Frecuencias alélicas y genotípicas de polimorfismos en los genes cyp2c9, vkorc1 y cyp4f2 en pacientes colombianos anticoagulados con warfarina

La warfarina es el anticoagulante oral más usado en todo el mundo, es formulado para el tratamiento y prevención de las enfermedades trombóticas. Tiene un índice terapéutico estrecho y amplia variabilidad entre pacientes haciendo difícil su dosificación, por lo cual es necesario determinar la frecuencia de los polimorfismos en los genes involucrados en el metabolismo de este medicamento.

Anticoagulant resistance in Norway rats (Rattus norvegicus Berk.) in Kent - a VKORC1 single nucleotide polymorphism, tyrosine139phenylalanine, new to the UK

A sample of 10 Norway rats (Rattus norvegicus) was taken for DNA resistance testing from an agricultural site in Kent where applications of the anticoagulant rodenticide bromadiolone had been unsuccessful. All animals tested were homozygous for the single nucleotide VKORC1 polymorphism tyrosine139phenylalanine, or Y139F. This is a common resistance mutation found extensively in France and Belgium but not previously in the UK. Y139F confers a significant level of resistance to first-generation anticoagulants, such as chlorophacinone, and to the second-generation compound bromadiolone. Another compound widely used in the UK, difenacoum, is also thought to be partially resisted by rats which carry Y139F. A silent VKORC1 mutation was also found in all rats tested. The presence of a third important VKORC1 mutation which confers resistance to anticoagulant rodenticides in widespread use in the UK, the others being Y139C and L120Q, further threatens the ability of pest control practitioners to deliver effective rodent control.

Resistance to the anticoagulant rodenticides – the deployment of the new molecular methodology to identify mutations of the VKORC1 ‘resistance gene’, and understanding their potential impact on treatment outcome

Anticoagulants rodenticides have already known for over half a century, as effective and safe method of rodent control. However, discovered in 1958 anticoagulant resistance has given us a very important problem for their future long-term use. Laboratory tests provide the main method for identification the different types of anticoagulant resistances, quantify the magnitude of their effect and help us to choose the best pest control strategy. The main important tests are lethal feeding period (LFP) and blood clotting response (BCR) tests. These tests can now be used to quantify the likely effect of the resistance on treatment outcome by providing an estimate of the ‘resistance factor’. In 2004 the gene responsible for anticoagulant resistance (VKORC1) was identified and sequenced. As a result, a new molecular resistance testing methodology has been developed, and a number of resistance mutations, particularly in Norway rats and house mice. Three mutations of the VKORC1 gene in Norway rats have been identified to date that confer a degree of resistance to bromadiolone and difenacoum, sufficient to affect treatment outcome in the field.

CYP2C9 and VKORC1 Polymorphisms Are Differently Distributed in the Brazilian Population According to Self-Declared Ethnicity or Genetic Ancestry

Background: Warfarin-dosing pharmacogenetic algorithms have presented different performances across ethnicities, and the impact in admixed populations is not fully known. Aims: To evaluate the CYP2C9 and VKORC1 polymorphisms and warfarin-predicted metabolic phenotypes according to both self-declared ethnicity and genetic ancestry in a Brazilian general population plus Amerindian groups. Methods: Two hundred twenty-two Amerindians (Tupinikin and Guarani) were enrolled and 1038 individuals from the Brazilian general population who were self-declared as White, Intermediate (Brown, Pardo in Portuguese), or Black. Samples of 274 Brazilian subjects from Sao Paulo were analyzed for genetic ancestry using an Affymetrix 6.0 (R) genotyping platform. The CYP2C9*2 (rs1799853), CYP2C9*3 (rs1057910), and VKORC1 g.-1639G>A (rs9923231) polymorphisms were genotyped in all studied individuals. Results: The allelic frequency for the VKORC1 polymorphism was differently distributed according to self-declared ethnicity: White (50.5%), Intermediate (46.0%), Black (39.3%), Tupinikin (40.1%), and Guarani (37.3%) (p < 0.001), respectively. The frequency of intermediate plus poor metabolizers (IM + PM) was higher in White (28.3%) than in Intermediate (22.7%), Black (20.5%), Tupinikin (12.9%), and Guarani (5.3%), (p < 0.001). For the samples with determined ancestry, subjects carrying the GG genotype for the VKORC1 had higher African ancestry and lower European ancestry (0.14 +/- 0.02 and 0.62 +/- 0.02) than in subjects carrying AA (0.05 +/- 0.01 and 0.73 +/- 0.03) (p = 0.009 and 0.03, respectively). Subjects classified as IM + PM had lower African ancestry (0.08 +/- 0.01) than extensive metabolizers (0.12 +/- 0.01) (p = 0.02). Conclusions: The CYP2C9 and VKORC1 polymorphisms are differently distributed according to self-declared ethnicity or genetic ancestry in the Brazilian general population plus Amerindians. This information is an initial step toward clinical pharmacogenetic implementation, and it could be very useful in strategic planning aiming at an individual therapeutic approach and an adverse drug effect profile prediction in an admixed population.

VKORC1 and CYP2C9 genotypes are predictors of warfarin-related outcomes in children

BACKGROUND Despite substantial evidence supporting a pharmacogenetic approach to warfarin therapy in adults, evidence on the importance of genetics in warfarin therapy in children is limited, particularly for clinical outcomes. We assessed the contribution of CYP2C9/VKORC1/CYP4F2 genotypes and variation in other genes involved in vitamin K and coagulation pathways to warfarin dose and related clinical outcomes in children. PROCEDURE Clinical and genetic data for 93 children (age ≤ 18 years) who received warfarin therapy were obtained. DNA was genotyped for 93 selected single nucleotide polymorphisms using a custom assay. RESULTS With a median age of 4.8 years, our cohort included more young children than most previous studies. Overall, 76.3% of dose variability was explained by weight, indication, VKORC1-1639G/A and CYP2C9 *2/*3, with genotypes accounting for 21.1% of variability. There was a strong correlation (R(2) = 0.68; P < 0.001) between actual and predicted warfarin dose using a pediatric genotype-based dosing model. VKORC1 genotype had a significant impact on time to therapeutic international normalized ratio (INR) (P = 0.047) and time to over-anticoagulation (INR > 4; P = 0.024) during the initiation of therapy. CYP2C9*3 carriers were also at increased risk of major bleeding while receiving warfarin (adjusted OR = 11.28). An additional variant in CYP2C9 (rs7089580) was significantly associated with warfarin dose (P = 0.020) in a multivariate clinical and genetic model. CONCLUSIONS This study confirms the importance of VKORC1/CYP2C9 genotypes for warfarin dosing in a young pediatric cohort and demonstrates an impact of genetic factors on clinical outcomes in children. Furthermore, we identified an additional variant in CYP2C9 of potential relevance for warfarin dosing in children.

Clinical Practice Recommendations on Genetic Testing of CYP2C9 and VKORC1 Variants in Warfarin Therapy

OBJECTIVE To systematically review evidence on genetic variants influencing outcomes during warfarin therapy and provide practice recommendations addressing the key questions: (1) Should genetic testing be performed in patients with an indication for warfarin therapy to improve achievement of stable anticoagulation and reduce adverse effects? (2) Are there subgroups of patients who may benefit more from genetic testing compared with others? (3) How should patients with an indication for warfarin therapy be managed based on their genetic test results? METHODS A systematic literature search was performed for VKORC1 and CYP2C9 and their association with warfarin therapy. Evidence was critically appraised, and clinical practice recommendations were developed based on expert group consensus. RESULTS Testing of VKORC1 (-1639G>A), CYP2C9*2, and CYP2C9*3 should be considered for all patients, including pediatric patients, within the first 2 weeks of therapy or after a bleeding event. Testing for CYP2C9*5, *6, *8, or *11 and CYP4F2 (V433M) is currently not recommended. Testing should also be considered for all patients who are at increased risk of bleeding complications, who consistently show out-of-range international normalized ratios, or suffer adverse events while receiving warfarin. Genotyping results should be interpreted using a pharmacogenetic dosing algorithm to estimate the required dose. SIGNIFICANCE This review provides the latest update on genetic markers for warfarin therapy, clinical practice recommendations as a basis for informed decision making regarding the use of genotype-guided dosing in patients with an indication for warfarin therapy, and identifies knowledge gaps to guide future research.

The Impact of R10-Hydroxywarfarin on CYP2C9-Mediated S-Warfarin Metabolism

Thesis (Master's)--University of Washington, 2014

Hipersensibilidade à Varfarina. Que Abordagem?

Os autores descrevem um caso clínico de hipersensibilidade à varfarina traduzido por uma elevação acentuada do INR, aquando da introdução do fármaco em doente com antecedentes tromboembólicos. Da pesquisa de polimorfismos para os genes VKORC1 e CYP2C9, utilizando técnicas de amplificação por PCR e hibridização reversa, apurou-se heterozigotia para -1639G>A (gene VKORC1) e homozigotia para 1075A>C (genótipo CYP2C9*3/*3). Os autores fazem uma revisão da farmacodinâmica da varfarina e da sua acção sobre a vitamina K, sugerindo-se indicações para a investigação de algumas variações genéticas, no sentido de obviar potenciais complicações associadas ao fármaco.

Étude pharmacogénomique sur l’utilisation de la warfarine en pratique clinique réelle

Contexte: Bien que plusieurs algorithmes pharmacogénétiques de prédiction de doses de warfarine aient été publiés, peu d’études ont comparé la validité de ces algorithmes en pratique clinique réelle. Objectif: Évaluer trois algorithmes pharmacogénomiques dans une population de patients qui initient un traitement à la warfarine et qui souffrent de fibrillation auriculaire ou de problèmes de valves cardiaques. Analyser la performance des algorithmes de Gage et al., de Michaud et al. ainsi que de l’IWPC quant à la prédiction de la dose de warfarine permettant d’atteindre l’INR thérapeutique. Méthodes: Un devis de cohorte rétrospectif fut utilisé afin d’évaluer la validité des algorithmes chez 605 patients ayant débuté une thérapie de warfarine à l’Institut de Cardiologie de Montréal. Le coefficient de corrélation de Pearson ainsi que l’erreur absolue moyenne ont été utilisés pour évaluer la précision des algorithmes. L’exactitude clinique des prédictions de doses fut évaluée en calculant le nombre de patients pour qui la dose prédite était sous-estimée, idéalement estimée ou surestimée. Enfin, la régression linéaire multiple a été utilisée pour évaluer la validité d’un modèle de prédiction de doses de warfarine obtenu en ajoutant de nouvelles covariables. Résultats : L’algorithme de Gage a obtenu la proportion de variation expliquée la plus élevée (R2 ajusté = 44 %) ainsi que la plus faible erreur absolue moyenne (MAE = 1.41 ± 0.06). De plus, la comparaison des proportions de patients ayant une dose prédite à moins de 20 % de la dose observée a confirmé que l’algorithme de Gage était également le plus performant. Conclusion : Le modèle publié par Gage en 2008 est l’algorithme pharmacogénétique le plus exact dans notre population pour prédire des doses thérapeutiques de warfarine.

Étude pharmacogénomique de la warfarine et de l'activité physique

La warfarine est un médicament anticoagulant possédant un faible index thérapeutique et une grande variabilité intra et interindividuelle dans la réponse au traitement. Les facteurs déterminants de la réponse à la warfarine ne sont pas tous connus et la présente étude vise à tester l'hypothèse que la pratique régulière d’activité physique puisse y être associée. Nous avons évalué si l’activité physique, mesurée à l’aide de 2 questionnaires différents, était associée à la dose de warfarine et au pourcentage de temps passé à l'intérieur de l'intervalle thérapeutique ciblé (time in therapeutic range : TTR). L’étude a été menée chez les 1064 participants de la Cohorte warfarine de l’Institut de Cardiologie de Montréal (ICM) et chez 618 utilisateurs de warfarine issus de la Biobanque de l’ICM. Nous avons trouvé que, dans les deux cohortes, les patients actifs nécessitaient une dose hebdomadaire moyenne plus élevée que les patients inactifs. L’association perdurait lorsque le modèle statistique était ajusté pour différentes variables connues pour influencer la réponse à la warfarine, telles que le génotype aux gènes CYP2C9 et VKORC1, l’âge, la taille, le poids, et l’INR ciblé. L’INR ciblé est décidé par le médecin et il correspond généralement à 2,0 – 3,0 ou 2,5 – 3,5. Les patients de la Cohorte warfarine avaient aussi plus de chances d’avoir un TTR inférieur à 60%, donc d’être moins stables. La pratique régulière d’activité physique est donc un facteur déterminant de la dose thérapeutique de warfarine et la pratique d'activité physique intensive est associée à un TTR plus faible.

Rôles des polymorphismes génétiques dans la détermination de la dose individuelle de la warfarine chez les patients traités avec de l’amiodarone

Introduction : Bien que la pratique de l’usage de la warfarine se soit améliorée au cours de la dernière décennie, aucune recommandation claire basée sur le dosage de l’amiodarone n’a été jusqu’à maintenant standardisée, ce qui représente un grand obstacle pour les cliniciens. La warfarine a un index thérapeutique étroit nécessitant un suivi régulier et un ajustement individuel de la posologie, ceci afin de déterminer la dose thérapeutique, tout en prévenant les effets secondaires qui pourraient être fatals dans certains cas. La variabilité interindividuelle de la réponse à la warfarine dépend de plusieurs facteurs, dont l’âge, le sexe, le poids, l’alimentation et l’interaction médicamenteuse, mais ceux-ci n’expliquent que partiellement les différences de sensibilité à la warfarine. Les polymorphismes des gènes CYP2C9 et VKORC1 jouent un rôle important dans la réponse à la warfarine et expliquent jusqu’à 50% de la variabilité des doses. L’utilisation d’antiarythmiques telle l’amiodarone peut accentuer considérablement l’effet de la warfarine et nécessite généralement une diminution de 30 à 50% de la dose de la warfarine. Aucune étude à ce jour n’a tenté de déterminer l’utilité du génotypage des polymorphismes des gènes CYP2C9 et VKORC1 chez les patients sous traitement combiné de warfarine et amiodarone. Objectif : Notre étude a pour objectif tout d’abord de déterminer si des facteurs génétiques influencent la première dose de stabilisation de la warfarine chez les patients en FA après l’introduction de l’amiodarone. Nous allons également tenter de confirmer l’association préalablement rapportée entre les facteurs génétiques et la première dose de stabilisation de warfarine dans notre population à l’étude. Méthodes : Un devis de cohorte rétrospective de patients qui fréquentaient la clinique d'anticoagulothérapie de l’Institut de cardiologie de Montréal entre le 1er janvier 2007 et le 29 février 2008 pour l’ajustement de leur dose selon les mesures d'INR. Au total, 1615 patients ont été recrutés pour participer à cette étude de recherche. Les critères de sélection des patients étaient les patients avec fibrillation auriculaire ou flutter, ayant un ECG documenté avec l'un de ces deux diagnostics et âgé de moins de 67 ans, en raison d’une moindre comorbidité. Les patients souffrant d’insuffisance hépatique chronique ont été écartés de l’étude. Tous les patients devaient signer un consentement éclairé pour leur participation au projet et échantillon de sang a été pri pour les tests génétiques. La collecte des données a été effectuée à partir du dossier médical du patient de l’Institut de cardiologie de Montréal. Un formulaire de collecte de données a été conçu à cet effet et les données ont ensuite été saisies dans une base de données SQL programmée par un informaticien expert dans ce domaine. La validation des données a été effectuée en plusieurs étapes pour minimiser les erreurs. Les analyses statistiques utilisant des tests de régression ont été effectuées pour déterminer l’association des variants génétiques avec la première dose de warfarine. Résultats : Nous avons identifié une association entre les polymorphismes des gènes CYP2C9 et VKORC1 et la dose de la warfarine. Les polymorphismes génétiques expliquent jusqu’à 42% de la variabilité de dose de la warfarine. Nous avons également démontré que certains polymorphismes génétiques expliquent la réduction de la dose de warfarine lorsque l’amiodarone est ajoutée à la warfarine. Conclusion : Les travaux effectués dans le cadre de ce mémoire ont permis de démontrer l’implication des gènes CYP2C9 et VKORC1 dans la réponse au traitement avec la warfarine et l’amiodarone. Les résultats obtenus permettent d’établir un profil personnalisé pour réduire les risques de toxicité, en permettant un dosage plus précis de la warfarine pour assurer un meilleur suivi des patients. Dans le futur, d’autres polymorphismes génétiques dans ces gènes pourraient être évalués pour optimiser davantage la personnalisation du traitement.

Anticoagulothérapie à la warfarine : influence de l’apport alimentaire de vitamine K

Un apport élevé de vitamine K a été associé à une meilleure stabilité du traitement à la warfarine. Toutefois, l’effet du gène VKORC1, codant pour une enzyme impliquée dans le métabolisme de la vitamine K et inhibée par la warfarine, sur cette association a été très peu étudié. De plus, il a été suggéré que les patients anticoagulés sont fréquemment conseillés de restreindre leur consommation d’aliments riches en vitamine K dans le contexte clinique. Néanmoins, l’effet de cette recommandation sur l’apport de vitamine K n’est pas établi. Afin d’examiner ces questions, 317 Québécois anticoagulés à la warfarine provenant de 17 sites hospitaliers ont été sondés sur les recommandations alimentaires reçues en début de traitement. L’apport alimentaire habituel de vitamine K a été évalué rétrospectivement sur une période de 12 mois. La stabilité du traitement a été mesurée par le pourcentage de temps passé dans l’intervalle thérapeutique (n=246) du 3e au 12e mois suivant l’initiation du traitement. La majorité des patients (68%) ont rapporté avoir été conseillés de restreindre leur consommation d’aliments riches en vitamine K. L’adhérence à cette recommandation était associée à de plus faibles apports alimentaires de vitamine K. De plus, l’apport alimentaire de vitamine K était positivement associé à la stabilité du traitement, et cette relation n’était pas modulée par le génotype de VKORC1. Ces données ont permis d’illustrer des lacunes dans l’éducation nutritionnelle prodiguée aux patients anticoagulés à la warfarine, et ont contribué à la recherche portant sur l’interaction entre l’apport de vitamine K et la warfarine.

The genetic basis of resistance to anticoagulants in rodents

Anticoagulant compounds, i.e., derivatives of either 4-hydroxycoumarin (e.g., warfarin, bromadiolone) or indane-1,3-dione (e.g., diphacinone, chlorophacinone), have been in worldwide use as rodenticides for > 50 years. These compounds inhibit blood coagulation by repression of the vitamin K reductase reaction (VKOR). Anticoagulant-resistant rodent populations have been reported from many countries and pose a considerable problem for pest control. Resistance is transmitted as an autosomal dominant trait although, until recently, the basic genetic mutation was unknown. Here, we report on the identification of eight different mutations in the VKORC1 gene in resistant laboratory strains of brown rats and house mice and in wild-caught brown rats from various locations in Europe with five of these mutations affecting only two amino acids (Tyr139Cys, Tyr139Ser, Tyr139Phe and Leu128Gln, Leu128Ser). By recombinant expression of VKORC1 constructs in HEK293 cells we demonstrate that mutations at Tyr139 confer resistance to warlarin at variable degrees while the other mutations, in addition, dramatically reduce VKOR activity. Our data strongly argue for at least seven independent mutation events in brown rats and two in mice. They suggest that mutations in VKORC1 are the genetic basis of anticoagulant resistance in wild populations of rodents, although the mutations alone do not explain all aspects of resistance that have been reported. We hypothesize that these mutations, apart from generating structural changes in the VKORC1 protein, may induce compensatory mechanisms to maintain blood clotting. Our findings provide the basis for a DNA-based field monitoring of anticoagulant resistance in rodents.

Resistance as a factor in environmental exposure of anticoagulant rodenticides: a modelling approach

Anticoagulant rodenticide (AR) resistance in Norway rat populations has been a problem for fifty years, however its impact on non-target species, particularly predatory and scavenging animals has received little attention. Field trials were conducted on farms in Germany and England where resistance to anticoagulant rodenticides had been confirmed. Resistance is conferred by different mutations of the VKORC1 gene in each of these regions: tyrosine139cysteine in Germany and leucine120glutamine in England. A modelling approach was used to study the transference of the anticoagulants into the environment during treatments for Norway rat control. Baiting with brodifacoum resulted in lower levels of AR entering the food chain via the rats and lower numbers of live rats carrying residues during and after the trials due to its lower application rate and efficacy against resistant rats. Bromadiolone and difenacoum resulted in markedly higher levels of AR uptake into the rat population and larger numbers of live rats carrying residues during the trials and for long periods after the baiting period. Neither bromadiolone nor difenacoum provided full control on any of the treated farms. In resistant areas where ineffective compounds are used there is the potential for higher levels of AR exposure to non-target animals, particularly predators of rats and scavengers of rat carcasses. Thus, resistance influences the total amount of AR available to non-targets and should be considered when dealing with rat infestations, as resistance-breakers may present a lower risk to wildlife.