) Transférases (acétyl-, glutathion-, glucurono-conjugaison) autres (déaminases,aldéhyde et alcool déshydrogénases )
Polymorphisme génétique du métabolisme (2) Métabolisme d oxydation: Cytochromes P450 Voie débrisoquine voie du CYP 2D6: environ 40 mdct, pas de substrat endogène connu Détermination du phénotype administration d une molécule test, posologie standardisée Exemple : la débrisoquine recueil urinaire pendant une période définie dosage de la débrisoquine et 4-OH-débrisoquine calcul d un indice de métabolisation
Polymorphisme génétique du métabolisme (3) 3 groupes: - Ultrarapides (UR) - Intermédiaires (EM) - Lents (PM): environ 9% de la population «caucasienne» Conséquences: - accumulation de la molécule - - - - > effets indésirables - ou pas d effet thérapeutique des prodrogues Exemple: absence d effet analgésique de la codéine: 7-10 % pop codéine morphine CYP2D6
Polymorphisme génétique du métabolisme (4) CYP 3A5: Exemple du Tacrolimus en transplantation rénale
Polymorphisme génétique du métabolisme (5) CYP 3A5 *1/*1: homozygote sauvage: actif, 0,5 % de la population CYP 3A5 *3/*1: hétérozygote: activité intermédiaire, 10,5 % de la population CYP 3A5 *3/*3: homozygote muté: inactif, 89% de la population «caucasienne». (Rq: CYP 3A5 *6: 10 à 20% chez africains-américains) Intérêt du génotypage avant le début du traitement pour viser juste dès le départ.
Polymorphisme génétique du métabolisme (7) Métabolisme de méthylation: TPMT exemple de l azathioprine (cancérologie, transplantation, gastro-entérologie)
Polymorphisme Polymorphismegénétique génétiquedu dumétabolisme métabolisme(1) (8) Conséquences cliniques du polymorphisme de la TPMT déficit : 6-TGN myélotoxicité ++ posologie standard divisée par 15 hyperactivité : 6-TGN : échappement thérapeutique Phénotypage test fonctionnel sur globules rouges mesure de l'activité enzymatique in vitro de la TPMT ou dosage sanguin des 6-TGN Génotypage
Polymorphisme génétique du métabolisme (9)
Polymorphisme génétique du métabolisme (10) Métabolisme de phase II: glucuronidation UGT 1A1: UDP-Glycosyltransferase Polypeptidase A1 resp de glucuronoconjugaison. Irinotecan Carboxylestérase SN38 Actif UGT 1A1 SN38G Inactif
Polymorphisme génétique du métabolisme (10) Métabolisme de phase II: glucuronidation UGT 1A1: UDP-Glycosyltransferase Polypeptidase A1 resp de glucuronoconjugaison. Irinotecan Carboxylestérase X UGT 1A1 SN38 X SN38G Toxique (diarrhées, neutropénies) Si UGT 1a1 *28 (répétition de TA dinucléotides) SN38G, SN 38 et toxicité
Polymorphisme génétique des cibles (pharmacodynamie) (1)
Polymorphisme génétique des cibles (pharmacodynamie) (2) TRAITEMENT PAR CETUXIMAB, Voies de signalisation de l EGFR Cétuximab: anticorps dirigé contre le récepteur de l EGF. Blocage du récepteur et de la voie de signalisation Inhibition de : Prolifération cellulaire Résistance à l apoptose Angiogenèse Invasion et diffusion métastatique Résistance au cétuximab: mutation d un des effecteurs des voies de signalisation de l EGF en aval du récepteur. Mutation Ras: facteur de résistance au traitement. Aucun patient répondeur n est porteur de la mutation; 70% des non répondeurs présentent une mutation MODIFICATION d AMM: Prescription restreinte aux formes sans mutation tumorale K-Ras
Polymorphisme génétique des cibles (pharmacodynamie) (3)
Polymorphisme génétique des cibles (pharmacodynamie) (4) Récepteurs à la ryanodine (régulation du [Ca++] intracellulaire) et hyperthermie maligne après anesthésie générale Polymorphisme du récepteur β2 et réponse aux β-stimulants (asthme) Polymorphisme du transporteur de la sérotonine et réponse aux antidépresseurs inhibiteurs de la recapture de la sérotonine
Place de la pharmacogénétique (1) A priori Identification des facteurs de susceptibilité individuelle au traitement Détermination préalable du statut répondeur / non répondeur / à risque Individualisation des thérapeutiques en fonction du profil génétique du patient / de la maladie (tumeur) Dès les phases de développement: prise en compte des origines ethniques, détermination des enzymes du métabolisme et des polymorphismes Post-AMM: pharmacovigilance. Groupes à risque? A posteriori Survenue de toxicité / échappement thérapeutique
Place de la pharmacogénétique (2) Développement du Utilisation en routine médicament clinique Bon usage de la pharmacogénétique devrait permettre: Meilleure adéquation malade-traitement Moins d effets secondaires Traitement plus efficace et à moindre coût
Place de la pharmacogénétique (3) Polymorphisme du gène de la structure cible Récepteur B2 à la bradykinine Récepteur D3 à la dopamine Effets indésirables Récepteur D2 à la dopamine dyskinésies Ldopa Acétylcholinestérase neurotoxicité anticholinestérasiques Récepteur à la ryanodine hyperthermie maligne anesthésiques généraux Canal potassique Kv(r) prolongement du QT torsades de pointes Hypersensibilité, nombreux (antipsychotiques, cisapride...) abacavir HLA-B*5701 Médicaments toux sèche persistante inhibiteurs de l'enzyme de conversion de l'angiotensine dyskinésies tardives antipsychotiques
Application (1) CYP 2C9 et VKORC 1 (vitamine K époxyde réductase): exemple de la warfarine et acénocoumarol. Application
Application (2)