Responsividade da Asma Aguda e Polimorfismos dos Receptores Adrenérgicos B2

As estatísticas disponíveis mais recentes indicam que aproximadamente 22,2 milhões de pessoas nos Estados Unidos têm asma. Destes, cerca de 55% sofreram pelo menos um ataque no ano anterior à pesquisa, resultando em 1,9 milhão de visitas a serviços de emergência e 497.000 hospitalizações. A história natural da asma aguda é de resolução e 70 a 80% das pessoas eliminam rapidamente a obstrução das vias aéreas após o tratamento com 7,5 a 10,0 mg de salbutamol nebulizado. No entanto, existe um subconjunto de pacientes com episódios graves recorrentes que respondem mal a esse tratamento e requerem internação hospitalar para resolução. Embora esses pacientes representem uma minoria de asmáticos, eles têm doença persistente que responde pela grande maioria dos gastos com atendimento de urgência. No entanto, praticamente nada se sabe sobre eles. No presente pedido, desejamos testar a hipótese de que esses indivíduos se saem mal com o albuterol devido a polimorfismos genéticos de seus receptores beta 2 adrenérgicos (β2AR) que influenciam a gravidade e/ou reduzem a capacidade de resposta a broncodilatadores de ação curta.

Uma possibilidade de grande significado clínico é que os não respondedores ao albuterol têm diferenças geneticamente determinadas em β2AR que regulam negativamente a eficácia. Vários polimorfismos foram descritos neste receptor com a maior atenção sendo dedicada às substituições de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) nas posições de aminoácidos 16 (arginina para glicina, Arg 16 Gly) e 27 (glutamina para ácido glutâmico, Gln 27 Glu). O receptor Gly 16 exibe regulação negativa aumentada in vitro após exposição ao agonista, enquanto o alelo Arg 16 é mais resistente. O alelo Gly 16 está fortemente associado a desestabilização da asma manifestada por sintomas noturnos e aumento do risco de gravidade. Em contraste, a homozigose Arg/Arg na posição 16 foi associada a resultados piores em estudos prospectivos de uso regular de agonistas β2 de ação curta. Este fenômeno não foi observado em asmáticos que usaram salbutamol quando necessário ou naqueles que eram homozigotos para glicina. Uma vez que mais de 90% dos indivíduos em nossos estudos, e os de outros, na asma aguda tomam esta droga rotineiramente e a grande maioria é tratada com ela de forma emergencial, a presença do alelo Arg/Arg pode levar a respostas mais pobres. Também foi sugerido que esse polimorfismo também pode produzir efeitos semelhantes com agonistas β2 de ação prolongada. Novamente, uma vez que uma grande porcentagem de pacientes asmáticos usa simpaticomiméticos de longa duração, esse fator pode ter um efeito contributivo. Alternativamente, a farmacogenética de β2AR pode ser totalmente sem importância. Dois estudos sugeriram que nem os genótipos únicos no códon 16, nem os haplótipos no β2AR têm qualquer efeito na resposta broncodilatadora aguda ao albuterol ou ao salbutamol. No entanto, como esses estudos foram realizados em pacientes estáveis, eles podem não ser representativos do grupo não responsivo descrito acima.

No presente estudo, propomos desenvolver métodos anteriores que usamos no tratamento da asma aguda. Avaliações clínicas e regimes de tratamento são padronizados usando um caminho de cuidado como em estudos anteriores. Dados demográficos, altura, peso, raça, sintomas, sinais, históricos médicos anteriores e uso rotineiro de medicamentos no mês anterior à consulta inicial são registrados em uma ficha de admissão. Rotineiramente, obtemos informações sobre a duração da doença, frequência dos ataques, hospitalizações, internações em UTI, intubações e uma lista de gatilhos gerais e específicos para exacerbações agudas. Também registramos medicamentos para asma, incluindo esteroides orais e inalatórios, agonistas beta-adrenérgicos de ação curta e prolongada, medicamentos antileucotrienos, anticolinérgicos e metilxantinas. Incluímos em nossos históricos todos os medicamentos concomitantes, incluindo colírios (betabloqueadores e prostaglandinas), medicamentos cardíacos e anti-hipertensivos (agentes ativos beta-adrenérgicos e inibidores da ECA. Perguntamos às pessoas como estão tomando seus remédios para asma, mas não temos como saber se realmente os estão usando conforme prescrito. Se seus medicamentos forem obtidos em nosso hospital, pode ser possível determinar quantas prescrições foram aviadas, mas ainda não saberemos o uso. Também registramos o uso de drogas ilícitas, como cocaína, heroína e OxyContin, etc. O índice de massa corporal (IMC) é calculado como peso em Kg dividido pela altura em metros ao quadrado. A obesidade é classificada como IMC ≥ 30 Kg/M2. A saturação arterial de oxigênio é determinada por oximetria de pulso em ar ambiente e oxigênio suplementar é administrado conforme necessário para valores inferiores a 90%. Antes do tratamento, o melhor dos três picos de fluxo expiratório (PEFR) é considerado como representando o estado inicial de limitação de fluxo do paciente. Os dados PEFR são registrados em termos absolutos, bem como uma porcentagem do normal previsto. Como em estudos anteriores, se a obstrução das vias aéreas de um paciente o impediu de atingir o nível mínimo no medidor de pico de fluxo, um valor de 10 é atribuído arbitrariamente para evitar a divisão por zero quando a porcentagem de melhora após o albuterol é calculada.

Os indivíduos recebem 2,5 mg de albuterol nebulizado a cada 20 min por três doses ou duas doses de 5,0 mg de albuterol com 20 min de intervalo. A falta de resposta ao salbutamol é definida como uma falha do PEFR em um asmático com doença aguda para exceder 40% do previsto após ≥7,5 mg de albuterol (2,5 mg aerossóis de albuterol q.20 min x3). Após a conclusão de cada esquema, o PEFR é repetido e os pacientes reexaminados. As decisões de admissão e alta são feitas de acordo com critérios predeterminados publicados. Os pacientes são considerados prontos para serem encaminhados para casa se estiverem assintomáticos, livres de uso de músculos acessórios, com sibilos ausentes ou diminuídos e com pico de fluxo de 60% do previsto. Aqueles que não atendem a esses requisitos recebem tratamento adicional com broncodilatadores adrenérgicos e anticolinérgicos e glicocorticoides, a critério do médico do pronto-socorro, e são reavaliados a cada hora. Se eles posteriormente atenderem aos critérios de alta, eles serão liberados. Caso contrário, eles são internados no hospital. A taxa de admissão falso-positivo com esses algoritmos foi inferior a 1% e a taxa de recaída em 24 horas inferior a 2%.

São estudados apenas os indivíduos cuja visita inicial ao DE foi para o tratamento de um ataque agudo de asma. Pacientes com história sugestiva de insuficiência cardíaca congestiva, pneumonia, bronquite crônica ou enfisema são excluídos.

O sangue venoso será coletado de 1250 indivíduos. Espera-se que 25% tenham obstrução que não responda bem ao salbutamol e requeiram internação hospitalar para resolução. Os outros 75% terão obstrução que se resolve rapidamente com salbutamol e recebem alta para casa. O DNA será isolado e testado cegamente pelo Centro de Pesquisa em Genética Humana, Vanderbilt Medical Center para identificação de SNPs β2 AR nas posições 16 e 27 e haplótipos do receptor. Os polimorfismos de nucleotídeo único serão genotipados pelo uso de ensaios de genotipagem de polimorfismo de nucleotídeo único TaqMan (Applied Biosystems, Foster City, CA, EUA). Onze polimorfismos serão selecionados para genotipagem dentro da região de codificação ADRB2 e até cerca de 5 kb 5' Codon 1 (rs11958940, rs17778257, rs2895795, rs2053044, rs12654778, rs11959427, rs1042711, rs1042713, rs1042714, rs1800888 e rs1042718). As medidas de controle de qualidade incluem uma taxa de chamada de genótipo de 95% e nenhum desvio significativo do Equilíbrio de Hardy-Weinberg dentro de cada grupo racial (valor de p exato > 0,01). Os haplótipos serão previstos com software disponível publicamente (SNPHNP-um programa para estimar frequências de grandes haplótipos de polimorfismos de nucleotídeo único [versão 1.3]). Serão avaliados os pares de haplótipos 2/2, 2/4, 2/6, 4/4, 4/6 e 6/6.

A variável de resultado primário serão os padrões genéticos (SNPs e haplótipos) em cada população. Desejamos avaliar os padrões de SNP e a capacidade de resposta ao albuterol usando um estudo de controle de caso. As comparações entre os grupos serão feitas por análise de covariância. As associações entre o PEFR basal e a melhora percentual após o albuterol serão estratificadas para o padrão SNP e serão avaliadas por análise de covariância. Polimorfismos únicos podem ser insuficientes e foi sugerido que haplótipos contendo múltiplos polimorfismos podem ser mais informativos. Drysdale e colegas de trabalho identificaram 13 polimorfismos e os organizaram em 12 grupos de haplótipos com frequências variadas entre os grupos étnicos. Os quatro haplótipos mais comuns foram 1, 2, 4 e 6. O haplótipo 2, que contém homozigotos Gly16, foi associado à maior reversibilidade do VEF1, enquanto o haplótipo 4, que contém homozigotos Arg16, foi o menor. Cinco pares de haplótipos eram comuns em asmáticos. Homozigotos, os haplótipos 2/2 tiveram o maior impacto no VEF1 e na expressão de proteínas, enquanto o par de haplótipos 4/4 apresentou o menor efeito em ambas as categorias. Como nenhum SNP isolado pode ter utilidade preditiva, é por isso que estamos medindo os haplótipos. A combinação de haplótipos 4/4 produz o menor impacto e pode ser operacional nos não respondedores. O par de haplótipos 4/6 produz a maior melhoria com albuterol e, portanto, pode ser operacional no grupo responsivo.

Estimaremos as frequências de haplótipos no grupo de pacientes do estudo. Usando regressão logística, calcularemos uma estatística de pontuação global para descansar para a associação geral entre haplótipos e capacidade de resposta ao albuterol. Em seguida, as pontuações específicas do haplótipo e os valores-p correspondentes serão calculados. Estatísticas semelhantes serão calculadas ajustando para covariáveis ​​de linha de base. Essas análises serão realizadas usando funções R em haplo.stats.

Avaliaremos as associações dos haplótipos 1-6 com resposta/não resposta a agonistas adrenérgicos por meio de um estudo de caso-controle. Usando os dados da Tabela 1 e assumindo que os casos representam 25% dos sujeitos do estudo, e usando a função haplo.power.cc. Exigimos um tamanho de amostra de 1.243 pacientes para poder detectar pelo menos um aumento de 40% no risco de não resposta a agonistas adrenérgicos em pacientes com haplótipos contendo Arg16Arg em comparação com haplótipos sem Arg16Arg com poder de 80% a 0,05 nível de significância. Sob suposições semelhantes, exigimos um tamanho de amostra total de 865 para poder detectar um aumento de 50% no risco de falha do tratamento em pacientes com haplótipos contendo Arg16Arg em comparação com pacientes sem. O número de indivíduos representa o total necessário para atingir potência suficiente, dada uma taxa de sucesso-falha do tratamento de 75:25.

Os resultados deste estudo demonstrarão se os genótipos Gly16Arg ou Gln27Glu e/ou os haplótipos β2AR estão associados à resposta ao salbutamol em pacientes que apresentam episódios agudos de asma e se o padrão genotípico varia entre diferentes fenótipos clínicos. Eles também fornecerão informações sobre se tais polimorfismos determinam a gravidade dos episódios medidos pela função pulmonar inicial e pelos sintomas. Nesta investigação, resultados positivos e negativos seriam extremamente importantes. Descobertas positivas sugeririam que podemos começar a entender a capacidade de resposta terapêutica em um nível muito básico. Eles também sugerem que precisamos começar a procurar tratamentos alternativos para um segmento significativo da população asmática quando eles ficam gravemente doentes. Igualmente importante significa que nossos esforços no controle da asma não precisam mais ser aplicados de forma difusa, mas agora podem ser focados na profilaxia em indivíduos afetados. Achados negativos demonstrarão conclusivamente que mudanças geneticamente determinadas em B2AR não podem ser prontamente traduzidas em respostas clínicas e que precisamos procurar outros fatores que determinam a gravidade e a utilização de recursos na população não responsiva ao beta2.