VKORC1-Genotypisierung (VKORC1)

Bei der VKORC1-Genotypisierung handelt es sich um eine medizinische Laboruntersuchung aus dem Bereich der sogenannten „Pharmakogenetik“. Dabei erfolgt die Untersuchung eines Zusammenhangs zwischen Erbfaktoren (genetischen Variationen) und der Wirksamkeit bzw. Toxizität bestimmter Arzneimittel. Im Fall der VKORC1-Genotypisierung werden gezielt Erbmerkmale untersucht, die einen Einfluss auf eine Behandlung mit Coumarin-Therapeutika („Coumarine“) haben können.

Bei Coumarinen handelt es sich um Gegenspieler („Antagonisten“) von Vitamin K. Dieses Vitamin ist in der Leber zur Bildung bestimmter Blutgerinnungsfaktoren erforderlich, die als Vitamin-K-abhängige Blutgerinnungsfaktoren bezeichnet werden. In der Medizin werden Coumarine daher im Sinne einer Arzneimitteltherapie bei bestimmten Erkrankungen gezielt eingesetzt, um die Blutgerinnung zu hemmen – sogenannte „orale Antikoagulation“ mit einem der folgenden Stoffe:

• Phenprocoumon (Marcoumar^®),
• Acenocoumarol (Sintrom^®) bzw.
• Coumadin (Warfarin^®).

Im Rahmen des Vitamin-K-Stoffwechsels spielen die folgenden Enzyme eine wichtige Rolle:

• VKORC1 (Vitamin-K-Epoxid-Reduktase), welches für die endogene Reaktivierung von Vitamin-K erforderlich ist sowie
• CYP2C9 (ein Cytochrom-P450-Isoenzym), welches für den Abbau von Coumarinen wichtig ist.

Genetische Variationen in diesen beiden Enzymsystemen können zu einem veränderten Stoffwechsel von medikamentös verabreichten Coumarinen führen:

• Bei Personen mit beschleunigtem Coumarin-Stoffwechsel (sogenannte rasche „Metabolisierer“) kann es dazu kommen, dass diese Arzneimittel weniger gut wirksam sind, was in einem Therapieversagen (z.B. Auftreten von Thrombosekomplikationen) resultieren kann. In diesen Fällen wäre eine Erhöhung der individuellen Coumarin-Dosierung durch die behandelnde Ärztin bzw. den behandelnden Arzt in Erwägung zu ziehen.
• Bei Personen mit verzögertem Coumarin-Stoffwechsel (sogenannte langsame „Metabolisierer“) kann es dazu kommen, dass diese Arzneimittel stärker wirksam sind, was die Gefahr von Nebenwirkungen (z.B. schwere Blutungsreaktionen) erhöhen kann. In diesen Fällen wäre eine Verminderung der individuellen Coumarin-Dosierung durch die behandelnde Ärztin bzw. den behandelnden Arzt in Erwägung zu ziehen.

Diese Anpassung einer medikamentösen Arzneimitteltherapie an den Stoffwechsel einer einzelnen Personen wird als „personalisierte“ oder „individualisierte“ Medizin bezeichnet, wobei in diesem Zusammenhang auch bestimmte Erbmerkmale berücksichtigt werden. Aus diesem Grund ist die VKORC1- sowie CYP2C9-Genotypisierung im Vorfeld einer geplanten Therapie mit einem Coumarin im Hinblick auf das Therapieansprechen eine wichtige diagnostische Maßnahme.

Bei der VKORC1- bzw. CYP2C9-Genotypisierung handelt es sich um ein labormedizinisches Spezialverfahren zur Analyse bestimmter Genvariationen (sogenannte „Allele“) in diesen Enzymsystemen. Für diese genetische Untersuchung ist nur eine einfache Blutabnahme notwendig. Im medizinischen Labor wird dabei aus dem Blut die Erbsubstanz (sogenannte „Desoxyribonukleinsäure“ – DNA) extrahiert, mit dem Laborverfahren der Polymerase-Kettenreaktion (PCR – „Polymerase Chain Reaction“) die entsprechende Genregion vervielfacht (sprich „amplifiziert“) und im Falle eines positiven Nachweises die gesuchte Genvariante identifiziert bzw. quantifiziert.

Neben dem PCR-Verfahren gibt es auch noch die Möglichkeit, die genaue Abfolge des genetischen Codes bei der Patientin oder dem Patienten zu entschlüsseln. Dieses Untersuchungsverfahren wird „DNA-Sequenzierung“ genannt. Da diese Labormethode aber aufwändiger als das PCR-Verfahren ist, erfolgt eine DNA-Sequenzierung im Rahmen der VKORC1- bzw. CYP2C9-Genotypisierung vor allem im Zusammenhang mit speziellen diagnostischen bzw. wissenschaftlichen Fragestellungen.

Genetische Variationen der Enzymsysteme VKORC1 bzw. CYP2C9 können zu einem veränderten Stoffwechsel medikamentös verabreichter Coumarine führen:

• Bei Personen mit beschleunigtem Coumarin-Stoffwechsel (sogenannte rasche „Metabolisierer“) kann es dazu kommen, dass diese Arzneimittel weniger gut wirksam sind, was in einem Therapieversagen (z.B. Auftreten von Thrombosekomplikationen) resultieren kann. In diesen Fällen wäre eine Erhöhung der individuellen Coumarin-Dosierung durch die behandelnde Ärztin bzw. den behandelnden Arzt in Erwägung zu ziehen.
• Bei Personen mit verzögertem Coumarin-Stoffwechsel (sogenannte langsame „Metabolisierer“) kann es dazu kommen, dass diese Arzneimittel stärker wirksam sind, was die Gefahr von Nebenwirkungen (z.B. schwere Blutungsreaktionen) erhöhen kann. In diesen Fällen wäre eine Verminderung der individuellen Coumarin-Dosierung durch die behandelnde Ärztin bzw. den behandelnden Arzt in Erwägung zu ziehen.

In Bezug auf das VKORC1-Enzym sind in erster Linie Polymorphismen (Genvariationen) im Bereich des VKORC1-Gens (Lokus 1639) hinsichtlich der Enzym- und damit auch der Coumarin-Wirksamkeit relevant. Dabei stellt der VKORC1-1639G>A-Genotyp die häufigste Genvariante dar. Bestimmte Polymorphismen – wie der VKORC1-1639G>G-Genotyp – können aber auf der einen Seite mit einer gesteigerten Verstoffwechslung von Coumarinen einhergehen, und die betroffenen Personen benötigen ggf. die Verabreichung einer höheren Coumarin-Dosis. Auf der anderen Seite kann im Fall des Vorliegens eines VKORC1-1639A>A-Genotyps die Coumarin-Verstoffwechslung aber verzögert sein, wobei in diesen Fällen die Verabreichung von niedrigeren Coumarin-Dosierungen vonseiten der behandelnden Ärztin bzw. des behandelnden Arztes in Erwägung zu ziehen ist.

Im Hinblick auf das CYP2C9-Isoenzym stellt das CYP2C9*1-Allel die häufigste und somit die als „normal“ bezeichnete Genvariante von CYP2C9 dar. Der positive Nachweis eines CYP2C9*2- bzw. CYP2C9*3-Allels kann aber mit einer Verminderung des Coumarin-Stoffwechsels einhergehen und das Risiko für Blutungskomplikationen steigern, weil die Coumarine in diesen Fällen im Körper aufgrund der langsameren Verstoffwechslung kumulieren können. Bei diesen Personen kann daher eine entsprechende Verminderung der Coumarin-Dosis erforderlich sein, wobei diese genetischen Effekte bei einer Therapie mit dem Wirkstoff Phenprocoumon insgesamt aber weniger relevant sind.