FARMACOGENETICA DELLE FARMACOGENETICA DELLE MALATTIE INFIAMMATORIE MALATTIE INFIAMMATORIE

CRONICHE INTESTINALICRONICHE INTESTINALIPEDIATRICHEPEDIATRICHE

FARMACOGENETICA DELLE FARMACOGENETICA DELLE MALATTIE INFIAMMATORIE MALATTIE INFIAMMATORIE

CRONICHE INTESTINALICRONICHE INTESTINALIPEDIATRICHEPEDIATRICHE

Dottoranda: Sara De IudicibusTutrice: Fiora Bartoli

SCOPO DELLA TESI

saggi di farmacogenetica, farmacocinetica e farmacodinamica

Individuare marker utili per

personalizzare e ottimizzare la

terapia

TERAPIA FARMACOLOGICA DELLE MICI

TERAPIA FARMACOLOGICA DELLE MICI

• Glucocorticoidi (GC)• Azatioprina • 5-ASA• Metotrexato• Ciclosporina• Infliximab• Talidomide

METABOLISMMETABOLISMO AZA O AZA

CORRELAZIONE CORRELAZIONE TRA I LIVELLI TRA I LIVELLI PLASMATICI PLASMATICI

DEI DEI METABOLITI METABOLITI DELL’AZA E DELL’AZA E GENETICAGENETICA

Caratteristiche dei pazientin° patient :

77

Age mean (range) 15 (1-28)

Gender

Male n° (%) 40 (51.9%)

Female n° (%) 37 (48.1%)

IBD

Crohn’s disease n° (%) 46 (59.7%)

Ulcerative colitis n° (%) 30 (39.0%)

Indeterminated Colitis n° (%) 1 (1.3%)

Dose of AZA in mg/kg/die median (range)

2.0 (0.63-3.36)

Patienti

AA AG

10

02

00

30

04

00

50

06

00

70

0

TPMT A719G genotype

TG

N m

eta

bo

lite

co

nce

ntr

atio

n

n= 71 n= 3

p=0.079

p=0.018

p=0.027

p=0.0057

AA AG

02

00

04

00

06

00

08

00

01

00

00

TPMT A719G genotype

MM

PN

me

tab

olit

e c

on

cen

tra

tion

n= 71 n= 3

AA AG

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

TPMT A719G genotype

AZ

A d

ose

n= 70 n= 3

AA AG

10

02

00

30

04

00

50

0

TPMT A719G genotype

TG

N m

eta

bo

lite

co

nce

ntr

atio

n /

AZ

A d

ose

n= 70 n= 3

6-Metil Mercapto

Purina

6-Mercapto Purina

TPMT

6-TGN

AZA

NOR NUL

01

00

02

00

03

00

04

00

0

GST-M genotype

MM

PN

me

tab

olit

e c

on

cen

tra

tion

n= 30 n= 44

NOR NUL

10

02

00

30

04

00

GST-M genotype

TG

N m

eta

bo

lite

co

nce

ntr

atio

n /

AZ

A d

ose

n= 29 n= 44

NOR NUL

10

02

00

30

04

00

50

06

00

70

0

GST-M genotype

TG

N m

eta

bo

lite

co

nce

ntr

atio

n

n= 30 n= 44

NOR NUL

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

GST-M genotype

AZ

A d

ose

n= 29 n= 44

p=0.21

p=0.033

p=0.001

p=0.033

GST-M1GST-M1

GSTM

6-MP

TGNs

AZA

Inflamm. Bowel Dis. 2007

PAZIENTE CHE STA PER ASSUMERE AZA

PAZIENTE CHE STA PER ASSUMERE AZA

TPMTGST MTPMTGST M

MARKER GENETICI METABOLISMO DELL’AZA

MARKER GENETICI METABOLISMO DELL’AZA

DOSAGGIO DEI METABOLITI

FARMACOCINETICA

DOSAGGIO DEI METABOLITI

FARMACOCINETICA

DOPO 3 MESI DI TRATTAMENTODOPO 3 MESI DI TRATTAMENTO

OTTIMIZZARE IL TRATTAMENTO CON AZATIOPRINA IN MANIERA

PROSPETTICA

OTTIMIZZARE IL TRATTAMENTO CON AZATIOPRINA IN MANIERA

PROSPETTICA

TERAPIA FARMACOLOGICA TERAPIA FARMACOLOGICA

• Glucocorticoidi (GC)

• Azatioprina and 6 Mercaptopurina• 5-ASA• Metotrexato• Ciclosporina• Infliximab• Talidomide

Dopo 1 anno di trattamento

55% responder38% dipendenti

7% resistentiHyams 2006, Markowitz, 2006

FARMACOGENETICA DEI GC

172 pazienti con MICI trattati con GC da almeno 30 giorni

90 CD82 UCEtà all’esordio 11.9±5.05

68 DIPENDENTI

84 RESPONDERS

“Pazienti che hanno ricadute allo scalo, e non riescono a sospendere lo sterodi”

Ardizzone et al, GUT, 2006

“Pazienti che scalano lo steroide e non necessitano di nuovi cicli

per almeno un anno ” Ardizzone et al, GUT, 2006

20 RESISTENTI

“Pazienti che non rispondono ai GC dopo i primi 30 gg di trattamento ”

Hyams et al, Clin Gastroenterol Hepatol, 2006

Il trattamento delle MICI moderate-severe prevede un ciclo di prednisone 1-2 mg/kg/day for 2-4 settimane

CART

costruito utilizzando in partenza tutte le variabili e

lasciando al modello scegliere la variabile migliore, in base al criterio di minimizzazione

dell’errore nel gruppo di cross-validation.

44.5%

55.5%

78.3%

21.7% 50.4

%

49.6%

56.0%

44.0%

BclI MUT

GC RESPONSE

BclI WT+HET

NALP1 WT+HET NALP1 MUT

n = 154

n = 23 n = 131

n = 100

NON RESPONDERS

RESPONDERS

38.9%

61.1%

59.8 %

40.2%

>7.5 YEARS*

n = 82n = 18

< 7.5 YEARS*

MALE

n = 40

27.5%

72.5%

FEMALE

n = 42

47.6%

52.4%

67.7%

32.3%

n = 31BclI del gene del

recettore dei GC

MARKER DI SENSIBILIT

A’

NALP1 proteina coinvolta

nell’attivazione dell’IL-1

MARKER DI RESISTENZ

A

I POLIMORFISMI BclI DEL GENE NR3C1 E Leu155His DEL GENE

NALP1 SONO RISULTATI ASSOCIATI ALLA RISPOSTA AI GC

BclI MARKER DI RESPONSIVITA’ AI GC

NALP1 MARKER DI RESISTENZA E

NON RISPOSTA

LE CART HANNO IDENTIFICATO LE INTERAZIONI TRA RISPOSTA AI GC

E FATTORI GENETICI E DEMOGRAFICI

PERSONALIZZAZIONE DEL TRATTAMENTO

Questo test In vitro è stato correlato con la risposta clinica ai GC in differenti malattie

croniche come l’artrite reumatoide (Kirkham BW, 1991), lupus erythematosus (Seki M,

1998), asma bronchiale (Hirano T, 1998), e rettocolite ulcerosa (Hearing SD, 1999)

Test In vitro tests basati sull’inibizione della proliferazione delle cellule mononucleate dei

pazienti trattate con dosi scalari di GC

Tutt’oggi non esiste un test che possa predire in vitro la risposta clinica ai GC

L’effetto del metilprednisolone (MP) sull’inibizione della

proliferazione cellulare è stato valutato con il test

dell’incorporazionedella [methyl-3H]thymidine nelle

cellule metabolicamente attive

Inibizione massima ottenuta alla concentrazione di MP più alta (54 μM).

Concentrazione di MP che inibisce la proliferazione del 50% delle cellule

IC50

Imax

-12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -40

25

50

75

100

Concentration of MP log10 (mol/L)

% o

f u

nin

hib

ited

pro

life

rati

on

IC50

Imax

IC50

Imax

-12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -40

25

50

75

100

Concentration of MP log10 (mol/L)% o

f u

nin

hib

ited

pro

life

rati

on

GC RESPONDER

GC RESISTENTE

NONMUTATED MUTATED10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

BclI genotype

log

IC5

0(m

ol/

L)

MP

NONMUTATED MUTATED10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

Leu155His genotype

log

IC5

0(m

ol/

L)

MP

NONMUTATED MUTATED0

25

50

75

100

BclI genotype

Max

imu

m s

up

pre

ssio

n (

Imax

) %

NONMUTATED MUTATED0

25

50

75

100

Leu155His genotype

Max

imu

m s

up

pre

ssio

n (

Imax

) %

**

**

Il polimorfismo BclI del gene del recettore dei GC, risulta

essere associato anche ad una maggiore sensibilità dei linfociti

in vitro.

U.S. News and World Report, January 24, 2003

Here’s my sequence

PERSONALIZED PHARMACOLOGICAL THERAPYPERSONALIZED PHARMACOLOGICAL THERAPY

Dott.ssa Raffaella FrancaDott Gabriele StoccoDott.ssa Eva Cuzzoni

Dott.ssa Margherita LonderoDott Diego Favretto

Dott Marco PelinDott.ssa Marianna LucafòProf.ssa Giuliana Decorti

Prof.ssa Fiora BartoliProf Luigi Candussio

Prof Alessandro VenturaDott Stefano Martelossi