Relevance of the ancestry for the variability of the drug-metabolizing enzymes CYP2C9, CYP2C19 and CYP2D6 polymorphisms in a multiethnic Costa Rican population

Abstract

CYP2C9, CYP2C19 and CYP2D6 metabolize around 40 % of drugs and their genes vary across populations. The Costa Rican population has a trihybrid ancestry and its key geographic location turns it into a suitable scenario to evaluate interethnic differences across populations. This study aims to describe the diversity of CYP2C9, CYP2C19 and CYP2D6 polymorphisms in Costa Rican populations in the context of their ancestry. A total of 448 healthy individuals were included in the study: Bribri (n= 47), Cabécar (n= 27), Maleku (n= 16),Guaymí (n= 30), Huetar (n= 48), Chorotega (n= 41), Admixed/Mestizos from the Central Valley/Guanacaste (n= 189), and Afro-Caribbeans (n= 50) from Limón. CYP2C9 (alleles *2, *3, *6) and CYP2C19 (*2, *3, *4,*5, *17) genotypes were determined by Real-Time PCR. African, European and Native American ancestry were inferred using 87 ancestry informative markers. The frequency of the decreased activity allele CYP2C9*2 is lower in the self-reported Amerindian groups compared to the admixed population, and the highest frequencies of CYP2C19*2 (null activity) and the CYP2C19*17 (increased activity) were found in the self-reported Afro-Caribbean population. Moreover, a frequency of 0.7 % CYP2C9 gPMs in the Admixed population and a variable frequency of CYP2C19 gUMs (0.0-32.6 %, more prevalent in Afro-Caribbeans) in Costa Rican populations, was found. Finally, the following alleles were positively correlated with genomic African ancestry and negatively correlated with genomic Native American ancestry: CYP2D6*5 (null activity), CYP2D6*17 (decreased activity), CYP2D6*29 (decreased activity) and CYP2C19*17 (increased activity). No correlation for CYP2C9 polymorphisms and genomic ancestry was found. Further studies assessing the CYP2C9 and CYP2C19 sequence in these populations, preferentially by sequencing these genes, are warranted.

CYP2C9, CYP2C19 y CYP2D6 metabolizan aproximadamente el 40 % de los fármacos y los genes que las codifican varían en las distintas poblaciones humanas. La población costarricense posee ancestría trihíbrida y su posición geográfica estratégica la convierten en un escenario idóneo para evaluar la variabilidad interétnica en sus poblaciones multiétnicas. El presente estudio tiene como objetivo describir la diversidad de los polimorfismos CYP2C9, CYP2C19 y CYP2D6 en las poblaciones costarricenses en el contexto de su ancestría. Un total de 448 individuos sanos fueron incluidos: Bribri(n= 47), Cabécar (n= 27), Maleku (n= 16), Guaymí (n= 30),Huetar (n= 48), Chorotega (n= 41), mestizos del Valle Central y Guanacaste (n= 189) y afrocaribeños de Limón (n= 50). Los genotipos CYP2C9 (alelos *2, *3, *6) y CYP2C19 (*2, *3, *4, *5 y *17) fueron determinados mediante PCR tiempo real. Las ancestrías africana, europea y nativa americana fueron inferidas usando 87 marcadores informativos de ancestría. La frecuencia del alelo de actividad disminuida CYP2C9*2 fue menor en los grupos autodefinidos de amerindios que en la población mestiza y las frecuencias más altas de CYP2C19*2 (actividad nula) y CYP2C19*17 (actividad incrementada) se encontraron en la población autodefinida afrocaribeña. Asimismo, se encontró una frecuencia de gPMs CYP2C9 de 0.7 % en la población mestiza y una frecuencia variable de gUMs CYP2C19 (0.0 a 32.6 %, más prevalente en afrocaribeños) en las poblaciones costarricenses. Por último, los siguientes alelos fueron positivamente correlacionados con la ancestría africana y negativamente con la ancestría nativa americana: CYP2D6*5 (actividad nula), CYP2D6*17, CYP2D6*29 (ambos de actividad disminuida) y CYP2C19*17 (actividad incrementada). No se encontró correlación entre los polimorfismos CYP2C9 y la ancestría. Se requieren estudios posteriores que evalúen la secuencia de CYP2C9 y CYP2C19 en estas poblaciones, preferiblemente mediante la secuenciación de estos genes.