Profil génétique et médecine personnalisée. Quand et pour qui? Dr Sara Colombo, Pharmacienne, Responsable du développement scientifique et marketing de Gene Predictis® Dr Alain E. Mottaz, FMH Urologie, DIU médecine prédictive

1865: Mendel 1953: Watson et Crick 2001: efforts publics et privés Expériences sur l'hybridation des plantes, notions d'hérédité 1953: Watson et Crick Structure de l’ADN 2001: efforts publics et privés Séquençage du génome humain L’histoire de la génétique déboute déjà en 1865 avec les expériences de Mendel sur le petit pois The Human Genome Project (HGP) is an international 13-year effort formally begun in October 1990. The project was planned to last 15 years, but rapid technological advances accelerated the completion to 2003. Project goals were to determine the complete sequence of the 3 billion DNA subunits (bases), identify all human genes, and make them accessible for further biological study 2007 

6 Milliards de paires de bases qui composent son patrimoine génétique, environ 25000 gènes H. Ledford. Nature, 449 (7158): 6, 2007

Génétique et santé Environnement Maladies et réponse aux médicaments trinome Génétique

Quelques notions de génétique noyau cellule chromosome ADN (A, T, C, G) protéine expression du gène gène Tous les organisme vivants sont composés de cellules. Dans le noyau de chaque cellules il y une copie complète de notre génome (ADN), qui est compacté sous forme de 23 pairs de chromosomes La molécule d’ADN et un longue double hélice hélicoidale formée de bases nucléotiduqes: adenine (A), guanine (G), cytosine (C), and thymine (T). A pairs with T, C with G. Un gène est un segment d’ADN qui décrit comment faire la protéine L’ADN humain a environ 30-35’000 genes. Graphics courtesy of the National Human Genome Research Institute

Deux gènes normaux activité normale de la protéine de la mère du père C T Deux gènes normaux activité normale de la protéine Un gène normal et un avec la variation  activité intermédiaire de la protéine Deux gènes variés activité lente de la protéine Each subject presents 2 copies of the same gene. If the mother and father give the same form (allele) of the gene, we say that he is homozygous for this gene. If parents give different forms (ex. one normal and one variant), the subject is said heterozygous.

La médecine personnalisée Rentrons maintant dans le vif du sujet

Qu’est-ce que c’est? Toute intervention et approche médicale ciblée sur l’individu Analyse des risques considérant le patrimoine génétique, l’histoire clinique et familiale Interventions préventives, diagnostiques, ainsi que thérapeutiques But: fournir un outil cohérent et adéquat pour la gestion de la santé Notion vaste Les objectifs sont une meillieure efficacité de la gestion de notre propre santé, avec comme résultat finale un amélioration de la qualité de vie

Les champs d’activité Nous analysons des variants génétiques spécifiques et validés afin de mieux comprendre la susceptibilité aux maladies le profil pharmacogénétique évaluation des facteurs de risques conseils pour sauvegarder la qualité de vie choix personnalisé du médicament et de sa dose

La pharmacogénétique étudie la manière dont la génétique influence l’efficacité et la toxicité médicamenteuse Le but clinique étant une meilleure décision thérapeutique et des soins médicaux plus sûrs. PGx a le potentiel de révolutionner la manière dont les médicaments sont développés et prescrit dans le futur L’évidence de la relation entre un gène métaboliseur et la toxicité d’un médicament était déjà claire en 1950 lorsque’on les cliniciens avait observé des bases héréditaire de l’hémolyse après un antimalarique. Cela était dû à la déficience en glucose 6- phosphate deshydrogenase.

Quelles sont les attentes d’un patient quand il prend un médicament? Efficacité Tolérabilité

Variabilité dans l'efficacité des médicaments Inhibiteurs de l’ECA 10-30% Bêta bloquants 15-35% ISRSs 10-25% Anti-dépresseurs tricycl. 20-50% Statines 10-60% ACE-inhibitors: Angiotensine Conversion Enzymes inhibitors, drugs used to reduce blood pressure with anti-hypertensive, anti-inflammatory properties (captopril=Lopiril®, enalapril=Reniten®, lisinopril = Zestril®….) Beta blockers: class of drugs used for various indications, but particularly for the management of hypertension and cardiac arythmias (propranolol=Inderal®, metoprolol=Beloc®, atenolol=Tenormine®, …) SSRI: Selective Serotonin Reuptake Inhibitors are a class of antidepressants for treating depression, anxiety disorders and some personality disorders (fluoxetine=Fluctine®, paroxetine=Deroxat®, …) Tricyclic antidepressants: old class of anti-depressant drugs (amitriptyline=Saroten® , imipramine=Tofranil®, …) Statins:class of hypolipidemic agents, decreases cholesterol levels (pravastatine=Selipran®, simvastatine=Zocor®, …) Spear et al. Trends in Molecular Medicine, 7:201 (2001).

Effets secondaires médicamenteux > 100’000 morts/année, 4ème cause de décès aux Etats-Unis 2.2 millions de réactions sévères/année Une augmentation de 1.75 milliards dollars/année des coûts de la santé 7%1 (données suisses, CHUV), 18% (données nord-américaines) des admissions aux urgences sont dues aux effets indésirables médicamenteux Le surcoût ne tien pas en compte la qualité de vie qui peut être passablement réduite. 1Wasserfallen JB et al., Eu J Inter Med 2001, 12:442-447

Un médicament ne peut pas convenir à tout le monde. Les patients sont tous différents et uniques Un médicament ne peut pas convenir à tout le monde. Les médicaments ne sont pas différenciés Environ 30% des patients ne bénéficient pas du traitement médicamenteux adéquat

la bonne indication pour But de la PGx Prescrire la bonne dose du bon médicament dans la bonne indication pour le bon patient au bon moment  efficacité  effets indésirables  coûts Il y a de plus en plus d’études pharmacoéconomiques qui montrent que l’analyse de marqueurs génétiques spécifiques pour prédire l’efficacité et la toxicité des médicaments peuvent améliorer le rapport coût-efficacité de la prise en charge des patients. thiporurine méthyltrasnférase: prévention de la myélosupression sous azathioprine HLAB 5701: prévention de l’hypersensibilité à l’abacavir ACE gène: pour le traitement à base de statines Il faut considérer la valeur prédictive du test PGx: pourcentage des patients correctement « classés » suite au résultat du test.

Les cytochromes Les polymorphismes génétiques des enzymes responsables du métabolisme sont la cause majeure de la variabilité qui amène à la survenue d’effets indésirables ou au manque d'efficacité thérapeutique1 allèle CYP 3 A 4 *15 sous-famille >55% séquence homologue isoenzyme famille >40% séquence homologue Lorsqu’on parle des enzymes impliqués dans le métabolisme des médicaments, la famille la plus connue et la plus étudiée est celle des cytochromes P450 1Ingelman-Sundberg M et al.Trends Pharmacol Sci 1999;20:342-349 http://www.imm.ki.se/cypalleles/

métabolisme et détoxification GP-CYPASS® CYP 1A2 CYP 2D6 CYP 2C9 CYP 2C19 CYP2B6 ABCB1 (MDR1, P-gp) GSTT1 GSTM1 NAT2 métabolisme transport métabolisme et détoxification

J. Kirchheiner et al. Nat Rev Drug Discov, 4 (2005) 639-647 Effets indésirables Manque d’efficacité Fenêtre thérapeutique Percentage of std dose Allèles CYP2D6 PM UM IM EM Cette diapositive reprend ce principe fondamentale d’une dose adaptée au génotype. Commençons avec les histogrammes: l’axe des ordonnées reporte la dose std en vert et la dose adaptée au génotype en jaune, ceci pour chaque génotype CYP2D6. J. Kirchheiner et al. Nat Rev Drug Discov, 4 (2005) 639-647

J. Kirchheiner et al. Nat Rev Drug Discov, 4 (2005) 639-647 Ce histogramme vous montre que la prédiction de la dose selon le génotype s’applique a plusieurs gènes, impliqués dans le métabolisme de toute sorte de classe médicamenteuse. Pour chaque médicament sur l’axe des X, plus l’histogramme est foncé, plus le métaboliseur est rapide, ce qui vaut dire que la dose administrée est supérieur par rapport à celle administrée à une métaboliseur intermédiaire ou lent. J. Kirchheiner et al. Nat Rev Drug Discov, 4 (2005) 639-647

Quelques cas pratiques Le mot pharmacogénétique dérive de l’union de pharmacon et génétique. Le pharmacon dérive du grec et signifie poison qui s’est métamorphosé en médicament

Antidépresseurs et CYP2D6: impact sur le succès thérapeutique et sur les coûts associés aux maladies mentales sévères Patient No (%) Hospitalisation Total cost Group of patients days per years per years UM 3 26 12’000 U$ EM 72 17 8’300 U$ IM 13 11 6’000 U$ PM 12 24 12’000 U$ Chou et al., J Clin Psychopharmacol, 20 (2000) 246-251

Antidépresseurs Femme 59 ans, dépression, Tofranil® (imipramine) posologie : 75 mg/j puis augmentation 150 mg/j après 7 semaines Résultat clinique non satisfaisant, suspicion de toxicité Dosages plasmatiques: imipramine (CYP 2C19) : 125 ng/ml, normal désipramine (CYP2D6, métab. actif): 1730 ng/ml, seuil de toxicité 1000 ng/ml, risque létal

Antidépresseurs Génotype CYP2D6: PM  3 mois de traitement inadéquat  exposition à un risque toxique grave STOP ttt 4 semaines, reprise 25 mg/j  amélioration thérapeutique sans signe de toxicité dosage imipr. 25 ng/ml, désipr. 135 ng/ml imipr.+désipr. = 160 ng/ml (intervalle thér. =180-350 ng/ml) Posologie adaptée: 3 à 6 x  posologie std

CYP2C9 CYP2C9 *2/*2, *2/*3, *3/*3 (= métaboliseur lents) Sulfamides hypoglycémiants: odd ratio de 5.2 pour des hypoglycémies sévère, fatale dans 1.4-10% des cas1 AINS: prédisposition génétique à des saignements gastriques aigus2 Anticoagulants oraux: fréquence augmentée des complications chez les individus variés pour le CYP2C9 et le VKORC1(sous-unité 1 du complexe vitamine K époxyde réductase). Plus de 40% de la variabilité de la dose est expliquée  réaction de la FDA (août 2007) 1Holstein et al., Br J Clin Pharmacol 2005, 60 (1):103-106 2Martinez et al., Br J Pharmacol 2004, 141:205-208

CYP2C19 l PMs ¡ EMs Time after Omeprazole (hour) Sohn, JPET 262: 1195-1202; 1992

Taux de guérison au H. pylori selon le génotype CYP2C19 Oméprazole 20 mg/j pour 6-8 semaines Amoxicillin 2000 mg/j pour 2 semaines Taux de guérison tatal = 52% (n=62) (n=25) Percent cure rate (n=28) m1 = *2 m2 = *3 wt/wt wt/m1 wt/m2 m1/m2 m1/m1 T. Furuta et al., Ann. Int. Med., 129: 1027-1030, 1998

Métabolisme Vitamine B et acide folique GP-BETTER AGEING CYPASS® Métabolisme du Calcium, ostéoporose, traitement hormonal COLLAGENE TYPE 11 VITAMIN D3 RECEPTOR (VDR) RECEPTEUR AUX OESTROGENES (ER) CYP17A1 CYP19A1 (AROMATASE) COMT Risque thrombotique FACTEUR V / FACTEUR II (prothrombine) PAI-1 Métabolisme Vitamine B et acide folique MTHFR Détoxification et réponse au stress oxydatif GSTM1 / GSTT1 NAT2 Métabolisme des lipides APOE /APOC3

Tous les profils génétiques GP GP-ONE PILL ONE SNIP GP-PATER GP-CYPASS® GP-INFERT GP-CYPASS®-ONCO GP-HEMOC / HEMOCplus GP-ANAEST GP-MENO or ANDRO GP-CARDIO GP-BETTER AGEING GP-THROMBO GP-STANDARD GP-OSTEO GP-GOLD GP-DIGEST GP-VIP GP-EYES en développement

Le test génétique nécessite : l’historique familial du patient ainsi que son consentement écrit pour l’investigation génétique un simple frottis buccal, prélèvement facile et indolore Pas pris en charge par les assurances Une fois pour la vie Bâtonnets stériles pour frottis

Le patient reçoit : le passeport génétique CYPASS® personnalisé résumant les résultats utiles pour l’optimisation thérapeutique.

Le patient reçoit : le rapport final personnalisé qui comprend : Un descriptif des variants génétiques analysés Les résultats obtenus Un résumé Une interprétation approfondie + tables CYPs Des explications scientifiques exhaustives

La méthode analytique Est une société fondé en juillet 2004 par 2 médécins et 2 biologistes moléculaires. Actuellement 9 personnes collaborent dans les activités de GenePredictis SA

Les billes Veracode Billes cylindriques en verre 240 x 28 microns Code digital holographique Redondance pour chaque SNP Excitée avec un laser, la bille émet une image de code unique

96 à 384 analyses génétiques par puit Lecteur avec un système de detection laser à 2 couleurs. Scanne les bille en consérant leur code unique et leur intensité de fluorescence 96 à 384 analyses génétiques par puit

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