Repaso: El polimorfismo gentico tiene especial importancia respecto a las variaciones que pueden producir en los efectos de los frmacos, nosotros dijimos en la clase pasada, que estas variaciones pueden ocurrir en distintos niveles, ya sea en la agrupacin de polimorfismos que compromete los aspectos sinticos de los frmacos y los que corresponden a los efectos de tipo dinmico. Hay ciertas protenas que hacen un papel de bomba de transporte, y en este caso, el polimorfismo puede influir a nivel de absorcin de los frmacos, en la distribucin de las frmacos. Hay algunas protenas que se encargan de llevar algunos medicamentos hacia la barrera hematoenceflica. Tambin tenemos polimorfismos Farmacodinmicos.

PROTEINAS TRANSPORTADORAS.Ya hemos dicho que hay un grupo de protenas que actan como bombas de flujo (bombas de salida o bombas de entrada), que permiten la salida o entrada de un medicamento .Generalmente los frmacos son absorbidos mediante un proceso de tipo pasivo, de tal manera que estos transportes no tienen una gran significacin en la absorcin, pero cuando hay modificaciones importantes en estas protenas transportadoras para un grupo determinado de frmacos, si podremos tener un cambio en la intensidad de los efectos de algunos medicamentos.Tenemos entonces, algunas protenas transportadoras (protenas dependientes de ATP), que estn codificadas por una cantidad importante de genes. El ms estudiado de los transportadores ( por su gran importancia clnica) es una glicoprotena, que se conoce con el nombre de glicoprotena P, que se expresa en muchos tejidos, en los seres vivos en general y en las clulas cancergenas. Vamos a ver ejemplos de modificaciones de la glicoprotena P.

-La gran mayora de los frmacos se absorben y excretan pasivamente a travs de membranas lipdicas. -Otra forma de paso es mediante de protenas de dependientes de ATP (ATP-binding cassette *). -Ms de 500 genes codifican transportadores.-De los transportadores el ms estudiado es la glicoproteina P (Gp-P).(*) El trasportador est unido al ATP en dominio plasmtico de la protena. Ver figura siguiente.

TRANSPORTADORES-El papel de los transportadores en absorcin, distribucin y excrecin de los frmacos condiciona la cintica en el organismo humano. -La Glicoproteina P (Gp-P): Posee mitades homlogas, segmentos transmembrana, y sitio de enlace intracelular para el ATP. -Es bomba expulsora de txicos en lumen de yeyuno, leon y colon; afecta biodis-ponibilidad de digoxina, vimblastina, el talinolol y otros.

En el dibujo se observa la estructura de la glicoprotena P( son dos mitades prcticamente homlogas, estn unidas en la zona media). Es una bomba que acta en forma de expulsin, bomba de flujo de sustancias txicas que estn presentes en nuestro organismo. La glicoprotena P, se encuentra particularmente en el tracto digestivo( yeyuno, leon, clon). Esta glicoprotena tiene un rol fisiolgico importante en la excrecin de algunas sustancias que tienen una significacin perjudicial para los organismos vivientes y para el ser humano en particular. Sin embargo, no slo tiene ese rol; de modificar en cierto modo la intensidad del efecto de algunos medicamentos, ya que puede evitar que el medicamento se absorba en cantidades adecuadas en el tracto digestivo; sino que tambin tenemos la expresin de esta glicoprotena P en otros sitios: en las clulas cancergenas que son multiresistentes. Estas clulas cancergenas multiresistentes, se concocen con el nombre MDR(Multidrug resistance cells-Clulas Multiresistentes a Drogas). Esta se expresa en la membrana de algunas clulas cancerosas, funcionando como mecanismos defensivo para evitar que alguna sustancia externa la dae. Funciona con una altsima eficiencia, tan eficientes que estos cnceres o tumores, son resistentes a cualquier tipo de droga, es decir cualquier medicamento que nosotros administremos, va a ser ineficiente porque estas protenas empiezan a expresarse, se incrementan y empiezan a expulsar el medicamento fuera de ellas, de tal manera que la clula sigue viviendo, sigue creciendo, y aparecen las metstasis. Se comprende entonces que es un sitio importante para buscar agentes que puedan frenar esta protena P, pero desafortunadamente no tenemos los agentes suficientes para ejercer un efecto negativo sobre ella, y crear una sensibilidad de las clulas frente agentes que se disponen en la actualidad para tratar tumores.

-La P-gp, es responsable de resistencia a mltiples antineoplsicos, (MDR) pues existe en membranas de clulas cancerosas (MDRI/P-gp). La resistencia se produce porque expulsa el antitumoral desde las clulas neoplsicas. -La P-gp se expresa en los enterocitos del epitelio del tracto intestinal. Acta como barrera del intestino a los medicamentos y xenobiticos en general. La P-gp puede condicionar la biodisponibilidad de frmacos, ej: ciclosporina , digoxina, vimblastina, el talinolol, etc

Ya hemos dicho que la ubicacin importante sera en la clula tumoral y en las clulas intestinales, donde acta como barrera para que no se absorba cierta sustancia que haya sido administrada por la va oral. Esta glicoprotena va a afectar notablemente el paso a la sangre(biodisponibilidad) de diversos medicamentos, entre ellos la digoxina(cardiotnico, contrae fuertemente el msculo cardico), la vimblastina(agente antitumoral), el talinolol(bloqueador tipo , bastante emparentado con el propanolol) y la ciclosporina(inmunomodulador,prevencin de rechazo de transplantes).

El 2 tipo: protenas de las clulas neoplsicas que causan resistencia a los quimioterpicos (Multidrug Resitance-associated Protein, MRP). Clulas que muestran resistencia atribuible a los MDR. Este segundo tipo de protenas no se encuentra en todas las clulas neoplsicas, pueden estar en algunos tipos de tumores que son multiresistentes, tambin puede aparecer por mutaciones.**MRP=MDR, en la prctica tienen el mismo significado**

Un 3er grupo de transportadores participa en la absorcin de sustratos y frmacos al interior de las clulas. Por lo general actan acoplados a H+ o Na+ . Su actividad depende de su capacidad enlace a los sustratos y de gradientes electroqumicos a travs de las membranas celulares.Se describen:-OAT Transportadores para aniones orgnicos.-OATP Transportadores polipptidos para aniones orgnicos.-OCT Transportadores para cationes orgnicos.-PepT Transportadores peptdicos

Son sustratos para estos transportadores : la L-DOPA, captopril, aciclovir, cido valproico, cimetidina, verapamil, indometacina; metotrexato

Ahora nos vamos a referir principalmente a cierto grupo de clulas nerviosas que se conocen con el nombre se serotoninrgicas, que funcionan con serotonina(neurotransmisor del SNC). El transportador de serotonina, es el encargado de la recaptacin de serotonina. La serotonina, al igual que la noradrenalina, es liberada, y luego el organismo la recapta, para poder ser utilizada en el estmulo siguiente. De esta manera se ahorra la resntesis de estos neurotransmisores. Desde que se descubri el famoso Corsa c o fluoxetina, se le a dado extrema importancia a la serotonina en los procesos de depresin del SNC, la llamada depresin mayor (cuando nos referimos a depresin mayor, nos estamos refiriendo a un cuadro de tipo psiquitrico, no nos estamos refiriendo a una situacin momentnea, donde estamos con el nimo decado, eso es una depresin comn y corriente. La depresin mayor es una enfermedad importante porque la persona puede llegar al suicidio). La introduccin de este tipo de medicamentos(inhibidores del proceso de recaptacin de la serotonina), van a producir que la serotonina que se libere y se mantega por un tiempo ms largo y acte por ms tiempo, para as contribuir a eliminar los cuadros de la depresin.

-En la membrana presinptica de los axones hay protenas transportadoras El transportador de serotonina (5-HT) es clave vas serotoninrgicas.-Los antidepresivos tricclicos y ISRS (fluoxetina, sertralina, paroxetina, escitalopram) no son eficaces en porcentajes importantes de enfermos, lo que se ha atribuido a una menor existencia del transportador de serotonina.El transportador de serotonina 5h-T sirve para recaptar la serotonina.Hay una serie de factores de tipo gentico que pueden afectar el efecto de los antidepresivos, uno de los efectos que nosotros vamos a analizar es el que tiene que ver con el transportador de serotonina(pueden existir otras causas que modifiquen este transportador pero lo veremos en otra oportunidad), cuando se refiere al transportador de serotonina, aquellas personas que no responden por factores de tipo gentico, quiere decir que tienen pocos transportadores, de tal manera que por ms frmaco que le demos, nosotros no vamos a lograr un efecto de tipo beneficioso, esta es una causa por las cuales el medicamento puede fallar.Nosotros ya vimos la glicoprotena G, la importancia que tiene a nivel del tracto digestivo, vimos la importancia que tiene esta glicoprotena en los mecanismos de transporte de la clula multiresistente, y ahora vemos tambin otro sistema de transporte que puede estar afectado y que nos trae como consecuencia una falta de respuesta frente a frmacos que son extraordinariamente tiles que son capaces de corregir una enfermedad del SNC gravsima( depresin emocional)

**transportadores de recaptacin, recaptan el neurotransmisor al interior del axn**

METABOLISMO DE LOS FRMACOS, Metabolismos microsomales

FASE1 FASE 2

Nomenclatura de los citocromos P450

2C9*1*2Losgenesque codifican a las enzimas se designan CYPoCIP, el nmero indica la familia del gen. La letra, la subfamilia y el otro nmero el gen. Alelos: formas alternativas de un gen que se diferencian en su secuencia y que producen modificaciones de su funcin.

Familiaaia

AlelosSubfamilia

Enzima/gen

Les recuerdo, en estos mecanismos microsomales, hay una fase 1(principalmente oxidativa, en la que participa en citP450), en la cual participan la familia de los citocromos, y las reacciones de la fase 2, en la cual participan una serie de procesos enzimticos conjugativos. Quiero recordarles que los citocromos son una cantidad enorme de enzimas que se agrupan en familia, y se subdividen en subfamilia y tenemos el gen, que codifica las enzimas propias del citocromo, adems tenemos los alelos que son las variaciones que nosotros podemos encontrar y que trae como consecuencia cambios significativos en la velocidad metablica oxidativa de algunos frmacos.

Mecanismos de Metabolizacin de Frmacos

Reacciones de Fase I : -Citocromo P450 -Los CYP 3A4, 2D6 y 2C19 metabolizan >75% de todos los frmacos -Se conocen variaciones en familias 2D6 y 2C19

Reacciones de Fase II: -Conjugacin enzimtica - Actividad N-acetiltransferasa (NAT) y neurotoxicidad de isoniazida (INH) ,Alcohol deshidrogenasa, diferencias tnicaso raciales.

**ver grfico, figura3**En las reacciones de fase1 tenemos como ejemplo los citocromos de familia 3, subfamilia A, 2D6 y 2C19 que metabolizan ms del 75% de todos los frmacos. Las reacciones de fase2, corresponden a las reacciones de tipo enzimtico.

Aqu tenemos un ejemplo: CYP 2B6. La enzima representa entre un 3% y 6% del pool microsomal heptico. Debido a los polimorfismos, la cantidad heptica de la enzima pueden variar hasta 100 veces; por ejemplo. La variante allica ms comn (CYP2B6*6) tiene un 75% menos de la enzima. Aumentan efectos de bupropin(analgsico), ciclofosfamida(anticancergeno), propofol(anastsico general), tamoxifeno(anticancergeno), valproato(agente usado como antiepilctico), metadona(analgsico emparentado con la morfina).CYP 2B6*6, pertenece al fenotipo metabolizadores lentos.

La citocromo2B6, es una enzima que representa un porcentaje no muy alto de todo el pool microsomal heptico de tipo oxidativa, pero esto trae consecuencias graves, ya que se ha visto que la enzima puede variar en su actividad hasta 100 veces, de tal manera que tenemos un grupo de personas que carecen de enzimas, y va a provocar una permanencia del frmaco que no es oxidado con la velocidad normal, trayendo como consecuencia, un incremento de los efectos de varios frmacos.Lo importante es lo siguiente, en ciertas personas, si yo estoy administrando valproato por ejemplo, nos podemos encontrar con la sorpresa que esta persona va a reaccionar de forma muy intensa, porque el valproato administrado, se empieza a acumular en el organismo, porque no es oxidado adecuadamente. Lo mismo puede pasar con las personas con dolor de tipo crnico y le estamos dando metadona. Estas personas que carecen de estas enzimas, reciben el nombre de metabolizadores lentos, tambin se utiliza el trmino de pobres metabolizadores. Estos son ejemplos en los cuales el metabolismo oxidativo del frmaco est enlentecido enormemente por la carencia de la enzimas. La carencia de estas enzimas est dada por modificaciones de tipo gentico a nivel de los alelos.

METABOLISMO DE ACCIN CUMARNICOS

-La vitamina K es un cofactor de la -glutamil carboxilasa, que carboxila el cido glutmico de los factores II (protrombina), VII, IX y X, (se forma gamma carboxi-glutamato, Gla). El proceso se requiere para que esas protenas contribuyan a formar trombina. -La vitamina K se oxida en la -carboxilacin, para volver a actuar debe reducirse. La reduccin es mediada por una epxido-reductasa (VKORC1). Los cumarnicos al inhibir la enzima disminuyen la vitamina reducida y con ello los factores II, VII, IX y X.

Tenemos aqu el ejemplo de cmo acta la vitamina K, que es cofactor importante de un proceso de conjugacin, de carboxilacin de los residuos de ac. Glutmico. El proceso de carboxilacin es importante para la sntesis de una serie de factores de coagulacin(factor 2: protrombina, factor9:componente plamtico de la tromboplasmina, factor10: factor de Stuard). La sntesis de esta serie de factores dependen de la funcin que tiene la vitamina K. Durante este proceso de carboxilacin hay un cambio importante en las caractersticas de la vitK. **Esquema** : la vitK que est ah con un oxhidrilo, que est en forma reducida, pierde un hidrgeno y se oxida, ocurriendo as un proceso de oxidacin, como consecuencia de la funcin que tiene la enzima. Este cofactor se oxida y por lo tanto tiene que recuperarse para que la vitK, pueda actuar nuevamente, esto lo hace a travs de una reductasa, una epxidoreductasa. La epxidoreductasa lo que hace, es transformar ese oxgeno que tenemos ah, en oxhidrilo, OH, as reaparece la funcin de la vitK. La epxidoreductasa est determinada por genes, que si fallan va a haber una carencia funcional de la vitamina K, produciendo una protrombina ineficaz, factor VII y X ineficaz. Por lo tanto la coagulacin se va a alargar y va a haber tendencia a la hemorragia. Entonces, es muy importante determinar el factor gentico que podra estar afectando a las personas, porque nosotros podramos estar administrando unos medicamentos anticoagulantes orales( warfarina y acenocumarol) que compiten con la funcin de la vitamina K. Entonces podramos tener una falla gentica, que nos traera como consecuencia una reduccin de esa enzima, en este caso la epxidoreductasa, que es la responsable del paso de la vitK oxidada a la vitK reducida, provocando una respuesta intensa frente a frmacos anticoagulantes que conlleva a hermorragias importantes.

Ac tenemos otro citrocromo: CYP2C9. La enzima metaboliza a frmacos de margen teraputico estrecho. Aproximadamente entre 1 a 3% de la poblacin de raza blanca son metabolizadores lentos. Los alelos *2 y *3 se relacionan con disminucin de hasta 90% del metabolismo de algunos frmacos. En metabolizadores lentos hay mayor incidencia de hipoglicemia por hipoglicemiantes orales, de gastropatas por AINE y de sangrado por warfarina

Esta enzima metaboliza una cantidad muy significativa de algunos frmacos, que puede traer como consecuencia, cambios importantes en la respuesta frente a la warfarina. Ahora no tenemos modificaciones a la enzima, ahora es por un mecanismo distinto que se produce una modificacin en la duracin del efecto de la warfarina. Tambin podemos tener una respuesta mayor frente los agentes hipoglicemientes orales que utilizan los diabticos tipo 2, que si no se metaboliza correctamente, vamos a tener un aumento importante de hipoglicemiante en la sangre, provocando una hipoglicemia. De tal manera que aquellas personas que tienen cambios genticos que afectan CYP2CP, traer como consecuencia una lenta metabolizacin de ciertos frmacos que potencialmente son txicos, entre los cuales quiero destacar la warfarina y los hipoglicemiantes orales, igualmente puede afectarse el estmago por la gastropata que producen diversos aines(aspirinas).

CYP2C19. El gen de la isoenzima 2C19 ha sido objeto de mucha investigacin farmacogentica no slo por tener entre sus sustratos agentes tan importantes como los inhibidores de la bomba de protones (IBP), el antiagregante plaquetario clopidogrel y algunos antidepresivos de primera lnea, sino porque existen grandes diferencias en las frecuencias de metabolizadores lentos .

OMEPRAZOL, CLOPIDOGRELLas enzimas que intervienen en el metabolismo del omeprazol(inhibidor de la bomba de protones) dependen del citocromo P450 2C19. La eficacia teraputica en metabolizadores lentos se logra con 20 mg de omeprazol dos veces al da. Los metabolizadores rpidos requieren 80 mg dos veces al da. El los metabolizadores lentos muestran menor efecto a clopidogrel, porque este debe activarse por la enzima 2C19. Otros ejemplos se relacionan con estos 2 agentes, el omeprazol(inhibidos de la bomba de protones para la disminucin de ac. Clorhdrico) y el clopidogrel(agente anticoagulante), y se relacionan con el CYP2C19. El omeprazol para aquellas personas que son metabolizadores lentos podemos administrar dosis bajas (20mg, 2 veces al da) y obtener un buen resultado, en cambio, en los metabolizadores rpidos necesitan dosis de 80 mg 2 veces al da. Esta misma situacin puede ocurrir con el agente clopidogrel

El efecto farmacolgico de los polimorfismos CYP2D6 ha sido explorado para un amplio nmero de frmacos. La genotipificacin predictiva CYP2D6 podra ser benfica entre 30% y 40% de los frmacos (algunos estudios clnicosen marcha). Son substratos: Bloqueadores beta (Metoprolol Carvedilol, Timolol, Atenolol); Antiarrtmicos de clase I (Flecainida, Lidocana, Propafenona); Antidepresivos tricclicos (Todo el grupo); SSRI : (Fluoxetina, Paroxetina); Opioides (Codena, Tramadol); Antipsicticos. (Haloperidol, Risperidona); Ondansetron, Mianserina, Anfetaminas, Clorfenamina, Metoclopramida, Tamoxifeno, Vincristina.

CANALES INICOSLas mutaciones en los genes que codifican las subunidades proteicas de los canales inicos de Na, K, Ca y Cl, son causas de diversas patologas: cuadros de epilepsia, miotona, hipertermia maligna, arritmias, etc. Ello debido a que se puede estar aumentando o inhibiendo una determinada funcin celular.Los canales permiten el flujo de iones , a una velocidad muy superior a la de cualquier otro sistema biolgico. El flujo se realiza con una gran selectividad, pues por ej, los canales de K son, al menos, 10.000 veces ms permeables para el K que para el Na.

-La restriccin de Na puede estar o no acompaada de una disminucin de los valores de la presin arterial. -Mutaciones y deleciones afectan la porcin carboxi-terminal de las subunidades y gamma del canal de Na.- Cambios genticos que aumentan la actividad de los canales, llevan a una reabsorcin excesiva de Na. -La menor actividad conlleva una prdida de sales.

Hay personas en las cuales la restriccin de el sodio va acompaada de cambios significativos en la presin arterial. Pero puede haber mutaciones importantes en las protenas que transportan sodio por lo tanto, si hay un cambio gentico que aumenta la actividad de estos canales, va a traer como consecuencia una excesiva reabsorcin de sodio, respondiendo con una hipertensin arterial. Esto explica porque existen personas que responden adecuadamente frente una disminucin del consumo de sal y otras no. Si estn aumentados los procesos de absorcin, la tendencia es a acumular sal en el organismo, obtener un exceso de lquido en los organismo que trae como consecuencia hipertensin y sobrecarga vascular significativa.

-El gen que codifica el receptor 2-adrenrgico. -El receptor acta acoplado a una protenas G como transductor. -El estmulo 2 produce broncodilatacin.-Existen 5 polimorfismos que afectan al receptor.

El receptor B2 que est acomplado a protena G. El estmulo B2 produce una relajacin de el msculo liso. Sin embargo, la protena receptora no es idntica en todos los sujetos, hay personas que tienen una modificacin importante en las caractersticas de esta protena, esto significa entonces que existe polimorfismo en el receptor, el receptor va a cambiar su sensibilidad, y como consecuencia de ello, vamos a tener la situacin sealada ac: La respuesta a albuterol(agonista de tipo beta utilizado en el paciente asmtico), es 6,5 veces ms baja en pacientes en los que la Arg (aminocido No 16 del receptor es reemplazada por Gli). El receptor tiene una serie de constituyentes aminoacdicos, de tal manera que cuando hay un cambio en este animocido se produce un cambio significativo en la capacidad de respuesta, respuesta mucho ms baja. El efecto se midi mediante volumen espiratorio forzado en 1 segundo , (FEV1). En ambos casos las [c] plasmticas del albuterol eran similares. Los 2 grupos de pacientes, uno tena un receptor con respuesta normal, y el otro en el cual hay resistencia, y se vi que en el grupo de personas en las cuales hay un polimorfismo importante, vamos a tener una carencia de y efecto y vamos a necesitar unas dosis mucho ms altas de frmaco, que en este caso es el albuterol