Farmakogenomika selektivnih zaviralcev privzema serotonina Pharmacogenomics of selective serotonin reuptake inhibitors Polonca Ferk Povzetek: Farmakogenomika ima velik potencial v zdravljenju depresivnih motenj. Za mnoge kandidatne genetske polimorfizme, ki naj bi jih uporabljali za napoved učinkovitosti in varnosti zdravljenja z antidepresivi, so rezultati kliničnih farmakogenomskih študij obetajoči. Končni cilj je nedvoumno potrditi klinično relevantne genetske označevalce ter uvesti njihovo testiranje v rutinsko klinično prakso, in sicer z namenom optimizacije in racionalizacije antidepresivnega zdravljenja. V prispevku je predstavljena farmakogenomika selektivnih zaviralcev privzema serotonina, ki se med antidepresivi dandanes najpogosteje predpisujejo. Ključne besede: depresija, selektivni zaviralci privzema serotonina, farmakogenomika, genetski polimorfizmi, personaiizirana terapija Abstract: Pharmacogenomics has great potential in treatment of depressive disorders. Results of several clinical pharmacogenomic studies investigating candidate genetic polymorphisms for predicting efficacy and safety of antidepressant therapy are promising. The final goal is to unequivocally confirm clinically relevant genetic markers and introduce their testing into routine clinical practice in order to optimize and rationalize antidepressant therapy. The paper is focused on pharmacogenomics of selective serotonin reuptake inhibitors, the most widely prescribed antidepressant drugs nowadays. Key words: depression, selective serotonin reuptake inhibitors, pharmacogenomics, genetic polymorphisms, personalized therapy 1 Depresija Depresivne motnje so najpogostejše duševne motnje z življenjsko prevalenco 5-10% pri moških in 12-20% pri ženskah. Vključujejo veliko depresivno motnjo ali depresijo, distimijo in bipolarno motnjo. Prizadenejo človekovo razpoloženje, čustvovanje, mišljenje, kognitivne funkcije, psihomotorično aktivnost ter posledično pomembno zmanjšajo kakovost življenja in delovno sposobnost človeka (1). 1.1 Etiologija depresije Etiologija depresije še vedno ni povsem pojasnjena, najverjetneje pa je posledica kombinacije bioloških in genetskih dejavnikov, stresa, dejavnikov okolja, osebnostnih lastnosti, telesnih bolezni, psihosocialnega vpliva (1). Najstarejša teorija etiologije depresije je t. i. monoaminska teorija. Simptomi depresije naj bi bili posledica funkcionalnega pomanjkanja monoaminskih prenašalcev v osrednjem živčnem sistemu (OŽS), zlasti serotonina (tudi 5-hidroksitriptamin, 5-HT) in noradrenalina (NA), verjetno tudi dopamina (DA). S povečanjem koncentracij 5-HT, NA in DA v sinapsah in s tem z izboljšanim prenosom signalov v ustrezni sinapsi je mogoče tudi smiselno razložiti mehanizem delovanja antidepresivov (1). Novejša je t. i. receptorska teorija depresije, ki predpostavlja razvoj depresivnih motenj kot posledico povečanja števila receptorjev za 5-HT, NA in DA. Predpostavko potrjuje dejstvo, da antidepresivi zmanjšajo število postsinaptičnih receptorjev za monoaminske prenašalce. Čas, ki je potreben, da se število receptorjev zmanjša na normalno raven, je 3-4 tedne; to je hkrati čas, potreben, da se učinek antidepresivov terapevtsko izrazi (1). Po t. i. nevroplastični hipotezi je depresija posledica spremenjene občutljivosti oz. funkcionalne okvarjenosti receptorjev za 5-HT, NA in/ali DA in/ali molekul, udeleženih v znotrajceličnih signalnih poteh, ki se sprožijo po aktivaciji postsinaptičnih receptorjev za navedene prenašalce (2). Najnovejša hipoteza etiologije depresije pa je t.i. nevrokininska hipoteza oz. hipoteza substance P, ki izhaja iz ugotovitev, da imajo antagonisti nevrokininov med drugim tudi antidepresivne učinke (3). 1.2 Farmakološko zdravljenje depresije Depresijo farmakološko zdravimo z antidepresivi, ki se v klinični praksi uporabljajo že več kot 50 let. Antidepresivi delujejo pretežno tako, da povečajo koncentracijo 5-HT, NA oz. DA v ustreznih sinapsah (2). Danes se med antidepresivi najpogosteje predpisujejo selektivni zaviralci privzema 5-HT (SSRI - selective serotonin reuptake inhibitors). V primerjavi s starejšimi antidepresivi imajo SSRI večji terapevtski Doc. dr. Polonca Ferk, mag. farm., Medicinska fakulteta Univerze v Mariboru, Katedra za farmakologijo in eksperimentalno toksikologijo, Slomškov trg 15, 2000 Maribor indeks, zato jih bolniki v splošnem bolje prenašajo. Cilj racionalne farmakoteraplje s SSRI je zato postavitev modela za napoved uspešnosti zdravljenja s SSRI pri posameznem bolniku (1, 2). 2 Razlike v farmakološkem odgovoru med posamezniki Bolniki se lahko na zdravljenje z določenim zdravilom ob določenem terapevtskem režimu odzovejo različno. Razlike so možne na farmakokinetičnem ali farmakodinamičnem nivoju, lahko pa pride tudi do idiosinkrazije (4). Večina razlik v farmakološkem odgovoru je verjetno posledica genetske raznolikosti med posamezniki. S tega vidika pomembnejši genetski polimorfizmi so polimorfizmi posameznih nukleotidov (SNP-ji - single nucleotide polymorphisms), polimorfizmov indel (gre za insercijo oz. delecijo enega ali več nukleotidov), polimorfizmov spremenljivega števila tandemskih ponovitev (VNTR-ji - variable number of tandem repeats). Med njimi so z 90-odstotnim deležem daleč najpogostejši SNP-ji, pri katerih gre za spremembo v enem samem nukleotidu, bodisi v kodirajočih bodisi v nekodirajočih področjih genoma, frekvenca manj pogostega alela v populaciji pa mora biti vsaj 1%. Prisotnost določenega alela je lahko vzrok odsotnosti terapevtskega učinka ali vzrok resnim neželenim stranskim učinkom (ADR) zdravljenja z izbranim zdravilom. Alelne različice, ki v največji meri vplivajo na farmakološki odgovor na zdravilo, so navadno del genov za proteinske tarčne molekule za zdravila ter za presnovne encime za zdravila. Polimorfizmi v kodirajočem področju gena navadno vplivajo na nastanek strukturno in posledično funkcionalno spremenjenega proteina, medtem ko polimorfizmi v regulatornih področjih gena vplivajo zlasti na transkripcijsko aktivnost gena in s tem na stopnjo izražanja ustreznega proteina (5). Na raznolikost v farmakološkem odgovoru med posamezniki poleg genetskih dejavnikov vplivajo tudi starost, rasa, imunološki dejavniki, dejavniki okolja (prehrana, življenjski stil), spol, posebna fiziološka stanja (npr. nosečnost), zdravstveno stanje, še zlasti nekatera patološka stanja (npr. bolezni ledvic, bolezni jeter), interakcije med zdravili ter drugi dejavniki (4). V napovedni model za učinkovitost in varnost zdravljenja z izbranim zdravilom, odmerkom in režimom odmerjanja je potrebno vključiti vse dejavnike, ki določajo farmakološki odgovor. 3 Farmakogenomika selektivnih zaviralcev privzema serotonina Farmakogenomika (FG) je interdisciplinarna veda, ki povezuje znanja farmakologije in genomike; ugotavlja, kako genetske razlike med posamezniki vplivajo na farmakološki odgovor. Namen vključitve FG pristopa v farmakoterapijo je glede na bolnikov genetski profil že na začetku zdravljenja izbrati za bolnika maksimalno učinkovito terapijo z minimalnimi ADR. Izbor optimalne terapije pomeni izbor primernega zdravila, velikosti odmerka, intervala odmerjanja, načina dajanja in vrsto farmacevtske oblike (6). FG Ima med drugim velik potencial tudi v psihiatriji. Intenzivno potekajo zlasti študije povezave med genetskimi polimorfizmi in učinki antidepresivov, čeprav v klinični praksi izbor primerne terapije za bolnika z depresijo še vedno poteka pretežno s preizkušanjem (2, 7). 3.1 Kandidatni geni za napoved učinka selektivnih zaviralcev privzema serotonina Kandidatni geni in genetski polimorfizmi so izbrani glede na njihovo potencialno oz. dokazano vlogo v etiologiji depresije ter v mehanizmu delovanja antidepresivov (preglednica 1). V nadaljevanju je predstavljen kratek pregled rezultatov študij in vitro, in vivo ter predvsem kliničnih FG študij, ki se nanašajo na SSRI, zlasti na paroksetin, fluvoksamin, fluoksetin, citalopram in sertralin. 3.1.1 Kandidatni geni na nivoju farmakodinamike 3.1.1.1 Gen za triptofan-hidroksilazo Biosinteza 5-HT poteka iz esencialne aminokisline L-triptofana v dveh stopnjah. Prvo stopnjo, hidroksilacijo L-triptofana, katalizira encim triptofan-hidroksilaza (TPH). Slednja ima verjetno eno ključnih vlog v uravnavanju učinkov antidepresivov. Podgane, ki so bile dolgotrajno izpostavljene sertralinu, so v večji meri izražale mRNA ter encim TPH. Povečana aktivnost TPH vodi do zvečanih koncentracij 5-HT, posledica pa je večja aktivnost serotoninskega sistema (2). V genu TPH so največ preučevali dva SNP-ja v intronu 7, in sicer A218C ter A779C. Polimorfizem A218C se nahaja znotraj vezavnega mesta za transkripcijske dejavnike GATA, zato verjetno spremeni izražanje gena TPH. Alel A, ki je manj pogost, zmanjšuje biosintezo 5-HT. V dveh kliničnih študijah na bolnikih z depresijo so dokazali, da je prisotnost homozigotnega genotipa A/A povezana s počasnejšim terapevtskim odgovorom na zdravljenje s fluvoksaminom. Nadalje je prisotnost genotipov A/A in A/C povezana s slabšo učinkovitostjo zdravljenja s paroksetinom. Rezultati podobne študije v japonski populaciji ne potrjujejo rezultatov pri belcih (2). 3.1.1.2 Gen za monoamino-oksidazo A Gen MAOA nosi zapis za izoencim monoamino-oksidazo A (MAOA), ki med drugim razgrajuje monoaminske prenašalce. Encim MAOA je tarčna molekula zgodovinsko prvih antidepresivov, ki preprečijo presnovo navedenih prenašalcev in s tem zvečajo njihovo aktivnost. Polimorfizem VNTR 30 baznih parov (bp) dolgega osnovnega motiva v promotorju gena MAOA vpliva na transkripcijsko aktivnost gena. V dosedanjih kliničnih FG raziskavah pa predvidenega vpliva navedenega polimorfizma na razlike v farmakološkem odgovoru na zdravljenje z antidepresivi niso uspeli potrditi (2, 7). 3.1.1.3 Gen za katehol-O-metil-transferazo Katehol-O-metil-transferaza (COMT) je encim, ki razgrajuje kateholamine, vključno z DA in NA. Nahaja se znotrajcelično v postsinaptičnih nevronih. V genu COMT so vsaj trije FG zanimivi polimorfizmi: Val158Met (rs4680), rs737865 in rs165599. Dokazali so, da funkcionalni polimorfizem Val158Met vpliva na kognitivne funkcije. Izooblika COMT z valinom na mestu 158 katabolizira DA do štirikrat hitreje kot izooblika COMT z metioninom na tem mestu. V primeru različice 158Val je tako zaradi manjše količine DA stimulacija dopaminskega sistema manjša. Rezultati dosedanjih kliničnih FG študij Preglednica 1: Kandidatni geni, genetski polimorfizmi in proteini za napoved farmakološkega odgovora na zdravljenje s SSRI Table 1: Candidate genes, genetic polymorphisms and proteins for prediction of pharmacological response of SSRI Gen Protein Genetski polimorfizem Klinična potrditev Vpliv na farmakodinamiko TPH1 triptofan-hidroksilaza (TPH) A218C A779C +/? TPH2 triptofan-hidroksilaza (TPH) ? ? MAOA monoamino-oksidaza A VNTR - COMT katehol-O-metil-transferaza Val158Met (rs4680, G1947A) ? rs737865 ? rs165599 ? HTR1A serotoninski receptorji 5-HT1A -1019C>G + rs10042486C/C, rs6295G/G, rs1364043T/T + (ter ustrezna haplotipska kombinacija) HTR2A serotoninski receptorji 5-HT2A T102C (rs6313) + -1438G/A ? HTR3A serotoninski receptorji 5-HT3A C195T - Pro16Ser (C178T) - HTR3B serotoninski receptorji 5-HT3B Tyr129Ser - -100_-102AAG + HTR6 serotoninski receptorji 5-HT6 Ser267Lys (C267T) - SERT prenašalec za serotonin VNTR 5-HTTLPR (SERTPR) + (5-HTT, SLC6A4) (SERT oz. 5-HTT) STin2 - DRD2 dopaminski receptor D2 Ser311Cys (rs1801028, C1097G) ? Taq1A + DRD4 dopaminski receptor D4 VNTR ? DAT prenašalec za DA (DAT) VNTR - NOS1 sintaza dušikovega oksida (NOS) C276T - ACE angiotenzin-konvertaza (ACE) indel +/? IL-1ß interlevkin ip (IL-1 b) -511 C/T + GRIK2 podenota kainatnega ionotropnega receptorja za glutamat GluR6 rs2518224 + GRIA3 podenota AMPA3 ionotropnega glutamatnega receptorja AMPA rs4825476 + CREB1 protein 1, ki veže odzivne elemente za cAMP ? ? ADRB1 adrenergični receptor b1 Gly389Arg (G1165C) + GNB3 podenota b3 proteina G C825T + FGF2 osnovni rastni dejavnik za fibroblaste haplotip rs1048201T-rs3747676T + (ADR) haplotip rs308447T-rs308393C-rs1449683T + rs 1449683 + rs308393 + rs1048201 + (ADR) Vpliv na farmakokinetiko ABCB1 P-glikoprotein ? ? CYP2D6 citokrom P450 2D6 (CYP2D6) različni SNP + CYP2C19 citokrom P450 2C19 (CYP2C19) različni SNP + Legenda: + potrditev povezave med navedenim polimorfizmom in učinkovitostjo zdravljenja s SSRI - povezave med navedenim polimorfizmom in izidom zdravljenja s SSRI niso uspeli potrditi ? rezultati dosedanjih študij so nasprotujoči oz. ustrezna študija še ni bila narejena (ADR) povezava z neželenimi stranskimi učinki Legend: + association between the polymorphism and efficacy of SSRI therapy confirmed - association between the polymorphism and efficacy of SSRI therapy not confirmed ? contradicting results or lack of results (ADR) association with adverse drug reactions pri bolnikih z depresijo pa nepričakovano nakazujejo, da klinični odziv in remisija depresije pri zdravljenju s SSRI nista pomembno odvisna od polimorfizma Val158Met v genu COMT (8, 9). 3.1.1.4 Serotoninski sistem Serotonin ima v OŽS ključno vlogo v uravnavanju razpoloženja ter sodeluje v uravnavanju prehranjevanja, spanja, spolnosti ter drugih nevroendokrinih funkcij. Serotoninski receptorji so strukturno in funkcionalno zelo raznoliki. Med njimi imajo na odziv na zdravljenje z antidepresivi najpomembnejši vpliv receptorji 5-HT2A 5-HT1A 5-HT3B in 5-HTe (2). 3.1.1.4.1 Geni za serotoninske receptorje Med številnimi SNP-ji v genu za receptor 5-HT2A (gen HTR2A) se je kot klinično pomemben v povezavi s farmakološkim odgovorom na zdravljenje z antidepresivi izkazal predvsem polimorfizem T102C (rs6313). Prisotnost alela C zmanjša izražanje receptorjev 5-HT2A, posledica pa je večja aktivnost serotoninskega sistema. V kliničnih FG študijah so ugotovili, da se lahko pri bolnikih z genotipom C/C razvijejo celo resni ADR v primeru zdravljenja s paroksetinom oz. fluvoksaminom (2, 7). V genu za receptor 5-HT1A (gen HTR1A) je prav tako veliko polimorfizmov, ki in vitro vplivajo na izražanje in funkcijo tega gena. Povezavo z depresijo so pri belcih potrdili za SNP -1019C>G (1), medtem ko so pri japonskih bolnikih z depresijo ugotovili značilno povezavo homozigotnih genotipov rs10042486C/C, rs6295G/G in rs1364043T/T ter ustrezne haplotipske kombinacije rs10042486-rs6295-rs1364043 z boljšim terapevtskim izidom pri zdravljenju s SSRI (10, 11). Delecija AAG (polimorfizem -100_-102AAG) v genu za receptor 5-HT3B (gen HTR3B) zavira translacijo mRNA v protein HTR3A. Posledica je manjše število receptorjev HTR3A, a se le-ti prej nasičijo s 5-HT. Aktivnost serotoninskega sistema se tako zveča, večja je tudi možnost ADR. Klinična FG študija na bolnikih z depresijo potrjuje, da je prisotnost delecije AAG povezana z večjo pogostostjo navzee ob jemanju paroksetina (7). Študije na podganah so pokazale, da imajo številni antidepresivi veliko afiniteto tudi za serotoninski receptor 5-HT6. Polimorfna oblika receptorja 5-HT6 s spremembo Ser267Lys, ki je posledica polimorfizma C267T v genu za receptor 5-HT6 (gen HTR6), ima približno 10-krat večjo afiniteto za 5-HT kot nativna oblika receptorja. Povezave med tem genetskim polimorfizmom in farmakološkim odgovorom na zdravljenje z antidepresivi pa v klinični FG študiji doslej še niso potrdili (7). 3.1.1.4.2 Gen za prenašalec za serotonin Učinki številnih antidepresivov so posledica inhibicije prenašalca za 5-HT (SERT, 5-HTT). Gre za integralni membranski protein, odgovoren za prenos 5-HT iz sinapse nazaj v presinaptični nevron (2). Na učinkovitost transkripcije gena za SERT (gen 5-HTT oz. SLC6A4) vpliva zlasti funkcijski VNTR na 5'-koncu regulatorne promotorske regije (polimorfizem SERTPR). Navedeni polimorfizem je bialelni: dolgi alel, tj. alel L, ima insercijo 44 bp, kratki alel, tj. alel S, pa ima delecijo 44 bp. Na celični liniji limfoblastov so dokazali značilno večjo bazalno transkripcijsko aktivnost gena 5-HTT v primeru prisotnosti alela L kot v primeru prisotnosti alela S (12). V nasprotju z rezultati študij in vitro pa so v kliničnih FG študijah ugotovili, da je učinkovitost zdravljenja s fluvoksaminom večja ob prisotnosti vsaj enega alela L, odgovor na zdravljenje s paroksetinom ob prisotnosti alela S pa slabo učinkovit in počasen (2, 7, 13). Zanimiv za nadaljnje FG raziskave bi lahko bil tudi polimorfizem VNTR v intronu 2 gena 5-HTT, ki prav tako vpliva na raven izražanja mRNA za SERT (14). 3.1.1.5 Dopaminski sistem Nekateri antidepresivi delujejo tako, da spodbudijo prenos signalov v sinapsah z dopaminom. Dopamin ima med drugim pomembno vlogo pri usmerjanju pozornosti, vpliva na procese učenja in spominske funkcije, motivacijo in občutke zadovoljstva. Raziskave kažejo, da zvečane koncentracije DA v OŽS oslabijo terapevtske učinke antidepresivov (2). 3.1.1.5.1 Gen za dopaminski receptor D2 Dopaminski receptor D2 ima verjetno ključno vlogo pri uravnavanju apetita. Sklopljen je s proteinom G in zavira aktivnost adenilat-ciklaze, s tem pa zmanjšuje količino nastalega cAMP. V kodirajočem področju gena za receptor D2 (gen DRD2) je prisoten polimorfizem Ser311Cys. Različica s cisteinom manj učinkovito zavira adenilat-ciklazo (2). Klinični FG pomen te ugotovitve bo potrebno opredeliti v nadaljnjih študijah. Za polimorfizem Taq1A v genu DRD2 so v poskusih in vitro v primeru prisotnosti alela A1 dokazali manjšo gostoto receptorjev D2. V ustrezni klinični FG študiji so potrdili, da se pri bolnikih z alelom A1 receptorji hitreje nasičijo z DA. Bolniki so posledično bolj dovzetni za razvoj ADR, povezanih s prekomerno stimulacijo dopaminskega sistema (ekstrapiramidni simptomi) (7). 3.1.1.5.2 Gen za prenašalec za dopamin Veliko SSRI ima afiniteto za prenašalec za DA na presinaptičnem nevronu (DAT - dopamine reuptake transporter). Povezave med VNTR v genu DAT in ADR pri uporabi SSRI niso uspeli potrditi (7). 3.1.1.6 Gen za sintazo dušikovega oksida Sintaza dušikovega oksida (NO-sintaza, NOS) je encim, ki katalizira pretvorbo L-arginina v dušikov oksid (NO). Med številnimi fiziološkimi vlogami, ki jih ima NO kot signalna molekula, je tudi vpliv na sinaptično plastičnost, posledično na učenje in spomin. V OŽS so potrdili prisotnost dveh izooblik encima NOS, in sicer NOS1 in NOS3 (2), ki imata morda pomembno vlogo tudi pri učinkih antidepresivov. Bolniki z depresijo imajo značilno večje plazemske koncentracije NO kot zdravi posamezniki, torej je aktivnost NOS pri bolnikih verjetno zvečana. Poleg tega antagonisti NOS izzovejo podobne učinke OŽS kot antidepresivi. Rezultati edine dosedanje klinične FG študije kažejo, da polimorfizem C276T v genu NOS1 verjetno ni povezan z večjim tveganjem za razvoj depresije in ne vpliva na učinkovitost zdravljenja s fluksetinom v japonski populaciji bolnikov (2). 3.1.1.7 Gen za angiotenzin-konvertazo Encim angiotenzin-konvertaza (ACE), imenovan tudi kininaza II, katalizira pretvorbo angiotenzina I v angiotenzin II. Najbolj raziskana je vloga ACE v uravnavanju krvnega tlaka, vendar ta encim opravlja še številne druge fiziološke funkcije. Aktivnost ACE v ŽS je povečana pri bolnikih, nagnjenih k samomorilnosti (1). Izboljšanje razpoloženja je (želen) stranski učinek zaviralcev ACE. V etiologijo depresije je vpletena tudi snov P, ki jo razgrajuje ACE (2). Gen ACE nosi zapis za dve izoobliki encima. Kar približno 50% raznolikosti v plazemskih koncentracijah ACE med posamezniki je posledica polimorfizma indel v intronu 16 gena ACE (2). Klinična FG študija pri belcih je pokazala, da se je bolnikom, pri katerih je bil prisoten alel z delecijo, klinična slika depresije po štirih tednih zdravljenja s SSRI značilno izboljšala. Prav tako je bil pri navedenih bolnikih čas trajanja potrebne hospitalizacije značilno krajši v primerjavi z bolniki s prisotnim alelom z insercijo. Prisotnost alela z delecijo verjetno vpliva tudi na hitrejši terapevtski odziv antidepresivov, medtem ko so pri homozigotih z dvema aleloma z insercijo opazili zakasnjen terapevtski učinek (15). Zgornjim ugotovitvam nasprotujejo rezultati nedavne študije, v kateri polimorfizma indel niso uspeli povezati z antidepresivnim učinkom fluoksetina (16). 3.1.1.8 Gen za interlevkin ip Interlevkin ip (IL-1) je skupno ime za dva različna proteina, IL-1 a in IL-1 p, ki sodita v družino regulacijskih in vnetnih citokinov. V akutni fazi depresije je dokazano aktiviran vnetni obrambni sistem (17). Plazemske koncentracije IL-1 so pri bolnikih z depresijo in distimijo povišane (2). IL-1 pri samicah podgan povzroča značilen vzorec obnašanja: motorično manjrazvitost, motnje spanja, zaspanost, anoreksijo, izgubo telesne mase, hiperalgezijo, zmanjšano željo po druženju, spolno disfunkcijo (2). Klinična FG študija je pokazala, da so imeli depresivni bolniki s homozigotnim genotipom -511T/T SNP-ja -511C/T v promotorju gena IL-ipdepresivne simptome izražene v blažji obliki in so se učinkoviteje odzvali na zdravljenje s fluoksetinom kot bolniki s prisotnim alelom -511C (18). 3.1.1.9 Geni za ionotropne receptorje za glutamat Glutamat je ključen ekscitacijski prenašalec v OŽS. V klinični FG študiji so ugotovili povezavo med nekaterimi genetskimi različicami v ionotropnih receptorjih za glutamat in samomorilnimi mislimi, in sicer: genotipa C/C (SNP rs2518224) v genu GRIK2 (kodira podenoto kainatnega receptorja za glutamat GluR6) ter alela G (SNP rs4825476) v genu GRIA3 (kodira podenoto AMPA3 glutamatnega receptorja AMPA) (19). Navedeni rezultati kažejo, da bo potrebno za poglobljeno razumevanje etiologije depresije ter farmakoterapije z antidepresivi podrobneje preučiti tudi pomen prenosa signalov v sinapsah z glutamatom. 3.1.1.10 Gen za vezavni protein 1 za odzivne elemente za ciklični adenozin monofosfat Po aktivaciji postsinaptičnih receptorjev za monoaminske prenašalce pride do stimulacije signalnih poti, posredovanih s cAMP. Posledica je indukcija transkripcijske aktivnosti različnih genov. Pri tem ima pomembno vlogo protein CREB1, tj. vezavni protein 1, ki veže odzivne elemente za cAMP. Polimorfizem rs4675690 na 3'-koncu v genu CREB1 so v klinični FG študiji povezali s samomorilnimi mislimi. V tem genu bi bilo smiselno iskati tudi potencialno klinično relevantne genetske polimorfizme za napoved uspešnosti zdravljenja s SSRI (7). 3.1.1.11 Gen za adrenergični receptor p1 Gen ADRB1 nosi zapis za adrenergični receptor p1, kateri je v OŽS pomembno udeležen v uravnavanju procesov, povezanih z obnašanjem, razpoloženjem, spominom, z nevroendokrinimi in avtonomnimi funkcijami. Imel naj bi tudi pomembno vlogo pri posredovanju učinkov antidepresivov. Polimorfizem G1165C v kodirajočem področju gena ADRB1 vodi do zamenjave glicina z argininom na mestu 389 v receptorski molekuli (Gly389Arg). Če je prisoten alel 1165C, je aktivnost adenilat-ciklaze večja. Klinična FG študija je pokazala povezavo med prisotnostjo homozigotnega genotipa C/C ter bolj učinkovitim in hitrejšim odzivom na zdravljenje s SSRI (2). 3.1.1.12 Gen za podenoto p3 proteina G Proteini G so ključne komponente znotrajceličnih signalnih poti v vseh celicah v telesu, tudi v nevronih. V trimerni obliki so neaktivni in povezani z receptorjem, imajo pa sposobnost disociacije monomera a od dimera p-g, pri čemer se z dimera p-g odcepi gvanozin-trifosfat (GTP) in se poveže s podenoto a. Pri kroničnem dajanju fluoksetina podganam so ugotovili, da oslabi vezava GTP na podenoto g, posledica pa je desenzitizacija serotoninskih receptorjev 5-HT1A (2). Podenoto p lahko razdelimo na tri podtipe: 1, 2 in 3. Polimorfizem C825T v genu za podenoto p3 proteina G (gen GNB3) vpliva na hitrost signalne transdukcije. Klinična FG študija pri belcih je pokazala, da se bolniki s genotipom T/T najbolje odzovejo na zdravljenje z antidepresivi (2). Navedenega v japonski populaciji niso uspeli potrditi (10). 3.1.1.13 Gen za fibroblastni rastni dejavnik 2 Fibroblastni rastni dejavnik 2 (FGF2 - basic fibroblast growth factor) je verjetno udeležen v procesih sinaptične plastičnosti in nevrogeneze. Nizke koncentracije proteina FGF2 so značilno povezane s prisotnostjo anksioznosti. Pri bolnikih, zdravljenih z antidepresivi, so potrdili povečane koncentracije proteina FGF2. Polimorfizem rs1449683 v genu FGF2 se je izkazal kot dober napovedni označevalec za koncentracijo mRNA in proteina FGF2 (2). V klinični FG študiji v japonski populaciji so ugotovili povezavo alela T polimorfizma rs1449683 ter alela C polimorfizma rs308393 v genu FGF2 z bolj učinkovitim farmakološkim odgovorom na zdravljenje s SSRI. Prav tako so z večjo učinkovitostjo zdravljenja povezali haplotip rs308447T-rs308393C-rs1449683T (10). 3.1.2 Kandidatni geni na nivoju farmakokinetike 3.1.2.1 Gen za P-glikoprotein V novejši študiji so ugotovili povezavo med genetskimi različicami v genu za P-glikoprotein (ABCB1), prenašalni protein za zdravila, in antidepresivnimi učinki, vendar bo zanesljivost tega rezultata potrebno potrditi v nadaljnjih študijah (20). 3.1.2.2 Geni za presnovne encime Glavni presnovni encimi sodijo v družino jetrnih citokromov P450 (CYP), ki katalizirajo oksidacije in redukcije številnih endogenih in eksogenih spojin, tudi zdravil. V genih za CYP-e so prisotni številni genetski polimorfizmi, ki pomembno vplivajo na aktivnost encimov in s tem na hitrost presnavljanja zdravil. Encimi CYP katalizirajo tudi presnovne reakcije mnogih antidepresivov. Različni SSRI tudi aktivirajo oz. zavirajo specifične CYP-e (2). 3.1.2.2.1 Gen za citokrom P450 2D6 Za gen CYP2D6 je opisanih več kot 75 SNP-jev. Nekateri med njimi vodijo v nizko stopnjo ali celo odsotnost aktivnosti encima CYP2D6. Posledica so povišane koncentracije zdravila, ki se presnavlja s tem encimom, in s tem močnejši učinki zdravila, lahko tudi ADR. Fenotipsko so taki posamezniki počasni (slabi) presnavljalci (PM - poor metabolisers). Najpogostejši med aleli CYP2D6, kateri vodijo v odsotnost encimske aktivnosti, je alel CYP2D6*4. Prisoten je pri približno 5-10% belcev, medtem ko je v drugih rasah značilno manj pogost (2). Nekateri SNP-ji v genu CYP2D6ter prisotnost več kopij gena CYP2D6 zvečajo aktivnost encima CYP2D6. Posledica so manjše plazemske koncentracije zdravil, ki se presnavljajo s tem encimom. Ti posamezniki so fenotipsko močni presnavljalci (UM - ultrarapid metabolisers), zato bo pri njih farmakološki odgovor na zdravljenje s standardnimi odmerki zdravila najverjetneje nezadosten oz. odsoten (2). Številni SSRI zavirajo encim CYP2D6: paroksetin, norfluoksetin, fluoksetin, sertralin, fluvoksamin, citalopram (navedeni po padajoči moči inhibicije) (2). V klinični praksi se je bolnikov fenotip CYP2D6 doslej določal z merjenjem plazemske koncentracije 4-hidroksidebrizokina, metabolita debrizokina. Slednji je selektivni substrat za encim CYP2D6. Od nedavnega pa je na voljo mikromreža DNA za določitev bolnikovega genotipa CYP2D6 (in CYP2C19), na osnovi katerega predvidimo bolnikov fenotip (7). 3.1.2.2.2 Gen za citokrom P450 2C19 V genu CYP2C19 so številni genetski polimorfizmi, ki pomembno določajo stopnjo katalitične aktivnosti izooblik encimov CYP2C19. Frekvenca fenotipa PM za encim CYP2C19 je pri belcih ocenjena na 2-5%, pri orientalcih pa na 20% (2). Trenutno še ni narejene klinične FG študije o vplivu posameznih genetskih polimorfizmov v genu CYP2C19 na farmakološki odgovor na zdravljenje s SSRI (7). 4 Sklep Število kandidatnih genov in klinično pomembnih genetskih polimorfizmov za napoved uspešnosti zdravljenja depresije s SSRI strmo narašča. Mnoge od dosedanjih kliničnih farmakogenomskih študij so dale nasprotujoče rezultate. Vzroki so verjetno v neenotnih kriterijih za sodelovanje bolnikov v raziskavah, v različnih terapevtskih protokolih, relativno majhnem številu preiskovancev ter v relativno kratkem času spremljanja bolnikov po začetku zdravljenja s SSRI. Kljub temu posamezne genetske različice v smislu značilnih povezav z izidom zdravljenja s SSRI izstopajo. Verjetno bo v prihodnosti vsaj nekatere med njimi mogoče in smiselno upoštevati pri izboru optimalnega zdravljenja za posameznega bolnika. FG informacije bo potrebno vključiti tudi v povzetke glavnih značilnosti zdravila (SmPC-je) ter v navodila za paciente (PIL-e). Novejše raziskave so odprle tudi vpogled v nekatere nove molekularne mehanizme etiologije depresije in potencialnih možnosti zdravljenja z antidepresivi (21, 22). 5 Literatura 1. Kores-Plesničar B. Epidemiologija, etiologija, klinična slika in diagnostika depresije. Farm vestn 2006; 57: 241-244. 2. Serretti A, Artioli P. The pharmacogenomics of selective serotonin reuptake inhibitors. Pharmacogenomics J 2004; 4: 233-244. 3. Nielsen DM. Corticotrophin-releasing factor type-1 receptor antagonists: the next class of antidepressants? Life Sci 2006; 78: 909-919. 4. Rang HP, Dale MM, Ritter JM. Pharmacology. Churchill Livingstone 2007: 712-723. 5. Strachan T, Read AP. Human Molecular Genetics. BIOS Scientific Publishers Limited, 1996: 267-272. 6. Kalow W, Meyer UB, Tyndale RF. Pharmacogenomics, Drugs and the Pharmaceutical Sciences. Taylor & Francis Group 2005. 7. Thomas KL, Ellingrod VL. Pharmacogenetics of selective serotonin reuptake inhibitors and associated adverse drug reactions. Pharmacotherapy 2009; 29: 822-831. 8. Arias B, Serretti A, Lorenzi C et al. Analysis of COMT gene (Val 158 Met polymorphism) in the clinical response to SSRIs in depressive patients of European origin. J Affect Disord 2006; 90: 251-256. 9. Illi A, Setälä-Soikkeli E, Kampman O et al. Catechol-O-methyltransferase val108/158met genotype, major depressive disorder and response to selective serotonin reuptake inhibitors in major depressive disorder. Psychiatry Res 2010; 176: 85-87. 10. Kato M, Wakeno M, Okugawa G et al. Antidepressant response and intolerance to SSRI is not influenced by G-protein beta3 subunit gene C825T polymorphism in Japanese major depressive patients. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 2008; 32: 1041-1044. 11. Kato M, Fukuda T, Wakeno M et al. Effect of 5-HT1A gene polymorphisms on antidepressant response in major depressive disorder. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet 2009; 150B: 115-123. 12. Lesch K, Bengel D, Heils A et al. Association of anxiety-related traits with a polymorphism in the serotonin transporter gene regulatory region. Science 1996; 274: 1527-1530. 13. Smeraldi E, Zanardi R, Benedetti F et al. Polymorphism within the promoter of the serotonin transporter gene and antidepressant efficacy of fluvoxamine. Mol Psychiatry 1998; 3: 508-511. 14. Kaiser R, Müller-Oerlinghausen B, Filler D et al. Correlation between serotonin uptake in human blood platelets with the 44-bp polymorphism and the 17-bp variable number of tandem repeat of the serotonin transporter. Am J Med Genet 2002; 114: 323-328. 15. Baghai TC, Schule C, Zwanzger P et al. Possible influence of the insertion/deletion polymorphism in the angiotensin I-converting enzyme gene on therapeutic outcome in affective disorders. Mol Psychiatry 2001: 6: 258-259. 16. Hong CJ, Wang YC, Tsai SJ. Association study of angiotensin I converting enzyme polymorphism and symptomatology and antidepressant response in major depressive disorders. J Neural Transm 2002; 109: 1209-1214. 17. Licinio J, Wong ML. The role of inflammatory mediators in the biology of major depression: central nervous system cytokines modulate the biological substrate of depressive symptoms, regulate stress-responsive systems, and contribute to neurotoxicity and neuroprotection. Mol Psychiatry 1999; 4: 317-327. 18. Yu YW, Chen TJ, Hong CJ et al. Association Studyof the interleukin-1beta (C-511T) genetic polymorphism with major depressive disorder, associated symptomatology, and antidepressant response. Neuropsychopharmacology 2003; 28: 1182-1185. 19. Laje G, Paddock S, Manji H et al. Genetic markers of suicidal ideation emerging during citalopram treatment of major depression. Am J Psychiatry 2007; 164: 1530-1538. 20. Uhr M, Tontsch A, Namendorf C et al. Polymorphisms in the drug transporter gene ABCB1 predict antidepressant treatment response in depression. Neuron 2008; 57: 203-209. 21. Garriock HA, Kraft JB, Shyn SI et al. A genomewide association study of citalopram response in major depressive disorder. Biol Psychiatry 2010; 67: 133-138. 22. Laje G, Perlis RH, Rush AJ et al. Pharmacogenetics studies in STAR*D: strengths, limitations, and results. Psychiatr Serv 2009; 60: 1446-1457.