Polimorfismos genéticos en el transporte de fármacos como causa de fracaso en la respuesta terapéutica

POLIMORFISMOS GENÉTICOS EN EL TRANSPORTE DE FÁRMACOS COMO CAUSA DE FRACASO EN LA RESPUESTA TERAPÉUTICA JOSÉ MIGUEL CANAL PÉREZ UNIVERSIDAD DE SEVILLA FACULTAD DE FARMACIA 2 3 UNIVERSIDAD DE SEVILLA Facultad de Farmacia. Grado en Farmacia TRABAJO FIN DE GRADO Revisión bibliográfica POLIMORFISMOS GENÉTICOS EN EL TRANSPORTE DE FÁRMACOS COMO CAUSA DE FRACASO EN LA RESPUESTA TERAPÉUTICA Departamento de Bioquímica y Biología Molecular Tutora: Mª Luisa Vizuete Chacón SEVILLA, 6 de julio de 2017 JOSÉ MIGUEL CANAL PÉREZ 4 RESUMEN Cuando un medicamento toma contacto con el organismo, entran en juego dos disciplinas fundamentales de la farmacología, la farmacocinética y la farmacodinámica, que describen los procesos a los que está sujeto el fármaco desde que entra en el organismo hasta que este ejerce su efecto terapéutico y es eliminado. En todo momento se busca un efecto terapéutico, pero no siempre sucede así debido a la influencia de una serie de factores que condicionan la respuesta. Uno de los factores influyentes son los polimorfismos genéticos, variaciones en las estructuras de los genes que ocasionan diferencias en la respuesta en pacientes tratados con el mismo medicamento que llegan a explicar entre el 20 y el 95% de las variabilidades interindividuales en la respuesta a los fármacos. Para que una variación en los genes sea considerada polimorfismo, debe afectar a más de un 1% de la población, como en el caso de los genes que codifican a las superfamilias de proteínas ABC (ATP-Binding Cassete) y SLC (Solute-Carriers), encargadas del trasporte de fármacos antineoplásicos, antiepilépticos, antipsicóticos... Estas variaciones en las proteínas transportadoras se traducen en que el fármaco, al llegar a la célula puede ser expulsado, modificando, así, la biodisponibilidad de la dosis administrada y su distribución en el organismo provocando ineficacia o toxicidad. De la observación de diferencias en la respuesta a fármacos nacen dos disciplinas, la farmacogenética y la farmacogenómica, que estudian la relación entre los genes y la respuesta a los fármacos. Tienen como objetivo la adecuación de las dosis de un fármaco a cada paciente adaptándolos a sus condiciones genéticas para así conseguir una respuesta eficaz y una disminución de los efectos secundarios. Ambas continúan aun en desarrollo para poder integrarlas en la práctica clínica, que puede ser compleja debido al elevado número de polimorfismos y la dificultad para identificarlos. Palabras clave: polimorfismos genéticos, SNPs, transportadores ABC, transportadores SLC. 5 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN ………………………………………………………………………………………............ 6 1.1. Farmacocinética y Farmacodinámica …………………………………………………........... 7 1.2. Farmacogenómica y Farmacogenética ………………………………………………............ 8 2. OBJETIVOS DE LA REVISIÓN ………………………………………………………………………......... 11 3. METODOLOGÍA …………………………………………………………………………………………......... 11 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ……………………………………………………………………………….. 12 4.1. Transportadores de Membrana …………………………………………………………………. 12 4.2. Superfamilia ABC ………………………………………………………………………………………. 13 o Glicoproteína P ……………………………………………………………………………………. 16 o BCRP ……………………………………………………………………………………………………. 21 o MRP1 …………………………………………………………………………………………………… 24 4.3. Superfamilia SLC ……………………………………………………………………………………….. 27 4.3.1. Polimorfismos en los transportadores …………………………………………….. 30 o SLC22A1 …………………………………………………………………………………….. 30 o SLCO1B1 ……………………………………………………………………………………. 31 o SLC6A15 …………………………………………………………………………………….. 31 4.4. Perspectivas de futuro …………………………………………………………………………….... 32 5. CONCLUSIONES ………………………………………………………………………………………………… 34 6. BIBLIOGRAFÍA …………………………………………………………………………………………………… 35 6 1. INTRODUCCIÓN Para que un fármaco pueda ser comercializado debe pasar una investigación experimental previa conocida como Ensayo Clínico, destinado a establecer la eficacia, reacciones adversas y seguridad del mismo. Una vez aprobada la comercialización, el fármaco podrá ser usado en clínica partiendo de los criterios preestablecidos, pero no es posible en todos los casos, siendo necesarios métodos alternativos aplicados a la situación individual de cada paciente. Esto sucede así debido a que los Ensayos Clínicos se llevan a cabo en un número reducido de pacientes bajo condiciones ideales, pero llevado a la práctica real, este tratamiento resulta ineficaz y en otros se desarrolla toxicidad. Es en este punto en el que surge la variabilidad interindividual, causada por numerosos factores relacionados con el paciente (genéticos, étnicos, ambientales, género, edad…), con patologías concomitantes o con su tratamiento farmacológico (interacciones entre fármacos). Los factores que más afectan a la variabilidad en la respuesta a fármacos son los factores genéticos causando diferencias en la velocidad de metabolismo de los fármacos, en el transporte a través de las membranas celulares, así como en la susceptibilidad de los receptores u otras dianas farmacológicas (Flórez, 2014). Pueden llegar a explicar entre el 20 y el 95% de la variabilidad interindividual en la respuesta a fármacos. En la farmacocinética y la farmacodinámica están implicadas un gran número de proteínas, muchas de ellas afectadas por polimorfismos genéticos como en el caso de los trasportadores ABC y SLC, fundamentales en el trasporte de fármacos. En esta revisión se describen las principales proteínas transportadoras, los polimorfismos genéticos que las afectan y cómo influyen en la respuesta al tratamiento farmacológico de algunas enfermedades. 7 1.1. FARMACOCINÉTICA Y POLIMORFISMOS Si repasamos lo que ocurre desde que se administra un fármaco hasta que este ejerce su acción, comprobaremos que el proceso está integrado por múltiples y complejos pasos (Arribas, 2010). Las disciplinas que se encargan del estudio de estos procesos son la farmacocinética y farmacodinamia (Figura 1). Figura 1. Procesos farmacocinéticos y farmacodinámicos del fármaco en el organismo (Rodríguez, 2010). El efecto terapéutico de un fármaco puede estar condicionado genéticamente por mutaciones localizadas en genes que codifican proteínas implicadas tanto en los procesos farmacocinéticos como en los farmacodinámicos (Rodríguez, 2010). Por tanto, podemos hablar de polimorfismos genéticos farmacocinéticos que afectan a las enzimas que intervienen en el metabolismo de los fármacos y a los transportadores de los que depende el acceso a determinados órganos y polimorfismos genéticos farmacodinámicos que afectan a los receptores y otras dianas farmacológicas. Ambos tipos afectan a numerosos fármacos y pueden provocar respuestas no deseadas, ineficacia o toxicidad. 8 Apoyándonos en el título de la presente revisión, nos centraremos en los polimorfismos genéticos farmacocinéticos en proteínas transportadoras. Para ello, antes de entrar en materia, resulta de interés definir el concepto de farmacocinética como la disciplina que estudia el curso temporal de las concentraciones y cantidades de los fármacos y de sus metabolitos en los líquidos biológicos, tejidos y excretas, así como su relación con la respuesta farmacológica, y construye modelos adecuados para interpretar estos datos (Flórez, 2014). Por tanto, la farmacocinética está integrada por 5 procesos básicos conocidos como LADME: Liberación, Absorción, Distribución, Metabolismo y Excreción. Un ejemplo de fracaso en la respuesta terapéutica causado por polimorfismos genéticos farmacocinéticos lo encontramos en el tratamiento del cáncer rectal y el cáncer de colon metastásico con irinotecán, un fármaco antineoplásico. Este fármaco es transportado por una proteína denominada BCRP que es codificada por un gen de la superfamilia ABC. Este gen presenta dos polimorfismos, el SNPs C763T y el C421A, consisten en la sustitución de un nucleótido por otro diferente, provocando, según los estudios realizados, una baja expresión de la proteína y un aumento de la sensibilidad al agente anticanceroso (Yanase et al., 2006). 1.2. FARMACOGENÓMICA Y FARMACOGENÉTICA Para empezar a hablar sobre farmacogenética, tendríamos que retroceder hasta el año 510 a.C., año en el que tuvieron lugar las primeras observaciones sobre esta disciplina, cuando, Pitágoras describió la reacción adversa causada por la ingesta de habas en algunos individuos; este fenómeno fue conocido durante varios años como “favismo” (Hockwald y cols., 1952). Otro hecho conocido sobre los inicios de la farmacogenética se desarrolló durante la II guerra mundial, periodo en el que se describió que el 10% de los soldados afro-americanos tratados con el fármaco primaquina y otros antipalúdicos desarrollaban anemia hemolítica (Hockwald y cols., 1952). Se comprobó que ambos efectos adversos estaban propiciados por la deficiencia de la enzima glucosa 6-fosfato deshidrogenasa (Alving et al., 1956). 9 Fue en el año 1959 cuando Fredrich Vogel usó por primera vez el término Farmacogenética, para designar el estudio del papel que juega la variación de los genes individuales en la respuesta a los medicamentos. Farmacogenómica, por su parte, tiene su inicio más recientemente y su relación con la Farmacogenética no está exenta de controvertidas interpretaciones entre los investigadores de la materia (Arribas, 2010). Desde el nacimiento de estas disciplinas ha habido confusión entre ambas por la falta de una definición precisa para cada una de ellas, por esta razón, The International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use (ICH), creó una guía en la que incluía ambos términos, definiendo la farmacogenética como “el estudio de la influencia de las variaciones en la secuencia del ADN sobre la respuesta a fármacos” y la diferenció de la farmacogenómica como “la investigación de las características de las variaciones del ADN y ARN en relación con la respuesta a fármacos”. A pesar de esta diferenciación, la mayoría de autores está de acuerdo en considerar los términos farmacogenómica y farmacogenética como sinónimos. Por tanto, la farmacogenómica es un concepto más amplio convirtiendo a la farmacogenética en un apartado de la farmacogenómica. Para justificar la variabilidad en la respuesta a los medicamentos en la especie humana causada por factores genéticos, debemos fundamentarnos en los polimorfismos. En términos científicos, el polimorfismo se define como «la existencia simultánea en una población de genomas con distintos alelos para un locus determinado» (Torrades, 2002). Esto quiere decir que existen variaciones en la secuencia del ADN, pudiendo dar lugar a una reducción o a un incremento de la actividad génica. Estas variaciones son estables y hereditarias y existen distintos tipos: ✓ SNPs: single nucleotide polymorphisms. Consiste en la sustitución de una base, dónde solo un nucleótido (A, C, G ó T) es reemplazado por otro. ✓ DIPs: deletion insertion polymorphisms. Inserción o deleción de una base o de un 16 Destacan 3 tipos, la glicoproteína P (ABCB1, MDR1), la proteína de resistencia al cáncer de pulmón BCRP (ABCG2) y la proteína 1 asociada a la resistencia a múltiples drogas MRP1 (ABCC1). GLICOPROTEÍNA P La glicoproteína P (P-gp) (Figura 3) es codificada por el gen ABCB1, presente en todo reino de vida, responsable de la homeostasis celular. Fue clonado por primera vez por Riordan et al. (1985), se sitúa en la banda 21 del cromosoma 7 y está formado por 29 exones, aunque solo 27 son responsables de la codificación de la glicoproteína P (Bodor et al., 2005). El término ABCB1 nos da idea de que es una proteína transportadora, miembro 1 de la subfamilia B. Se trata de una proteína glicosilada con un peso molecular de 170kDa, formada por 1280 aminoácidos que dan lugar a dos mitades homólogas con seis segmentos transmembrana hidrofóbicos en cada mitad y un segmento intracelular, con un sitio de enlace para el ATP. Dichas dos mitades están unidas por un polipéptido flexible de enlace (Arribas, 2010). La proteína sufre modificaciones postraducionales, fosforilación y N- glicosilación. Las quinasas, enzimas encargadas de llevar a cabo la fosforilación, muestran diferencias a la hora de actuar, hecho que influirá en la actividad final de la proteína (Hodges et al., 2011). 17 Figura 3. Estructura de la P-gp con indicación de algunos polimorfismos que la afectan (A). Esctructura de la P-gp sin desplegar (B) (Hodges et al., 2011). P-gp es expresada en una gran variedad de tejidos con función excretora como por ejemplo el intestino grueso y delgado, la glándula suprarrenal, el hígado y riñón, la placenta y los capilares de las células endoteliales de testículos y cerebro (Leschziner et al., 2007). La glicoproteína P intestinal está localizada en la membrana apical de los enterocitos actuando como una bomba que trae de vuelta a los xenobióticos al interior de la luz intestinal, de esta forma se limita la absorción de los sustratos de la glicoproteína P administrados por vía oral tales como ciclosporinas, inhibidores de la proteasa del VIH, talinolol y digoxina (Drescher et al., 2002). Podemos intuir que la P-gp puede condicionar la biodisponiblidad de fármacos, independientemente de la naturaleza química de los mismos. La proteína reconoce y expulsa multitud de compuestos que pueden actuar como sustratos, inhibidores, inductores o represores de la actividad (Figura 4). La modulación de la expresión del gen ABCB1 y/o la actividad de la P-gp por varios mecanismos consecuentemente influye en la disposición de los fármacos en el organismo (Hodges et al., 2011). 18 Figura 4. Substratos, Inhibidores e inductores/estimulantes de la P-gp (Hodges et al., 2011). ABCB1 (P-gp) fue el primer transportador humano clonado y caracterizado por su capacidad para conferir un fenotipo MDR (multidrug resistance) a las células cancerosas (Dey, 2006). La glicoproteína-P, (Pgp o ABCB1) es un ejemplo de transportador ABC encargado de extraer fármacos antitumorales de las células cancerosas, al facilitar su expulsión y reducir su concentración intracelular, disminuye su eficacia, las hace multirresistentes de 19 forma simultánea a varios fármacos antineoplásicos tales como daunorrubicina, vimblastina, colchicina. Tras este descubrimiento, aumentó el interés por esta familia de proteínas en el campo de la farmacología. Por lo tanto, se suma un nuevo término para referirnos a la glicoproteína P, MDR o multidrug resistance. Al no ser la única proteína de la familia multirresistente a xenobióticos, se la reconoce como MDR1. Diferencias en alelos individuales de la secuencia del gen MDR1 pueden asociarse a diferentes niveles de expresión. La actividad de MDR1 puede verse alterada cuando la secuencia de aminoácidos de la P-gp cambia debido a los polimorfismos a los que están sujetos. El cambio de aminoácidos puede alterar la especificidad de los sustratos de la P- gp, el potencial de eflujo y la inhibición o inducción de la P-gp. Se han identificado más de 50 polimorfismos SNPs (single nucleotide polymorphisms) para MDR1 (Göktaş et al., 2016). Destacan 3 de ellos: C3435T, G2677T/A y C1236T. C3435T y C1236T constituyen una mutación silente (Göktaş et al., 2016), está afectada la expresión del gen, y concretamente los niveles de P-gp en el duodeno (Arribas, 2010). C3435T afecta al exón 26 sustituyendo C por T, C1236T sustituye C por T en el exón 1211. G2677T/A está localizado en el exón 21 y resulta de la sustitución de G por T/A. Todos ellos poseen efectos clínicos significantes (Göktaş et al., 2016), algunos expuestos a continuación. Helicobacter pylori es una bacteria clasificada como carcinógeno de clase 1. Para erradicarla, existe una triple terapia que utiliza dos antibióticos y un inhibidor de la bomba de protones (IBP) pero se ha visto que solo funciona en el 80-90% de los pacientes. Además de la posible resistencia a antibióticos como fracaso de la terapia, existe otro motivo por el que podría no ser efectiva y es que los IBP son sustratos de la P-gp. Un estudio llevado a cabo por Li et al. (2017) demostró que los homocigotos que presentaban el genotipo TT del polimorfismo C3435T de MDR1 disminuían la 20 erradicación de H. pylori en la población asiática y también asoció un menor grado de curación en pacientes que tomaban lansoprazol y omeprazol (IBPs), frente a esomeprazol y pantoprazol, por ser estos últimos IBPs de última generación, estructuralmente diferentes y menos afectados por el polimorfismo (Li et al., 2017). El mecanismo de resistencia, causante del fracaso terapéutico, consiste en que el genotipo TT del polimorfismo C3435T, frente a los que presentan el genotipo CC o TT, provoca una sobreexpresión de la Glicoproteína P. Como sabemos que su función consiste en extraer fármacos de las células, el exceso de proteína conducirá a una mayor salida del fármaco, disminuyendo su acción terapéutica y aumentando la concentración plasmática tras la administración oral. La digoxina también serviría como ejemplo para explicar la influencia del genotipo MDR1 3435 TT. Esta disminuye la expresión de la P-gp en el duodeno, lo que significa que cuando se administra vía oral, las personas con el genotipo 3435TT verán aumentada su biodisponibilidad. Esto significaría que, para la misma dosis de digoxina, los portadores TT tenga una concentración plasmática un 38% más alta que los portadores CC. Si además tenemos en cuenta que la digoxina se secreta en el túbulo proximal renal, y para este proceso también interviene la digoxina, los individuos con el genotipo TT verán reducida su eliminación, lo que puede ponerles en riesgo de presentar posibles efectos adversos a la digoxina, ya que por una parte se aumenta su biodisponibilidad a la vez que su eliminación se ve reducida (Arribas, 2010). El polimorfismo C3435T también se ha estudiado con respecto a los fármacos anti-VIH. Estos fármacos actúan inhibiendo las proteasas del VIH y son transportados por la P-gp por lo que su absorción intestinal y penetración en el SNC depende de ella. Se ha visto niveles reducidos de ARN mensajero de MDR1 y de la expresión de la proteína P- gp en células mononucleares de sangre periférica de pacientes con VIH que presentan el genotipo TT en comparación con el genotipo CT y CC. Además, los pacientes con el genotipo TT tienen mayores recuentos de células CD4 después de iniciar el tratamiento antirretroviral en comparación con los grupos de genotipo CT y CC. Numerosas investigaciones se han centrado en intentar establecer una relación entre los genotipos de los pacientes depresivos con respecto a estos tres polimorfismos 21 del gen ABCB1 y la respuesta al tratamiento antidepresivo con ISRS (Inhibidores Selectivos de la Recaptación de Serotonina). En un estudio realizado con 68 japoneses depresivos que fueron tratados con el ISRS paroxetina, se observó una asociación significante del SNP en posición G2677T/A con la respuesta al tratamiento de paroxetina entre los pacientes. Los genotipos TT, TA y AA presentaban una mejor respuesta que los genotipos GG, GT y GA. Asimismo, en este estudio se consideró que estos tres SNPs (C3435T, G2677T/A y C1236T) estaban ligados, constituyendo un haplotipo. Un haplotipo es un conjunto de variantes alélicas que se heredan juntas en la misma cromátida y no tienden a segregarse de forma independiente en cada generación (Hodges et al., 2011). Así, el haplotipo compuesto por las variantes alélicas 3435C-2677G-1236T dentro del gen ABCB1, se asoció con una sintomatología depresiva más severa 6 semanas después del tratamiento, es decir con una respuesta pobre a los antidepresivos. La hipótesis postulada en este estudio es que estas variantes alélicas darían lugar a una mayor expresión de la P-gp o a una forma de la proteína más activa. De manera que, los pacientes con este haplotipo presentarían una activación mayor de la P-gp en respuesta al tratamiento con paroxetina, lo que resultaría en un nivel más bajo de paroxetina en el cerebro y, por tanto, resistencia al tratamiento (Kato et al., 2008). BCRP (Proteína de Resistencia al Cáncer de Pulmón) La proteína de Resistencia al Cáncer de Pulmón (Figura 5) es codificada por el gen ABCG2, clonado por primera vez desde la línea celular MCF-7. La sobreexpresión de la proteína en células tumorales confiere resistencia a gran variedad de agentes anticancerosos como el topotecán o el metotrexato como veremos más adelante (Sarkadi et al., 2004). ABCG2 es una proteína ABC de tipo “half transporter” que forma un homodímero funcional constituido por un dominio transmembrana formado por 6 α-hélices, un nucleótido intracelular N-terminal que contiene el dominio NBD y una porción intracelular C-terminal (Cleophas et al., 2017). 22 Figura 5. Estructura de la BCRP en la que se indican la zona a la que afectan algunos polimorfismos (Cleophas et al., 2017). La proteína de resistencia al cáncer de pulmón normalmente es expresada en una gran variedad de tejidos como la placenta, el intestino, el hígado, los riñones, glándulas mamarias, ovario, testículos, etc. Se ha visto que la expresión de esta proteína en múltiples tipos de células tumorales podría estar asociada con una pobre respuesta a quimioterapéuticos, por lo tanto, es responsable, en parte, de la resistencia a este tipo de fármacos al expulsarlos de la célula (Sugimoto et al., 2005). La serina/treonina proteína quinasa, encargada de fosforilar los grupos hidroxilos de la Ser y Thr, se encuentra sobreexpresada en algunas líneas celulares cancerígenas resistentes a quimioterapéuticos, por ejemplo, en células MCF-7 en carcinoma de pulmón o en HNSCC (Head y Neck Squamous Cell Carcinoma) (Chu et al., 2008). En los últimos años, los inhibidores de la tirosín-quinasa se han posicionado como tratamientos de primera línea frente a diversos tipos de cáncer debido a que suprimen los mecanismos de proliferación en células cancerosas. Encontramos como ejemplo al imatinib, que además de actuar como inhibidor de quinasas, es sustrato y modulador de la proteína BCRP (Caetano-Pinto et al., 2017). La inhibición de quinasas con imatinib además, disminuye la función de la proteína BCRP, por lo que los fármacos son 23 expulsados de la célula en menor proporción, como en el caso del quimioterapéutico doxorrubicina, sustrato de la proteína BCRP, que, usado en monoterapia, es expulsado de las células tumorales sin ejercer efecto, sim embargo, al usarse en combinación con imatinib, mejora la respuesta (Chu et al., 2008). Hasta la fecha, más de 80 SNPs han sido caracterizados en la región codificante de BCRP. Los dos más abundantes son Q141K y V12M (Figura 6), que aparecen con una frecuencia del 12% y el 16% respectivamente en la población global (Caetano-Pinto et al., 2017). Figura 6. Gráficas circulares sobre el % de afección de los polimorfismos Q141K y V12M en EUR: European, SAS: South Asian, AFR: African, AMR: Ad Mixed American, EAS: East Asian (Caetano-Pinto et al., 2017). El polimorfismo en el gen que codifica la proteína BCRP en el alelo G34A se sitúa en el exón 2 afectando a la región N-terminal intracelular de la proteína, como puede verse en la Figura 5. En el caso del gen natural, el aminoácido N-terminal es Val mientras que, en el afectado por el polimorfismo es Met. Por eso a este polimorfismo se le conoce como V12M. En ambos casos las cadenas laterales serían hidrofóbicas no cargadas. El polimorfismo fue encontrado en todos los grupos étnicos testados con una gran diferencia en la frecuencia de expresión (Ishikawa et al., 2005). Este cambio de aminoácido provoca la deslocalización del transportador en la membrana plasmática apical, así como una habilidad para transportar fármacos reducida (Zhou et al., 2014). El polimorfismo Q141K afecta al alelo C421A y fue localizado en el exón 5 y conduce a la sustitución de Gln, con carga negativa por Lys, cargado positivamente. Este polimorfismo afecta al dominio de unión al ATP como puede verse en la Figura 5. La 24 variante Q141K también fue detectada en todos los grupos poblacionales probados. Las poblaciones japonesas y chinas con altas frecuencias alélicas (Ishikawa et al., 2005). El cambio de Gln por Lys se ha asociado con niveles de expresión menores de la proteína transportadora además se ha visto que in vitro posee una sensibilidad alterada frente a antitumorales como la mitoxantrona y el topotecán en comparación con el genotipo silvestre (Kim et al., 2007). Existe una relación entre la enfermedad de la gota y la variante Q141K. Esta enfermedad se caracteriza por niveles de urato elevados en plasma que conduce a la formación de cristales que se acumulan en las articulaciones. En individuos sanos, el urato es eliminado por los riñones. En este proceso de eliminación está implicada la proteína BCRP. La variante Q141K, al estar asociada a un menor nivel de proteína transportadora, contribuye al incremento de los niveles plasmáticos de urato con estados de hiperuricemia e inicio de la gota (Ichida et al., 2012). El genotipo Q414K también está asociado a alterar la función de la proteína BCRP en términos farmacocinéticos. Por ejemplo, los niveles plasmáticos de sunitinib, un inhibidor de proteínas quinasas, se mostraron elevados en las células renales de pacientes con carcinoma con genotipos homo- y heterocigotos en comparación con el tipo silvestre de la proteína (Miura et al., 2014). Por otro lado, en pacientes heterocigotos con la variación Q141K se vieron niveles plasmáticos elevados de diflomotecán, un inhibidor de la topoisomerasa I (Sparreboom et al., 2004). Esto ocurre con numerosos fármacos antineoplásicos, los resultados de niveles elevados del fármaco en plasma aumentan los riesgos de toxicidad en órganos incluyendo a los riñones. Puesto que la proteína BCRP puede desempeñar papeles cruciales en la absorción y excreción de fármacos anticancerosos, como los inhibidores de la ADN topoisomerasa I, habría que considerar los SNP que la afectan durante el desarrollo clínico de nuevos agentes anticancerosos. MRP1 (Proteína 1 asociada a la resistencia a múltiples drogas) La proteína 1 asociada a la resistencia a múltiples drogas (MRP1) es codificada por el 25 gen ABCC1, formado por 31 exones y localizado en el cromosoma 16p13.1. Este gen fue descubierto a causa de la resistencia a múltiples fármacos en células tumorales. MRP1 también está implicada en la eficacia y toxicidad de fármacos como antibióticos, opioides, agentes antivirales… (Cole, 2014). Los 1531 aminoácidos que componen la proteína MRP1 forman una estructura atípica a la del resto de transportadores ABC. La estructura está formada por los siguientes dominios (Figura 7): • 2 dominios de unión a nucleótidos (NBDs) responsables de la unión e hidrólisis de ATP que aportan la energía para el transporte de sustratos. Ambos contienen los motivos Walker A y Walker B y el motivo ABC o motivo C altamente conservado formado por 13 aminoácidos entre el motivo Walker A y Walker B. Estos dos dominios forman un dímero en forma de “sándwich”. A diferencia de la mayoría de las proteínas ABC, NBD1 posee mayor afinidad por el ATP, pero una menor actividad hidrolítica que NBD2, a pesar de esta diferencia, ambas cooperan juntas. • 17 dominios transmembrana (TM) distribuidos en 3 dominios de membrana (MSDs): - MSD0: contiene los dominios transmembrana del 1 al 5 - MSD1: contiene los dominios transmembrana del 6 al 11 - MSD2: contiene los dominios transmembrana del 12 al 17 La función del NH2-terminal en MSD0 es incierta y podría depender del tipo celular en el que es expresada la proteína (Cole, 2014) (Yin et al., 2011). Figura 7. Estructura detallada de los dominios presentes en MRP1 (Cole, 2014). Un gran número de agentes anticancerosos y sustancias endógenas son sustratos de esta proteína como por ejemplo antraciclinas, etopósido, metotrexato, vinblastina, 32 4.4. PERSPECTIVAS DE FUTURO La variabilidad interindividual presente en la expresión y función de transportadores SLC y ABC contribuyen a las diferencias en la eficacia de los tratamientos, así como en la aparición de reacciones adversas medicamentosas (RAM). En consecuencia, nace el concepto de medicina personalizada, que se apoya de biomarcadores que permiten decidir sobre la actuación terapéutica, predecir la respuesta a un fármaco e individualizar el tratamiento. Un ejemplo lo encontramos en los test genéticos, chips de ADN compuestos por una matriz que contiene miles de sondas de oligonucleótidos sintéticas. Tienen la ventaja de que, de forma rápida y poco laboriosa, a partir de una muestra de ADN del paciente, detectan las variantes alélicas que porta el individuo. De manera que, la información extraída de estos test permite a los médicos seleccionar el fármaco más eficaz y ajustar la dosis más adecuada para cada paciente (Miller y O’Callaghan, 2013). Otra herramienta prometedora, y que se está perfeccionando, son los biochips electrónicos. Estos chips se implantarían en el cuerpo del paciente y serían capaces de monitorizar en tiempo real la acción de enzimas como oxidasas y deshidrogenasas, que tienen gran implicación en el metabolismo de fármacos (Carrara, 2010). La caracterización de los transportadores de fármacos para comprender los factores que contribuyen a la variabilidad interindividual de la expresión/función específica del transportador es esencial, ya que, en particular, un transportador dañado o con su función reducida en combinación con varios fármacos o con enfermedades concomitantes es probable que afecten de manera crítica al tratamiento y deben ser considerados en la clínica para maximizar los beneficios del tratamiento farmacológico y minimizar las RAM. Un aspecto muy importante para avanzar en la eficacia de los tratamientos farmacológicos es crear bases de datos genéticas orientadas a ayudar a los médicos en la elección de los tratamientos. En Estados Unidos hay un ejemplo muy interesante de este aspecto. El senado de EE.UU propuso la creación de una base de datos colaborativa orientada al desarrollo de un sistema de prescripción genómico. Este proyecto, llamado 33 Genomic Prescribing Sistem o GPS, se está desarrollando en la Universidad de Chicago, y permitiría a los médicos introducir los datos genéticos del paciente en el sistema (previamente debe haber sido secuenciado su genoma), donde serán cruzados con datos sobre los posibles fármacos a utilizar para el tratamiento concreto. El sistema devolverá el tratamiento farmacológico más adecuado (Ratain, 2007). El principal objetivo para el futuro que permita seguir avanzando hacia una medicina más personalizada, es diseñar nuevos modelos para integrar estos factores, y encontrar buenas correlaciones entre la genética y la eficacia farmacológica (Piquette- Miller y Grant., 2007). 34 6. CONCLUSIONES 1. La respuesta farmacológica experimentada por un paciente es de carácter poligénico y el factor genético influye en un alto porcentaje. 2. La farmacogenética debe integrarse junto al resto de conocimientos y técnicas farmacéuticas para ayudar a conocer y utilizar mejor los medicamentos. 3. Identificar los polimorfismos genéticos que afectan a proteínas transportadoras resulta fundamental para: - Predecir la respuesta a un fármaco - Minimizar los efectos adversos - Elegir el tratamiento más adecuado para cada paciente - Asegurar el éxito terapéutico 4. Los polimorfismos en ocasiones aumentan las probabilidades de efectos adversos de los fármacos, que incluso pueden llegar a ser mortales y en otras, mejora la respuesta al tratamiento respecto a los fenotipos normales. 5. Además de los polimorfismos en proteínas transportadoras, sería necesario conocer el perfil farmacocinético completo del individuo para evitar el fracaso terapéutico causado por este factor. 6. Adaptar el tratamiento a cada paciente no solo aseguraría el éxito terapéutico si no que reduciría considerablemente los gastos del tratamiento. 35 BIBLIOGRAFÍA 1. Alving AS, Carson PE, Flanagan CL, Ickes CE. Enzymatic deficiency in primaquinesensitive erythrocytes. Science. 1956; 1126(124):484-485. 2. Arribas IA. Discurso leído en el acto de su recepción académica. Colegio oficial de Farmacéuticos de Zaragoza. Academia de farmacia “Reino de Aragón”: Cometa, S.A.; 2010. 3. Bala PA, Foster J, Carvelli L, Henry LK. 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