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PHARMACOGENETIQUE - PHARMACOGENOMIQUE. ? La pharmacog
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1. PHARMACOGENETIQUEDanile Bentu-Ferrer2005-2006 ? Introduction - Dfinitions
? Les moyens dinvestigation
? Les cytochromes P450
? Un exemple de polymorphisme gntique du mtabolisme doxydation
? Un exemple de polymorphisme gntique du mtabolisme de mthylation
? Intrt et place de la pharmacogntique
2. PHARMACOGENETIQUE - PHARMACOGENOMIQUE
? La pharmacogntique permet dtablir un lien entre le polymorphisme de la structure gnique et la variabilit de la rponse leffet dun mdicament (ou plus gnralement de leffet des xnobiotiques)
Variabilit interindividuelle de la rponse un mdicament
? Objectifs => Amliorer la matrise de la variabilit interindividuelle
Individualiser le traitement mdicamenteux : choix de la molcule mais aussi posologie et rythme dadministration
Mdecine prdictive
4. CONSQUENCES DE LA VARIABILIT GNTIQUE
6. EXEMPLES DE POLYMORPHISME GENETIQUE
? Modifiant des paramtres pharmacocintiques
? Polymorphisme des enzymes de mtabolisation des mdicaments +++
Phase I (modification des groupements fonctionnels, mtabolisme oxydatif)
cytochromes P450 +++
alcool et aldhyde dshydrognases
Phase II (conjugaison)
Uridine 5-diphosphate glucuronosyl transfrase (UGT)
N-actyl transfrase (NAT)
Thiopurine mthyltransfrase (TPMT)
Glutathion S transfrase
(Par exemple)
7. EXEMPLES DE POLYMORPHISME GENETIQUE
? Modifiant des caractristiques pharmacodynamiques
Encore peu dexemples, mais en dveloppement rapide
? cible enzyme
dficit en glucose-6-phosphate-dshydrognase (crise hmolytique en prsence dun xnobiotique oxydant, nombreux mdicaments concerns)
dficit en pseudocholinestrases (prolonge l'effet des curarisants)
enzyme de conversion de langiotensine et inhibiteurs
? cible rcepteur ou transporteur
rcepteurs la ryanodine (rgulation du [Ca++] intracellulaire) et hyperthermie maligne aprs anesthsie gnrale
polymorphisme du rcepteur ?2 et rponse aux ?-stimulants (asthme)
polymorphisme du transporteur de la srotonine et rponse aux antidpresseurs inhibiteurs de la recapture de la srotonine
9. CONSEQUENCES NEGATIVES DE LA VARIABILITE INTERINDIVIDUELLE
? Absence de rponse au traitement
? Polymorphisme gntique => modification de la cible
=> modification du mtabolisme notion de non rpondeur
? Apparition deffets indsirables
Deux mcanismes principaux
? Consquence directe, prvisible, des proprits pharmacologiques du mdicament, inhrent ou non leffet thrapeutique recherch
? Sensibilit anormale => non prvisible, idiosyncrasie
polymorphisme gntique par ex.
? Comprhension des mcanismes biologiques sous-jacents
=> Prdiction => Prvention
10. MOYENS DINVESTIGATION ? Phnotypage
Test fonctionnel in vivo
Pour tester une voie mtabolique dun patient
administration dune substance de rfrence
dosage de la molcule mre et ventuellement de son mtabolite
analyse de la cintique ou calcul du rapport ? indice de mtabolisation
rsultat valable pour tous les mdicaments mtaboliss par cette voie
Test fonctionnel in vitro sur prlvement sanguin ou biopsie mesure dactivit enzymatique (enzymologie)
moins dapplications
Inconvnients : prsente un (faible) risque (administration dune molcule exogne)
rsultat influenable par une variabilit dorigine non gntique
11. MOYENS DINVESTIGATION
? Gnotypage
Recherche de mutations, SNPs, dltion, duplication
Sur prlvement sanguin (simple)
Diffrentes techniques de gntique molculaire (Polymerase Chain Reaction + Restriction Fragment Lenght Polymorphisme, PCR + hybridation doligonuclotides)
Puces ADN
Inconvnient : ne renseigne pas sur les consquences fonctionnelles
corrlation approximative avec le phnotype
(vrit statistique)
12. LES CYTOCHROMES P450 Fonctions
Hmoprotines enzymatiques impliques dans le mtabolisme oxydatif (mono-oxygnases), localises majoritairement au niveau hpatique, mais aussi au niveau intestinal
13. Mcanisme daction
14.
Nomenclature
Plusieurs centaines de protines
? 4 familles 1 4
? 6 sous-familles A F
? 20 groupes 1 20
? allle variant * un numro (ventuellement une capitale)
CYP 2D6*4
Super famille gnique
Famille
Sous-famille
Isoenzyme
Variant alllique
15. ? La voie dbrisoquine/spartine/dextromthorphan
interroge le CYP2D6, concerne ? 40 mdicaments
pas de substrats endognes connus
? Dtermination du phnotype
administration dune molcule test, posologie standardise
Exemple : la dbrisoquine
(antihypertenseur, jamais commercialis en France, induisantune rponse sur la tension trs variable)
recueil urinaire pendant une priode dfinie selon protocole valid
dosage de la dbrisoquine et de son mtabolite hydroxyl
calcul dun indice de mtabolisation
16. Distribution
frquences variables selon les populations
LE POLYMORPHISME GENETIQUE DU METABOLISME
17. Distribution de frquence dallure grossirement trimodale
3 phnotypes
? mtaboliseurs lents (PM) : indice de mtabolisation (MR) > 12,6 - 5 % population caucasienne
? intermdiaires (EM) : 0,2 < MR < 12,6
? ultrarapides (UM) : MR < 0,2
19. ? Consquences cliniques
Dpendent de la voie mtabolique, ventuellement complexes
- Mtaboliseurs lents
accumulation de la molcule, plus sujets aux effets indsirables
pas deffet thrapeutique des prodrogues
exemple : absence deffet analgsique de la codine
codine ? morphine
CYP2D6
7-10 % de la population
- Mtaboliseurs ultra rapides : absence de rponse thrapeutique
Ou intoxication par accumulation dun mtabolite actif
21. Cas clinique (1)
Femme 59 ans imipramine dpression
dmarrage du traitement posologie : 75 mg/j puis augmentation 150 mg/j
aprs 7 semaines : rsultat clinique non satisfaisant, suspicion de toxicit
dosage : imipramine (mtabolise par le CYP2C19) : 125 ng/ml, normal
dsipramine, mtabolite actif (substrat du CYP2D6) 1730 ng/ml,
seuil de toxicit 1000 ng/ml risque ltal
arrt du traitement 4 semaines, reprise 25 mg/j
amlioration thrapeutique sans signe de toxicit
dosage imipramine 25 ng/ml, dsipramine 135 ng/ml
imipramine + dsipramine = 160 ng/ml fourchette 180-350 ng/ml
Phnotype PM ? 3 mois de traitement inadquat
? exposition un risque toxique grave
Posologie adapte : 3 6 fois plus faible que la posologie standard
22.
Cas clinique (2)
Femme 41 ans nortriptyline dpression
3 - 5 fois la posologie standard ? mais pas damlioration clinique
dpression rsistante ?
dosage mtabolite hydroxyl (inactif) : concentration trs leve
phnotypage UM
gnotypage duplication CYP2D6
changement de traitement antidpresseur, administration dune molcule qui suit une autre voie mtabolique
23. Thiopurine mthyltransfrase (TPMT) --> S mthylation
Mdicaments concerns : thiopurines (immunosuppresseurs, antileucmiques)
Applications en cancrologie et transplantation d'organes
Pas de substrats endognes connus
Mtabolisme simplifi de lazathioprine et de la 6-mercaptopurine
(prodrogues --> molcules actives : TGN)
24.
? Consquences cliniques du polymorphisme de la TPMT
dficit en TPMT : TGN ?? mylotoxicit +++
? posologie standard divise par 15
hyperactivit : TGN ?? rsistance au traitement
? Phnotypage
test fonctionnel
sur globules rouges, mesure de l'activit enzymatique in vitro de la TPMT
ou dosage sanguin des TGN
? Gnotypage
25. GNOTYPAGE DE LA TPMT
26.
Distribution
1 gne, 2 allles (? 10 variants dcrits), distribution trimodale 1/300 dficitaire
28. PLACE DE LA PHARMACOGENETIQUE LE DVELOPPEMENT DU MDICAMENT
Recherche in vitro tissu humain
enzymes humaines recombinantes
risque dinteractions mdicamenteuses
Essais cliniques recherche des effets cliniques de ladministration dune molcule chez des sujets porteurs dun polymorphisme gntique connu
Evolution conceptuelle
? Essais cliniques : mdicaments efficaces et srs pour le plus grand nombre
? Pharmacognomique : dveloppement de molcules ddies des sous groupes gntiquement dfinis
29. PLACE DE LA PHARMACOGENETIQUE ? En clinique
Mise disposition du mdecin de tests de dpistage du polymorphisme gntique, ralisables au laboratoire en routine, permettant de prdire la rponse ou de cerner le risque daccident mdicamenteux
exemple
tumeur du sein surexpression du gne HER2 et rponse
aux anticorps monoclonaux (Herceptine)
30. PLACE DE LA PHARMACOGENETIQUEPrvention des effets indsirables
31. Diagnostic pharmacognomique appliqu aux leucmies lymphoblastiques aigus (exemple fictif)
32. PLACE DE LA PHARMACOGENETIQUE ? La susceptibilit certaines pathologies
Lie des diffrences de mtabolisation ou de susceptibilit diffrents polluants de lenvironnement
? activation de procarcinognes
? maladies neurodgnratives
? La susceptibilit laddiction