CYP2C9

Il CYP2C9, uno dei membri della famiglia dei citocromi P-450, è responsabile del metabolismo di circa il 16% dei farmaci attualmente in commercio. E’ importante per il metabolismo di molti farmaci con un range terapeutico ristretto, come ad esempio la fenitoina (antiepilettico) o gli anticoagulanti Warfarina e Sintrom, nonche’ bloccanti angiotensina II, antinfiammatori non steroidei, alcuni antidepressivi a molti altri farmaci.

Esistono diverse varianti alleliche del CYP2C9, le più comuni sono la CYP2C9*2 (R144C) e la CYP2C9*3 (I359L), con una frequenza allelica nella popolazione caucasica rispettivamente del 8-18% e del 4-10%. Diversi studi condotti su pazienti in terapia con Warfarina hanno mostrato che soggetti che presentano gli alleli CYP2C9*2 e CYP2C9*3 metabolizzano i farmaci più lentamente (low-metabolizers) e necessitano quindi di un dosaggio inferiore del farmaco. Questi alleli sono stati fortemente associati con un’aumentata sensibilità alla warfarina e rischio di emorragie durante il trattamento anticoagulante.

Epidemiologia

Mutazioni nel gene per il CYP2C9, che danno origine ad un metabolismo farmacologico alterato, sono state trovate in oltre il 40% dei caucasici, di cui circa il 4% della popolazione è PM ed il 38% e’ EM. Circa il 60%, invece, presenta un metabolismo normale (EM).

Polimorfismi investigati:

Con il presente test vengono genotipizzati 12 alleli del gene CYP2C9, comprendendo oltre il 98% delle varianti alleliche conosciute per questo gene.

CYP2C9 allele nomenclature database  http://www.imm.ki.se/CYPalleles/cyp2C9.htm

L’allele *1 del gene CYP2C9 determina un’attività enzimatica normale; soggetti omozigoti per quessto allele sono metabolizzatori estesi (EM). Esistono diverse varianti alleliche del CYP2C9, le più comuni sono CYP2C9*2 (R144C) e CYP2C9*3 (I359L), con una frequenza allelica nella popolazione caucasica rispettivamente del 8-18% e del 4-10%. Negli asiatici e negli afro-americani, la frequenza di questi alleli e’ invece molto ridotta (0.5 ”“ 4%). L’allele CYP2C9*4 e’ stato identificato esclusivamente nella popolazione giapponese, mentre il CYP2C9*5 e il CYP2C9*6 sono stati riscontrati in circa il 2% degli afro-americani. Uno stato di omozigosita’ per gli alleli CYP2C9*2 e CYP2C9*3 e’ relativamente rara (circa 1-2%) negli europei.

Gli alleli *2,*3, *4, *5, *6, *11, *14, *18, contribuiscono a determinare un’attivita’ enzimatica ridotta o assente (metabolizzatori lenti ”“ PM).

Esistono correlazioni genotipo-fenotipo per una una migliore gestione del paziente:

• soggetti con genotipo CYP2C9*1/*1 (frequenza del 70% nella popolazione Caucasica) sono considerati metabolizzatori normali.
• individui CYP2C9*1/ *2 (frequenza del 16% nella popolazione Caucasica) e *1/*3 (frequenza del 10% nella popolazione Caucasica) sono considerati metabolizzatori lenti.
• esiste infine una classe di metabolizzatori molto scarsi raggruppante i soggetti a genotipo *2/*2 (frequenza dell’1%), *2/*3 (frequenza dell’1%), *3/*3 (frequenza dello 0.3%).

I polimorfismi che determinano gli alleli CYP2C9 *2, CYP2C9 *3, CYP2C9 *4, CYP2C9 *5 e CYP2C9 *6 si riscontrano in oltre il 98% dei PM.

Interpretazione dei risultati

La genotipizzazione dei sopra elencati alleli permette la discriminazione di 3 categorie di pazienti:

• metabolizzatori lenti (Poor Metabolizer - PMs): sono pazienti che presentano una mutazione in entrambi gli alleli del gene, cioe’ presentano due alleli non funzionali del gene CYP2C9 (es. *2 - *3 oppure *2 - *2). I PM sono persone con deficienze nel metabolismo che quindi hanno una capacità d’attivazione dei farmaci estremamente ridotta o assente, o presentano una ridotta capacità metabolica per numerosi composti. I PM tenderanno ad accumulare o ad eliminare più lentamente i substrati o i farmaci che sono maggiormente metabolizzati dal CYP2C9, avranno quindi una maggiore concentrazione a livello ematico del farmaco e generalmente un maggior effetto, a parità di dosaggio, rispetto ad individui che possiedono le forme funzionali dell’enzima. I metabolizzatori lenti sono più frequentemente esposti ad effetti indesiderati (ADR) se trattati con dosi standard di questi composti.
• metabolizzatori intermedi (Intermediate Metabolizer - IM) sono pazienti portatori in eterozigosi di una mutazione, cioe’ presentano un allele normale del gene CYP2C9 ed uno non funzionale (es. *1 - *2) e possono richiedere, per conseguire un’azione terapeutica ottimale, un dosaggio farmacologico inferiore alla norma.
• metabolizzatori estesi (Extensive Metabolizer - EMs): sono persone dotate di un normale metabolismo farmacologico. Di solito presentano due alleli del gene funzionali (es. *1 - *1) o un’allele funzionale ed uno parzialmente attivo (es. *1 - *9). Di solito gli EM possono assumere i farmaci che sono substrati dell’enzima CYP2C9 ad un dosaggio standard.

NOTE: Il presente test genetico non ricerca mutazioni diverse da quelle elencate nella tabella di cui sopra e, sebbene permetta di diagnosticare oltre il 98% dei PM, non consente di evidenziare tutte le mutazioni che dimunuiscono l’attivita del gene CYP2C9 o che lo rendono inattivo. Per cui, un’assenza di una mutazione o polimorfismo non garantisce che il paziente presenti un fenotipo PM o IM.

Raccomandazioni sul dosaggio

Nel contesto del trattamento, le  mutazione del gene CYP2C9 possono influenzare la corretta determinazione della dose terapeutica iniziale di molti farmaci. Per i farmaci con un ristretto profilo terapeutico e con curva dose-risposta ripida, questo deficit può dare luogo sia ad un’overdosaggio che ad un’incapacità di mantenere l'efficacia terapeutica.

Per i pazienti a cui e’ stato evidenziato un profilo metabolico alterato (PM, IM), quindi, si raccomada un attento monitoraggio dell’effetto terapeutico dei farmaci somministrati. Si rammenta che i pazienti che presentano deficienze nel metabolismo, possiedono una capacità d’attivazione dei farmaci estremamente ridotta o assente, ed hanno una ridotta capacità metabolica per numerosi composti. Questi pazienti tenderanno ad accumulare o ad eliminare più lentamente i substrati o i farmaci e avranno quindi una maggiore concentrazione a livello ematico del farmaco e generalmente un maggior effetto, a parità di dosaggio, rispetto a soggetti che possiedono le forme funzionali dell’enzima. Essi sono inoltre più frequentemente esposti ad effetti indesiderati se trattati con dosi standard di questi composti. Tali pazienti, quindi, per conseguire un’azione terapeutica ottimale, possono richiedere un dosaggio farmacologico inferiore alla norma.

Un fattore che complica la correlazione genotipo fenotipo e’ il fatto che molti farmaci possono ridurre o aumentare l’attivita’ catalitica del CYP2C9. Di conseguenza, un paziente puo’richiedere una maggiore riduzione del dosaggio del farmaco rispetto a quella prevista, basata sul genotipo del paziente. Quindi e’ molto importante interpretare i risultati del test nel contesto della somministrazione contemporanea di altri farmaci.

Inoltre l’attivita’ del CYP2C9 dipende dallo stato funzionale epatico e renale. Tale attivita’ non sembra essere influenzata direttamente dall’eta’; tuttavia essa puo’ apparire alterata a causa di una variazione del flusso sanguigno epatico  o una ridotta eliminazione renale dei metaboliti dovuta all’eta’.

• metabolizzatori lenti (Poor Metabolizer - PMs): Ridurre il dosaggio di circa 20-60 % rispetto alla dose standard. Si raccomanda il monitoraggio dell’attivita’ terapeutica del farmaco per i pazienti PM per confermare che le concentrazioni del farmaco somministrato stiano ricomprese nell’intervallo terapeutico.
• metabolizzatori intermedi (Intermediate Metabolizer - IM): Somministrare i farmaci ad un dosaggio inferiore ed evitare terapie farmacologiche multiple che inibiscono o attivano attraverso lo stesso  pathway.

 Per ulteriori dettagli si rimanda alla seguente pubblicazione: Julia Kirchheiner, et al: The CYP2C9 polymorphism: from enzyme kinetics to clinical dose recommendations Personalized Med 2004 1(1) 63-84.

CYP2C9 e Terapia anticoagulante con acenocumarolo

L’acenocumarolo (Sintrom) è il derivato della Cumarina più usato in Europa come anticoagulante orale. Recentemente l’allele CYP2C9*3 è stato riscontrato con una prevalenza maggiore nei pazienti che necessitano di una dose bassa di Sintrom, una frequenza maggiore di sovra-anticoagulazione all’inizio della terapia ed una risposta instabile al trattamento. L’utlità di eseguire una genotipizzazione del CYP2C9 prima di iniziare una terapia con Sintrom è supportata da due recenti “case reports” dove la somministrazione di 4 mg/giorno ha portato ad una sovra-anticoagulazione con un INR maggiore di 9 al primo controllo. La genotipizzazione ha rilevato la presenza, per entrambi i pazienti, di una omozigosità per l’allele CYP2C9*3.

Trattamento

Dose ottimale di acenocumarolo in funzione del genotipo CYP2C9  

CYP2C9 e Terapia anticoagulante con warfarina

La terapia con warfarina rappresenta il trattamento anticoagulante più impiegato nella pratica medico-chirurgica di molte malattie croniche. Tuttavia, di frequente insorgono complicazioni emorragiche, a causa della complessa relazione dose-risposta e stretta finestra terapeutica della warfarina, associate con frequenti variazioni interindividuale di risposta ad una data dose di warfarina. in determinati soggetti, l'attività anticoagulante dopo la somministrazione di dosi terapeutiche abituali di warfarin è marcatamente ridotta; per ottenere l'effetto desiderato può essere necessaria una dose fino a 20 volte superiore rispetto al consueto.

L’enzima coinvolto nel metabolismo della warfarina è il CYP2C9. Sono state identificate mutazioni puntiformi nel gene codificante per il CYP2C9 che risultano principalmente in due varianti alleliche: CYP2C9*2, in cui in posizione 144 un residuo di arginina viene sostituito da una cisteina, e CYP2C9*3 in cui in posizione 359 un residuo di leucina viene sostituito da una isoleucina. Tali varianti sono associate ad un’alterata idrossilazione della warfarina. I soggetti portatori delle varianti CYP2C9*2 e CYP2C9*3 richiedono un dosaggio di warfarina più basso per ottenere lo stesso effetto anticoagulante dei soggetti a genotipo normale e sono più probabilmente esposti ad un’eccessiva risposta anticoagulante e a complicazioni emorragiche.

Data l’elevata frequenza dei polimorfismi del CYP2C9 associati a scarso metabolismo della warfarina, l’analisi del genotipo CYP2C9 trova un ruolo fondamentale nella messa a punto del trattamento farmacologico con la warfarina.

Riduzione del dosaggio di Warfarina dosage in base al genotipo CYP2C9

Thrombosis & Haemostasis 91,87 2004

CYP2C9 e Terapia antiepilettica con fenitoina

Gli effetti del genotipo CYP2C9 sulle proprietà farmacocinetiche della fenitoina sono stati studiati nel trattamento con tale farmaco contro l’epilessia. La presenza del genotipo CYP2C9 *3 costituisce una condizione di scarsa capacità di metabolizzare la fenitoina.

Analogalmente a quanto illustrato per la terapia anticoagulante con la warfarina, grazie alla genotipizzazione CYP2C9, il principale enzima coinvolto nel metabolismo della fenitoina, è possibile effettuare un aggiustamento della dose soprattutto nelle fasi iniziali di trattamento al fine di abbassare il rischio di intossicazione dipendente dal dosaggio nei soggetti con genotipo associato a scarsa capacità di metabolizzare la fenitoina.

Farmaci metabolizzati attraverso l’attività del gene CYP2C9

Questa lista non include tutti i farmaci in commercio ed ha soli fini esemplificativi.

Substrati del citocromo P-450 2C9

Substrates refers to drugs that are either activated or deactivated by the pathway.

Inibitori del citocromo P-450 2C9

Inhibitors refers to drugs that reduce the ability of the pathway to process drugs. Co- admin istration will decrease the rate of metabolism of drugs through the metabolic pathway listed, increasing the possibility of toxicity.

Induttori del citocromo P-450 2C9

Inducers refers to drugs that increase the activity of a pathway. Co- admin istration increases the rate of excretion for drugs metabolized through the pathway indicated, reducing the drug's effectiveness.