Influência de fatores genéticos e ambientais na atividade da CYP2D6 e CYP3A4 e sua relação com a bioativação do tamoxifeno em pacientes com câncer de mama

Abstract

Introdução: a ação antiestrogênica do tamoxifeno (TAM) é dependente da bioativação à endoxifeno (EDF) e 4-hidroxitamoxifeno (HTF). É bastante provável que sua eficácia terapêutica esteja relacionada ao alcance de um limiar nos níveis de EDF (>5,9 ng mL-1). Entretanto, as concentrações plasmáticas de EDF são altamente variáveis, em parte devido a polimorfismos no gene da CYP2D6 e ao uso de inibidores da enzima. A CYP3A4 também contribui para a formação do EDF e pode ser influenciada por interações medicamentosas e exposição solar. Recentemente, o polimorfismo CYP3A4*22 foi associado à redução da atividade da enzima. Entretanto, pouco se sabe sobre seu impacto na formação do EDF. Objetivo: Em virtude da alta variabilidade na resposta terapêutica e os múltiplos fatores associados ao metabolismo do TAM, o presente estudo objetivou avaliar o efeito dos polimorfismos da CYP2D6 e CYP3A4, interações medicamentosas e exposição à vitamina D na bioativação do TAM. Adicionalmente, dois métodos analíticos para a otimização do tratamento através da medida das razões metabólicas da CYP2D6 e quantificação do TAM e metabólitos em manchas de sangue seco (DBS) foram desenvolvidos. Patientes & métodos: Cento e dezesseis pacientes em tratamento adjuvante com o TAM forneceram amostras de plasma para dosagens do TAM, metabótilos e 25OHD3 no inverno e verão. As concentrações de TAM e metabólitos em plasma e DBS foram medidas por LCMS/ MS. Foram avaliados os genótipos da CYP2D6 e CYP3A4, bem como fenótipos obtidos pelas razões metabólicas determinadas após administração dos fármacos sonda dextrometorfano e omeprazol. As concentrações de vitamina D3 em plasma foram quantificadas por HPLC-UV. Foram obtidas informações sobre uso de inibidores ou indutores das enzimas e suplementação de vitamina D. Resultados: Cerca de 20% das pacientes apresentaram atividade metabólica reduzida para a CYP2D6 e 7% para a CYP3A4. Aproximadamente 30% das metabolizadoras lentas (ML), 56% das metabolizadoras intermediárias (MI) e 11.3% das metabolizadoras rápidas (MR) usavam fármaco inibidor da CYP2D6. As concentrações de EDF diminuiram proporcionalmente à redução da atividade metabólica da CYP2D6 (ML 2,79 ng mL-1, MI 5.36 ng mL-1 e MR 10,65 ng mL-1, P<0.01). A mediana das concentrações plasmáticas de TAM e HTF em pacientes CYP2D6 MI com metabolismo reduzido da CYP3A4 (161,50 ng mL-1 e 1,32 ng mL-1, respectivamente) foram superiores as encontradas nos pacientes CYP2D6 MI com metabolismo funcional da CYP3A4 (122,07 ng mL-1 e 0.61 ng mL-1, respectivamente, P<0.05). Adicionalmente, as concentrações de HTF e TAM foram aproximadamente 50% superiores em pacientes com genótipo CYP3A4*22 em comparação aos pacientes *1/*1. A sazonalidade também contribuiu para a variabilidade das concentrações dos metabólitos ativos, os níveis de EDF foram 24% e HTF 42% superiores no verão. Nas análises de DBS, foi possível identificar 96% dos pacientes com concentrações de EDF abaixo do limiar clínico, indicando seu potencial uso no monitoramento terapêutico do TAM. Conclusão: a CYP3A4 contribui para a bioativação do TAM através da formação de HTF, tornando-se mais importante em condições de atividade diminuída ou ausente da CYP2D6. Os níveis plasmáticos de EDF e HTF demonstraram ser influenciados pela sazonalidade, com aumento significativo no verão. Entretanto o mecanismo relacionado a associação da vitamina D, exposição solar e bioativação do TAM permanecem por ser elucidados.

Background: The therapeutic antiestrogenic effect of tamoxifen (TAM) requires metabolic activation to endoxifen (EDF) and 4-hydroxytamoxifen (HTF). Adequate therapeutic outcome seems to be dependent on the achievement of a threshold of EDF concentration (>5.9 ng mL-1). EDF plasma levels are highly variable among patients, which could be partly explained by polymorphisms in the CYP2D6 gene and the use of enzymes inhibitor drugs. In a lesser extent, CYP3A4 also contributes to EDF formation and can be influenced by drug interactions and sun exposure. From a genetic point of view, a recently described CYP3A4*22 polymorphism has been associated with reduced enzyme activity. However, there is little knowledge about the impact of CYP3A4 polymorphisms on EDF formation. Objective: In view of the large variability on therapeutic response and the multiple factors associated to TAM metabolic activation, the present study aimed to evaluate the effect of CYP2D6 and CYP3A4 polymorphisms, drug interactions and vitamin D exposure on TAM metabolic activation. Additionally, two analytical methods for optimization of TAM treatment by measurement of CYP2D6 metabolic ratios and quantification of TAM and metabolites in dried blood sopts (DBS) were developed. Patients & methods: One hundred and sixteen patients under TAM therapy provided blood samples for measurement of TAM, NDT, EDF, HTF and 25OHD3 at Winter and Summer. TAM and metabolites were measured in plasma and DBS by LC-MS/MS. CYP2D6 and CYP3A4 genotypes and phenotypes, given according to [DMT]/[DTP] and [OME]/[OMS] metabolic ratios after administration of probe drugs, were also evaluated. Vitamine D3 was measured in plasma by HPLC-UV. Data on use of CYP2D6 and CYP3A4 inhibitor or inducer drugs and vitamin D supplementation were recorded. Results: About 20% of patients had reduced CYP2D6 metabolic activity and 7% CYP3A4 impaired metabolism. Approximately 30% of CYP2D6 poor metabolizers (PM), 56% of intermediate metabolizers (IM) and 11.3% of extensive metabolizers (EM) were using CYP2D6 inhibitor drugs. EDF levels diminished proportionally to the reduction of CYP2D6 metabolic activity (PM 2.79 ng mL-1, IM 5.36 ng mL-1 and EM 10.65 ng mL-1, P<0.01). Median plasma levels of TAM (161.50 ng mL-1) and HTF (1.32 ng mL-1) in CYP2D6 IM patients with reduced CYP3A4 metabolism were higher (P<0.05) than those from CYP2D6 IM patients with functional CYP3A4 metabolism (122.07 ng mL-1 and 0.61 ng mL-1, respectively). Indeed, HTF and TAM plasma levels were approximately 50% higher in patients with CYP3A4*22 genotype compared to patients with alleles *1/*1. Seasonality also contributed to EDF and HTF variability, summer concentrations were 24% and 42% higher compared to winter. The DBS method was able to identify 96% of patients with plasma EDF concentrations below the clinical threshold and can be used in therapeutic monitoring of TAM. Conclusion: Our findings suggest that CYP3A4 contributes to the bioactivation of TAM through formation of HTF and becomes increasingly important in conditions of diminished or absent CYP2D6 activity. A significant variability on EDF and HTF exposure related to seasonality was identified, with considerable higher plasma concentrations during summer. The mechanism relating vitamin D status, seasonality and biotransformation of TAM still remains to be elucidated.