Ottimizzazione delle terapie farmacologiche

l monitoraggio farmacologico è uno degli aspetti critici dell’attività di un laboratorio diagnostico. L’attività di monitoraggio consiste tradizionalmente sia nella valutazione degli effetti del farmaco sia nella misurazione della sua concentrazione ematica. La S.C.D.U. Laboratorio di Ricerche Chimico Cliniche dell’azienda Ospedaliero-Universitaria Maggiore della carità di Novara ha sviluppato e utilizzato, negli ultimi anni, metodiche per il dosaggio di più di trenta differenti farmaci. Il completamento naturale di questa attività è quello dell’indagine genetica in ambito farmacologico, un’indagine volta a “predirre” la risposta del paziente al farmaco e ad ottimizzare il dosaggio d’impiego.

Alla luce di tutte queste considerazioni, grazie all’impiego delle più recenti metodiche di amplificazione genica basate sulla PCR (polymerase chain reaction), associate alla tecnica micro-array, nel 2009 abbiamo iniziato lo studio dei polimorfismi a carico di geni che codificano per enzimi coinvolti nei processi di farmacocinetica e di farmacodinamica.

In particolare:

1. geni degli enzimi di fase 1 appartenenti alla superfamiglia degli enzimi microsomiali del citocromo P450 (CYP2D6, CYP2C19 e CYP2C9), che agiscono su oltre il 50% dei farmaci maggiormente utilizzati nella pratica clinica (cfr. P450 Drug Interaction Table) e sono già stati classificati in diversi fenotipi clinicamente rilevanti;

2. geni degli enzimi di fase 2 quale l’UDP-glucorosil-transferasi A1 (UGT1A1);

3. il gene dell’enzima bersaglio vitamina K epossido reduttasi (VKOR1). Scopo di questi studi è quello da un lato di affiancare i clinici nella scelta di trattamenti adeguati e dall’altro di evitare ai pazienti di sottoporsi a terapie inefficaci o addirittura tossiche.

 

Aree di interesse nell’ ottimizzazione delle terapie farmacologiche.

Tamoxifene è un farmaco antitumorale appartenente alla famiglia dei modulatori selettivi del recettore degli estrogeni. Inibisce gli effetti degli estrogeni deacetilando gli istoni e quindi annullando gli effetti del legame estrogeno-recettore al DNA. Il citocromo 2D6 è responsabile dell’attivazione metabolica del tamoxifene a 4-idrossi-tamoxifene. Gli individui portatori in omozigosi dei polimorfismi CYP2D6*4 e CYP2C19*17, per esempio, non traggono beneficio dalla terapia con tamoxifene a causa di un'accelerata eliminazione del metabolica attivo del tamoxifene (metabolizzazione ultra-rapida), con conseguente aumento di recidiva del tumore del seno. Gli individui portatori in eterozigosi dei polimorfismi CYP2D6*4 e CYP2C19*17 risultano invece metabolizzatori intermedi. Sulla base di queste osservazioni l’FDA (U.S. Food and Drug Administration) ha raccomandato di identificare i genotipi CYP2D6 prima dell’inizio della terapia.

L'irinotecano cloridrato (irinotecano) è un agente chemioterapico, inibitore della topoisomerasi-I, un enzima cellulare deputato al mantenimento della struttura del DNA durante i processi di traslazione, trascrizione e mitosi. E’ il chemioterapico più frequentemente utilizzato per il trattamento dei tumori del colon-retto e può dare gravi forme di diarrea, nausea/vomito, leucopenia, alopecia. L’irinotecan è un profarmaco che in vivo subisce l’idrolisi del gruppo carbammato per dare il metabolita attivo, 1000 volte più potente del precursore. Recenti evidenze suggeriscono che la farmacocinetica e la tossicità da trattamento chemioterapico con irinotecano risultano essere determinate dalla variabilità genetica a livello della regione TATA box del promotore del gene UDP-glucorosil-transferasi A1 (UGT1A1). UGT1A1 è coinvolto nell’ inattivazione di SN38, il metabolita attivo dell’ irinotecano. Nella popolazione generale si osservano tre principali genotipi a livello del promotore del gene UGT1A1: il genotipo omozigote wild type, caratterizzato da 6 ripetizioni del dinucleotide timidina-adenina e denominato (TA)6/6, il genotipo omozigote mutato con 7 ripetizioni del dinucleotide TA denominato (TA)7/7, e il genotipo eterozigote denominato (TA)6/7 che possiede su un cromosoma l’allele wild type e sull’altro cromosoma l’allele con la ripetizione extra. L’introduzione del dinucleotide extra determina una diminuizione dell’attività enzimatica con conseguente aumento dei livelli del metabolica attivo dell’irinotecan ed insorgenza di gravi effetti collaterali. In particolare, come recentemente mostrato, tra i pazienti trattati con irinotecan, quelli aventi genotipo (TA)7/7 e (TA)6/7 mostrano una maggiore severità di effetti avversi, tra cui diarrea e neutropenia, rispetto a pazienti con genotipo (TA)6/6.

La terapia anticoagulante con warfarin è una delle terapie preventive più diffuse in Europa e negli Stati Uniti. Tuttavia, nonostante il suo diffuso utilizzo, presenta svariate difficoltà di applicazione terapeutica a causa della complessa relazione dose-risposta e della sua stretta finestra terapeutica, soprattutto nella fase iniziale della terapia, quando l’individuazione della dose corretta è un requisito fondamentale per ridurre sensibilmente il rischio di complicazioni emorragiche, nel caso di una dose eccessiva, oppure per evitare una profilassi incompleta nel caso di una dose insufficiente. L'anticoagulazione con warfarin necessita quindi di un costante follow-up clinico. Alcuni pazienti richiedono dosi giornaliere pari o inferiori a 2 mg, mentre altri necessitano di 10 mg o più per ottenere effetti anticoagulanti comparabili. Analisi approfondite hanno rivelato che il dosaggio del warfarin è influenzato da diversi fattori: interazione con altri farmaci, la presenza di stati patologici concomitanti, l’età (dosaggi più bassi nei pazienti anziani), l’introduzione vitamina K con la dieta e i polimorfismi genetici del paziente (CYP2C9 e VOKRC-1). Il warfarin esiste in forma di miscela racemica dei due enantiomeri R- e S-. L’ S-warfarin ha un effetto di inibizione della VOKRC-1 dalle 3 alle 5 volte più potente. L’ S warfarin è metabolizzato dal CYP450 2C9. I polimorfismi del 2C9 (PM) sono responsabili del 12% delle variazioni di dose e portano a maggiore incidenza di valori elevati dell’indice INR, un periodo più lungo per raggiungere la dose di mantenimento e un aumentato rischio di emorragie severe. L’ R-warfarin è degradato da CYP1A2, CYP2C19 e CYP3A4. Il bersaglio terapeutico del warfarin è l’enzima vitamina K epossido reduttasi (VKOR). La VOKRC-1 ricicla la vitamina K nella sua forma ossidata, necessaria per la g-carbossilazione dei fattori della coagulazione II, VII, IX e X. I polimorfismi di VKORC1 sono responsabili del 29-30% della variabilità di dosaggio.

Il Clopidogrel (Plavix) è l’antiaggregante più comunemente utilizzato in cardiologia. Il farmaco agisce bloccando i recettori per ADP espressi sulla membrana piastrinica, prevenendo così il legame del fibrinogeno al sito recettoriale. Il citocromo 2C19 è responsabile dell’attivazione metabolica del pro-farmaco clopidogrel in farmaco attivo. Tra i pazienti trattati con Clopidogrel, i portatori di un allele CYP2C19 di funzione ridotta hanno livelli significativamente più bassi di metabolita attivo del Clopidogrel, una diminuzione dell’inibizione piastrinica e un più alto tasso di eventi cardiovascolari maggiori rispetto ai non-portatori.

Terapia del dolore. Diverse classi di farmaci possono essere utilmente impiegate nella terapia del dolore, tuttavia questi trattamenti presentano lo svantaggio di un’incidenza relativamente alta di effetti collaterali o di una mancata risposta alla terapia. Uno dei farmaci più frequentemente utilizzati nel trattamento del dolore cronico è la codeina. Il citocromo 2D6 è responsabile dell’attivazione metabolica del pro-farmaco codeina in morfina. Pazienti con fenotipo CYP2D6 UM possono avere gravi effetti collaterali per una overdose di morfina causata dall’eccessiva trasformazione della codeina. Nel trattamento del dolore cronico sono ampiamente utilizzati non solo oppiacei ma anche anti-depressivi triciclici e nuove molecole anch’esse metabolizzate da CYP2D6 o CYP2C19, quali il gabapentin particolarmente efficace sul dolore neuropatico. Pazienti con fenotipo UM (metabolismo ultrarapido) non traggono beneficio dalla terapia alle dosi classicamente prescritte, invece pazienti a lento metabolismo sono esposti a sovradosaggio e ad effetti collaterali.

Psichiatria. Molti farmaci antipsicotici sono metabolizzati dal citocromo CYP450; in particolare gli isoenzimi CYP2D6 e CYP2C19 sono responsabili del metabolismo di un gran numero di farmaci diffusamente prescritti (Diazepan, Fenitoina, Fenobarbital, Desipramina, Tioridazina…). Pazienti psichiatrici depressi con fenotipo UM (metabolismo ultrarapido) che assumono anti-depressivi triciclici o SSRI corrono il rischio di una mancata risposta alla terapia, mentre pazienti con fenotipo PM (metabolismo scarso) possono presentare fenomeni tossici, effetti collaterali ed eventi avversi, soprattutto nel caso di terapie combinate dove l’inibizione o l’induzione del CYP450 esercitata da uno o più farmaci psicotropici può portare a pericolose interazioni. Altrettanto evidenti sono i rischi in pazienti epilettici o schizofrenici con fenotipo UM o PM che assumono antidepressivi (Diazepan, Fenitoina, Fenobarbital). Nei soggetti a rapido metabolismo il farmaco viene subito eliminato e ha quindi un minor effetto terapeutico, mentre nei soggetti a lento metabolismo il farmaco tende ad accumularsi con la frequente comparsa di effetti collaterali.

 


Resposabili del progetto: Giorgio Bellomo, Roberta Rolla. Laboratorio di Ricerche Chimico-Cliniche, Azienda Ospedaliera Universitaria Maggiore della Carità, Novara.

Collaborazione con Centri clinici: Dipartimento di Oncologia (Azienda Ospedaliera Universitaria Maggiore della Carità, Novara), Dipartimento di Medicina Interna (Azienda Ospedaliera Universitaria Maggiore della Carità, Novara), SCDU Psichiatria (Azienda Ospedaliera Universitaria Maggiore d.