Profa Rosane - ICB

BIOTRANSFORMAÇÃO
Modificação da estrutura molecular de
um fármaco por meio de reações
metabólicas enzimáticas, gerando uma
nova substância química - o metabólito.
BIOTRANSFORMAÇÃO
BIOTRANSFORMAÇÃO
- Evolução:
Metabolismo oxigênio >
síntese de compostos endógenos >
biotransformação de fitotoxinas >
biotransformação de químicos industriais
- Características das enzimas de biotransformação
Famílias de enzimas
Falta de especificidade de substrato (vant x desvant)
Metabolismo de compostos endógenos
Localizadas principalmente no fígado
Retículo endoplasmático e mitocôndria (Fase I)
Retículo endoplasmático e citossol (Fase II)
REAÇÕES DE FASE I:
funcionalizam grupos reativos para a reação de fase II
Oxidação (95%)
Redução
Hidrólise
ENZIMAS DE FASE I
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Citocromo P450
Epóxido Hidrolase
Aldeído Desidrogenase
Álcool Desidrogenase
Monoamina Oxidase
Flavina-monooxigenase
Prostaglandina H Sintase
Xantina Oxidase
Carboxilesterase
REAÇÕES DE FASE II
Reações de conjugação com grupos hidrofílicos
Dificultam interação com receptor ou enzima
ENZIMAS DE FASE II
•
•
•
•
Uridina glucuronosil transferase
Glutationa S-transferase
N-acetil transferase
Metil transferase
BIOTRANSFORMAÇÃO (FASE II)
BIOTRANSFORMAÇÃO
BIOTRANSFORMAÇÃO
Citocromos P450 (CYP)
- Principais enzimas de biotransformação
- Presente em todas as formas de vida estudadas até agora
- Indutíveis por diversos compostos ambientais
- Nome devido ao espectro peculiar com absorção máxima em 450 nm
- Nomenclatura baseada na semelhança entre sequências de aas.
Superfamília (10%)
CYP
Família (40%)
CYP1
Subfamília
(70%)
CYP1A
Membros individuais
CYP1A1
Citocromos P450 (CYP)
Citocromos P450 (CYP)
Citocromos P450 (CYP)
Citocromos P450 (CYP)
INDUTORES ENZIMÁTICOS
INDUTOR
FÁRMACOS AFETADOS
Benzopireno
Teofilina
Barbitúricos
Barbitúricos, cloranfenicol, cortisol,
clorpromazina, cumarínicos, estradiol,
testosterona, fenilbutazona, fenitoína
Fenilbutazona
Cortisol, digitoxina
Rifampicina
Cumarínicos, digitoxina, metoprolol,
glicocorticóides, metadona,
anticoncepcionais orais, propranolol
INIBIDORES ENZIMÁTICOS
INIBIDOR
FÁRMACOS AFETADOS
Cloranfenicol
Antipirina, dicumarol, tolbutamida
Cimetidina
Clordiazepóxido, diazepam, warfarina
Cetoconazol
Ciclosporina, astemizol, terfenadina
Fenilbutazona
Fenitoína, tolbutamida
Grapefruit
Alprazolam, atorvastatina, ciclosporina,
cisaprida
Dissulfiram
Antipirina, álcool, fenitoína, warfarina
Álcool
Clordiazepóxido, diazepam, metanol
FARMACOGENÉTICA
FARMACOGENÔMICA
A. MOTULSKY (University of Washington - JAMA, 165: 835, 1957)
A. VOGEL (Free University of Berlin - Ergebn. Inn. Med. U. Kinderh, 12: 52, 1959)
“A Farmacogenética trata das respostas farmacológicas e de suas modificações
por influências hereditárias”.
WERNER KALOW
(University of Toronto) in:
Pharmacogenetics - Heredity and response to Drugs 1962
VARIABILIDADE TERAPÊUTICA
Reações Adversas
• Causa de 2 milhões de internações
• Uma das principais causas de morte (100.000 mortes
nos EUA)
• Difícil determinação de quem terá reação adversa
• Sistema de administração não individualizada
Concentração plasmática de fenitoína (mg/L)
VARIABILIDADE TERAPÊUTICA
CT
CME
Dose
Lund, L. in: Biological effects of
drugs in relation to their plasma
concentration.
D.S. Davies and B.N.C. Prichard,
Macmillan, London and
Basingstoke,1973, pp: 272-273
VARIABILIDADE INDIVIDUAL
FARMACOCINÉTICA E FARMACODINÂMICA
VARIABILIDADE FARMACOCINÉTICA
Caracterização Fenotípica/Genotípica
Evans et al. Br Med J, 1961: 2485-91
VARIABILIDADE FARMACOCINÉTICA
Caracterização Fenotípica/Genotípica
Diferenças étnicas
Kalow Clin Pharmacokinet 1982
VARIABILIDADE GENÉTICA
GENE
• Unidade de
herdabilidade
• Uma porção da
molécula do DNA
• Sequência codificante
de uma proteína
ALELO – forma variante de um gene
GENES POLIMÓRFICOS – variantes alélicas ocorrem em
pelo menos 1% da população
VARIABILIDADE FARMACOGENÉTICA
SNP: Single Nucleotide
Polymorphism
Single Nucleotide Polymorphism (SNP)
DNA
AUG CUC GCU GAA
AUU UGU ACC UAA
Met Leu Ala Glu Ile Cys Thr Stop
AUG CUC ACU GAA
AUU UGU ACC UAA
Proteína
Met Leu Thr Glu Ile Cys Thr Stop
Proteína Efetora
Normal
Sem efeito
Toxicidade
Caso: bebê morre duas semans
após nascimento
DADOS
• Bebê apresentava alto nível plasmático de morfina.
• Leite maternos continha níveis altíssimos de morfina.
• A mãe havia tomado Tylenol #3 (paracetamol +
codeína) após o parto para dor por episiotomia.
The Lancet 2006 vol 368, p704
Caso: bebê morre duas semans
após nascimento
RAZÕES
• Perfil genético materno levou à metabolização
ultra-rápida da codeína.
• Grande quantidade de morfina foi eliminada
pelo leite materno.
• O bebê é incapaz de metabolizar a morfina.
The Lancet 2006 vol 368, p704
FARMACOGENÉTICA/FARMACOGENÔMICA
Farmacogenética
Pré-Genômica
Farmacogenômica
Fármaco
Fármaco
Genótipo
Genótipo
Genótipo
Compara fenótipos em
grupos genotípicos
Compara
Compara polimorfismos
polimorfismos
genéticos
genéticosem
emgrupos
gruposfenotípicos
fenotípicos
McLeod e Evans. Annu Rev Pharmacol
Toxicol, 2001, 41: 101-21
META DA FARMACOGENÔMICA
Terapia Personalizada
Pacientes
com
mesmo diagnóstico
Identificar
pacientes
insensíveis
e hiper-sensíveis
Pacientes com mesmo diagnóstico
Mudar o
medicamento
ou a dose
Manter o
medicamento e a
dose-padrão
Evans, Johnson. Annu Rev Genomics Hum Genet 2001.
"The right medicine to the right
person at the right dosage at the
right time"
--Tommy Thompson, former U.S.
Health and Human Services Secretary
Janeiro 2001
"Here's my sequence...”
New Yorker
Clinical Pharmacology and Therapeutics 2004, 76: 18-26
MONO-OXIGENASES DO CITOCROMO P450
CYP2C
20% enzimas P450 nos microssomas hepáticos
CYP2C9
Diversos fármacos clinicamente relevantes
• Anticoagulantes
• Antiinflamatórios
• Hipoglicemiantes
Figura 1: Localização de cinco polimorfismos CYP2C9
CYP2C9*4 Japonês
(Imai e cols., 2000)
Lee e cols., 2002
Distribuição global
CYP2C9*2
CYP2C9*3
Scordo e cols., 2001
CORRELAÇÃO ENTRE GENÓTIPO CYP2C9
E METABOLISMO DE TENOXICAM
CORRELAÇÃO ENTRE GENÓTIPO CYP2C9
E METABOLISMO DE TENOXICAM
Influence of CYP2C9 genotypes on the pharmacokinetics
and pharmacodynamics of piroxicam
J. A. Perini, R. Vianna-Jorge, A. R. Brogliato and G. Suarez-Kurtz
CLINICAL PHARMACOLOGY & THERAPEUTICS 2005
8
*1/*1
*1/*2
*1/*3
100
*1/*1
*1/*2
*1/*3
[Sérica 2TxB
]
-1
[Piroxicam]
g.ml
()
10
6
4
2
80
60
40
20
0
0 24 48 72 96 120 144
Tempo (h)
156
168
0
0
24
48
72
96 120 144 168 192 216 240
Tempo (h)
CYP2C9 genotypes and the quality of anticoagulation control with
warfarin therapy among Brazilian patients
Incidence of bleeding (%)
M. V. Lima, G. S. Ribeiro, E. T. Mesquita, P. R. Victer, R. Vianna-Jorge
20
variant CYP2C9
wild-type CYP2C9
15
10
5
0
0
1
2
3
4
Time (weeks)
Figure 1: Time-course of serious bleeding events according to
CYP2C9 genotype. Data correspond to the incidence of first
bleeding episodes and are presented as the % number of new
events in each genotype group at each time point.
ENSAIOS CLÍNICOS:
Desafios?
Terapia Personalizada do Câncer
Maio 2006
VARIABILIDADE
FARMACOGENÉTICA
CORRELAÇÃO ENTRE FENÓTIPO E GENÓTIPO
Atividade da enzima tiopurina-metiltransferase
e sensibilidade ao tratamento com tiopurinas
Farmacogenética do Tamoxifeno
Metabolismo hepático
Jin et al. JNCI 2006
Tamoxifeno
(profármaco)
CYP2D6
Endoxifeno
(ativo)
Normal
Sem efeito
Toxicidade
Farmacogenética da CYP2D6
Meyer. Nature
Review 2004
Genótipo CYP2D6 e
Concentração de Endoxifeno
Jin et al. JNCI 2006
Impacto do alelo CYP2D6*4
180 pacientes pós-menopausa após 5 anos de TAM
(Goetz et al. 2005)
Usando a informação genética para caracterização
molecular da doença, para prever o metabolismo de
fármacos e estimar o ajuste de doses
Medicina Personalizada
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