Testele farmacogenetice utilizate în scopul reducerii toxicităţii asociate tratamentelor oncologice

Pharmacogenetic tests for DPYD and UGT1A1 gene mutations are used in oncology to predict the response to chemotherapy treatment and tailor drug doses in order to prevent possible severe side effects, based on each patient individual genetic profile. DPYD mutations testing identifies genetic variants that affect decomposition of fluoropyrimidines (for example, 5-FU or capecitabine), while UGT1A1 mutation testing identifies genetic variants that could affect irinotecan metabolism. These molecular tests allow oncologists to identify patients at higher risk for toxicities and adjust their treatment accordingly, for improving patient safety and better treatment outcomes.

Testele farmacogenetice pentru mutațiile genelor DPYD și UGT1A1 sunt utilizate în oncologie pentru a prezice răspunsul la tratamentul chimioterapeutic și pentru a adapta dozele terapeutice cu scopul de a preveni posibilele efecte secundare severe, pe baza profilului genetic individual al fiecărui pacient. Testarea mutațiilor DPYD identifică variante genetice care afectează descompunerea fluoropirimidinelor (de exemplu, 5-FU sau capecitabină), în timp ce testarea mutațiilor UGT1A1 identifică variante genetice care ar putea afecta metabolismul irinotecanului. Aceste teste moleculare permit medicilor specialisti oncologi să identifice pacienții cu risc crescut de toxicitate și să ajusteze tratamentul în consecință, pentru îmbunătățirea siguranței pacientului și rezultate mai bune ale tratamentului.

Introducere
Fluoropirimidinele și irinotecanul sunt utilizate în mod curent în tratamentul mai multor tumori solide, în special tumori ale tractului gastrointestinal, mamare sau localizate la nivelul capului şi gâtului. Toxicitatea asociată tratamentului este un factor important, pentru că pot apărea efecte secundare severe și/sau întreruperea tratamentului. Gena DPYD codifică enzima „dihidropirimidin dehidrogenaza“ (DPD), implicată în metabolismul fluoropirimidinei (ca de exemplu, 5-Fluorouracil, prescurtat 5-FU). În timp ce deficienţa completă de enzimă DPD este rară, purtătorii heterozigoţi sunt mult mai frecvent întâlniţi (la nivel fenotipic se manifestă prin metabolizare intermediară a DPD), cu o frecvenţă estimată la 3–5% în populația europeană și 8% în cele afro-americane. Similar, gena UGT1A1 codifică pentru „UDP glucuronoziltransferaza1A1“ (UGT1A1), enzimă implicată în metabolismul irinotecanului. Frecvenţa în populație a variantei UGT1A1 asociată cu rata slabă de metabolizare a acestuia este estimată la 10%–11%.

Mutațiile genei DPYD
Enzima DPD este implicată în metabolizarea bazelor pirimidinice U (uracil) şi T (timină), astfel încât unul dintre rolurile sale este catabolizarea agenţilor chimioterapici pe bază de pirimidină, cum sunt 5-FU şi capecitabină (astfel că la un pacient oncologic care prezintă varianta normală, WT (wild type), a genei DPYD, se așteaptă ca rata de detoxifiere a acestor chimioterapici să fie de cca. 80%). Persoanele care au cel puțin o alelă DPYD care produce o enzimă deficitară nu vor putea metaboliza normal fluorouracilul. La administrarea 5-FU, activitatea scăzută a enzimei DPD este asociată cu mielosupresie severă, diaree severă, neurotoxicitate, uneori putând fi letală.
Agenția Europeană pentru Medicamente (EMA) subliniază faptul că pacienții cu deficit parțial sau complet de DPD prezintă un risc crescut de toxicitate severă în timpul tratamentului cu fluoropirimidine, astfel recomandă testarea fenotipului și/sau a genotipului înainte de începerea tratamentului. Acest tratament este contraindicat la pacienţii cu deficit complet de DPD şi se va administra cu precauţie, într-o doză iniţială redusă, la cei cu deficit parțial de enzimă.
Ca opţiune de testare, deși există și alte metode pentru evaluarea activității DPD (precum evaluarea nivelului plasmatic de uracil), cel mai frecvent se apelează la genotiparea DPYD, fiind cea mai sensibilă și validată clinic, realizată fie prin metode bazate pe tehnologia PCR, fie prin secvențiere. Există mai multe polimorfisme genice care pot influența activitatea DPD, însă cel mai frecvent investigate sunt: DPYD c.1905+1G>A, c.1679T>G, c.2846A>T, c.1129–5923C>G. c.1236G>A. O abordare bazată pe genotipare constă în testarea SNP-urilor (single nucleotide polymorphisms) în gena DPYD, având acurateţe înaltă, rezultate clare şi testul nefiind influenţat de factori de mediu, comparativ cu testări bazate pe fenotip. În plus, testul este ușor de implementat în laboratoarele de genetică uzuale.
Cea mai frecventă mutaţie în gena DPYD, localizată în cromozomul 1 al genei, este DPYD*2A (IVS14+1G>A; c.1905+1G>A), întâlnită la aproximativ 50% din cazurile cu deficit enzimatic DPD (0.91%-1.8% în populaţia caucaziană). Genotipul homozigot se manifestă fenotipic prin deficit enzimatic complet, iar heterozigotul prin deficit parţial.
Alte variante testate, mai puțin frecvente, sunt DPYD*9B, DPYD*13 și HapB3. Primul polimorfism genic descris de Van Kuilenburg și colab. a fost DPYD c.2846A>T (cunoscută ca D949V). Acest polimorfism este întâlnit la 0.1-1.1% din populaţie şi conduce la scăderea activităţii enzimatice cu peste 50% la indivizii homozigoţi, respectiv cca. 25% la cei heterozigoţi, astfel că efectul său nu este comparabil cu DPYD*2A, la care expresia homozigotă se asociază cu nefunctionalitatea completă a enzimei.
Varianta DPYD*13 (DPYD c.1679T>G; I560S) este o variantă rară (0.07-0.1% la populaţia caucaziană). Indivizii homozigoţi pentru această variantă înregistrează o scădere de cca. 75% a activității enzimei DPD, comparativ cu cei “wild-type“.
Polimorfismul c.1236G>A (E412E) de la nivelul exonului 11 este o variantă sinonimă, în linkage, cu variantele: c.483+18G>A, c.680+139G>A, c.959-51T>G, c.1129-5923C>G; astfel, aceste variante sunt cunoscute ca “haplotipul B3“ (HapB3). Polimorfismul intronic c.1129-5923C>G, raportat la 2.6-6.3%, conduce la splicing aberant şi afectează activitatea enzimei DPD. De asemenea, la purtătorii c.1236G>A/HapB3 s-a observat reducerea activității enzimatice a DPD, dar nu complet (la heterozigoţi se recomandă reducerea dozei terapeutice cu 25%).

Polimorfismul UGT1A1
Irinotecanul este un tratament aprobat încă din 1996 de către FDA (Food and Drug Administration), dar cu toate acestea rămâne un tratament esenţial în cancerul colorectal, pancreatic sau gastroesofagian. Polimorfismul UGT1A1 reprezintă unul dintre principalii factori de risc ai toxicității la irinotecan. În 2005 a fost revizuit prospectul medicamentului pentru a indica faptul că pacienții cu genotip homozigot UGT1A1*28 ar trebui să primească o doză redusă de irinotecan. Cu toate acestea, testarea UGT1A1*28 nu este utilizată în mod curent în clinică, iar motivele includ lipsa unui consens în ghidurile internaţionale pe această temă. Utilizarea sa a crescut în ultimii ani, în special în combinaţie cu alte terapii în tratamentul adjuvant al cancerului pancreatic.
Numeroase studii susțin faptul că genotipul UGT1A1 este un biomarker validat care aduce informaţii cu privire la toxicitatea irinotecanului. Cele mai frecvent studiate variante UGT1A1 sunt UGT1A1*28 și UGT1A1*6, și mai recent se adună dovezi pentru un al treilea polimorfism, UGT1A1*93. Pacienții care metabolizează lent UGT1A1 – pacienții cu genotipuri homozigote sau heterozigote compuse, cum ar fi UGT1A1*28/*28 sau *28/*6 – prezintă o incidență crescută a efectelor adverse severe la doze standard de irinotecan (prezentând un risc de patru – cinci ori mai crescut de neutropenie severă și de două ori mai crescut de diaree severă).
Anul acesta, ASCO (Societatea Americană de Oncologie Clinică) a pus în lumină testarea farmacogenetică în scopul reducerii toxicităţii asociate tratamentelor oncologice. Printre testările recomandate se numără genotiparea UGT1A1 pentru toţi pacienţii implicaţi și ajustarea dozei de irinotecan în consecinţă, pentru evitarea efectelor adverse severe asociate tratamentului şi limitarea toxicităţii de grad 3-4.

Concluzii și perspective:
Numeroase studii au arătat că genotiparea DPYD pentru pacienţii oncologici poate îmbunătăți semnificativ siguranța acestora, prin scăderea cazurilor de toxicitate severă asociată tratamentului. Similar, mai multe studii au arătat că strategiile de dozare ghidate de genotipare UGT1A1 pot atenua riscul de toxicitate, menținând în același timp nivelurile sistemice ale agentului terapeutic. În concluzie, testările genetice permit identificarea pacienților cu risc crescut de toxicitate severă și să ajusteze tratamentul în consecință, pentru îmbunătățirea siguranței pacientului și rezultate mai bune ale tratamentului.

Referinţe:
1. Laboratory Corporation of America. Directory of Services and Interpretive Guide. DPD 5-Fluorouracil Toxicity; 2010.
2. www.ema.europa.eu/en/news/ema-recommendations-dpd-testing-prior-treatment-fluorouracil-capecitabine-tegafur-flucytosine
3. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11993294/
4. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9014453/
5. www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0923753419353773
6. https://ascopubs.org/doi/10.1200/OP.21.00624
7. Megan Muldoon & colab. – Real ‐ world implementation of DPYD and UGT1A1 pharmacogenetic testing in a community‐based cancer center; Clin Transl Sci.; 2024