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LA GENETICA DELLA RISPOSTA
AGLI ANTAGONISTI DELLA VITAMINA K
Versione Online
Santa Mundi1, Alessandro Distante2, Raffaele De Caterina3
1
2
Divisione di Farmacologia, Università degli Studi, Pisa
Istituto Scientifico Biomedico Euro Mediterraneo (ISBEM), Mesagne (BR)
3
Istituto di Cardiologia, Università degli Studi “G. d’Annunzio”, Chieti
Per la corrispondenza:
Prof. Raffaele De Caterina
Istituto di Cardiologia
Università degli Studi “G. d’Annunzio”
c/o Ospedale SS. Annunziata
Via dei Vestini - 66013 Chieti
e-mail: [email protected]
e2
INDICE
RIASSUNTO .........................................................................................................................................
3 ABSTRACT ...........................................................................................................................................
3 INTRODUZIONE ..................................................................................................................................
4 LA VARIABILITÀ DELLA RISPOSTA AGLI AVK E LA RICERCA DELLA DOSE OTTIMALE.. 4 MECCANISMO D’AZIONE DEGLI AVK ..........................................................................................
5 Catabolismo del warfarin .......................................................................................................................................
6 LA GENETICA DELLA RISPOSTA AL WARFARIN .......................................................................
7 Polimorfismi dei geni coinvolti nella biotrasformazione della vitamina K ...........................................................
8 VKORC1 ...............................................................................................................................................................
8 NQO1 .....................................................................................................................................................................
9 EPHX1 ...................................................................................................................................................................
10 GGCX ....................................................................................................................................................................
10 CALU .....................................................................................................................................................................
11 Polimorfismi dei geni coinvolti nella biotrasformazione del warfarin ..................................................................
11 CYP2C9 ..................................................................................................................................................................
11 CYP3A4 ..................................................................................................................................................................
12 CYP3A5 ................................................................................................................................................................... 13 CYP1A2 ..................................................................................................................................................................
14 CYP2C18 ................................................................................................................................................................
14 CYP2C19 ................................................................................................................................................................
14 CYP4F2 ..................................................................................................................................................................
15 Polimorfismi dei geni coinvolti nella trasporto del warfarin e della vitamina K ...................................................
15 APOE .....................................................................................................................................................................
15 ABCB1 ....................................................................................................................................................................
16 ORM 1-2 .................................................................................................................................................................
17 Polimorfismi dei geni relativi a proteine della coagulazione .................................................................................
17 F2 ...........................................................................................................................................................................
17 F7 ...........................................................................................................................................................................
18 F9 ...........................................................................................................................................................................
18 F10 .........................................................................................................................................................................
18 PROC .....................................................................................................................................................................
19 PROS1 ....................................................................................................................................................................
19 F5 ...........................................................................................................................................................................
19 La genetica della risposta all’acenocumarolo e al fenprocumone .........................................................................
20 L’acenocumarolo ...................................................................................................................................................
20 Il fenprocumone .....................................................................................................................................................
20 LA FARMACOGENETICA DEI NUOVI ANTICOAGULANTI ORALI ..........................................
21 CONCLUSIONI ....................................................................................................................................
22 BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................................................
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RIASSUNTO
Il ristretto indice terapeutico, la grande variabilità interindividuale e la gravità delle reazioni avverse
generate dalla terapia anticoagulante orale con dicumarolici, unitamente al loro amplissimo uso
rendono necessaria la ricerca di strategie per meglio guidare il medico nella scelta della dose sicura
ed efficace di questi farmaci. Il meccanismo molecolare attraverso il quale gli anticoagulanti orali
dicumarolici esercitano la loro azione è l’interferenza con la bioattivazione della vitamina K.
Questo meccanismo è appunto oggetto di numerosi studi di farmacogenetica, finalizzati a trovare la
relazione tra le varianti genetiche che hanno un’influenza sul metabolismo o l’azione del farmaco e
l’esito della terapia, allo scopo di ottimizzare il trattamento nel singolo paziente. I geni coinvolti nel
metabolismo o nell’effetto degli anticoagulanti orali però sono molti, e di alcuni non è ancora stato
compreso appieno il ruolo. In questa rassegna vengono presentate e discusse le relazioni più
evidenti tra genotipo e sviluppo di reazioni avverse, passando in esame le varianti geniche che
sembrano avere un’influenza sulla dose e sull’esito della terapia anticoagulante con farmaci antivitamina K, con l’obiettivo di capire l’effettiva utilità dell’approccio farmacogenetico applicato a
questo importante trattamento.
Parole chiave. Warfarin; Anticoagulanti orali; Reazioni avverse; VKORC1; CYP2C9.
ABSTRACT
The narrow therapeutic index, the large inter-individual variability and the severity of adverse drug
reactions connected with vitamin K antagonists, together with their ample use in medical therapy,
have prompted the search for strategies to better assist doctors in the choice of the safest and most
effective dose of these drugs. The molecular mechanism by which oral anticoagulants exert their
effect is an interference with the bioactivation of vitamin K. This mechanism is therefore the subject
of numerous pharmacogenetic studies, aimed at finding the relationship between genetic variants
influencing the metabolism or action of the drug and therapeutic outcomes. Genes involved in the
metabolism or action of vitamin K antagonists are however many, and the role of some of them has
not yet been fully understood. In this review, we present and discuss current knowledge about the
relationship between genotypes and the development of adverse drug reactions, focusing on gene
variants that appear to influence dosing and clinical endpoints, and aiming at clarifying the
usefulness of pharmacogenetic approaches as applied to this treatment.
Key words. Warfarin; Oral anticoagulants; Adverse drug reactions; VKORC1, CYP2C9.
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INTRODUZIONE
Gli antagonisti della vitamina K (AVK) tradizionali sono dicumarolici, che comprendono il
fenprocumone, l’acenocumarolo e il warfarin; e derivati dell’1-3 indandione come il fenindione e
fluindione (Figura 1)1, e sono stati per lungo tempo, fino all’introduzione – recentissima – degli
anticoagulanti orali diretti, gli unici farmaci per una terapia anticoagulante orale (TAO) a lungo
termine. La TAO viene somministrata principalmente nella prevenzione o trattamento del
tromboembolismo venoso (trombosi venosa profonda/embolia polmonare) e in pazienti che hanno
protesi valvolari cardiache o fibrillazione atriale2, al fine di attenuare reversibilmente il potere
coagulativo del sangue e ridurre così l’incidenza di eventi tromboembolici. Gli AVK richiedono un
delicato aggiustamento del dosaggio da parte del medico, poiché un eccesso di dose comporta un
grave rischio di emorragie, anche mortali3, mentre una dose insufficiente comporta il rischio di
inefficacia protettiva nei confronti della trombosi. La variabilità inter-personale nella risposta al
trattamento con AVK costringe inoltre i medici a utilizzare come dose di mantenimento una
quantità che può variare, per il warfarin, da 1 a 20 mg/die3. La caratterizzazione genetica della
risposta agli AVK è una strategia che s’inserisce nei tentativi medico-scientifici globalmente
conosciuti
al
pubblico,
anche
dei
non
addetti
ai
lavori,
di
“personalizzazione”
o
“individualizzazione” della terapia4,5, con l’obiettivo di trovare le varianti geniche che alterano la
risposta ai farmaci, massimizzando l’efficacia terapeutica ed evitando tossicità, attraverso un
dosaggio personalizzato del farmaco. Nel caso di terapie con antiblastici e antidepressivi, lo
screening pre-trattamento delle varianti geniche che influenzano l’esito della terapia è già oggi un
approccio adottato come buona pratica nelle realtà ospedaliere più avanzate. Nel caso degli AVK il
tema è ancora controverso, nonostante le riconosciute limitazioni ancora oggi esistenti nell’utilizzo
di questi farmaci che si avvantaggerebbe molto, in teoria, di modelli di personalizzazione del
trattamento che lo rendano più sicuro.
LA VARIABILITÀ DELLA RISPOSTA AGLI AVK E LA RICERCA DELLA DOSE
OTTIMALE
Per verificare l’efficacia della dose somministrata, fino ad ora si è fatto ricorso a indicatori come
l’international normalized ratio (INR) che esprime l’intensità dell’anticoagulazione e il
raggiungimento o meno del range terapeutico ottimale (INR tra 2.0 e 3.0); e il tempo nel range
terapeutico (time in therapeutic range, TTR), che esprime la percentuale di tempo che un paziente
e5
trascorre nel range terapeutico, e che varia in misura notevole sia nell’iniziale periodo di
stabilizzazione che nei periodi di stabilità della terapia. Anche in presenza di un’elevata accuratezza
di determinazione dell’INR, la velocità con cui si raggiunge l’INR ottimale è un fattore importante
per offrire più o meno rapidamente la protezione anticoagulante e minimizzare il rischio
emorragico. È importante quindi comprendere in maniera approfondita quali siano i fattori che
influenzano l’esito della terapia, al fine di rendere quanto più precisa la somministrazione della dose
ottimale. Tali fattori possono essere l’età del paziente, il suo peso, lo stato nutrizionale, la presenza
di comorbilità, variazioni nella dieta e concomitanza di altre terapie farmacologiche6,7, poiché tutte
queste variabili influenzano i valori dell’INR. La relazione esistente tra la dose prescritta e la
risposta personale dipende anche da fattori genetici che determinano la farmacocinetica e la
farmacodinamica degli AVK. Una buona caratterizzazione molecolare dei geni coinvolti nel
metabolismo del farmaco spiegherebbe infatti un terzo della variabilità, e aiuterebbe, secondo molti,
ad individuare la dose più appropriata per il singolo individuo, prima ancora del calcolo dell’INR
iniziale8.
MECCANISMO D’AZIONE DEGLI AVK
Il warfarin, come prototipo degli AVK, è somministrato sotto forma di racemato, e assorbito
rapidamente nel tratto gastrointestinale. Esso raggiunge la sua massima concentrazione plasmatica
dopo 90 minuti dalla somministrazione9,10 e circola nel sangue legato principalmente all’albumina e
all’alfa-1 glicoproteina acida, codificata dai geni ORM1 e ORM211. Una volta nella cellula, agisce
sul suo bersaglio principale, ovvero il complesso proteico vitamina K epossido reduttasi VKOR,
codificato dal gene VKORC112, l’enzima responsabile della conversione della vitamina K epossido
nella sua forma idrochinone, cofattore essenziale per l’attivazione dei fattori di coagulazione II, VII,
IX e X12-14 (Figura 2). La vitamina K (VK1) è assorbita dall’organismo attraverso l’intestino e, nel
sangue, si lega all’apolipoproteina E (APOE) che, interagendo con uno specifico recettore di
membrana, ne favorisce l’ingresso nella cellula15. Un volta nella cellula, la VK1 viene ridotta
dall’enzima NAD(P)H deidrogenasi chinone 1 (NQO1) in vitamina K1 diidrochinone (VKH2)16. La
VKH2 è richiesta come cofattore per l’attivazione dell’enzima gamma-glutammil-carbossilasi
(GGCX)17,18, che opera la carbossilazione dei residui di acido glutammico presenti sui fattori di
coagulazione II (protrombina), VII (proconvertina), IX (fattore Christmas) e X (fattore Stuart
Power), conferendo loro la proprietà di legare ioni Ca++ che servono da ponte ai fosfolipidi di
superficie che, a loro volta, attivano i fattori della coagulazione vitamina K-dipendenti2. Anche il
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fattore anticoagulante naturale proteina C (PROC) ed il suo cofattore, la proteina S (PROS), sono
serin proteasi vitamina K-dipendenti19,20, così come la proteina Z (PROZ) e la proteina 6 per
l’arresto della crescita (GAS6)21. La carbossilazione è accoppiata alla trasformazione della VKH2 in
vitamina K epossido (VKO), che viene ridotta nuovamente a VKH2 dal complesso vitamina K
epossido reduttasi22. L’inibizione di questo enzima da parte del warfarin porta ad un accumulo di
VKO (Figura 2). Wallin propose l’esistenza di due enzimi che catalizzavano la riduzione della
vitamina K per supportare la carbossilazione23. L’attribuzione di queste due funzioni di reduttasi
non è stata ancora definita chiaramente: alcuni studi riportano un unico enzima, probabilmente la
vitamina K epossido reduttasi, come responsabile sia della riduzione di VKO a VK1 sia della
riduzione di VK1 a VKH224,25; altri invece sostengono che la doppia riduzione sia operata da più
enzimi23, uno inibito dagli anticoagulanti26, e l’altro, un enzima NAD(P)H-dipendente, insensibile
agli anticoagulanti, chiamato anche antidoto27-29. Come stiano esattamente le cose non è ancora
chiaro, e si stima che ci siano altri enzimi nel ciclo della vitamina K non ancora identificati30. Per
ora si è giunti alla conclusione che la funzione primaria dell’enzima VKOR è la riduzione di VKO a
VK30, che questo enzima è sensibile ai cumarolici, e che grosse quantità di VK1 possono annullare
l’effetto anticoagulante degli stessi31. Per quanto riguarda l’enzima NAD(P)H deidrogenasi chinone
1, si sa che è scarsamente sensibile agli anticoagulanti, motivo per il quale pazienti che mostrano un
eccessivo effetto anticoagulante, se trattati con grosse dosi di VK1, diventano resistenti alla
terapia31.
Catabolismo del warfarin
L’eliminazione del warfarin avviene ad opera del complesso epatico del citocromo P450 (CYP450),
in particolare del citocromo P2C9, che è il maggior contribuente al catabolismo del warfarin, sul
quale opera un’idrossilazione in posizione 7 (Figura 3). Il citocromo P450 utilizza l’ossigeno
atmosferico (O2) per ossidare i suoi substrati e trasformarli in una forma più solubile in acqua,
facilitandone l’eliminazione per via renale32. Questo complesso enzimatico è presente in tutte le
cellule, ma è più concentrato nel reticolo endoplasmatico delle cellule epatiche, ed ha un ruolo
fondamentale in moltissimi organismi, essendo in grado di agire su una grande varietà di substrati,
oltre ad essere il principale responsabile della variabilità della risposta ai trattamenti
farmacologici33. Gli enzimi che fanno parte del complesso P450 sono raggruppati in 14 famiglie e
17 sottofamiglie, ed ogni singolo componente della famiglia è identificato con una sigla formulata a
partire dal termine comune CYP (citocromo P), seguito da un numero che indica la famiglia, una
lettera che indica la sottofamiglia e da un altro numero che indica il gene specifico. Di tutte le
isoforme enzimatiche del citocromo P450 fino ad ora individuate, quelle che agiscono nel
e7
metabolismo dei farmaci comprendono gli enzimi CYP3A4, CYP2D6, CYP2C9 e 19, CYP1A2 e
CYP2E134. Il CYP1A2 e il CYP3A4 sono deputati al metabolismo dell’R-warfarin, al quale sembra
che prendano parte anche CYP3A5, CYP1A1, CYP2C8, CYP2C18 e CYP2C1935-38. Il CYP2C9
invece è il responsabile del metabolismo dell’S-warfarin, probabilmente assieme a CYP2C8,
CYP2C18 e CYP2C19 (Figura 3)35,36. Esistono delle evidenze che il trasporto del warfarin dal
fegato alla bile sia mediato da una glicoproteina-P codificata dal gene ABCB1 (ATP-binding
cassette, sottofamiglia B, membro 1)39 che può essere indotta dal recettore nucleare per il pregnano
(pregnane X receptor, PXR) codificato dai geni NR1I2-NR1I3 (nuclear receptor subfamily 1 group
I member 2/3)40.
LA GENETICA DELLA RISPOSTA AL WARFARIN
Individuare i marcatori genici in grado di dare informazioni precise sulle caratteristiche farmacometaboliche personali è obiettivo arduo nel caso degli anticoagulanti orali anti-vitamina K,
considerate le numerose proteine coinvolte nel processo coagulativo e nel metabolismo del farmaco
(Figura 2). Nonostante questa molteplicità, si sono potute stabilire molte relazioni tra genotipo e
risposta al trattamento. Si è visto che i single nucleotide polymorphism (SNP) dei geni VKORC1 e
CYP2C9, influenzano in maniera significativa la risposta al trattamento con warfarin41. In uno
studio del 2009 furono trovati due casi limite: una donna con genotipo c.430CC e c.1075AA nel
gene CYP2C9, e c.-1639GG nel gene VKORC1, che aumentavano il metabolismo e conferivano
resistenza alla terapia, tanto da rendere necessaria una dose insolitamente massiccia di farmaco; e
un uomo con genotipo c.430CC e c.1075AC per il gene CYP2C9, e 1639AA per VKORC1, che
presentava un’elevatissima sensibilità al farmaco, tale da rendere quindi necessaria una dose molto
ridotta42. Successivamente Gao e coll. trovarono due Cinesi con genotipo CYP2C9*3/*3 e
VKORC1-1639A/A, che necessitavano anch’essi di una dose estremamente bassa di
anticoagulante43. Il contributo delle varianti geniche associate ai geni VKORC1 e CYP2C9 è
fondamentale, tanto da renderli di fatto i geni più studiati, in quanto principali responsabili nel
determinare la dose ottimale di warfarin soprattutto all’inizio della terapia. Questi due geni non
sono però gli unici a contribuire alla variabilità inter-personale nella risposta alla TAO, come si
evince in Tabella 1. Qui sono rappresentati tutti i geni coinvolti nel meccanismo d’azione del
warfarin di cui è stata studiata l’associazione con l’esito della terapia16,44,45. Di seguito passeremo in
rassegna i polimorfismi più rilevanti per quanto concerne la variabilità della risposta al trattamento
con warfarin. Per la nomenclatura dei polimorfismi si rimanda alla letteratura46,47 o alle numerose
e8
banche-dati fruibili su web, e alla Tabella 2 che riporta le varie denominazioni delle varianti citate
nel testo: nella prima colonna della tabella viene riportato il nome del gene all’interno del quale si
trova la variante, o nessun dato se il polimorfismo cade in una regione del DNA non codificante;
nella seconda colonna vengono riportate le varianti geniche secondo nomenclatura della Human
Genome Variation Society (HGVS)48; nella terza colonna viene riportato il Reference Sequence ID
fornito dal National Center for Biotechnology Information (NCBI) relativo al polimorfismo; nella
quarta colonna è riportato l’eventuale aplotipo cui la variante afferisce; e infine nell’ultima colonna
è riportata la conseguenza del polimorfismo a livello proteico, se conosciuta, o la regione specifica
in cui esso cade. In Tabella 3 è riportato invece il contributo alla variabilità inter-personale nella
risposta al trattamento con warfarin di tutte le varianti geniche analizzate in letteratura.
Polimorfismi dei geni coinvolti nella biotrasformazione della vitamina K
VKORC1
Per quanto riguarda le varianti di questo gene, numerosi studi hanno valutato l’associazione degli
stessi con la dose di warfarin49-53. Il polimorfismo 1173C>T, uno SNP che si trova nel primo
introne di VKORC1, è stato il primo ad essere associato a una riduzione della dose necessaria di
warfarin54: i portatori del genotipo 1173TT assumono infatti di regola una dose di warfarin
significativamente più bassa dei portatori del genotipo CC o CT54 per raggiungere l’intervallo
ottimale INR di anticoagulazione. Il meccanismo con cui il polimorfismo 1173C>T influenza la
dose di farmaco è ancora sconosciuto; si sa però che questo SNP è in stretto linkage disequilibrium
con un altro SNP, il -1639G>A, ed è quindi usato come marcatore della presenza di quest’ultimo55.
Borgiani e coll. nel 2007 hanno però dimostrato che il polimorfismo 1173C>T spiega da solo il
20% della variabilità nella dose di warfarin della popolazione italiana56. Il polimorfismo 1173C>T
nella popolazione cinese è in forte linkage disequilibrium con un altro polimorfismo, il 3730G>A57,
presente nella regione 3’ non tradotta (3’ untranslated region, 3’ UTR) di VKORC1, che si è visto
essere associato a dosi maggiori di warfarin54,58 e avere un’influenza sulla dose di warfarin nella
fase stabile di trattamento59. Un altro rilevante polimorfismo di questo gene, il c.-1639G>A, si trova
nel promotore, ed interessa il sito di legame per il suo fattore di trascrizione, alterando di
conseguenza il livello di RNA messaggero da esso prodotto, livello che diminuisce per i portatori
dell’allele A invece che G60. Il saggio alla luciferasi, che indaga l’attività del promotore, ha
dimostrato come il promotore di VKORC1 recante l’allele G ha il 44% in più di attività rispetto
all’allele A61. Il genotipo c.-1639AA rende i pazienti più sensibili al farmaco, mentre il genotipo c.-
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1639AG o c.-1639GG, rende i pazienti più resistenti alla terapia61. La presenza del polimorfismo c.1639G>A dovrebbe probabilmente essere valutata specie nella popolazione asiatica, nella quale è
presente mediamente con una frequenza del 90%52,62,63. Rieder e coll. hanno risequenziato il gene
VKORC1 in 186 europei-americani, esaminando l’effetto combinato di 10 polimorfismi ricadenti
rispettivamente nelle posizioni 381, 861, 2653, 3673, 5808, 6009, 6484, 6853, 7566 e 9041 del
gene, e identificando 5 aplotipi, chiamati H1, H2, H7, H8 e H9, che a loro volta sono stati suddivisi
in due gruppi distinti: il gruppo A, wild-type (aplotipi H1 e H2), richiedenti basso dosaggio, e il
gruppo B mutato (aplotipi H7, H8 e H9), richiedenti alto dosaggio60. I 5 aplotipi erano caratterizzati
fenotipicamente da livelli di mRNA del gene VKORC1 molto diversi, e ciò spiegava la diversa
quantità di farmaco per raggiungere l’efficacia terapeutica. Schwartz e coll. hanno osservato che i
portatori dell’aplotipo A/A presentano un’elevatissima sensibilità all’anticoagulante, con rapido
raggiungimento dell’INR e maggior rischio di emorragia64. Wadelius e coll. nel 2007 hanno
analizzato 39 SNP di questo gene trovandone 3, l’rs2359612, l’rs9934438 e l’rs9923231,
fortemente associati alla dose di warfarin, tanto da predirne circa il 30% della variabilità44.
Generalmente, si stima che solo i polimorfismi di questo gene siano responsabile di circa il 25%
della variabilità nella dose di warfarin, facendone il più importante indicatore nella scelta della dose
ottimale65-68. Sono state indetificate anche mutazioni missenso in pazienti che richiedevano una
dose da 5 a 20 volte maggiore alla media: Val29Leu e Ala41Ser, cui era associata una moderata
resistenza al warfarin (14 e 16 mg rispettivamente)12,60: Arg58Gly e Val66Met, cui era associata
una resistenza al warfarin maggiore (32-36 mg e 27-35 mg rispettivamente)12,69; Leu128Arg e
Val45Ala, cui era associata una resistenza importante al warfarin (>45 mg e INR mai
raggiunto)12,70. Queste mutazioni, essendo molto rare nella popolazione, non sono però in grado di
spiegare il grosso della variabilità inter-individuale nella risposta alla terapia con warfarin.
NQO1
Il gene NQO1 codifica per la NAD(P)H deidrogenasi chinone 1, che riduce la vitamina K introdotta
con la dieta in vitamina K1 diidrochinone21,29. Nonostante la proteina sia bersaglio dei dicumarolici,
in almeno due studi su pazienti afro-americani non sono stati individuati polimorfismi che correlino
con la dose di farmaco71,72. Questo è vero anche per altre popolazioni, e non ci sono attualmente
algoritmi farmacogenetici per la predizione della dose appropriata di warfarin che contengano tra le
variabili considerate polimorfismi di questo gene. Questo dato può essere spiegato dal fatto che
l’enzima NAD(P)H deidrogenasi chinone 1 è meno sensibile al farmaco2 rispetto al suo bersaglio
principale, la vitamina K epossido reduttasi.
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EPHX1
L’enzima epossido idrolasi è codificato dal gene EPHX1, è un enzima chiave nella
metabolizzazione di cancerogeni esogeni come i prodotti del fumo di sigaretta73, e possiede un sito
di legame per la vitamina K epossido reduttasi di cui è considerato una subunità putativa13,74,75. In
uno studio su 300 caucasici di età media 86.7 ± 6 anni, sono stati analizzati i polimorfismi
rs1051740, rs2292566, rs2260863, rs2234922, rs4653436 di EPHX1, e la loro relazione con la dose
di warfarin, trovando per la prima volta il polimorfismo rs2292566 in associazione con la dose di
mantenimento di warfarin76. Wadelius e coll. hanno trovato il polimorfismo rs4653436 debolmente
associato alla dose di warfarin, ma non lo hanno incluso nel modello di regressione multivariata per
la stima della dose44,68. Ciccacci e coll. hanno analizzato due SNP di questo gene, rs2292566 e
rs4653436, in 148 pazienti italiani in trattamento con warfarin da almeno 6 mesi, ma non hanno
trovato alcuna associazione significativa tra i due polimorfismi e il dosaggio medio settimanale del
farmaco77. Loebstein e coll. hanno osservato che pazienti con CYP2C9 ad alto metabolismo, che
quindi necessitavano di alte dosi di warfarin, erano anche portatori del polimorfismo rs1051740,
che risultava in una sostituzione di un’istidina in posizione 113 con una tirosina74. Questi dati
contraddittori fanno emergere la necessità di ulteriori studi, soprattutto per chiarire il ruolo di
EPHX1 nella regolazione del ciclo della vitamina K.
GGCX
La gamma-glutammil carbossilasi è una proteina che risiede nel reticolo endoplasmatico e media
l’ossidazione della vitamina K a vitamina K epossido, generando modificazioni post-trascrizionali
dei fattori di coagulazione II, VII, IX e X, e delle proteine codificate dai geni PROC, PROS1,
PROZ, GAS678-81. Shikata e coll. hanno trovato una ripetizione (CAA)n responsabile di debole
attività procoagulante e valori medi più bassi di INR, suggerendo la possibilità che i portatori di tale
ripetizione possano mostrare minore sensibilità al warfarin79. King e coll. hanno valutato l’effetto di
due polimorfismi, rs11676382 C>G ed rs12714145 G>A, nel gene GGCX, quantificando la loro
relazione con le dose terapeutica di warfarin: dalle loro analisi solo il primo polimorfismo risulta
associato ad una diminuzione della dose necessaria di warfarin del 6.1% nel caso dell’allele G,
mentre il secondo polimorfismo non mostrava relazioni con la dose82. L’associazione del
polimorfismo GGCX rs11676382 C>G con una dose necessaria di warfarin più bassa è stata
confermata anche in uno studio su 186 europei-americani83, ma non confermata in un altro studio su
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145 pazienti multietnici84. Uno studio effettuato su una popolazione giapponese ha trovato il
polimorfismo GGCX 8016G>A, risultante in una mutazione missenso R325Q, associato alla
variabilità nella dose di warfarin63.
CALU
Il gene CALU codifica per la calumelina, proteina coinvolta nella regolazione della carbossilazione
vitamina K-dipendente, sembra attraverso l’inibizione di GGCX85. In realtà, sul ruolo della
calumelina esistono dati contrastanti, dato che in letteratura a questa proteina viene assegnata anche
un’azione legata direttamente all’interazione con la vitamina K epossido reduttasi16,85,86. Voora e
coll. hanno mostrato l’associazione di varianti di questo gene con la dose di warfarin in una
popolazione afro-americana87. Uno studio su 207 pazienti egiziani in terapia con warfarin ha
mostrato l’associazione della variante rs339097 di questo gene con una dose maggiore necessaria di
warfarin, nonostante il dato non sia risultato significativo dopo il suo inserimento nel modello di
regressione multipla88. Altri studi di correlazione tra varianti geniche di CALU e la dose di warfarin
non hanno mostrato risultati significativi89,90, suggerendo per questo gene un ruolo ancora incerto
nella modulazione della dose di farmaco, sebbene alcune sue varianti determinino la necessità di
dosi più elevate e potrebbero essere contributi importanti nello stabilire la dose in popolazioni non
caucasiche88.
Polimorfismi dei geni coinvolti nella biotrasformazione del warfarin
CYP2C9
Il citocromo P2C9 è il maggior contribuente al catabolismo del warfarin, sul quale opera
un’idrossilazione in posizione 7 (Figura 3). In letteratura sono stati descritti 33 polimorfismi91,
alcuni dei quali producono varianti dei residui aminoacidici della proteina che, negli individui
omozigoti, si traducono in estreme riduzioni delle capacità metaboliche dell’enzima22. Numerosi
studi hanno dimostrato che i polimorfismi CYP2C9*2 (c.430C>T, rs1799853, R144C) e CYP2C9*3
(c.1075A>C, rs1057910, I359L) fanno variare significativamente la risposta al trattamento, perché
modificano l’efficacia della disattivazione dell’S-warfarin92-94, anche se varianti di questo gene
sembrano essere associate più spesso all’ipercoagulazione che all’emorragia95-101. L’effetto
funzionale del polimorfismo CYP2C9*2 nel metabolismo dell’S-warfarin, come dimostrano alcuni
studi in vitro, è un abbassamento del 30-50% del turnover dell’enzima rispetto al genotipo wild-
e12
type, dovuto principalmente a una diminuzione della velocità in condizioni di saturazione del
substrato (Vmax)102,103, probabilmente a causa di un’alterata interazione tra il CYP2C9 e la
citocromo P450 reduttasi93. Nel caso del polimorfismo CYP2C9*3, invece, il risultato è un
abbassamento del 90% dell’idrossilazione in posizione 7 dell’S-warfarin92, probabilmente perché la
sostituzione aminoacidica cade proprio nel sito di legame col substrato104. L’allele CYP2C9*2
riduce la clearance del warfarin del 40%, e l’allele CYP2C9*3 la riduce del 75%105. Dal punto di
vista farmacologico ciò porta il valore medio di clearance associato al genotipo CYP2C9 *1/*1
(omozigote wild-type) a 8.1 L/die, quello di CYP2C9 *1/*2 a 7.0 L/die, quello di CYP2C9 *1/*3 a 4.3
L/die, quello di CYP2C9 *2/*2 a 4.5 L/die, e quello relativo al genotipo CYP2C9 *2/*3 a 2 L/die 94,
con riduzione del dosaggio del farmaco, come esplicitato in Tabella 4106. Altre varianti associate a
una dose ridotta di warfarin sono IVS3-65G>C, Leu208Val, CYP2C9*5, *6,*11 e *8107-110. Gli
ultimi polimorfismi individuati relativamente a questo gene sono il CYP2C9*12, che diminuisce
l’attività catalitica dell’enzima in vitro, e che è stato identificato in pazienti caratterizzati dalla
necessità di una dose minore di warfarin a parità di altre condizioni111, e l’rs12777823 che migliora
le capacità predittive dell’algoritmo IWPC nella popolazione afro-americana112. La variante R144C
è stata genotipizzata in diverse popolazioni, ed è presente in circa il 10-20% della popolazione
caucasica, rara negli asiatici e negli afro-americani113,114.
Nel considerare il contributo del CYP2C9 alla risposta alla terapia bisogna tenere presente anche
fattori non genetici, quali la contemporanea somministrazione di farmaci che possono inibire o
indurre direttamente il CYP2C9, variando la clearance del warfarin. Il contributo che gli altri
membri del complesso P450 danno alla variabilità inter-personale nella risposta al trattamento con
warfarin è spiegato nella Tabella 3.
Il polimorfismo VKORC1 -1639G>A e gli alleli CYP2C9*2 e *3 (frequenza cumulata: 90% negli
asiatici, 65% negli europei, e 20% negli africani) giustificano il 45% della variabilità nella risposta
terapeutica negli europei e il 30% negli africani115. Nonostante però che le varianti dei geni
CYP2C9 e VKORC1 influenzino il rischio di coagulazione eccessiva all’inizio della terapia116,117, il
loro impatto sul tempo in cui l’INR è nel range terapeutico nella fase di mantenimento della terapia
è limitato118.
CYP3A4
Membro della famiglia P450, coinvolto nel metabolismo e nella successiva eliminazione
dell’enantiomero R del warfarin, dell’acenocumarolo e del fenprocumone, il citocromo CYP3A4
costituisce circa il 30% dei citocromi espressi nel fegato ed è responsabile del metabolismo del 50%
e13
dei farmaci attualmente esistenti, essendo l’isoforma più attiva della famiglia dei citocromi119. Il
CYP3A4 è espresso sia nell’intestino tenue che nel fegato, e una sua inibizione o una sua induzione
può avvenire in entrambi i siti, modificando sia la degradazione epatica dei farmaci che il loro
assorbimento120. Se un farmaco viene somministrato per via orale e il CYP3A4 viene inibito, questo
sarà più assorbito a livello intestinale e meno metabolizzato a livello epatico; se invece il CYP3A4
viene indotto, il farmaco sarà meno assorbito a livello intestinale, ma più metabolizzato a livello
epatico120. In letteratura sono state individuate molte varianti di questo gene, incluse 18 mutazioni
che comportano sostituzioni aminoacidiche, alcune delle quali alterano l’attività catalitica
dell’enzima121-124. Lane e coll. hanno visto che negli eterozigoti per lo SNP CYP3A4*1G la
clearance dell’R-warfarin aumentava del 32%, anche se la funzione di questo SNP è ancora
discussa125. Il saggio alla luciferasi, che valuta l’attività del promotore, ha però recentemente
mostrato che l’allele A di questo polimorfismo ha un’attività trascrizionale molto più elevata
rispetto all’allele G126. Bisogna però tenere presente che la velocità di metabolizzazione dell’Rwarfarin da parte di questo citocromo è minore rispetto alla velocità di metabolizzazione dell’Swarfarin da parte del CYP2C9, come dimostrano le analisi sulla quantità di enantiomero R trovate
nel plasma di alcuni pazienti104.
CYP3A5
Il citocromo CYP3A5, insieme al CYP3A4 costituisce il 30% dei citocromi P450 epatici e circa la
metà dei farmaci ossidati da questo complesso enzimatico, è substrato della subfamiglia del
CYP3A. Il CYP3A5 sembra avere un ruolo nella metabolizzazione dell’R-warfarin, tanto che
Jorgensen e coll. hanno trovato un suo polimorfismo, l’rs6976017, associato a maggiore sensibilità
al trattamento45. Un altro polimorfismo, l’A6986G, che porta alla produzione di una proteina
troncata, e quindi alla mancata espressione del citocromo CYP3A5, potrebbe spiegare le anomalie
metaboliche del complesso CYP3A, considerata la somiglianza dei substrati di CYP3A5 e
CYP3A4127,128. A conferma di ciò vi è il fatto che in una popolazione giapponese il CYP3A4 e
CYP3A5 sono strettamente collegati, perché facenti parte dello stesso blocco genetico129, per cui
alcuni effetti dovuti all’allele CYP3A4 sono probabilmente attribuibili all’allele CYP3A5. Altro
motivo di variabilità nella risposta imputabile al complesso CYP3A potrebbe essere l’espressione
anche in età adulta, del citocromo CYP3A7, che normalmente avviene solo età nella vita fetale, e la
cui attività può essere modulata da diversi polimorfismi presenti nel promotore del gene127.
e14
CYP1A2
Il citocromo CYP1A2 promuove l’idrossilazione in posizione 6 e 8 dell’R-warfarin, ed è il
responsabile del 95% del metabolismo della caffeina130. Questo enzima è indotto dal fumo di
sigaretta, alcuni tipi di vegetali assunti con la dieta, prodotti aromatici presenti nella carne grigliata,
e inibitori della pompa protonica131-133. Esiste una grossa variabilità inter-individuale
nell’espressione, nell’attività e nella capacità di eliminare i farmaci da parte di questo enzima,
causata prevalentemente da fattori genetici ed epigenetici, oltre che da fattori ambientali133. Finora
sono stati identificati più di 15 varianti alleliche (da *1B a *16)134 e 177 SNP relativi al gene
CYP1A2. Per quanto riguarda il metabolismo del warfarin in particolare, sono stati individuati due
polimorfismi, il CYP1A2*1C (-3860G>A) e CYP1A2*1F (-163C>A), che determinano variazioni di
attività dell’enzima rispetto al wild-type nei pazienti fumatori, modificando probabilmente
l’inducibilità del gene135,136 e suggerendo una possibile correlazione tra essi e il diverso
metabolismo dell’R-warfarin nei fumatori.
CYP2C18
Il citocromo CYP2C18 potrebbe avere un ruolo nel metabolismo sia dell’R-warfarin che dell’Swarfarin37,137. Uno dei pochi polimorfismi di questo gene associati all’esito della terapia con
warfarin è l’rs2901783, che è stato visto influire sulla sensibilità al warfarin e sul tempo per
raggiungere l’INR ottimale: pazienti omozigoti wild-type infatti raggiungono la dose stabile più
rapidamente rispetto ai pazienti omozigoti per la variante45. In uno studio teso a valutare l’influenza
che la compliance del paziente può avere sull’esito della stessa ha rivelato che questo polimorfismo
ha un ruolo nel tempo necessario per il raggiungimento della dose stabile di warfarin solo quando
incluso nell’algoritmo che considera anche l’aderenza o meno del paziente alla terapia138.
CYP2C19
Il CYP2C19 è un enzima epatico altamente polimorfico e, come il citocromo CYP2C18, è implicato
nel metabolismo sia dell’R-warfarin che dell’S-warfarin37,137. Lo SNP rs3814637 di questo gene è
stato significativamente associato a un elevato INR durante la prima settimana di terapia, il
raggiungimento della dose stabile, e la sensibilità al warfarin45. Altri due SNP, l’rs4417205 e
l’r17879456 si sono dimostrati avere un effetto sul tempo di raggiungimento dell’INR, anche se gli
omozigoti mutanti di questi due polimorfismi sono molto rari nella popolazione studiata, e quindi
e15
vanno considerati con cautela45.
CYP4F2
Il ruolo che il citocromo CYP4F2 gioca nella determinazione della dose di warfarin fu descritto per
la prima volta nel 2008 da Caldwell e coll.139. Il meccanismo attraverso cui questo citocromo altera
il metabolismo della vitamina K e quindi del warfarin non è ancora chiaro, ma poiché è coinvolto
nell’inattivazione della vitamina E, molto simile chimicamente alla vitamina K, si pensa che possa
avere un ruolo anche nell’inattivazione di quest’ultima140. McDonald e coll. nel 2009 hanno
dimostrato che CYP4F2 è una monossidasi di VK1, e che i portatori del polimorfismo CYP4F2
V433M hanno una ridotta capacità di metabolizzare VK1, che si accumula a livello epatico,
richiedendo quindi una dose di warfarin superiore per ottenere lo stesso effetto anticoagulante dei
non portatori141. Da recenti studi sembra che la variabilità nella dose dovuta al genotipo CYP4F2 sia
da attribuire sia a meccanismi di clearance che a meccanismi di sensibilità al warfarin142. È
interessante notare come il polimorfismo 1347 G/A (rs2108622), che ha mostrato associazione con
la dose di warfarin139,143,144 sia anche responsabile di alterata attività enzimatica
145
rischio cardioembolico
139
e fattore di
. Questo polimorfismo è in linkage disequilibrium con l’rs2189784, una
variante non codificante, associata alla velocità di raggiungimento dell’INR ottimale146.
Polimorfismi dei geni coinvolti nel trasporto del warfarin e della vitamina K
Oltre ai polimorfismi relativi ai geni già citati, bisogna considerare l’effetto che potrebbero avere
alcuni polimorfismi relativi a proteine deputate al trasporto delle sostanze fuori e dentro la cellula,
come l’apolipoproteina E, glicoproteina-P transmembrana o proteine che legano il farmaco nel
sangue, come l’alfa-1-glicoproteina acida 1 e 2, le cui relative varianti e gli effetti di queste sulla
risposta al trattamento sono riportati in Tabella 3.
APOE
L’apolipoproteina E trasporta la vitamina K nel fegato, ed è responsabile di alcune differenze nel
dosaggio di alcuni anticoagulanti orali in diversi gruppi razziali147. Ci sono 6 genotipi diversi nella
popolazione, determinati da 3 alleli codominanti (APOE epsilon3, epsilon4, epsilon2) che
differiscono per sostituzioni aminoacidiche in posizione 112 e 158148. Diversi studi riportano
l’effetto che questi polimorfismi hanno sulla variabilità della dose di warfarin44,149,150. Portatori
e16
afro-americani dell’allele epsilon4 necessitano di una dose di warfarin maggiore rispetto ai portatori
dello stesso allele che appartengono alla razza caucasica147. Kohnke e coll. nel 2005 hanno cercato
di stabilire l’influenza che l’allele epsilon4 potesse avere nel metabolismo della vitamina K in
pazienti italiani, senza giungere a risultati chiari a causa dell’assenza di omozigoti in questa
popolazione151. Uno studio su una popolazione egiziana ha dimostrato che la variante epsilon2 è
associata a una dose minore di warfarin se inserita in un modello di regressione lineare, ma perde
significatività se presa singolarmente88. Sconce e coll. hanno analizzato l’influenza dei polimorfismi
di APOE su una popolazione giapponese, dimostrando che l’APOE non è un fattore genetico
importante nella variabilità della risposta alla TAO150. L’influenza delle varianti polimorfiche di
questo gene non è semplice da stabilire a causa della sua eterogeneità nelle diverse popolazioni,
rendendo necessari ulteriori studi.
ABCB1
La glicoproteina-P transmembrana è un canale ATP-dipendente deputato all’estromissione di
sostante xenobiotiche dalla cellula152, riducendone così l’accumulo a livello intracellulare o
d’organo attraverso un sistema di efflusso attivo. Il warfarin è un debole inibitore di questa proteina
e forse un suo substrato39. I polimorfismi del gene che codifica per questa proteina sono
responsabili di resistenza a diverse terapie, tanto da essere chiamato anche MDR, ovvero multi drug
resistance. Il polimorfismo C3435T è stato correlato con la dose di warfarin in diversi studi, che
però hanno dato risultati contrastanti: Wadelius e coll. avevano rilevato che i pazienti portatori
dell’aplotipo D, contenente il polimorfismo 3435C>T, presentavano una riduzione del 24% nella
dose di warfarin rispetto ad altri aplotipi153, mentre De Oliveira Almeida e coll. constatavano la
necessità di una dose maggiore di warfarin nei pazienti con genotipo T3435T154. Kim e coll. non
hanno rilevato differenze statisticamente significative nella dose di warfarin in pazienti portatori di
genotipo C3435T, T3435T o C3435C155. Queste mutazioni sono in sé per sé silenti, ma è stato visto
che la loro presenza è un indicatore della presenza di altri polimorfismi che si estendono dall’esone
26 all’esone 12 del gene156. L’incongruenza nei risultati ottenuti nei diversi studi in ogni caso
potrebbe essere spiegata dai molti gradi di differenza genotipica relativi a questo gene nelle diverse
popolazioni, caratteristica che rende i test farmacogenetici per queste varianti estremamente
dipendenti dal gruppo etnico157.
e17
ORM 1-2
La variabilità nella risposta alla TAO potrebbe essere attribuita alla diversa attività di proteine che
legano il farmaco nel sangue, come l’alfa-1-glicoproteina acida 1 e 2, codificate rispettivamente dai
geni ORM 1 e ORM 211. Il warfarin, infatti, è legato differentemente in base alle varianti di questi
geni, anche se rimane ancora da comprendere quali conseguenze queste varianti possano portare dal
punto di vista clinico158,159. Wang e coll. hanno dimostrato recentemente che i portatori del
polimorfismo ORM1 rs17650 necessitano di una dose minore di warfarin per raggiungere lo stesso
effetto terapeutico dei non portatori160. Wadelius e coll. hanno riportato una debole associazione tra
il polimorfismo rs3762055 collocato tra i geni ORM1 e ORM 2, e la dose di warfarin, ma il risultato
dovrebbe essere validato in una popolazione più ampia44.
Polimorfismi dei geni relativi a proteine della coagulazione
Come si evince dalla Tabella 1, anche altre varianti di geni codificanti per componenti
procoagulanti o anticoagulanti dipendenti dalla vitamina K, potrebbero essere associati alla dose
ottimale di warfarin. Molti studi, infatti, hanno valutato l’effetto di varianti geniche dei fattori di
coagulazione II, VII, IX, e X, della proteina S, C, e della gamma-glutammil carbossilasi, trovando
associazioni con la risposta al warfarin44,45,54,79,161. Il contributo di queste varianti geniche è spiegato
nella Tabella 3.
F2
Il fattore II della coagulazione, o protrombina, mostra dei polimorfismi che correlano con la dose di
warfarin. La transizione 165Thr>Met, ad esempio, implica, nei pazienti omozigoti 165Met una dose
di warfarin minore, suggerendo che parte della variabilità inter-personale può essere attribuita a
fattori genetici che appunto non riguardino i geni direttamente coinvolti nel metabolismo del
farmaco, ma quelli relativi a proteine vitamina K-dipendenti79. In uno studio effettuato su 147
pazienti in trattamento con warfarin è stato rilevato che la dose media necessaria era più alta in
pazienti portatori del genotipo Thr/Thr 165 (4.2 mg) rispetto ai pazienti con l’allele 165Met (2.9
mg), mentre il polimorfismo G20210A si rivelava ininfluente161. Il polimorfismo G20210A è però
presente in diversi pazienti che mostrano trombosi venosa profonda acuta, e potrebbe contribuire ad
una risposta inefficace alla terapia con warfarin162.
e18
F7
Per quanto riguarda il gene che codifica per il fattore VII della coagulazione, Shikata e coll. non
hanno trovato associazioni tra suoi polimorfismi e la dose di warfarin, probabilmente perché i
pazienti erano tutti omozigoti per le varianti analizzate79. In altri studi, tuttavia, si sono trovate delle
correlazioni tra polimorfismi e variazioni dell’attività del fattore VII nel plasma: van ‘t Hooft e coll.
hanno trovato che il polimorfismo -401T fa diminuire l’attività trascrizionale del fattore VII, mentre
l’allele -402A porta a un aumento della trascrizione dello stesso163. Shikata e coll. hanno analizzato
l’effetto di tre mutazioni di questo gene, affermando anche che, tra le tre mutazioni sopra
menzionate, quella -402G>A è il maggior predittore di sensibilità al warfarin79. Poiché il warfarin è
un antagonista della vitamina K nel processo di sintesi del fattore di coagulazione VII, e poiché alti
livelli di questo fattore portano a ipercoagulazione, una minore sensibilità al warfarin si potrebbe
verificare in pazienti con mutazioni che portano ad alti livelli di questo fattore79.
F9
Il fattore IX converte il fattore X nella sua forma attiva in presenza di calcio, fosfolipidi e fattore
VIIIa. Wandelius e coll. hanno analizzato l’effetto di 11 SNP nel gene F9, ma nessuno di questi era
significativamente associato alla dose di warfarin, anche se l’aplotipo rs401597-rs392959 mostrava
associazione nominale con la dose44. Questi due polimorfismi coprono una regione nella quale, in
studi precedenti, era stato trovato il polimorfismo A-10V/T che causava riduzione dell’attività del
fattore IX in pazienti trattati, poiché riduceva l’affinità del peptide mutante per la GGCX,
suggerendo un nuovo meccanismo di sensibilità al warfarin164-166.
F10
Il fattore Xa converte la protrombina in trombina in presenza del fattore Va, di calcio, e fosfolipidi.
Questo fattore è bersaglio diretto di farmaci anticoagulanti di nuova generazione, come rivaroxaban,
apixaban ed edoxaban, che ne inibiscono l’attività e vengono ora proposti come farmaci
antitrombotici167. Shikata e coll. hanno analizzato l’effetto del polimorfismo thr264thr relativo a
questo fattore della coagulazione, ma non hanno trovato associazioni con la dose di warfarin79.
e19
PROC
La proteina C (PC) è dotata di potente azione anticoagulante, profibrinolitica ed antinfiammatoria e,
se attivata, inattiva i fattori Va ed VIIIa168. È la proteina che viene ridotta per prima nel plasma in
seguito alla somministrazione di warfarin, insieme al fattore di coagulazione VII. Questa
caratteristica determina, nei pazienti con sospetto o conclamato deficit di proteina C o con deficit
della proteina S, un effetto collaterale importante che può verificarsi all’inizio della TAO, ovvero la
necrosi cutanea, dovuta a trombosi cutanea169. Wadelius e coll. hanno analizzato l’effetto di 13 SNP
nel gene PROC, trovandone solo 4 (rs1799809A>G, rs2069901T>C, rs2069910C>T ed
rs2069919G>A) significativamente associati alla dose ottimale di warfarin44. I portatori omozigoti
dell’allele G relativo al polimorfismo rs1799809 (G/G) erano quelli che necessitavano di una dose
minore rispetto agli altri, probabilmente perché avevano un’attività ridotta della proteina C già
prima del trattamento, e valori di PT/INR più alti170-172. In altri studi, invece, non sono stati
riscontrati polimorfismi che modifichino la dose di warfarin in maniera significativa89, nonostante il
forte impatto di questa proteina sullo sviluppo di complicazioni trombotiche.
PROS1
Il gene PROS1 codifica per la Proteina S (PS), che è un cofattore della proteina C. Mutazioni
puntiformi all’interno del gene sono state identificate nel deficit genetico di PS (PSD), che è un
fattore di rischio nella trombosi venosa ricorrente sia in omozigosi che in eterozigoti, ed è ereditato
come tratto autosomico dominante173. La transizione c.1907A>G, risultante in una permutazione
aminoacidica (p.Tyr636Cys) fu scoperta in un paziente con PSD che mostrava trombosi acuta
nell’intero tratto della vena mesenterica dopo colectomia174. Wandelius e coll. hanno analizzato
l’effetto di 11 SNP nel gene PROS1, non trovando comunque alcuna associazione significativa tra
questi e la dose di warfarin44.
F5
Il fattore V è un cofattore importante per l’attività del fattore Xa, che attiva la protrombina in
trombina. Wandelius e coll. hanno analizzato l’effetto del polimorfismo rs6025, ritenuto fattore di
rischio di trombosi venosa dovuta a resistenza alla proteina C attivata175, non trovando alcuna
associazione tra questo e la dose di warfarin44. Il polimorfismo rs6018 invece è stato associato a
eventi emorragici maggiori45.
e20
La genetica della risposta all’acenocumarolo e al fenprocumone
L’acenocumarolo e il fenprocumone vengono utilizzati come AVK in molte regioni d’Europa, ma ci
sono pochi dati in letteratura a proposito della genetica del loro metabolismo.
L’acenocumarolo
L’S-acenocumarolo viene metabolizzato ad opera del CYP2C9176,177, e l’R-acenocumarolo ad opera
degli enzimi CYP1A2, 3A4, 2C9 e 2C19178. I polimorfismi del gene CYP2C9 sono clinicamente
rilevanti dal punto di vista farmacogenetico in quanto pazienti portatori di queste varianti in
trattamento con acenocumarolo mostrano un maggior rischio di anticoagulazione eccessiva179,180. I
pazienti eterozigoti per l’allele CYP2C9*3, metabolizzano l’S-acenocumarolo 15 volte meno dei
pazienti wild-type, e richiedono quindi una dose di mantenimento minore178,181-184. A differenza del
warfarin, la clearance dell’acenocumarolo non è influenzata dall’allele CYP2C9*2181. Per quanto
riguarda il gene VKORC1, si è visto che il polimorfismo c.-1639G>A è il principale responsabile
dell’effetto anticoagulante, e che un’anticoagulazione eccessiva è dovuta principalmente alla
combinazione dei polimorfismi del gene CYP2C9 e del gene VKORC153,70,100,185. Teichert e coll.
hanno dimostrato. attraverso un’analisi genome wide su 1451 caucasici, che oltre ad età, sesso, BMI
e valore INR, avere un polimorfismo nei geni VKORC1, CYP2C9, CYP4F2 e CYP2C18 può
spiegare il 48.8% della variazione di dosaggio dell’acenocumarolo186.
Il fenprocumone
Il fenprocumone esercita il suo effetto anticoagulante principalmente mediante l’enantiomero S178,
motivo per il quale l’idrossilazione in posizione 7 dell’S-fenprocumone operata dagli alleli *2 e *3
del CYP2C9 risulta il passaggio metabolico dal quale dipende l’effetto del farmaco, poiché questi
due alleli ne abbassano la clearance rispetto al CYP2C9*1187. Tuttavia il metabolismo del
fenprocumone è complessivamente meno influenzato dal genotipo del CYP2C9 rispetto agli altri
AVK, caratteristica che lo rende preferibile in caso di pazienti portatori di particolari varianti di
questo gene187. Un peso rilevante sul metabolismo del fenprocumone è giocato invece dai
polimorfismi del gene VKORC1 e dall’età
188
. Nei pazienti che non hanno polimorfismi di questo
gene, la riduzione della dose è richiesta in presenza di polimorfismi relativi al gene CYP2C9101,
mentre in pazienti con varianti polimorfiche del gene VKORC1, la differenza tra pazienti portatori
e21
di varianti nel gene CYP2C9 e pazienti non portatori è statisticamente irrilevante178. Una
combinazione dei polimorfismi di entrambi i geni porta ad un aumento del rischio di eccessiva
anticoagulazione, mentre i polimorfismi del CYP2C9 sono responsabili di un ritardo nella
stabilizzazione della terapia178. Luxembourg e coll hanno valutato l’impatto dei polimorfismi
VKORC1 c.-1639G>A, CYP2C9*2, CYP2C9*3, GGCX c.214+597G>A, CALU c.*4A>G, EPHX1
c.337T>C, F7 c.-402G>A, ed F7 c.-401G>T nella terapia con fenprocumone, trovando che, nella
fase iniziale, gli omozigoti per gli alleli VKORC1 c.-1639 A e G raggiungevano un INR stabile più
tardi rispetto agli eterozigoti, i portatori dei polimorfismi CYP2C9*2 e *3 raggiungevano un INR
stabile più velocemente del wild-type, mentre i portatori del polimorfismo EPHX1 c.337 C
rimanevano molto più tempo al di sopra del range189. Teichert e coll. hanno sviluppato invece un
algoritmo per la predizione della dose di fenprocumone che includeva varianti geniche di VKORC1,
CYP2C9, e CYP4F2, che spiegava il 46% della variabilità nella dose, dimostrando come la dose di
mantenimento del fenprocumone sia influenzata dalle stesse variabili geniche che influenzano la
dose di warfarin e acenocumarolo190.
In sostanza, l’effetto dei polimorfismi del gene VKORC1 è simile nel warfarin, nell’acenocumarolo,
e nel fenprocumone, mentre gli alleli CYP2C9*2 e *3 giocano entrambi un ruolo importante nella
clearance del warfarin, ma non in quella dell’acenocumarolo, che sembra essere influenzato solo
dall’allele *3178. Il fenprocumone invece è influenzato marginalmente dal genotipo di CYP2C9 e nei
pazienti che non hanno varianti alleliche relative al gene VKORC1178.
LA FARMACOGENETICA DEI NUOVI ANTICOAGULANTI ORALI
Nonostante gli AVK siano tuttora gli anticoagulanti orali più usati al mondo, attualmente sono
comparsi sul mercato o sono di prossima introduzione nuovi farmaci anticoagulanti orali, che hanno
come meccanismo d’azione l’inibizione diretta dei fattori della coagulazione, caratterizzati da
un’ampia finestra terapeutica e da un effetto anticoagulante rapidamente raggiungibile, e che quindi
non necessitano di monitoraggio routinario1. Il primo di questi farmaci ad essere approvato per la
cura della FA è stato il dabigratan, inibitore diretto della trombina191, cui sono seguiti
rivaroxaban192, l’apixaban193 e, più recentemente, l’edoxaban194, tutti – questi ultimi – inibitori
diretti del fattore FXa. I nuovi anticoagulanti orali hanno una farmacocinetica e un meccanismo
farmacologico diverso dal warfarin, e quindi la variabilità inter-individuale dovuta alla genetica
della loro risposta fa capo a varianti geniche in parte diverse rispetto a quelle che abbiamo fino ad
e22
ora considerato. Per tutti i nuovi anticoagulanti orali l’assorbimento intestinale è influenzato dal
sistema di trasporto della P-glicoproteina (P-gp) codificata nell’uomo dal gene ABCB1, la cui
attività nota è quella di estrudere dal citoplasma sostanze anfipatiche neutre o debolmente basiche
penetrate nella cellula, consumando ATP. Il polimorfismo rs4148738 del gene ABCB1 è associato a
una concentrazione più alta del farmaco. Essendo il dabigatran somministrato come profarmaco
(dabigatran etexilato) e convertito in farmaco attivo attraverso esterasi ubiquitarie non specifiche
presenti nell’intestino e nel plasma195,196, è facile predire che varianti relative ai geni codificanti per
le carbossiesterasi possano influenzare l’effetto terapeutico del farmaco. In effetti è emerso che il
polimorfismo rs2244613 del gene per la carbossiesterasi 1 (CES1) riduce la formazione di
dabigatran e anche il rischio di sanguinamento, come pure il polimorfismo rs8192935197. Il
dabigatran non è metabolizzato dagli enzimi del complesso CYP450, ma è soggetto a coniugazione
con la formazione di acil-glucuronidi farmacologicamente attivi198.
A differenza del dabigatran, rivaroxaban ed apixaban sono entrambi soggetti al metabolismo
mediato dal complesso CYP: il CYP3A4/5 e il CYP2J2 sono responsabili dei 2/3 della clearance
del rivaroxaban199,200, mentre il CYP3A4/5 è responsabile del metabolismo dell’apixaban201.
Entrambi i farmaci inoltre sono substrati della P-gp ed anche della proteina per la resistenza al
cancro mammario (breast cancer resistance protein, BCRP), codificata dal gene ABCG2, i cui
polimorfismi potrebbero contribuire alla variabilità inter-individuale. Anche per edoxaban
l’assorbimento è legato alla P-gp, ed il metabolismo epatico è legato al CYP3A4202 , dunque con un
potenziale per influenze farmacogenetiche simili.
CONCLUSIONI
La strada verso il raggiungimento di un chiaro quadro genetico di risposta al trattamento con
warfarin non è semplice, dal momento che esistono molti geni e relative varianti polimorfiche
correlate all’esito della terapia, come riportato in Tabella 1. Anche restringendo l’attenzione ai
marcatori genetici che maggiormente alterano la risposta alla TAO, è necessaria una ricerca mirata
a comprendere l’effetto congiunto di più polimorfismi e le conseguenze di eventuali modificazioni
epigenetiche al fine di individuare le effettive relazioni ambiente-genotipo-fenotipo esistenti nella
complessa rete metabolica che caratterizza gli AVK, obiettivo che implicherebbe il passaggio da un
approccio genetico ad un approccio genomico utilizzante genome-wide association studies
(GWAS). Il contemporaneo screening di più polimorfismi attraverso tecniche di biologia
molecolare su larga scala, come i microarray, già disponibili sul mercato per la personalizzazione
e23
della cura di varie patologie, potrebbe aiutare alla realizzazione di schemi terapeutici più sicuri,
efficaci e personalizzati anche nel caso della TAO. La tecnologia dei microarray infatti è la
metodologia più matura, versatile, riproducibile e di successo per effettuare analisi genomiche
“high-throughput”, ed è quella che rende maggiormente realizzabile l’ipotesi della medicina
personalizzata. Il costo di tali approcci sta rapidamente diminuendo, ed è attualmente dell’ordine di
meno di 99 dollari USA a valutazione (ad es. https://www.23andme.com). Inoltre, affinché un
insieme di marcatori genetici possa essere considerato come “classe predittiva” di una determinata
risposta al trattamento è necessario che la serie di biomarcatori contemplati sia stata prima
universalmente accettata come capace di fornire predizioni, e poi validata in un numero sufficiente
di studi clinici controllati, con omogeneità nel reclutamento e nel trattamento dei pazienti. Per
quanto riguarda la TAO un simile strumento predittivo non è ancora stato validato universalmente,
anche se i tentativi non vengono abbandonati.
Risultati più chiari potrebbero essere raggiunti attraverso l’integrazione tra le conoscenze ottenute
dalla ricerca scientifica e quelle ottenibili dalla loro applicazione nella realtà clinica. In questo
modo le informazioni potrebbero fluire dalla corsia ai laboratori di ricerca e viceversa, generando
una rete di conoscenze auto-alimentata, mai come in questo caso ottenibile solo con sforzi congiunti
di più gruppi di ricerca. Al momento attuale, la scarsa sensibilizzazione dei medici e dei pazienti
alla possibilità di effettuare test farmacogenetici pre-trattamento o di usare protocolli terapeutici che
includano tali test203 è uno degli ostacoli maggiori al raggiungimento di questa opportuna sinergia
tra clinica e laboratorio. Effettuare la ricerca pre-trattamento dei polimorfismi che hanno già
mostrato elevato valore predittivo potrebbe essere il punto d’inizio di un nuovo approccio verso la
medicina personalizzata nel caso dei AVK. Già 6 anni fa (2007) la Federal Food and Drug
Administration (FDA) americana obbligò la Bristol Myers Squibb ad inserire nel foglio illustrativo
del warfarin la seguente indicazione “The lower initiation doses should be considered for patients
with certain genetic variations in CYP2C9 and VKORC1 enzymes”, sottolineando così l’utilità della
genotipizzazione dei pazienti in terapia con warfarin204,205.
Per avere un chiaro quadro del rapporto costo/efficacia delle analisi genetiche pre-trattamento
inoltre bisogna tenere presente alcune caratteristiche delle analisi stesse, come la prevalenza dei
polimorfismi ricercati, l’accuratezza delle analisi, la tempestività dei risultati e i costi associati alle
analisi genetiche stesse206-209, che pongono non pochi punti di domanda. I tempi di attesa dei
risultati dei test genetici, calcolabile in media in un paio di giorni, fanno emergere la necessità di
programmare il test per tempo, onde evitare ritardi nell’inizio della terapia, anche se sono in via di
sviluppo test in grado di fornire informazioni genetiche nel giro di 2 ore210. Ma anche senza
l’ausilio di test così veloci, il contributo del risultato dei test genetici ha la potenzialità di essere
e24
importante, dato che comunque riuscirebbe a fornire informazioni nella prima settimana di terapia,
che è la fase più delicata della TAO. Le ricerche sui risultati clinici dei tentativi di adottare
algoritmi farmacogenetici nella TAO saranno oggetto di una nostra rassegna separata.
Ringraziamenti
Un sentito ringraziamento alla dott.ssa Marika Massaro per la disponibilità e il supporto dati nella
stesura di questo manoscritto.
e25
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e41
ACENOCUMAROLO
FLUINDIONE
WARFARIN
FENPROCUMONE
FENINDIONE
Fig. 1
Figura 1: La struttura chimica dei principali farmaci anti-vitamina K (AVK). Notare che fenindione e
fluindione sono derivati dell’indane-1,3-dione, e non sono pertanto derivati “cumarinici” o “cumarolici”.
e42
WARFARIN
ORM1-2
APOE
VK1
ABCB1
NR1I2
NR1I3
WARFARIN
VK1
VKORC1
CALU
EPHX1
NQO1
VKO
R-WARFARIN
VKOH
CYP4F2
VKH2
NR1I2
GGCX
F2
F9
F10
F7
PROC
PROS1
PROZ
GAS6
ATTIVATI
SERPINC1
INATTIVATI
NR1I3
F2
F9
F10
F7
PROC
PROS1
PROZ
GAS6
F5
CYP1A1
CYP1A2
CYP3A4
CYP3A5
CYP2C8
CYP2C9
CYP2C18
CYP2C19
S-WARFARIN
NR1I2
CYP2C8
CYP2C9
CYP2C18
CYP2C19
S-OH-WARFARIN
R-OH-WARFARIN
Fig. 2
Figura 2: Una panoramica dei geni coinvolti nel meccanismo d’azione del warfarin. La Vitamina K1
(VK1) entra nella cellula mediante l’apolipoproteina E (APOE) e viene ridotta dall’enzima NAD(P)H
deidrogenasi chinone 1 (NQO1) in Vitamina K1 diidrochinone (VKH2). La VKH2 è indispensabile per la
carbossilazione, operata dalla gamma-glutammil carbossilasi (GGCX), dei fattori di coagulazione II, VII, IX
e X, che innescano la cascata della coagulazione e delle proteine codificate dai geni PROC, PROS1, PROZ,
GAS6. La VKH2 è idrossilata dall’enzima CYP4F2 ed eliminata dalla cellula. La GGCX sembra essere
inibita dalla calumelina (CALU) secondo alcune fonti 134, mentre secondo altre CALU legherebbe
direttamente la Vitamina K epossido reduttasi (VKOR) C130, 134, 135. I fattori di coagulazione II, IX e X
(codificati dai geni F2, F9, F10) possono essere inibiti dall’antitrombina III, codificata dal gene SERPINC1.
Dopo aver partecipato alla carbossilazione, la vitamina K si trova sotto forma di vitamina K 2,3 epossido
(VKO) e viene ridotta nuovamente a VK1 dall’enzima VKOR, cui è legata l’epossido idrolasi1 (EPHX1), e a
VKH2. Su questi ultimi due passaggi di ossido-riduzione la letteratura riporta dati discordanti: per alcuni le
due riduzioni sono operate dallo stesso enzima VKORC1, per altri questo enzima è responsabile solo della
prima riduzione, mente la seconda è operata dall’enzima NAD(P)H deidrogenasi chinone 1, codificato da
NQO1. Il warfarin, portato nella cellula dalla glicoproteina acida 1-2 (ORM 1-2), esplica la sua azione
anticoagulante bloccando l’enzima VKOR e in maniera minore l’enzima NAD(P)H deidrogenasi chinone 1.
Una quota di warfarin può essere estromesso dalla cellula mediante la glicoproteina P (P-gp), regolata dal
recettore X del pregnano (NR1I2) e dal recettore per l’androstano (NR1I3), responsabili anche della
regolazione di alcuni enzimi del complesso P450. Un’altra quota di warfarin è inattivata tramite
ossidrilazione da parte di alcune proteine del complesso P450. Nei riquadri gialli sono raffigurati i geni
coinvolti nel meccanismo della coagulazione e nei riquadri in grassetto quelli le cui varianti sono state
associate a variabilità nella risposta al trattamento con warfarin.
e43
R-OH-Warfarin INATTIVO
S-OH-Warfarin INATTIVO
CYP1A2
CYP3A4
(CYP3A5)
(CYP1A1)
(CYP2C8)
(CYP2C18)
(CYP2C19)
CYP2C9
(CYP2C8)
(CYP2C18)
(CYP2C19)
R-S Warfarin
INIBIZIONE CICLO della VITAMINA K
Fig. 3
Figura 3: Metabolizzazione del warfarin da parte del complesso CYP450. L’R-warfarin, l’enantiomero
meno attivo del warfarin, viene indrossilato ad R-OH warfarin principalmente dagli enzimi CYP1A2 e
CYP3A4, e in maniera minore dagli enzimi CYP3A5, CYP1A1, CYP2C8, CYP2C18, CYP2C19, CYP4F2
(in parentesi). L’S-warfarin, l’enantiomero più attivo, viene idrossilato ad S-OH warfarin principalmente
dall’enzima CYP2C9, e in maniera minore dagli enzimi CYP2C8, CYP2C18, CYP2C19 (in parentesi). Sia
l’R-warfarin, che l’S-warfarin agiscono da inibitori del ciclo della vitamina K.
e44
Tabella 1: Principali geni e relative proteine, coinvolti nel metabolismo del warfarin44.
GENE
PROTEINA
RUOLO
ABCB1/MDR
Glicoproteina-P
Pompa di efflusso degli xenobiotici
APOE
Apolipoproteina E
CALU
Calumenina
CYP1A1
Citocromo P450 1A1
Enzima extraepatico che metabolizza l’R-warfarin
CYP1A2
Citocromo P450 1A2
Enzima epatico che metabolizza l’R-warfarin
CYP2C18
Citocromo P450 2C18
CYP2C19
Citocromo P450 2C19
Enzima epatico che metabolizza R- e S-warfarin
CYP2C8
Citocromo P450 2C8
Enzima epatico che metabolizza R- e S-warfarin
CYP2C9
Citocromo P450 2C9
Enzima epatico che metabolizza l’S-warfarin
CYP3A4
Citocromo P450 3A4
Enzima epatico che metabolizza R-warfarin
CYP4F2
Citocromo P450 4F2
Ossidasi della Vitamina K1
CYP3A5
Citocromo P450 3A5
EPHX1
Epossido idrolasi 1
Enzima che potrebbe essere associato a VKORC1
F2
Fattore di coagulazione II
Subisce un taglio proteolitico per formare trombina
F7
Fattore di coagulazione VII
F5
Fattore di coagulazione V
F9
Fattore di coagulazione IX
Proteina plasmatica coinvolta nel trasporto del
colesterolo
Proteina legante il calcio localizzata nel reticolo
endoplasmatico
Enzima trovato in fegato e milaza che metabolizza R- e
S-warfarin
Enzima epatico ed extraepatico che metabolizza Rwarfarin
Prozimogeno attivato dai fattori IXa, Xa,XIIa, o dalla
trombina. Essenziale per l’emostasi.
Cofattore importante per l’attività del fattore Xa che
attiva la protrombina in trombina
Attiva il fattore X in presenza di ioni Ca(2+),
fopsfolipidi e fattore VIIIa
e45
F10
Fattore di coagulazione X
GAS6
Proteina 6 specifica per l’arresto
Converte la protrombina in trombina in prensenza del
fattore Va, calcio e fosfolipidi
Ruolo probabile nella stimolazione della proliferazione
cellulare e nella trombosi
Catalizza le modificazioni post trascrizionali delle
GGCX
Gamma-glutammil carbossilasi
proteine vitaminaK dipendenti e media la formazione
della vitamina K epossido
MDR1
NQO1
NR1I2
NR1I3
Glicoproteina/P-gp
Vedere ABCB1
NAD(P)H deidrogenasi chinone Riduce la vitamina K introdotta con la dieta e prende
1
Recettore per il pregnano (PXR)
parte alla sintesi della protrombina
Fattore di regolazione del gene CYP3A4 e del gene
MDR1
Recettore per l’androstano
Si lega al DNA e promuove la trascrizione di geni
(CAR)
coinvolti nel metabolismo dei farmaci
Glicoproteina plasmatica trasportatrice del warfarin nel
ORM1
Alfa-1-glicoproteina acida 1
ORM2
Alfa-1-glicoproteina acida 2
PROC
Proteina C
PROS1
Proteina S
PROZ
Proteina Z
SERPINC1
Antitrombina III
VKORC1
Vitamina K epossido reduttasi 1 Riduce la vitamina K 2,3-epossido a Vitamina K
sangue
Glicoproteina plasmatica trasportatrice del warfarin nel
sangue
Serin proteasi vitamina K dipendente che regola la
coagulazione del sangue
Cofattore della proteina C
Lega la trombina promuovendone l’associazione con le
vescicole fosfolipidiche
Inibisce i fattori II, IX, X Vitamina K dipendenti
e46
Tabella 2: Nomenclatura della Human Genome Variation Society (HGVS) delle varianti geniche
coinvolte nella risposta alla terapia con warfarin.
Cambio nucleotidico
Reference
(nomenclatura HGVS)
Sequence ID
/
NC_000010.10:g.96405502G>A
rs12777823
/
NC_000019.9:g.15959200G>A
rs2189784
ABCB1/MDR
3435C>T C3435T
rs1045642
ABCB1*6
Ile1145Ile
APOE
NC_000019.9:g.45411941T>C
rs429358
epsilon4
Cys130Arg
NC_000019.9:g.45412079C>T
rs7412
epsilon2
Arg176Cys
CALU
NC_000007.13:g.128399224A>G
rs339097
/
Intronico
CYP1A2
-3860G>A
rs2069514
CYP1A2*1C
ND
-163C>A
rs762551
CYP1A2*1F
Intronico
CYP2C18
14849A>G
rs2901783
/
Intronico
CYP2C19
NC_000010.10:g.96580202C>G
rs4417205
NC_000010.10:g.96541616G>A
rs17879456
CYP2C19*2A
Pro227=
NC_000010.10:g.96521045C>G
rs3814637
/
5’ Flanking
430C>T
rs1799853
CYP2C9*2A
R144C
c.1075A>C
rs1057910
CYP2C9*3
I359L
NC_000010.10:g.96709039delA
rs9332131
CYP2C9*6
rs7900194
CYP2C9*8
NC_000010.10:g.96741058C>G
rs28371686
CYP2C9*5
Asp360Glu
NC_000010.10:g.96740981C>T
rs28371685
CYP2C9*11
Arg335Trp
IVS3-65G>C
rs9332127
/
Intronico
NC_000010.10:g.96707676T>G
rs72558191
/
Leu208Val
NC_000010.10:g.96748777C>T
rs9332239
CYP2C9*12
Pro489Ser
20230G>A
rs2242480
CYP3A4*1G
Intronico
GENE
CYP2C9
NC_000010.10:g.96702066G>A
NC_000010.10:g.96702066G>T
CYP3A4
Aplotipo
/
in LD con
CYP4F2*3
CYP2C19*2C
CYP2C19*2D
Cambio
aminoacidico
/
/
Intronico
273Frame
shift
Arg150His
Arg150Leu
e47
CYP4F2
1347 G/A
rs2108622
CYP4F2*3
V433M
CYP3A5
NC_000007.13:g.99249999G>A
rs6976017
/
Intronico
A6986G
rs776746
CYP3A5*3A
NC_000001.10:g.226019653G>A
rs2292566
/
Lys119Lys
NC_000001.10:g.225995211G>A
rs4653436
/
ND
NC_000001.10:g.226019633T>C
rs1051740
/
Tyr113His
F2
NC_000011.9:g.46745003C>T
rs5896
/
Thr165Met
F7
-401T
rs510335
/
5’ Flanking
-402A
rs510317
/
5’ Flanking
NC_000001.10:g.169511878T>G
rs6018
/
Asn817Thr
rs6025
/
NC_000023.10:g.138614671T>C
rs401597
/
5’ Flanking
NC_000023.10:g.138622254T>C
rs392959
/
5’ Flanking
F10
NC_000013.10:g.113801737C>T
rs5960
/
Thr264Thr
GGCX
NC_000002.11:g.85777633C>G
rs11676382 C>G
/
Intronico
8016G>A
rs699664
/
Arg325Gln
(CAA)n
rs10654848
/
/
NC_000002.11:g.85787341C>T
rs12714145 G>A
/
Intronico
ORM1
NC_000009.11:g.117092297G>C
rs17650
/
Arg38Gln
PROC
NC_000002.11:g.128175875G>A
rs1799809A>G
/
5’ Flanking
NC_000002.11:g.128174843T>C
rs2069901T>C
/
5’ Flanking
NC_000002.11:g.128179553G>A
rs2069919G>A
/
Intronico
NC_000002.11:g.128177974T>C
rs2069910C>T
/
Intronico
c.-1639G>A G3673A
rs9923231
VKORC1*2
Promotore
1173C>T
rs9934438
VKORC1*2
Intronico
3730 G>A
rs7294
VKORC1*3
3 UTR
NC_000016.9:g.31103796A>G
rs2359612
VKORC1*2
Intronico
EPHX1
F5
NC_000001.10:g.169519049T>C
NC_000001.10:g.169519049T>T
F9
VKORC1
Difetto di
splicyng
Arg534=
Arg534Gln
e48
134T>C
rs104894540
/
Val45Ala
172A>G
rs104894541
/
Arg58Gly
121G>T
/
/
Ala41Ser
3487T>G
/
/
Leu128Arg
1331G>A
/
/
Val66Met
31045966C>A
rs104894539
/
Val29Leu
LD= likage disequilibrium, ND= non disponibile, NC= non codificante, Aplotipo= combinazione di varianti
alleliche su uno stesso cromosoma, 5’ Flanking= regione adiacente all’eltremità 5’ del gene, 3’ UTR=regione
non tradotta all’estremità 3’ del gene.
e49
Tabella 3: Contributo delle varianti geniche alla variabilità di risposta al warfarin.
Geni coinvolti nella biotrasformazione della vitamina K
GENE
VARIANTE
1173C>T
3730G>A
EFFETTO
REF.
Associato a una riduzione della dose di
warfarin
39
Associato a dosi maggiori di warfarin e ha
un’influenza sulla dose stabile di warfarin
39, 43, 44
In omozigosi (genotipo AA) rende i pazienti
VKORC1
c.-1639G>A
sensibili al farmaco, in eterozigosi (genotipo
AG o GG) rende i pazienti resistenti alla
terapia
46
Aplotipo A/A: elevatissima sensibilità
aplotipo A
all’anticoagulante, con rapido
raggiungimento dell’INR e maggior rischio
di emorragia
EPHX1
GGCX
rs2292566
CALU
Associazione con la dose di mantenimento
di warfarin
Ripetizione (CAA)n
Possibile minore sensibilità al warfarin
rs11676382 C>G
Diminuzione della dose di warfarin
8016G>A
rs339097
49
119
85
120, 121
,
Associato alla variabilità nella dose di
warfarin
48
Associazione con una dose maggiore di
warfarin
122
Geni coinvolti nella biotrasformazione del warfarin
GENE
VARIANTE
EFFETTO
rs1799853
Modifica dell’efficacia della disattivazione
rs1057910
dell’S-warfarin
REF.
57-59
IVS3-65G>C,
CYP2C9
Leu208Val,
Varianti associate a una dose ridotta di
CYP2C9*5, *6,*11
warfarin
e *8
CYP3A4
72-75
CYP2C9*12
Dose minore di warfarin
76
CYP3A4*1G
Aumento del 32% della clearance dell’R-
123
e50
warfarin
CYP3A5
rs6976017
Associazione con sensibilità al trattamento
31
CYP1A2*1C (CYP1A2
3860G>A) e
Possibile correlazione tra essi e il diverso
CYP1A2*1F (-
metabolismo dell’R-warfarin nei fumatori
124, 125
163C>A)
CYP2C18
rs2901783
CYP2C19
rs3814637
CYP4F2
Sensibilità al warfarin e sul tempo per
raggiungere l’INR
31
Associato a un elevato INR durante la prima
settimana di terapia
31
V433M
Ridotta capacità di metabolizzare VK1
126
rs2108622
Associazione con la dose di warfarin
127-129
Geni relativi a trasporto del warfarin e della vitamina K
GENE
VARIANTE
ORM1
rs17650
ORM1/2
rs3762055
EFFETTO
REF.
Dose minore per raggiungere lo stesso
effetto terapeutico dei non portatori
130
Debole associazione con la dose di warfarin
30
Geni relativi alla cascata della coagulazione
GENE
VARIANTE
EFFETTO
REF.
F7
-402G>A
Sensibilità al warfarin
85
F9
F5
Aplotipo rs401597rs392959
rs6018
rs2069901T>C,
PROC
rs2069910C>T
rs2069919G>A
rs1799809GG
Associazione nominale con dose di warfarin
Associazione con eventi emorragici
30
31
Singificativamente associati a dose di
warfarin
Riduzione della dose di warfarin
30
131-133
e51
Tabella 4: Variazioni del dosaggio di warfarin in base al genotipo CYP2C9106.
Genotipo CYP2C9
CYP *1/*1 (normale)
CYP *1/*2
CYP *1/*3
CYP *2/*2
CYP *2/*3
Dosaggio (% rispetto al genotipo normale)
100
81
70
62
51
