Farmakogenomika hypolipidemik

Dyslipidemie je jedním ze zásadních a současně modifikovatelných rizikových faktorů kardiovaskulárních onemocnění. Hypolipidemika, zejména statiny spolu s fibráty, patří k nejčastěji podávaným lékům vůbec. Genetickou komponentou interindividuálních odlišností v odpovědi na terapii se zabývá farmakogenetika. Mezi kandidáty s důkazy pro modulaci účinků fibrátů se objevují genový klastr APOA1/C3/A4/A5, polymorfismy v genu pro lipoproteinovou lipázu, jaterní lipázu nebo varianty přímo v cílovém genu fibrátů (PPAR-? – peroxisome proliferator-activated receptor alpha). U ezetimibu, blokátoru absorpce cholesterolu enterocyty, jsou všechny doposud popsané farmakogenetické interakce závislé na polymorfismech v cílovém genu NPC1L1. U statinů je popsána celá řada genetických variant ovlivňujících farmakokinetické a farmakodynamické aspekty jejich účinku a nově jsou k dispozici výsledky sedmi celogenomových asociačních studií, které dokládají posun od farmakogenetiky k éře farmakogenomiky hypolipidemik.

Úvod

 Dyslipidemie je považována za jeden ze zásadních a současně modifikovatelných rizikových faktorů kardiovaskulárních onemocnění [1]. Ačkoli jsou základem léčby dyslipidemií především režimová opatření, často je nutné tuto léčbu doplnit o farmakoterapii. Hypolipidemika, zejména statiny spolu s fibráty, patří k nejčastěji podávaným lékům vůbec. I přes prokázanou účinnost hypolipidemik v primární i sekundární prevenci kardiovaskulárních onemocnění je zřejmá interindividuální variabilita jejich účinku, která do značné míry závisí na genetické výbavě jedince. Cílem farmakogenetiky je vývoj individualizovaných léčebných postupů, a to především určení nejvhodnějšího typu léčiva a stanovení jeho dávkování pro konkrétního pacienta. Prvním krokem na této cestě je identifikace genetických variant zodpovědných za odlišnou reakci na určitý lék. Tato zkoumání se provádějí nejčastěji pomocí asociačních studií, které přímo testují asociaci mezi fenotypem, například nežádoucím účinkem léčiva, a zkoumanou genetickou variantou. Nejčastěji používaným designem jsou tzv. studie případů a kontrol (case-control studies), ve kterých porovnáváme frekvence polymorfismu(ů) mezi skupinou vykazující studovaný fenotyp a skupinou kontrolní, kam mohou patřit například jedinci léčení stejnou látkou, u kterých se neprojevil vedlejší účinek. Pokud je rozdíl frekvencí pro některý z polymorfismů statisticky signifikantní, lze mluvit o farmakogenetické interakci. Mezi nevýhody asociačních studií patří nutnost co nejlepší shody porovnávaných skupin v prakticky všech parametrech vyjma zkoumaného znaku (zastoupení mužů a žen, etnických skupin, porovnatelnost věku a klinických parametrů), aby v důsledku stratifikace nebylo dosaženo falešně pozitivního výsledku, který by se samotnou farmakogenetickou interakcí vůbec nesouvisel. Dalším limitujícím aspektem asociačních studií byla nutnost výběru „kandidátního“ polymorfismu a priori na základě známých chemických nebo fyziologických souvislostí. V současné době však asociační studie prožívají nebývalou renesanci v podobě tzv. celogenomových asociačních studií (GWAS – genome-wide association studies). Ačkoli základní princip asociace zůstává zachován, jsou vyhodnocovány stovky tisíc polymorfních markerů u všech případů a kontrol a následně, po odfiltrování falešně pozitivních výsledků, lze identifikovat ty genetické varianty, jejichž zastoupení se mezi oběma skupinami nejvíce odlišuje. Je nasnadě, že tyto farmakogenomické studie tedy mohou identifikovat zcela nové polymorfismy v DNA, asociované s mírou účinku zkoumaného léčiva nebo s nežádoucím účinkem.

Farmakogenomika a statiny

 Účinek statinů je zprostředkován inhibicí klíčového enzymu biosyntézy cholesterolu 3-HMG-CoA reduktázy. Statiny jsou indikovány především u nemocných s izolovanou hypercholesterolemií, ale také u pacientů se smíšenou hyperlipidemií [1]. Ačkoli je bezpečnostní profil statinů velice dobrý, jejich masové používání zvyšuje pravděpodobnost „setkání“ statinu se specifickým zcitlivujícím genotypem a tím i pravděpodobnost rozvoje nežádoucích účinků, zejména myopatie. Farmakogenetické aspekty léčby statiny byly v posledních letech předmětem několika souhrnných sdělení (z českých např. [2]). Farmakokinetiku statinů výrazně ovlivňují polymorfismy jednak v genech kódujících izoformy cytochromů P450, a sice CYP3A4 (metabolizující lovastatin, simvastatin, atorvastatin) a CYP2C9 (metabolizující fluvastatin), dále řada membránových transportérů, jako je P-glykoprotein kódovaný genem ABCB1, či zástupci rodin transportních peptidů organických aniontů (OATP – organic anion transporting polypeptide, kódované geny SLC22A) a další (obr. 1). Mezi nejvýznamnějšími kandidátními geny, které ovlivňují farmakodynamické aspekty účinku statinů, jsou uváděny především geny kódující apolipoprotein E a HMG-CoA reduktázu. Publikovány byly již i výsledky části farmakogenetické studie účinnosti statinů v České republice. Ve skupině pacientů léčených statiny (simvastatin 46,3 %, atorvastatin 40,5 %, lovastatin 13,2 %) bylo zjištěno, že ve smyslu snížení hladiny LDL cholesterolu mají z léčby menší přínos nositelé alely C-1131 genu pro apolipoprotein A5 [3].

Zajímavá a do značné míry ilustrativní je situace okolo varianty rs20455, vedoucí k záměně aminokyseliny (Trp719Arg) v kinesinu podobném proteinu 6 (KIF6). Výsledky z několika randomizovaných klinických studií (CARE, WOSCOPS, PROSPER a PROVE IT-TIMI 22) ukazují, že nositelé alely KIF6 719Arg jsou terapií statiny výrazně chráněni před koronárními příhodami na rozdíl od jedinců, kteří tuto alelu nemají (zde nebyl zjištěn žádný ochranný efekt) [4]. Tyto výsledky ovšem byly zpochybněny daty ze studií JUPITER, HPS a nedávno i TNT a IDEAL, jejichž autoři nejen že nenašli souvislost mezi alelou KIF6 719Arg a kardiovaskulárním rizikem, ale nezjistili ani farmakogenetickou interakci mezi zmiňovanou alelou a statiny [5]. Příčin těchto diskrepantních nálezů může být celá řada: rozdílný design studií, použitý typ a dávky statinů, stratifikace kohort a jiné, nicméně většina z nich pravděpodobně tkví v základní premise, jíž je hledání „absolutních“ rizikových nebo ochranných genetických polymorfismů. Následné studie by tedy neměly odpovídat na otázku, která z obou stran sporu má pravdu, ale spíše by jejich pozornost měla být zaměřena na charakterizaci okolností (geoetnická skupina, věk, pohlaví, klinický a metabolický profil, typ a dávka statinu), za kterých má alela KIF6 719Arg nejsilnější predikční potenciál.

Oblastí, která zaznamenala zásadní rozvoj, je farmakogenomika léčby statiny, jejíž metodologickou část tvoří celogenomové asociační studie (GWAS). V současné době máme k dispozici výsledky sedmi studií GWAS [6–12]. V pěti z nich se autorům podařilo zjistit statisticky významné asociace vesměs jednonukleotidových polymorfismů, buďto s mírou statiny navozené změny lipidových parametrů, nebo přímo se svalovými komplikacemi léčby, jak ukazuje tab. 1. Kromě potvrzení některých polymorfismů, jejichž zapojení do farmakogenetických interakcí se statiny dokazovaly již studie kandidátních genů, přinesly GWAS řadu nových zajímavých kandidátů, jakými jsou například ryanodinový receptor 2 u cerivastatinem indukované rabdomyolýzy nebo opakovaně zjištěný jednonukleotidový polymorfismus rs10455872 v genu LPA.

Farmakogenomika a fibráty

 Fibráty jsou agonisté nukleárních receptorů PPAR (peroxisome proliferator- -activated receptor) [13], podávané u kombinovaných a hypertriglyceridemických forem hyperlipoproteinemií. Stejně jako u statinů jsou i v případě fibrátů nejčastěji popisovanými formami nežádoucích účinků myopatie [14]. Dosud nebyla provedena celogenomová, tedy farmakogenomická studie, která by se pokusila bez předchozí hypotézy (kandidátního genu) identifikovat polymorfismy ovlivňující míru hypolipidemického účinku fibrátů nebo senzitivitu k nežádoucím účinkům. Mezi kandidátními geny s důkazy pro modulaci účinků fibrátů se objevuje častěji například genový klastr APOA1/C3/A4/A5 na chromozomu 11 jako celek nebo varianty jeho jednotlivých členů [15–17], dále polymorfismy v genu pro lipoproteinovou lipázu [17], jaterní lipázu [18] nebo varianty přímo v cílovém genu fibrátů, PPAR-? [19]. U pacientů se smíšenou hyperlipoproteinemií je, i přes určité riziko vzniku komplikací (myopatie), indikována kombinační léčba statin + fibrát. Efekt polymorfismů v genu pro lipoproteinovou lipázu na hladinu apoC-III (apolipoproteinu C-III) byl zjištěn u 1250 takto léčených pacientů v rámci jedné z mála farmakogenetických studií. U nositelů haplotypu složeného z minoritních alel SNP rs1801177, rs7016529 a rs249 (frekvence haplotypu byla 2 %) došlo k paradoxnímu zvýšení hladiny apoC-III po kombinované terapii statin + fibrát. Autoři jako jeden z možných mechanismů uvádějí, že jimi identifikovaná genetická varianta vede k intenzivnější interakci lipoproteinové lipázy s apoC-III, která má za následek snížení její aktivity, tedy snížení clearance lipoproteinů bohatých na triacylglyceroly a zvýšení koncentrace apoC-III [20].

Farmakogenomika a ezetimib

 U ezetimibu, blokátoru absorpce cholesterolu v membráně enterocytu, jsou informace o farmakogenomických i farmakogenetických aspektech doposud kusé a všechny směřují přímo k cílové molekule ezetimibu, NPC1L1. Ezetimib blokuje endocytózu NPC1L1 indukovanou steroly, a tím i absorpci cholesterolu (a fytosterolů). Vznikající chylomikrony jsou tak ochuzeny o značnou část cholesterolu, který transportují do jater. Snížený přísun cholesterolu do hepatocytů vede ke zvýšené expresi LDL receptorů, a tedy k intenzivnějšímu vychytávání aterogenních LDL a IDL částic z krve [21]. Ezetimib se používá i v monoterapii, častěji však v kombinaci se statiny při takzvané duální inhibici, tj. současné blokádě intestinální absorpce (ezetimib) a jaterní syntézy (statin) cholesterolu. První genetická studie u pacienta non-responzivního na ezetimib identifikovala vzácnou mutaci (složená heterozygocie V55L/I1233N) právě v genu pro NP1C1L1 [22], což vedlo k následné detailnější charakterizaci celého genu pomocí sekvenace. Jiná práce identifikovala specifickou kombinaci tří jednonukleotidových polymorfismů (SNP), haplotyp 1735C-25342A-27677T, který významně měnil míru snížení hladiny LDL cholesterolu ezetimibem (větší efekt byl pozorován u jedinců, kteří tento běžný haplotyp neměli) [23]. Naopak, přímo u účastníků studií EASE a VYVA, kteří byli nositeli haplotypu -133A, -18A, 1679G, byla prokázána výraznější redukce hladiny LDL cholesterolu ezetimibem [24]. Následně byly objeveny další tři mutace u jedinců hyperresponzivních na účinky ezetimibu – R174H, 872CG (L272L) a 3929GA (Y1291Y) [25–27] (obr. 2). Není bez zajímavosti, že ani jedna z těchto variant není lokalizována v místě C-kličky NPC1L1, přímo zodpovědné za vazbu ezetimibu. Na svou první skutečně farmakogenomickou analýzu však ezetimib stále čeká.

Farmakogenomika a ostatní hypolipidemika

 Kyselina nikotinová (niacin) je jedním z nejúčinnějších a nejdéle používaných hypolipidemik. Řada nežádoucích účinků spojených s jeho podáváním doposud bránila častějšímu terapeutickému použití. Ačkoli je znám hlavní mechanismus účinku niacinu zprostředkovaný s G-proteiny spřaženým receptorem GPR109A, zatím prakticky neexistují relevantní studie o farmakogenetických interakcích. Jednou z výjimek je relativně malá studie čínských dyslipidemických pacientů, u kterých polymorfismus v DGAT2 (diacylglycerol acyltransferáza 2) ovlivňoval míru snížení obsahu tuku v játrech [29]. Naopak mezi nejrecentnější přírůstky do rodiny hypolipidemik patří inhibitory CETP (cholesterol ester transfer protein). I u této skupiny se dá předpokládat významný přínos farmakogenetiky při vývoji a personalizaci léčby, zvláště po zastavení vývoje torcetrapibu na sklonku roku 2006 (především pro zvýšené riziko kardiovaskulárních a dalších komplikací) a dalcetrapibu v květnu 2012 (nedostatek klinicky významné účinnosti). Právě farmakogenetická metaanalýza čítající více než 80 000 osob zřetelně dokumentovala interakci mezi polymorfismy v genu pro CETP a účinkem torcetrapibu na lipidové parametry, nikoli však pro torcetrapibem indukované zvýšení krevního tlaku [30]. Na genetické úrovni se tak podařilo potvrdit „off-target“, tedy s inhibicí CETP nesouvisející původ nežádoucích účinků torcetrapibu, a byl položen základ pro testování a vývoj chemicky odlišných a bezpečnějších inhibitorů CETP.

Závěr

 Závěrem je možné konstatovat, že se farmakogenetika a farmakogenomika hypolipidemik v posledních letech posunula od dílčích studií k celogenomovým a systematickým přístupům, od nichž lze v relativně blízké budoucnosti očekávat validované genetické markery pro skutečně personalizovanou léčbu dyslipidemie.