FIGURA 1 ESQUEMA DE LA INTERACCION DE CUATRO CAMINOS DE SEÑALIZACION INTRACELULAR QUE CONVERGEN EN LA ACTIVACION DE LA EXPRESION DE GENES Ele men tos de res pues tas (RE) a di - fe ren tes es tí mu los. Re gión re gu la - to ria del gen que se es ti mu la an te la unión de pro teí nas es pe cí fi cas Se ob ser van cua tro fa mi lias de re cep to res di fe ren tes: Los re cep to res a glu co cor ti coi des que se ubi can en el ci to plas ma ce lu lar [exis ten dos ti pos di fe ren tes: mi ne ra lo cor - ti coi des (MR) y glu cor ti coi des (GC)] que in te rac cio nan con pro teí nas de stress tér mi co (HSP-90) pa ra ac ti var se y trans lo car se al nú cleo, en don de ac túan so bre se cuen - cias re gu la to rias de ge nes que res pon den a hor mo nas (HRE); los re cep to res de mem bra na b-adre nér gi cos (bAR) que ac ti van a la Ade ni la to Ci cla sa (AC) a tra vés de pro - teí nas G, a su vez, la AC sin te ti za el AMP cí cli co (AMPc) y és te ac ti va la Pro teí na Ki na sa A (PKA) que se tras lo ca al nú cleo y es ti mu la la sín te sis del gen c-fos me dian te la ac ti va ción de la pro teí na CREB; los re cep to res a Glu ta ma to (Glu): me ta bo tró pi cos (mGluR) que ac ti van la en zi ma Cal cio Cal mo du li na Ki na sa II (CaM K II ) vía la fos fo li - pa sa C (PLCb) o los ió ni cos (NM DAR o AM PAR) que ac ti van la CaM y fi nal men te to dos re sul tan en la ac ti va ción de CaM K IV que se tras lo ca al nú cleo y es ti mu la la sín - te sis del gen c-fos me dian te la ac ti va ción de la pro teí na CREB. Por úl ti mo, los re cep to res (RTK) a neu ro tro fi nas co mo el fac tor neu ro tró fi co de ri va do del ce re bro (BDNF) que vía la ac ti va ción de va rias pro teí nas ki na sas (Ras, Raf y MAPK) ac ti van a MAPK 1,2 que se tras lo ca al nú cleo y es ti mu la la sín te sis del dí me ro AP-1 y P91. ce lu lar re gu lan do la ex pre sión de ge nes. Es de cir que la trans duc - ción de se ña les mo du la los ni ve les de trans crip ción de los ge nes, los cua les de ter mi nan la di fe ren cia ción y el es ta do ce lu lar. Pa ra cual quier ti po ce lu lar, la re gu la ción de la ex pre sión de ge nes por se ña les ex tra ce lu la res es un me ca nis mo fun da men tal en el de - sa rro llo, ho meos ta sis y adap ta ción al me dio. Exis ten dos re gio nes en un gen que re gu lan su ex pre sión: la re gión pro mo to ra y la re gión es - truc tu ral. La re gión pro mo to ra re gu la la can ti dad y el tiem po en el que se sin te ti za rá el ARN men sa je ro y la re gión es truc tu ral de ter mi - na la in for ma ción que lle va rá es te ARN men sa je ro. El ori gen de mu chas en fer me da des hu ma nas co mo el cán cer, la dia - be tes y los de sór de nes neu ro ló gi cos de be bus car se en el mal fun cio - na mien to de los com po nen tes de se ña li za ción ce lu lar. La far ma co - te ra pia ha de sa rro lla do fár ma cos que tie nen co mo blan co aque llas mo lé cu las al te ra das en un es ta do pa to ló gi co. Ge ne ral men te es tas mo lé cu las for man par te de di fe ren tes vías de se ña li za ción. Sin em - bar go, a ni vel po bla cio nal las mo lé cu las par ti ci pan tes en las vías de se ña li za ción pre sen tan va rias iso for mas po si bles. Es de cir que un gen pue de en con trar se al ta men te con ser va do (con po cas va rian tes ge né ti cas) o pue de pre sen tar un al to gra do de po li mor fis mo (mu chas va rian tes ge né ti cas). Las va ria cio nes ge né ti cas que ocu rren en un por cen ta je ma yor al 1% en la po bla ción, se lla man po li mor fis mo. Aun que las de le cio nes (pér di das de una o más ba ses nu cleo tí di cas) e in ser cio nes en la se - cuen cia de ADN son po co fre cuen tes, exis te un po li mor fis mo ba sa - do en la sus ti tu ción de nu cleó ti dos sim ples (SNPs). Es te ti po de po - li mor fis mo se da en la po bla ción de ma ne ra muy fre cuen te. Los SNPs pue den ocu rrir en re gio nes co di fi can tes o no co di fi can tes de un gen. Sin em bar go, no to das las sus ti tu cio nes de nu cleó ti dos en el ADN re pre sen ta un cam bio de ami noá ci dos en la ca de na pro tei ca ya que, exis te una de ge ne ra ción en el có di go ge né ti co. Las sus ti tu - cio nes que no re pre sen tan un cam bio en los ami noá ci dos se de no - mi nan con ser va ti vas o si nó ni mos de SNPs (cSNPs), a su vez, las que cam bian la se cuen cia de ami noá ci dos se lla man no con ser va ti vas. La far ma co ge no mia es la uti li za ción de la in for ma ción ge né ti ca de un in di vi duo (con he rra mien tas ba sa das en el diag nós ti co del ADN) pa ra es tu diar el efec to de una dro ga y con ello po der pre de cir la res - pues ta (te ra péu ti ca o de even tos ad ver sos) del pa cien te al tra ta - mien to con esa dro ga. Es co no ci do que los in di vi duos no res pon den de ma ne ra si mi lar a un mis mo tra ta mien to. Es ta va ria ción en la res - pues ta es, en par te, de bi da a las pe que ñas di fe ren cias que exis ten en tre los in di vi duos con res pec to a su com po si ción ge né ti ca. Ideal - 18 // PSICOFARMACOLOGÍA
men te se po dría pen sar que la far ma co ge no mia se ría de gran va lor en me di ci na con el de sa rro llo de dro gas efec ti vas adap ta das a los sín to mas in di vi dua les co mo con se cuen cia del em pleo de he rra mien - tas de diag nós ti co ge né ti co. Un pro ce so far ma co ge nó mi co (Fi gu ra 2) co mien za con un buen en - ten di mien to del me ca nis mo de ac ción de la dro ga a ni vel mo le cu lar o ce lu lar en cues tión y en el pro gre so pa ra iden ti fi car los ge nes can - di da tos que se pue dan in vo lu crar en es te me ca nis mo de ac ción (o bien en los fac to res de ries go pa ra una en fer me dad) iden ti fi can do las va rian tes ge né ti cas, y de ter mi nan do la aso cia ción de las va rian - tes ge né ti cas con los ha llaz gos a ni vel clí ni co. Con el de sa rro llo de nue vas téc ni cas de bio lo gía mo le cu lar y ce lu lar se han de sa rro lla do po de ro sas he rra mien tas far ma co ge né ti cas. Téc ni cas Far ma co ge né ti cas Exis ten en la ac tua li dad va rias téc ni cas que pue den ser usa das pa - ra la de tec ción de se cuen cias de ARN o ADN con el pro pó si to de rea li zar tests far ma co ge né ti cos. Den tro de los mé to dos de ob ten ción de ADN se en cuen tran: Reac ción en Ca de na de la Po li me ra sa (PCR) que per mi te ob te ner gran des can ti da des del mis mo frag men to de ADN en un cor to tiem po; es un buen mé to do pa ra la de tec ción de mu ta cio nes, o pa ra de tec tar po li mor fis mos de nu cleó ti dos sim ples (SNPs). Exis te una ver sión de la PCR que pue de uti li zar se de ma ne - ra cuan ti ta ti va, es ta mo di fi ca ción se lla ma RT-PCR y se tra ba ja con ARN men sa je ro. En la ta bla 1 se re su men al gu nas de las téc ni cas uti li za das en far ma co ge né ti ca en la ac tua li dad. To das es tas téc ni cas es tán sien do em plea das pa ra aná li sis de mar ca - do res ge né ti cos. Al gu nos de es tos mé to dos son por sí so los po de ro - sos, co mo por ejem plo cuan do se ana li zan los po li mor fis mos exis ten - tes en frag men tos de di fe ren te lon gi tud ob te ni dos con en zi mas de FI GU RA 2 TABLA 1 EJEMPLOS DE LAS TECNICAS PARA DETECCION CLINICA DE MARCADORES GENETICOS TECNOLOGIA Secuenciación del ADN Métodos correlacionados basados en la hibridización: amplificación del blanco Mé to dos ba sa dos en la hi - bri di za ción: am pli fi ca ción de la se ñal Microarray Análisis conformacional y de restricción Extensión de una base simple MARCADORES GENETICOS CARACTERISTICAS Secuencias, mutaciones, SNPs, deleciones, inserciones Secuencias, mutaciones, SNPs, mRNA Secuencias, mutaciones, SNPs, mRNA SNPs, análisis de SBH, Patrones de los niveles de expresión del ARNm Detección y confirmación de polimorfismos Detección y confirmación de polimorfismo de un nucléotido simple (SNP) Es un mé to do de gran uti li dad pa ra las mu ta cio nes ge né ti cas, es un mé to do no cuan ti ta ti vo. Co pia do se cuen cial de una se cuen cia blan co se gui da por la ge ne ra ción de una se ñal en pre sen cia del blan co ini cial. Al ta sen si bi li dad y es pe ci fi ci dad. Pue de uti li - zar se pa ra cuan ti fi ca ción. La reac ción en ca de na de la po li me ra sa (PCR) es el mé to - do más uti li za do. Am pli fi ca ción de la se ñal ga ti lla do por un even to de unión. Par ti cu lar men te útil pa ra la cuan ti fi ca ción. Es me nos sen si ble que el de am pli fi ca ción del blan co. Util pa ra apli ca cio nes de eva lua ción. Su cep ti ble a al tos ni ve les de mul ti com pe ji - dad. Aná li sis cua li y cuan ti ta ti vo. Útil pa ra la bús que da de pa tro nes de se cuen cias. Pri me ra men te usa do pa ra de tec ción de mu ta cio nes. Ac tual men te uti li za dos pa ra RFLP y pa ra SSCP. Adap ta ble a un for ma to ge né ri co. Con ca - pa ci dad de al to ni vel de aná li sis. Abre via cio nes. RFLP: Frag men tos de res tric ción po li mór fi cos de di fe ren te lon gi - tud, SBH: se cuen cia ción por hi bri di za ción; SNP: Po li mor fis mos de nu cléo ti dos sim ples; SSCP: Po li mor fis mos con for ma cio nal de sim ple ca de na; VNTR: Tan - dems en re pe ti ción de nú me ro va ria ble. EL PROCESO FARMACOGENOMICO SE PUEDE ENTENDER TANTO DESDE EL ASPEC- TO PROCEDURAL COMO DESDE EL ASPECTO CONCEPTUAL MECANISMO DE ACCION DE LA DROGA Identificar cómo "trabaja" una droga, incluyendo su perfil de unión y la disponibilidad de la droga. BLANCO Identificar los productos de los genes implicados en el mecanismo de acción de la droga (por ejemplo: receptores, neurotransmisores, enzimas metabólicas). GENES CANDIDATOS Identificar los genes que codifican para los productos del gen involucrado o los que han sido asociados con la enfermedad (factores de riesgo). VARIANTES GENETICAS Identificar variantes funcionales y no funcionales de los genes candidatos. ENSAYOS CLINICOS Estudio posterior de la relación existente entre las variantes genéticas posibles y la respuesta a la droga o al metabolismo de la droga. ANALISIS DE ASOCIACION Análisis de relación entre las variantes genéticas y el rasgo seleccionado para su significancia estadística. ENSAYOS CLINICOS Desarrollo de estudios basados en una hipótesis a priori con pacientes seleccionados de una población estratificada por su genotipo. Consideraciones de diseño, control contra placebo, dosis, administración de la droga, acople en una base de datos clínica El me ca nis mo de ac ción de una dro ga es de ter mi na do y son iden ti fi ca dos los ge - nes in vo lu cra dos en es te me ca nis mo de ac ción. Se iden ti fi can las va rian tes gé - ni cas y se aso cian con los es tu dios clí ni cos de res pues tas a esa dro ga. res tric ción (RFLP) y PCR ale lo es pe cí fi co, mien tras que otros son ca pa ces de una al ta au to ma ti za ción co mo DNA mi croa rray y SNPs. Es tos mé to dos de eva lua ción ge né ti ca per mi ti rán iden ti fi car un gran nú me ro de ge nes nue vos y a su vez los ni ve les de po li mor fis mos de di chos ge nes den tro de una po bla ción. Se han iden ti fi ca do un gran nú me ro de di fe ren tes per fi les de ex pre sión de ge nes en el ce re bro de hu ma nos. Es to de mues tra cla ra men te el po der de los mé to dos de DNA arrays en es te ti po de aná li sis. La apli ca ción de es tu dios pro teó - mi cos co men za rá a au men tar co mo un im por tan te mé to do de pre dic - ción de las fun cio nes pro tei cas a par tir de su se cuen cia de ADN. La far ma co ge no mia de la es qui zo fre nia La im por tan cia de las in ves ti ga cio nes far ma co ge né ti cas es tá ba sa da en la con si de ra ble va ria ción que exis te en tre los pa cien tes es qui zo - fré ni cos en la res pues ta clí ni ca a un tra ta mien to con an tip si có ti cos en ge ne ral y a la clo za pi na en par ti cu lar. Aun que muy po cos pa cien - tes no ex pe ri men tan nin gún be ne fi cio te ra péu ti co cuan do se los tra - ta con un an tip si có ti co, exis ten po cas ex pe rien cias de res pues ta ple - na, es de cir la re mo ción de to da la sin to ma to lo gía de la en fer me dad. Se ha de mos tra do que la clo za pi na tie ne efec to te ra péu ti co en al gu - nos pa cien tes (en tre el 30-40%) con es ca sa res pues ta a otros an tip - si có ti cos. Sin em bar go, ex pe rien cias clí ni cas con otros an tip si có ti - cos atí pi cos su gie ren que una res pues ta fa vo ra ble a un agen te no ne ce sa ria men te pre di ce una res pues ta fa vo ra ble a otros. Los es tu dios far ma co ge nó mi cos con res pec to a la es qui zo fre nia has - ta la ac tua li dad se han de sa rro lla do con res pec to a la clo za pi na, ana li zán do se los ge nes que in ter vie nen en los sis te mas do pa mi nér - gi cos y se ro to nér gi cos. Se han ana li za dos los ge nes que co di fi can pa ra los re cep to res do pa mi nér gi cos D 2 ,D 3 y D 4 que se sim bo li zan co mo DRD 2 , DRD 3 y DRD 4 . Es tos es tu dios co men za ron con la iden - ti fi ca ción de las va rian tes ge né ti cas po si bles que po drían es tar re la - cio na das con el me ca nis mo de ac ción de la clo za pi na y/o la fi sio - patolo gía de la es qui zo fre nia. El pri mer gen exa mi na do fue el DRD 4 , gen res pon sa ble de la sín te sis del re cep tor D 4 , pues la clo za pi na tie - ne una ma yor afi ni dad por di cho re cep tor que por el re cep tor D 2 . Se ha en con tra do que DRD 4 es al ta men te po li mór fi co y que en con tras - te con otros re cep to res do pa mi nér gi cos, es tá lo ca li za do en la cor te - za pre fron tal, una re gión del ce re bro di rec ta men te vin cu la da con la dis fun ción cog ni ti va de la es qui zo fre nia. Es te al to po li mor fis mo en - con tra do en el gen DRD 4 aún no se pue de vin cu lar di rec ta men te con PSICOFARMACOLOGÍA // 19
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