Tedaviye Cevapta Genetik Farklılıklar

Prof Dr Elif DağlıMarmara Üniversitesi

www.wam2007.org

Tedaviyi cevabını etkileyen faktörler

Hastalığa Bağlı• hastalık şiddeti• hastalık altgrubu

Tedavi uyumu

Bireysel faktörler• genetik• eşlik eden hastalık• diğer ilaçlar• çevresel etkiler• yaş

• İlaç etkinliği hastalar arasında değişir:

• Ciddi yan etkiler nadir değildir.:

– Ciddi 6.7% 2 M vaka– Ölümcül 0.3% 100,000 vaka

(% yatan hasta) JAMA

98;279:1200

İlaç etkinliği ve yan etkiİlaç etkinliği ve yan etki

Group Incomplete/absent efficacy AT2-antag 10-25% SSRI 10-25% ACE-I 10-30% Beta blockers 15-25% Tricycl. AD 20-50% Statins 30-70% Beta2-agonists 40-70%

Tedaviye Cevap etkileşimi örnekleri

Sitokrom allel taşıyıcıları

P4502D6 Nortriptilin metabolizması değişikliği

P4502C9 Warfarin metabolizması değişikliği

P4502A6 Nikotin Bağımlılığı

Astım Tedavisi Hedef Gen Polimorfizmi

Farmokogenetik mekanizmalar

Arachidonat MetabolizmasıALOX 5

LTC 4 Sentaz

BronkodilatasyonB2AR

Immun/InflamatuarIL-4/IL-4R

IL-13/IL-13RGCR

Astımda Farmakogenetik Gene Treatment response 2 adrenoceptor (ADBR2) 2 agonists 5-LOX (ALOX5) 5-LOX inhibitors e.g. zileuton FLAP (ALOX5AP) CysLT1 antagonists eg zafi rlukast M2/ M3 (CHRM2/ 3) Muscarinic antagonists e.g. ipratropium GR (GRL) glucocorticoids PDE4A theophylline CYP450 montelukast

salmeterol budesonide theophylline

2AR Beta2-adrenoseptor

Havayolundaki etkileri

• Düz kas gevşemesi- intraselluler kalsiyum- myosin hafif zincir kinaz inhibisyonu

• Mast hücresi mediatör salınımı inhibisyonu• Plazma eksudasyonu inhibisyonu• Mukosilier klerens

2AR Astımda• Desensitizasyon taşiflaksi ve tolerans

2AR duyarlılığı: - uncoupling

• Down-regulation 2AR sayısı

internalizasyon ve degradizasyon

• Astım ölümleri: 2 agonist tartışması

2 AR Geni

Chromosome 5q31 (intronless, 413AA)

Promoter

& Leader cistron

-20T>C, -47T>C, -367T>C, -468C>G, -654G>A, -1023G>A, -1343A>G, -1429T>A

Kodonlar 16 27 164

2AR

Liggett, Am J Respir Crit Care Med 1997;156:S156-S162

2AR

Liggett, Am J Respir Crit Care Med 1997;156:S156-S162

2AR in vitro polimorfizmKodon 16: Arg Gly

Gly16 down-regulation (Chinese hamster fibroblast)

Green, Biochemistry 1994;33:9414-19

Gly16 down-regulation(insan havayolu düz kas hücreleri)Arg16 78% down-regulationGly16 96% down-regulationGreen, Am J Respir Cell Mol Biol 1995;13:25-33

2AR in vivo polimorfizm

Kodon 16: Arg Gly

Oral bronkodilatör reversibilitesiLima, Clin Pharmacol Ther 1999;65:519-25

Metakolin sonrası bronkodilatör reversibilitesi

Kotani, J Asthma 1999;36:583-90

Major ataklara karşı korunmaTaylor, Thorax 2000;55:762-7

2AR Polimorfizm

Change in FEV1 vs time

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 5 10 15hrs

%ch

ange

FEV

1

Arg16/Arg16

Arg16/Gly16 andGly16/Gly16

Lima, Clin Pharm Ther 1999;65:519-25

N=16 asthma

Martinez et al. J Clin Invest 1997; 100:3184- 3188

n = 38 n = 124 n = 103Arg16/Arg16Arg16/Gly16Gly16/Gly16

p = 0.007

1

3

4

5

6

2

Arg/Gly-16 Beta-2 reseptor polimorfizmi çocuklarda Beta-2 Agonist sonrası FEV1

cevabını azaltır O

dds

ratio

of >

15%

incr

ease

in

FEV 1

afte

r 180

ug s

albu

tero

l

Düzenli albuterol kullanımı sonrası Arg/Gly-16 polimorfizmi cevabı

Israel et al. Am J Respir Crit Care Med 2000; 162:75-80

2AR

Liggett, Am J Respir Crit Care Med 1997;156:S156-S162

2AR polymorphism

Codon 27: Gln Glu

Glu27 Resistant to downregulation(Chinese hamster fibroblasts)

Green, Biochemistry 1994;33:9414-19

Glu27 Homozygotes: PC20 (MCh) x4Hall, Lancet 1995;345:1213

2AR

Liggett, Am J Respir Crit Care Med 1997;156:S156-S162

2AR polymorphismCodon 164: Thr Ile (rare)

Ile164 4th transmembrane spanning domain - near salmeterol binding site:

binding, affinityGreen S, J Biol Chem 1993;268:23116-

121

Basal activation of adenylate cyclase

Green S, Pulm Pharm 1995;8:1

Lökotrienlerin biyolojik etkileri

Airway Smooth MuscleInflammatory CellsInflammatory Cells(e.g. Mast Cells,(e.g. Mast Cells,

Eosinophils)Eosinophils)

AirwayEpithelium

Sensory Nerves(C-Fibres)

LTDLTD44ÖdemÖdem

BloodVessel

Mukus Mukus sekresyonunun sekresyonunun

artmasıartması

Mukus transportunun azalmasıMukus transportunun azalması

Eozinofil göçüEozinofil göçü

Epitel hücre harabiyetiEpitel hücre harabiyeti

KontraksiyonKontraksiyonVe proliferasyonVe proliferasyon

[Hay et al 1995]

5-Lipoxygenaz Geni ve Tek Nükleotid Polymorfizmi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13-88 to

-212

-854to

-931

-1,557to

-1,844

-88 to-212

-292 to

-727

C21T G270A A1728G

ATG

G-1761AG-1708A

3,4,5,6 Tandem SP1 Repeats

Transkripsiyon Faktör bağlama bölgesiNegatif Düzenleyici Bölge

Pozitif Düzenleyici Bölge

14

Yer: Kromozom 10

ALOX5 SP-1 Allele Frequencies of African Americans, Hispanics & Caucasians

Allele African American (n=63)

Hispanic (n=39)

Caucasian (n=875)

2 0.000 0.000 0.002

31* 0.341 0.038 0.003 4 0.142 0.141 0.166 5 0.484 0.782 0.807 6 0.015 0.038 0.019 7 0.015 0.000 0.001

1* Significantly higher in African Americans compared to Caucasians p < 0.0001

Leukotriene Inhibition and 5-LO Variants

-5

0

5

10

15

20

25

day 8 day 84ABT-761ALOX5 WT

ABT-761ALOX5 variant

PlaceboALOX5 WT

% c

hang

e FE

V 1 fr

om b

asel

ine

Drazen et al., Nature Genetics 1999, 22: 168

Patients(%)

FEV1 Percent Change From Baseline

30

25

20

15

10

5

0<-30 -30 to

<-20-20 to<-10

-10 to<0

0 to<10

10 to<20

20 to<30

40 to<50

5030 to<40

Beclomethasone (n=246)

Montelukast (n=375)

Asthmatic Patients (15 Years) Not Controlled on PRN Beta-Agonists

FEV1: Distribution of Individual Patient Responses

Malmstrom et al. Ann Intern Med. 1999;130:487-495.

Montelukast ve Korticosteroid Dual Etkisi

Steroid-sensitif mediatorler

enflamasyonda anahtar rol alır

sistenil lökotrienlerastmatik enflamasyondaanahtar rol alır

steroid-sensitifMediatorleriBloke eder

Sistenil lökotrienleri bloke eder

Inhaled steroidsMontelukast

Steroids do NOT inhibit the formation of cysteinyl leukotrienesin the airways of asthmatic patients

DUAL ETKİLEŞİM.

J Allergy Clin Immunol2006;117:45-52.)Robert S. Zeiger, MD, PhD,a,b* Stanley J. Szefler, MD,

Flutikazon cevabı için belirteçler

• Metakolin PC20 < 1 mg/ml• Bronkodilatör öncesi FEV1 < 90%• Bronkodilatör öncesi FEV1/FVC < 80%• Kan eozinofil sayısı > 350 cells/mm3

• Serum ECP > 15 mcg/L• Ekshale NO > 25 ppb• IgE > 200 kU/L

Szefler et al. JACI 2005; 233-42

-Montelukast Cevabı Belirteçleri

• FEV1/FVC < 80%• ıdrar LTE4 > 100 pg/mg kreatinin

• Yaş < 10 yıl

Szefler et al. JACI 2005; 233-42

Astım Aile Çalışması

• 341 aile Southamptondan

• Iki astımlı kardeş ( 5-21 yaşlarda), ebeveynler hayatta

• doktor tanılı astım ve tedavide

• Baseline FEV1, methacholine PC20

• Deri testi, serum total / specifik IgE

• 184 non-astmatik kontrol

• Mutasyon ve genotip analizi için kan testi

LTC4S Polymorphism and Lung Function

• Elder asthmatic siblings (n=337)• FEV1:

– AA: 97.4% predicted– AC+CC: 92.7% (p=0.004)

• MCh PC20 <16mg/ml:– AA versus AC+CC: p=0.03

• No effect of G-1072A

• Confirmed by haplotypes AC+CC

Non-as

thma

106

102

98

94

90

GG

- 444

%

AA

P=0.004NS

GA+AA

-1072

FEV1

n=155

n=162

Sayers et al.

Association of the ADAM 33 Gene With Asthma andBronchial Hyperresponsiveness

Van Eerdewegh et al Nature Jul 25,2002

A Collaboration between GTC,SP Research Inst. USA &University of Southampton,UK

Signal sequen

ce

Pro-domain

Catalytic domain

Disintegrin

domain

Cysteine

rich domai

n

EGF-doma

in

Trans-membra

nedomain

Cytoplasmic

domain

A D G J M P S VC F I L O R UTQNKHEB

V-IM-T Q-HA-VT-AY-H

proteolysis Adhesion fusion signalling

Zn2+

site

3’ UTR

The Domain Organisation of A Disinegrin And Metalloproease (ADAM) 33

ADAM 33 SNPs as a Predictor of Impaired Lung Function in Children Aged 3 Years (MAAS - UK) 10 SNPs genotyped in 523 childrenSNP Regression Analysis (p value) Recursive Partitioning (p value)

F +1 0.005 0.001

V -1 0.024 0.02

Q -1 0.023 0.02

M+1 0.78 0.012

Haplotype Analysis: F + 1, M + 1 (p = 0.002)

F + 1, M + 1, Q -1 (p = 0.019)

(F + 1 most significant on its own)

Custovic A, Woodcock A, Ollier W, Holloway J.

Custovic A, Woodcock A, Ollier W, Holloway J.

Influence of the ADAM 33 F+1 SNP on Lung Function Age 3 yrs

genotype 11n=127

Log(

e) sR

AW

, GM

(95%

CI)

genotype 12 genotype 22n=144 n=31

0.3 -

0.2 -

0.1 -

0.0 -

Influence of the ADAM-33 F+1 SNP on Lung Function Age 5 yrs

genotype 11n=221

Log(

e) sR

AW

, GM

(95%

CI)

genotype 12 genotype 22n=234 n=47

0.4 -

0.3 -

0.2 -

0.1 -

0.0 -Custovic A, Woodcock A, Ollier W, Holloway J.

Asthma: progression

ADAM33: asthma gene (2002) in airway fibroblasts and smooth musclecandidate gene for airway remodelling

Phenotype: decline in FEV1

Sample: cohort of adult asthmatics, followed up for over 20 years

Jongepier et al, Clin Exp All 2004; 34(5):757-60.

ADAM33 S_2

20100

-10-20-30-40-50-60-70

GG

7327.0

CG

4424.5

CC

938.0

Exc

ess a

nnu a

l de c

line

i n F

EV

1

(ml /y

e ar )

Number of individualsFEV1 values/individual

P=0.0061

Jongepier et al CEA 2004

Gelecekte reçeteGelecekte reçete

Tanı