This document is an update to the 2011 Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium (CPIC) guideline for CYP2C9 and VKORC1 genotypes and warfarin dosing. Evidence from the published literature is presented for CYP2C9 , VKORC1 , CYP4F2 , and rs12777823 genotype‐guided warfarin dosing to achieve a target international normalized ratio of 2–3 when clinical genotype results are available. In addition, this updated guideline incorporates recommendations for adult and pediatric patients that are specific to continental ancestry.

Platelet-like particles (PLPs), derived from megakaryocytic cell lines MEG-01 and K-562, are widely used as a surrogate to study platelet formation and function. We demonstrate by RNA-Seq that PLPs are transcriptionally distinct from platelets. Expression of key genes in signaling pathways promoting platelet activation/aggregation, such as the PI3K/AKT, protein kinase A, phospholipase C, and α-adrenergic and GP6 receptor pathways, was missing or under-expressed in PLPs. Functionally, PLPs do not aggregate following epinephrine, collagen, or ADP stimulation. While PLPs aggregated in response to thrombin, they did not display enhanced expression of surface markers P-selectin and activated α2bβ3, in contrast to platelets. We have previously demonstrated that platelets physically couple to MDA-PCa-2b and RC77T/E prostate cancer (PCa) cells via specific ligand-receptor interactions, leading to platelet-stimulated cell invasiveness and apoptotic resistance, and reciprocal cell-induced platelet aggregation. In contrast, PLP interactions with PCa cells inhibited both cell invasion and apoptotic resistance while failing to promote PLP aggregation. Moreover, PLPs reduced platelet-PCa cell interactions and antagonized platelet-stimulated oncogenic effects in PCa cells. RNA-Seq analysis identified candidate ligand-transmembrane protein combinations involved in anti-tumorigenic signaling of PLPs to PCa cells. Antibody neutralization of the TIMP3-MMP15 and VEGFB-FGFR1 signaling axes reversed PLP-mediated anti-invasion and apoptotic sensitization, respectively. In summary, PLPs lack many transcriptomic, molecular and functional features of platelets and possess novel anti-tumorigenic properties. These findings indicate that PLPs may have a potential therapeutic role in targeting and disrupting the oncogenic signaling between platelets and cancer cells, offering a new avenue for anti-cancer strategies.

Warfarin dose requirements are highly variable due to clinical and genetic factors. While genetic variants influencing warfarin dose have been identified in European and East Asian populations, more work is needed to identify African-specific genetic variants to help optimize warfarin dosing. We performed genome-wide association studies (GWAS) in four African cohorts from Uganda, South Africa, and Zimbabwe, totalling 989 warfarin-treated participants who reached stable dose and had international normalized ratios within therapeutic ranges. We also included two African American cohorts recruited by the International Warfarin Pharmacogenetics Consortium (n=316) and the University of Alabama at Birmingham (n=199). Following the GWAS, we performed standard error-weighted meta-analyses and then conducted stepwise conditional analyses to account for known loci (the CYP2C cluster SNP rs12777823 and CYP2C9 in chromosome 10; VKORC1 in chromosome 16). The genome-wide significance threshold was set at P<5×10-8. The meta-analysis, comprising 1,504 participants identified 242 significant SNPs across three genomic loci, with 99.6% of these located within known loci on chromosomes 10 (top SNP: rs58800757, P=4.27×10-13) and 16 (top SNP: rs9925964, P=9.97×10-16). Adjustment for the VKORC1 SNP -1639G>A revealed an additional locus on chromosome 2 (top SNPs rs116057875/rs115254730/rs115240773, P=3.64×10-8), implicating the MALL gene, that could indirectly influence warfarin response through interactions with caveolin-1. In conclusion, our meta-analysis of six cohorts of warfarin-treated patients of African ancestry reaffirmed the importance of CYP2C9 and VKORC1 in influencing warfarin dose requirements. We also identified a new locus (MALL), that still requires direct evidence of biological plausibility.

Background: African Americans (AAs) are an admixed population with portions of their genome derived from West Africans and Europeans. In AAs, the proportion of West African ancestry (WAA) can vary widely and may explain the genetic drivers of disease, specifically those that disproportionately affect this understudied population. To examine the relationship between the proportion of WAA and gene expression, we used high dimensional data obtained from AA primary hepatocytes, a tissue important in disease and drug response. Methods: RNA sequencing (Illumina HiSeq Platform) was conducted on 60 AA-derived primary hepatocytes, with methylation profiling (Illumina MethylationEPIC BeadChip) of 44 overlapping samples. WAA for each sample was calculated using fastSTRUCTURE and correlated to both gene expression and DNA methylation. The GTEx consortium (n = 15) was used for replication and a second cohort (n = 206) was using used for validation using differential gene expression between AAs and European-Americans. Results: We identified 131 genes associated with WAA (FDR< 0.1), of which 28 gene expression traits were replicated (FDR<0.1) and enriched in angiogenesis and inflammatory pathways (FDR<0.1). These 28 replicated gene expression traits represented 257 GWAS catalog phenotypes. Among the PharmGKB pharmacogenes, VDR, PTGIS, ALDH1A1, CYP2C19 and P2RY1 were associated with WAA (p < 0.05) with replication of CYP2C19 and VDR in GTEx. Association of DNA methylation with WAA identified 1037 differentially methylated regions (FDR<0.05), with hypomethylated genes enriched in drug response pathways. Overlapping of differentially methylated regions with the 131 significantly correlated gene expression traits identified 5 genes with concordant directions of effect: COL26A1, HIC1, MKNK2, RNF135, SNAI1 and TRIM39. Conclusions: We conclude that WAA contributes to variability in hepatic gene expression and DNA methylation with identified genes indicative of diseases disproportionately affecting AAs. Specifically, WAA-associated genes were linked to previously identified loci in cardiovascular disease (PTGIS, PLAT), renal disease (APOL1) and drug response (CYP2C19).

Abstract Background Expression quantitative loci (eQTL) studies have paved the way in identifying genetic variation impacting gene expression levels. African Americans (AAs) are disproportionately underrepresented in eQTL studies, resulting in a lack of power to identify population-specific regulatory variations especially related to drug response. Specific drugs are known to affect the biosynthesis of drug metabolism enzymes as well as other genes. We used drug perturbation in cultured primary hepatocytes derived from AAs to determine the effect of drug treatment on eQTL mapping and to identify the drug response eQTLs (reQTLs) that show altered effect size following drug treatment. Methods Whole-genome genotyping (Illumina MEGA array) and RNA-sequencing were performed on 60 primary hepatocyte cultures after treatment with 6 drugs (Rifampin, Phenytoin, Carbamazepine, Dexamethasone, Phenobarbital, and Omeprazole) and at baseline (no treatment). eQTLs were mapped by treatment and jointly using Meta Tissue. Results We found varying transcriptional changes across different drug treatments and identified Nrf2 as a potential general transcriptional regulator. We jointly mapped eQTL with gene expression data for across all drug treatments and baseline which increased our power to detect eQTLs by 2.7-fold. We also identified 2,988 reQTLs (eQTLs with altered effect size after drug treatment), which were more likely to overlap transcription factor binding sites and uncovered a novel reQTL, rs61017966 that increases CYP3A5 gene expression, a major drug metabolizing enzyme responsible for both drug response and adverse events across several drug classes. Conclusions Our results provide novel insights into the genetic regulation of gene expression in hepatocytes through drug perturbation and provide insight into SNPs that effect the liver’s ability to respond to transcription upregulation.

Background: Understanding the nature of the genetic regulation of gene expression promises to advance our understanding of the genetic basis of disease. However, the methodological impact of use of local ancestry on high-dimensional omics analyses, including most prominently expression quantitative trait loci (eQTL) mapping and trait heritability estimation, in admixed populations remains critically underexplored. Results: Here we develop a statistical framework that characterizes the relationships among the determinants of the genetic architecture of an important class of molecular traits. We estimate the trait variance explained by ancestry using local admixture relatedness between individuals. Using National Institute of General Medical Sciences (NIGMS) and Genotype-Tissue Expression (GTEx) datasets, we show that use of local ancestry can substantially improve eQTL mapping and heritability estimation and characterize the sparse versus polygenic component of gene expression in admixed and multiethnic populations respectively. Using simulations of diverse genetic architectures to estimate trait heritability and the level of confounding, we show improved accuracy given individual-level data and evaluate a summary statistics based approach. Furthermore, we provide a computationally efficient approach to local ancestry analysis in eQTL mapping while increasing control of type I and type II error over traditional approaches. Conclusion: Our study has important methodological implications on genetic analysis of omics traits across a range of genomic contexts, from a single variant to a prioritized region to the entire genome. Our findings highlight the importance of using local ancestry to better characterize the heritability of complex traits and to more accurately map genetic associations.