Determinación de la frecuencia del polimorfismo *1B de la enzima citocromo P450 3A4 y su relación con la farmacocinética de zolpidem en voluntarios sanos

El ser humano está constantemente expuesto a agentes externos (xenobióticos), entre los que se incluyen los fármacos. La mayoría de estos xenobióticos son lipofílicos siendo absorbidos por la mucosa gastrointestinal hacia la circulación sistémica. Para facilitar su excreción existen enzimas de biotransformación, tales como las monooxigenasas o citocromo P450 (CYP), las cuales se encuentran principalmente en el hígado y transforman sustancias lipofílicas en compuestos hidrofílicos modificando la velocidad de excreción, la vida media y otras propiedades fármaco/tóxicocinéticos. La variabilidad interindividual en el metabolismo y respuesta a fármacos es extensa debido a las características genéticas individuales y las interacciones con otros xenobióticos. Este tema es abordado por la farmacogenética, una disciplina que analiza la información genética del paciente para diseñar una terapia farmacológica más apropiada y por consiguiente, la información previa de esto puede ser beneficiosa, en especial en aquellos fármacos con un índice terapéutico estrecho o una concentración plasmática mínima. Ello debido a que es bien sabido que la mayoría de las enzimas de biotransformación son polimórficas, causando ya sea la supresión, disminución o aumento del metabolismo de fármacos. Por lo tanto, es necesario conocer su variación en un individuo para ajustar una terapia farmacológica individualizada. Una de las enzimas relevantes en la respuesta farmacológica, responsable del metabolismo de gran cantidad de fármacos y que corresponde casi al 30% de las enzimas P450 hepáticas es CYP3A4. Se han descrito numerosos polimorfismos en el gen que codifica para esta enzima, siendo CYP3A4*1B uno de los más estudiados. Al respecto, estudios in vitro han mostrado que esta variante exhibe una actividad enzimática dos veces menor que el genotipo común o wild type CYP3A4 wt/wt, sin embargo, in vivo no se ha logrado demostrar que esta variante esté asociada a una disminución de la actividad enzimática. El medicamento hipnosedativo Zolpidem utilizado para iniciar o mantener el sueño es biotransformado principalmente por CYP3A4, por lo que esta enzima puede tener un papel muy relevante en la respuesta farmacoterapéutica. A pesar de que se han realizado estudios in vitro que han demostrado su biotransformación por CYP3A4 (61%), CYP2C9 (22%) y CYP1A2 (14%), aún no se demuestra que la presencia del polimorfismo de CYP3A4 *1B altere los parámetros farmacocinéticos en humanos, ya sea sometidos a monodosis o a un tratamiento con Zolpidem. De acuerdo a estos antecedentes, el objetivo del presente trabajo de tesis persiguió determinar la frecuencia del polimorfismo CYP3A4 *1B en la población chilena sana, y asociar el polimorfismo a cambios en los parámetros farmacocinéticos de Zolpidem en un grupo de voluntarios sanos sometidos a una monodosis de Zolpidem. La detección de los diferentes genotipos se realizó a través de PCR-RFLP convencional y los parámetros farmacocinéticos se obtuvieron mediante análisis por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Los resultados obtenidos mostraron una frecuencia genotípica de un 0,889 para el genotipo silvestre (wt/wt), 0,111 para los heterocigotos (wt/*1B) y no se encontraron individuos homocigotos mutados (*1B/*1B) en 253 chilenos sanos. La frecuencia alélica fue de un 0,945 para el alelo silvestre (wt) y un 0,055 para el alelo mutado (*1B). El análisis estadístico para establecer la relación entre el genotipo y los parámetros farmacocinéticos de 32 personas estudiadas (28 para wt/wt y 4 para wt/*1B) no mostró una asociación estadísticamente significativa, por lo que sería necesario disponer de un mayor número de individuos tratados con el fármaco de modo de establecer la presencia de metabolizadores rápidos o lentos de Zolpidem o en su defecto realizar un estudio farmacocinético en un grupo de individuos previamente identificados como portadores del alelo mutado. Sin perjuicio de lo anterior, es necesario destacar que el objeto último de la farmacogenética es establecer respuestas individuales, por lo que el hallazgo de 4 individuos con genotipo mutado y el análisis de sus niveles plasmáticos de Zolpidem podrían permitir disponer de una herramienta útil para el ajuste de la dosis de este medicamento.
 Human beings are constantly exposed to external agents (xenobiotics), including drugs. Most of xenobiotics are lipophilic and therefore they are absorbed by gastrointestinal mucous towards the systemic circulation. To facilitate their excretion biotransformation enzymes, such as monooxygenases or cytochrome P450 (CYP), found mainly in the liver, change lipophilic substances to hydrophilic compounds by modifying their excretion rate, half-life, and other pharmacokinetics or toxicokinetics properties. The interindividual variability in metabolism and drug responses is huge because of individual genetics characteristic and interactions with other xenobiotics. This topic is approached by pharmacogenetics, an area that analyzes the genetic makeup of patients a suitable pharmacological therapy design and therefore. The knowledge derived from this research can be beneficial, especially for those drugs with a tight therapeutic index or minimum plasmatic concentration. Since it is well-known that most biotransformation enzymes are polymorphic, causing suppression, decrease or increase of drug metabolism, it is necessary to know individual variation to fit an individualized pharmacology therapy. One of the relevant enzymes responsible for the metabolization of many drugs and part of hepatic P450 enzymes is CYP3A4. This enzyme presents several polymorphisms, being CYP3A4*1B one of the most studied. In vitro studies have shown that this variant shows only half of the enzymatic activity of the common genotype (CYP3A4 wild type). It has not been shown in vivo that this variant is associated to an enzymatic activity reduction. The hypnosedative drug Zolpidem used to induce or maintain sleep is mainly biotransformed by CYP3A4, therefore this enzyme may have a relevant role in the pharmacotherapeutic response. In spite of in vitro studies have demonstrated its biotransformation by CYP3A4 (61%), CYP2C9 (22%) and CYP1A2 (14%), it still has not been shown that the presence of the CYP3A4*1B polymorphism modifies zolpidem pharmacokinetic parameters in humans, whether they are administered as a monodose or a treatment sustained. The goal of this thesis was to determine CYP3A4*1B polymorphism frequency in a healthy Chilean population and in a group of healthy volunteers under a Zolpidem monodose treatment, and to relate the genotypes frequencies to changes in Zolpidem pharmacokinetic parameters. Detection of correlated genotypes were realized through conventional PCR-RFLP and the pharmacokinetic parameters were measured through high performance liquid chromatography (HPLC) analysis. The results showed a genotypic frequency of 0,889 for the wild type genotype (wt/wt) and 0,111 for heterozygous (wt/*1B). We did not find homozygote individuals for the (*1B/*1B) genotype in 253 healthy Chileans. The allelic frequency was 0,945 for the wild type allele (wt) and 0,055 for mutated allele (*1B). The statistic analysis to establish the relation among genotype and pharmacokinetic parameters of 32 individuals (28 wt/wt and 4 wt/*1B) did not show a significant statistically association. It will be necessary to analyze a higher number of subjects treated with the drug to establish rapid or poor Zolpidem metabolizers. Alternatively a pharmacokinetic study can be restored in a group previously identified as carriers of mutated allele. It is important to stand out that the final purpose of pharmacogenetics is the establishment of individual answers, therefore, the finding of wt/*1B genotype subjects together with their plasma levels of Zolpidem could permit us to have an useful tool to fit the drug posology.