UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS FACULDADE DE BIOMEDICINA DARLEN CARDOSO DE CARVALHO FARMACOGENÉTICA DO GENE TIOPURINA METILTRANSFERASE NA RESPOSTA A 6-MERCAPTOPURINA, EM PACIENTES COM LEUCEMIA LINFOBLÁSTICA AGUDA, NA REGIÃO NORTE DO BRASIL. BELÉM 2011 DARLEN CARDOSO DE CARVALHO FARMACOGENÉTICA DO GENE TIOPURINA METILTRANSFERASE NA RESPOSTA A 6-MERCAPTOPURINA, EM PACIENTES COM LEUCEMIA LINFOBLÁSTICA AGUDA, NA REGIÃO NORTE DO BRASIL. Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade de Biomedicina da Universidade Federal do Pará, como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Biomedicina. Orientador: Prof. Dr. Ney Pereira Carneiro dos Santos BELÉM 2011 DARLEN CARDOSO DE CARVALHO FARMACOGENÉTICA DO GENE TIOPURINA METILTRANSFERASE NA RESPOSTA A 6-MERCAPTOPURINA, EM PACIENTES COM LEUCEMIA LINFOBLÁSTICA AGUDA, NA REGIÃO NORTE DO BRASIL. Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade de Biomedicina da Universidade Federal do Pará, como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Biomedicina, aprovado com o conceito ___________________________. Belém (PA), 16 de Dezembro de 2011. Banca Examinadora: ______________________________ Prof. Dr. Ney Pereira Carneiro dos Santos ICB-UFPA (orientador) ______________________________ Prof. Dr. Rommel Mario Rodríguez Burbano (ICB-UFPA) ______________________________ Profª Drª Andrea Kely Campos Ribeiro dos Santos (ICB-UFPA) ______________________________ Prof. Dr. Jose Ricardo dos Santos Vieira - Suplente (ICB-UFPA) i Enormes mudanças estão ocorrendo em relação à previsão de futuros riscos de doenças, à otimização da terapia médica e à descoberta de novas abordagens para o tratamento de doenças. A transformação do atendimento médico é impressionante. Estamos agora avançando além da realidade atual e já começamos a imaginar como a medicina poderá ser praticada no futuro, o que certamente nos promete uma louca aventura. Francis S. Collins ii AGRADECIMENTOS Ao Meu orientador, Dr. Ney Santos, pelos ensinamentos, oportunidade de aprendizado e incentivo. Por ter me orientado na graduação e transmitido bastante conhecimento para a minha vida acadêmica, e pela incondicional atenção e apoio neste trabalho. Ao Laboratório de Genética Humana e Médica (LGHM) da Universidade Federal do Pará. Aos amigos do LGHM: Marianne, Débora, Gabriela, Giovana, Natalle, Rafael, Igor, Pablo, Danilo e Marcos, pela ajuda e amizade. Aos professores Dr. Sidney Santos e Dra. Ândrea Ribeiro dos Santos pelo auxílio e aprendizado na elaboração deste estudo. Agradecimento especial a Alayde pela contribuição fundamental para a realização deste trabalho. A Universidade Federal do Pará (UFPA) e Hospital Ophir Loyola pela contribuição no desenvolvimento deste estudo. Aos meus pais, pelo amor e incentivo, por sempre confiarem em mim. A minha família, em especial a minha prima Fernanda pelo incentivo para que eu completasse essa fase da minha vida. iii SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 1 1.1. CÂNCER ................................................................................................................. 1 1.1.2. EPIDEMIOLOGIA DO CÂNCER ...................................................................... 2 1.2. CÂNCER INFANTO-JUVENIL .............................................................................. 4 1.2.1. CONSIDERAÇÕES GERAIS ............................................................................ 4 1.2.2. LEUCEMIAS ........................................................................................................ 5 1.2.3. LEUCEMIA LINFOBLÁSTICA AGUDA .......................................................... 8 1.2.4. DIAGNÓSTICO LABORATORIAL DA LEUCEMIA LINFOBLÁSTICA AGUDA ............................................................................................................................ 9 1.2.5. TRATAMENTO DA LEUCEMIA LINFOBLÁSTICA AGUDA ...................... 10 1.2.5.1. GLICOCORTICÓIDES ................................................................................. 11 1.2.5.2. ASPARAGINASE .......................................................................................... 12 1.2.5.3. METOTREXATO ........................................................................................... 12 1.2.5.4. 6-MERCAPTOPURINA ................................................................................ 13 1.3. MECANISMO DE AÇÃO DA 6-MERCAPTOPURINA ................................... 13 1.3.1. EFEITOS ADVERSOS AO FÁRMACO 6-MERCAPTOPURINA .............. 16 1.4. LELUCEMIA LINFOBLÁSTICA AGUDA NO ESTADO DO PARÁ ............. 17 1.5. FARMACOGENÉTICA ........................................................................................ 20 1.5.1. FARMACOGENÉTICA APLICADA AO CÂNCER ...................................... 21 1.5.2. FARMACOGENÉTICA DO 6-MP ................................................................... 23 1.6. GENE TPMT- POLIMORFISMOS GENÉTICOS ............................................ 25 1.7. DOSAGEM RECOMENDADA DE 6-MP ......................................................... 31 1.8. JUSTIFICATIVA ................................................................................................... 34 1.9. OBJETIVOS .......................................................................................................... 35 1.9.1. OBJETIVO GERAL .......................................................................................... 35 1.9.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................... 35 2. MATERIAL E MÉTODOS ...................................................................................... 36 2.1. AMOSTRAS ESTUDADAS ................................................................................ 36 2.2. EXTRAÇÃO DE DNA .......................................................................................... 36 2.3. QUANTIFICAÇÃO ............................................................................................... 37 2.4. SELEÇÃO DOS SNP .......................................................................................... 38 iv 2.5. DESENHO DOS INICIADORES ........................................................................ 38 2.6. REAÇÃO EM CADEIA PELA POLIMERASE (PCR) .................................... 39 2.7. SEQUENCIAMENTO DIRETO DO DNA ......................................................... 40 2.8. ANÁLISE ESTATÍSTICA ................................................................................... 40 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 42 3.1. OTIMIZAÇÃO DA PCR E SEQUENCIAMENTO PARA INVESTIGAÇÕES DOS POLIMORFISMOS NO GENE TPMT ............................................................. 43 3.2. FREQUÊNCIA DOS ALELOS DO GENE TPMT NAS POPULAÇÕES ESTUDADAS ................................................................................................................ 44 3.2.1. FREQUÊNCIA DOS ALELOS DO GENE TPMT NA POPULAÇÃO DE BELÉM-PA ................................................................................................................... 44 3.2.2. FREQUÊNCIA DOS ALELOS DO GENE TPMT EM PACIENTES COM LLA ................................................................................................................................. 47 3.3. GENÓTIPOS ENCONTRADOS DO GENE TPMT NAS POPULAÇÃO ESTUDADAS ................................................................................................................ 51 3.4. DADOS CLÍNICOS DOS PACIENTES COM LLA .......................................... 53 4. CONCLUSÃO .......................................................................................................... 58 REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 60 v LISTA DE FIGURAS FIGURA 1. Tipos de câncer mais incidentes estimados para os anos de 2010/2011, exceto câncer de pele não melanoma, na população brasileira. .................................... 3 FIGURA 2. Distribuição percentual da incidência por tipo de câncer infanto-juvenil, Belém e Ananindeua, 1997 a 2001. .................................................................................... 7 FIGURA 3. Subtipos da LLA de acordo com a classificação da OMS. ......................... 8 FIGURA 4. Mecanismo de metabolização do fármaco 6-MP. ...................................... 15 FIGURA 5. Procedência e números de casos por município de pacientes pediátricos portadores de LLA no estado do Pará. ............................................................................. 18 FIGURA 6. Frequência de toxicidade em pacientes pediátricos portadores de LLA provenientes do estado do Pará. ....................................................................................... 19 FIGURA 7. Fármacos aprovados pela FDA referentes a marcadores farmacogenômicos ................................................................................................................ 22 FIGURA 8. Estrutura química dos fármacos Tiopurinas. ............................................... 24 FIGURA 9. Distribuição populacional da atividade da enzima TPMT. ........................ 27 FIGURA 10. Variantes alélicas predominantes do locus TPMT. .................................. 29 FIGURA 11. Exemplo de eletroferograma de um paciente pediátrico com LLA, heterozigoto para dois polimorfismos do tipo SNP: 460G>A e 474T>C....................... 43 FIGURA 12. Gráfico comparando a frequência alélica do gene TPMT entre as populações de pacientes com LLA e a população sadia de Belém-PA. ..................... 50 vi LISTA DE TABELAS TABELA 1. Frequência das variantes alélicas do TPMT em diferentes grupos étnicos. ................................................................................................................................... 26 TABELA 2. Alelos da Tiopurina Metiltransferase e fenótipos associados à atividade da enzima TPMT. ................................................................................................................. 30 TABELA 3. Dosagem recomendada de 6-Mercaptopurina de acordo com o fenótipo do TPMT. ............................................................................................................................... 32 TABELA 4. Polimorfismos farmacogenéticos selecionados do gene TPMT associados à resposta terapêutica do 6-MP. ................................................................... 38 TABELA 5. Descrição dos iniciados utilizados na genotipagem dos polimorfismos do gene TPMT ............................................................................................................................. 39 TABELA 6. Frequência estimada na população de Belém para os seis SNP investigados e seus haplótipos derivados do gene TPMT. ........................................... 45 TABELA 7. Frequência estimada em pacientes com LLA para os seis SNP investigados e seus haplótipos derivados do gene TPMT.............................................. 48 TABELA 8. Distribuição dos indivíduos estudados de acordo com o genótipo do TPMT e sua capacidade de metabolização do 6-MP. .................................................... 52 TABELA 9. Dados clínicos dos 24 pacientes com LLA estratificados de acordo com genótipo do TPMT ................................................................................................................. 56 vii LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS OU SIMBOLOS 6-MeTIMP: 6-metil tioinosina 5’ monofosfato 6-MP: 6-mercaptopurina 6-TGN: 6-tioguanina 6-TU: Ácido tioúrico ASNS: Asparaginase Sintetase AZA: Azatioprina FDA: Food and Drug Administration GMPS: Guanosina monofosfato sintase HGPRT: Hipoxantina-guanina fosforibosil transferase IARC : Agência Internacional para Pesquisa em Câncer IMPD: Inosina monofosfato desitrogenase INCA: Instituto Nacional do Câncer LCR: Liquido Cefalorraquidiano LLA: Leucemia Linfoblástica Aguda LLC: Leucemia linfóide Crônica LMA: Leucemia Mielóide Aguda LMC: Leucemia Mielóide Crônica MMP: Metilmercaptopurina MTX: Metotrexato NCI/NIH: Instituto Nacional de Câncer (dos Estados Unidos) OMS: Organização Mundial da Saúde viii PCR: Reação em Cadeia da Polimerase SNP: Polimorfismos de Nucleotídeos Únicos TGMP: Tioguanina monofosfato TGN: Nucleotídeos citotóxicos TIMP: Tiomecaptopurina TPMT: Tiopurina Metiltransferase TXMP: Tioxantina monosfosfato χ2 : Qui-quadrado XO: Xantina Oxidase ix RESUMO O 6-MP é um dos quimioterápicos mais utilizados em todo mundo no tratamento da leucemia linfoblástica aguda, que é o tipo de câncer mais comum na infância. A metabolização desse fármaco ocorre a partir de um processo de S-metilação catalisada pela enzima TPMT. Polimorfismos genéticos presentes no TPMT controlam os níveis de atividade dessa enzima nos tecidos humanos. O objetivo do presente trabalho foi investigar a frequência das variantes alélicas do gene TPMT: TPMT*1S (474T>C), TPMT*2 (238G>C), TPMT* 3A (460G>A e 719A>G), TPMT*3B (460G>A), TPMT*3C (719A>G), TPMT*4 (G_1A), TPMT*8 (644G>A) em 24 pacientes com leucemia linfóide aguda, tratados com 6-MP, em um hospital de referencia em tratamento oncológico do estado do Pará, com a finalidade de correlacionar esses polimorfismos com os dados clínicos desses pacientes. O grupo controle do estudo foi constituído de 49 indivíduos representativos da população investigada de Belém-PA. Os polimorfismos do gene TPMT foram analisados através da reação em cadeia da polimerase seguido de sequenciamento direto. Entre a população de Belém, as frequências dos alelos do gene TPMT foram: TPMT*1S: 22%, TPMT*3A: 2%, TPMT*3C: 1%, TPMT*8: 5%, TPMT*2: 1%, as dos pacientes portadores de LLA foram TPMT*1S: 21% e TPMT*3A: 4 %. Dos 49 indivíduos da população de Belém analisados, nove (18,4%) apresentaram mutações relacionado a atividade intermediária da TPMT, sendo o genótipo mais frequente TPMT*1/TPMT*8 (10%). Dos 24 pacientes com LLA investigados, dois (8,3%) apresentaram atividade intermediária da enzima TPMT, cujo genótipo correspondendo foi TPMT*1/TPMT*3A. Quando foram analisados os dados clínicos dos pacientes pediátricos com LLA dez (41, 6%) apresentaram reações adversas decorrentes do tratamento, quatro (18, 7%) apresentaram falência terapêutica. Entre as reações adversas observadas nos pacientes com LLA as que se mostraram mais frequentes foram as mucosites (cinco pacientes, 22, 7%) e neutropenias (três pacientes, 12, 5%). Quando se comparou os grupos (homozigotos para atividade alta da TPMT e heterozigotos) foi observado um maior número de indivíduos que obtiveram falecia terapêutica e óbitos no grupo de pacientes homozigotos para a alta atividade da TPMT, embora essas diferenças não sejam estatisticamente significativas (p>0,05). O presente trabalho é o primeiro realizado na região Norte do Brasil a investigar polimorfismos farmacogenéticos do gene TPMT em resposta ao tratamento de pacientes com LLA. Nossos resultados sugerem uma tendência de risco associando a falência terapêutica com os homozigotos de elevada metabolização da 6-MP, contudo o estudo ainda necessita ser comprovado com aumento do numero amostral dos pacientes e maior acompanhamento dos mesmos, para a realização de análises mais precisas. As investigações farmacogenéticas do gene TPMT com resposta ao 6MP podem fornecer subsídios para implementação de políticas públicas voltadas para exames preditivos que sejam capazes de melhorar a terapêutica dos pacientes portadores de LLA, evitando toxicidade e aumentando a eficácia da terapia. Palavras-chave: Leucemia Linfoblástica Aguda (LLA); Polimorfismos farmacogenéticos; Tiopurina Metiltransferase (TPMT); 6-mercaptopurina (6-MP). 1 1. INTRODUÇÃO 1.1. CÂNCER O câncer pode ser entendido como uma patologia complexa do ponto vista genético. Na maioria dos casos, o câncer surge em função de um processo de multiplicação celular que ocorre de maneira descontrolada, devido a alterações moleculares em genes responsáveis por fazer o controle da divisão celular. Sem regulação clones mutantes de células se dividem excessivamente formando aglomerados celulares chamados de tumores ou neoplasias, que podem ser classificadas como benignas ou malignas (Instituto Nacional do Câncer-INCA, 2010). As neoplasias malignas se diferenciam das benignas basicamente pela capacidade de invadir tecidos e órgãos e de espalhar-se por outras regiões do corpo, por meio do sangue ou da linfa, gerando tumores secundários, denominados metástases (INCA, 2010). As pesquisas voltadas a oncologia nos últimos anos identificou diversos genes envolvidos no surgimento do câncer. O mecanismo responsável pela carcinogênese envolve essencialmente mutações em proto-oncogenes (oncogenes) e em genes supressores tumorais (Vogelstein & Kinzler, 2004). Os proto-oncogenes e genes supressores tumorais atuam na regulação da proliferação celular. Os proto-oncogenes basicamente regulam os eventos que mantém a progressão ordenada do ciclo celular, divisão celular e diferenciação celular (Louro et al., 2002). Um proto-oncogene que tem a sua função alterada por mutações é chamado de oncogene, essas mutações alteram a estrutura do DNA e sítios de expressão dos produtos de um gene o que ativa o seu potencial oncogênico. Os genes supressores de tumor atuam mantendo a proliferação celular controlada restringindo, dessa forma, o crescimento celular. Mutações com perda da função desses genes aumentam a suscetibilidade ao câncer, pela estimulação do ciclo celular (Louro et al., 2002). Os cânceres podem ser classificados de acordo com os tecidos e os tipos celulares dos quais derivam, podendo ser agrupados em duas grandes categorias: Carcinoma, quando são derivados de células epiteliais ou de tecidos que recobrem alguns órgãos, e Sarcoma, quando derivam do tecido conjuntivo ou de células 2 musculares. Os cânceres que não se enquadram em nenhuma dessas categorias incluem as várias Leucemias, que são derivadas de células hematopoiéticas e os cânceres do sistema nervoso central (INCA, 2010). 1.1.2. EPIDEMIOLOGIA DO CÂNCER O câncer, em todas as suas formas, é uma patologia que afeta mundialmente a saúde das populações. O Relatório da Agência Internacional para Pesquisa em Câncer- IARC (2008) estimou que o impacto global do câncer dobrou nos últimos 30 anos. Estimou-se que, no ano de 2008, ocorreriam cerca de 12,4 milhões de casos novos de câncer e 7,6 milhões de óbitos por câncer no mundo. Destes, os mais incidentes foram o câncer de pulmão (1,52 milhões), mama (1,29 milhões) e cólon e reto (1,15 milhões). Sendo o câncer de pulmão a principal causa de morte (1,31 milhões), seguido pelo câncer de estômago (780 mil óbitos) e pelo câncer de fígado (699 mil óbitos). Para América Latina, estimou-se em 2008 cerca de um milhão de casos novos de câncer e 589 mil óbitos. Em homens, o mais comum foi o câncer de próstata, seguido por pulmão, estômago, cólon e reto. Nas mulheres, o mais frequente foi o câncer de mama, seguido do colo do útero, cólon e reto, estômago e pulmão (World Cancer Report 2008). O crescimento populacional, acompanhado com seu envelhecimento, terá impactos significativos para a incidência de câncer no mundo. A IARC/OMS estimou em 2008, que metade dos casos novos e aproximadamente dois terços dos óbitos por câncer ocorrerão em países de baixo e médio desenvolvimento. A Organização Mundial da Saúde (OMS) prevê que em 2030 ocorrerão 27 milhões de casos novos de câncer com 17 milhões de mortes ao ano e 75 milhões de pessoas vivas com câncer no prazo de cinco anos de diagnóstico (World Cancer Report 2008). No Brasil é estimado que no ano de 2011 ocorram 489.270 novos casos de câncer. Os tipos mais incidentes são: câncer de pele não melanoma, com 114 mil novos casos, seguido de cânceres de próstata (52 mil) e de pulmão (28 mil) em homens e os cânceres de mama (49 mil) e do colo do útero (18 mil) em mulheres (INCA, 2010). É estimado que ocorram 9.580 casos de leucemias no Brasil, sendo 3 5.240 entre homem e 4.340 entre as mulheres (INCA, 2010). A Figura 1 mostra os tipos de câncer mais incidentes para o ano de 2010 e 2011 na População Brasileira. No estado do Pará é estimada a ocorrência de 7.720 novos casos de neoplasias e apresentando a mesma tendência do restante da população brasileira, também apresenta o câncer de pele não melanoma como o mais prevalente (2.010 novos casos), seguido do câncer de colo do útero (790); do câncer de próstata (700) e câncer gástrico (650). É estimado que ocorram 260 novos casos de leucemias no estado do Pará, 140 em homens e 120 em mulheres (INCA, 2010). O Instituto Nacional do Câncer estima que em 2011, em Belém, capital paraense, ocorram aproximadamente 3.710 novos casos de câncer, dos quais apresentam-se em ordem de prevalência: o câncer de pele não melanoma (890 casos); câncer de mama (400); câncer de colo do útero (330); câncer de próstata (330) e câncer gástrico (310). A incidência estimada para as leucemias em Belém é 100 novos casos, sendo 50 em homens e 50 em mulheres (INCA, 2010). Figura 1. Tipos de câncer mais incidentes estimados para os anos de 2010/2011, exceto câncer de pele não melanoma, na população Brasileira. Fonte: Instituto Nacional do Câncer, Estimativa 2010/2011: incidência de câncer no Brasil. Rio de Janeiro, 98p. 2009. 4 1.2. CÂNCER INFANTO-JUVENIL 1.2.1. CONSIDERAÇÕES GERAIS O Câncer infanto-juvenil deve ser estudado separadamente do câncer do adulto por apresentar diferenças nos locais primários, origens histológicas e comportamentos clínicos. Do ponto de vista clínico, os tumores pediátricos apresentam menores períodos de latência, em geral crescem rapidamente e são mais invasivos; porém respondem melhor ao tratamento e são considerados de bom prognóstico (INCA, 2010). O Câncer infanto-juvenil é considerado raro quando comparado com as neoplasias que afetam os adultos e correspondem entre 1% a 3% de todos os tumores malignos na maioria das populações (INCA, 2010). Entre os cânceres pediátricos estima-se, para o Brasil no ano de 2011, a ocorrência de cerca de 9.386 casos novos de neoplasias em crianças e adolescentes até os 18 anos (INCA, 2010). Este dado é preocupante uma vez que o Brasil possui uma população essencialmente jovem, cerca de 38% da população brasileira está abaixo dos 19 anos de idade (INCA. 2010). Dos cânceres infantis, a leucemia é o tipo mais frequente na maioria das populações, correspondendo entre 25% e 35% de todos os tipos, com exceção da Nigéria, onde esse percentual é de 45%. Dentre todas as leucemias, a Leucemia Linfoblástica Aguda (LLA) é a de maior ocorrência em crianças entre 0 a 14 anos de idade (INCA, 2010). Nos países desenvolvidos os Linfomas correspondem ao terceiro tipo de câncer mais comum. Nos países em desenvolvimento os linfomas correspondem ao segundo lugar, atrás apenas das leucemias. Os tumores do sistema nervoso central correspondem à cerca 8% a 15% das neoplasias pediátricas. Os tumores renais representam de 5% a 10% dos cânceres infantis. Os tumores ósseos possuem maior prevalência entre adolescentes, sendo os mais frequentes o tumor de Ewing e o osteossarcoma. Os sarcomas correspondem a 4% a 8%, enquanto que as neoplasias de células germinativas correspondem de 2% a 4% de todos os tumores da infância. A ocorrência de carcinoma em crianças e adolescentes é rara, correspondendo a cerca de 2% dos casos (INCA, 2010). 5 No Brasil as leucemias são responsáveis pelas maiores taxas de mortalidades em crianças e adolescentes acometidas por neoplasias (INCA, 2011). As taxas de mortalidade por câncer no Brasil em crianças e adolescentes com idade de 1 a 19 anos correspondeu a 8% de todos os óbitos em 2005, colocando-se assim como a segunda causa de morte nesta faixa etária, ficando atrás somente de mortes por causas extremas como acidentes e violências. É importante ressaltar que a mortalidade por câncer não deve incluir somente os óbitos relacionados ao próprio câncer, mas também relacionados ao tratamento (Welch & Black, 2002). A toxicidade a quimioterapia durante o tratamento do câncer é atribuída ao óbito precoce mais do que a progressão da doença em si. Os óbitos relacionados à sepse em pacientes com neutropenia, durante o tratamento, consistem na causa mais frequente de mortalidade. Seguidas de toxicidade neurológica, cardíaca e renal (Brown, 1993; Ray-Coquard, 2001). Muitas vezes determinar a causa do óbito de um paciente com câncer é um processo complexo, mas é indispensável incluir os óbitos relacionados ao tratamento para melhor determinar o progresso de combate ao câncer prevendo medidas voltadas a melhoria do tratamento oncológico (Welch & Black, 2002). 1.2.2. LEUCEMIAS Leucemia é uma patologia de origem na maioria das vezes não conhecida, ela é o resultado de anormalidades que ocorrem em uma célula progenitora do sistema hematopoiético. Essas anormalidades modificam o programa de diferenciação celular determinando uma vantagem proliferativa do clone leucêmico sobre as demais células normais da medula óssea culminando, portanto, no acúmulo dessas células anormais na medula e impedindo a formação de células sanguíneas normais (Sachs, 1996; INCA, 2010). As neoplasias originadas da medula óssea são do ponto de vista histórico, denominadas leucemias e podem ser classificadas de acordo com o tipo de glóbulos brancos afetado, nesse quesito são classificadas em dois grandes grupos; linfóide, quando afetam células da linhagem linfocitária, sendo chamadas de 6 leucemia linfóide, linfocítica ou linfoblástica; ou mielóide quando afetam as células de origem mielóide podendo ser denominadas de leucemia mielóide ou mieloblástica. Em relação aos diferentes estágios de maturação das células afetadas (linfóide ou mielóide) as leucemias podem ser classificadas em crônicas e agudas. Na forma crônica ocorrem proliferação e acúmulo gradativo de células neoplásicas na medula óssea, que se apresentam em um estágio tardio de maturação. Na forma aguda a linhagem celular afetada é oriunda de células imaturas, levando a um bloqueio de maturação e a uma proliferação descontrolada dessas células neoplásicas (Rowley, 2000; Zago et al., 2005; INCA 2010). Dessa forma, combinando as duas categorias podem ser classificados quatro tipos mais comuns de leucemias; a. Leucemia Linfóide Aguda (LLA); b. Leucemia Linfóide Crônica (LLC); c. Leucemia Mielóide Aguda (LMA); d. Leucemia Mielóide Crônica (LMC) (INCA, 2010). No contexto mundial, as leucemias correspondem a cerca de 30% dos cânceres em pediatria, constituindo as neoplasias mais comuns em menores de 15 anos na maioria das populações, sendo a leucemia linfóide aguda a mais frequente, representando cerca de 80% de câncer na infância (Smith & Reis, 2002). A leucemia mielóide aguda é mais frequente em adultos e representa apenas 4% dos diagnósticos em cânceres pediátricos (Mullighan, 2009; Wayne et al., 2010). A ocorrência de leucemia mielóide crônica na infância é rara, correspondendo a cerca de 1% dos cânceres em crianças de 1 a 4 anos (Wayne et al., 2010). No Brasil as leucemias são o tipo de tumor mais frequente em crianças e adolescentes, com percentual médio de 29%, sendo a região Norte do país a que apresenta maiores percentuais para esse tipo de neoplasia, acima de 39%. A Figura 2 mostra a distribuição percentual da incidência dos diferentes tipos de câncer infanto-juvenil na população de Belém e Ananindeua no período de 1997 a 2001 (INCA, 2008). 7 Figura 2. Distribuição percentual da incidência por tipo de câncer infanto-juvenil, Belém e Ananindeua, 1997 a 2001. Fonte: Instituto Nacional de Câncer (Brasil). Coordenação de Prevenção e Vigilância de Câncer. Câncer da Criança e adolescente no Brasil: Dados dos registros de base populacional e de mortalidade/Instituto Nacional de Câncer- Rio de Janeiro: INCA, 2008.200p. Estudos demonstram que fatores socioeconômicos, étnicos/genético e nutricionais podem possuir papel fundamental no prognóstico de crianças com leucemias (Greaves et al., 1993; Greaves et al., 1994; Pulsoni et al., 1998; Douer et al., 1996). Dados internacionais compararam as frequências relativas dos diferentes subtipos de leucemia estratificando segundo idade, sexo, etnia e condição social, demonstrando que esses fatores variaram em crianças leucêmicas que vivem em diferentes partes do mundo (Greaves et al ., 1993; Linet et al ., 1999). Esses dados parecem sugerir que o risco de desenvolvimento dos diferentes subtipos de leucemia está relacionado com a interação de diferentes ambientes e/ou fatores de risco. Outros fatores também podem predispor o aparecimento de neoplasias linfóide em criança, como infecções virais e algumas síndromes genéticas como a de Down e Klinefelter (Miller, 1969; Horsman et al., 1987; Shaw et al., 1992; Zipursky et al., 1997; Vassey et al., 1999; Lange, 2000). Além disso, outras anormalidades do sistema hematopoiético, como as neutropenias congênitas, e agentes químicos como benzeno, radiação ionizante e certos tipos de alimentos podem contribuir para a etiologia da leucemia (Serverson et al., 1993; Shu et al., 1996; Ross et al ., 1997; 8 Ross, 1998; Finkelstein, 2000; Mohan et al., 2000; Snyder, 2000; Konogorov et al., 2000; Ross, 2000). 1.2.3. LEUCEMIA LINFOBLÁSTICA AGUDA A leucemia linfoblástica aguda é o tipo de leucemia mais frequente em crianças e compreende apenas 20% das leucemias agudas em adultos (Appelbaum, 1999; Zago et al., 2005) é mais frequente em crianças na faixa etária de 2 a 5 anos, sendo mais incidente no sexo masculino e em crianças brancas. A classificação da LLA pela a OMS baseia-se em critérios morfológicos, imunofenotípicos, citogenéticos e biologia molecular, que inclui leucemia linfoblástica aguda de percussores T ou B (Figura 3) ou neoplasias precursoras de células B maduras do subgrupo leucemia/linfoma de Burkitt (cujos blastos tem origem de células B do centro germinativo) (OMS, 2001). Em 80% dos casos a expansão clonal das células leucêmicas na LLA decorre de linhagem de linfócitos B e em 20% decorrem da linhagem dos linfócitos T (Pui et al., 2004; Cheok et al., 2006; Onciu, 2009). Subtipos imunofenotípicos de linfoblastos de células B exibem uma variedade de anormalidades genéticas. Várias vias moleculares estão envolvidas na patogênese. Figura 3. Subtipos da LLA de acordo com a Classificação da OMS. A Leucemia linfoblástica percussor B. Esfregaço de medula óssea. Vários linfoblastos com uma relação núcleo citoplasma alta e variável e com condensação de cromatina. B Leucemia linfoblástica percussor T. Esfregaço de sangue.Os linfoblastos variam de tamanho em células grandes e pequenas com uma alta relação núcleo citoplasma. Fonte: JAFFE, E.S.; HARRIS, N.L.; STEIN, H. & VARDIMAN, J.W. World Health Organization Classification of Tumours. Pathology and Genetics of Tumours of Haematopoietic and Lymphoid Tissues. Lyon: IARC Pres., 2001.352p. 9 As alterações genéticas, mas comuns incluem hiperdiploidia e translocações (BCR-ABL, E2A-PBX1, TCR). Entre as células T de pacientes com leucemia linfoblástica aguda, a metade apresenta cariótipo normal enquanto que as translocações recorrentes são vistas em um terço dos pacientes (Jabbour et al., 2005). A leucemia linfóide aguda é uma doença que se caracteriza pelo acúmulo de linfoblastos em numerosos órgão e tecidos, notadamente na medula óssea e sangue periférico. Devido à vantagem proliferativa das células leucêmicas sobre as células normais na medula óssea, a função do sistema hematopoiético fica prejudicada o que resulta em anemia, trombocitopenia e diminuição da imunidade celular. A infiltração pelas células leucêmicas para outros órgãos determina o aumento do fígado (hepatomegalia), baço (esplenomegalia) e linfonodos (linfadenomegalias). Outros órgãos como timo, rim, pele, gônadas e sistema nervoso podem também ser comprometidos (Zago et al., 2005). As manifestações clínicas das leucemias agudas são muito variadas. Nas crianças é comum o aparecimento de hemorragia como equimoses, petéquias ou sangramento gengival. Também são notadas diminuição do apetite e da atividade, dores articulares e febre (Simone et al., 1975). 1.2.4. DIAGNÓSTICO LABORATORIAL DA LEUCEMIA LINFOBLÁSTICA AGUDA O diagnóstico definitivo da leucemia tem base no exame da medula óssea, considera-se o diagnóstico de leucemia quando em torno de 20% a 30% das células nucleadas da medula óssea consiste de blastos (Bennett et al., 1976). O hemograma está na maioria dos casos alterados, anemia, trombocitopenia e presença de blasto são alterações frequentes encontrados na leucemia, em 20% dos indivíduos com leucemia linfoblástica aguda não é possível evidenciar a presença de blastos (Gajjar et al., 1995). Para determinar a classificação dos subtipos de Leucemia são realizados exames citogenético (cariótipo) e imunofenotípico. Os exames radiográficos comumente mostram alterações que são sugestivas de leucemia (Gallagher et al., 1996). Também são 10 feitos exames do liquido cefalorraquidiano (LCR) para atestar infiltração das células leucêmicas no sistema nervoso central (Zago et al., 2005). 1.2.5. TRATAMENTO DA LEUCEMIA LINFOBLÁSTICA AGUDA Até meados dos anos 1980 as leucemias eram a causa mais comum de mortes em crianças acometidas com câncer em todo mundo (Miller & Mackay, 1984). A regressão da mortalidade começou com o progresso terapêutico na década de 40, quando foi demonstrada a ação dos agentes quimioterápicos contra os blastos leucêmicos (INCA, 2010). A sobrevida livre de leucemia por mais de cinco anos é condicionado como critério de cura nessa doença, atualmente a leucemia linfoblástica aguda é curada em cerca de 80% nas crianças submetidas a regimes quimioterápicos (Pui et al., 2000; Pui & Evans, 2006). O objetivo no tratamento das leucemias é extinguir as células leucêmicas para que a medula óssea possa ter o seu funcionamento normalizado (INCA, 2010; Pui & Evans, 2006). A base terapêutica da leucemia linfoblástica aguda foi estabelecida por Pinkel (1971) e consiste na combinação de diferentes quimioterápicos. Esse autor determinou a administração de diferentes fármacos durante três fases de terapia; a indução, consolidação e manutenção em um período 2,5 a 3 anos de tratamento. Os nomes dessas fases variam dependendo do tipo de leucemia (linfóide ou mielóide), na LLA as fases são denominadas indução, consolidação, reindução, manutenção e tratamento dirigido ao sistema nervoso central (INCA, 2010). A primeira etapa, indução, tem a finalidade de diminuir as células leucêmicas ao ponto de permitir o retorno do funcionamento normal da medula óssea e consequente melhoria do estado do paciente, o tratamento consiste na utilização de pelo menos três quimioterápicos: Glicocorticóide (Prednisona e/ou dexametasona) o antimitótico vincristina e L-asparaginase e em caso de leucemias de alto risco, é administrada uma quarta medicação geralmente antraciclina. A remissão completa das células leucêmicas é conseguida entre um e dois meses 11 após o início do tratamento. Isso ocorre quando os exames de sangue e da medula óssea (remissão morfológica) e o exame físico (remissão clínica) não demonstram mais anormalidades (INCA, 2010). As fases seguintes (consolidação, reindução, manutenção e tratamento dirigido ao sistema nervoso central) possuem a finalidade de eliminar definitivamente as células leucêmicas malignas da medula óssea (Pui & Evans, 2006). Na consolidação são administrados fármacos antimetabólitos, geralmente metotrexato (MTX) e 6-mercaptopurina (6-MP). Nas primeiras semanas após a remissão ser obtida, o tratamento da indução é repetido duas vezes em um intervalo de oito semanas o que é chamado de reindução (repetição dos medicamentos usados na fase de indução) (INCA, 2010). O tratamento da manutenção varia de acordo com a severidade da LLA, em pacientas com alto risco o tratamento é mais intensivo, e em pacientes com baixo risco são administrados semanalmente metotrexato e diariamente 6mercaptopurina. O tratamento direcionado ao sistema nervoso tem a finalidade de evitar recidivas de células leucêmicas no sistema nervoso central, e é feito através de radioterapia ou quimioterapia intensiva (Zago et al., 2005). Apesar das altas taxas de sobrevida decorrentes do progresso terapêutico para a LLA nos últimos anos, cerca de 30% das crianças não respondem ao tratamento quimioterápico convencional, apresentando sérias complicações toxicológicas (Lange et al., 2002; Hutchinson et al., 2003). Outros estudos ainda serão necessários para melhor compreensão da resposta farmacológica no tratamento da LLA. 1.2.5.1. GLICOCORTICÓIDES No tratamento da LLA os glicocorticóides (prednisona e dexametasona) são administrados no início do tratamento (Indução). O principal mecanismo de ação dos glicocorticóides é induzir a apoptose das células blásticas, portanto apresentam 12 um papel fundamental no tratamento da LLA, os pacientes que não respondem a quimioterapia apresentam pior prognóstico de sobrevida (Pizzo et al., 2011). Os principais efeitos adversos associados ao uso de Glicocorticóides (prednisona e dexametasona) são: obesidade centrípeta, imunossupressão, miopatia, oesteonecrose, ulcera péptica, pancreatite, desordens psiquiátricas, cataratas, hipertensão, déficit de crescimento, diabetes e amenorréia (Pui et al., 2006; Pizzo et al., 2011). 1.2.5.2. ASPARAGINASE Asparaginase sintetase (ASNS) é uma enzima que realiza a hidrólise da asparaginase em ácido aspártico um dos fármacos utilizados na terapia para LLA (Pui & Evans, 2006). A quimioterapia com acido aspártico parte do principio que células tumorais não são capazes de converter asparagina por apresentarem baixas expressão do gene ASNS em contraste com celulas normais . Desta forma forma a terapia com asparagina em pacientes com LLA força apopitose celular direcionada as células tumorais. Logo niveis elevados de expressão do gene ASNS em células tumorais podem contribuir para um mecanismo de resistência a terapia (Cheok et al., 2009). As principais manifestações clínicas associadas ao uso da asparaginase são em decorrência de reações alérgicas ao seu substrato, também são observadas Coagulopatias, diabetes, encefalopatia grave, trombose de seio cavernoso e pancreatite hemorrágica (Pui et al., 2006; Pizzo et al., 2011). 1.2.5.3. METOTREXATO O metotrexato é amplamente utilizado no tratamento da LLA na infância. O MTX é um inibidor competitivo do ácido fólico, componente essencial na síntese de purinas e pirimidinas (Jonsson & Kamen, 1991; Cheok et al., 2009). 13 A reação adversa do metotrexato geralmente está relacionada com a concentração da droga e período de exposição. Seu principal efeito é mielossupressão e mucosite gastrointestinal que ocorre 5 a 14 dias após a administração do fármaco. A nefrotoxicidade pode ocorrer direta ou indiretamente em nível de túbulos renais e prejudicar a excreção do MTX promovendo a piora de outros efeitos adversos. A toxicidade hepática é observada através do aumento transitório de transaminases, hiperbilirrubinemia e em casos raros é observado fibrose hepática em pacientes que utilizam baixas doses de MTX por longos períodos. Alterações dermatológicas como dermatite, reação alérgica podem ser notadas assim como pneumonites e osteopatia incluindo dor óssea, osteoporose com relatos de risco de fratura. Neurotoxicidade com altas doses de MTX pode desencadear convulsões, encefalopatia aguda ou crônica (Pui et al., 2006; Pizzo et al., 2011). 1.2.5.4. 6-MERCAPTOPURINA A 6-mercaptopurina é um dos principais medicamentos utilizados durante o tratamento da LLA, consisti em um antimetabólito que faz parte das Tiopurinas, fármacos utilizados em uma variedade de condições clínicas (Sahasranaman et al., 2008). O 6-MP é amplamente estudado na literatura, com vários polimorfismos relacionados ao gene Tiopurina Metiltransferase (TPMT) (Boson et al., 2003; Reis et al., 2003; Stanulla et al., 2005; Zhou, 2006; Kapoor et al., 2009; Relling et al., 2010). Mutações nesse gene podem alterar a resposta terapêutica do paciente ao 6-MP, resultando em sérios efeitos adversos, podendo ser fatal em muitos casos (Relling et al.,1999). 1.3. MECANISMO DE AÇÃO DA 6-MERCAPTOPURINA A 6- mercaptopurina é análoga das purinas e atuam como antagonista das purinas endógenas que são componentes essências do DNA, RNA e de algumas coenzimas. O 6-MP é um análogo da adenina, uma das bases necessárias 14 para a biossíntese do ácido nucléico. Portanto age como antimetabólito e interfere na síntese dos ácidos nucléicos de células em proliferação (Swann et al., 1996; Inamochi et al., 1999; Rang et al., 2001). Como a maioria das bases púricas a 6- mercaptopurina requerer passar por um processo de bioativação para ter os seus compostos citotóxicos ativos (Sandborn et al., 1999; Chabner et al., 2001). A conversão da 6-MP em nucleotídeos análogos da tioguanina é um processo gradativo e requer a participação de algumas enzimas (Figura 4). O 6-MP sofre ativação metabólica, especialmente no fígado e no intestino, e após administração oral as transformações químicas sofridas pela droga ocorre por uma via com três passos competitivos. O primeiro metabolismo é realizado pela enzima Xantina Oxidase (XO) que converte a 6-MP em ácido tioúrico (6-TU) um composto inativo, que pode ser observado na urina e no plasma após a administração da mercaptopurina (Hamilton & Elion, 1954; Elion et al., 1963). O início da ativação é feito pela enzima Hipoxantina-guanina fosforibosil transferase (HGPRT) resultando em nucleotídeos citotóxicos (TGN) como o 6tioguanina (6-TGN) responsável pela atividade imunossupressora (Paterson & Tidd, 1974; Lennard & Singleton, 1992). A terceira via metabólica da 6-MP é realizado pela enzima TPMT formando compostos inativos chamados metilmercaptopurina (MMP) (Chalmers et al., 1969; Tay et al., 1969; Elion, 1989; Krynetski & Evans, 1999). Uma via alternativa para a citotoxicidade é feita pela enzima TPMT por meio da reação de metilação da tiomecaptopurina (TIMP) que leva a formação dos 6-TGN. A formação da 6-metil tioinosina 5’ monofosfato (6-MeTIMP) a partir da TIMP é um processo importante uma vez que este composto é um potente inibidor da síntese de novas purinas impedindo, portanto, o ciclo celular (Chalmers et al., 1969; Tay et al., 1969; Elion, 1989; Krynetski & Evans, 1999). 15 Figura 4. Mecanismo de metabolização do fármaco 6-MP. 1, 2 e 3 evidenciam os passos da via metabólica da 6-MP. IMPD (Inosina monofosfato desitrogenase), TXMP (tioxantina monosfosfato), GMPS (Guanosina monofosfato sintase) e TGMP (Tioguanina monofosfato). Fonte: SILVA, M. R. Polimorfismo do gene da Tiopurina Metiltransferase (TPMT) em uma população de crianças e adolescentes com Leucemia Linfocítica Aguda (LLA). Dissertação de Mestrado. Belo Horizonte. Universidade Federal de Minas Gerais, 2007, 124p. O principal mecanismo de ação do fármaco 6-MP é a incorporação dos metabólitos 6-TGN ao DNA e RNA, esses compostos são incorporados ao DNA pelo pareamento incorreto com a timina, essa incorporação anormal é reconhecida pelo sistema de reparo das células resultando na parada do ciclo celular das células em proliferação (Swann et al., 1996; Giverhaug et al., 1999). A deficiência no gene TPMT leva a um acumulo excessivo de nucleotídeos tioguanina- TGNs nos tecidos hematopoiéticos, levando a uma grave toxicidade que pode ser observada em pacientes tratados com esse fármaco (Evans et al., 1991; Relling et al., 1999; Zhou, 2006). 16 1.3.1. EFEITOS ADVERSOS AO FÁRMACO 6-MERCAPTOPURINA É ampla a descrição na literatura especializada de diferentes efeitos adversos associados à administração da 6-MP (Lennard et al., 1997; Present et al., 1989; Kirschner, 1998; Dervieux et al., 1999; Dubinsky, 2003; Herrlinger et al., 2004; Marinaki et al., 2004; Sandborn et al., 2004; Sanderson et al., 2004). O aparecimento de diferentes efeitos adversos e a intensidade das manifestações desses efeitos pode sofrer variações de indivíduo para indivíduo, em decorrência do nível de atividade do gene TPMT. Pacientes que apresentam a atividade baixa ou intermediária da enzima TPMT possuem grande risco de desenvolver toxicidade, quando administrado doses padrões do 6-MP, para esses pacientes são administrados doses reduzidas desse medicamento, para que possam tolerar a terapia (Lennard et al ., 1990; Lennard et al., 1993; Evans et al., 2001; Aricó at al., 2005; Cheok & Evans, 2006). O 6-MP é amplamente utilizado no tratamento da leucemia linfoblástica aguda durante a fase de manutenção (Pui & Evans, 2006; INCA, 2010). O principal efeito adverso associado ao 6-MP é a mielotoxicidade, seguida de neutropenias. A 6-MP é hepatotóxico e a incidência de hepatotoxicidade em pacientes é variável e pode ocorrer na administração de qualquer dosagem, mais frequentemente quando se excede a dose recomendada diariamente de 50 mg/m2 (Aricó et al., 2005; Cheok & Evans, 2006). Pacientes com leucemia aguda têm maior predisposição para desenvolver neutropenias geralmente associado à quimioterapia agressiva durante o tratamento por agentes antineoplásicos (Pizzo, 1993; Hernandez et al., 2000; Donowitz et al., 2001). Em pacientes com LLA observa-se com mais frequência neutropenia quando a contagem de neutrófilo é inferior a 500/mm³. Além da neutropenia, observam-se alterações na função fagocítica e dano da barreira da mucosa resultando em mucosite (Corey & Boeckh, 2002). A neutropenia associada ao tratamento de leucemia é a principal causa relacionada à infecções, com um risco maior para bacteremia e sepse (Noskin et al., 1997). As infecções decorrentes da neutropenia são as principais causas de mortes 17 em crianças com câncer em tratamento quimioteráptico (Brown, 1993; Paganini, 1999; Ray-Coquard, 2001; Miranda et al., 2002). Os principais efeitos adversos relatados em diferentes publicações, associados com o uso do 6-MP são: Neutropenia, mielossupressão, náuseas, episódios de vômito, icterícia, anorexia, febre, erupções cutâneas, pancreatite, hepatotoxicidade, leucopenia leve, sintomas gripais, trombocitopenia, granulocitopenia e anemia, (Lennard et al., 1997; Present et al., 1989; Kirschner, 1998; Dervieux et al., 1999; Dubinsky, 2003; Herrlinger et al., 2004; Marinaki et al., 2004; Sandborn et al., 2004; Sanderson et al., 2004). 1.4. LELUCEMIA LINFOBLÁSTICA AGUDA NO ESTADO DO PARÁ Silva et al. (2011) realizaram um estudo de levantamento de dados de 92 crianças portadoras de LLA na infância atendidos período de Janeiro de 2005 a Janeiro de 2008 no serviço de quimioterapia no Hospital Ophir Loyola, referência no tratamento de câncer da região Norte do Brasil. O estudo observou taxas de cura em torno de 34% em crianças submetidas ao tratamento para LLA, este índice é considerado baixo quando comparado a outras regiões nacionais e mesmo outros países onde a taxa de cura para LLA é de aproximadamente 80% (Pui et al., 2000; Pui & Evans, 2006; Silva et al., 2011). Os protocolos de quimioterapia empregada no tratamento das acriança portadoras de LLA atendidas no Hospital Ophir Loyola foi a mesma utilizada em outros centros de tratamento de leucemias tanto nacionais (região Sul e Sudeste do Brasil) quanto internacionais (em populações européias e americanas). O estudo de Silva et al. (2011) demonstrou a procedência e número de casos de pacientes pediátricos com LLA no estado do Pará, 59% das crianças provem do interior do Pará, 30% da região metropolitana de Belém (Figura 5). 18 Figura 5. Procedência e números de casos por município de pacientes pediátricos portadores de LLA no estado do Pará. Fonte: SILVA, W.L.; ALMEIDA, G.V.; HAMOY, M. & WANDERLEY, A.V. Perfil clínico dos efeitos tóxicos oriundos da quimioterapia e sobrevida em pacientes pediátricos portadores de Leucemia Linfoblástica Aguda em municípios da Região Amazônica. Simpósio de Hematologia, Belém, PA: UFPA, 2011. No estudo de Silva et al. (2011) foi descrito os aspectos tóxicos da terapia submetida aos pacientes de LLA Hospital Ophir Loyola, segundo os critérios do Instituto Nacional de Câncer dos Estados Unidos (NCI/NIH). Observou-se que a maior incidência de toxicidades nos Pacientes com LLA provinham de Neutropenia e Infecções, conforme evidenciado pela Figura 6. O índice de mortalidade dos pacientes com LLA nesse estudo foi de 55,5 %. 19 Figura 6. Frequência de Toxicidade em pacientes pediátricos portadores de LLA provenientes do estado do Pará. Fonte: SILVA, W.L.; ALMEIDA, G.V.; HAMOY, M. & WANDERLEY, A.V. Perfil clínico dos efeitos tóxicos oriundos da quimioterapia e sobrevida em pacientes pediátricos portadores de Leucemia Linfoblástica Aguda em municípios da Região Amazônica. Simpósio de Hematologia, Belém, PA: UFPA, 2011. Existem lacunas genéticas a serem pesquisadas no comportamento clínico dos pacientes portadores de leucemia linfoblástica aguda na região Norte do Brasil em resposta a terapêutica oncológica. A hipótese principal do presente estudo envolve a variabilidade genética em gene de resposta ao quimioterápico 6-MP a qual pode se explicar, em parte, a baixa taxa de sobrevida de pacientes portadores de LLA. Pesquisas em farmacogenética podem contribuir para melhor caracterizar o perfil de resposta farmacológica desses pacientes e dessa forma, contribuir para um melhor prognóstico terapêutico. 20 1.5. FARMACOGENÉTICA Em todo mundo é conhecido a grande variabilidade na eficácia e na toxicidade causadas pelos medicamentos usados no tratamento de diferentes enfermidades (Ingelman-Sundberg, 2001). Diversos fatores tais como; sexo, idade, etnia, fumo, etilismo e variações genéticas podem influenciar na resposta de um paciente ao medicamento (Evans & Johnson, 2001; Sadee & Dai, 2005). Neste contexto a farmacogenética se enquadra por estudar como as diferenças genéticas influenciam na resposta a agentes farmacológicos (Evans et al., 2001; McLeod & Evans, 2001; Meyer, 2004). A abordagem tradicional da farmacogenética baseia-se em estudar polimorfismos na sequência de DNA de genes que, provavelmente, afetam a resposta aos medicamentos. Portanto, o objetivo dos estudos farmacogenéticos é buscar uma terapia individualizada que possa maximizar a eficácia dos medicamentos e minimizar os efeitos colaterais associados aos fármacos (Weinshilboum & Wang, 2004). É importante que em estudos de associação a população estudada seja homogênia com relação a ancestralidade. Em populações miscigenadas essa homogeneidade não é possivel devido a elevada estratificação populacional. Logo compreender a diversidade genética das populações é importante em estudos farmacogenéticos. Desta forma, investigar a diversidade de polimorfismos farmacogenéticos em grupos miscigenados é importante uma vez que a maioria dos estudos são realizados em populações europeias. As investigações farmacogeneticas em diferentes grupos humanos podem identificar populações que podem se beneficiar mais de um fármaco, ou indentificar efeitos colaterais que não são vistos em outras populações (Suarez-Kurtz, 2005). 21 1.5.1. FARMACOGENÉTICA APLICADA AO CÂNCER A quimioterapia emprega medicamentos ou substâncias químicas, que podem está em diferentes combinações, para matar ou lesar células cancerígenas. Essas substâncias interferem no crescimento das células atuando de maneiras distintas. A maioria dos medicamentos utilizados na quimioterapia não são seletivos, ou seja, afetam não só as células cancerígenas mas também as células normais. A baixa seletividade dos fármacos antineoplásicos contribui para a grande toxicidade que leva a uma frequente morbidade e mortalidade decorrente dos tratamentos, uma vez que os alvos moleculares dos quimioterápicos também estão presentes em células não-tumorais (Reis, 2006). A aplicação da farmacogenética na área oncológica é um processo complexo, por que envolve o difícil manejo clínico da quimioterapia aplicada a dois genomas: O do indivíduo (representada por mutações germinativa) e o do tumor (representada por mutações somáticas) este ultimo apresenta um papel crítico na resposta a terapia antineoplásica (Reis, 2006; Wang et al., 2011). As variações farmacogenéticas em ambos os genomas podem interferir na reposta terapêutica, nesse quesito a farmacogenética pode ser aplicada na identificação de marcadores moleculares que ajudem na otimização de fármacos, dose e duração de tratamentos, fornecendo conhecimentos para o desenvolvimento de novas terapias (Eichelbaum et al ., 2006; Wang et al., 2011). Existe uma grande variedade de fármacos em que a farmacogenética pode contribuir para o aprimoramento da terapia oncológica, para esses medicamentos a FDA (Food and Drug Administration) recomenda a utilização de testes farmacogeneticos especificos capazes de predizer a resposta do paciente ao medicamento (Wang et al., 2011). Desta forma é possivel maximizar a eficacia terapeutica e evitar efeitos tóxicos decorrentes da terapia. Diversos trabalhos no mundo associam polimorfismos genéticos, em especial SNP (Polimorfismos de Nucleotídeos Únicos), em genes de metabolização de drogas a resposta terapêutica. (Ulrich et al., 2003; Abraham et al., 2006; Stearns et al., 2008; Danesi et al., 2008). A identificação de genes (e de formas alternativas desses genes) responsáveis por efeitos adversos em resposta aos fármacos pode 22 ser muito útil no estabelecimento de políticas de saúde pública e no desenho e interpretação de ensaios clínicos (Suarez-Kurtz, 2005). A Figura 7 demonstra os principais modelos farmacogenéticos aprovados pela FDA utilizados na pratica clínica para terapia antineoplasicas . Entre esse marcadores a FDA recomenda a investigação de polimorfismos no gene TPMT associado a resposta farmacologica do 6-MP e Tioguanina. Tipo de Biomarcadores e Fármacos associados Biomarcador com efeito farmacocinético TPMT Mercaptopurina Tioguanina UGT1A1 Irinotecano Nilotinib Biomarcador com efeitos farmacodinâmicos EGFR Cetuximab Erlotinib Gefitinib Panitumumab KRAS Cetuximab Panitumumab ABL Imatinib Dasatinibe Nilotinib C-Kit (Kit) Imatinib 23 HER2 (ERBB2) Lapatinib Trastuzumab RECEPTOR DE ESTROGÊNIO Tamoxifeno Figura 7. Fármacos aprovados pela FDA referentes a marcadores farmacogenômicos. Fonte: WANG, L.; MCLEOD. H. L. & WEINSHILBOUM, R. M. Genomics and drug response. N Engl J Med, 364: 1144-1153. 2011. 1.5.2. FARMACOGENÉTICA DO 6-MP Um dos melhores exemplos da aplicação da farmacogenética na medicina clínica é caracterizado pelos polimorfismos presentes no gene Tiopurina Metiltransferase que influencia tanto na toxicidade quanto na eficácia do tratamento terapêutico em diferentes fármacos (Weinshilboum et al., 1999). A Tiopurina metiltransferase é uma enzima citosólica que participa da metabolização de vários quimioterápicos comumente usados no tratamento de diversas doenças. Entre os medicamentos metabolizados pela TPMT estão os análogos de purina como a azatioprina (AZA), 6-mercaptopurina (6-MP), e 6tioguanina (6-TG) a estrutura química das tiopurinas é demonstrada na Figura 8 (Weinshilboum & Woodson, 1983). Esses fármacos são amplamente utilizados em uma variedade de condições clínicas, sendo comumente utilizadas no tratamento de doenças inflamatórias crônicas como inflamações intestinais, neoplasias hematológicas como leucemias, distúrbios auto-imunes e em receptores de transplantes de órgãos (Paterson & Tidd, 1975; Zimm et al., 1983; Lennard & Singleton, 1992). O 6-MP é um dos quimioterápicos mais utilizados em todo mundo no tratamento de leucemia linfoblástica aguda na infância. O 6-TP é recomendado no tratamento de leucemia mielóide aguda e no tratamento mais intensivo de leucemia linfoblástica aguda em crianças. AZA é amplamente utilizada no tratamento de doenças inflamatórias intestinas, hepatite auto-imune, artrite reumatóide e em receptores de transplantes de órgãos (Johnson et al., 1995; Shapiro et al., 2005). 24 Figura 8. Estrutura química dos fármacos tiopurina. Fonte: Modificado de: SHUFENG, ZHOU. Clinical Pharmacogenomics of Thiopurine S-methyltransferase. Current Clinical Pharmacology, 1: 119-128. 2006. A metabolização desses fármacos ocorre a partir de um processo de Smetilação catalisada pela enzima TPMT (Weinshilboum & Woodson, 1983). Polimorfismos genéticos presentes na sequência de DNA do gene TPMT controlam os níveis de atividade dessa enzima nos tecidos humanos (Weinshilboum & Sladek, 1980). Pacientes com LLA, submetidos a tratamento com 6- MP, que possuem atividade baixa ou intermediária dessa enzima apresentam risco elevado de desenvolver toxicidade hematopoiética quando submetidos a doses padrões desses medicamentos, enquanto os que apresentam uma alta atividade dessa enzima estão sujeitos a uma ineficácia terapêutica (Lennard & Lilleyman, 1989; Lennard et al., 1990; Weinshilboum et al., 1999). Portanto, polimorfismos no gene TPMT influenciam na toxicidade e na eficácia terapêutica de diversos agentes metabolizados por essa enzima (Elion, 1967). É importante identificar se o paciente que será submetido a um tratamento que envolva a 6-MP apresenta metabolização intermediária ou deficiente, para que haja uma redução da dose a ser administrada (Lennard et al., 1990; Lennard et al., 1993; Relling et al ., 1999; Evans et al., 2001). São relatados na literatura diversos medicamentos que podem influenciar na resposta da atividade da enzima TPMT quando co-administrados com os fármacos tiopurinas. Por exemplo, Aspirina em doses terapêuticas pode levar a inibição da TPMT, assim como sulfassalazina e seus metabólitos, e a olsalazina são 25 potentes inibidores da TPMT. Os diuréticos, furosemida, bendroflumetiazida e triclormetiazida também possuem efeito inibitório sobre TPMT (Glauser et al., 1993; Szumlanski & Weinshilboum, 1995; Lysaa et al.,1996; Lewis et al.,1997; Lennard et al.,1998). 1.6. GENE TPMT- POLIMORFISMOS GENÉTICOS A enzima TPMT é responsável pela metabolização do fármaco 6-MP. Diversas investigações na literatura especializada indicam que polimorfismos no gene TPMT influenciam intensamente a atividade da 6-MP no organismo levando a sérios efeitos adversos. Pacientes que apresentam atividade baixa dessa enzima estão sujeitos a sérias toxicidades hematopoiéticas devido ao acúmulo de compostos metabólitos ativos de 6-TGN (Relling et al.,1999; Krynetski & Evans, 1999; McLeod et al., 2000; Cheok & Evans, 2006). Diversos estudos relatam que existe uma grande variação inter individual na atividade do TPMT. A atividade desse gene é herdada como uma característica autossômica co-dominante e os seus polimorfismos genéticos já foram descritos na maioria das grandes populações, conforme evidenciado na Tabela 1 (Weinshilboum, 2001; Mcleod & Siva, 2002). 26 Tabela 1. Frequência das variantes alélicas do TPMT em diferentes grupos étnicos. Grupos étnicos Número *2 *3A *3B *3C Americanos Caucasianos 282 0,2 3,2 **ND 0,2 Britânicos Caucasianos 398 0,5 4,5 ND 0,3 Franceses Caucasianos 382 0,5 5,7 ND 0,8 Franceses Caucasianos 932 0,7 3 0 0,4 Alemães Caucasianos 2,428 0,5 8,6 0 0,8 Poloneses Caucasianos 716 0,4 2,7 0 0,1 Suecos Caucasianos 1600 0,06 3,75 0,13 0,44 Noruegueses Caucasianos 132 0 3,4 0 0,3 Noruegueses Saami 388 0 0 0 3,3 Búlgaros Caucasianos 626 0,16 2,24 0 0,16 Americanos Afro – descendestes 248 0,4 0 ND 2,4 Argentinos 294 0,7 2,1 0 0 Ganeses 434 0 0 ND 7,6 Quenianos 202 0 0 ND 5,4 Chineses 384 0 0 ND 2,3 Chineses 206 0 0 0 1,0 Japoneses 1,044 0 0 0 1,6 Tailandeses 400 0 0 0 4,75 Asiáticos do Sudoeste 198 0 1 ND 0 Asiáticos do Sudeste 1,098 0 0 ND 1 Brasileiros 408 2,2 1,5 0,2 1 Crianças Chinesas 426 0 0 0 0,2 27 Tabela 1. Continuação Grupos étnicos Número *2 *3A *3B *3C Colombianos 280 0,4 3,6 0 0 Egípcios 400 0 0,003 0 0, 0013 ** ND: Não Identificado. Fonte: SAHASRANAMAN, S.; HOWARD, D. & ROY, S. Clinical pharmacology and pharmacogenetics of thiopurines. Eur J Clin Pharmacol, 64:753– 767.2008 Aproximadamente 90% da população branca e afro-descendente possuem uma alta atividade da enzima devido à homozigose para alelos de alta atividade da TPMT, 6% a 11% apresentam uma atividade intermediária devido à heterozigose do locus TMPT e 0,33% apresenta a baixa atividade da enzima TPMT devido à homozigose para alelos de baixa atividade (Weinshilboum & Sladek, 1980; Lennard et al., 1990; Mcleod et al., 1994; Gisbert et al., 2007). A Figura 9 demonstra a distribuição populacional da atividade da TPMT. Figura 9. Distribuição Populacional da Atividade da enzima TPMT. Individos que apresentam atividade enzimática alta apresentam o genótipo homozigoto selvagem (S/S). Individos que apresentam atividade intermediária apresentam genótipo heterozigoto (S/M). Individuos que apresentam atividade enzimática baixa ou indetectável apresentam dois alelos mutantes (M/M). Fonte: REIS, M. Farmacogenética aplicada ao câncer. Quimioterapia Individualizada e especificidade molecular. Simpósio: Farmacogenética, 39: 577-586. 2006. 28 A TPMT é uma enzima citosólica humana presente na maioria dos tecidos, como coração, células sanguíneas, placenta, pâncreas, intestino e fígado. O gene TPMT está localizado no cromossomo 6p 22.3 e possui aproximadamente 25Kb com 10 exons e 9 introns (Krynetski et al., 1997). As alterações na atividade do gene TPMT são decorrentes predominantemente de polimorfismos do tipo SNP. Atualmente já foram descritos mais de 25 variantes alélicas do TPMT. O alelo selvagem é denominado de TPMT*1 e os indivíduos que apresentam uma alta atividade da enzima TPMT são homozigotos para este alelo. A mutação 474C, presente no Exon 7 do gene TPMT que caracteriza o alelo TPMT*1S corresponde a uma mutação silenciosa e também caracteriza uma alta atividade enzimática da TPMT. Essa mutação foi frequentemente encontrada em populações Norte Portuguesas, com frequência de 21% (Alves et al., 1999). Os alelos mutantes mais frequentemente encontrados em diversas populações estudadas incluem o TPMT*2, TPMT*3A, TPMT*3B, TPMT*3C (Krynetski et al., 1995; Tai et al., 1997; Loennechen et al., 1988). Esses alelos já foram descrito em cerca de 80% a 95% das populações brancas, afro-descendentes, africanas e asiáticas estudada com atividade baixa e/ou intermediária para enzima TPMT (Yates et al., 1997; Eichelbaum et al., 2006). O alelo mutante TPMT*2 é definido por uma mudança de um único nucleotídeo, G >C, na posição 238 do gene. Essa modificação leva a uma mudança do aminoácido Alanina por Prolina no códon 80, o que resulta em uma redução 100 vezes da atividade da TPMT em relação ao alelo selvagem (Krynetski et al., 1995). O alelo TPMT*3A é caracterizado por duas mutações do tipo SNP (G460 A e A719G) que resulta em mudança do aminoácido formado no códon 154 (mudança da Alanina por Treonina) e no códon 240 (mudança da Treonina por Cisteína) (Tai et al., 1996). O alelo TPMT*3B resulta de uma mutação no códon 154 (mudança da Alanina por Treonina) e o alelo TPMT*3C resulta em uma mudança no códon 240 (mudança da Treonina por Cisteína) (Krynetski et al., 1995). A Figura 10 mostra as principais variantes alélicas no locus TPMT. 29 Figura 10. Variantes alélicas predominantes do locus TPMT. O alelo selvagem TPMT*1 codifica para alta atividade enzimática. Os alelos mutantes TPMT*2, *3A, *3B e *3C codificam para baixa atividade da enzima. Fonte: Modificado de: REIS, M. Farmacogenética aplicada ao câncer. Quimioterapia Individualizada e especificidade molecular. Simpósio: Farmacogenética, 39: 577-586. 2006. Existe um grande número de alelos mutantes raros do gene TPMT (TPMT * 3D, *4,* 5, * 6, * 7,* 8, * 10, * 11, * 12, * 13, * 14, * 15, * 16 e * 19) que já foram descritos na literatura. Desses alelos a variante TPMT*4 resulta de uma transposição (G>A) na junção do intro 9-exon 10, que interrompe o nucleotídeo final do intron 3’ da sequência (Otterness et al., 1997; Otterness et al., 1998; HamdanKhalil et al., 2005; Hon et al., 1999). O alelo TPMT*8 apresenta um SNP (G644A) que resulta na mudança de um aminoácido no códon 215 (Arg>His) (Hon et al., 1999). A Tabela 2 descreve as 25 variantes alélicas do gene TPMT mais descritas na Literatura. 30 Tabela 2. Alelos da Tiopurina metiltransferase e fenótipos associados à atividade da enzima TPMT. Alelos do Gene TPMT Alteração de nucleotídeo Mudança de aminoácido Fenótipo associado *1 ------ ------ Alta *2 G238C Ala 80 Pro Baixa *3A G460A Ala 154 Ter Baixa A719G Tri 240 Cis *3B G460A Ala 154 Ter Baixa *3C A719G Tri 240 Cis Baixa G292T Glu 985 TOP G460A Ala 154 Tri A719G Tri 240 Cis *4 G19 (-1) A ------ Baixa *5 T156C Leu 49 Ser Intermediária *6 A539T Tri 180 Fen Baixa *7 T681G His 227Gln Intermediária *8 G644A Arg 215 His Intermediária *9 A356C Lis 119 Tri ------ *10 G430C Gli 144 Arg ------ *11 G395A Cis 132 Tri Baixa *12 C374T Ser 125 Leu ------ *13 A83 T Glu 28 Val ------ *14 A1G Met 1 Val Baixa *15 Perda dos nucleotídeos 419494 (Exon 7) Perda dos aminoácidos de 140 a 165 Baixa *16 G 488 A Arg 163 His Intermediária *17 C 142 G Gln42 Glu Intermediária *18 C121A Gli 71 Arg Intermediária *19 A365TC Lis 122 Tri Baixa *20 A712 G Lis 238 Gli Intermediária *3D Intermediária 31 Tabela 2. Continuação Alelos do Gene TPMT Alteração de nucleotídeo Mudança de aminoácido Fenótipo associado *21 C205G Leu 69 Val Intermediária *22 G488C Arg 163 Pro Intermediária Fonte: SALAVAGGIONE, O. E.; WANG, L.; WIEPERT, M.; YEE, V.C. & WEINSHLBOUM, R.M. Thiopurine S- methyltransferase pharmacogenetics: Variant allele function and comparative genomics. Pharmacogenet genomics, 15: 801-815. 2005. 1.7. DOSAGEM RECOMENDADA DE 6-MP O 6-MP possuem um papel único no tratamento da Leucemia Linfoblática Aguda. A abordagem para ajuste de dosagem com base na atividade enzimática da TPMT pode variar dependendo da indicação clínica da doença (Aricó et al., 2005). As doses convencionais de partida utilizado Tiopurinas, como 6-MP, são geralmente altas, uma vez que estas doses foram derivadas de ensaios pensadamente ponderados para a grande parcela da população (cerca de 90 %) que possuem alelos do TPMT com atividade enzimática alta (alelo tipo selvagem) (Lennard & Lilleyman, 1996; Stocco et al., 2009; Relling et al., 2010). Para os pacientes com LLA com atividade enzimática da TPMT alta a dose incial de 6-MP tendem a ser elevadas (75 mg/m2 de 6-MP). Doses iniciais menores que o normal devem ser administrados em pacientes heterozigotos e em pacientes homozigotos deficientes as doses inicias de 6-MP devem ser reduzidas em pelo menos 10 vezes (Schmiegelow et al.,2009; Relling et al., 2010). A abordagem de redução de dosagem para heterozigotos e homozigotos deficientes tem diminuido o risco de toxicidade aguda em pacientes com LLA, fortalecendo a necessidade de empregar ensaios clínicos para estudar o estado enzimático do TPMT nesses pacientes, independentemente da raridade da doença e/ou dos polimorfismos no gene TPMT (Relling et al., 2010). 32 A Tabela 3 evidencia as doses recomendadas de 6-MP para pacientes com LLA de acordo com a atividade enzimática da TPMT, ressaltando as implicações clínicas de acordo com o fenótipo observado (Relling et al., 2010). Tabela 3. Dosagem recomendada de 6-Mercaptopurina de acordo com o fenótipo do TPMT. Fenótipo (Genótipo) Homozigotos tipo selvagem ou normal atividade, alta (dois alelos funcionais * 1) Heterozigoto ou atividade intermediária (um alelo funcional - * 1, além de um alelo não funcional – * 2, * 3A, * 3B, *3C,*8, ou * 4) Exemplos de haplótipos *1/*1 *1/*2, *1/*3A, *1/*3B, *1/*3C, *1/*4,*1/*8 Medidas farmacológicas: Implicações para mercaptopurina Concentrações mais baixas de metabólitos TGN Concentrações moderadas a elevadas de metabólitos TGN Recomendações de dosagem para mercaptopurina Começar com dose inicial normal (por exemplo, 75 2 mg/m /d ou 1,5 mg / kg / d) e ajustar doses de mercaptopurina (e de qualquer outra terapia mielossupressora) sem qualquer ênfase especial na 6-MP em comparação com outros agentes. Começar com doses reduzidas (início em 3070% da dose total: por 2 exemplo, a 50 mg/m /d ou 0,75 mg / kg / d) e ajustar doses de MP com base no grau de mielossupressão e orientações de doenças específicas. Naqueles que necessitam de uma redução da dose com base em mielossupressão, a dose mediana pode ser 2 40% menor (44 mg/m ) do que tolerado em pacientes do tipo selvagem (75 mg/m2). Na definição de mielossupressão, e dependendo de outras terapias, a ênfase deve ser na redução mercaptopurina sobre outros agentes. Classificação das recomendações Altamente recomendado Altamente recomendado 33 Tabela 3. Continuação Fenótipo (Genótipo) Variante homozigótica, atividade mutante, baixa ou deficiente (dois alelos não-funcionais – * 2, * 3A, *3B, *3C,*8 ou * 4). Exemplos de haplótipos 3A/*3A, *2/*3A, *3C/*3A, *3C/*4, *3C/*2, *3A/*4 *3A/*8 Fonte: www.pharmgkb.org Medidas farmacológicas: Implicações para mercaptopurina Concentrações extremamente elevadas de metabólitos TGN Recomendações de dosagem para mercaptopurina Para tratamento da LLA, começar com doses drasticamente reduzidas (reduzir a dose diária em 10 vezes e reduzir a frequência de três vezes por semana em vez de diariamente, por exemplo, 10 mg/m2/d dado apenas 3 dias / semana) e ajustar as doses de MP com base no grau de mielossupressão e doenças de orientações específicas. mielossupressão, a ênfase deve ser na redução mercaptopurina sobre outros agentes. Classificação das recomendações Altamente recomendado 34 1.8. JUSTIFICATIVA A Leucemia linfóide aguda representa mais de 80% dos casos de leucemias infantis, sendo a região Norte do Brasil a que apresenta maiores percentuais para esse tipo de neoplasia, acima de 39%. Embora nos últimos anos as taxas de sobrevida dos pacientes com LLA tenham aumentando devido ao progresso terapêutico, cerca de 30% das crianças não respondem ao tratamento quimioterápico convencional, apresentando sérias complicações toxicológicas. Levantamentos epidemiológicos realizados em pacientes tratados para LLA na região Norte do Brasil mostrou que cerca de 70% dos pacientes oriundos dessa região não respondem ao tratamento quimioterápico convencional, o que contribui para um maior índice de mortalidade nessa região se comprado com outras regiões do Brasil. Os estudos de como as variações genéticas do gene TPMT podem interferir na resposta ao medicamento 6-MP, um dos fármacos mais importantes usados no tratamento da LLA, é de extrema importância para o desenvolvimento de novas drogas e ajuste da dosagem recomendada a esses pacientes, o que melhoraria a sobrevida das pessoas submetidas ao tratamento da LLA, pela diminuição dos efeitos adversos decorrentes da terapia convencional. Para predizer a frequência desses polimorfismos relacionados a respostas aos fármacos, pesquisas farmacogenéticas necessitam serem empregadas em populações brasileiras miscigenadas, como é caso das populações da região Norte do Brasil. O presente trabalho pretende investigar a frequência dos polimorfismos genéticos no gene TPMT em uma população de pacientes com LLA em tratamento com 6-MP e em uma população de pessoas sadias, usadas como controle no estudo, da cidade de Belém, região Norte do Brasil. É válido ressaltar que o presente trabalho é primeiro, realizado na região Norte do Brasil a investigar polimorfismos farmacogenéticos do gene TPMT em resposta ao fármaco 6-MP, em pacientes com LLA. 35 1.9. OBJETIVOS 1.9.1. OBJETIVO GERAL Investigar a frequência das variantes alélicas do gene Tiopurina Metiltransferase; TPMT*1S (474T>C), TPMT*2 (238G>C), TPMT* 3A (460G>A e 719A>G), TPMT*3B (460G>A), TPMT*3C (719A>G), TPMT*4 (G_1A), TPMT*8 (644G>A) em 24 pacientes com Leucemia Linfóide Aguda, tratados com 6- mercaptopurina, no Estado do Pará, com a finalidade de correlacionar esses polimorfismos com os dados clínicos desses pacientes. 1.9.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Padronizar um protocolo de PCR (Reação em Cadeia da Polimerase) e sequenciamento direto para a investigação de 6 polimorfismos do gene TPMT 474T>C, 238G>C, 460G>A , 719A>G, G_1A, 644G>A. 2. Estimar o grau de desequilíbrio de ligação, para identificar os haplótipos derivados desses polimorfismos nas amostras de pacientes com leucemia linfóide aguda e na população de Belém-PA. 3. Investigar e comparar a distribuição de frequências dos alelos TPMT*1S , TPMT*2, TPMT* 3A, TPMT*3B, TPMT*3C, TPMT*4 e TPMT*8 no gene TPMT em pacientes com LLA tratados com o quimioterápico 6-MP. 4. Investigar e comparar a distribuição de frequências dos alelos TPMT*1S, TPMT*2, TPMT* 3A, TPMT*3B, TPMT*3C, TPMT*4 e TPMT*8 no gene TPMT em 49 indivíduos sadios representativos da população de Belém-PA 5. Investigar possíveis associações dos haplótipos com a heterogeneidade clínica dos pacientes com LLA, de forma a verificar se ocorre o efeito sinérgico entre essas mutações, em associação com a resposta a farmacogenética da 6-MP. 6. Investigar a associação entre o genótipo do paciente com LLA e os dados clínicos e laboratoriais desses pacientes. 36 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1. AMOSTRAS ESTUDADAS Na investigação foi utilizada uma população de 24 pacientes com idade inferior a 18 anos em tratamento convencional para Leucemia Linfóide Aguda, atendidos no ano de 2011 no Hospital Ophir Loyola, referência no tratamento de câncer da região Norte do Brasil, localizado na cidade de Belém, no Estado do Pará. Os dados clínicos foram obtidos por meio de pesquisa em prontuários cedidos pelo serviço de arquivo médico do hospital. O grupo controle do estudo foi constituído de 49 indivíduos representativos da população investigada de Belém-PA. Durante o estudo foi realizado um contato prévio com cada indivíduo ou responsável pelo paciente, onde foram fornecidas informações acerca do objetivo da pesquisa, além do formulário para assinatura do consentimento livre e esclarecido para posterior coleta do material utilizado para a pesquisa. 2.2. EXTRAÇÃO DE DNA Para o isolamento do DNA genômico foram utilizados como material sangue periférico. O sangue total foi obtido no momento das coletas de rotina para realização de hemogramas. Portanto o sangue não foi coletado exclusivamente para a realização do estudo. O anticoagulante utilizado foi o EDTA (etilenodiaminotetracetato). O material genético foi extraído a partir de uma amostra de 300 µL do sangue total pelo método convencional com fenol-clorofórmio e precipitação com etanol, conforme descrito por Sambrook et al. (1989). O sangue foi processado inicialmente com tampão salino PBS (NaCl 0,14 M; KCl 2,7 mM; Na2HPO4 5,4 M; KH2PO4 1,8 mM; pH 8,4) em uma proporção de 2 37 partes de tampão para uma parte de camada celular, agitando a mistura suavemente. Após essa etapa, centrifugou-se o material a 4.000 rpm por 10 minutos. O sobrenadante (solução + restos orgânicos indesejáveis) foi retirado e adicionou-se 500 µL de solução de lise celular (NaCl 0,3 M; EDTA 100 mM com pH 7,5 e uréia 7,0 M) que promoveu a ruptura dos leucócitos. A solução foi homogeneizada e adicionou-se 500 µL de SDS a 20% e, em seguida, incubou-se a solução em banho-maria a 37°C por 16 horas. Após o período de incubação, adicionou-se 500 µL de fenol-clorofórmio (1:1), agitando a mistura suavemente por 10 minutos e, posteriormente, centrifugouse a 4.000 rpm por minuto. A primeira fase foi transferida para outro tubo onde se repetiu a utilização do fenol-clorofórmio (1:1). O sobrenadante obtido foi adicionado a uma solução de clorofórmioisopropanol (24:1), homogeneizado por 10 minutos e centrifugado nas mesmas condições anteriores. Depois foi repetido o procedimento por mais uma vez. Em seguida, transferiu-se a primeira fase para outro tubo e adicionou-se uma solução de acetato de sódio a 3,0 M (pH: 5,2) na proporção de 10% do valor obtido. Esta solução precipita o DNA juntamente com o Etanol absoluto gelado (2,5 vezes o volume da mistura), agitando-se suavemente até a observação do precipitado de DNA. A hidratação do material extraído, DNA, foi realizada em água deionizada estéril, agitando-se até homogeneização total. O material extraído foi deixado à temperatura ambiente por 24 horas para a completa diluição. Após a extração foi processada a quantificação do DNA, após o processo de quantificação o DNA foi diluído para 10 ng/µL, a concentração de uso. 2.3. QUANTIFICAÇÃO A concentração do DNA das amostras foi calculado pelo índice de absorbância (A) das bases a 260 nm em espectrofotômetro NanoDropTM ND-1000 (Thermo Scientific). 38 2.4. SELEÇÃO DOS SNP Foram selecionados 6 polimorfismos do tipo SNP no gene TPMT descritos na literatura como associados a resposta ao 6-MP no tratamento da LLA. A Tabela 4 estão descritos os polimorfismos selecionados e com seus respectivos fenótipos associados a atividade enzimática da TPMT. Tabela 4. Polimorfismos farmacogenéticos selecionados do gene TPMT associados a resposta terapêutica do 6-MP. Polimorfismo Gene TPMT rs da mutação 238G>C (TPMT *2) 460G>A (TPMT*3B) 474T>C (TPMT * 1S) 644G>A (TPMT*8) 719A>G(TPMT*3C) (-1) G>A(TPMT*4) 1800462 1800460 2842934 56161402 1142345 1800584 2.5. Fenótipo associado Baixa Baixa Alta Intermediária Baixa Baixa Alelos G G T G A G C A C A G A DESENHO DOS INICIADORES Foram selecionados três iniciados empregando-se o Programa Primer 3 (Rozen & Skaletsky, 2000). Os parâmetros utilizados na escolha dos iniciadores foram: número de nucleotídeos=25, tamanho do produto=200-400 pares de bases, temperatura de fusão=60ºC. A Tabela 5 descreve os iniciadores utilizados e as mutações correspondentes a cada iniciador. 39 Tabela 5. Descrição dos iniciados utilizados na genotipagem dos polimorfismos do gene TPMT. Primer Tamanho dos primes Temperatura (°C) 25 54,7 25 56,4 22 60,8 644G>A 22 60,8 5' AGAATCCCTGATGTCATTCTTCAT 3' 719A>G 24 59,4 5' ACAGGTAACACATGCTGATTGGT 3' (-1) G>A 23 61 Sequência dos Primes Mutações Investigadas 5'TTTCCAAATTTTTATTGTTTCCTGA3' PRIMER 1 F 238G>C 5' TACCCAAATCAAAACAAACCTTAAA 3' PRIMER 1 R 5' AACGCAGACGTGAGATCCTAAT 3' PRIMER 2 F 460G>A 474T>C 5' CACAGCTTGAAAGTGATTGAGC 3' PRIMER 2 R PRIMER 3 F PRIMER 3 R 2.6. REAÇÃO EM CADEIA PELA POLIMERASE (PCR) A amplificação foi realizada em um termociclador ABI Verity (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). O protocolo padrão para os três primers utilizados empregou: 20 pmol de cada oligonucleotídeo, 2.5 mM de MgCl2, 0.25mM de dNTP, 3 mM de Taq polimerase (Invitrogen Life Technologies, Carlsbad, CA, USA), 10 mM de Tris-HCl (pH 8.3), 50 mM de Kcl e 10 ng de DNA genômico em cada 25 µL de volume de reação. As amostras foram incubadas a 95°C por 3 minutos, posteriormente por 35 ciclos de 94°C por 4 0 segundos, 62°C por 1 minuto e 72°C por 2 minutos, com a extensão final de 70°C po r 30 minutos e 4° por 5 minutos. As regiões de interesse foram amplificadas com a utilização de pares de primers específicos para as sequências analisadas no presente trabalho, as quais têm suas seqüências complementares às regiões que flanqueiam os sítios estudados (Tabela 5). O produto da amplificação foi analisado por eletroforese em gel de agarose a 1,5% para posterior sequenciamento direto das amostras. 40 2.7. SEQUENCIAMENTO DIRETO DO DNA O sequenciamento direto do DNA, utilizando ABI PRISM 3130 Genetic Analyzer, sequenciou uma região em torno de 446 pb do gene TPMT por reação. A reação se desenvolveu em um volume de 15 µL, contendo 10 µL de água; 1 µL do produto amplificado (PCR); 0,5 µL do Kit Big Dye (Terminator Cicle Sequence v 3.0) 3,0µL do tampão Save Money; e 0,5 µL de iniciador por 35 ciclos (96ºC por 50 segundos; 60ºC por 30 segundos; 72ºC por 3 minutos). As sequências foram analisadas e comparadas com sequências já descritas de referencia para posterior detecção dos seis SNP associados com variação da atividade enzimática da TPMT. Através das técnicas de PCR e sequenciamento foi possível analisar conjuntamente os seis polimorfismos estudados em três reações por indivíduo. 2.8. ANÁLISE ESTATÍSTICA A frequência dos alelos foi estimada por contagem gênica. A adequação das frequências gênicas estimadas às esperadas de acordo com equilíbrio de Hardy Weinberg foram estimadas pelo teste do χ2 (qui-quadrado) em cada uma das amostras dos grupos de pacientes e sadios. Os haplótipos entre os SNPs investigados foram derivados através de estimativas de máxima verossimilhança utilizando-se o programa Phase (Stephens et al., 2001). Todas as outras análises estatísticas foram realizadas usando o programa estatístico SPSS v.17.0 (SPSS, Chicago, IL). Os grupos foram comparados por variáveis categóricas utilizando o teste do χ2, enquanto o teste t Student foi utilizado para as análises de variáveis contínuas. A taxa de risco (Odds ratios-OR) e o Intervalo de confiança (IC= 95%) também foram calculados. A utilização da regressão logística considerou como variável dependente: os desfechos clínicos e toxicidades decorrentes do tratamento da LLA, e como variáveis independentes foram empregadas: idade, sexo e outras variáveis clínicas que pudessem ser fator de confusão nas análises. 41 Todos os testes estatísticos consideraram probabilidade (p-valor) significativa quando ≤0, 05. 42 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os polimorfismos genéticos do TPMT são considerados como um dos melhores exemplos da aplicação clínica da farmacogenética. A enzima TPMT é responsável pela metabolização do fármaco 6-MP, amplamente utilizado no tratamento da LLA. A análise molecular do gene TPMT pode contribuir para a otimização do uso desse quimioterápico. Evitando falências terapêuticas seja por reações adversas ou ausência de eficácia do fármaco (Relling et al.,1999; Krynetski & Evans, 1999; McLeod et al., 2000; Cheok & Evans, 2006). Polimorfismos no gene TPMT influenciam a atividade da 6-MP no organismo levando a sérios efeitos adversos. Pacientes que apresentam atividade baixa dessa enzima estão sujeitos a sérias toxicidades hematopoiéticas devido ao acúmulo de compostos metabólitos ativos de 6-TGN, e pacientes que apresentam atividade enzimática alta da TPMT estão sujeitos a uma ineficácia terapêutica devido à alta metabolização do fármaco (Relling et al.,1999; Cheok & Evans, 2006; Relling et al., 2010). A região Norte apresenta a maior taxa de incidência de leucemias do Brasil, acima de 39% (INCA, 2010). Nos últimos anos as taxas de sobrevida dos pacientes com LLA têm aumentando devido ao progresso terapêutico, mas ainda assim cerca de 30% dos pacientes submetidos à terapia convencional para LLA não respondem ao tratamento (Lange et al., 2002; Hutchinson et al., 2003). Na região Norte do Brasil essa taxa de resposta farmacológica é mais agravante, cerca de 70% dos pacientes não respondem a terapia convencional para LLA apresentando uma baixa taxa de sobrevida, devido principalmente a graves complicações toxicológicas decorrentes do tratamento quimioterápico (Silva et al., 2011). Nesse contexto o presente projeto tem como principal objetivo fornecer base para estudos farmacogenéticos que sejam capazes de investigar o efeito de polimorfismos no gene TPMT que poderiam estar influenciando a ausência de resposta terapêutica na população do Norte do Brasil e colaborar de maneira a efetivar um teste preditivo para melhor auxiliar no manejo clínico destes pacientes. Recentemente a FDA recomenda a genotipagem de polimorfismos investigados no presente projeto como teste preditivo de resposta a 6-MP em pacientes com LLA antes do início deste tratamento. Desta forma é possivel 43 maximizar a eficacia terapeutica e evitar efeitos tóxicos decorrentes da terapia (Wang et al., 2011). 3.1. OTIMIZAÇÃO DA PCR E SEQUENCIAMENTO PARA INVESTIGAÇÕES DOS POLIMORFISMOS NO GENE TPMT. O presente trabalho teve como um dos objetivos padronizar um protocolo de PCR e Sequenciamento direto para a investigação de seis polimorfismos do gene TPMT 474T>C, 238G>C, 460G>A , 719A>G, G_1A, 644G>A. Através das técnicas de PCR e Sequenciamento foi possível amplificar com sucesso os seis polimorfismos estudados em três reações por indivíduo. As condições estabelecidas para as reações de PCR e Sequenciamento foram mencionadas na seção Material e Métodos. A Figura 11 demonstra um exemplo de eletroferograma de um paciente pediátrico com LLA, heterozigoto para as mutações 460G>A e 474T>C. Figura 11. Exemplo de Eletroferograma de um paciente pediátrico com LLA, heterozigoto para dois Polimorfismos do tipo SNP: 460G>A e 474T>C. 44 3.2. FREQUÊNCIA DOS ALELOS DO GENE TPMT NAS POPULAÇÕES ESTUDADAS Foram investigados no presente trabalho seis polimorfismos caracterizados por sete alelos importantes para definir a atividade enzimática do gene TPMT: TPMT*1S (474T>C), TPMT*2 (238G>C), TPMT* 3A (460G>A e 719A>G), TPMT*3B (460G>A), TPMT*3C (719A>G), TPMT*4 (G_1A) e TPMT*8 (644G>A) em 24 pacientes com Leucemia Linfóide Aguda, em tratamento com 6MP e em 49 indivíduos representativos da população miscigenada da cidade de Belém-PA, utilizados como controle no estudo. Nas populações estudadas os locos genotipados do gene TPMT estão de acordo com de equilíbrio de Hardy-Weinberg (p>0,05). 3.2.1. FREQUÊNCIA DOS ALELOS DO GENE TPMT NA POPULAÇÃO DE BELÉMPA A Tabela 6 descreve a frequência em indivíduos da população miscigenada da cidade de Belém-PA para as seis mutações principais do gene TPMT com seus respectivos haplótipos associados com a resposta farmacológica da 6-MP. A mutação mais frequente encontrada em 22% da amostra foi a 474C, caracterizada pelo alelo TPMT*1S, e a menos frequente foram as 238C, caracterizada pelo alelo TPMT*2, e a mutação 719G, que caracteriza o alelo TPMT*3C, ambas encontradas em 1% na amostra investigada. Não foi identificado o alelo TPMT*4 nessa população investigada, considerada rara na maioria das populações. 45 Tabela 6. Frequência estimada na População de Belém para os seis SNP investigados e seus haplótipos derivados do gene TPMT. Nucleotídeo* Mod.Amin** 238 C 460 A Ala80Pro Ala154Thr 474 C _1A NÃO ----- 0.22 0.00 Frequência 0.01 0.02 Haplótipos G238C G460A TPMT*1 G G T TPMT*1S . . TPMT*3A . TPMT*3C 644 A 719 G Arg215His Tyr240Cys 0.05 0.03 G644A A719G G G A 0.6837 Alta C . . . 0.2245 Alta A . . . G 0.0204 Baixa . . . . . G 0.0102 Baixa TPMT*8 . . . . A . 0.0510 Baixa TPMT*2 C . . . . . 0.0102 Baixa T474C G _1 A Frequência Fenótipo *Mutaçções definidoras do fenótipo. ** Modificação do aminoácido. Na literatura consultada foram encontrados poucos trabalhos envolvendo a investigação do gene TPMT em populações Brasileiras. Boson et al. (2003) determinaram a frequência de seis variantes alélicas do gene TPMT em 202 indivíduos de Minas Gerais. A frequência alélica foi de TPMT*2, 2,2%; TPMT*3A, 1,5%; TPMT*3B, 0,2%; TPMT*3C; 1%. Nessa população brasileira não foram detectados os alelos raros TPMT* 5 e *6. Outro estudo desenvolvido por Reis et al. (2003) investigou polimorfismos do gene TPMT em 306 indivíduos da população brasileira. Os indivíduos foram estratificados de acordo com a ancestralidade auto-declarada. Foram investigados os alelos TPMT*2, TPMT*3A, TPMT*3C. No grupo considerado descendente de europeus a frequência encontrada dessas mutações foram 0,76%, 2,03% e 2,5%, respectivamente. Na população miscigenada a frequência foi de 0,6%, 1,8% e 1,8%, respectivamente. Na população afro-descendentes não foram detectados alelos mutantes. 46 Um estudo desenvolvido por Chiabai (2010) investigou 20 SNP relacionados à resposta aos fármacos utilizados no tratamento para LLA, empregando a técnica de SnaPShot Multiplex, em 200 amostras provenientes das cinco regiões geográficas Brasileiras e em 95 pacientes com LLA atendidos em um Hospital de referência em Brasília-DF. Foram investigados quatro SNP (TPMT*2, TPMT*3B, TPMT*3C e TPMT*4) relacionado a resposta farmacogenética no gene TPMT. Nesse estudo a frequência encontra para esses polimorfismos foram respectivamente: 3,8%, 2,8%, 4,8%, não foi encontrado nesse estudo o alelo TMPT*4. Os resultados encontrados nos três trabalhos brasileiros foram diferentes dos observados no presente estudo. Os trabalhos desenvolvidos por Boson et al. (2003), Reis et al. (2003) e Chiabai (2010) não investigaram a mutação 474C, caracterizada pelo alelo TPMT*1S, e a mutação 644A, que caracteriza o alelo TPMT*8, ambas encontradas em maior frequência no presente estudo. No trabalho desenvolvido por Boson et al. (2003) o alelo mais frequente foi o TPMT *2, no trabalho desenvolvido por Reis et al. (2003) e por Chiabai (2010) o alelo mais frequente foi o TPMT*3C. A frequência desses alelos encontrados no presente estudo para a população de Belém-PA foi de 1%. A diferença do número amostral utilizado nos diferentes trabalhos e a diferente composição genética destas populações podem explicar as divergências nas frequências dos alelos para o gene TPMT encontradas no presente estudo. A mutação 474C, caracterizada pelo alelo TPMT*1S, foi a mais frequente encontrada na amostra estudada da população saudável de Belém-PA (frequência de 22%). Na literatura investigada foram encontrados apenas dois trabalhos que investigaram a mutação 474C, nenhum deles em populações brasileiras. TajaChayeb et al. (2008) investigou a frequência de polimorfismos do gene TPMT na população mexicana em 108 indivíduos sadios e em 39 pacientes com LLA, a frequência encontrada para a população sadia da mutação 474C foi de 19,4 %. Alves et al. (1999) também descreveu essa mutação com elevada frequência em populações Norte Portuguesas, com frequência de 21%. Esses dados corroboram com a frequência encontrada para a mutação 474C na população sadia de BelémPA. 47 A mutação 644A que caracterizada pelo alelo TPMT*8, foi a segunda mais frequente encontrada na amostra estudada da população saudável de BelémPA (frequência de 5%). Na literatura consultada não foi encontrado nenhum trabalho que tenha investigado essa mutação em populações brasileiras. Um trabalho desenvolvido em populações africanas por Oliveira et al. (2007) estudou 103 indivíduos provenientes de Moçambique, o alelo TPMT*8 foi responsável por uma proporção significativa de alelos não funcionais, cerca de 40%. Esse alelo parece ser altamente específico nas populações sub-saarianas (Oliveira et al., 2007). A literatura descreve influências étnicas na frequência dos SNP estudado no gene TPMT (Collie-duguid et al., 1999). No Brasil, essa influência fica mais evidente em função do alto grau de miscigenação desta população em diferentes grupos étnicos (Callegari-Jacques et al., 2003). O trabalho de Santos & Guerreiro (1995), demonstrou que a composição étnica da população do Norte do país apresenta uma distribuição genética de europeus, ameríndios e afro descendentes, representadas por 47 %, 41 % e 12 %, respectivamente. Os dados das frequências estimadas para cada SNP investigado devem sofrer influência da região do Brasil, na qual o estudo foi realizado. Portanto, é fundamental ressaltar a importância de se caracterizar o perfil genético do gene TPMT para cada região brasileira. 3.2.2. FREQUÊNCIA DOS ALELOS DO GENE TPMT EM PACIENTES COM LLA A tabela 7 descreve a frequência em pacientes com LLA para as seis mutações principais do gene TPMT e seus respectivos haplótipos associados com a resposta terapêutica da 6-MP. Nossos dados demonstraram que a mutação mais frequente foi a 474C, caracterizada pelo alelo TPMT*1S presente em 21% da amostra. As mutações 460A e 719G, caracterizadas pelo alelo TPMT* 3A, tiveram frequência de 4% na amostra. Não foram identificados cinco outros alelos do gene TPMT (TPMT*2, TPMT*3B, TPMT*3C, TPMT*4, TPMT*8), encontrados com frequências reduzidas na maioria das populações. 48 Tabela 7. Frequência estimada em pacientes com LLA para os seis SNP investigados e seus haplótipos derivados do gene TPMT. Nucleotídeo* Mod.Amin** 238 C 460 A Ala80Pro Ala154Thr 474 C _1A NÃO ----- 0.21 0.00 Frequência 0.00 0.04 Haplótipos G238C G460A TPMT*1 G G T TPMT*1S . . TPMT*3A . A 644 A 719 G Arg215His Tyr240Cys 0.00 0.04 G644A A719G G G A 0.7500 Alta C . . . 0.2083 Alta . . . G 0.0417 Baixa T474C G _1A Frequência Fenótipo *Mutações definidoras do fenótipo. ** Modificação do aminoácido. Na literatura consultada apenas dois trabalhos foram encontrados envolvendo investigações do gene TPMT em populações brasileiras de pacientes com LLA. Um estudo desenvolvido por Silva (2007) estimou a frequência das principais variantes alélicas do gene TPMT em uma população de 116 crianças e adolescentes com LLA, tratados com 6-MP, no Hospital das Clínicas de Minas Gerais - Belo Horizonte. A frequência das variantes alélicas foram: TPMT*3A 3,9 %, TPMT*3C 0,9%, TPMT*2 0,4%. Não foi detectado os alelo TPMT* 3B. O estudo desenvolvido por Chiabai (2010) investigou três polimorfismos (TPMT*2, TPMT*3B, TPMT*4) relacionados à resposta farmacogenética do gene TPMT em 95 pacientes atendidos pelo Núcleo de Onco-Hematologia Pediátrica da secretaria de Saúde do Distrito Federal (SES/DF) que se encontravam em diferentes fases de tratamento para a LLA. Nesse estudo a frequência encontrada do polimorfismo TPMT*2 foi 1,6%, não foram encontrados os alelos TPMT*3B e TPMT*4 na população estudada. Nos estudos realizados por Silva (2007) e Chiabai (2010) não foram investigados a mutação 474C, caracterizada pelo alelo TPMT*1S, encontrado em 49 maior frequência em nosso estudo. No trabalho desenvolvido por Silva (2007) entre os alelos deficientes do TPMT foi encontrada uma maior frequência do alelo TPMT*3A (3,9%), essa frequência é similar a encontrada no presente estudo, cuja frequência para esse alelo foi de 4% entre os pacientes com LLA. A observação de uma maior variabilidade alélica encontrada na população miscigenada da cidade de Belém, em relação à população de pacientes com LLA (Figura 12), pode ser explicada pelo maior número amostral (49 indivíduos) na população controle em relação a população de pacientes (24 indivíduos). A mutação 474C, que caracteriza o alelo TPMT*1S foi encontrada em frequências altas nos dois grupos estudados (pacientes com LLA e na população de Belém), ambos com 21% e 22% respectivamente. Esse polimorfismo corresponde a uma mutação silenciosa (não modifica aminoácido), logo caracteriza um perfil genético de alta atividade enzimática da TPMT, assim como o alelo selvagem TPMT*1. Essa mutação foi descrita com elevada frequência em populações Norte Portuguesas, com frequência de 21% (Alves et al., 1999). Essa distribuição de frequência semelhante a encontrada em nosso estudo pode ser explicada por uma maior contribuição de ancestralidade européia advinda de Portugal durante a formação populacional da região Norte do Brasil (Santos & Guerreiro, 1995). Um trabalho recente desenvolvido por Santos et al. (2010) entregando 48 marcadores informativos de ancestralidade identificou um elevado grau de ancestralidade européia na população de Belém-PA. 50 O presente trabalho é o primeiro, realizado na região Norte do Brasil, a descrever o perfil genético do gene TPMT em pacientes pediátricos portadores de LLA. Esta região do Brasil sofre grande influência do efeito da subestruturação genética, gerada pela contribuição desigual dos grupamentos ancestrais formadores da população brasileira (europeus, africanos e ameríndios) em cada individuo da população. A frequência de distribuição dos alelos mutantes do gene TPMT variam de acordo com o grupo étnico estudado (Collie-duguid et al., 1999). Este fato se torna relevante quando se considera a grande heterogeneidade genética da população brasileira. Para atingir os objetivos farmacogenéticos, é importante a utilização de ferramentas de controle genômico para determinar com precisão o papel de polimorfismos nos genes candidatos em populações miscigenadas como a brasileira (Santos et al., 2010). Figura 12. Gráfico comparando a frequência alélica do gene TPMT entre as populações de Pacientes com LLA e a População sadia de Belém-PA. 51 3.3. GENÓTIPOS ENCONTRADOS DO GENE TPMT NAS POPULAÇÃO ESTUDADAS A Tabela 8 apresenta a distribuição dos indivíduos estudados de acordo com o genótipo e sua capacidade de metabolização do 6-MP, nas duas populações investigadas (Pacientes com LLA e População de Belém). Três grupos de genótipos foram definidos conforme a atividade enzimática da TPMT: I) Atividade alta; Indivíduos portadores de dois alelos de alta atividade da TPMT; II) Intermediária; Indivíduos portadores de um alelo de atividade alta e um alelo de atividade baixa ou intermediária da TPMT; III) Atividade baixa ou deficiente; Portadores de dois alelos deficientes da TPMT. Na amostra total investigada (população controle e de pacientes) representada por 73 indivíduos, 62 (85 %) apresentam atividade alta da TPMT e 11(15%) apresentam atividade intermediária. Não foram encontrados na população estudada indivíduos homozigotos para a atividade deficiente da TPMT. Entre os indivíduos da amostra total investigada com atividade intermediária o genótipo mais frequente encontrado em foi o TPMT*1/ TPMT*8, com frequência de 7%. Entre os pacientes portadores de LLA o genótipo mais frequente no grupo de atividade intermediária foi o TPMT*1/ TPMT*3A, frequente em 4% nessa população. Na comparação entre as duas populações estudadas (pacientes com LLA e População de Belém) não foi possível identificar diferenças significativas entre os grupos que apresentavam atividade alta e intermediária da enzima TPMT (p> 0,05 em ambos os casos). 52 Tabela 8. Distribuição dos indivíduos estudados de acordo com o genótipo do TPMT e sua capacidade de metabolização do 6-MP. Total Pacientes com LLA N= 24 (%) População de Belém N= 49 (%) 62 (85 %) 22 (91, 6 %) 40 (81, 6%) 37 (50%) 13 (54, 2%) 24 (49%) 6 (8, 2%) 1 (4, 1%) 5 (10, 2%) 19 (26%) 8 (33, 3%) 11 (22, 4%) 11 (15 %) 2 (8, 3%) 9 (18, 4%) 3 (4, 1%) 2 (8, 3%) 1 (2, 04%) TPMT*1/ TPMT*3C 1 (1, 3%) 0 1 (2, 04%) TPMT*1S/ TPMT*3C 1 (1, 3%) 0 1 (2, 04%) TPMT*1/ TPMT*8 5 (7%) 0 5 (10, 2%) TPMT*1/ TPMT*2 1 (1, 3%) 0 1 (2, 04%) Fenótipo N= 73 (%) HOMOZIGOTOS TIPO SELVAGEM OU ATIVIDADE ALTA TPMT*1/ TPMT*1 TPMT*1S/ TPMT*1S TPMT*1/ TPMT*1S HETEROZIGOTO OU ATIVIDADE INTERMEDIÁRIA TPMT*1/ TPMT*3A P OR (95%IC) 0,32 0,4 (0,080-2,038) 0,32 2,47 (0,49-12,482) O estudo desenvolvido por Silva (2007) estimou a frequência das principais variantes alélicas do gene TPMT em uma população de 116 crianças e adolescentes com LLA. Doze dos 116 (cerca de 10%) pacientes apresentaram mutações no gene TPMT, todos em heterozigose. A assim como observado no presente estudo, nenhum indivíduo com baixa atividade da TPMT foi encontrado. As perspectivas atuais no que se refere ao tratamento com 6-MP nos pacientes com LLA, diversos trabalhos na literatura propõem o ajuste da dose de 6MP conforme o perfil de metabolizador do paciente (Schmiegelow et al., 2009; Relling et al., 2010). Os pacientes com LLA tratados no Hospital Ophir Loyola receberam as doses de 6-MP de 50 mg/m2 por peso corporal, conforme estipulado pelos protocolos do Grupo Brasileiro de Tratamento das Leucemias da Infância (GBTLI)- protocolo GBTLI-LLA-93. 53 O Consórcio de Implementação Clínica da Farmacogenética (Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium - CPIC) formado no ano de 2009, e que tem o objetivo de incentivar a implementação de testes de farmacogenéticos na prática clínica, tem publicado trabalhos científicos que sugerem a redução da dose administrada de 6-MP em pacientes com LLA de acordo com o perfil metabolizador do paciente (Relling et al., 2010). Para os pacientes com LLA com atividade enzimática da TPMT alta, a dose incial de 6-MP recomendada tendem a ser elevadas (75 mg/m2 de MP). São recomendadas doses menores que o protocolo padrão de 50 mg/m2 utilizada pelo GBTLI em pacientes heterozigotos e homozigotos metabolizadores deficientes as doses padrão de 6-MP devem ser reduzidas em ate 10 vezes (Schmiegelow et al., 2009; Relling et al., 2010). Para a identificação de grupos de risco e melhora o manejo terapêutico pacientes com LLA, a utilização de testes farmacogenéticos preditivos é muito importante. A identificação de polimorfismos genéticos do TPMT podem permitir a otimização da dose do fármaco utilizado, melhorando o tratamento dos pacientes, através da redução de toxicidades e evitando ineficácias terapêuticas (Davidsen et al., 2008). 3.4. DADOS CLÍNICOS DOS PACIENTES COM LLA Foram analisados 24 pacientes pediátricos com LLA todos tratados com 6-MP em um Hospital de referência no tratamento do câncer no estado do Pará . O presente trabalho teve como um dos objetivos correlacionar polimorfismos no gene TPMT com os dados clínicos dos pacientes portadores de LLA. Dos 24 pacientes analisados dez (41, 6%) apresentaram reações adversas decorrentes do tratamento, 4 (18, 7%) apresentaram falência terapêutica caracterizada pela ausência de resposta ao medicamento. Os dados epidemiológicos na amostra de pacientes portadores de LLA indicam uma idade média de 5,91+/-4,095 anos e predominância do sexo masculino representado por 17 indivíduos correspondendo a investigada. cerca de 71% da amostra 54 Com relação a Imunofenotipagem obtivemos informações de apenas 16 pacientes dos 24 investigados. Cerca de 81 % dos pacientes submetidos ao tratamento com LLA apresentaram subtipos imunofenotípicos de linfoblastos de células B. Segundo a literatura esse subtipo é o mais comum, presente em cerca de 80% dos casos em pacientes com LLA e esta em muitos casos associado a uma melhor resposta terapêutica do paciente (Pui et al., 2004; Cheok et al., 2006; Onciu, 2009). Na Tabela 9 estão discriminados os dados clínicos dos 24 pacientes portadores de LLA estratificados de acordo com o genótipo do TPMT (homozigotos para atividade alta e Heterozigoto). A comparação realizadas com relação as características clínicas entre os pacientes heterozigotos para o gene TPMT e homozigoto de alta atividade não mostrou diferenças estatísticas significantes (p>0,05). Os resultados referentes a correlação entre o genótipo do TPMT com os dados clínicos dos pacientes durante o tratamento na fase de manutenção da terapia da LLA, apresentaram algumas limitações em decorrência do pequeno número amostral do estudo. Todas as mutações investigadas foram observadas em heterozigose (portadores de um alelo de baixa atividade da TPMT), não havendo a possibilidade e avaliar as características clínicas em pacientes com alelos deficientes do TPMT (homozigoto mutante). Quanto a falência terapêutica podemos evidenciar uma tendência de risco pois observamos que todos os pacientes que não responderam ao tratamento (4 indivíduos) foram agrupados no fenótipo homozigoto de atividade elevada, contudo as diferenças não são estatisticamente significativas (p:1,00, OR: 0, 895, IC95%: 0, 765-1,044). A ausência de resultado significativo pode ser explicado devido o número investigado ser ainda restrito. Um resultado similar foi observado com relação ao número de óbitos (p: 1,00; OR: 0,889; IC95%: 0, 755-1,047) onde todos os pacientes que sofreram óbitos durante o tratamento foram genotipados com homozigotos para rápida metabolização do 6MP. No presente trabalho 91,7 % dos pacientes eram Homozigotos para atividade alta do TPMT e 8, 3 % dos pacientes eram heterozigotos. É importante 55 caracterizar os pacientes portadores de alelos de metabolização rápida do 6-MP, uma vez que este grupo pode apresentar uma resposta terapêutica ineficaz ao tratamento da LLA. Baixos níveis plasmáticos do fármaco nos pacientes metabolizadores rápidos são uma das razões para a falência terapêutica, fato este que pode resultar também no óbito destes pacientes. Segundo a literatura cerca de 25 % das crianças com LLA apresentam recidiva da doença, as possíveis causas das recidivas são a resistência aos fármacos e os efeitos insuficiente da quimioterapia (Relling et al., 1999; Pui et al., 2004). Portanto para que ocorram melhorias no tratamento da LLA é essencial que sejam realizados estudos cujo enfoque seja no entendimento dos mecanismos de resistências aos fármacos utilizados na quimioterapia. Devemos destacar que segundo a literatura a dose padrão de 50 mg/m2 utilizado no Brasil para os pacientes com LLA (inclusive para homozigotos de elevada metabolização da 6-MP) seria insuficiente para ocorrer o sucesso terapêutico, podendo para esses pacientes ajustar a dose para 75 mg/m2. Entre as reações adversas observadas nos 24 pacientes com LLA as que se mostraram mais frequentes foram as mucosites (cinco pacientes, 22, 7%) e neutropenia (três pacientes, 12, 5%). A literatura descreve que o aparecimento de mucosite em pacientes com LLA, esta mais comumente associado ao uso do metrotrexado (Kishi et al., 2007; Cheok et al., 2009), enquanto que o aparecimento de neutropenias em pacientes com LLA esta associado com o uso do 6-MP (Kirschner, 1998; Dubinsky, 2003; Herrlinger et al., 2004; Sanderson et al., 2004). As análises com relação tanto as reações adversas gerais e particularmente a neutropenia não foram significativamente associados aos pacientes portadores de mutação no gene TPMT (p>0,05). Nossos resultados sugerem que a interações de múltiplos polimorfismos associados aos diferentes fármacos utilizados no tratamento dos pacientes com LLA podem está influenciando a resposta ao tratamento. Futuramente pretendemos desenvolver modelos farmacogenéticos poligênicos para melhor caracterizar o perfil de resposta dos pacientes com LLA submetidos ao tratamento. Pretendemos também ampliar o tamanho da população do estudo e o tempo de acompanhamento dos pacientes para a realização de análises mais precisas. 56 Tabela 9. Dados Clínicos dos 24 Pacientes com LLA estratificados de acordo com genótipo do TPMT. Total N=24 (%) Genótipo do TPMT (%) Homozigotos para atividade alta Heterozigotos N= 22 (91, 7) N =2 (8, 3) p valor OR (95%IC) 0, 507 2 ,67 (0, 14-49, 76) Dados Clínicos dos pacientes LLA Sexo Masculino 17 (70,83) Média de idade Feminino 7 (29, 17) Imunofenotipagem 16 16 ( 72, 73) 1 (50, 0) 6 +/- 4,2 5 +/- 1,4 6 (27,27) 1 (50,0) 0, 093 Células B 13 (81, 2) 12 (54,55) 1 (100) 1, 083 1, 08 (0, 93-1, 27) Células T 3 (18, 8) 3 (13,64) 0 1, 000 0, 92 (0, 79-1, 08) 9 (40, 90) 1 (100) 1, 000 0, 75(0, 04-13, 67) 2 (9, 1) 1 (100) 0, 249 0, 10(0, 005-2, 41) 5 (22,72) 0 1, 000 0, 89 (0,75-1, 05) Falência terapêutica 4 (18, 67) 4 (18, 18) 0 1, 000 0, 89 (0, 76-1, 04) Óbitos 4 (18, 18) 0 1, 000 0, 89 (0, 75-1, 05) Reações adversas* 10 (4 1, 6) Principais toxicidades clínicas Neutropenias 3 (12,5) Mucosites 5 (22, 72) Desfecho Clínico 4 (16, 67) * Reações adversas encontradas: Mucosites, neutropenias, osteonecrose de quadril e cardiotoxicidade. O desenvolvimento de pesquisas em farmacogenética iniciará uma nova era na medicina. Estabelecendo o conceito de uma terapia individualizada, onde o fármaco certo é administrado na dose certa para o paciente correto também é bastante promissor, pois a redução dos efeitos adversos além de serem alcançadas 57 pela seleção do melhor fármaco e a melhor dose para aqueles pacientes que têm metabolização deficiente, poderá ainda abrir as portas para a pesquisa e o desenvolvimento de novos alvos terapêuticos, que não sejam metabolizados por determinada enzima ou via (Fiegenbaum & Hutz, 2006). 58 4. CONCLUSÃO Os protocolos de PCR e Sequenciamento padronizados no presente estudo mostraram serem eficaz na detecção dos seis principais polimorfismos (474T>C, 238G>C, 460G>A , 719A>G, G_1A, 644G>A) do gene TPMT investigados com relação a resposta farmacogenética do 6MP. Entre a população de Belém utilizado como controle do estudo, a frequência dos alelos do gene TPMT foi: TPMT*1S: 22%, TPMT*3A: 2%, TPMT*3C: 1%, TPMT*8: 5%, TPMT*2: 1%. Os alelos mais frequentes foram TPMT*1S e TPMT*8 essa distribuição pode esta relacionada a miscigenação da população estudada, uma vez que segunda a literatura, esses alelos são mais comumente frequentes em populações européias portuguesas e africanas, respectivamente. Quando foi analisada a população de pacientes portadores de LLA os alelos encontrados foram TPMT*1S, com 21% e TPMT*3A, com 4 %. A observação de uma maior variabilidade alélica encontrada na população miscigenada da cidade de Belém, em relação à população de pacientes com LLA, pode ser explicada pelo maior número amostral (49 indivíduos) na população controle em relação a população de pacientes (24 indivíduos). Devido ao elevado grau de subestruturamento na população que compõem a amostra investigada, propomos em estudos futuros a realização de um controle genômico entre os indivíduos com e sem LLA, utilizando 48 marcadores informativos de ancestralidade já desenvolvidos pelo nosso grupo de pesquisa. Na amostra total investigada representada por 73 indivíduos estudados (tanto de pacientes quanto da população controle), 62 (85 %) apresentam atividade alta da TPMT e onze (15%) apresentam atividade intermediária. Não foram encontrados na população estudada indivíduos homozigotos para a atividade deficiente da TPMT. Na comparação entre as duas populações estudadas (pacientes com LLA e população de Belém) não foi possível identificar diferenças significativas entre os grupos que apresentavam atividade alta e intermediária da enzima TPMT (p> 0,05 em ambos os casos). 59 Quando foram analisados os dados clínicos dos pacientes pediátricos com LLA. Dos 24 pacientes analisados dez (41, 6%) apresentaram reações adversas decorrentes do tratamento, 4 (18, 7%) apresentaram falência terapêutica caracterizada pela ausência de resposta ao medicamento. Quando se comparou os grupos (homozigotos para atividade alta da TPMT e heterozigotos) foi observado um maior número de indivíduos que obtiveram falecia terapêutica e óbitos no grupo de pacientes homozigotos para a alta atividade da TPMT, embora essas diferenças não sejam estatisticamente significativas (p >0,05). Futuramente pretendemos desenvolver modelos farmacogenéticos poligênicos para melhor caracterizar o perfil de resposta dos pacientes com LLA submetidos ao tratamento, assim como também ampliar o tamanho da população estudada e o tempo de acompanhamento dos pacientes com LLA para a realização de análises mais precisas. 60 REFERÊNCIAS ABRAHAM, J.; EARL, H. M.; PHAROAH, P. D. et al. Pharmacogenetics of cancer chemotherapy. Biochimica et biophysica acta. 168-183. 2006. 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