Predicción de la sensibilidad a la warfarina con base en polimorfismos de los genes VKORC1 y CYP2C9 en pacientes colombianos

Prediction of sensitivity to warfarin based on VKORC1 and CYP2C9 polymorphisms in patients from different places in Colombia

La warfarina es el anticoagulante más extensamente empleado para la prevención de episodios de tromboembolia (1,2). Actúa disminuyendo la activación de los factores de coagulación dependientes de la vitamina K al inhibir su enzima epóxido reductasa (3). Se caracteriza por una amplia variación en la respuesta individual y por tener un índice terapéutico estrecho que implica un riesgo significativo de tromboembolia, si las dosis son inferiores a la adecuada, o de sangrado, en caso de sobredosis (4). En consecuencia, la dosis que puede generar efectos adversos como los mencionados es cercana a la dosis terapéutica efectiva, la cual se establece al obtener una razón normalizada internacional (International Normalized Ratio, INR) entre dos y tres (2).

El proceso de degradación de los factores de coagulación activados con la warfarina toma de cinco a siete días, por lo que cuando se requiere un efecto anticoagulante rápido se administra también heparina durante cuatro o más días (5). En contraste, el control del alto riesgo de hemorragia debido a la anticoagulación excesiva constituye un reto, y se ha reportado sangrado abundante en, aproximadamente, 12 % de los pacientes tratados con warfarina (6) y una frecuencia de sangrado con consecuencias fatales en 10 % de ellos (7). Los efectos de la hemorragia cerebral asociada con el uso de anticoagulantes son devastadores, pues ocasionan la muerte en la mitad de los pacientes y discapacidad permanente en la mayoría de los que sobreviven (8)

Dado que al administrar el tratamiento con una dosis fija de warfarina es difícil predecir el nivel de anticoagulación, se ha buscado optimizar su manejo (9), para lo cual se han propuesto algoritmos basados en parámetros clínicos como la edad, el peso y la talla, pero estos son inexactos y explican únicamente de 12 a 22 % de la variación de la dosis (10). Por este motivo, se ha recurrido a la evaluación de factores genéticos, principalmente en los genes que codifican la isoforma 2C9 del citocromo P450 en el gen CYP2C9 y la epóxido reductasa de la vitamina K en el gen VKORC1, los cuales afectan las propiedades farmacocinéticas y farmacodinámicas de la warfarina (11).

El gen CYP2C9 tiene más de 30 variantes alélicas. Los individuos homocigóticos para el alelo de referencia (CYP2C9*1) tienen un “metabolismo normal” de la S-warfarina, la forma más potente de este medicamento. Los dos alelos más frecuentes, el *2 (polimorfismo rs1799853) y el *3 (rs1057910), tienen una actividad enzimática reducida para la excreción del medicamento, lo que conlleva una disminución de alrededor del 30 y 80 %, respectivamente (2). Por otra parte, la enzima codificada por el VKORC1 cataliza la reducción del epóxido de la vitamina K a vitamina K, paso necesario para activar los factores de coagulación. Su polimorfismo -1639G>A (rs9923231) se asocia con la sensibilidad a la warfarina y la disminución de la cantidad requerida (2). Se ha observado una asociación preferencial con la cromatina activa del alelo G en la posición -1639 del VKORC1, mientras que el alelo menor A en esta misma posición genera un sitio de unión E-box de tipo supresor, lo que resulta en una menor síntesis de ARN (12).

En este contexto, la US Food and Drug Administration (FDA) aprobó la inclusión en el inserto del medicamento de un cuadro de dosificación que recomienda tener en cuenta los polimorfismos -1639G>A en el gen VKORC1 y *2 y *3 en el genCYP2C9, para fijar la dosis inicial (13). También, sehan propuesto algoritmos farmacogenéticos quetienen en cuenta tanto los polimorfismos genéticoscomo las variables clínicas para predecir la dosis,los cuales parecen tener una mayor exactitud quelas tablas (14). Estos algoritmos explican alrededorde 50 % de la variación de la dosis (10,14), conmayor beneficio en los extremos de la dosificación,es decir, los pacientes sensibles, que requieren dosisde 21 mg por semana o menos, y los resistentes,que requieren 49 mg por semana o más (15).

Sin embargo, algoritmos como el del International Warfarin Pharmaceutical Consensus, IWPC, no siempre predicen con exactitud, a pesar de haberse formulado con base en información de diversas poblaciones de Asia, Europa, Norteamérica y Brasil en Latinoamérica (15). Un ejemplo de ello fue la menor exactitud de predicción del algoritmo del IWPC en una muestra de pacientes egipcios (16). Incluso en grupos étnicos como los han de China, ha sido necesario incluir otras variables predictoras como el gen CYP4F2 (17). La situa- ción se complica en poblaciones muy mezcladas, como la latinoamericana, en la cual la contribución relativa de africanos, amerindios y europeos varía de acuerdo con circunstancias históricas (18). No parece haber, entonces, una única fórmula idónea, por lo que deben considerarse los factores locales a la hora de escoger el algoritmo farmacogenético más apropiado (19). En dos estudios en Colombia, por ejemplo, se han reportado algoritmos que explican un porcentaje diferente de la variación de la dosis: 38,2 % (20) y 47,4 % (21), y cuyo rendimiento predictivo no se evaluó en una muestra diferente de aquella en la que fueron generados.

Dada la creciente necesidad de mejorar la detección de pacientes que requieren dosis bajas de warfarina antes de iniciar su administración, y de minimizar la incidencia de efectos adversos serios como las hemorragias (22) y sus graves consecuencias individuales y socioeconómicas, y considerando, además, la falta de un análisis predictivo y de las diferencias en los porcentajes de variación de la dosis, el propósito del presente estudio fue determinar la exactitud de la predicción de la sensibilidad a la warfarina en pacientes colombianos que asistían a la consulta externa del Hospital Militar Central, el cual es un centro de referencia nacional que atiende pacientes nacidos en diferentes lugares del país.

La mayoría de los pacientes eran oriundos de los departamentos de la región Andina de Colombia (cuadro 1). Su edad oscilaba entre los 28 y los 88 años, y 75 % era mayor de 58 años. El índice de masa corporal (IMC) fue indicativo de sobrepeso y 40 % de los pacientes correspondían a mujeres. El porcentaje de warfarina de origen genérico era similar al del medicamento de marca original, y la dosis era de alrededor de 25 mg por semana. El motivo más frecuente para la medicación fue la prótesis valvular cardiaca, seguida de trombosis venosa y fibrilación auricular. Además, los pacientes presentaron un alto porcentaje de enfermedades cardiovasculares y endocrino-metabólicas concomitantes (cuadro 2). Se observó más de una indicación de warfarina como en el caso de pacientes con trombosis venosa profunda y tromboembolia pulmonar; en algunos se presentó más de una enfermedad concomitante.

Algunas variables demográficas y clínicas mostra- ron una asociación estadísticamente significativa con la dosis semanal de warfarina. Se observó la necesidad de una mayor dosis de warfarina cuanto mayor fuera la talla (b=0,307; R2=0,047; p<0,01) y el peso (b=0,156; R2=0,025; p=0,04). Por el contrario, a mayor edad se requirió una menor dosis de warfarina (b=-0,29; R2=0,099; p<0,01). También, se observó que se requería una menor dosis en pacientes medicados debido a fibrilación auricular (dosis promedio de 22,2 Vs. 29,59 mg/ semana; p=0,01).

No hubo una asociación estadísticamente significativa entre la dosis de warfarina y los medicamentos administrados simultáneamente (cuadro 3). De estos, los más frecuentemente administrados fueronlas estatinas, cuya acción altera la concentración defármacos como la warfarina (27). La mayoría de lospacientes tomaban atorvastatina (no se presentanlos datos), con la cual no se ha documentado eltípico efecto potenciador de otras estatinas comola rosuvastatina, la lovastatina y la fluvastatina(28,29). Por otra parte, se observó que se requeríauna menor dosis de warfarina con la administraciónsimultánea de amiodarona, medicamentoinhibidor de su destrucción, pero dicha asociaciónno alcanzó la significancia estadística (promediosemanal de 25,2 mg Vs. 28,3 mg; p=0,4).

Con respecto a los genotipos estudiados, ladistribución de su frecuencia no difirió de loesperado según el equilibrio de Hardy-Weinberg, como se apreció con el resultado de la prueba deji al cuadrado (cuadro 4), lo que permitió el análisisde los tres polimorfismos propuestos. Además,la muestra de 130 pacientes fue suficiente paradetectar la sensibilidad a la warfarina asociadaa los genotipos con la mutación -1639G>A enVKORC1 (OR=8,04; IC95% 1,8-35,8).

El análisis de la asociación de los genotipos con la dosis de warfarina evidenció que los pacientes homocigóticos para el alelo AA en la posición -1639 del VKORC1 necesitaban una menor dosis promedio (19,3 mg/semana) que los heterocigóticos GA (31,3 mg/semana; p<0,01), y estos, a su vez, una menor dosis que los homocigóticos para el alelo silvestre GG (37,5 mg/semana; p=0,018).

Con respecto al gen CYP2C9, los pacientes con el genotipo heterocigótico CA (*1*3) en la posición 1075 necesitaron una menor dosis promedio de warfarina que quienes tenían el genotipo silvestre AA (21,1 Vs. 29,2 mg/semana, p=0,019); en la muestra no hubo pacientes con genotipo doble mutado CC (*3*3). En el caso del polimorfismo en la posición 430 del CYP2C9, solo un paciente era homocigótico TT (*2*2) para el alelo mutado, y aquellos heterocigóticos CT (*1*2) no requirieron una dosis significativamente diferente a la de los pacientes con el genotipo silvestre CC (27,2 Vs. 28,6 mg/semana; p=0,632). Sin embargo, la pre- sencia simultánea de mutación en la posición 430 (*2) y en la 1075 (*3) del CYP2C9, se asoció a una menor dosis promedio de warfarina en comparación con la presencia de una sola mutación (9,7 Vs. 27,2 mg por semana; p=0,04).

Al analizar los dos genes en conjunto, se apreció que la dosis de warfarina disminuyó a medida que aumentaba el número de mutaciones en el VKORC1, y que los pacientes que tenían mutaciones en las dos posiciones analizadas del CYP2C9 (*2 y *3) simultáneamente, requerían las menores dosis. Igualmente, hubo una tendencia a menores dosis en presencia de mutación en una de las dos posiciones del CYP2C9 además de la mutación en la posición -1639 del VORC1, especialmente en el caso del genotipo homocigótico mutado AA (figura 1).

Se observaron, igualmente, algunos casos extremos (outliers), que evidenciaron que los polimorfismos no explican la totalidad de la variación en la dosis. Hubo dos individuos que recibían una dosis alta de 70 mg a la semana de warfarina y presentaban los alelos silvestres en las dos posiciones en el CYP2C9, pero una mutación en el VKORC (señalados con asterisco en el figura 1). Se trataba de pacientes con edades por debajo del promedio del grupo estudiado, sin medicación concomitante inductora o inhibidora del procesamiento de la warfarina, uno con trombosis venosa por hipercoagulabilidad de base y otro con una prótesis valvular cardiaca.

El análisis multivariado permitió obtener un modelo que explicaba 52,8 % de la variación de la dosis (R2=0,528; p<0,001). Como variable dependiente se tomó la raíz cuadrada de la dosis, pues se ajustaba mejor que la dosis no transformada a la distribución normal. Como variables independientes, la trombosis venosa como indicación y el peso aumentaban la dosis de warfarina, mientras que otras, como la edad en años y los polimorfismos en los genes VKORC1 y CYP2C9, la disminuían (el bootstrap de 1.000 replicaciones ratificó la significancia estadística de los coeficientes obtenidos) (cuadro 5). Las variables de talla y fibrilación auricular no fueron tenidas en cuenta por el modelo, pues en conjunto no influían de forma significativa sobre la dosis de warfarina, aunque sí lo hacían consideradas individualmente.

En la comparación con el algoritmo que explicaba el mayor porcentaje de la variación de la dosis en Colombia (21) y con la predicción del IWPC (obtenida mediante validación cruzada y evaluada con datos no utilizados para generar el algoritmo) (15), el modelo incluyó también las variables de edad y de los polimorfismos en los genes VKORC1 y CYP2C9, pero no las variables de inductor enzimático, inhibidor enzimático y talla (esta última solo presente en el algoritmo del IWPC). La raza es una variable incluida por el IWPC, pero no se calificó en la presente investigación debido a la alta posibilidad de error por tratarse de una población tan mezclada. Se evalúo la capacidad de predicción del algoritmo del IWPC comparando las dosis calculadas con las reales. Se encontró que, a pesar de haber sido desarrollado para otras poblaciones, en la muestra de pacientes de este estudio el algoritmo del IWPC predijo un valor solo cuatro puntos porcentuales por debajo del máximo obtenido mediante el modelo explicativo con mayor rendimiento (R2=0,48; p<0,001) (figura 2).

Por último, se generó un modelo predictivo de sensibilidad a la warfarina con una exactitud de predicción de 77,8 %, que incluyó tres variables: la edad (p=0,003), los polimorfismos *2 y *3 del CYP2C9 (p=0,002), y el polimorfismo 1639G>A en el VKORC1 (p<0,001). El modelo comprendió dos algoritmos: sensible = 0,555, edad + 8,839, VKORC1+ 6,154, CYP2C9 - 35,052; y no sensible = 0,468,edad + 5,942, VKORC1 + 3,457, CYP2C9 - 21,447.

Cada sujeto se asignó al grupo para el cual obtuvo un mayor puntaje. La edad se midió en años, y se asignó un puntaje según el genotipo del VKORC1 (AA=3, GA=2, GG=1) y un puntaje para cada una de las combinaciones de mutaciones en el CYP2C9 (0=no mutación; 1=una mutación en *2 o en *3; y 2=mutaciones en las dos posiciones, *2 y *3). De acuerdo con el valor de sensibilidad obtenido con este algoritmo, 62,5 % de los pacientes sensibles que recibiría la dosis estándar se beneficiaría de una dosis menor, con lo que disminuiría el riesgo de un mayor efecto adverso serio, es decir, la hemorragia (cuadro 6).

En el presente estudio se encontró que en pacientes nacidos en diversos lugares del país, principalmente en la región Andina, el análisis farmacogenético basado en los polimorfismos 430C>T, 1075A>C en el gen CYP2C9 y -1639G>A en el VKORC1, permitió explicar un porcentaje de la variación en la dosis de warfarina similar al encontrado con el IWPC en poblaciones de cinco continentes, con una exactitud de predicción de la sensibilidad a este medicamento de 77,8 %.

La presente investigación respalda la aplicabilidad del análisis farmacogenético para el manejo de la warfarina en un gran porcentaje de la población colombiana. La región Andina se caracteriza por el predominio de individuos caucásicos mestizos (30), que según las estimaciones corresponden a 85,9 % de los habitantes de Colombia (31). Por otra parte, a pesar de pequeñas diferencias, el porcentaje de genotipos con el polimorfismo en forma heterocigótica u homocigótica en la posición -1639 del VKORC1, fue similar al publicado en estudios llevados a cabo en población colombiana de Bogotá, Risaralda (21), y Antioquia (20). Lo mismo se observó con los polimorfismos en el gen CYP2C9. Cabe mencionar que estas frecuencias fueron también similares a las reportadas en el estudio del IWPC (15).

Considerando que el inicio de la medicación con warfarina se asocia con respuestas muy variables según los individuos, y que pueden producirse efectos adversos (32), en la presente investigación se confirmó la validez del algoritmo del IWPC para ajustar la dosis de warfarina en pacientes colombianos. Debe recordarse que el algoritmodel IWPC demostró un mejor desempeño enlos extremos de la dosificación: sensibilidad o resistencia (15). Sin embargo, el hecho de queexplica apenas la mitad de la variación de la dosisde warfarina, aproximadamente, deja un amplio margen de error, por lo que deberá considerarsela inexactitud si se decide usar el genotipo para ajustar la dosis cuando comienza la administración de warfarina.

En estas circunstancias, el enfoque encaminado a detectar pacientes sensibles al medicamento, permitiría un manejo más adecuado, con la consecuente disminución del riesgo de hemorragia en 62,5 % de ellos, los cuales, de otra manera, recibirían una dosis estándar del medicamento. No obstante, teniendo en cuenta que el valor predictivo positivo alcanzó 71,4 % (cuadro 6), en la predicción de la sensibilidad deben considerarse medidas como el uso simultáneo de anticoagulantes de otro tipo, como la heparina, al iniciar el tratamiento con dosis bajas. Por otra parte, dado el valor predictivo negativo de 80,6 % (cuadro 6), cuando la prueba determina que no hay sensibilidad, se justifica un seguimiento estricto de la INR al comienzo del tratamiento.

Debe mencionarse que el algoritmo obtenido para predecir la sensibilidad a la warfarina coincidió con el de publicaciones previas en el sentido de que, a mayor edad o mayor número de mutaciones en el VKORC1 o el CYP2C9, mayor es la probabilidad de encontrar sensibilidad. Un estudio similar en una cohorte de 4.272 pacientes, cuyo objetivo era minimizar la incidencia de sangrado, identificó las mismas características asociadas a la sensibilidad a la warfarina, además del uso de amiodarona (22).

Debe recordarse que en esta investigación la amiodarona se asoció con menores dosis de warfarina, pero sin lograr niveles significativos. La muestra analizada, diseñada para detectar la asociación entre la sensibilidad y los genotipos del VKORC1, parece tener poco poder para detectar asociaciones significativas entre otros medicamentos administrados y la dosis de warfarina. Además, el número mucho mayor de prescripciones que de pacientes evidenció el típico uso de múltiples medicamentos en estos casos y, en algunos, la prescripción simultánea de inductores de la destrucción de la warfarina, como la carbamacepina, y de potenciadores de su acción, como la propafenona (33), lo que hace más difícil la detección del efecto específico de algunos fármacos.

Con este panorama, a pesar de que el VKORC1 se considera el principal modulador genético de las diferencias étnicas en la reacción a la warfarina, y se conoce su utilidad para explicar la reacción a este medicamento en pacientes con diferentes ancestros (34,35), no debe descartarse la posibilidad de mejorar la predicción teniendo en cuenta aspectos específicos de cada población.

Reportes recientes indican que la utilidad de los algoritmos farmacogenéticos podría ser mayor si se logra un mejor control de las variables clínicas. En sujetos sanos, con menos variables clínicas, los polimorfismos en los genes CYP2C9 y VKORC1 han permitido explicar un mayor porcentaje de variación en la dosis, alrededor de 62 % (36). Debe recordarse que la inclusión de la trombosis venosa mejoró el desempeño del algoritmo explicativo en la presente investigación, lo que demuestra la importancia de considerar la razón de la medicación con warfarina cuando se fija su dosis. Tampoco deben olvidarse la dieta, los suplementos dietéticos y la medicación simultánea con posibles o probables inhibidores y potenciadores (37). El aumento del riesgo de hemorragia con fármacos de uso común, como la aspirina, los antiinflamatorios no esteroideos, la penicilina en altas dosis (5,38) e, incluso, las interacciones con medicamentos de tipo herbal (39), debe tomarse en cuenta para mejorar la predicción cuando se trata de un paciente medicado con warfarina en un ámbito clínico local.

En resumen, los resultados de la presente investigación demuestran una vez más la utilidad de los genotipos estudiados en la predicción de la sensibilidad a la warfarina en Colombia, especialmente si el propósito es disminuir los efectos adversos de tipo hemorrágico al iniciar el tratamento. Actualmente hay estudios en diversas poblaciones que han demostrado una reducción de efectos adversos serios (40), una menor incidencia de anticoagulación excesiva (INR≥4) (9,40), un menor porcentaje de INR fuera del rango (40) e, incluso, la disminución del tiempo para alcanzar la dosis terapéutica con la consecuente reducción del riesgo de tromboembolia (9,40,41).

Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Al Hospital Militar Central, por la aprobación del proyecto, y a su equipo de laboratorio, farmacia, cardiología y enfermeras de consulta externa, por su apoyo en la ejecución. Al Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional de Colombia, por facilitar el uso del equipo de PCR en tiempo real para la presente investigación.