Фармакогенетические исследования для лечения гипертонической болезни

1. Кафедра молекулярной фармакологии и радиобиологии МБФ Фармакогенетические исследования для лечения гипертонической болезни Карева Е.Н. 2010

2. Гипертония затрагивает ~ 37-55 % взрослого населения в Европе. 1 миллиард человек во всем мире. • ГБ является главным сердечно-сосудистым фактором риска инсульта, болезни коронарных артерий, остановки сердца и терминальной стадии ХПН

3. целевые уровни АД достигаются не более чем у 30% больных АГ, получающих антигипертензивную терапию. Причины: • Комплаентность; • организация здравоохранения; • индивидуальные особенности организма, определяющие фармакокинетику и фармакодинамику АГП у конкретного больного.

4. Помимо таких очевидных причин, как сопутствующие заболевания или лекарственные взаимодействия, эти отклонения могут быть детерминированы полиморфизмом генов, продукты которых являются мишенями для лекарства или участвуют в его метаболизме, соматическими мутациями, деметилированием или метилированием промоторов "молчащих" генов и др.

5. данные о семейных формах ГБ -следовательно существуют генетические детерминанты контроля за кровяным давлением и гипертонии.

6. При изучении причин индивидуальной неэффективности в среднем эффективных препаратов используют два основных подхода: 1) исследование полиморфизма генов-кандидатов в геноме и влияния последних на фармакокинетику и фармакодинамику 2) измерение изменения транскрипции генов (по возможности непредвзятого списка всех аннотированных генов) при использовании данного лекарства или данного метода лечения.

7. выборка наиболее информативных для ГБ генов. • Доказанное участие - ангиотензин, эндотелины, вазопрессин, брадикинин, альдостерон, простагландины, натрийуретический фактор, адреналин и др.(+. их рецепторы, ферменты синтеза, деградации и секреции, передача сигнала от их рецепторов к исполнительным механизмам, ионные насосы и др. Т.н. молекулярно-биологический список. 75-150 генов.

8. Отдельно по каждому классу лекарств составляют список генов-кандидатов, обеспечивающих процессинг лекарства, его транспортировку и деградацию и/или выведение. Для каждого класса лекарств таких генов 5-10, а всего для АГП набирается 30-40 генов. Это фармацевтический список, так называемые предвзятые (supervised, biased) списки.

9. Непредвзятые списки (nonbiased) • при сравнения экспрессии всех генов в норме и при АГ для каждого органа или ткани и могут включать дополнительные гены (избыточный список генов)для человека они практически ограничиваются только анализом активности генов в клетках крови, активность которых меняется из-за изменения активности генов, непосредственно реагирующих на стимул (например, на лекарство или бессолевую диету). Такие избыточные списки включают обычно 1500-3000 генов.

11. Из 75-150 генов-кандидатов, экспрессия которых определяет гомеостаз АД, только для 12-15 генов частота выявления функционального полиморфизма превышает уровень 2-5% для минорного аллеля (уровень значимый в практической медицине). Ни один из этих часто встречающихся полиморфизмов не коррелирует с АГ и встречается одинаково часто как в популяции людей с нормальным АД, так и в популяции лиц с АГ .Причина: метод. ошибки, либо отсутствие в современной модели гомеостаза АД существенных элементов

12. индукция транскрипции генов с помощью солевой диеты у крыс с нормальным АД и крыс со спонтанной АГ • выявлено 2470 и 1560 генов, изменявших свою транскрипцию в сравниваемых группах конгенных крыс в ответ на изменение солевой диеты, сопровождающееся изменением АД. • ни один из них не входит в список 75-150 генов-кандидатов, определяющих гомеостаз АД.

13. Это, вероятно, свидетельствует о том, что даже основные гены, продукты которых несомненно участвуют в процессах регуляции АД, еще не до конца выявлены. • АПФ2 (он же рецептор вируса атипичной пневмонии) субстрат ангиотензин I, desArg брадикинин и ангиотензин II, - суммарный эффект в противоположность действию АПФ, сводится к снижению АД [Danilczyk U . 2003]. • Недооцененными оказались гены факторов транскрипции и факторов, обеспечивающих межклеточную коммуникацию, их рецепторов, металлопротеиназ и сериновых протеаз. Именно эти гены изменяют экспрессию в ответ на солевую диету или применение диуретиков в экспериментах на животных.   • У трансгенных мышей, не имевших активного гена урокиназы, АД неожиданно оказалось сниженным. Находка, которая может привести к открытию неизвестного еще механизма регуляции АД, возможно, связанному со способностью тканевого активатора плазминогена расщеплять NMDA-рецептор.

14. После скрининга генов-кандидатов на непосредственное участие в регуляции АД следует ожидать смещения интереса исследователей от исполнительных механизмов к регуляторным. Новыми мишенями, вероятно, станут ферментные системы метаболизма триптофана, определяющие синтез серотонина, мелатонина, глицина, глутаминовой кислоты и кинуреновой кислоты (кинурената) и связанных с ними рецепторов - никотиновых, серотониновых и глутаматных.

15. Фармакогенетика призвана решить три основные задачи • поиск оптимального препарата для конкретного пациента, • определение его дозы и • оптимизация побочных эффектов путем анализа индивидуального набора генов, участвующих как в реализации механизма действия лекарств, так и в их метаболизме.

16. Транскриптом клеток крови. H.Сhon и соавт. [2004] и Timofeeva AV, (2006 ); • Основная задача, которая решалась в этих работах, не связана напрямую с проблемой персонализации лечения, а скорее с вопросом, в какой степени изменения в экспрессии генов в лейкоцитах периферической крови больных АГ являются обратимыми в результате лечения, а также могут ли такие изменения служить маркерами заболевания и средством мониторирования хода лечения болезни.

17. Каким образом транскриптом клеток крови может быть связан с АГ? Гемодинамическое воздействие повышенного АД на сосудистую стенку запускает внутриклеточные сигнальные пути, в норме предназначенные для проведения сигналов от рецепторов ростовых факторов. В результате активируются такие клеточные реакции, как воспаление, пролиферация и апоптоз. Аналогичные изменения в ответ на механические стимулы происходят не только в сосудистой стенке, но и в клетках крови, что приводит к активации лейкоцитов

18. какова бы ни была причина возникновения АГ, ее наличие всегда коррелирует с возникновением и усугублением структурных изменений сосудистой стенки - атерогенезом, который в свою очередь, замыкая петлю обратной связи, становится независимым от первичной причины источником развития АГ.

19. Одной из причин возникновения структурных изменений сосудов при АГ является воспалительная инфильтрация сосудистой стенки активированными клетками крови - снижение эластических свойств сосудов - ускорение атерогенеза - активация свертывающей системы - увеличение риска сердечно-сосудистых осложнений у больных АГ.

20. Хотя лейкоциты и не могут сами по себе быть ответственными за развитие АГ, но изменение их транскриптома может служить, с одной стороны, показателем эффективности лекарственной терапии, а с другой - ее объектом, так как целью терапии должно быть не только снижение АД, но и восстановление нормального, не "воспаленного" статуса лимфоцитов периферической крови.

21. применен метод транскрипционных матриц, (нескольких тысяч генов одновременно). Обе работы пилотные (с числом пациентов не более 7) отмечено изменение активности 680 генов. После лечения ингибиторами АПФ (3 человека) или бета-блокаторами (3 человека) уровень экспрессии почти всех генов нормализовался. Авторы отметили сходство изменений в экспрессии генов с таковыми при атеросклерозе. H.Chon, 2004

22. А.В.Тимофеева и соавт. (2007) • обнаружено, что у больных АГ около 80 генов (из 2500 исследованных) с достоверно измененной транскрипцией, т.е. примерно та же доля (около 3%), что и H.Chon и соавт. [2004].

24. по сравнению с нормой активность системы генов, ответственных за апоптоз, воспалительный ответ, пролиферацию, внутриклеточный транспорт, клеточный стресс, поддержание окислительно-восстановительного равновесия в клетке, увеличена. • Прoтивоположно направлено изменение экспрессии внутри пар генов хемокиновых рецепторов CXCR4 и CX3CR1 и фосфатаз PAC-1 и PYST-1, что может свидетельствовать об ослаблении процессов дифференцировки поступающих в кровь незрелых клеток и усилении воспалительных процессов и апоптоза.

25. усиление экспрессии генов, вовлеченных в воспалительный ответ. ген CAGC, продукт - связывающий кальций белок S100А12 - непосредственно вызывает активацию эндотелиальных клеток, моноцитов и лимфоцитов, что увеличивает продукцию ими провоспалительных цитокинов (IL-1b, TNF-альфа) и молекул адгезии. Усиление экспрессии генов рецепторов хемокинов CX3CR1. В отличие от других хемокиновых рецепторов связь CX3CR1 со своим лигандом осуществляется без участия интегринов, что обеспечивает захват лейкоцитов сосудистой стенкой даже при высоких скоростях кровотока. У больных АГ увеличение экспрессии в лейкоцитах CX3CR1 может обеспечивать усиленную адгезию к эндотелию и миграцию в сосудистую стенку естественных киллеров и цитотоксических Т-лимфоцитов, что является одним из ключевых механизмов повреждения сосудистой стенки при АГ.

26. пролиферация, дифференцировка и апоптоз - МАР-киназы. У больных АГ - усиление экспрессии PYST-1 - ингибирование активности МАР-киназ ERK1/2 (MAPK1, MAPK3), отвечающих за проведение сигналов от рецепторов ростовых факторов, стимулирующих пролиферацию и дифференцировку клеток. Уровень экспрессии РАС-1 – снижен - усиление активности МАР-киназ JNK/SAPK и p38, которые активируются стрессом и контролируют продукцию провоспалительных цитокинов и вступление клетки в апоптоз. смещение баланса внутриклеточных сигнальных каскадов - изменение поведения клетки, может лежать в основе процессов, ответственных за поражение органов-мишеней при АГ. Усиление экспрессии генов, кодирующих ферменты апоптотического каскада (каспазы 2, 4, и 8, белок р53 и др.) усиление апоптоза в лейкоцитах при АГ.

27. изучение транскриптома клеток крови при ГБ полезно для мониторирования течения болезни. Может быть выбран ограниченный набор генов, наиболее информативных для такого мониторирования. Для этого требуются дополнительные исследования с более тщательным подбором больных и более широким выбором средств лечения.   

28. Среди "кандидатных" генов, которые могут выступать в качестве регуляторов индивидуального ответа на прием ингибиторов АПФ, а также антагонистов рецепторов к ангиотензину II (АТII), изучались и изучаются • I/D-полиморфизм гена АПФ, • ряд структурных полиморфизмов гена ангиотензиногена (АТГ), • А1166С-полиморфизм гена рецептора 1-го типа к АТII (АТ1Р) • Рецепторы к витамину Д, • PPAR – рецепторы и др.

29. Эффекты АТII через АТ1 рецепторы ↑-реабсорбции Na+, сужение артериол ↑-вазопрессина, ↑-симп. передачи, ↑- жажды ↑-альдостерона, ↑-КА Сердце Вазо- констрикция, гипертрофия ↑-сократимости, гипертрофия ЛЖ,

30. angiotensin I converting enzyme (peptidyl-dipeptidase A) 1

31. I/D-полиморфизм гена АПФ • НЕТ связи между аллелем D гена АПФ и эффектом иАПФ, • Генотип АПФ не оказывал влияния и на эффект селективных БАБ (атенолол), а также БКК (нифедипин). • Есть связь с действием иАПФ на гипертрофию левого желудочка, • диастолическую функцию левого желудочка, • протеинурию. • Кашель (D)

32. Angiotensinogen (serpin peptidase inhibitor, clade A, member 8)

33. полиморфизмы гена ангиотензиногена (АТГ), • полиморфизм по 235-й позиции (аллель Т) ассоциирован с более значительным снижением АД при лечении ингибиторами АПФ 125 больных ГБ (Hingorani A,1995) • результаты не подтверждены другими исследователями ни в отношении ингибиторов АПФ, ни в отношении эффективности b-блокаторов и кальциевых антагонистов.

34. angiotensin II receptor, type 1

35. А1166С-полиморфизм гена рецептора 1-го типа к АТII (АТ1Р). • Отсутствии связи межу А1166С-полиморфизмом и АГ, равно как и ответ на терапию иАПФ. • В то же время ряд данных свидетельствует о том, что наличие мутантного аллеля С сопряжено с различным ответом органов-мишеней, в частности сосудистой стенки, на терапию ингибиторами АПФ (Benetos A, 1996)

36. Елисеева М.Р., 2006 • изучение распространенности I/D полиморфизма гена АПФ, • 4a/4b полиморфизма гена eNOS, • A1166C полиморфизма гена AT1R, связи полиморфных маркеров с ремоделированием ССС и эффектами терапии при эссенциальной гипертонии (ЭГ).

37. Группы больных с учетом монотерапиираспредилилсь следующим образом: • – Эналаприл – 58 пациентов. Начальная доза – 5 мг/сут., максимальная – 40 мг/сут. • – Небиволол –50 пациентов. Начальная доза–5 мг/сут., максимальная – 10 мг/сут. • – Эпросартан –37 пациентов. Начальная доза – 600 мг/сут., максимальная – 1200 мг/сут.

38. У больных ЭГ, накопление промежуточного ID-генотипа у здоровых превалирование II-генотипа с достоверно большей частотой I_аллеля.

39. Лечение эналаприлом 12 недель. Начальная доза – 5 мг/сут., максимальная – 40 мг/сут. Микроальбуминурия, Масса левого желудочка, Комплекс интима-медиа каротидных артерий

40. СС-генотип встречался только среди больных.

41. nitric oxide synthase 3 (endothelial cell)

43. проведенный анализ показал наличие определенных ассоциаций между носительством “негативных” генотипов и аллелей генов АПФ, eNOS, AT1R с выраженностью ГЛЖ и структурно-функциональным ремоделированием сосудистого русла при ЭГ.

44. Кашель (эналаприл) - DD-генотипа гена АПФ, • Лучший гипотензивный эффект эналаприла при носительстве I-аллеля гена АПФ. • нормализующее влияние на ГЛЖ и структурно-функциональное ремоделирование сосудов в процессе терапии эналаприлом, небивололом и эпросартом сопряжено с носительством I-аллеля гена АПФ, 4b/4b-гомозиготным состоянием гена eNOS, AA-гомозиготным состоянием гена AT1R. • С наличием С-аллеля гена AT1R и 4a-аллеля гена eNOS связана резистентность патологического ремоделирования сосудов к проводимой монотерапии небивололом и эпросартаном.

45. В последние десятилетия в экспериментальных и клинических работах зарубежных авторов выявлено влияние системы витамина D на работу РААС, а так же возможная протективная роль витамина D при различных ССЗ, в частности при АГ

46. Клинические и эпидемиологические исследования выявили обратные взаимоотношения между концентрацией витамина D и уровнем АД и/или активностью ренина плазмы у лиц с нормальным АД и у пациентов с АГ

47. vitamin D (1,25- dihydroxyvitamin D3) receptor

48. Наиболее значимые полиморфизмы гена VDR, участвующие в развитии заболеваний: Bsm I, Fok I, Taq I [Uitterlinden A.G., 2004; Bid H.K., 2005]. Во многих исследованиях была установлена связь полиморфизма гена VDR с такими заболеваниями, как сахарный диабет, остеопороз, уролитиаз, псориаз, почечная остеодистрофия, различные новообразования, заболеваниями пародонта, а также различные ССЗ [ Holick M.F., 2006].

49. Кукес В.Г., 2009;

50. у пациентов с FF- и Ff-генотипами начало заболевания регистрируется в более раннем возрасте, по сравнению с носителями ff-генотипа. Кукес В.Г., 2009;