Eco Far Maco Genetic A

30
ECOFARMACOGENETICA

description

mmmm

Transcript of Eco Far Maco Genetic A

Page 1: Eco Far Maco Genetic A

ECOFARMACOGENETICA

Page 2: Eco Far Maco Genetic A

Motto: “Dacă nu ar exista marea

variabilitate între indivizi, medicina ar fi doar o ştiinţă, nu şi o artă”

Sir William Osler, 1892

Page 3: Eco Far Maco Genetic A

Deşi specia umană este omogenă, există diferenţe importante între indivizi în privinţa modului în care răspund la factorii xenobiotici şi mai ales la medicamente.

Una dintre cele mai importante probleme ale medicinii moderne este legată de eşecurile în terapia medicamentoasă.

Chiar şi atunci când sunt eficiente, substanţele medicamentoase sunt frecvent asociate cu reacţii adverse importante, care reprezintă o sursă majoră de morbiditate şi mortalitate

Page 4: Eco Far Maco Genetic A

FARMACOGENETICA Fiecare individ este diferit în ceea ce priveşte

răspunsul la tratamentul medicamentos Medicina începutului mileniului III va dezvolta

terapia individualizată, care se va “mula” pe constelaţia genetică unică a fiecărui individ

Page 5: Eco Far Maco Genetic A

Finalizarea după anul 2000 a Proiectului Genomul Uman a dus la lărgirea bruscă a ariei de investigaţie a farmacogeneticii - studiile implicând întregul genom uman dând naştere farmacogenomicii.

Farmacogenomica reprezintă aplicarea conceptelor şi tehnologiilor genomicii în studiul acţiunii şi metabolizării medicamentelor;

Ea urmăreşte analiza locilor implicaţi în metabolizarea medicamentelor cu scopul identificării alelelor care afectează eficacitatea medicamentelor sau determină o reacţie adversă la un anumit medicament.

Page 6: Eco Far Maco Genetic A

FARMACOGENOMICA Arii de cercetare specifice farmacogenomicii:

Identificarea genelor responsabile pentru variabilitatea răspunsului la medicamente

Analiza locilor polimorfiCipurile genice “microarray”

Analiza locilor polimorfiPolimorfismele sunt în general definite ca variaţi ale

secvenţei ADN prezente la peste 1% din populaţie. Majoritatea polimorfismelor implică modificarea

unui singur nucleotid – single nucleotid polimorphism (SNPs).

există în jur de 10 milioane SNPs. Doar 1% dintre acestea au consecinţe funcţionale;.

Page 7: Eco Far Maco Genetic A

Imaginea obţinută prin scanarea unui cip microarray (după Shi et al., 2004)

Page 8: Eco Far Maco Genetic A

Pentru a sublinia importanţa factorului genetic în variabilitatea interindividuală a răspunsului oricărui organism, indiferent de specie, la factorii xenobiotici (orice factor de mediu străin organismului) şi pentru a accentua aspectele ecologice ale farmacogeneticii actuale am introdus un termen nou, mai cuprinzător, ecofarmacogenetica.

Page 9: Eco Far Maco Genetic A

În funcţie de agenţii de mediu implicaţi se descriu ramurile:

Ecofarmacogenetica infecţiilorEcofarmacogenetica nutriţională:

(Nutrigenetica)Ecogenetica chimică

FarmacogeneticaToxicogenetica

Ecogenetica fizică

Page 10: Eco Far Maco Genetic A

Variaţii genetice în susceptibilitatea la agenţii de mediu (“boli ecogenetice”)

Page 11: Eco Far Maco Genetic A

ECOGENETICA FIZICĂ

Radiaţiile ultraviolete solare reprezintă cauza principală a cancerului cutanat la toţi indivizii, dar mai ales la cei care au o cantitate mai redusă de melanină, pigmentul ce absoarbe razele UV.

De aceea, persoanele blonde sau cu albinism au o vulnerabilitate mai mare la cancer cutanat.

Probabil că studiile viitoare ale polimorfismului normal al enzimelor de reparare vor aduce date suplimentare pentru identificarea persoanelor vulnerabile la cancere în general şi cancer cutanat în special.

Page 12: Eco Far Maco Genetic A

ECOGENETICA CHIMICĂ În cursul vieţii, celulele organismului sunt supuse la

o mare varietate de agenţi chimici toxici-de origine endogenă (de exemplu, radicali liberi de oxigen) sau exogenă-care pot interfera cu structura sau metobolismul celular, inclusiv cu genomul.

Astfel, se apreciază ca 2/3 din cancere sunt produse de agenţi din mediu, în majoritate chimici. În consecintă, organismele vii au dezvoltat mecanisme de detoxifiere, protecţie şi eventual, reparare a leziunilor.

Agentul chimic ajuns în organism- prin inhalaţie (fumul de ţigară), pe cale digestivă(alcoolul), prin contact cu diferite mucoase- induce expresia unor gene ce codifică enzimele.

Page 13: Eco Far Maco Genetic A

TOXICOGENOMICA ALCOOLISMULUI Farmacocinetica alcoolului este influenţată de

factorii genetici şi de mediu. Rata de metabolizare este dependentă de variaţiile genetice ale principalelor enzime de metabolizare: alcool dehidrogenaza citosolica ADH1 si aldehid dehidrogenaza mitocondrială ALDH2, ambele utilizand NAD+ drept cofactor în oxidarea etanolului la acetaldehidă. Biotransformarea alcoolului este determinată atat de concentraţiile şi caracterele funcţionale ale ADH1 si ALDH2, de concentraţia cofactorilor NAD+ şi NADH, cât şi de cele ale substraţelor (etanol, respectiv acetaldehida).

Caracteristicile izoenzimelor umane ADH de clasa I şi variantelor lor polimorfice (modificat după Tauşer, 2005)

Page 14: Eco Far Maco Genetic A

Farmacogenetica studiază variaţiile interindividuale ale enzimelor implicate în metabolizarea medicamentelor, ale receptorilor şi transportorilor.

Diferenţele înregistrate printre subiecţii umani normali, în ceea ce priveşte eficacitatea unor agenţi terapeutici şi riscul pentru manifestarea unei stări de toxicitate sunt cauzate de existenţa mai multor alele care codifică enzime deosebite prin activitatea lor metabolică. Aceste constituţii sunt denumite polimorfisme genetice.

Variaţia individuală a răspunsului la medicamente este o problemă clinică deosebit de importantă

Variaţiile individuale pot merge de la absenţa răspunsului la un agent farmacologic până la apariţia de reacţii adverse

Un studiu din Marea Britanie sugerează că una din cinsprezece spitalizări sunt datorate reacţiilor adverse medicamentoase

Page 15: Eco Far Maco Genetic A

Toxicogenetica aditivilor alimentari Substanțele chimice din compoziția alimentelor sunt extrem de

diverse, numeroase și complexe în ceea ce privește efectele lor asupra organismului care le consumă (McGregor, 1998). Aceste componente sunt:

Substanţe naturale: Componente majore vegetale sau animale Componente minore vegetale sau animale

Substanţe produse prin gătirea şi procesarea alimentelor: Hidrocarburi aromatice policiclice Amine heterociclice Dicarbonili Aminocarbonili

Aditivi alimentari: Coloranţi Aromatizanţi Conservanţi Indulcitori sintetici

Aditivi alimentari accidentali şi contaminanţi: Solvenţi Substanţe migrate din ambalaj Reziduuri din pesticide Micotoxine etc.

Page 16: Eco Far Maco Genetic A

E211 (benzoatul de sodiu)E211 (benzoatul de sodiu) este folosit ca

antiseptic, conservant alimentar şi pentru a masca gustul unor alimente de calitate slabă; bauturile racoritoare cu aroma de citrice conţin ocantitate mare de benzoat de sodiu (pana la 25 mg/250 ml); se mai adaugă în lapte şi produse din carne, produse de brutărie şi dulciuri; prezent în multe medicamente (TYLENOL®, PHENERGAN®); se cunoaste ca provoacă urticarie şi agravează astmul.

Asociaţia consumatorilor din Piata Comuna Europeana îl considera cancerigen, însa este permis înRomânia; interzis în SUA.

Page 17: Eco Far Maco Genetic A

E 951 (aspartam)E 951 (aspartam) este un îndulcitor des folosit şi

poate fi sursa a peste 70 de tipuri de boli; este considerat de unele studii cancerigen. Întâlnit în guma de mestecat, produse zaharoase, băuturi răcoritoare; este interzis în SUA. Pe termen lung, prin scăderea imunităţii, consumul în exces de aspartam expune la gripă, boli de plămâni, infecţii urinare şi intestinale. Lipsa de calciu apare şi ea în timp. Folosirea aspartamului are şi alte efecte nocive asupra sănătăţii: cefalee, insomnie, tulburări de vedere, auz şi memorie, oboseală, palpitaţii şi predispune la îngrăşare. In acelasi timp, E 951 joacă un rol important în declanşarea tumorilor cerebrale, a sclerozei multiple, malformaţiilor şi diabetului.

Page 18: Eco Far Maco Genetic A

E 102 (tartrazina)E 102 (tartrazina) - colorant galben care se găseşte în dulciuri

(budinci, îngheţată, dropsuri), băuturi, muştar, supe instant, gemuri, cereale, snacksuri; are acţiune cancerigenă (tumori tiroidiene), poate provoca mutaţii cromozomiale; determină deficienţe în vitamina B6 şi zinc; genează crize de astm bronşic, urticarie şi hiperactiviate la copii; interzis în Norvegia, Austria, Suedia, Elveţia, Marea Britanie, Olanda APC România solicita autorităţilor de resort interzicerea folosirii acestuicompus, cel puţin pentru produsele frecvent consumate de copii, deoarece s-a constatat ca dozele mari de tartrazină determina modificări histologice ireversibile ale ficatului. Ţinând cont ca acest compus este frecvent folosit în băuturile răcoritoare pe perioada verii, problemele cauzate de tartrazină pot deveni extrem de grave. Doza maximă admisă pentru consum este de 0,75 mg/kg corp, iar în produsele alimentare 70 mg/kg corp, cu excepţia rahatului, unde doza admisă este de 30 mg/kg. Cu alte cuvinte, dacă un producător introduce în băuturi răcoritoare cantitatea maximă de colorant - 70 mg/kg (echivalent litru) - atunci o persoana de 30 kg care bea doi litri de suc va ingera 140 mg colorant, în timp ce doza maximă admisă pentru o persoană de 30 kg este de 22,5 mg

Page 19: Eco Far Maco Genetic A

ECOGENETICA NUTRIŢIONALĂ

Nutraceuticele Genomica nutriţională este un domeniul apărut

ca urmare a revoluţiei produse de finalizarea Human Genome Project şi care include nutrigenomica şi nutrigenetica. Nutrigenomica reprezintă studiul interacţiunii componentelor dietei cu genomul şi schimbările care apar la nivelul proteinelor (Proteonomica) şi a metabolismului (Metabonomica). Nutrigenetica încearcă să înţeleagă diferenţele genetice ale răspunsului la componentele alimentaţiei şi să creeze nutrimente cît mai compatibile cu sănătatea pe baza constelaţiei genetice a fiecărui individ (nutraceutice).

Page 20: Eco Far Maco Genetic A

Nutrigenetica este o ramură a ecogeneticii care studiază răspunsul diferit al organismelor la factorii nutriţionali. După anul 2000 ca urmare a finalizării Proiectului Genomul Uman a apărut nutrigenomica, ramură a ecogeneticii care studiază polimorfismele genetice şi locii implicaţi în variabilitatea răspunsului la nutrimente.

Page 21: Eco Far Maco Genetic A

Nutrigenomica acoperă o arie foarte mare de cercetare care are ca scop final elaborarea unei strategii de sănătate cu mai multe obiective :

Introducerea în practică a unei nutriţii personalizate, bazate pe diferenţele genetice individuale;

Identificarea diferenţelor interindividuale care generează riscul de obezitate şi de boli cronice, precum şi cuantificarea acestui risc;

Testarea indivizilor pentru identificarea polimorfismelor genetice şi recomandarea unor diete în funcţie de constituţia genetică în vederea reducerii riscului de boli cronice;

Crearea unor noi alimente care să aducă beneficii de sănătate consumatorilor (alimente funcţionale) sau chiar să corecteze anumite deficienţe metabolice (nutraceuticele).

Page 22: Eco Far Maco Genetic A

Dezvoltarea de noi alimente şi ”alimente-medicamente”

Alimentele şi medicamentele prezintă mai multe similitudini: ambele sunt consumate, cel mai frecvent prin ingestie, ambele ridică probleme de siguranţă cum ar fi: reacţiile alergice şi cele adverse şi ambele au potenţial de a afecta starea de sănătate.

Cele mai noi definiţii ale alimentelor se apropie de definiţia medicamentului, de exemplu: definiţia biomedicală care afirmă că alimentul este un material care conţine nutriente esenţiale (carbohidraţi, proteine, lipide, vitamine, minerale, etc.) şi este ingerat cu scopul producerii de energie, a stimulării creşterii şi în general, a menţinerii vieţii. (Chadwik, 2000).

Page 23: Eco Far Maco Genetic A

În sensul clasic există o diferenţă esenţială între alimente şi medicamente: alimentele sunt consumate pentru menţinerea vieţii şi a sănătăţii în timp ce, medicamentele sunt utilizate pentru a combate bolile. Diferenţa majoră constă în faptul că medicamentele trebuie să aibă un efect terapeutic, deci sunt testate din punct de vedere al eficacităţii. Până recent alimentele au fost testate din punct de vedere al siguranţei şi calităţii, dar nu şi al eficacităţii.

Page 24: Eco Far Maco Genetic A

Oportunităţile aduse de nutrigenetică în medicina complementară şi alternativă prin suplimente alimentare şi

nutraceuticeIndustria suplimentelor alimentare şi a

extractelor vegetale reprezintă o afacere de multe miliarde de dolari doar în S.U.A. Se preconizează că piaţa pentru alimente funcţionale şi suplimente alimentare va creşte an de an cu circa 7%.

În legătură cu utilizarea extractelor vegetale există, în general, două motive de îngrijorare (Chan, 2003):

Foarte puţine preparate vegetale aflate pe piaţă au în spate studii serioase sau au fost testate riguros, deci există riscul ca preparatele să nu aducă beneficul aşteptat de către consumatori,

Majoritatea extractelor vegetale conţin amestecuri de multe componente ale căror efecte nu sunt bine cunoscute, existând riscul apariţiei de efecte toxice sau interacţiuni cu alte medicamente.

Page 25: Eco Far Maco Genetic A

Farmacologia, farmacoepidemiologia şi farmacogenetica – „cei 3 f ai terapiei

personalizate”Theranostic este un termen care a fost

introdus in 2004 de un manager de companie farmaceutica pentru a lega diagnosticul de terapeutica (Warner, 2004).

Termenul poate aparține deci medicinii personalizate si farmacogeneticii.

Page 26: Eco Far Maco Genetic A

Theranosticul se refera la teste de diagnostic a eficacitatii farmacoterapiei pentru tintirea si individualizarea tratamentului prin crearea de medicamente stratificate si administrarea lor doar la pacientii testati in prealabil care vor raspunde corect la tratament.

Page 27: Eco Far Maco Genetic A

Un exemplu edificator îl reprezintă aplicarea theranosticului în chimioterapia cancerului de sân.

30% din cancerele de sân sunt caracterizate de supraexpresia unei proteine de suprafaţă celulară numită HER2 (human epidermal growth factor receptor 2) care face ca anumite celule încep să se multiplice în mod necontrolat şi să invadeze ţesutul din jur

Femeile cu cancer de sân HER2 pozitiv nu răspund la terapia standard.

Dezvoltarea unui nou medicament de tip anticorp - trastuzumab (Herceptin) - care blochează receptorul HER2 a îmbunătăţit în mod semnificativ rata de supravieţuire a femeilor cu acest tip de cancer

Au fost concepute mai multe teste de diagnostic molecular pentru măsurarea cantităţii de proteină HER2 în vederea identificării pacientelor care să beneficieze de tratamentul cu Herceptin.

Page 28: Eco Far Maco Genetic A

Recent, un grup de cercetători de la Joint US-Belarussian Lab for Fundamental and Biomedical Nanophotonics studiază aplicatiile de diagnostic biomedical și terapeutice prin nanovezicule plasmonice în vederea teranosticului celular. Se utilizează vezicule plasmonice (nanobubbles) activate cu laser pentru a ţinti şi distruge celulele canceroase prin nanotermoliză (LANTCET – laser activated nanothermolysis as cell elimination therapy) sau prin eliberarea controlată a chimioterapicelor.

Page 29: Eco Far Maco Genetic A

CONCLUZII Fiind discipline de graniţă, relativ nou apărute,

ECOGENETICA, farmacogenetica şi farmacogenomica pun probleme care nu sunt încă suficient cunoscute de medicul practician;

Stabilirea unor biomarkeri corelaţi cu susceptibilitatea sau rezistenţa la anumite agresiuni de mediu are o valoare practică deosebită în prevenirea îmbolnăvirilor

Spre deosebire de profilaxia clasică, identificarea persoanelor cu risc de îmbolnăvire reprezintă o profilaxie individualizată care ar putea fi mult mai eficientă

Cunoaşterea variaţiilor interindividuale ale enzimelor, receptorilor şi transportorilor au o importanţă deosebită, atât pentru eficacitatea tratamentului, cât mai ales, pentru prevenirea apariţiei de reacţii adverse

Page 30: Eco Far Maco Genetic A