Pharmacogenetics of Parkinson's Disease in Clinical Practice

Abstract

Background: Pharmacogenetics aims to identify the genetic factors participating in the heterogeneity of drug response. The ultimate goal is to provide personalized treatment by identifying responders and non-responders, individuals at risk of developing drug adverse effects, and by adjusting dosage. Several studies have been performed in Parkinson's disease (PD), to investigate drug response variability according to genetic factors for dopamine replacement therapies. Methods: We performed a systematic literature search of articles related to pharmacogenetic studies in PD, and found 47 studies. Findings: Motor response and adverse reactions to dopaminergic drugs were associated with genes encoding enzymes of their metabolism as well as their receptors or targets. Despite some interesting results, considerable work remains to be done to replicate and validate their clinical relevance before translation into clinical practice. Conclusions: There are currently no guidelines published for pharmacogenetic factors related to PD drugs. More research is need in this field in order to improve our knowledge in drug response variability in PD. Algorithms taking into account clinical, pharmacological, and genetic factors are probably the most promising way to help for a personalized medicine in PD.

Suggestive association between OPRM1 and impulse control disorders in Parkinson's disease

“…Our study was designed to study 50 candidate gene variants. Twenty variants were selected from previous association studies on impulsive compulsive behaviors in the general population and in PD . This included 16 genes involved in various neurotransmitter systems: dopamine ( DRD1, ANKK1, DRD2, DRD3, DAT1, COMT ), serotonin ( HTR2A, HTR1B, TPH1, TPH2 ), glutamate ( GRIN2B ), norepinephrine ( DBH, NET ), opioid ( OPRM1, OPRK1 ) systems, and the neurotrophic factor BDNF .…”

“…Twenty variants were selected from previous association studies on impulsive compulsive behaviors in the general population and in PD. 23,24 This included 16 genes involved in various neurotransmitter systems: dopamine (DRD1, ANKK1, DRD2, DRD3, DAT1, COMT), serotonin (HTR2A, HTR1B, TPH1, TPH2), glutamate (GRIN2B), norepinephrine (DBH, NET), opioid (OPRM1, OPRK1) systems, and the neurotrophic factor BDNF. In addition, we selected the 10 most significant genes induced by an acute challenge of levodopa in the striatum in an animal model of dopamine denervation.…”

Ansätze zur Etablierung von Präzisionsmedizin bei der Parkinson-Krankheit mit dem Schwerpunkt Genetik

“…Ein ausgeprägter genetischer Effekt auf die Levodopa-Pharmakokinetik konnte bisher nicht festgestellt werden. In einigen Studien wurde ein Zusammenhang von Polymorphismen im SLC6A3-Gen sowie im Dopa-Decarboxylase-Gen (DDC oder auch AADC-Aromatische-L-Aminosäure-Decarboxylase) auf die motorische Levodopa-Sofortantwort (erhöht/erniedrigt) postuliert, wohingegen Veränderungen im COMT-und MAOB-Genen hingegen eher mit einer veränderten Wirkung von Langzeitdosen von Levodopa assoziiert seien [72].…”

“…Motorische Komplikationen: Motorische Fluktuationen und Dyskinesien Levodopa-induzierte Dyskinesien, also unwillkürliche Bewegungen, treten häufig im Rahmen von langjähriger Levodopa-Therapie auf. Das (frühe) Auftreten hängt möglicherweise auch von genetischen Faktoren ab, dabei wurden Assoziationen von bestimmten genetischen Varianten im Dopamin-Rezeptor 2/3 (DRD2 und DRD3) sowie im Dopamin-Transporter Typ I und auch SLC6A3-Gen (SLC6A3 = Solute Carrier Family 6, member 3) (Neurotransmitter-Transporter) beschrieben [72].…”

“…Dies beruht auf der Annahme, dass es u.a. Unterschiede in der Rezeptorbindung, dem Dopamin-Metabolismus und dem Durchtritt durch die Blut-Hirn-Schranke verantwortlich für den variablen Behandlungserfolg sind bei Veränderungen der Rezeptoren/Enzyme/Transporter[72].…”