Although tamoxifen has been successfully utilized in the treatment and prevention of estrogen-dependent breast cancer for decades, its use is limited by its low incidence of endometrial cancer. The carcinogenic effects of tamoxifen are complex and may involve a combination of estrogen receptor-mediated hormonal effects as well as the metabolic activation of tamoxifen to reactive electrophiles that are genotoxic. Moreover, a significant population of patients develop clinical resistance to tamoxifen, which leads to breast cancer recurrence and a decrease in patient survival. Therefore, the goal of the current study was to examine the interactions of major metabolites of tamoxifen with the human cytosolic sulfotransferases hSULT2A1, hSULT1E1, and hSULT1A1*1. Changes in the catalytic activity of hSULT2A1 by tamoxifen metabolites may inhibit the formation of the genotoxic Α-sulfooxy tamoxifen intermediate catalyzed by this enzyme. Moreover, tamoxifen metabolites might interfere in the inactivation of hydroxysteroids catalyzed by hSULT2A1 as a part of the variable responses to tamoxifen therapy. Endoxifen was the most potent inhibitor of the hSULT2A1, which suggests that this metabolite may inhibit the role of hSULT2A1 in the metabolic pathway for genotoxicity that is seen with tamoxifen.N-desmethyltamoxifen (N-desTAM) was a substrate for the hSULT2A1, and the product of this reaction, N-desmethyltamoxifen sulfamate (N-desTAM-S), displayed greater inhibition of the enzyme than its unconjugated precursor. Thus, endoxifen, N-desTAM, and N-desTAM-S might serve protective roles in some tissues as they may inhibit the role of hSULT2A1 in the genotoxicity of tamoxifen. Metabolites of tamoxifen were then examined as inhibitors of hSULT1E1 and hSULT1A1*1 due to the roles of these enzymes in the inactivation of estrogens. Each of the metabolites studied were weak inhibitors of hSULT1E1; thus, endoxifen is not likely to promote increased estrogen signaling in breast tissue when administered as an independent breast cancer therapeutic agent in ongoing clinical trials. However, 4-hydroxytamoxifen (4-OHTAM) was a very potent inhibitor of hSULT1A1*1 when examined with estradiol as substrate. This suggests the potential for 4-OHTAM to interfere in estrogen metabolism in tissues where hSULT1A1*1 is expressed and hSULT1E1 is not. This information will be useful when interpreting the clinical trials of endoxifen and will aid in the design of related molecules

Introdução: As variações da CYP2D6 estão associadas com o desfecho clínico das pacientes na terapia adjuvante do câncer de mama com tamoxifeno (TAM). Esta associação deve-se principalmente a hidroxilação do N-desmetiltamoxifeno (NDT) pela CYP2D6 a endoxifeno (EDF) que, por sua alta potência antiestrogênica, é o principal responsável pela eficácia terapêutica. O objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre o genótipo e o fenótipo da CYP2D6 com os níveis de EDF e a razão metabólica [NDT]/[EDF] em uma população do Sul do Brasil. Métodos: Foram obtidas amostras de plasma em vale de 97 pacientes em terapia com o tamoxifeno. A genotipagem da CYP2D6 foi realizada com ensaio Luminex, com determinação de escores de atividade genotípica (EAG). As concentrações do TAM e seus metabólitos foram determinados por CLAE-DAD e classificadas em metabolizadores lentos (ML), intermediários (MI), rápidos com atividade diminuída (MR-D), rápidos com atividade rápida (MR-R) e ultra-rápidos (UR). A fenotipagem foi realizada através da determinação do dextrometorfano (DMT) e do dextrorfano (DTF) por CLAE-FL nas amostras de plasma coletadas três horas após administração oral de 33 mg de DMT. A atividade da CYP2D6 foi avaliada pela razão metabólica [DMT]/[DTF]. Resultados: A genotipagem da CYP2D6 mostrou prevalência de 4,1% de ML, 4,1% de MI, 49,5% de MR-D, 39,2% de MR-R e 3,1% de UR. O genótipo (EAG) foi significativamente correlacionado com o fenótipo ([DMT]/[DTF]), com uma associação moderada (rs= -0,463; p<0,001). As medianas das concentrações plasmáticas do TAM e seus metabólitos (ng mL-1) foram: TAM 57,17; HTF 1,01; EDF 6,21; NDT 125,50. Os níveis de EDF foram inferiores nos ML em comparação aos MR (p<0,05). O fenótipo apresentou maior associação, porém ainda moderada, com os níveis de EDF e [NDT]/[EDF] em comparação ao genótipo (r= -0,507 r=0,625, p<0,001 versus r= 0,356 r=0,516; p<0,01). Ao fenótipo da CYP2D6 foram atribuídas 26% da variabilidade dos níveis de EDF e 38 % das razões metabólicas [NDT]/[EDF], enquanto que ao genótipo foram atribuídas 12% e 27 %, respectivamente. Conclusão: A genotipagem e/ou fenotipagem da CYP2D6 não foram capazes de predizer completamente as concentrações de EDF. Desta forma, sugerimos que estudos futuros utilizem o monitoramento dos níveis de EDF durante a terapia com TAM, com o objetivo de avaliar a sua efetividade. / Background: An association between CYP2D6 variation and clinical outcomes among women with breast cancer treated with tamoxifen (TAM) has been demonstrated, such that the presence of 2 functional CYP2D6 alleles was associated with better clinical outcomes. This association is mainly due the CYP2D6 mediated hydroxylation of N-desmethyltamoxifen (NDT) to yield endoxifen (EDF), which because of its high antiestrogenic potency, is the main responsible for the therapeutic efficacy of TAM. The aim of this study was to evaluate the relation of CYP2D6 genotyping and phenotyping with EDF levels and [NDT]/[EDF] metabolic ratio in breast cancer patients from South of Brazil under TAM therapy. Methods: Trough blood samples were collected from 97 patients. CYP2D6 genotyping was performed with a Luminex assay and calculation of Genotypic activity scores (GAS). Tamoxifen and metabolites EDF, NDT and 4-hidroxy-tamoxifen (HTF) were measured in plasma by HPLC-PDA. CYP2D6 phenotyping was performed by determination of dextromethorphan (DMT) and dextrorphan (DTF) by HPLC-FL at plasma collected three hours after oral administration of 33 mg of DMF. Phenotypes were given according to [DMT]/[DTF] metabolic ratio. Results: CYP2D6 genotyping indicated a prevalence of 4.1% PM, 4.1% IM, 49.5% EM-S, 39.2% EM-F and 3.1% UM. Genotype (GAS), was significantly correlated with phenotype ([DMT]/[DTF]), with a moderate association (rs= -0.463; p<0.001). Median plasma concentrations (ng mL-1) (N=97) were: TAM 57.17; HTF 1.01; EDF 6.21; NDT 125.50. EDF levels were lower in PM than in EM (p<0.05). Phenotype showed stronger, but still moderate, association with EDF and [NDT]/[EDF] than genotype (r= -0.507 r=0.625, p<0.001 versus r= 0,356 r=0.516, p<0.01). Phenotype accounted for 26% of the variability in EDF levels and 38 % of [NDT]/[EDF], while genotype for 12% and 27 %, respectively. Conclusion: CYP2D6 genotyping and/or phenotyping could not fully predict EDF concentrations. Monitoring EDF itself could be considered in further studies during TAM therapy in order to evaluate its efficacy

Introdução: As variações da CYP2D6 estão associadas com o desfecho clínico das pacientes na terapia adjuvante do câncer de mama com tamoxifeno (TAM). Esta associação deve-se principalmente a hidroxilação do N-desmetiltamoxifeno (NDT) pela CYP2D6 a endoxifeno (EDF) que, por sua alta potência antiestrogênica, é o principal responsável pela eficácia terapêutica. O objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre o genótipo e o fenótipo da CYP2D6 com os níveis de EDF e a razão metabólica [NDT]/[EDF] em uma população do Sul do Brasil. Métodos: Foram obtidas amostras de plasma em vale de 97 pacientes em terapia com o tamoxifeno. A genotipagem da CYP2D6 foi realizada com ensaio Luminex, com determinação de escores de atividade genotípica (EAG). As concentrações do TAM e seus metabólitos foram determinados por CLAE-DAD e classificadas em metabolizadores lentos (ML), intermediários (MI), rápidos com atividade diminuída (MR-D), rápidos com atividade rápida (MR-R) e ultra-rápidos (UR). A fenotipagem foi realizada através da determinação do dextrometorfano (DMT) e do dextrorfano (DTF) por CLAE-FL nas amostras de plasma coletadas três horas após administração oral de 33 mg de DMT. A atividade da CYP2D6 foi avaliada pela razão metabólica [DMT]/[DTF]. Resultados: A genotipagem da CYP2D6 mostrou prevalência de 4,1% de ML, 4,1% de MI, 49,5% de MR-D, 39,2% de MR-R e 3,1% de UR. O genótipo (EAG) foi significativamente correlacionado com o fenótipo ([DMT]/[DTF]), com uma associação moderada (rs= -0,463; p<0,001). As medianas das concentrações plasmáticas do TAM e seus metabólitos (ng mL-1) foram: TAM 57,17; HTF 1,01; EDF 6,21; NDT 125,50. Os níveis de EDF foram inferiores nos ML em comparação aos MR (p<0,05). O fenótipo apresentou maior associação, porém ainda moderada, com os níveis de EDF e [NDT]/[EDF] em comparação ao genótipo (r= -0,507 r=0,625, p<0,001 versus r= 0,356 r=0,516; p<0,01). Ao fenótipo da CYP2D6 foram atribuídas 26% da variabilidade dos níveis de EDF e 38 % das razões metabólicas [NDT]/[EDF], enquanto que ao genótipo foram atribuídas 12% e 27 %, respectivamente. Conclusão: A genotipagem e/ou fenotipagem da CYP2D6 não foram capazes de predizer completamente as concentrações de EDF. Desta forma, sugerimos que estudos futuros utilizem o monitoramento dos níveis de EDF durante a terapia com TAM, com o objetivo de avaliar a sua efetividade. / Background: An association between CYP2D6 variation and clinical outcomes among women with breast cancer treated with tamoxifen (TAM) has been demonstrated, such that the presence of 2 functional CYP2D6 alleles was associated with better clinical outcomes. This association is mainly due the CYP2D6 mediated hydroxylation of N-desmethyltamoxifen (NDT) to yield endoxifen (EDF), which because of its high antiestrogenic potency, is the main responsible for the therapeutic efficacy of TAM. The aim of this study was to evaluate the relation of CYP2D6 genotyping and phenotyping with EDF levels and [NDT]/[EDF] metabolic ratio in breast cancer patients from South of Brazil under TAM therapy. Methods: Trough blood samples were collected from 97 patients. CYP2D6 genotyping was performed with a Luminex assay and calculation of Genotypic activity scores (GAS). Tamoxifen and metabolites EDF, NDT and 4-hidroxy-tamoxifen (HTF) were measured in plasma by HPLC-PDA. CYP2D6 phenotyping was performed by determination of dextromethorphan (DMT) and dextrorphan (DTF) by HPLC-FL at plasma collected three hours after oral administration of 33 mg of DMF. Phenotypes were given according to [DMT]/[DTF] metabolic ratio. Results: CYP2D6 genotyping indicated a prevalence of 4.1% PM, 4.1% IM, 49.5% EM-S, 39.2% EM-F and 3.1% UM. Genotype (GAS), was significantly correlated with phenotype ([DMT]/[DTF]), with a moderate association (rs= -0.463; p<0.001). Median plasma concentrations (ng mL-1) (N=97) were: TAM 57.17; HTF 1.01; EDF 6.21; NDT 125.50. EDF levels were lower in PM than in EM (p<0.05). Phenotype showed stronger, but still moderate, association with EDF and [NDT]/[EDF] than genotype (r= -0.507 r=0.625, p<0.001 versus r= 0,356 r=0.516, p<0.01). Phenotype accounted for 26% of the variability in EDF levels and 38 % of [NDT]/[EDF], while genotype for 12% and 27 %, respectively. Conclusion: CYP2D6 genotyping and/or phenotyping could not fully predict EDF concentrations. Monitoring EDF itself could be considered in further studies during TAM therapy in order to evaluate its efficacy

Introdução: As variações da CYP2D6 estão associadas com o desfecho clínico das pacientes na terapia adjuvante do câncer de mama com tamoxifeno (TAM). Esta associação deve-se principalmente a hidroxilação do N-desmetiltamoxifeno (NDT) pela CYP2D6 a endoxifeno (EDF) que, por sua alta potência antiestrogênica, é o principal responsável pela eficácia terapêutica. O objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre o genótipo e o fenótipo da CYP2D6 com os níveis de EDF e a razão metabólica [NDT]/[EDF] em uma população do Sul do Brasil. Métodos: Foram obtidas amostras de plasma em vale de 97 pacientes em terapia com o tamoxifeno. A genotipagem da CYP2D6 foi realizada com ensaio Luminex, com determinação de escores de atividade genotípica (EAG). As concentrações do TAM e seus metabólitos foram determinados por CLAE-DAD e classificadas em metabolizadores lentos (ML), intermediários (MI), rápidos com atividade diminuída (MR-D), rápidos com atividade rápida (MR-R) e ultra-rápidos (UR). A fenotipagem foi realizada através da determinação do dextrometorfano (DMT) e do dextrorfano (DTF) por CLAE-FL nas amostras de plasma coletadas três horas após administração oral de 33 mg de DMT. A atividade da CYP2D6 foi avaliada pela razão metabólica [DMT]/[DTF]. Resultados: A genotipagem da CYP2D6 mostrou prevalência de 4,1% de ML, 4,1% de MI, 49,5% de MR-D, 39,2% de MR-R e 3,1% de UR. O genótipo (EAG) foi significativamente correlacionado com o fenótipo ([DMT]/[DTF]), com uma associação moderada (rs= -0,463; p<0,001). As medianas das concentrações plasmáticas do TAM e seus metabólitos (ng mL-1) foram: TAM 57,17; HTF 1,01; EDF 6,21; NDT 125,50. Os níveis de EDF foram inferiores nos ML em comparação aos MR (p<0,05). O fenótipo apresentou maior associação, porém ainda moderada, com os níveis de EDF e [NDT]/[EDF] em comparação ao genótipo (r= -0,507 r=0,625, p<0,001 versus r= 0,356 r=0,516; p<0,01). Ao fenótipo da CYP2D6 foram atribuídas 26% da variabilidade dos níveis de EDF e 38 % das razões metabólicas [NDT]/[EDF], enquanto que ao genótipo foram atribuídas 12% e 27 %, respectivamente. Conclusão: A genotipagem e/ou fenotipagem da CYP2D6 não foram capazes de predizer completamente as concentrações de EDF. Desta forma, sugerimos que estudos futuros utilizem o monitoramento dos níveis de EDF durante a terapia com TAM, com o objetivo de avaliar a sua efetividade. / Background: An association between CYP2D6 variation and clinical outcomes among women with breast cancer treated with tamoxifen (TAM) has been demonstrated, such that the presence of 2 functional CYP2D6 alleles was associated with better clinical outcomes. This association is mainly due the CYP2D6 mediated hydroxylation of N-desmethyltamoxifen (NDT) to yield endoxifen (EDF), which because of its high antiestrogenic potency, is the main responsible for the therapeutic efficacy of TAM. The aim of this study was to evaluate the relation of CYP2D6 genotyping and phenotyping with EDF levels and [NDT]/[EDF] metabolic ratio in breast cancer patients from South of Brazil under TAM therapy. Methods: Trough blood samples were collected from 97 patients. CYP2D6 genotyping was performed with a Luminex assay and calculation of Genotypic activity scores (GAS). Tamoxifen and metabolites EDF, NDT and 4-hidroxy-tamoxifen (HTF) were measured in plasma by HPLC-PDA. CYP2D6 phenotyping was performed by determination of dextromethorphan (DMT) and dextrorphan (DTF) by HPLC-FL at plasma collected three hours after oral administration of 33 mg of DMF. Phenotypes were given according to [DMT]/[DTF] metabolic ratio. Results: CYP2D6 genotyping indicated a prevalence of 4.1% PM, 4.1% IM, 49.5% EM-S, 39.2% EM-F and 3.1% UM. Genotype (GAS), was significantly correlated with phenotype ([DMT]/[DTF]), with a moderate association (rs= -0.463; p<0.001). Median plasma concentrations (ng mL-1) (N=97) were: TAM 57.17; HTF 1.01; EDF 6.21; NDT 125.50. EDF levels were lower in PM than in EM (p<0.05). Phenotype showed stronger, but still moderate, association with EDF and [NDT]/[EDF] than genotype (r= -0.507 r=0.625, p<0.001 versus r= 0,356 r=0.516, p<0.01). Phenotype accounted for 26% of the variability in EDF levels and 38 % of [NDT]/[EDF], while genotype for 12% and 27 %, respectively. Conclusion: CYP2D6 genotyping and/or phenotyping could not fully predict EDF concentrations. Monitoring EDF itself could be considered in further studies during TAM therapy in order to evaluate its efficacy

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.

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.

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.