Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.9.2022.tde-20052022-121840
Documento
Autor
Nome completo
Carolina Dagli Hernandez
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2021
Orientador
Banca examinadora
Hirata, Rosario Dominguez Crespo (Presidente)
Luchessi, André Ducati
Moriel, Patricia
Santos, Paulo Caleb Júnior de Lima
Título em inglês
Pharmacogenomic analysis in patients with familial hypercholesterolemia
Palavras-chave em inglês
Adverse drugs events
Familial hypercholesterolemia
Myalgia
Pharmacogenetics
Statin
Resumo em inglês
Introduction: Familial hypercholesterolemia (FH) is a monogenic dyslipidemia with a high risk of developing early atherosclerotic disease. Statins are the first-line treatment of FH patients. Statins substantially reduce low-density lipoprotein cholesterol (LDL-c) and have a good efficacy and safety profile. However, some patients do not respond adequately whereas others experience statin-related adverse events (SRAE). Genetic and non-genetic factors contribute to the variability in the response to statins, but there are few studies on pharmacogenomic factors in the Brazilian population. Objective: To explore the association of genetic variants with the response to lipid-lowering drugs and SRAE in Brazilian FH patients Patients and Methods: Adult FH patients (n=114) were selected and clinical and pharmacotherapeutic data were obtained. The response to statin treatment was considered as LDL-c reduction of at least 50%. Blood samples were obtained for laboratory testing and genomic DNA extraction. A panel of 84 genes (related to HF and pharmacogenes) was analyzed by exon-targeted gene sequencing (ETGS). The DNA sequencing data was analyzed using a variant discovery pipeline. The functional impact of variants in pharmacokinetics (PK)- and pharmacodynamics (PD)-related genes was assessed using a functionality prediction score (FPS) and other in silico tools. LDL-c response to statin and SRAE risk was in carriers of deleterious variants in PK and PD genes, with minor allele frequency (MAF) > 5.0% or 10%, using univariate and multivariate linear regression analyses. Molecular modeling analysis was used to explore the functional effect in silico of deleterious variants. Results: Fifty-eight (50.8%) of the FH patients responded to statins and 24 (21.0) had SRAE. Obesity and alcohol consumption were more frequent in the non-responder (NRE) group (p<0.05), whereas the concomitant use of ezetimibe and SRAE were more prevalent in the responder (RE) group (p<0.05). The ETGS revealed 21 pathogenic variants in FH-related genes (19 LDLR, 1 APOB and 1 PCSK9), 402 variants in 23 PK-related genes (186 missense, 2 stop-gain, 1 stop-loss, 10 frameshift indel, 5 inframe deletions, 16 in splicing region, 29 in the 5´UTR region, and 153 in the 3´UTR region), and 752 variants in 33 PD-related genes (249 missense, 1 stop-gain, 9 start-loss, 5 frameshift indel, 9 inframe indel, 26 in splice-sites, 67 in the 5´UTR region, and 386 in the 3´UTR region). Functional prediction analysis revealed 21 missense, 1 stop-loss, 7 splice and 10 frameshift/inframe variants in PK genes are deleterious. Multivariate regression analysis of 16 variants in ABC and SLC transporters and CYP metabolizing enzymes with MAF > 10.0% and adjustment for non-genetic covariates, revealed that ABCC1 rs45511401 (c.2012G>T, p.Gly671Val) and SLCO1B3 rs60140950 (c.683G>C) increased LDL-c reduction to statin treatment (p<0.05). Molecular modeling analysis revealed that Val671 enhance the interaction of ABCC1 with statins compared with reference protein (Gly671). In PD-related genes, 93 missense, 1 start-loss, 3 stop-gain, 10 splice-site and 4 frameshift variants were predicted to be deleterious. The missense variant LPA rs76062330 (c.5468G>T) was associated with higher LDL-c reduction, even after corrections (Adjusted p=0.001). Multivariate linear regression analysis showed that the variant KIF6 rs20455 (c.2155T>C) reduced the LDL-c response to atorvastatin (p=0.014), whereas multivariate logistic regression revealed association of LPA rs3124784 (c.6046C>T) with increased response to statins (p=0.022). Deleterious variants in PK- and PD- related genes were not associated with increased risk of SRAE in FH patients. Conclusions: The deleterious variants ABCC1 c.2012G>T, SLCO1B3 c.683G>C, LPA c.5468G>T and LPA c.6046C>T enhanced LDL-c reduction in FH patients. KIF6 rs20455 (c.2155T>C), a neutral variant, decreased LDL-c reduction to atorvastatin. Deleterious variants in PK and PD genes were not associated with increased risk of SRAE.
Título em português
Análise farmacogenômica em indivíduos com hipercolesterolemia familial
Palavras-chave em português
Estatina
Eventos adversos a medicamentos
Farmacogenética
Hipercolesterolemia familial
Mialgia
Resumo em português
Introdução: A hipercolesterolemia familiar (HF) é uma dislipidemia monogênica com alto risco de desenvolvimento de doença aterosclerótica precoce. As estatinas são o tratamento de primeira linha para pacientes com HF. As estatinas reduzem substancialmente o colesterol da lipoproteína de baixa densidade (LDL-c) e têm uma boa eficácia e perfil de segurança. No entanto, alguns pacientes não respondem adequadamente, enquanto outros apresentam eventos adversos relacionados às estatinas (SRAE). Fatores genéticos e não genéticos contribuem para a variabilidade na resposta às estatinas, mas existem poucos estudos sobre fatores farmacogenômicos na população brasileira. Objetivo: Explorar a associação de variantes genéticas com a resposta aos hipolipemiantes e SRAE em pacientes brasileiros com HF. Pacientes e Métodos: Pacientes adultos com HF (n=114) foram selecionados e dados clínicos e farmacoterapêuticos foram obtidos. A resposta ao tratamento com estatinas foi considerada como atingindo uma redução do LDL-c de 50%. Amostras de sangue foram obtidas para exames laboratoriais e extração de DNA genômico. Um painel de 84 genes (relacionados a HF e farmacogenes) foi analisado por sequenciamento de genes direcionados a exon (ETGS). Os dados de sequenciamento de DNA foram analisados usando um pipeline de descoberta de variantes. O impacto funcional das variantes em genes relacionados à farmacocinética (PK) e farmacodinâmica (PD) foi avaliado usando um escore de predição de funcionalidade (FPS) e outras ferramentas in silico. A resposta do LDL-c a estatinas e ao risco de SRAE foi analisada em portadores de variantes deletérias nos genes PK e PD, com frequência de alelo raro > 5,0% ou 10%, usando análises de regressão linear univariada e multivariada. A análise de modelagem molecular foi usada para explorar o efeito funcional in silico de variantes deletérias. Resultados: Cinquenta e oito (50,8%) dos pacientes com HF responderam às estatinas e 24 (21,0) apresentam SRAE. Obesidade e consumo de álcool foram mais frequentes no grupo de não respondedores (NRE) (p<0,05), enquanto o uso concomitante de ezetimiba e SRAE foram mais prevalentes no grupo de respondedores (RE) (p<0,05). ETGS revelou variantes patogênicas em genes relacionados a FH (19 LDLR, 1 APOB e 1 PCSK9), 402 variantes em 23 genes relacionados a PK (186 missense, 2 stop-gain, 1 stop-loss, 10 frameshift indel, 5 deleções in-frame, 16 em sítios de splicing, 29 na região 5´UTR e 153 na região 3´UTR), e 752 variantes em 33 genes relacionados com PD (249 missense, 1 stop-gain, 9 start-loss, 5 frameshift indel, 9 inframe indel, 26 em sítios de splicing, 67 na região 5´UTR e 386 na região 3´UTR). A análise de predição funcional revelou que 21 variantes missense, 1 stop-loss, 7 splice-site e 10 frameshift / inframe em genes PK são deletérias. A análise de regressão multivariada de 16 variantes em transportadores ABC e SLC e enzimas que metabolizam CYP com MAF > 10,0% e ajuste para covariáveis não genéticas, revelou que as variantes ABCC1 rs45511401 (c.2012G>T, p.Gly671Val) e SLCO1B3 rs60140950 (c.683G>C) aumentam a redução do LDL-c ao tratamento com estatina (p<0,05). A análise de modelagem molecular revelou que Val671 aumenta a interação de ABCC1 com estatinas em comparação com a proteína de referência (Gly671). Em genes relacionados ao PD, 93 missense, 1 start-loss, 3 stop-gain, 10 splice-site and 4 frameshift foram considerados deletérios. A variante missense LPA rs76062330 (c.5468G>T) foi associada a maior redução do LDL-c, mesmo após as correções (p ajustado=0,001). A análise de regressão linear multivariada mostrou que a variante KIF6 rs20455 (c.2155T>C) reduziu a resposta do LDL-c à atorvastatina (p=0,014), enquanto a regressão logística multivariada revelou associação de LPA rs3124784 (c.6046C>T) com resposta aumentada às estatinas (p=0,022). Variantes deletérias em genes relacionados a PK e PD não foram associadas ao aumento do risco de SRAE em pacientes com FH. Conclusões: As variantes deletérias ABCC1 c.2012G>T, SLCO1B3 c.683G>C, LPA c.5468G>T e LPA c.6046C>T aumentaram a redução do LDL-c. KIF6 rs20455 (c.2155T>C), uma variante neutra, diminuiu a redução de LDL-c à atorvastatina. Variantes deletérias não foram associadas ao aumento de risco de SRAE.
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Data de Publicação
2022-07-07