Tesis sobre el tema "Pharmakogenetik"

Background: Gastric cancer is often diagnosed in the metastatic stage, and only 10% of patients survive for as long as 2 years. Current chemotherapy regimens show significant treatment-related toxicities. It is crucial to identify the patients that will benefit most from certain chemotherapy regimens in order to avoid unnecessary side effects. Patients and Methods: 2 patients with advanced gastric cancer repeatedly received 5-FU/cisplatin combination chemotherapy. Genomic DNA was extracted from tumor tissue and mononuclear blood cells. Genotype analysis of genes of metabolizing and DNA repair enzymes was carried out using a PCR-RFLP technique. Direct sequencing was used to identify mutations of the gene dihydropyrimidine dehydrogenase (DPD). Results: Prolonged survival of 51 and 29 months, respectively were observed in our 2 patients. Both patients were positive for genotypes of thymidylate synthase - the target enzyme of 5-FU - that are associated with improved drug response. DPD variants connected with increased toxicity were not observed. However, both patients also showed genotypes in cisplatin metabolizing enzymes which enhance the effect of the drug. Conclusion: Genotype analysis in drug metabolizing enzymes of 5-FU and cisplatin provide a possible explanation for extraordinary therapy effects observed in 2 patients with advanced gastric cancer
Hintergrund: Das Magenkarzinom wird häufig im fortgeschrittenen Stadium diagnostiziert, und nur etwa 10% der Patienten überleben 2 Jahre. Aktuelle Chemotherapien zeigen eine hohe therapiebedingte Toxizität. Es ist daher von großer Bedeutung, diejenigen Patienten zu identifizieren, die von einer bestimmten Therapie profitieren, um anderen Patienten die Nebenwirkungen einer solchen Therapie zu ersparen. Patienten und Methoden: 2 Patienten mit fortgeschrittenem Magenkarzinom erhielten wiederholt eine Kombinationschemotherapie aus 5-FU/Cisplatin. Genomische DNS wurde aus Tumorgewebe und Leukozyten isoliert. Genotypanalysen von Genen, die am Metabolismus der Substanzen und am DNS-Reparaturprozess beteiligt sind, wurden mithilfe einer PCRRFLP-Methode durchgeführt. Das Gen der Dihydropyrimidindehydrogenase (DPD) wurde direkt sequenziert. Ergebnisse: Beide Patienten zeigten ein deutlich verlängertes Überleben von 51 bzw. 29 Monaten. Genotypen des 5-FU-Zielenzyms Thymidylatsynthase, die mit einem verbesserten Ansprechen assoziiert sind, konnten in beiden Patienten nachgewiesen werden. DPD-Varianten, die mit einer erhöhten Toxizität verbunden sind, wurden nicht beobachtet. Zusätzlich konnten bei beiden Patienten Genotypen in Cisplatin metabolisierenden Genen gefunden werden, die eine prolongierte Wirkung der Substanz bedingen. Schlussfolgerungen: Durch Genotypanalysen in Genen des 5-FU- und Cisplatin-Metabolismus konnte ein spezifisches pharmakogenetisches Profil identifiziert werden, das möglicherweise die Ursache eines außergewöhnlich guten Therapieeffektes in 2 Patienten mit fortgeschrittenem Magenkarzinom ist
Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich

Objective: The FKBP5-gene influences the HPA-system by modulating the sensitivity of the glucocorticoid receptor (GR). The polymorphism rs1360780 has been associated with response in studies with heterogeneous antidepressant treatment. In contrast, several antidepressant studies with standardized antidepressant treatment could not detect this effect. We therefore compared patients with standardized vs naturalistic antidepressant treatment to (a) investigate a possible interaction between FKBP5-genotype and treatment mode and (b) replicate the effect of the FKBP5-genotype on antidepressant treatment outcome. Methods: A total of 298 major depressive disorder (MDD) inpatients from the multicentred German project and the Zurich Algorithm Project were genotyped for their FKBP5 status. Patients were treated as usual (n=127) or according to a standardized algorithm (n=171). Main outcome criteria was remission (Hamilton Depression Rating Scale-21<10). Results: We detected an interaction of treatment as usual (TAU) treatment and C-allele with the worst outcome for patients combining those two factors (HR=0.46; p=0.000). Even though C-allele patients did better when treated in the structured, stepwise treatment algorithm (SSTR) group, we still could confirm the influence of the FKBP5-genotype in the whole sample (HR=0.52; p=0.01). Conclusions: This is the first study to show an interaction between a genetic polymorphism and treatment mode. Patients with the C-allele of the rs1360780 polymorphism seem to benefit from a standardized antidepressant treatment.

Background: Gastric cancer is often diagnosed in the metastatic stage, and only 10% of patients survive for as long as 2 years. Current chemotherapy regimens show significant treatment-related toxicities. It is crucial to identify the patients that will benefit most from certain chemotherapy regimens in order to avoid unnecessary side effects. Patients and Methods: 2 patients with advanced gastric cancer repeatedly received 5-FU/cisplatin combination chemotherapy. Genomic DNA was extracted from tumor tissue and mononuclear blood cells. Genotype analysis of genes of metabolizing and DNA repair enzymes was carried out using a PCR-RFLP technique. Direct sequencing was used to identify mutations of the gene dihydropyrimidine dehydrogenase (DPD). Results: Prolonged survival of 51 and 29 months, respectively were observed in our 2 patients. Both patients were positive for genotypes of thymidylate synthase - the target enzyme of 5-FU - that are associated with improved drug response. DPD variants connected with increased toxicity were not observed. However, both patients also showed genotypes in cisplatin metabolizing enzymes which enhance the effect of the drug. Conclusion: Genotype analysis in drug metabolizing enzymes of 5-FU and cisplatin provide a possible explanation for extraordinary therapy effects observed in 2 patients with advanced gastric cancer.
Hintergrund: Das Magenkarzinom wird häufig im fortgeschrittenen Stadium diagnostiziert, und nur etwa 10% der Patienten überleben 2 Jahre. Aktuelle Chemotherapien zeigen eine hohe therapiebedingte Toxizität. Es ist daher von großer Bedeutung, diejenigen Patienten zu identifizieren, die von einer bestimmten Therapie profitieren, um anderen Patienten die Nebenwirkungen einer solchen Therapie zu ersparen. Patienten und Methoden: 2 Patienten mit fortgeschrittenem Magenkarzinom erhielten wiederholt eine Kombinationschemotherapie aus 5-FU/Cisplatin. Genomische DNS wurde aus Tumorgewebe und Leukozyten isoliert. Genotypanalysen von Genen, die am Metabolismus der Substanzen und am DNS-Reparaturprozess beteiligt sind, wurden mithilfe einer PCRRFLP-Methode durchgeführt. Das Gen der Dihydropyrimidindehydrogenase (DPD) wurde direkt sequenziert. Ergebnisse: Beide Patienten zeigten ein deutlich verlängertes Überleben von 51 bzw. 29 Monaten. Genotypen des 5-FU-Zielenzyms Thymidylatsynthase, die mit einem verbesserten Ansprechen assoziiert sind, konnten in beiden Patienten nachgewiesen werden. DPD-Varianten, die mit einer erhöhten Toxizität verbunden sind, wurden nicht beobachtet. Zusätzlich konnten bei beiden Patienten Genotypen in Cisplatin metabolisierenden Genen gefunden werden, die eine prolongierte Wirkung der Substanz bedingen. Schlussfolgerungen: Durch Genotypanalysen in Genen des 5-FU- und Cisplatin-Metabolismus konnte ein spezifisches pharmakogenetisches Profil identifiziert werden, das möglicherweise die Ursache eines außergewöhnlich guten Therapieeffektes in 2 Patienten mit fortgeschrittenem Magenkarzinom ist.
Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Ziel: Entwicklung eines gesundheitsökonomischen Evaluationskonzepts zum Nachweis einer Kostenreduktion unter gleichzeitiger Optimierung des medizinischen Nutzens durch pharmakogenetisches Screening bei Erstdiagnose einer Schizophrenie. Finale Zielsetzung ist die Aufnahme der pharmakogenetischen a priori-Diagnostik für die Indikation Schizophrenie in die GKV-Regelversorgung. Methodik: Basierend auf dem aktuellen Stand gendiagnostischer Forschung sowie der evidenzbasierten Schizophrenietherapie wurde eine prospektive, randomisierte und kontrollierte, dreiarmige, offene, multizentrische Pilotstudie im Paralleldesign über 3 Jahre konzeptioniert. Studienpopulation: 300 Patienten (1:1:1) im Alter von 18 bis 65 Jahren mit erstmaliger F20-Diagnose (ICD-10). Interventionen: pharmakogenetisches Screening und integrierte Versorgung; integrierte Versorgung; Standardversorgung. Die Erhebung des medizinischen Nutzens erfolgt durch Messung des klinischen Outcome bzgl. der patientenrelevanten Endpunkte Mortalität, Morbidität, Lebensqualität und Nebenwirkungen zu definierten Zeitpunkten. Perspektivisch relevante Kosten werden im "piggy back"-Verfahren ermittelt. Ergebnisse: Angesichts zurzeit bestehender Limitationen im deutschen Gesundheitssystem (z.B. unzureichendes intersektorales Schnittstellenmanagement bei der Arzneimittelversorgung und Informationsweitergabe) wird die Integrierte Versorgung als geeignete Versorgungsform für den Nutzennachweis eingestuft. Die Integrierte Versorgung stellt jedoch momentan nicht den allgemeinen Standard der psychiatrischen Patientenversorgung dar. Aus GKV-Perspektive wesentliche Kostentreiber der Schizophrenietherapie sind Rückfälle, Krankenhausaufenthalte, Arbeitslosigkeit und vorzeitige Verrentung. Eine Verringerung der Häufigkeit dieser Parameter könnte z.B. zu einer Reduktion der Erstjahres-Behandlungskosten (zurzeit ca. 30% der Gesamtkosten) führen. Die Kosten-Effektivitäts-Analyse erweist sich als Studienform mit der geringsten Anfälligkeit für Bias und Confounder. Trotz einer vergleichsweise hohen externen Validität ist das Studiensetting nicht uneingeschränkt übertragbar auf die Versorgungsrealität des deutschen Gesundheitssystems. Es existiert aktuell keine generelle Empfehlung für den Einsatz der Gendiagnostik zur Steuerung der Arzneimitteltherapie in Psychiatrie. Ebenso hat die integrierte Versorgung bisher keinen umfassenden Einzug in den psychiatrischen Behandlungsalltag gefunden, so dass die beschriebenen Limitationen einen positiven Nutzennachweis erschweren. Dennoch ist das Konzept als praktisch umsetzbar zu bewerten. Schlussfolgerung: Bei dieser Faktenlage ist das Interesse der GKV an der Veranlassung einer gesundheitsökonomischen Evaluation mit dem Ziel einer Erstattungsfähigkeit des a priori durchgeführten pharmakogenetischen Screenings bei Schizophrenie als eher gering einzustufen. Jedoch lassen das Update der S3-Praxisleitlinie mit dem Einbezug der strukturierten u. integrierten Versorgung sowie der Aktionsplan „Individualisierte Medizin“ des Bundesforschungsministeriums auf eine Fokussierung auf diese Fragestellung und veränderte Interessenlage bzgl. der Initiierung der Pilotstudie hoffen. Weitere Forschungstätigkeit sowie die praktische Erprobung neuer gendiagnostischen Verfahren sind, basierend auf versorgungsbezogenen Pilotstudien wie der hier konzeptionierten, fachübergreifend erforderlich, um die Relevanz der Methodik für den psychiatrischen Versorgungsalltag zu belegen
Purpose: Development of a health-economic investigation method to study whether a cost reduction under concurrent optimisation of the medical use exists by using pharmacogenetic a- priori- screening with first diagnosis of a schizophrenia. Final objective is the reimbursement of pharmacogenetic diagnostics for the indication schizophrenia in the German health statutory insurance (GKV). Methods: A prospective, randomised and controlled, 3-armed, parallel, open, multicentre pilot study with a duration of 3 years was designed based on the actual status of genetic-diagnostic research as well as the evidence-based therapy of schizophrenia. Study population: 300 patients (1:1:1) aged 18 to 65 years with initial F20 diagnosis (ICD-10). Interventions: pharmacogenetic screening and integrated care; integrated care; standard care. For evaluation of the medical benefit the clinical outcome is measured at defined times with regard to the patients' relevant endpoints mortality, morbidity, quality of life and side effects. In perspective relevant costs are determined by "piggy back" procedure. Results: In view of actually existing limitations within the German health system (e.g., insufficient intersectional medication and information management) the integrated care is considered being a suitable setting to demonstrate the advantage of using pharmacogenetic screening. Nevertheless, the integrated care does not show the general standard of the psychiatric patient's care at the moment. From GKV perspective essential cost drivers of schizophrenia therapy are relapses, hospital stays, unemployment and untimely superannuation. Diminishing the rate of these parametres could lead, e.g., to a reduction of the first year medical costs (at the moment approx. 30% of the total expenses). The cost-effectiveness analysis seems to be the study form with the slightest susceptibility to bias and confounding. In spite of a relatively high external validity the study setting is not unconditionally transferable to the German health system. Currently no general recommendation exists for the application of the genetic diagnostics to manage medication therapy in psychiatry. Up to now also the integrated care has not found a comprehensive entry in psychiatric practice, so that the described limitations are complicating a positive use proof. Nevertheless, the investigational concept can be regarded as feasible. Conclusion: Based on the existing situation the GKV's interest in performing a health-economic evaluation, which is focussed on the reimbursement of pharmacogenetic a priori-diagnostics in schizophrenia, is considered to be low. However, the situation may change in view of the expected update of the S3-practise guideline with the focus on structured and integrated care as well as the action plan „individualised medicine“ of the German federal research ministry. Thus, there is hope for changing interests in a pilot study. Based on care-related pilot studies as presented here, further research activities and practical testing of recent gene diagnostic procedures are necessary to demonstrate the relevance of the methodology for psychiatric practice

Depressive Erkrankungen verursachen sowohl das persönliche Leid der erkrankten Individuen als auch volkswirtschaftlichen Schaden durch krankheitsbedingten Arbeitsausfall und Belastung der Gesundheitsversorgungssysteme. Therapeutische Konzepte wie die Anwendung pharmakotherapeutischer Intervention sind in unterschiedlichem Maß von Erfolg gekrönt. Zahlreiche somatische Faktoren wurden mit der Ätiologie depressiver Störungen in Verbindung gebracht. Die primär verfolgten pharmakologischen Ansätze basieren nach wie vor auf Erkenntnissen aus der Mitte des vergangenen Jahrhunderts. In erster Linie setzt die Pharmakotherapie Substanzen ein, die die Wiederaufnahme monoaminerger Neurotransmitter (Serotonin, Noradrenalin, zum Teil auch Dopamin) aus dem synaptischen Spalt inhibieren und nach einer allerdings meist mehrwöchigen, regelmäßigen Einnahme des Präparates zu einem Rückgang der depressiven Symptomatik führen. Andererseits kann jedoch bei zahlreichen Erkrankten auch nach fortgesetzter Therapie mit verschiedenen Behandlungsansätzen keine Remission verzeichnet werden und es stellt sich die Frage nach der Ursache dieser Diskrepanz. Im Fokus der vorliegenden Arbeit stand der als Antidepressivum eingesetzte selektive Serotonin- / Noradrenalin-Wiederaufnahme-Inhibitor Venlafaxin. Durch Blockade des präsynaptischen Serotonin- und Noradrenalin-Transporters führt Venlafaxin initial zu einer intensivierten Neurotransmission. Die Zielstrukturen von Venlafaxin sind der präsynaptische Serotonin- und der Noradrenalin-Transporter, wobei aufgrund unterschiedlicher Affinität eine geringe Dosis beziehungsweise Konzentration als rein serotonerg betrachtet wird und bei einer hohen Dosis beziehungsweise Konzentration sowohl die Wiederaufnahme von Serotonin als auch Noradrenalin inhibiert wird. Es wurden in dieser Arbeit zwei Ziele verfolgt. Im ersten Teil wurde mittels Gen-expressionsuntersuchungen nach potentiellen Effektoren von Venlafaxin gesucht, um prinzipielle Mechanismen der antidepressiven Wirkung zu identifizieren und auf ihrer Basis die Entwicklung spezifischerer Intervention zu ermöglichen. Der zweite Teil beinhaltet eine pharmakogenetische Untersuchung am Menschen. Ziel war zu evaluieren, inwieweit die Expressionsaktivität von SLC6A2 und SLC6A4 und damit die präsynaptische Transportkapazität in Kombination mit der Serumkonzentration aktiver Substanz als Prädiktor des therapeutischen Effektes dienen kann. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge würde bei Vorliegen eines bestimmten Genotyps eine gezieltere Titration der individuell benötigten Konzentration ermöglichen und könnte die Effektivität der Therapie steigern. Für die Genexpressionsuntersuchungen erhielten DBA/2-Mäuse über einen Zeitraum von 30 Tagen Venlafaxin in verschiedenen Dosierungen über das Trinkwasser. Anschließend wurden die Hippokampi der Tiere mittels genomweiter Microarray-Analyse hypothesenfrei auf zwischen den Dosisgruppen differentiell exprimierte Gene hin untersucht. Der Hippokampus wird als zentrales Element der Steuerung, Ausbildung und Veränderung von Verhaltensmustern gesehen. Signifikant differentiell exprimierte Gene, die in vorherigen Studien mit depressiver Erkrankung beziehungsweise einem Effekt psychiatrischer Medikation assoziiert worden waren, wurden mittels qRT-PCR-Analyse validiert. Im Anschluss an die Analyse im Tier wurden als differentiell exprimiert bestätigte Gene per qRT-PCR analog in humanen Leukozyten untersucht. Die Blutproben waren in einem klinisch-naturalistischen Design während der ersten und der fünften Woche einer Venlafaxin-Pharmakotherapie von Patienten der Klinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie des Universitätsklinikums Würzburg gewonnen worden, das heißt vor und nach potentiellem Eintreten der antidepressiven Wirkung. Trotz der unterschiedlichen Herkunft der analysierten Gewebe könnten auf diesem Weg Hinweise auf Vorgänge im menschlichen Gehirn gefunden werden, wie in vergleichenden post mortem Untersuchungen zwischen peripherem und zentralem humanem Material erkannt worden war. Die in der Tierstudie identifizierten Gene kodieren für Transkriptionsfaktoren sowie Proteine die als Teil von second messenger-Kaskaden bekannt sind. Von statistischer Signifikanz erwies sich in der Analyse der humanen Leukozyten die Expressionsreduktion der mRNA der Transkriptionsfaktor-Untereinheit Fos. Befunde zu einer Funktion von Fos, die eine Interpretation im Bezug auf den antidepressiven Effekt von Venlafaxin ermöglichen, liegen lediglich aus Tierstudien vor. Fos-ko im Hippo-kampus von Mäusen wurde mit reduziertem Angstverhalten und höherer Exzitabilität von hippokampalen Neuronen assoziiert. Auch wurde eine Assoziation mit Vorgängen bei synaptischer Plastizität und damit potentiell bei Lernvorgängen gefunden. Auf der anderen Seite wurde depressions-ähnliches Verhalten bei Ratten mit niedriger hippokampaler Fos-Expression und dessen erfolgreiche pharmakologische "Therapie" mit einer Induktion der Fos-Expression assoziiert. Es scheinen also bereits zwischen nicht-menschlichen Spezies ausgeprägte Unterschiede der Rolle von Fos beziehungsweise Fos zu bestehen. Aufgrund der unterschiedlichen Spezies und Gewebe in den hier durchgeführten Untersuchungen sowie den uneinheitlichen Befunden bezüglich der Rolle von Fos beziehungsweise Fos in vorangegangenen Studien kann abschließend lediglich konstatiert werden, dass Fos vermutlich an der Entstehung depressionsbegünstigender Physiologie beteiligt ist und auch, dass eine antidepressive Pharmakotherapie mit Venlafaxin ihre Wirkung vermutlich unter Beteiligung von Fos entfaltet. Die Entwicklung innovativer Antidepressiva die unter Umgehung der monoaminergen Transmissionssysteme durch gezielte Reduktion der Fos-Abundanz das therapeutische Ziel erreichen lassen, könnte auf Basis der vorliegenden Studie angedacht werden, scheint allerdings aufgrund der ubiquitären Mediatorentätigkeit des Proteins und insbesondere aufgrund seiner nicht endgültig definierten Rolle bei der Entstehung von Krebs nicht praktikabel. Zukünftige Untersuchungen sollten daher auf andere im Microarray differentiell exprimiert gefundene Gene fokussieren. In die Untersuchung der Expressionsaktivität der für die primären Zielstrukturen von Venlafaxin (Serotonin- beziehungsweise Noradrenalin-Transporter) kodierenden Gene (SLC6A4 beziehungsweise SLC6A2) und der Serumkonzentration an aktiver Substanz nach Venlafaxin-Applikation im Hinblick auf deren Prädiktivität des therapeutischen Effektes, wurden in einem klinisch-naturalistischen Design Patienten der Klinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie des Universitätsklinikums Würzburg eingeschlossen. Genotypisiert wurden für SLC6A2 der SNP rs28386840 und für SLC6A4 der Polymorphismus 5-HTTLPR. Die Genotypen wurden jeweils in niedrig- und hoch-exprimierend unterteilt und damit auf die phänotypische Transportkapazität der präsynaptischen Membran Bezug genommen. Der therapeutische Erfolg wurde anhand der CGI-I-Skala evaluiert und für die Analysen in "gutes Ansprechen" und "schlechtes Ansprechen" dichotomisiert. Der SLC6A2-Polymorphismus zeigte sich als nicht mit dem therapeutischen Effekt assoziiert. Der hochexprimierende SLC6A4-Genotyp wurde signifikant mit einem schlechteren Ansprechen assoziiert. Dies war in den nach Serumkonzentration aktiver Substanz stratifizierten Unterkollektiven insbesondere in dem Bereich zwischen 200 und 400 ng / ml zu erkennen, wohingegen unter- und oberhalb dieses Bereiches keine Assoziation zu finden war. Aus diesen Resultaten kann gefolgert werden, dass sich aus der Genotypisierung von rs28386840 keine therapeutischen Instruktionen ableiten lassen. Bei Kenntnis des 5-HTTLPR-Genotyps könnte für den klinischen Alltag die Empfehlung ergehen, falls Venlafaxin als sSNRI bei Patienten mit hochexprimierendem Genotyp eingesetzt werden soll, eine Serumsummenkonzentration jenseits des durch die AGNP empfohlenen Bereiches (100 - 400 ng / ml) anzustreben. Da hier jedoch lediglich eine Stichprobe von 56 Patienten untersucht und insbesondere, da zahlreiche potentielle Kofaktoren des therapeutischen Effektes nicht in die Analyse einbezogen werden konnten, ist die Assoziation vor Anwendung in der Therapiesteuerung anhand umfassenderer prospektiver kontrollierter Studien zu validieren
Depressive disorders not only lead to the suffering of the affected individuals but also to economic losses by incapacitating them to fulfill social demands and by utilization of health care systems. Therapeutic intervention via pharmacotherapy is successful in variabel degrees. Etiological research revealed a diversity of somatic factors to be associated with the illness. Primary pharmacological treatment is using substances that inhibit the reuptake of monoaminergic neurotransmitters (serotonin, norepinephrine, in part also dopamine) into the presynaptic terminals. Continued application, sometimes for weeks, leads to a reduction of depressive symptoms (lag of onset). On the other hand for a number of patients various pharmacotherapeutic drugs do not result in symptomatic relief or remission. A reason for these discrepancies to date has not been determined but it is to assume, that pharmacokinetic and pharmacodynamic variations between patients bear the responsibility. In the thesis at hand venlafaxine, an inhibitor of serotonin- respectively serotonin- and norepinephrine-reuptake, was used. Venlafaxine's pharmacodynamic activity is dependent on its concentration in the target compartment as the affinity for the serotonin-transporter is 30 times that for the norepinephrine-transporter. Two goals were targeted here. Comparative gene expression analysis was performed to identify potential effectors of antidepressive effectiveness. On this basis a more specific pharmacological intervention than increasing monoaminergic transmission might be facilitated. The second part of the thesis was dedicated to pharmacogenetic research. In it the predictiveness of the expression activity of the genes coding for venlafaxine's primary targets (SLC6A2, norepinephrine-transporter; SLC6A4, serotonin-transporter) in combination with serum concentrations of active moiety (venlafaxine and its equally active metabolite o desmethylvenlafaxine) towards the therapeutic effect was investigated. Knowledge on such an association might improve efficacy of future pharmacological intervention with venlafaxine, as serum concentrations necessary for patients' desired improvement in the light of a respective genotype could be individually targeted. For gene expression analysis, first, mice (DBA/2 strain) were given venlafaxine in different dosages via the oral route for one month and their hippocampi were analyzed by hypothesis-free genome wide microarray analysis for genes differentially expressed between treatment groups. For candidate genes identified that way, differential expression was validated via qRT-PCR. In the second step validated genes were investigated via qRT-PCR for differential expression in leucocytes of patients who had received antidepressive venlafaxine treatment for one month. Expression was compared between leucocytes after one week and during the fifth week of treatment, that is, before and after potential onset of antidepressive effect. Post mortem comparison between human central and peripheral tissue had to a certain degree shown congruence of expression patterns and thus leucocyte analysis can give hints towards events in the central nervous system. Candidate genes identified in the animal study code for transcription factors respectively proteins mediating in second messenger cascades. In human leucocytes statistical significance was reached for the reduced mRNA abundance of Fos after one month of treatment. Fos is a transcription factor subunit that after heterodimerization with Jun influences expression of effector genes. Association of Fos with depressive disorder and its role in an antidepressive effect had been shown in animal studies. Hippocampal knock-out (ko) of Fos in mice had been associated with reduced fear behaviour and higher excitability of the neurons in this region. Also an association with synaptic plasticity and thus with learning behaviour had been shown. On the other hand, in rats depression-like behaviour had been associated with low hippocampal Fos expression and following successful pharmacological "therapy" expression had been found to be induced. Thus already between non-human species pronounced differences in the role of Fos respectively Fos can be seen. Regarding the different species and tissues investigated as well as the heterogeneous reports on the role of Fos, it can thus only be concluded that the gene respectively its protein product is part of the development and the venlafaxine-induced relief of depressive symptoms. New antidepressant drugs based on an interaction with Fos, e.g. by decreasing its abundance, might in theory be considered. However, due to its far-reaching activity in a number of various processes throughout the organism and especially its role as a proto-oncogene, systemic inhibition of Fos does not seem a proper basis for innovative therapeutic intervention. Future studies should therefore focus on other differentially expressed genes found in the microarray analysis. For evaluating the predictive power of the expression activity of the genes SLC6A2 respectively SLC6A4 which code for venlafaxine's primary targets (serotonin- respectively norepinephrine-transporter) and the serum concentration of active moiety with regard to the achieved antidepressive effect in a naturalistic clinical design patients from the Department of Psychiatry, Psychosomatics and Psychotherapy (University Hospital of Würzburg) were analyzed. SLC6A2 was genotyped for rs28386840 and SLC6A4 for 5-HTTLPR. To investigate phenotypical conditions, patients were dichotomized into carriers of "low-expressing" and "high-expressing" genotypes. Results of the pharmacological intervention were evaluated using the CGI-I-scale and symptom changes after one month of venlafaxine application were dichotomized into "good response" and "bad response". rs28386840 was found not to be associated with therapeutic outcome. The high-expressing genotype of SLC6A4 was found to be significantly associated with insufficient response. After stratifying the collective for serum concentrations this especially held true in the subcollective with high concentration (200 - 400 ng / ml). Below and above this range 5-HTTLPR was not significantly associated with the response. It can be concluded that genotyping rs28386840 will not be useful for instruction of therapeutic intervention with venlafaxine. However, information on patients' 5-HTTLPR might instruct psychiatrists, if venlafaxine is considered for treatment, to use serum concentrations which exceed the range recommended by the AGNP (> 400 ng / ml) in patients with the high-expressing genotype of SLC6A4. The study at hand analyzed only 56 patients and inclusion of a variety of cofactors as well as regression analysis incorporating both polymorphisms to evaluate their potential and probable synergistic effect was not possible. Thus, before application of the present findings into clinical practice, validation and confirmation of the potentially causal relationship in larger samples using a prospective controlled design is necessary

Mit der vorliegenden Studie sollte zu dem wichtigen Forschungsfeld der Pharmakogenetik beigetragen werden, indem zum einen eine einfache und sichere kombinierte Phänotypisierung der drei zuvor erwähnten CYPs (CYP2D6, CYP2C9 und CYP2C19) entwickelt, und zum anderen die Vorhersagekraft des Genotyps für den gemessenen Phänotyp näher untersucht werden sollte. Es ist uns gelungen eine sichere, einfache, schnelle und kombinierte Phänotypisierung der beiden wichtigen Monooxygenasen CYP2D6 und CYP2C9 zu etablieren. Zunächst wurden dazu Wechselwirkungsstudien mit den ausgewählten Testsubstanzen Dextromethorphan (DEX, CYP2D6), Flurbiprofen (FLB, CYP2C9) und Omeprazole (OME, CYP2C19) durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass DEX und FLB als Kombination verabreicht werden können. Die Gabe von OME gemeinsam mit FLB verändert jedoch das Ergebnis der CYP2C9 Phänotypisierung. Dies ist eine neue Erkenntnis, denn noch 2004 wurde ein Phänotypisierungscocktail veröffentlicht, der die Kombination von FLB und OME enthielt. Bei der genannten Studie wurden jedoch, unseres Wissens nach, keine Wechselwirkungsstudien zu den einzelnen Testsubstanz-Kombinationen durchgeführt. Die von uns entwickelte Phänotypisierungsmethode wurde durch Wechselwirkungsstudien verifiziert. Sie ist jedoch auch in anderen Bereichen den bisher veröffentlichten phänotypisierungscocktails überlegen. Zum einen wurden nur sehr kleine Dosen sicherer Testsubstanzen verwendet. Dies wurde durch Entwicklung neuer, sensitiver LC-MS/MS Methoden ermöglicht. Zum anderen ist diese neue Prozedur schnell und nicht-invasiv durchführbar. Nach Verabreichung der Testsubstanz muss der Urin nur für zwei Stunden gesammelt werden. Zudem weisen unsere Ergebnisse darauf hin, dass die normalerweise durchgeführte, aufwendige Glucuronidspaltung des CYP2D6 abhängigen DEX-Metaboliten, Dextrorphan, vermutlich vernachlässigt werden kann. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Studie sind jedoch die Einblicke, die in die Vorhersagekraft der CYP2D6 und CYP2C9 Genotypen für die entsprechenden Phänotypen gewonnen werden konnten. Fast 300 phänotypisierte Kaukasier wurden auch in Hinsicht auf die wichtigsten varianten Allele von CYP2D6, CYP2C9 und CYP2C19 mithilfe bekannter und neu etablierter Methoden genotypisiert. Aufgrund der parallelen Phäno- und Genotypisierung konnten Geno- und Phänotyp direkt korreliert werden. Mit linearen Modellen war es möglich, allen detektierten varianten CYP2D6- und CYP2C9-Allelen Aktivitätskoeffizienten zuzuweisen. Diese können nun verwendet werden, um den Beitrag der einzelnen Allele zur resultierenden Enzymaktivität zu bestimmen, wodurch sich die Vorhersage dieser Aktivität ausgehend vom Genotyp verbessern lassen sollte. Besonders für CYP2D6 ermöglicht das neue Korrelationsmodel präzisere Vorhersagen des Phänotyps als bisher veröffentlichte Modelle. Zusammengefasst leistet diese Studie durch die Entwicklung eines sicheren und einfachen Phänotypisierungsprozesses für CYP2D6 und CYP2C9 und durch die Bestimmung von Aktivitätskoeffizienten für alle einbezogenen CYP2D6 und CYP2C9 Allele und der damit verbundenen präziseren Vorhersage des Phänotyps ausgehend vom Genotyp einen wesentlichen Beitrag zum Forschungsfeld der Pharmakogenetik
This study should contribute to the important field of pharmacogenetics by: firstly, establishing an easy and safe phenotyping method that combines the activity determination of all three previously mentioned CYPs (CYP2D6, CYP2C9, and CYP2C19) into one phenotyping cocktail and secondly, improving the knowledge about the predictive power of the genotype for the measured phenotype. It was indeed possible to develop a save, easy-to-use, fast and simultaneous phenotyping procedure for the important genetic polymorphic enzymes CYP2D6 and CYP2C9. To accomplish that, interaction studies with the chosen probe drugs dextromethorphan (DEX, CYP2D6), flurbiprofen (FLB, CYP2C9) and omeprazole (OME, CYP2C19) were conducted. It could be proven that DEX and FLB can be administered in combination, whereas OME alters the phenotyping results of CYP2C9. This is a new finding as in 2004 a phenotyping cocktail was published that used FLB and OME in combination. However, to our knowledge, no interaction tests were carried in that study. The new phenotyping procedure is not only verified by prior probe drug interaction studies, it also has other advantages over phenotyping cocktails found in literature. Firstly, save probe drugs are used in very small doses. This is possible due to the new sensitive LC-MS/MS methods that were evaluated. Secondly, the new phenotyping procedure is very fast and on-invasive. Urine has to be collected only for 2 h and the results also suggest that the time consuming glucuronide cleavage of the CYP2D6 dependent metabolite dextrorphan, usually carried out before CYP2D6 phenotyping, may be unnecessary. Most importantly, however, new insights into the phenotype prediction from genotype for CYP2C9 and CYP2D6 could be gained within this study. Nearly 300 phenotyped Caucasian subjects were also genotyped for the most important known variant alleles for CYP2D6, CYP2C9 and CYP2C19 using several established and newly developed genoptyping methods. Therefore, a direct correlation between phenotype and genotype could be conducted for CYP2D6 and CYP2C9. Employing linear modeling, it was possible to assign activity coefficients to each of the detected CYP2D6 and CYP2C9 alleles, thereby estimating their contribution to the resulting enzyme activity. This might facilitate the prediction of the CYP2D6 and CYP2C9 metabolic status of a subject knowing only its respective genotypes. Especially the new CYP2D6 genotype phenotype correlation model might allow for more precise phenotype prediction for the included variant alleles than was possible until now. Taken together, this study substantially contributes to the important research field of pharmacogenetics by (i) developing a save and easy-to-use phenotyping combination for CYP2D6 and CYP2C9, and (ii) by establishing activity coefficients for each of the detected CYP2D6 and CYP2C9 alleles, thereby allowing for a more precise prediction of the phenotype from genotype

HINTERGRUND UND ZIELE: Das zentrale Ziel dieser Studie war es der personalisierten Medizin einen Schritt näher zu kommen, bei der für jeden Patienten für die entsprechende Erkrankung das optimale Arzneimittel in der optimalen Dosierung gewählt wird. Dazu ist es notwendig herauszufinden, wie hoch der genetische Anteil auf die Wirkungsweise von Medikamenten ist. Wenn Ergebnisse von klinischen Studien ausreichend belegen, dass der Einfluss von genetischen Faktoren bedeutsam für die Wirkungsweise von Medikamenten ist, kann sich eine genetische Analyse vor Therapiebeginn als sinnvoll erweisen. In dieser Studie erfolgten Untersuchungen zur erblichen Variation der Aktivitäten der Efflux-Transportproteine MDR1 und MRP2. Um den Einfluss von Genen und Umweltfaktoren auf interindividuelle Unterschiede zu erforschen, eignen sich am besten Zwillingsstudien. METHODEN: So haben wir eine Zwillingsstudie mit 20 monozygoten und 9 dizygoten gleichgeschlechtlichen Zwillingen durchgeführt. Dabei wurde Talinolol als in-vivo-Testsubstanz für die Aktivität der Membran-Transportproteine MDR1 und MRP2 analysiert. Es wurden an drei verschiedenen Studientagen, die mindestens eine Woche auseinander liegen mussten, jeweils die gleiche Menge an Talinolol oral verabreicht und anschließend in festgelegten regelmäßigen Abständen die Blutkonzentrationen und weitere pharmakokinetische Parameter bestimmt. Da Talinolol nahezu nicht metabolisiert und unverändert wieder ausgeschieden wird, hängt dessen Bioverfügbarkeit stark von der Funktion und Expression seiner Transporter (MDR1 und MRP 2) ab. Die Erblichkeit wurde mittels drei unterschiedlicher Formeln berechnet. ERGEBNIS: In dieser Studie zeigte sich eine insgesamt große Variabilität der Blutkonzentrationsverläufe sowohl zwischen den Personen (interindividuelle Variabilität) als auch innerhalb einer Person zwischen den unterschiedlichen Studientagen (intraindividuelle Variabilität). Desweiteren war die Variabilität unter monozygoten Zwillingen größer als die unter dizygoten Zwillingen. Diese Konstellationen und die daraus errechnete Erblichkeit sprechen für einen geringen genetischen Einfluss und einen großen Einfluss von Umweltfaktoren auf die Variation in der Pharmakokinetik von Talinolol. Bezüglich der verschiedenen Genvarianten von MDR1 und MRP2 konnten keine signifikanten Unterschiede in den Blutkonzentrationsverläufen gezeigt werden. FAZIT: Es zeigte sich insgesamt ein geringer genetischer Einfluss auf die Variation in der Pharmakokinetik der In-vivo Testsubstanz Talinolol. Desweiteren zeigten die Probanden mit verschiedenen Genvarianten auch keine signifikanten Unterschiede in den Konzentrationsverläufen, sodass in dieser Studie kein relevanter Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein bestimmter Genvarianten und der Transporteraktivität von MDR1 und MRP2 gezeigt werden konnte.

HINTERGRUND UND ZIELE: Es ist allgemein anerkannt, dass neben Umweltfaktoren auch erbliche Faktoren in hohem Maße für interindividuelle Unterschiede in der Wirkweise von Arzneimitteln ursächlich sind. Die Spannweite der Arzneimittelwirkung bei gleicher Dosis kann individuell von Therapieversagen bis hin zu toxischer Überdosierung reichen und ist dabei stark von Arzneimittel-metabolisierenden Enzymen und Transportern beeinflusst. Genetische Varianten können teilweise interindividuelle Unterschiede in der Aktivität dieser Enzyme und Transporter erklären. Es bleibt jedoch unbekannt, wie viel der Variation in der Aktivität durch Erblichkeit bedingt ist und nicht durch bereits bekannte genetische Varianten erklärt werden kann. Primäres Ziel der Studie war es, diesen unbekannten erblichen Anteil in der Variation der Aktivität der Enzyme CY2D6 und CYP2C9 sowie des Transporters OATP1B1 zu quantifizieren. METHODEN: Die Erblichkeit in der Variation der Aktivität von CY2D6, CYP2C9 und OATP1B1 wurde in 20 mono- und 9 dizygoten, gleichgeschlechtlichen Zwillingspaaren untersucht. Die Testsubstanzen Metoprolol (CYP2D6) und Torasemid (CYP2C9 und OATP1B1) wurden jedem Studienteilnehmer wiederholt verabreicht und die Fläche unter der Kurve bis unendlich (AUC0-inf) für jedes Medikament und seinen Metaboliten als Marker der Enzym- (CYP2D6, CYP2C9) und Transporter- (OATP1B1) Aktivitäten bestimmt. Erblichkeit wurde mithilfe von Formeln mit den Korrelationskoeffizienten der Geschwister in den Gruppen mono- und dizygote Zwillingspaare, durch eine Strukturgleichungsmodellierung und durch Vergleich der intra- und interindividuellen Variation berechnet. ERGEBNISSE: Es wurde ein hohe Erblichkeit in der Variation der Aktivität von CYP2D6, CYP2C9 und OATP1B1 berechnet. Für CYP2D6 lag die Erblichkeit bei 88,5% -100%, für CYP2C9 und OATP1B1 bei 81% - 100%. Die bekannten genetischen Varianten konnten lediglich einen geringen Anteil der Variation in der AUC0-inf in der Studienpopulation erklären (38,2% durch genetische Varianten in CYP2D6, 6,5% durch genetische Varianten in CYP2C9 und 20,4% durch genetische Varianten in OATP1B1). FAZIT: Die Berechnungen zeigen, dass Erblichkeit einen großen Einfluss auf die Variation in der Aktivität der Enzyme CYP2D6, CYP2C9 und den Transporter OATP1B1 hat. Bekannte genetische Varianten können hiervon nur einen Teil erklären. Weitere Untersuchungen zu genetischen Regulation der Wirkweise von Arzneimitteln erscheinen vielversprechend.

Ziel: Entwicklung eines gesundheitsökonomischen Evaluationskonzepts zum Nachweis einer Kostenreduktion unter gleichzeitiger Optimierung des medizinischen Nutzens durch pharmakogenetisches Screening bei Erstdiagnose einer Schizophrenie. Finale Zielsetzung ist die Aufnahme der pharmakogenetischen a priori-Diagnostik für die Indikation Schizophrenie in die GKV-Regelversorgung. Methodik: Basierend auf dem aktuellen Stand gendiagnostischer Forschung sowie der evidenzbasierten Schizophrenietherapie wurde eine prospektive, randomisierte und kontrollierte, dreiarmige, offene, multizentrische Pilotstudie im Paralleldesign über 3 Jahre konzeptioniert. Studienpopulation: 300 Patienten (1:1:1) im Alter von 18 bis 65 Jahren mit erstmaliger F20-Diagnose (ICD-10). Interventionen: pharmakogenetisches Screening und integrierte Versorgung; integrierte Versorgung; Standardversorgung. Die Erhebung des medizinischen Nutzens erfolgt durch Messung des klinischen Outcome bzgl. der patientenrelevanten Endpunkte Mortalität, Morbidität, Lebensqualität und Nebenwirkungen zu definierten Zeitpunkten. Perspektivisch relevante Kosten werden im "piggy back"-Verfahren ermittelt. Ergebnisse: Angesichts zurzeit bestehender Limitationen im deutschen Gesundheitssystem (z.B. unzureichendes intersektorales Schnittstellenmanagement bei der Arzneimittelversorgung und Informationsweitergabe) wird die Integrierte Versorgung als geeignete Versorgungsform für den Nutzennachweis eingestuft. Die Integrierte Versorgung stellt jedoch momentan nicht den allgemeinen Standard der psychiatrischen Patientenversorgung dar. Aus GKV-Perspektive wesentliche Kostentreiber der Schizophrenietherapie sind Rückfälle, Krankenhausaufenthalte, Arbeitslosigkeit und vorzeitige Verrentung. Eine Verringerung der Häufigkeit dieser Parameter könnte z.B. zu einer Reduktion der Erstjahres-Behandlungskosten (zurzeit ca. 30% der Gesamtkosten) führen. Die Kosten-Effektivitäts-Analyse erweist sich als Studienform mit der geringsten Anfälligkeit für Bias und Confounder. Trotz einer vergleichsweise hohen externen Validität ist das Studiensetting nicht uneingeschränkt übertragbar auf die Versorgungsrealität des deutschen Gesundheitssystems. Es existiert aktuell keine generelle Empfehlung für den Einsatz der Gendiagnostik zur Steuerung der Arzneimitteltherapie in Psychiatrie. Ebenso hat die integrierte Versorgung bisher keinen umfassenden Einzug in den psychiatrischen Behandlungsalltag gefunden, so dass die beschriebenen Limitationen einen positiven Nutzennachweis erschweren. Dennoch ist das Konzept als praktisch umsetzbar zu bewerten. Schlussfolgerung: Bei dieser Faktenlage ist das Interesse der GKV an der Veranlassung einer gesundheitsökonomischen Evaluation mit dem Ziel einer Erstattungsfähigkeit des a priori durchgeführten pharmakogenetischen Screenings bei Schizophrenie als eher gering einzustufen. Jedoch lassen das Update der S3-Praxisleitlinie mit dem Einbezug der strukturierten u. integrierten Versorgung sowie der Aktionsplan „Individualisierte Medizin“ des Bundesforschungsministeriums auf eine Fokussierung auf diese Fragestellung und veränderte Interessenlage bzgl. der Initiierung der Pilotstudie hoffen. Weitere Forschungstätigkeit sowie die praktische Erprobung neuer gendiagnostischen Verfahren sind, basierend auf versorgungsbezogenen Pilotstudien wie der hier konzeptionierten, fachübergreifend erforderlich, um die Relevanz der Methodik für den psychiatrischen Versorgungsalltag zu belegen.
Purpose: Development of a health-economic investigation method to study whether a cost reduction under concurrent optimisation of the medical use exists by using pharmacogenetic a- priori- screening with first diagnosis of a schizophrenia. Final objective is the reimbursement of pharmacogenetic diagnostics for the indication schizophrenia in the German health statutory insurance (GKV). Methods: A prospective, randomised and controlled, 3-armed, parallel, open, multicentre pilot study with a duration of 3 years was designed based on the actual status of genetic-diagnostic research as well as the evidence-based therapy of schizophrenia. Study population: 300 patients (1:1:1) aged 18 to 65 years with initial F20 diagnosis (ICD-10). Interventions: pharmacogenetic screening and integrated care; integrated care; standard care. For evaluation of the medical benefit the clinical outcome is measured at defined times with regard to the patients' relevant endpoints mortality, morbidity, quality of life and side effects. In perspective relevant costs are determined by "piggy back" procedure. Results: In view of actually existing limitations within the German health system (e.g., insufficient intersectional medication and information management) the integrated care is considered being a suitable setting to demonstrate the advantage of using pharmacogenetic screening. Nevertheless, the integrated care does not show the general standard of the psychiatric patient's care at the moment. From GKV perspective essential cost drivers of schizophrenia therapy are relapses, hospital stays, unemployment and untimely superannuation. Diminishing the rate of these parametres could lead, e.g., to a reduction of the first year medical costs (at the moment approx. 30% of the total expenses). The cost-effectiveness analysis seems to be the study form with the slightest susceptibility to bias and confounding. In spite of a relatively high external validity the study setting is not unconditionally transferable to the German health system. Currently no general recommendation exists for the application of the genetic diagnostics to manage medication therapy in psychiatry. Up to now also the integrated care has not found a comprehensive entry in psychiatric practice, so that the described limitations are complicating a positive use proof. Nevertheless, the investigational concept can be regarded as feasible. Conclusion: Based on the existing situation the GKV's interest in performing a health-economic evaluation, which is focussed on the reimbursement of pharmacogenetic a priori-diagnostics in schizophrenia, is considered to be low. However, the situation may change in view of the expected update of the S3-practise guideline with the focus on structured and integrated care as well as the action plan „individualised medicine“ of the German federal research ministry. Thus, there is hope for changing interests in a pilot study. Based on care-related pilot studies as presented here, further research activities and practical testing of recent gene diagnostic procedures are necessary to demonstrate the relevance of the methodology for psychiatric practice.