Dottoranda: Sara De Iudicibus Tutrice: Fiora Bartoli FARMACOGENETICA DELLE MALATTIE INFIAMMATORIE CRONICHE INTESTINALI PEDIATRICHE Dottoranda: Sara De Iudicibus Tutrice: Fiora Bartoli

SCOPO DELLA TESI saggi di farmacogenetica, farmacocinetica e farmacodinamica Individuare marker utili per personalizzare e ottimizzare la terapia

TERAPIA FARMACOLOGICA DELLE MICI Glucocorticoidi (GC) Azatioprina 5-ASA Metotrexato Ciclosporina Infliximab Talidomide

METABOLISMO AZA CORRELAZIONE TRA I LIVELLI PLASMATICI DEI METABOLITI DELL’AZA E GENETICA Come per i GC noi abbiamo identificato questi polimorfismi come significativi nel prevedere la risposta ai farmaci ma il metabolismo dell’AZA è un meccanismo complesso che comprende numerosissime proteine e al momento stiamo indagando su altre per poter 4

Caratteristiche dei pazienti Patienti Caratteristiche dei pazienti n° patient : 77 Age mean (range) 15 (1-28) Gender Male n° (%) 40 (51.9%) Female n° (%) 37 (48.1%) IBD Crohn’s disease n° (%) 46 (59.7%) Ulcerative colitis n° (%) 30 (39.0%) Indeterminated Colitis n° (%) 1 (1.3%) Dose of AZA in mg/kg/die median (range) 2.0 (0.63-3.36)

6-Metil Mercapto Purina AZA 6-Mercapto Purina p=0.079 p=0.018 TPMT p=0.027 6-TGN 6-Metil Mercapto Purina 235-450 Sopra 5700 p=0.0057

GST-M1 AZA GSTM p=0.033 p=0.21 6-MP TGNs p=0.033 p=0.001

Inflamm. Bowel Dis. 2007

PAZIENTE CHE STA PER ASSUMERE AZA TPMT GST M MARKER GENETICI METABOLISMO DELL’AZA DOPO 3 MESI DI TRATTAMENTO DOSAGGIO DEI METABOLITI FARMACOCINETICA OTTIMIZZARE IL TRATTAMENTO CON AZATIOPRINA IN MANIERA PROSPETTICA

Dopo 1 anno di trattamento TERAPIA FARMACOLOGICA Dopo 1 anno di trattamento 55% responder 38% dipendenti 7% resistenti Hyams 2006, Markowitz, 2006 Glucocorticoidi (GC) Azatioprina and 6 Mercaptopurina 5-ASA Metotrexato Ciclosporina Infliximab Talidomide

FARMACOGENETICA DEI GC

172 pazienti con MICI trattati con GC da almeno 30 giorni 82 UC Età all’esordio 11.9±5.05 Il trattamento delle MICI moderate-severe prevede un ciclo di prednisone 1-2 mg/kg/day for 2-4 settimane “Pazienti che non rispondono ai GC dopo i primi 30 gg di trattamento ” Hyams et al, Clin Gastroenterol Hepatol, 2006 20 RESISTENTI “Pazienti che scalano lo steroide e non necessitano di nuovi cicli per almeno un anno ” Ardizzone et al, GUT, 2006 84 RESPONDERS “Pazienti che hanno ricadute allo scalo, e non riescono a sospendere lo sterodi” Ardizzone et al, GUT, 2006 68 DIPENDENTI

BclI del gene del recettore dei GC 44.5% 55.5% 78.3% 21.7% 50.4% 49.6% 56.0% 44.0% BclI MUT GC RESPONSE BclI WT+HET NALP1 WT+HET NALP1 MUT n = 154 n = 23 n = 131 n = 100 NON RESPONDERS RESPONDERS 38.9% 61.1% 59.8 % 40.2% >7.5 YEARS* n = 82 n = 18 < 7.5 YEARS* MALE n = 40 27.5% 72.5% FEMALE n = 42 47.6% 52.4% 67.7% 32.3% n = 31 CART costruito utilizzando in partenza tutte le variabili e lasciando al modello scegliere la variabile migliore, in base al criterio di minimizzazione dell’errore nel gruppo di cross-validation. BclI del gene del recettore dei GC MARKER DI SENSIBILITA’ LA REGRESSIONE LOGISTICA SUI 100 PZ NN MUT X GLI SNP X VALUTARE GENDER E Età COME VARIABILI INDIP CONFERMA LA SIGNIFGICATIVA INTERAZIONBE TRA LE 2 VARIABILI. MASCHI CON ETA MAGGIORE DEI 7.5 HANNO MAGGIORE PROBABILITà DI RISP AL TRATTAMENTO, E QUESTO NN SI VEDE NEL GRUPPO IN TOT 0.081. NALP1 proteina coinvolta nell’attivazione dell’IL-1 MARKER DI RESISTENZA

BclI MARKER DI RESPONSIVITA’ AI GC NALP1 MARKER DI RESISTENZA E I POLIMORFISMI BclI DEL GENE NR3C1 E Leu155His DEL GENE NALP1 SONO RISULTATI ASSOCIATI ALLA RISPOSTA AI GC BclI MARKER DI RESPONSIVITA’ AI GC NALP1 MARKER DI RESISTENZA E NON RISPOSTA LE CART HANNO IDENTIFICATO LE INTERAZIONI TRA RISPOSTA AI GC E FATTORI GENETICI E DEMOGRAFICI PERSONALIZZAZIONE DEL TRATTAMENTO

Test In vitro tests basati sull’inibizione della proliferazione delle cellule mononucleate dei pazienti trattate con dosi scalari di GC Questo test In vitro è stato correlato con la risposta clinica ai GC in differenti malattie croniche come l’artrite reumatoide (Kirkham BW, 1991), lupus erythematosus (Seki M, 1998), asma bronchiale (Hirano T, 1998), e rettocolite ulcerosa (Hearing SD, 1999) Tutt’oggi non esiste un test che possa predire in vitro la risposta clinica ai GC L’effetto del metilprednisolone (MP) sull’inibizione della proliferazione cellulare è stato valutato con il test dell’incorporazionedella [methyl-3H]thymidine nelle cellule metabolicamente attive Concentrazione di MP che inibisce la proliferazione del 50% delle cellule IC50 Imax Inibizione massima ottenuta alla concentrazione di MP più alta (54 μM).

Concentration of MP log % of uninhibited proliferation IC50 Imax -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 25 50 75 100 Concentration of MP log 10 (mol/L) % of uninhibited proliferation GC RESPONDER GC RESISTENTE

** Il polimorfismo BclI del gene del recettore dei GC, risulta essere associato anche ad una maggiore sensibilità dei linfociti in vitro. **

PERSONALIZED PHARMACOLOGICAL THERAPY Here’s my sequence U.S. News and World Report, January 24, 2003 PERSONALIZED PHARMACOLOGICAL THERAPY

Prof Alessandro Ventura Dott Stefano Martelossi Dott.ssa Raffaella Franca Dott Gabriele Stocco Dott.ssa Eva Cuzzoni Dott.ssa Margherita Londero Dott Diego Favretto Dott Marco Pelin Dott.ssa Marianna Lucafò Prof.ssa Giuliana Decorti Prof.ssa Fiora Bartoli Prof Luigi Candussio Prof Alessandro Ventura Dott Stefano Martelossi