revisión

Farmacogenética y metabolismo de fármacos antiepilépticos: implicación de variantes genéticas en citocromos P450 Ana Miriam Saldaña-Cruz, José Sánchez-Corona, Daniel Alejandro Márquez de Santiago, Alejandra Guadalupe García-Zapién, Silvia Esperanza Flores-Martínez

Introducción. Los fármacos antiepilépticos (FAE) son la base para el control de las crisis en pacientes con epilepsia; sin embargo, se conoce que el 20-30% de los pacientes son farmacorresistentes. Son diversos los factores que contribuyen a la variabilidad de la respuesta a los FAE, y esta variabilidad puede atribuirse, al menos en parte, a la presencia de polimorfismos (variaciones de la secuencia) en genes que codifican para enzimas involucradas en el metabolismo de los FAE. Objetivo. Describir las variaciones de la secuencia en genes que codifican para proteínas implicadas en el metabolismo de algunos de los principales FAE, con énfasis en las enzimas citocromo P450 (CYP450). Desarrollo. Existen algunos polimorfismos en genes que codifican para proteínas involucradas en el metabolismo de fármacos, particularmente enzimas de la superfamilia CYP450, que se consideran ya de utilidad clínica en el manejo terapéutico. La presencia de estas variantes genéticas contribuye a la variabilidad de la actividad de enzimas metabolizadoras, lo que, a su vez, influye en la pobre o inadecuada respuesta terapéutica, e incluso en la aparición de efectos adversos. Conclusiones. La identificación de la variabilidad interindividual en la respuesta a los diversos FAE puede permitir la individualización del tratamiento con la intención de maximizar su eficacia y minimizar el riesgo, independientemente de que la variabilidad clínica y los efectos adversos se presenten en una minoría de pacientes. Palabras clave. Enzimas CYP450. Epilepsia. Farmacogenética. Farmacorresistencia. Fármacos antiepilépticos. Variantes genéticas.

División de Medicina Molecular; Centro de Investigación Biomédica de Occidente; Instituto Mexicano del Seguro Social (A.M. Saldaña-Cruz, J. Sánchez-Corona, D.A. Márquez de Santiago, A.G. García-Zapién, S.E. Flores-Martínez). Doctorado en Genética Humana (A.M. SaldañaCruz); Dotorado en Farmacología (D.A. Márquez de Santiago); Centro Universitario de Ciencias de la Salud; Universidad de Guadalajara. Guadalajara, Jalisco, México. Correspondencia: Dra. Silvia Esperanza Flores Martínez. División de Medicina Molecular. Centro de Investigación Biomédica de Occidente. Instituto Mexicano del Seguro Social. Sierra Mojada, 800. Col. Independencia. CP 44340. Guadalajara, Jalisco, México. Fax: +52 3336 181756.

Introducción Los fármacos antiepilépticos (FAE) son la base para el control de las crisis en pacientes con epilepsia; sin embargo, se conoce que el 20-30% de los pacientes son farmacorresistentes [1,2]. Existen diversos factores que influyen en la eficacia de un fármaco (incluidos los FAE). Pueden ser específicos del fármaco (dosis, vía de administración, características fisicoquímicas, etc.) o atribuibles a los individuos, como la edad, enfermedades concomitantes y factores genéticos [3]. La variabilidad en la respuesta clínica a los FAE puede atribuirse parcialmente a la presencia de cambios de la secuencia de genes individuales que codifican para proteínas implicadas en el metabolismo de FAE [4,5]. Los cambios en la secuencia del ADN (polimorfismos) pueden contribuir a las diferencias individuales en la biodisponibilidad, transporte, metabolismo y acción de fármacos. La influencia de los polimorfismos genéticos sobre la variabilidad interindividual en la respuesta al tratamiento farmacológico es lo que se conoce hoy en día como farmacogenética, cuyo objetivo final es alcanzar una medicina personalizada

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[6]. La farmacogenética es una disciplina que se enfoca en el estudio de factores genéticos que modulan la función de las proteínas involucradas en el metabolismo de los fármacos, lo que, a su vez, determina las diferencias en la respuesta individual al tratamiento farmacológico e incluso la aparición de reacciones adversas [5]. En los últimos años se ha reconocido la importancia de las enzimas de la superfamilia citocromo P450 (CYP450) en el metabolismo de los fármacos. Por tanto, el objetivo de la presente revisión es describir las variaciones de la secuencia en genes que codifican para proteínas implicadas en el metabolismo de algunos de los principales FAE, con énfasis en las enzimas CYP450.

E-mail: [email protected] Aceptado tras revisión externa: 02.04.13. Cómo citar este artículo: Saldaña-Cruz AM, Sánchez-Corona J, Márquez de Santiago DA, GarcíaZapién AG, Flores-Martínez SE. Farmacogenética y metabolismo de fármacos antiepilépticos: implicación de variantes genéticas en citocromos P450. Rev Neurol 2013; 56: 471-9. © 2013 Revista de Neurología

Metabolismo de los FAE y polimorfismos genéticos La respuesta farmacológica es el resultado de la interacción del fármaco con el receptor o blanco farmacológico, con la subsecuente transducción de señales dentro de la célula (farmacodinámica). Sin

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embargo, la absorción, distribución, metabolismo y excreción del fármaco (farmacocinética) también desempeñan un papel fundamental en la eficacia farmacológica, ya que estos procesos regulan la concentración del fármaco en el sitio de acción [7]. El tratamiento de la epilepsia es complicado, debido a la variabilidad interindividual en la farmacocinética y eficacia clínica de los FAE o porque se pueden presentar reacciones adversas [5]. Lo impredecible en la respuesta clínica de los FAE puede deberse, entre otros factores, a la presencia de polimorfismos genéticos [4,5]. Los polimorfismos de nucleótido simple, que resultan de una sustitución, deleción o inserción de una sola base nucleotídica en el ADN, son las formas más comunes de variaciones de la secuencia de genes y se ha descrito que su presencia puede afectar tanto la farmacocinética como la farmacodinámica de los FAE [5,8]. Un polimorfismo genético puede alterar el código de un triplete de bases, y esto puede resultar en un cambio de la secuencia de aminoácidos en la proteína codificada, o también ocasionar la presencia de un codón de paro prematuro o alteraciones en el proceso de empalme del ARN, lo que, a su vez, ocasiona que la proteína resultante tenga alterada su estructura y, en consecuencia, su función [9,10]. Una proteína disfuncional puede afectar el metabolismo de un fármaco en diferentes niveles: absorción, distribución, acción, metabolismo (conversión a su metabolito activo) y depuración (ruta de inactivación/ eliminación) [4,5]. Los polimorfismos genéticos que influyen en la expresión y función de proteínas transportadoras de fármacos pueden, a su vez, modificar la respuesta clínica de los FAE. Dentro de las proteínas transportadoras de fármacos se encuentran la P-glucoproteína (proteína integral de membrana), los transportadores multifármacos dependientes de ATP, como el transportador ABCB1, así como otras proteínas miembros de la familia de proteínas asociadas con resistencia a múltiples fármacos [5]. La disfunción de proteínas transportadoras de fármacos localizadas en el tracto gastrointestinal puede limitar la absorción de FAE, mientras que la disfunción de proteínas localizadas en la barrera hematoencefálica puede limitar su biodisponibilidad en el tejido cerebral receptor de su acción [5,11]. En este nivel, la farmacorresistencia puede deberse a un limitado acceso al fármaco para que pueda ser distribuido. Los polimorfismos en genes que codifican para proteínas que funcionan como receptores de FAE en el cerebro, como los canales iónicos y receptores de ácido g-aminobutírico y glutamato, podrían afectar su eficacia [5,11]. Aquí, la farmacorresistencia pue-

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de deberse a una disminución en la sensibilidad al fármaco. Los polimorfismos en genes que codifican para enzimas implicadas en el metabolismo de FAE pueden contribuir a la variabilidad en la respuesta clínica, debido a que estas variantes genéticas pueden ser el origen de que la enzima resultante tenga una actividad aumentada, disminuida o incluso carezca de actividad [5]. Estudios recientes pretenden identificar polimor­ fismos en los aquí nombrados ‘farmacorresistenciogenes’ o ‘genes de resistencia a fármacos’, entre los cuales se encuentran los genes que codifican para proteínas transportadoras de fármacos, genes que codifican para proteínas que funcionan como receptores farmacológicos y genes que codifican para enzimas metabolizadoras de fármacos. Por la importancia de las enzimas CYP450 en el metabolismo de los fármacos, los genes que codifican para estas enzimas son de los más estudiados.

Familia de enzimas CYP450 La superfamilia citocromo P450 es un conjunto de genes que codifican para las denominadas enzimas CYP450. El término CYP450 incluye a un grupo de hemoproteínas (cito) que, cuando el hierro de su grupo hemo se reduce a su estado ferroso y forma complejos con monóxido de carbono, se genera un pigmento rosa (cromo), con un máximo de absorción a 450 nm [12]. De acuerdo con el sistema de nomenclatura y clasificación, las enzimas CYP450 se identifican con las letras CYP seguidas de un número arábigo que designa la familia, una letra que identifica la subfamilia y un número correspondiente a la proteína [13]. En humanos se han identificado 57 genes funcionales que codifican para enzimas CYP450, que se han clasificado en 18 familias y 44 subfamilias [9]. Las enzimas CYP1, CYP2 y CYP3 catalizan la biotransformación de compuestos exógenos (incluyendo varios fármacos y otros xenobióticos, como alcoholes y procarcinógenos). Las familias CYP restantes se encuentran principalmente involucradas en el metabolismo de compuestos endógenos, como ácidos grasos, prostaglandinas y esteroides [12]. La actividad de las enzimas CYP450 está regulada por numerosos factores, como la edad, el género, el estado nutricional, comorbilidades (hepáticas y renales) y también por polimorfismos en genes que codifican para estas enzimas metabolizadoras. Todos estos factores determinan que la actividad de las enzimas CYP450 varíe entre los individuos, lo que conduce a diferencias en el proceso de biotrans-

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Farmacogenética y metabolismo de fármacos antiepilépticos

formación de fármacos sustrato y, en consecuencia, a la variabilidad en la respuesta farmacológica [14]. Las diferencias en la biotransformación de los fármacos generan una clasificación fenotípica de los individuos en cuatro grupos: – Metabolizadores lentos (ML): carecen de enzima funcional, portadores de genotipos en estado homocigoto o heterocigoto compuesto para alelos defectuosos. – Metabolizadores intermedios (MI): tienen actividad enzimática más baja que la promedio, con genotipo heterocigoto para variantes defectuosas. – Metabolizadores eficientes o extensivos (ME): portadores de dos variantes funcionales. – Metabolizadores ultrarrápidos (MU): tienen actividad enzimática elevada respecto al promedio y son portadores de más de dos variantes funcionales [15,16]. Las enzimas CYP450 son responsables de la oxi­ dación de aproximadamente el 90% de los fármacos utilizados actualmente [17]. Se ha descrito que el 50% son metabolizados por CYP3A4, el 20% por CYP2D6, el 15% por CYP2C9 y CYP219, y el resto por otras enzimas, como CYP2E1, CYP2A6, o CYP1A2 [18]. CYP2C9 metaboliza la fenitoína y el ácido valproico, mientras que CYP2C19 metaboliza, en mayor o menor medida, la fenitoína, fenobarbital, meforbital, diacepam y clobazam. La carbamacepina la metaboliza principalmente CYP3A4 y, en menor medida, CYP3A5 [4]. Existen otros FAE metabolizados por estos u otros CYP450; sin embargo, al no contar con informes en los que se haya evaluado el efecto de polimorfismos genéticos, no se incluyeron en la revisión.

Genes de la subfamilia CYP2C En el humano, los genes que codifican para enzimas de la subfamilia CYP2C están localizados en el cromosoma 10 en la región q24 (10q24) [9]. Esta subfamilia incluye cuatro miembros: CYP2C8, CYP2C9, CYP2C18 y CYP2C19 [19]. De éstos, CYP2C9 es el principal responsable del metabolismo de varios fármacos de importancia clínica [20]. Los genes que codifican para CYP2C9 y CYP2C19 son altamente polimórficos [21]. En el gen CYP2C9 se han descrito más de 35 variantes, y en el gen CYP2C19, 28 variantes [22]. Muchas de estas variantes representan polimorfismos de nucleótido simple que tienen impacto en la función enzimática, que incluye ausencia, disminución o incremento de la actividad, lo que, a su vez, influye en la tasa del

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Tabla I. Variantes en los genes CYP2C9 y CYP2C19 con relevancia funcional en el metabolismo de fármacos antiepilépticos (FAE) (modificado de [22]). Variante

Cambio de nucleótido

Efecto proteico

Efecto en la actividad enzimática

CYP2C9*2 rs1799853

C430T

Arg144Cys

Actividad del 4-6%

CYP2C9*3 rs1057910

A1075C

Ile359Leu

Actividad del 16-20%

CYP2C9*5 rs28371686

C1080G

Asp360Glu

Decremento

CYP2C9*6 rs9332131

818delA

Corrimiento en el marco de lectura

Actividad nula

CYP2C9*8 rs7900194

G449A

Arg150His

Decremento

CYP2C9*11 rs28371685

C1003T

Arg335Trp

Decremento

CYP2C19*2 rs4244285

G681A

Empalme alternativo

Actividad nula

CYP2C19*3 rs4986893

G636A

Codón de paro prematuro

Actividad nula

CYP2C19*5 rs17882687

C1297T

Arg433Trp

Actividad nula

CYP2C19*9 rs17884712

G431A

Arg114His

Decremento

CYP2C19*10 rs6413438

C680T

Pro227Leu

Decremento

CYP2C19*16 rs55640102

C1324T

Arg442Cys

No se conoce

FAE metabolizados

Fenitoína Ácido valproico

CYP2C9

CYP2C19

Fenitoína Fenobarbital Mefobarbital Clobazam Diacepam

metabolismo de varios fármacos, incluidos los FAE [5]. En la tabla I se muestran las variantes que tienen relevancia funcional en el metabolismo de FAE.

FAE metabolizados por CYP2C9 y CYP2C19 Fenitoína (PHT) La PHT es inicialmente convertida a su principal metabolito, la 5-(4’-hidroxifenil)-5-fenilhidantoína (pPHT). La formación de p-PHT se lleva a cabo por CYP2C9 y, en menor medida, por CYP2C19. CYP2C9 cataliza la formación proquiral de los enantiómeros (R) y (S)-p-PHT, y es aproximadamente 40 veces más estereoselectiva para la forma (S), mientras que CYP2C19 no es estereoselectivo [23]. La mayoría de los estudios de farmacogenética están focalizados en el metabolismo de PHT, por

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ser uno de los FAE de mayor prescripción en la práctica clínica. Estudios en sujetos sanos Este tipo de estudios han evidenciado la implicación de variantes del gen CYP2C9, del gen CYP2C19 o de ambos genes en el metabolismo de PHT y de su relación con los niveles séricos. En individuos de origen chino de las etnias han y bai, se encontró que la etnia han podría ser más susceptible de presentar alteraciones en el metabolismo de fármacos metabolizados por CYP2C19 debido a que se observó un bajo porcentaje (el 40 frente al 59% en la etnia bai) de individuos homocigotos para la variante silvestre (CYP2C19*1/*1). Otro hallazgo de este estudio fue un efecto gen-dependiente de la dosis en ambas etnias, debido a que los portadores de genotipos homocigotos para variantes disfuncionales presentaron una tasa menor de eliminación urinaria, medida por la proporción S/R-mefenitoína, que los heterocigotos [24]. El efecto gendosis también se ha evidenciado en sujetos de origen turco, en quienes se observó que los portadores en estado heterocigoto de las variantes *2 y *3 del gen CYP2C9 (CYP2C9*1/*2 y CYP2C9*1/*3) presentaron niveles séricos de PHT mayores (5,52 mg/L y 5,65 mg/L, respectivamente) comparados con sujetos con genotipo CYP2C*1/*1 (4,16 mg/L), además de que la concentración media de la proporción p-PHT/PHT fue menor en sujetos con genotipos CYP2C9*3/*3 (0,02) y CYP2C9*2/*2 (0,14), en comparación con individuos con genotipos heterocigotos CYP2C9*1/*3 (0,21) y CYP2C9*1/*2 (0,26), todos ellos comparados con individuos con geno­ tipo silvestre CYP2C9*1/*1 (0,43). Esto evidenció que la variabilidad interindividual en el metabolismo y los niveles séricos de p-PHT están determinados por los distintos genotipos del gen CYP2C9, hallazgo que dio la base para sugerir la medición de los niveles séricos a las 12 horas como indicador de la actividad de la enzima CYP2C9 [25]. En sujetos del sur de la India también se encontró que la media metabólica PHT/p-PHT fue dos veces más alta en portadores de las variantes CYP2C9*2 o *3, y, además, que la relación PHT/p-PHT se incrementa, pero en menor proporción, con la combinación de genotipos CYP2C9 y CYP2C19, y que las variantes en el gen CYP2C19 de manera individual desempeñan un papel secundario en el metabolismo de PHT. También se observó que la variante CYP2C9*3 en estado homocigoto o heterocigoto representa mayor riesgo para presentar efectos adversos [26]. En individuos originarios de la República de Benín, en África, se ha observado la relevancia funcional de

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otras variantes del gen CYP2C9, ya que las variantes CYP2C9*5, CYP2C9*6, CYP2C9*8 y CYP2C9*11 se asociaron con la disminución en el metabolismo de PHT, evidenciado por una bajada de los niveles de (S)-p-PHT [27]. Se ha evaluado también la variabilidad en la farmacocinética de PHT como consecuencia de la diferente actividad de las enzimas CYP2C9 o CYP2C19, medida por los parámetros farmacocinéticos Vmáx (velocidad máxima de conversión) y Km (constante de Michaelis-Menten). En individuos de tres diferentes grupos étnicos (caucásicos, asiáticos y africanos) se realizó la genotipificación y el análisis de expresión de variantes del gen CYP2C19, y se encontró, en un sistema de expresión in vitro, que la variante CYP2C19*10 incrementa 2,5 veces la Km para PHT y disminuye cinco veces la Vmáx, la variante CYP2C19*9 exhibe una ligera disminución de la Vmáx, mientras que la variante CYP2C19*12 resultó pobre o inestable en su expresión, con lo cual se concluye que estas tres variantes pueden constituir predictores potenciales de riesgo para presentar alteraciones en el metabolismo de PHT [28]. Estudios en pacientes con epilepsia En pacientes coreanos se observó una variación del 39,6% en los niveles de PHT por la presencia de variantes en los genes CYP2C9 y CYP2C19, lo que permitió sugerir la incorporación de la genotipificación de variantes en estos dos genes en la práctica clínica [29]. La estratificación de pacientes en función del fenotipo metabolizador y de la presencia de variantes en los genes CYP2C9 y CYP2C19 como grupo ME (genotipos CYP2C9*1/*1 y CYP2C19*1/*1), grupo MI (genotipos CYP2C19*1/*2 y CYP2C19*1/*3) y grupo ML (genotipo CYP2C19*2/*2 o CYP2C19*2/*3 o CYP2C19*1/*2 combinado con CYP2C9*1/*3) permitió evidenciar que las concentraciones séricas de PHT en los pacientes del grupo ML fueron significativamente mayores que los MI y los ME, lo que sugiere que la genotipificación puede ser una herramienta importante en la predicción de la respuesta clínica [30]. En relación con la tasa de enantiómeros (S)/(R) p-PHT, se ha observado que es menor en pacientes portadores de genotipos CYP2C9*1/*2 y CYP2C9*1/*3 (11,1 y 2,7, respectivamente), y más aún con genotipo CYP2C9*2/*3 (2,1) comparados con la tasa de 24,2 encontrada en pacientes con genotipos CYP2C9*1/*1 y CYP2C19*1/*1 [23]. También se ha evidenciado el efecto que tienen variantes en ambos genes sobre la Km y Vmáx, especialmente en el gen CYP2C9, ya que, al agrupar a los pacientes de acuerdo con los genotipos resultantes y con el fe­ notipo metabolizador, se encontró que, comparado

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Farmacogenética y metabolismo de fármacos antiepilépticos

con el grupo G1 (ME en ambos genes CYP2C9 y CYP2C19), la Vmáx disminuyó, respectivamente, el 8,29%, 36,96% y 45,75% en G3 (ML CYP2C19), G4 (ML CYP2C9) y G5 (ML en ambos genes); por el contrario, la Km se incrementó el 15,09% en G3, el 27,36% en G4 y el 91,71% en G5 comparada con el grupo G1. Estos hallazgos fueron la base para recomendar dosis según el genotipo de 5,5-7 mg/kg/día para el grupo G1, de 5-7 para G2 (ME CYP2C9/ME heterocigoto CYP2C19), de 5-6 para G3, de 3-4 para G4 y de 2-3 para el grupo G5 [31]. En otro estudio donde se analizaron sólo variantes del gen CYP2C19, se notificó que la tasa de eliminación máxima disminuyó en un 10,2% en pacientes CYP2C19*1/*2 en comparación con los pacientes con genotipo CYP2C19*1/*1, y, además, que la Km fue un 27% menor para los pacientes con genotipo CYP2C19*1/*3, y un 54% para pacientes con fenotipo ML portadores de genotipos CYP2C19*2/*2, CYP2C19*3/*3 y CYP2C19*2/*3 en comparación con los pacientes CYP2C19*1/*1 [32]. En lo que respecta a las reacciones adversas por PHT, se ha descrito la asociación de la variante CYP2C9*3 con hipertrofia gingival y concentraciones incrementadas de PHT [33], o con el desarrollo de reacciones cutáneas [34]. También se ha descrito que la variante CYP2C9*6 afecta la vida media de la PHT y condiciona un fenotipo grave de toxicidad, ya que se observó que, en presencia de esta variante, la eliminación de PHT correspondía a sólo el 17% de lo observado en sujetos sanos [35]. En pacientes de la región tamil del sur de la India, se evaluaron los riesgos de presentar reacciones adversas en presencia de las variantes *2 y *3 de los genes CYP2C9 y CYP2C19 por separado y en conjunto como haplotipos, y se observó que las variantes CYP2C9*2 y CYP2C9*3 se presentaron con mayor frecuencia en pacientes que presentaban toxicidad y, en particular, que los pacientes con genotipo CYP2C9*1/*3 y genotipo CYP2C19*2/*2 tenían un riesgo de 11,4 y de 3, respectivamente, de desarrollar toxicidad a PHT. Además, se encontró que el haplotipo CCGG resultado de la combinación de las variantes CYP2C9*2 y *3, y CYP2C19*2 y *3, se presentó con mayor frecuencia en pacientes que presentan toxicidad comparados con el grupo control [36]. El análisis de 104 polimorfismos ubicados en 17 genes candidatos confirmó únicamente la implicación de variantes del gen CYP2C9 en la toxicidad inducida por PHT [37]. También se ha documentado la existencia de casos individuales relacionados con toxicidad por PHT. En un estudio se describió una mujer que desarrolló toxicidad a PHT con niveles séricos elevados de 33 µg/mL en dosis de 300 mg/día. La genotipifica-

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ción mostró que la paciente era portadora de la variante CYP2C9*3 en estado homocigoto [38]. En otra mujer que también presentó toxicidad a PHT, en quien se descartaron otros factores causales de la toxicidad, como interacción con otros medicamentos, disminución de albúmina y errores de laboratorio, se concluyó que la causa de los niveles elevados de PHT fue la presencia de variantes en CYP2C9 [39]. El posible efecto aditivo de variantes en CYP2C9 y CYP2C19 sobre la toxicidad inducida por PHT se evidenció en un varón con signos de toxicidad y niveles elevados de PHT (32,6 µg/mL) en dosis de 187,5 mg/día, quien era portador de los genotipos CYP2C9*1/*3 y CYP2C19*1/*3, y presentó una reducción significativa del valor de la Vmáx (5,6 mg/kg/día) y un aumento en el valor de la Km (11,5 µg/mL) [40]. Fenobarbital (PB) La enzima CYP2C19 es la responsable de la p-hidroxilación del 40% del PB; la biotransformación del 60% restante se atribuye a otras enzimas [4]. Los estudios de farmacogenética y metabolismo de PB se han realizado en pacientes con epilepsia de origen japonés. En un estudio donde los pacientes se clasificaron en tres grupos según su genotipo y el fenotipo metabolizador en G1 (CYP2C19*1/*1), G2 (ME heterocigotos, *1/*2 y *1/*3) y G3 (ML, CYP2C19*2/*2 y CYP2C19*2/*3), se encontró que la depuración de PB disminuyó un 18,8% en los ML (G3) comparados con los ME (G1 y G2), lo que evidenció el efecto de variantes CYP2C19 sobre la farmacocinética de PB [41]. En otro estudio se encontró que la depuración de PB disminuye en un 19,3% en portadores de la variante*3 en estado hetero­ cigoto o homocigoto comparados con pacientes con genotipo CYP2C19*1/*1 o CYP2C19*1/*2 [32]. Al analizar variantes en los dos genes CYP2C9 y CYP2C19, se encontró que las variantes CYP2C19 no tienen efecto en el metabolismo de PB, mientras que en pacientes con genotipo CYP2C9*1/*3 se observó una disminución significativa del 48% en la depuración de PB [42]. Meforbarbital El meforbarbital es metabolizado a 4’-hidroximefor­ barbital por CYP2C19 [43]. La agrupación de individuos según el fenotipo metabolizador y el genotipo CYP2C19 en ME (CYP2C19*1/*1), ME heterocigotos (CYP2C19*1/*2 y CYP2C19*1/*3) y ML (CYP2C19*2/*2, CYP2C19*3/*3 y CYP2C19*2/*3) mostró que las concentraciones plasmáticas de meforbarbital fueron 92 veces más elevadas en individuos del grupo de ML en compa-

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Tabla II. Variantes en los genes CYP3A4 y CYP3A5 con relevancia funcional en el metabolismo de fármacos antiepilépticos (FAE) (modificado de [22]). Variante

Cambio de nucleótido

Efecto proteico

Efecto en la actividad enzimática

CYP3A4*1B rs2740574

A-392G

CYP3A4*16 rs12721627

C554G

Thr185Ser

Decremento

CYP3A4*18 rs28371759

T878C

Leu293Pro

No se conoce

CYP3A4*20 rs67666821

1461_1462InsA

Corrimiento en el marco de lectura

Actividad nula

CYP3A5*5 rs776746

T12952C

Empalme alternativo

No se conoce

CYP3A5*6 rs10264272

G14690A

Empalme alternativo

Nula o poca actividad

CYP3A4

FAE metabolizados

Carbamacepina

Carbamacepina

CYP3A5

ración con el grupo ME homocigotos, mientras que la tasa de excreción urinaria de 4’-hidroximeforbarbital fue 21 veces menor en sujetos del grupo ML comparado con los grupos ME [44]. Asimismo, se demostró que un sujeto japonés que tenía baja capacidad para formar 4’-hidroximeforbarbital era portador de la variante CYP2C19*16 [45]. Clobazam La biotransformación de clobazam a sus principales metabolitos N-desmetilclobazam (N-clobazam) y 4’-hidroxiclobazam está mediada por CYP2C19 [46]. La primera evidencia de la implicación de variantes CYP2C19 en el metabolismo del clobazam fue en dos pacientes pediátricos con epilepsia, en quienes se observó una media metabólica N-clobazam/clobazam de 10 a 27 veces superior en comparación con pacientes control, lo que sugiere la presencia del fenotipo ML. Uno de los pacientes era homocigoto para la variante CYP2C19*2 y el otro presentó un genotipo heterocigoto para la misma variante, con lo cual se concluye que los sujetos portadores de una o dos copias de la variante CYP2C19*2 podrían desarrollar un aumento de las concentraciones plasmáticas de N-clobazam y, con ello, tener mayor riesgo de presentar efectos adversos [47]. También se ha comunicado el efecto gen-dosis en la proporción clobazam/ N-clobazam, ya que pacientes con dos variantes CYP2C19 disfuncionales muestran una proporción seis veces mayor que los pacientes portadores

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del genotipo silvestre, y los heterocigotos presentan una proporción intermedia [48]. En individuos de origen japonés se ha observado un efecto gen-dosis, ya que la concentración de N-clobazam se incrementaba con el número de variantes CYP2C19 disfuncionales, y la concentración de clobazam fue 1,5 veces mayor en individuos, con al menos, una variante defectuosa, por lo que se concluye que el genotipo CYP2C19 desempeña un papel importante en la eficacia del clobazam [49]. Diacepam El 62% del diacepam administrado es desmetilado para generar el metabolito activo N-desmetildiacepam o nordacepam. Dicha conversión es catalizada por CYP2C19. El diacepam también es hidroxilado en menor medida por CYP3A4, para dar lugar al metabolito activo temacepam [4]. La clasificación de individuos según su genotipo y el fenotipo metabolizador en ME (CYP2C19*1/*1, CYP2C19*1/*2, CYP2C19*1/*3) y ML (CYP2C19*2/*2, CYP2C19 *2/*3) mostró que los niveles plasmáticos de diacepam y N-desmetildiacepam fueron mayores en sujetos del grupo ML en comparación con los del grupo ME [50]. Ácido valproico (VPA) En humanos se han identificado 16 metabolitos de VPA. El 2-ene-VPA presenta eficacia como antiepiléptico, mientras que el 4-ene-VPA contribuye a la hepatoxicidad por VPA. La formación del 4-eneVPA es catalizada por CYP2C9 [51]. En un estudio in vitro, se clonaron y expresaron las variantes CYP2C9*2 y CYP2C9*3, dando como resultado enzimas menos eficientes para catalizar la formación de los metabolitos 4-ene-VPA, 4-OHVPA y 5-OH-VPA en comparación con la variante CYP2C9*1. Las tasas de formación de metabolitos se redujeron en el 29%, 28% y 31%, respectivamente, en presencia de una variante CYP2C9 defectuosa, y del 61%, 73% y 58%, respectivamente, en presencia de dos variantes mutadas, lo que permitió concluir que las variantes CYP2C9*2 y CYP2C9*3 en estado homocigoto y heterocigoto afectan la biotransformación de VPA [52]. El análisis del efecto en el metabolismo de VPA de las variantes CYP2C9*2 y CYP2C9*3 y de otras variantes en otros genes que codifican para otras enzimas CYP450 reveló que pacientes de origen chino con epilepsia heterocigotos para la variante CYP2C9*3 presentan una concentración mayor de VPA [53], y que, además de la variante CYP2C9*3, las variantes CYP2C19*2 y CYP2C19*3 influyen, significativamente, en la variabilidad de la farmacocinética del VPA [54].

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Farmacogenética y metabolismo de fármacos antiepilépticos

Genes de la subfamilia CYP3A Los genes que codifican para las enzimas CYP3A se localizan en grupo en 7q22. Esta subfamilia está constituida por cuatro miembros: CYP3A4, CYP3A5, CYP3A7 y CY3A43. De éstos, CYP3A4 está involucrado principalmente en el metabolismo de fármacos [55]. En el gen CYP3A4 se han identificado más de 22 variantes, y en el gen CYP3A5, 11 variantes [22]. En la tabla II se presentan las variantes en los genes CYP3A4 y CYP3A5 con implicación funcional en el metabolismo de FAE.

FAE metabolizados por CYP3A4 y CYP3A5 Carbamacepina (CBZ) La CBZ es biotransformada en su metabolito activo, el 10,11-epóxido, por CYP3A4 y CYP3A5 [4]. El análisis in vitro del efecto de las variantes CYP3A4*16 y CYP3A4*18 en el metabolismo de varios fármacos, incluida la CBZ, demostró que estas variantes disminuyen el metabolismo de los fármacos sustrato de CYP3A4 [56]. En pacientes coreanos con epilepsia, se observó que la variante CYP3A5*3 contribuye en la variabilidad en el metabolismo de CBZ, debido a que esta variante afecta las concentraciones del fármaco [57].

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Conclusiones La aplicación de la farmacogenética en el uso de los FAE se encuentra aún en las primeras etapas de desarrollo; por lo tanto, actualmente no existen directrices de tratamiento para los FAE que se basen en esta disciplina. La variabilidad genética entre poblaciones es, probablemente, una de las razones por las que el análisis de genotipificación es aún limitado. Sin embargo, incluso cuando existen pocos informes en los que se ha demostrado el efecto del genotipo en la respuesta a los FAE, la identificación de la variabilidad interindividual en la respuesta a este tipo de fármacos permitirá individualizar el tratamiento con la intención de maximizar su eficacia y minimizar el riesgo, independientemente de que la variabilidad clínica y los efectos adversos se presenten en una minoría de pacientes. Bibliografía 1. Armijo JA, Adín J, Sánchez MB. Mecanismo de acción de los antiepilépticos y nuevos antiepilépticos. Rev Neurol 2006; 43: 17-41. 2. Herrera-Peco I, Fernández-Millares V, Pastor J, HernandoRequejo V, Sola RG, Alonso-Cerezo C. Factores genéticos

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Farmacogenética y metabolismo de fármacos antiepilépticos

Pharmacogenetics and antiepileptic drug metabolism: implication of genetic variants in cytochromes P450 Introduction. Antiepileptic drugs (AEDs) are used for the seizures control in patients with epilepsy, however 20-30% of epileptic patients are drug resistant. Several factors contributing to the variability of the AEDs response, and this variability can be partially attributed to the presence of sequence variations (polymorphisms) in genes encoding enzymes involved in the AEDs metabolism. Aim. To describe the polymorphisms in genes that encoding for proteins involved in the metabolism of some of the major AEDs, focusing on enzymes cytochrome P450 (CYP450). Development. There are some polymorphisms in genes encoding proteins involved in drug metabolism, particularly enzymes of superfamily CYP450, that are already considered of clinical utility in the therapeutic management. These genetic variants contribute to the variability of the activity of metabolizing enzymes, which in turn influencing the poor or inadequate therapeutic response, as well as in the occurrence of adverse effects. Conclusions. The identification of interindividual variability in the response to AEDs may allow the personalized treatment with the aim of maximize the efficiency and minimize risk, regardless of the clinical variability and adverse effects could be manifest in a minority of the patients. Key words. Antiepileptic drugs. CYP450 enzymes. Drug resistance. Epilepsy. Genetic variants. Pharmacogenetics.

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