PARA FARMACÉUTICOS DE HOSPITAL V

FORMACIÓN CONTINUADA

FARMACOGENÉTICA, HERRAMIENTA PARA LA TERAPIA INDIVIDUALIZADA

DE LOS PACIENTES. Julio Benítez Rodríguez

Facultad de Medicina y Hospital Universitario Infanta Cristina. Universidad de Extremadura. (Badajoz).

1.6

1. INTRODUCCIÓN

2. FARMACOGENÉTICA DE LOS TRANSPORTADORES DE FÁRMACO

• La glicoproteina P (P-gp)

• Transportador MRP2

• Transportadores OATP y OAT

3. FARMACOGENÉTICA DE LAS ENZIMAS METABOLIZADORAS DE FÁRMACOS: ENZIMAS DE FASE I

• CYP3A

• CYP2D6

• CYP1A2

• CYP2C9

• CYP2C8

• CYP2C19

• CYP2A6

• CYP2E1

4. FARMACOGENÉTICA DE LAS ENZIMAS METABOLIZADORAS DE FÁRMACOS: ENZIMAS DE FASE II

• Glutation-S-transferasas

• N-acetil transferasas

• UDP- glucuroniltransferasas

• Epóxido hidrolasa

• Sulfotransferasas

5. FARMACOGENÉTICA DE LOS RECEPTORES Y EFECTORES

• Polimorfismos de receptores y psicofármacos

• Polimorfismos de los receptores adrenérgicos

• Polimorfismos en moléculas efectoras

6. EL POLIMORFISMO DE TPMT

7. PERSPECTIVAS Y CONCLUSIONES

8. BIBLIOGRAFÍA

SUMARIO 1.6

1. INTRODUCCIÓN

De todos es conocido que la edad, la dieta o el estado general de una persona puede tener influencia en como responde a una medicación concreta. Sin embargo, otro factor importante que puede determi-nar esta respuesta son los genes, así como la interacción de estos entre si y con di-versos factores ambientales. El estudio de cómo las personas responden de manera diferente a los fármacos dependiendo de su genes es lo que llamamos farmacoge-nética. Conviene distinguir la farmacoge-nética de la farmacogenómica, que estu-diaría las bases moleculares y genéticas de las enfermedades para encontrar nuevas dianas terapéuticas. Naturalmente, la far-macogenómica es bastante mas compleja, ya que las bases moleculares y genéticas de las enfermedades humanas son todavía poco conocidas y la mayoría de ellas vienen determinadas por la interacción de mas de un gen (muchas veces por un número importante de ellos) con diversos factores ambientales. En el presente trabajo vamos a centrarnos en la farmacogenética.

Aunque el auge de esta ciencia es relati-vamente reciente, ya en los años cincuenta se atisbaron las primeras asociaciones far-macogenéticas, se descubrió que ciertos efectos adversos graves que aparecían en pacientes sometidos a tratamientos con primaquina, succinilcolina e isoniazida eran debidos a deficiencias en las enzimas gluocosa-6-fosfato deshidrogenasa, coli-nesterasa y N-acetil transferasa, respecti-vamente (1,2). En las décadas siguientes se han identificado numerosas variantes en las secuencias de ADN que son respon-sables de provocar respuestas farmacoló-gicas diferentes a las esperadas.

El rápido despegue de la farmacogené-tica está en relación directa con el hecho de que recientemente se haya completado el estudio de la secuencia del genoma hu-mano, y el descubrimiento de que aproxi-madamente el 0.1% de la misma es poli-mórfica, es decir, que presenta diferencias interindividuales que se pueden dividir en distintos grupos.

El objetivo de la farmacogenética en los próximos años sería determinar las consecuencias clínicas de los cerca de 3 millones de SNPs identificados (Single Nucleotide Polymorphisms, polimorfismos debidos al cambio de un solo nucleótido que pueden generar o no cambios en la secuencia proteica).

En los estudios farmacogenéticos exis-ten dos escenarios posibles: El primero, y con mucho el más frecuente, comprende la existencia de variantes alélicas frecuentes (frecuencia > 10%) con un impacto bajo o inapreciable en la respuesta farmacológi-ca, ni siquiera en combinación con otros SNPs, los llamados haplotipos. Estos ca-sos no tienen mayor relevancia a la hora de predecir la respuesta de un paciente a un fármaco determinado. El segundo escena-rio, y que en comparación presenta un nú-mero de ejemplos mucho menor, contem-pla la aparición de variantes genéticas que alteran dramáticamente la expresión o la actividad de una proteína. Estas variantes sí que pueden tener una importancia clí-nica elevada y pueden ser utilizadas para predecir, al menos en parte, la respuesta farmacológica.

Desde la disciplina de la farmacología, los fármacos se tratan desde dos perspec-tivas: una perspectiva farmacodinámica,

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La glicoproteína P (P-gp): La P-gp es el producto del llamado gen de resistencia a fármacos (multidrug resistence, MDR1 o ABCB1, su denominación actual). Este transportador pertenece a la superfamilia de transportadores ABC (ATP binding cassette), y su función es la expulsión de sustancias del in-terior de las células hacia el exterior, ejerciendo un papel fisiológico protector contra sustancias o metabolitos tóxicos. Esta glicoproteína se ex-presa en múltiples tejidos: intestino delgado, células del tubo proximal en los riñones, barrera hematoencefálica, placenta, testículos, etc. Es-tas localizaciones y la mayoría de sustratos de este transportador son compartidos con CYP3A (la principal subfamilia de enzimas metaboliza-doras de fármacos del sistema enzimático del citocromo P450). Esto, junto con algunos indi-cios que apuntan a la existencia de una corregu-lación de ambos elementos, lleva a pensar que P-gp y CYP3A podrían formar parte de un único sistema de protección combinado de metabo-lismo/transporte contra xenobióticos potencial-mente peligrosos.

El número de SNPs encontrados hasta la fecha en el gen MDR1 ronda la treintena, de los que 19 se localizan en los exones del gen (la parte del mismo que codificará la cadena de aminoácidos de la proteina). El primer SNP estudiado y hasta ahora el mejor caracterizado es el C3435T (es decir, un cambio de cisteína por timina en la posición 3435), el cual paradó-jicamente no implica un cambio de aminoácido en la consiguiente secuencia proteica. Sin em-bargo, parece claro que este polimorfismo está asociado con una alteración en la expresión de la proteína y un aumento de las concentraciones plasmáticas de sustratos con estrecho margen terapéutico tales como digoxina (3), sugiriendo que los individuos homocigotos para esta muta-ción (T3435T) presentarían una mayor absorción

del fármaco debido a mostrar una expresión de P-gp más baja de lo normal. Asimismo, se ha encontrado esta misma asociación farmacoci-nética para otros sustratos como ciclosporina o tacrolimus, sin embargo otros grupos de inves-tigación no han podido reproducir estos resulta-dos consistentemente (4).

El hecho de que haya resultados contradicto-rios en cuanto a la funcionalidad de esta muta-ción puede deberse a que está asociada en un porcentaje elevado (>50%) a la aparición de otro SNP en el exon 21 (G2677T/A), de manera que estudios individuales de cualquiera de estas dos mutaciones no reflejarían convenientemente la importancia de las mismas.

La importancia clínica de la existencia de SNPs en el gen ABCB1 es clara ya que podrían afectar el papel protector de la P-gp y, por tanto, aumentar el riesgo de enfermedad. Así, se ha demostrado por ejemplo que el alelo mutante 3435T es más frecuente en pacientes de un tipo concreto de cáncer renal que en sujetos sanos (5). Posteriores estudios sugirieron que la menor incidencia de cáncer renal en africanos compa-rados con los europeos, era consecuencia de la mayor proporción de sujetos homocigotos wild-type para este polimorfismo en África.

El alelo T, con niveles más bajos de expresión de P-gp y la consecuente falta de protección que esto acarrearía, también se ha asociado con un mayor riesgo de contraer Parkinson en personas expuestas a pesticidas (6). Parecidas conclusiones se han obtenido con otros síndro-mes como la colitis ulcerosa, la enfermedad de Crohn o la epilepsia (4). En cuanto a la impor-tancia de las diferencias interraciales, la variante alélica T es más frecuente en poblaciones de raza blanca y se maneja la hipótesis de que la mayor proporción de sujetos africanos CC sería

que en resumen puede verse como lo que el fármaco le hace al cuerpo, y otra farma-cocinética, que sería lo que el cuerpo hace al fármaco. Estos dos campos son objeto de investigación por parte de la farmaco-genética. Las enzimas metabolizadoras de fármacos y los transportadores influyen frecuentemente en la farmacocinética, mientras que las proteínas implicadas en mediar los efectos del fármaco como pue-den ser los receptores, los transportadores de neurotransmisores u hormonas, o los canales iónicos de las membranas celula-res contribuyen directamente a la variabi-lidad interindividual en la eficacia o toxici-dad del fármaco (farmacodinamia).

En las próximas páginas resumiremos los hallazgos más significativos en cuanto a los polimorfismos en los genes que in-

tervienen en estos procesos, ya sean enzi-mas que intervengan en el metabolismo de fármacos, transportadores o receptores, poniendo un énfasis especial en aquellos estudios que impliquen mayor relevancia clínica.

2. FARMACOGENÉTICA DE LOS TRANSPORTADORES DE FÁRMACOS

No es nuestro objetivo hacer una revi-sión de todos los SNPs detectados en los transportadores de fármacos. Nos deten-dremos únicamente en aquellos polimor-fismos que afecten a transportadores que por su función puedan ser de especial re-levancia en la clínica.

La tabla II muestra un resumen de los mis-mos.

TABLA II. Polimorfismos clínicamente relevantes en transportadores y receptores de fármacos.

Gen* Polimorfismo Sustrato Situación fisiológica relacionada

*Los genes listados y las proteínas que codifican son los siguientes: MDR1: P-glicoproteína, MRP2: proteína transportadora de resistencia a multifármacos 2, ADRβ1: receptor adrenérgico β1, ADRβ2: receptor adrenérgico β2, ADRα2c: receptor adrenérgico α2c, DRD3: receptor dopaminérgico 3, [5-HT]2a: receptor de 5-hidroxitriptamina 2A.

Muy numerosos: digoxina, inhibidores de la proteasa, anticonvulsivantes etc.

Alteración de niveles plasmáticos de sustratos de la P-gpDisminución mecanismos protectoresSuperior eficacia de tratamiento anti-HIV

Transportadores ABCB1/MDR1 C3435T

Receptores ADRβ1 Arg389Gly

Ser49Gly

β-bloqueantes Hipotensíon tras β-bloqueantes

ADRβ2 Arg16Gly

Gln27Glu

β-agonistas Resistencia a β-agonistas en asma

ADRα2c Del322-325 Riesgo aumentado de fallo cardiaco

DRD3 Ser9Gly Neurolépticos Disquinesia tardia en tratamientos con antipsicóticos

[5-HT]2a Ile197Val Neurolépticos Diferencias en respuesta farmacológica

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consecuencia de una evolución selectiva por la protección de este genotipo contra infecciones gastrointestinales.

Por el contrario, también existen situa-ciones en las cuales ser portador del alelo T acarrearía ventajas. Por ejemplo, se sabe que la mayoría de los fármacos inhibidores de la proteasa usados en la terapia con-tra el VIH son transportados por la P-gp, y existen estudios que muestran que en pacientes con menores niveles de trans-portador (portadores del alelo mutante) se ha observado un aumento de la can-tidad de células diana CD4, reduciendo su susceptibilidad a la infección por VIH, probablemente debido a un aumento de la biodisponibilidad de los fármacos inhi-bidores, ya que su expulsión de la célula estaría disminuída (7)

De todas maneras, el carácter tan re-ciente de estos estudios hace que se ne-cesite más tiempo para concretar la ver-dadera funcionalidad del polimorfismo MDR1 C3435T o de otras mutaciones que puedan ocurrir en el gen, estén o no re-lacionadas. Posiblemente, el análisis de haplotipos (asociaciones de mutaciones en un mismo locus genético), junto con la consideración de otros factores como elementos medioambientales o el tamaño de muestra en estudios clínicos, será más revelador que el análisis de SNPs.

Transportador MRP2: Existe otra familia de transportadores cuya función, al igual que la P-gp, es la ex-pulsión de fármacos y otras sustancias de la célula, estos son los MRP (multidrug re-sistance protein). El más conocido de ellos

es MRP2, ésta es una proteína con 17 do-minios transmembranales que está expre-sada principalmente a nivel de la membra-na apical de los hepatocitos, adyacente al canalículo. En esta localización la proteína transporta conjugados aniónicos, ya sean exógenos o endógenos desde las células hepáticas hacia la bilis.

MRP2 es sólo uno de los 7 MRPs que se conocen, sin embargo la presencia de mutaciones en este transportador en con-creto adquiere una importancia máxima debido a la función que realiza. Varios de los polimorfismos identificados reducen o anulan la expresión y/o capacidad trans-portadora de la proteína y por tanto el flujo hacia los canalículos biliares de los sustra-tos por ella transportados. Una de estas sustancias expulsadas hacia la bilis es la bilirrubina en forma conjugada, la acumu-lación de ésta en los sujetos con MRP2 defectuoso produce hiperbilirrubinemia crónica, una de las manifestaciones del síndrome de Dubin-Johnson. Por tanto, este síndrome está asociado inequívoca-mente a la presencia de distintas mutacio-nes en el gen MRP2, la más frecuente de las cuales es un cambio de isoleucina a fenilalanina en la posición 1173 de la pro-teína (Ile1173Phe) (8,9).

Otros miembros de esta familia de trans-portadores, como MRP4 y MRP5 están comenzando a ser investigados en pro-fundidad ya que parece que pueden jugar un papel importante en la extrusión celular de ciertos fármacos anti-VIH, sin embargo hasta el momento no parece que existan variantes alélicas clínicamente importantes.

Transportadores OATP (organic anion transporting polypeptide) y OAT (organic anion transporters): Esta familia constituye el otro gran grupo de transportadores de fármacos que existe. Al contrario que la P-gp, estos son transportado-res que capturan al fármaco para introducirlo en la célula.

Los transportadores de la familia OATP están presentes en tejidos como el hígado, riñón, ce-rebro o intestino, y entre sus sustratos encon-tramos además de xenobióticos, toxinas, sales biliares, y hormonas esteroideas. Los transpor-tadores OAT por el contrario, se localizan prefe-rentemente en los túbulos renales y transportan sustratos más pequeños pero de gran importan-cia clínica: antibióticos β-lactámicos, diuréticos, AINEs y fármacos antineoplásicos o retrovirales.

Dada la variedad de sustratos existentes y su localización descentralizada, la aparición de po-limorfismos genéticos en estos transportadores debería contribuir a la variabilidad interindividual e interétnica en la biodisponibilidad y respuesta terapéutica. Sin embargo, aunque se han de-terminado una multitud de SNPs que afectan a estos transportadores (10), no existen todavía estudios in vivo consistentes que determinen la importancia clínica de dichas mutaciones. Uno de los pocos estudios relevantes en este campo hasta la fecha, reveló que la mutación OATP-C*15 en el transportador OATP-C, la cual produce una completa pérdida de función trans-portadora in vitro, estaba asociado con niveles plasmáticos elevados de pravastatina (11).

3. FARMACOGENÉTICA DE LAS ENZIMAS METABOLIZADORAS DE FÁRMACOS: ENZIMAS DE FASE I

Las enzimas de la fase I del metabolismo se encargan de modificar químicamente a sus sus-tratos a fin de conseguir compuestos más hidró-filos, y por tanto más fácilmente eliminables en etapas posteriores.

Un estudio publicado en 1997 sobre el me-tabolismo de 315 fármacos utilizados en clínica humana reveló que en el 56% de ellos su bio-transformación es principalmente catalizada por isoenzimas del citocromo P450 (12). Las enzi-mas de esta superfamilia son por tanto las en-zimas que predominan en la fase I del metabo-lismo de fármacos en el hombre. Dentro de de este grupo de enzimas, el citocromo P450 3A4 (CYP3A4) fue considerada en el estudio antes mencionado la mas importante (50%), seguida de CYP2D6 (20%), y CYP2C9/19 (15%), sien-do el resto metabolizado por CYP1A2, CYP2A6, CYP2E1 y otros isoenzimas no identificados. Siguiendo esta clasificación repasaremos la im-portancia clínica de la farmacogenética de estas isoenzimas individualmente.

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La tabla I muestra un resumen de los poli-morfismos más importantes que afectan a estas enzimas.

CYP3A: Esta subfamilia se compone de al me-nos 4 genes diferentes: CYP3A4, CYP3A5, CYP3A7 y CYP3A43. Debido a la gran si-militud catalítica entre CYP3A4 y CYP3A5 así como a la casi exclusiva localización fetal de CYP3A7 y la aparentemente nula funcionalidad de CYP3A43, estas enzimas se suelen denominar conjuntamente como CYP3A.

La actividad de las enzimas de la subfa-milia CYP3A presenta una alta variabilidad interindividual entre la población, uno de los mecanismos que está detrás de esta alta variabilidad es que estas enzimas son altamente modulables, ya sea por otros fár-macos (inductores o inhibidores), enferme-

dades, la dieta o factores ambientales. Otro mecanismo importante, y que es el que nos ocupa ahora, podría ser el genético.

Se han identificado numerosas varian-tes para CYP3A4 y CYP3A5 que presentan unas frecuencias muy variadas y que son generalmente distintas entre grupos étni-cos diferentes.

La variante alélica más relevante del CYP3A4 es CYP3A4*1B, esta mutación es un cambio A-392G localizado en la llamada región específica de nifedipina de la región reguladora del gen. La frecuencia de este alelo, al contrario que la de otras variantes alélicas de este gen, es relativamente alta (2-10%), pero existe una gran controversia respecto a su importancia clínica. Si bien en un principio se asoció a ciertos estadios graves de cáncer de próstata (13), estos resultados no han podido ser confirmados

de forma consistente con diferentes sustratos de la enzima (14,15). El hecho de que este SNP se presente en un alto porcentaje de ocasiones asociado a mutaciones en CYP3A5, hace pen-sar que quizás los resultados contradictorios obtenidos para esta enzima son fruto de la con-tribución polimórfica de CYP3A5.

Al contrario que para el CYP3A4, sí que se han encontrado variantes alélicas afuncionales de CYP3A5. De ellas, sólo CYP3A5*3, que en realidad representa a un grupo de mutaciones asociadas, es relevante en personas de raza blanca, y de hecho presenta una frecuencia que ronda el 90%. Analizando diversos estu-dios farmacogenéticos sobre esta enzima, pa-rece que el papel menor que se le había aso-ciado a CYP3A5 tradicionalmente no era tal al fin y al cabo. Por ejemplo, se ha demostrado que aquellos pacientes que habían sufrido un transplante y estaban en terapia inmunosupre-sora con tacrolimus, y que presentaban un ge-notipo homocigoto para el alelo menos común (CYP3A5*1) , tenían unos requerimientos de do-sis de este fármaco mayores que los de sujetos CYP3A5*3/*3, que no expresan la enzima y que por tanto tenían un metabolismo defectuoso de este inmunosupresor (16). Así, se ha propuesto que el genotipo CYP3A5 pudiera ser determina-do previamente a la realización de un trasplante para así anticipar la dosis de inmunosupresor a administrar (16).

De todos modos, recientes estudios han cuestionado estos resultados, incidiendo sobre todo en la necesidad de un estudio combina-do de las variantes CYP3A4-3A5, y también del gen MDR1 que, como vimos anteriormente, funcionaría en combinación con estas dos en-zimas como parte de un sistema protector de la célula.

CYP2D6: El citocromo P450 2D6 (CYP2D6) es una en-zima que es expresada polimorficamente en el hombre (17) y que está implicada en el meta-bolismo de un gran número de fármacos rele-vantes, representando casi el 25% del total de fármacos metabolizados por el CYP450. Es pro-bablemente el citocromo más conocido y carac-terizado de todas las enzimas de su clase.

La existencia de variantes alélicas totalmen-te afuncionales permite dividir a la población en metabolizadores lentos (ML), rápidos (MR) y ul-trarrápidos (UR) -aquellos con más de una copia funcional del gen- aunque algunas fuentes in-cluyen también la categoría de metabolizadores intermedios. En España la prevalencia de ML es alrededor del 7%.

La administración de fármacos metaboliza-dos por CYP2D6 a sujetos ML tiene como con-secuencia uno niveles plasmáticos elevados de los mismos, con los consiguientes posibles efectos adversos, o lo que sería el caso contra-rio, el consumo de dichos fármacos por perso-nas que son UR puede derivar en una falta de eficacia terapeútica. Debido a esto, la mayoría de compañías farmaceúticas intentan descartar fármacos candidatos que sean metabolizados exclusivamente por enzimas polimórficas como CYP2D6. Incluso se ha utilizado la genotipación previa de CYP2D6 para descartar sujetos en es-tudios de fase III en el desarrollo de fármacos que son principalmente metabolizados por di-cha enzima (18).

Son numerosos los antidepresivos que son sustratos del CYP2D6. El previo conocimiento del genotipo del paciente puede ser útil a la hora de instaurar la dosis de estos compuestos (19). Fármacos como fluoxetina, norfluoxetina o desi-pramina exhiben unos niveles plasmáticos muy

TABLA I. Polimorfismos clínicamente relevantes en enzimas metabolizadoras de fármacos.

Gen Polimorfismo Sustrato Situación fisiológica relacionada

*TPMT: Tiopurina metiltransferasa, †UGT1A1: UDP-glucuronil transferasa 1A1.

Diversos: fármacos cardiovasculares, antidepresivos, antipsicóticos, etc.

CYP2D6 Múltiples Toxicidad, falta de respuesta farmacológica

CYP2C8 *3 Taxol Alteración de su metabolismo

CYP2C9 *2, *3 Warfarina Riesgo de hemorragias, requerimientos de dosis más bajos

CYP2C19 *2, *3 Diversos: Proguanil, talidomida, inhibidores bomba protones

Eficacia del fármaco alterada, requerimientos de dosis distintos

CYP3A5 *3 Tacrolimus Requerimientos de dosis más bajos

TPMT* Múltiples Tiopurinas Toxicidad hematológica

UGT1A1† *28 Bilirrubina Síndrome de Gilbert

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diferentes cuando se administran a ML o MR (20,21) esto implica la posible apari-ción de efectos adversos graves como por ejemplo el síndrome serotoninérgico (22). De hecho, se ha recomendado una reduc-ción del 50% de la dosis en los antidepre-sivos tricíclicos cuando se administren a ML, mientras que, en general, para los fár-macos inhibidores de la recaptación de se-rotonina las diferencias en la dosificación son menores (23).

Otras sustancias psicoactivas, sustra-tos a su vez del CYP2D6, estan sujetas a las mismas limitaciones, y hay casos des-critos de antipsicóticos, como risperidona, que pueden provocar efectos adversos extrapiramidales si se administran a su-jetos homocigotos para variantes alélicas afuncionales (24), asimismo la ganancia de peso que puede acarrear un tratamiento con neurolépticos parece estar relaciona-da con este genotipo (25). La conversión de codeína a morfina es mediada por el CYP2D6, y dada la presencia de esta enzi-ma en cerebro (26), el metabolismo in situ de este fármaco puede tener mucha rele-vancia clínica. A este respecto, un estudio demostró que los ML de CYP2D6 necesi-taban más dosis de codeína para alcanzar los mismos niveles de analgesia que los MR (27). Esto implica que la posible modu-lación local en cerebro de esta enzima, ya sea por sustratos endógenos (28) u otros xenobióticos, pudiera ser clave para el me-tabolismo mediado por CYP2D6.

La feno-genotipación puede ser reco-mendada hoy como complemento a la de-terminación de niveles plasmáticos, cuan-do se sospeche una anormal capacidad metabólica de CYP2D6, especialmente en

terapias que incluyan fármacos con una estrecha ventana terapeútica. El rápido desarrollo en genética molecular puede en un futuro cercano facilitar nuevas herra-mientas para la predicción de la actividad de enzimas metabolizadoras de fármacos como el CYP2D6.

CYP1A2: Si bien esta enzima metaboliza un núme-ro de menor de fármacos que otras subfa-milias del CYP450, es en el campo de los fármacos psicoactivos, que generalmente presentan un margen terapeútica peque-ño, donde CYP1A2 adquiere una especial relevancia, ya sea porque muchos de estos fármacos se metabolizan por esta enzima o bien porque sean potentes inhibidores de la misma.

Existen grandes diferencias interindivi-duales en la actividad enzimática CYP1A2, que es altamente inducible, tanto in vivo (29) como in vitro (30,31). Estas diferencias adquieren importancia clínica en relación a la respuesta del individuo frente a fárma-cos metabolizados por el CYP1A2 como teofilina imipramina o cafeína (32,33). Es improbable que esta variabilidad interindi-vidual mencionada tenga, al menos en su mayor parte, una base genética, ya que aunque existen variantes alélicas del gen, el carácter polimórfico de CYP1A2 no está todavía claro (29,34). No existen alelos inactivos y la variante más característica identificada hasta ahora (CYP1A2*1F), ma-nifestándose por un cambio -163C>A en la zona reguladora del gen, parece provocar únicamente un aumento de inducibilidad de la enzima (35).

No existen datos que demuestren fehacien-temente alguna asociación de este alelo con situaciones clínicas concretas, por ejemplo, no se encontró ninguna diferencia significativa en cuanto a la frecuencia de esta mutación entre pacientes de cáncer colorrectal (en cuya géne-sis es probable la implicación de sustratos de CYP1A2) y pacientes sanos (36). Es claro pues que la importancia clínica de las variantes alélicas CYP1A2 en la actividad procarcinógena de la en-zima debe ser estudiada en mayor profundidad.

CYP2C9: La subfamilia CYP2C representa aproxima-damente el 20% del total de citocromo P450 en microsomas hepa´ticos humanos (37). Esta subfamilia está compuesta por cuatro miem-bros: CYP2C8, CYP2C9, CYP2C18 y CYP2C19 (38), siendo CYP2C9 la isoforma 2C más abun-dante en el hígado humano (39).

Existen diversas variantes alélicas del CYP2C9, presentando los alelos *3 y *6 una marcada re-ducción en la capacida metabolizadora de la en-zima in vivo (40), de tal manera que la dosis de sustratos de la enzima administrada a sujetos portadores de estos alelos debería ser menor que la utilizada normalmente si se quieren evitar efectos adversos que pudieran ser importantes.

Existen efectos adversos clínicamente rele-vantes derivados del uso de fármacos sustratos de CYP2C9 que tienen una explicación genéti-ca, este es el caso del anticoagulante warfari-na, fármaco sustrato de la enzima que puede provocar hemorragias en individuos portadores de alelos defectuosos (41). O también del an-tiepiléptico fenitoína: se ha descrito un caso de toxicidad seria, con síntomas de confusión mental y pérdida de memoria, asociada a este fármaco en un paciente con CYP2C9*6, una va-

riante alélica no funcional de CYP2C9 (42). Esta asociación no se repite, sin embargo, en otros sustratos tipo de la enzima como el diclofena-co (43). CYP2C9 metaboliza varios sustancias relacionadas con el cáncer de colon, habiendo sido ligado su genotipo al riesgo de desarrollar dicho cáncer (44), sin embargo en otros cánceres como el de pulmón esta relación no ha podido ser establecida (45).

Estos polimorfismos, si se confirman los indi-cios que apuntan a la presencia de esta enzima en cerebro (46), podrían ser importantes, suma-dos a una posible regulación endógena (47), en el metabolismo local de sustratos neuroactivos de esta enzima.

CYP2C8: Al igual que en la situación descrita anterior-mente para CYP3A5, CYP2C8 está ganando im-portancia desde un punto de vista farmacoge-nético en la familia CYP2C. Un estudio reciente demuestra que el alelo CYP2C9*2 sólo presenta un aclaramiento menor de ciertos sustratos en el caso de estar asociado al alelo CYP2C8*3 (48).

Este y otros estudios similares son recientes y se necesitará un mayor volumen de investiga-ción para determinar consistentemente ésta y otras asociaciones alélicas clínicamente impor-tantes.

CYP2C8 media la biotransformación de áci-do araquidónico hacia numerosos metabolitos llamados ácidos epoxieicosatrienoicos (EETs) implicados en procesos tan importantes como la homeostasis o la inflamación, dicha biotrans-formación se lleva a cabo por esta enzima prin-cipalmente en órganos como el cerebro (49). Un SNP de este gen (CYP2C8*3) afecta significa-tivamente a la producción de EETs, pudiendo

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afectar a procesos en los que estas sus-tancias están implicados, tales como el flu-jo sanguíneo en los vasos cerebrales.

CYP2C8*3 también reduce el aclara-miento de fármacos antineoplásicos como el paclitaxel (taxol) (50), y aunque la impor-tancia clínica del aumento de los niveles plasmáticos de este fármaco está todavía por dilucidar, su elevada toxicidad convier-ten a este hallazago en un hecho muy inte-resante desde el punto de vista clínico.

CYP2C19: Esta es una enzima polimórfica de la cual existen 15 variantes alélicas cono-cidas, con una prevalencia que presenta una marcada variabilidad interétnica (51). De todas estas variantes CYP2C19*2 y CYP2C19*3 son responsables del 95% de fenotipos ML, el cual está presente en el 1-5% de la población blanca.

Este carácter polimórfico de la enzima tiene una importancia clínica muy significa-tiva. Así, el genotipo ML ha sido asociado con un metabolismo defectuoso de antiin-fecciosos como el proguanil (52), antidepre-sivos como el citalopram (53) o fármacos tan controvertidos como la talidomida (54).

Además esta enzima interviene en el metabolismo de varios inhibidores de la bomba de protones, tales como omepra-zol, lansoprazol o pantoprazol. Por ello, se ha propuesto la genotipación de CYP2C19 como una técnica para identificar pacien-tes con riesgo de desarrollar hipocloridia en terapias con estos inhibidores (55), así como para individualizar regímenes de do-sificación de estos fármacos en la erradi-cación de Helicobacter pylori (56).

El genotipo de CYP2C19 también parece jugar un papel importante en la variabilidad interindividual observada en los efectos adversos causados por la administración concomitante de sustratos de esta enzima y de inhibidores de su metabolismo como fluvoxamina (57).

CYP2A6: Si bien esta enzima, además de tener la capacidad de activar numerosos carcinó-genos, contribuye al metabolismo de va-rios fármacos, su relevancia clínica radica en que tiene a la nicotina como sustrato. CYP2A6 es una enzima polimórfica y como tal presenta una marcada variabilidad inte-rindividual, siendo los individuos ML mu-cho más frecuentes en poblaciones asiáti-cas que en europeas (58) (Tabla II). Se han identificado hasta 29 variantes alélicas dis-tintas para este gen, estando demostrada in vivo la afuncionalidad de varias de ellas.

Se ha sugerido que el polimorfismo de CYP2A6 es un factor determinante en el tabaquismo, incluso se ha propuesto el uso de inhibidores de la enzima para tratar la dependencia del tabaco (59). Sin embar-go los resultados iniciales de un estudio en el que se observó una representación más baja de individuos portadores de alelos defectuosos del gen entre personas de-pendientes del tabaco que entre personas no dependientes (60), han sido puestos en duda por otros estudios más recientes que no han podido reproducir sus conclusio-nes (61,62).

Teóricamente los individuos sin CYP2A6 activo (ML) estarían más protegidos frente a enfermedades como el cáncer de pul-

món por un doble mecanismo, es decir, primero porque según Pianezza y colaboradores (60) fu-marían menos cigarrillos o no fumarían en abso-luto y segundo, porque varios procarcinógenos presentes en el humo del tabaco no serían acti-vados por la enzima. Sin embargo, en la práctica la relación cáncer de pulmón/CYP2A6 es más compleja, existiendo de hecho varios estudios con resultados contradictorios (61,63), y sin duda existen muchos más factores de diversa índole que intervienen en la susceptibilidad a padecer este tipo de cáncer.

CYP2E1: CYP2E1 es una enzima clave en las reac-ciones de toxicidad, ya que está implicada en la activación de numerosos procarcinógenos y protoxinas, y metaboliza además numerosos xe-nobióticos como etanol, benzeno, tolueno, nitro-saminas, así como ciertos fármacos como ace-taminofeno y clorzoxazona (64)]. Se sabe que un alelo mutante (C2) del gen CYP2E1 es responsa-ble de una mayor actividad de la enzima (65).

En un estudio reciente se ha comprobado que en una población oriental alcohólica con ge-notipo aldehido deshidrogenasa 2 heterozigoto, las personas que eran portadoras de mutacio-nes de CYP2E1 soportaban mejor el alcohol que aquellos individuos homocigotos para el CYP2E1 wild-type (65). Demostrándose así que el genotipo de CYP2E1 puede determinar un patrón de personalidad del individuo en relación con su hábito alcohólico.

Los niveles de CYP2E1 varían interindividual-mente debido sobre todo a su inducibilidad por xenobióticos como el etanol y compuestos or-gánicos volátiles (66). Además de lo menciona-do anteriormente existen varios polimorfismos genéticos identificados que también pueden

contribuir a la esta variabilidad de la actividad enzimática, sin embargo, la relación genotipo-fenotipo no está aún consolidada (67).

4. FARMACOGENÉTICA DE LAS ENZIMAS METABOLIZADORAS DE FÁRMACOS: ENZIMAS DE FASE II

Las enzimas de la fase II del metabolismo aprovechan grupos electrofílicos presentes ori-ginalmente en la molécula sustrato, o bien intro-ducidos por las enzimas de fase I, para llevar a cabo reacciones de conjugación, usando para ello moléculas de bajo peso molecular, como glutation, UDP-ácido glucurónico o acetil coen-zima A. Estas reacciones desembocan gene-ralmente en una inactivación farmacológica o detoxificación de la sustancia conjugada. Los polimorfismos más relevantes que afectan a es-tas enzimas se muestran en la tabla I

Glutation S-Transferasas (GSTs): Las GSTs componen una superfamilia de enzimas que catalizan la conjugación de mutá-genos, carcinógenos, contaminantes ambianta-les, fármacos y algunos compuestos endógenos con glutation para facilitar su eliminación. Ade-más estas enzimas participan en otros proce-sos como por ejemplo la protección de la célula contra el estrés oxidativo. Estas enzimas son codificadas por la superfamilia de genes GST. Existen polimorfismos bien caracterizados que están asociados a una actividad disminuida de GSTM1, GSTM3, GSTM4, GSTP1, GSTT1 y GSTZ1 (68,69). De éstas, las variaciones ge-néticas de GSTM1, GSTT1 y GSTP1 han sido ampliamente estudiadas en poblaciones sanas y en relación a varias enfermedades. El polimor-fismo más importante en el locus GSTM1 es una deleción parcial que conlleva una pérdida total de actividad enzimática. La frecuencia de este

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polimorfismo es del 50% en personas de raza blanca pero puede llegar hasta más del 60% en otras poblaciones. GSTT1 también presenta una mutación asociada a ausencia de actividad enzimática cuya presencia es menor en personas de raza blanca (20%). Finalmente GSTP1 presenta un polimorfismo relativamente frecuente (GSTPVal105) que conlleva una reducción de la actividad glutation transferasa (70)

Existen muchos estudios que han in-tentado asociar la presencia de estos poli-morfismos con numerosas enfermedades: ciertos tipos de cáncer, enfermedades del sistema nervioso central, leucemia, en-fermedad pulmonar obstructiva crónica y otros síndromes menores, sin embargo es-tos estudios arrojan hasta ahora resultados inconsistentes o contradictorios (70).

N-acetil transferasas (NAT): Estas enzimas detoxifican o bioactivan una gran variedad de aminas heterocícli-cas y aromáticas presentes en el humo del tabaco o en carnes hechas a la brasa. En humanos se han identificado más de 25 polimorfismos en los genes NAT1 y NAT2 en distintas poblaciones.

Existen muchos estudios sobre el papel del genotipo NAT1 y NAT2 en el desarrollo de cáncer asociado a tabaco o estas car-nes (71,72), sin embargo al igual que ocu-rre con las GSTs hay muchos resultados contradictorios. Esta controversia parece que pudiera tener su origen en la metodo-logía usada hasta ahora para determinar los genotipos NAT. Se están proponiendo nuevos métodos de genotipación que po-drían solventar estas carencias (73).

UDP-glucuroniltransferasas (UGTs): Estas enzimas conjugan una gran va-riedad de fármacos, toxinas de la dieta y endobióticos como la bilirrubina y hormo-nas esteroideas.

Se han descubierto varios polimorfis-mos en las familias UGT1 y UGT2 que dan lugar a una actividad enzimática dismi-nuida. De estos, una mutación en la caja TATA del gen UGT1A1 (UGT1A1*28) ha sido objeto de numerosos estudios al estar frecuentemente asociado al síndrome de Gilbert en caucásicos, donde presenta una frecuencia alélica del 30%. Este síndrome está caracterizado por una hiperbilirrubine-mia moderada producida por la deficiente capacidad metabolizadora de bilirrubina en individuos portadores de la mutación (74). Asimismo UGT1A1*28 está también asociado a efectos adversos serios tras tratamiento con el antineoplásico irinote-cán, metabolizado por esta enzima. Otros polimorfismos, tales como UGT1A7*3, so-los o en combinación con otras variantes alélicas, también se han asociado con en-fermedades como el cáncer bucofaríngeo en fumadores (75).

Epóxido hidrolasa (EH): La EH es una enzima que hidroliza xenobióticos epóxidos lo que usualmente lleva a su detoxificación pero que en al-gunos casos significa la bioactivación de mutágenos medioambiantales

Hay dos sitios polimórficos en el lo-cus del gen EH. Uno de ellos conlleva una sustitución Hys113Tyr en la secuencia pro-teica, mientras que el otro es un cambio

Hys139Arg. Las proteínas codificadas por es-tos alelos muestran capacidades metabólicas in vitro diferentes de la proteina codificada por el gen wild type. Estos polimorfismos han sido correlacionados con cánceres inducidos por agentes químicos en pulmón, ovario, hígado y colon-recto (76-79).

Sulfotransferasas (SULT): Como las anteriores enzimas de fase II, las SULT catalizan tanto la bioactivación como la detoxificación de muchos promutágenos y pro-carcinógenos.

El polimorfismo más relevante es producido por un cambio aminoacídico de arginina a histi-dina en la enzima SULT1A1. Debido a la activi-dad dual de la enzima (bioactivadora/detoxifica-dora), este polimorfismo ha sido asociado tanto con un incremento como con una disminución del riesgo para cáncer colorrectal, esofágico, de mama y de pulmón, a menudo con resultados contradictorios (76-79).

5. FARMACOGENÉTICA DE LOS RECEPTORES Y EFECTORES

Dada la ingente cantidad de receptores far-macológicos existentes y la multitud de estudios destinados a la detección de SNPs en estos, nuestro objetivo en este apartado será única-mente el de dar unas breves pinceladas sobre los descubrimientos concernientes a polimorfis-mos en estos genes que posean una clara im-portancia clínica (un resumen de los mismos se puede ver en la tabla II).

Polimorfismos de receptores y psicofármacos: La mayoría de los estudios realizados in vivo para estudiar la farmacogenética de estos re-

ceptores se han realizado con clozapina, un neuroléptico atípico. De acuerdo con el meca-nismo de acción de este fármaco, se ha estudia-do en profundidad la influencia de los genes que codifican para los receptores serotonérgicos (5-hidroxitriptamina [5-HT]2A, 5-HT2C y 5-HT6) y dopaminérgicos (DRD2, DRD3 y DRD4). Al me-nos 2 polimorfismos en el receptor [5-HT]2A, uno silente (que no produce cambio alguno en la se-cuencia aminoacídica) y otro estructural, pare-cen influir en la respuesta a neurolépticos atípi-cos y clásicos. Además, una variante estructural Cys23Ser en el receptor 5-HT2C podría ser im-portante en el desarrollo de la ganancia de peso como efecto secundario en el tratamiento con estos psicofármacos (80). Respecto a los recep-tores de la dopamina, existen polimorfismos al menos en los receptores D2, D3 y D4, concre-tamente una mutación del subtipo D3 (Ser9Gly) está asociada a la respuesta terapéutica a neu-rolépticos, y se ha demostrado su relación con el desarrollo de disquinesia tardía como efecto adverso al tratamiento con antipsicóticos (81).

Por el contrario, la presencia de variantes alé-licas en estos receptores no parece jugar un pa-pel vital en otros trastornos neurológicos o psi-quiátricos como el Parkinson o la depresión.

Es de resaltar el alto número de grupos de in-vestigación dedicados en los últimos años a de-tectar la presencia de polimorfismos en el trans-portador de la serotonina (SERT), es este un gen con una secuencia muy conservada que regula la totalidad del sistema serotonérgico. Las con-clusiones apuntan a que hay mutaciones en la zona reguladora del gen que pueden estar co-rrelacionadas con la aparición más frecuente de efectos adversos graves durante el tratamiento con antidepresivos inhibidores de la recaptación de serotonina.

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Polimorfismos de los receptores adrenérgicos: Siete de los nueve genes que codifican para los receptores adrenérgicos presen-tan polimorfismos en sus regiones codifi-cadoras. Estos polimorfismos se manifies-tan generalmente en una alteración de la capacidad de unión del receptor a proteí-nas G, cambios en la afinidad de agonistas y antagonistas, alteración de procesos re-guladores o en la expresión de la proteína. Como en otras ocasiones, y probablemen-te debido a que hasta hace relativamen-te poco tiempo los estudios estaban más enfocados a determinar SNPs individuales que haplotipos, la asociación de estas mu-taciones a ciertas situaciones fisiológicas como la obesidad no está demostrada ca-tegóricamente. Sin embargo, sí que parece que el efecto de estos polimorfismos pue-de ser bastante importante en otros casos. Por ejemplo, el polimorfismo del receptor β2 The164Ile o el del α2C, Del322-325 (de-leción de estas bases en la secuencia del gen ADRα2C) se han asociado a un mayor riesgo de mortalidad en un fallo cardiaco o a una mayor predisposición al mismo, res-pectivamente. Asimismo, se ha publicado que el riesgo de sufrir un infarto se multi-plicaría por 10 en individuos portadores de ciertos haplotipos, por ejemplo β1-Arg389 + α2C-Del322-325. Igualmente, otras en-fermedades como el asma parecen estar más correlacionadas con haplotipos que con SNPs. Para una somera revisión sobre la importancia fisiológica del polimorfismo de los receptores adrenérgicos ver (82).

Polimorfismos en moléculas efectoras: Los estudios farmacogenéticos en pro-

teínas efectoras se están efectuando des-de hace mucho menos tiempo que los realizados con receptores o con enzimas metabolizadoras de fármacos. La mayoría de estos estudios se concentran en detec-tar mutaciones en proteínas G. Por ejemplo un trabajo publicado recientemente mos-tró una asociación del genotipo T/T en un polimorfismo funcional en la subunidad β3 de la proteína G (C825T), con la respuesta al tratamiento con antidepresivos (83).

Los mecanismos posteriores a la activa-ción de receptores y proteínas G (ej., AMP cíclico, fosfodiesterasas, etc) están actual-mente bajo investigación pero aún sin re-sultados convincentes desde un punto de vista farmacogenético.

6. EL POLIMORFISMO DE TPMT

Hemos querido tratar aparte este poli-morfismo por ser uno de los mejor carac-terizados hoy en día y representar lo que en principio debería ser el objetivo final de la farmacogenética.

La tiopurina S-metiltransferasa (TPMT) es una enzima citoplasmática que pre-ferentemente cataliza la S-metilación de fármacos tiopurínicos, tales como agen-tes anticancerosos o inmunosupresores. Dicha actividad enzimática presenta una amplia variabilidad interindividual, presen-tando una distribución polimórfica trimodal en caucásicos, con el 0.3% de estos suje-tos mostrando una actividad metiltransfe-rasa nula (84).

Existen 3 variantes alélicas principales bien caracterizadas, TPMT*2, TPMT*3A y

TPMT*3C, en todas las poblaciones humanas estudiadas hasta la fecha, habiendo grandes di-ferencias en las frecuencias alélicas que mues-tran entre grupos étnicos distintos. La detección de estas variantes, o bien la realización de estu-dios fenotípicos (más laboriosos) para detectar la actividad enzimática total, es actualmente de uso clínico antes de la instauración de una tera-pia con fármacos tiopurínicos, debido a su alta toxicidad.

El caso de la TPMT es un de los ejemplos más desarrollados de farmacogenética, yendo desde la genética molecular hasta el diagnóstico clínico para individualizar la dosis de fármacos metabolizados por esta enzima, (ej., azatioprina, mercaptopurina o tioguanina). En resumen, este ejemplo puede ilustrar como la farmacogenética es capaz de optimizar una terapia concreta para evitar efectos adversos tóxicos entre grupos de pacientes genéticamente distintos.

7. PERSPECTIVAS Y CONCLUSIONES

Junto con el caso antes mencionado de la TPMT, existen otros test farmacogenéticos con una aplicación clínica directa. Por ejemplo, la determinación del genotipo del virus VIH está in-dicada como ayuda en la selección de terapias antiretrovirales, debido a que puede predecir el perfil de resistencia del virus a varios fármacos. Igualmente, la detección de la amplificación del gen del factor de crecimiento HER2, sobreex-presado en el 30% de los tumores de mama, puede anticipar el pronóstico de estos tumores. Sin embargo, hasta ahora no existen muchos más ejemplos como estos, en consecuencia el objetivo de la farmacogenética en los próximos años debe ser el de individualizar el uso de más fármacos en base a la información genética del paciente.

Podríamos aventurar los pasos que estos estudios deberían seguir para alcanzar este objetivo. Primeramente se determinaría el gen candidato apropiado a estudiar y se procedería a identificar variaciones en su secuencia, tras ello el paso más lógico sería la realización de estudios clínicos sobre el impacto de los poli-morfismos detectados en una población sana. El siguiente escalón comprende la ampliación de estos estudios a pacientes afectados por una situación clínica concreta, poniendo espe-cial énfasis en desarrollar dichos estudios de manera que se asemejen a la práctica clínica habitual (dosis habitualmente utilizadas, etc.). Los siguientes estudios estarían enfocados a determinar el grado de contribución de la varia-bilidad genética en la respuesta farmacológica y a reunir una información útil en la práctica clínica en términos de predicción de fármaco de elec-ción, requerimientos de dosis, etc. Finalmente, hace falta probar que el tratamiento farmacoge-nético para abordar el problema en cuestión es superior a las soluciones que haya hasta el mo-mento, de manera que pueda ser adoptado sin ambages en la práctica clínica.

En conclusión podríamos decir que queda todavía un largo camino que recorrer, pero vien-do los progresos que la farmacogenética ha efectuado en sólo unos años, y el volumen de investigación que se está desarrollando actual-mente en este campo, es fácil predecir que el futuro de esta ciencia es, cuanto menos, pro-metedor.

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