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PSYCHIATRIE BIOLOGIQUE
Escitalopram et Citalopram : le rôle inattendu de l’énantiomère R
C. JACQUOT (1), D.J. DAVID (1), A.M. GARDIER (1), C. SÁNCHEZ (2)
Escitalopram and citalopram : the unexpected role of the R-enantiomer
Summary. Citalopram, a selective serotonin reuptake inhibitor, is composed of 2 enantiomers, R-citalopram and S-citalopram, 2 different non-superimposable mirror image forms of the same molecule. Separating these 2 enantiomers has
enabled studying their individual properties. Citalopram’s pharmacologic activity is centered on the S enantiomer’s high
affinity for the serotonin transporter which is twice as high as citalopram’s and 30 to 40 times higher than R-citalopram.
This leads to an inhibition of serotonin reuptake two times higher for escitalopram compared with citalopram and confirms
that citalopram’s pharmacologic activity is due to the S-enantiomer. Contrary to what might be expected, the effect of
escitalopram (DCI of S-citalopram) is not superimposable on an equivalent dose of citalopram but is superior. Several
hypotheses could explain this superiority. First, conversions of the S-enantiomer into the R-enantiomer may occur, but
there is no reason why this phenomenon would happen more when both enantiomers are present than when escitalopram
is alone. Furthermore, pharmacokinetic studies have shown that S or R configurations are stable in vivo. Second, a particular action of R-citalopram may influence the S-enantiomer’s kinetic from intestinal absorption to blood-brain barrier.
But concentrations of both enantiomers in the frontal cortex are the same. Therefore, R-citalopram does not interfere
with escitalopram’s kinetic. Finally, interactions may appear at the synaptic level. Results of experimentation, after in situ
injection to the cortex level, confirm that an interaction between the 2 enantiomers takes place at that level. A direct
negative interaction of R-citalopram on one or several effectors that create the antidepressive effect seems justified. This
negative interaction has been studied in depth. Animal models have shown that the R-enantiomer has no antidepressive
potential and when associated with escitalopram prohedonic effects disappear. Escitalopram is more powerful than citalopram in reducing anxiety but the presence of R-citalopram reduces the positive effects of escitalopram. We then may
conclude that R-citalopram antagonizes the antidepressive effects of escitalopram and that its presence limits the therapeutic effect and reduces the speed of action of citalopram. The antagonism of escitalopram by R-citalopram was not
expected and one hypothesis is that a direct interaction between the 2 enantiomers may occur on a particular site of the
serotonin transporter. Results have shown that R-citalopram has a significant affinity only for the allosteric site of the
transporter, which regulates the affinity of the ligand for the active site at the origin of serotonin reuptake inhibition. Unlike
citalopram, escitalopram’s pharmacologic action is not blocked by R-citalopram explaining its greater therapeutic efficacy
and more rapid mode of action.
Key words : Citalopram ; Depression ; Escitalopram ; R-enantiomer ; SSRI.
Résumé. Le citalopram, inhibiteur sélectif de la recapture de
la sérotonine, est composé de 2 énantiomères, le R-citalopram et le S-citalopram, 2 formes identiques mais non super-
posables de la même molécule. La séparation des
2 énantiomères a permis d’analyser séparément leurs propriétés, et de montrer que seul l’énantiomère S interfère de
(1) Univ. Paris-Sud, Fac Pharmacie, Tour D1, 2e étage, EA « Serotonine et Neuropharmacologie », Rue Jean-Baptiste Clément, F-92296
Châtenay Malabry cedex, France.
(2) Lundbeck Research USA, 215 College Road, Paramus, New Jersey 07652-1431, USA.
Travail reçu le 6 juin 2006 et accepté le 20 novembre 2006.
Tirés à part : C. Jacquot (à l’adresse ci-dessus).
L’Encéphale, 33 : 2007, Mars-Avril
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C. Jacquot et al.
façon significative avec le site actif du transporteur de la sérotonine. Par ailleurs, contrairement à ce qui peut être attendu,
l’effet de l’escitalopram (DCI du S-citalopram) n’est pas
superposable à une dose équivalente de citalopram : il lui est
supérieur. Plusieurs hypothèses ont été testées pour expliquer cette supériorité et qu’elle serait due à une interaction
négative du R-citalopram qui limite ainsi l’effet du citalopram.
Le R-citalopram antagonise les effets antidépresseurs de
l’escitalopram, par affinité pour le site allostérique du transporteur de la sérotonine régulant l’activité du ligand pour le
site actif : les remaniements consécutifs à la fixation du Rcitalopram sur le site allostérique diminuent les qualités de
fixation de l’escitalopram sur le site actif de ce transporteur.
Ce mécanisme biochimique expliquerait que la présence de
R-citalopram limite l’effet thérapeutique et réduise la rapidité
d’action du citalopram. L’escitalopram, contrairement au citalopram, a une action pharmacologique non entravée par le
R-citalopram, ce qui optimise son action thérapeutique.
Mots clés : Citalopram ; Dépression ; Énantiomère R ; Escitalopram ; ISRS.
L’Encéphale, 2007 ; 33 :179-87
synaptique en réponse à une stimulation. En même
temps, il contrôle les effets de la sérotonine en réduisant
le temps pendant lequel elle peut activer les récepteurs
post-synaptiques. Ce mode d’action est démontré pour les
antidépresseurs. En bloquant le transporteur, les ISRS
empêchent la recapture de la sérotonine et donc augmentent l’amplitude de la stimulation des récepteurs.
Le citalopram est un ISRS utilisé depuis de nombreuses
années dans le traitement des épisodes dépressifs caractérisés. Cependant, comme toutes les molécules de cette
classe thérapeutique, il nécessite un délai de plusieurs
semaines avant d’atteindre son effet optimal sans que la
raison en soit clairement connue. Et comme les autres
ISRS, son efficacité est plus limitée lorsqu’il s’agit d’épisodes sévères.
La structure chimique du citalopram permet l’existence
de deux isomères de configuration dits isomères chiraux
ou stéréo-isomères ou encore énantiomères. Il s’agit en
fait de deux images miroir non superposables (figure 1).
Escitalopram
ABRÉVIATIONS
5-HT
Sérotonine
AUC
Aire sous la courbe
COS-1 Lignée immortalisée de cellules de mammifère
(cellules rénales)
DCI
Dénomination Commune Internationale
DSM
Diagnostic and Statistical Manual of Mental
Disorders
GABA Acide gamma-aminobutyrique
IC50
Concentration inhibant 50 % de l’effet maximal
observé
ISRS
Inhibiteur Sélectif de la Recapture de la Sérotonine
Ki
Constante de dissociation, régissant l’équilibre
entre la fixation au récepteur et la libération du
ligand
NMDA N-méthyl-D-aspartate
INTRODUCTION
Le rôle de la sérotonine dans la dépression est reconnu
depuis longtemps. L’idée de contrôler ce trouble de
l’humeur en potentialisant les effets de la sérotonine sur
le système nerveux central est devenue une stratégie de
recherche pharmacologique. De cette démarche ont
émergé les inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS). Les ISRS ont comme cible principale le
transporteur « humain » de la sérotonine. Il s’agit d’une
protéine transmembranaire chargée du recyclage physiologique du neuromédiateur, principal mécanisme d’inactivation du médiateur libéré : le transporteur recapture les
molécules de sérotonine après leur libération dans la fente
180
R-citalopram
FIG. 1. — Représentation tridimensionnelle du citalopram.
Cette représentation fait apparaître les deux stéréo-isomères du citalopram, l’énantiomère à rotation anti-horaire ou escitalopram, et l’énantiomère à rotation horaire ou R-citalopram.
NOTION D’ÉNANTIOMÈRE
La capacité d’une molécule à exister sous ces deux formes définit la chiralité. Une telle molécule, qui comporte
un mélange des deux énantiomères dans des proportions
égales à l’équilibre, s’appelle un racémique. La chiralité
apparaît lorsqu’un atome de carbone est lié à quatre atomes, ou groupes d’atomes, différents. Il n’y a alors plus
L’Encéphale, 2007 ; 33 : 179-87
Escitalopram et Citalopram : le rôle inattendu de l’énantiomère R
d’axe de symétrie. Les énantiomères sont donc l’expression de la même molécule mais sous des formes tridimensionnelles distinctes, par rotation autour de cet axe de dissymétrie (figure 2). L’image la plus simple pour illustrer ce
phénomène est celui des mains : les deux mains ont la
même structure, elles ne sont pour autant pas superposables, l’une étant l’image en miroir de l’autre.
H
NH2
C
COOH
CH3
D’un côté du plan déterminé par les groupes C, H et NH2
De l’autre côté du plan déterminé par les groupes C, H et NH2
FIG. 2. — Configuration des stéréo-isomères ou énantiomères
autour du carbone chiral : exemple de l’alanine.
Il n’est pas facile de distinguer les deux énantiomères.
On peut utiliser la propriété qu’ils ont de dévier la lumière
polarisée : c’est la base de la nomenclature de Fischer.
Le sens de la déviation est opposé pour les deux
énantiomères : le D, dextrogyre ou (+), dévie le plan des
rayons polarisés vers la droite et le L, lévogyre ou (–), dévie
ce plan vers la gauche. Le système de classification de
Cahn-Ingold-Prelog utilise un mode d’écriture de la molécule chirale plus complexe, basé sur un ordonnancement
des atomes liés à l’atome chiral selon leur masse atomique. Par jeu de conventions de lecture successives, deux
sens de décroissance de masse s’observent : un dans le
sens horaire, ou R (pour droit), et un autre opposé, dans
le sens anti-horaire ou S (pour gauche).
La chiralité se rencontre autant dans la chimie de synthèse que dans la chimie organique naturelle. Par exemple, les acides aminés utilisés par le métabolisme humain,
à l’exception de la glycine, sont des isomères L. De même
seul l’énantiomère L de la vitamine C (acide ascorbique)
est absorbé par l’intestin.
En pharmacologie aussi, certains énantiomères peuvent présenter des propriétés non totalement superposables. Un des énantiomères peut être actif alors que l’autre
est neutre. Pour d’autres molécules, un des énantiomères
aura une action pharmacologique d’une telle spécificité
qu’il y aura peu d’effets indésirables alors que l’autre énantiomère aura des effets plus variés et sera limité par sa
mauvaise tolérance. C’est le cas de la fluoxétine. Cet antidépresseur est en fait un racémique, mélange de deux
énantiomères S et R. La R-fluoxétine a été séparée puis
développée comme antidépresseur étant donné son
avantage pharmacocinétique : une demi-vie nettement
plus courte de ses métabolites actifs que ceux de l’énantiomère S, laissant augurer une plus grande flexibilité dans
l’adaptation posologique. Mais la R-fluoxétine s’est avérée toxique pour le myocarde du fait de l’allongement de
la repolarisation ventriculaire qu’elle induit. Son développement a été suspendu. Enfin, plus rarement, un énantiomère peut se révéler avoir un effet opposé à son image
miroir. Le picénadol est un analgésique morphinomimétique grâce à ses propriétés agonistes des récepteurs µ et
δ aux opiacés. C’est un racémique, mélange de deux isomères, le (+)-picénadol et le (–)-picénadol. L’isomère (+)
est un agoniste des récepteurs opiacés, et donc un analgésique puissant tandis que l’isomère (–) est antagoniste
et limite l’efficacité antinociceptive de l’isomère (+). C’est
dans cette même catégorie que se situe le citalopram avec
ses deux énantiomères, le S-citalopram (développé sous
l’appellation DCI d’escitalopram) et le R-citalopram.
H. Lundbeck A/S, le laboratoire ayant découvert et
développé le citalopram, a réussi la mise au point d’une
méthode industrielle de séparation des deux stéréo-isomères, ou énantiomères, celui à rotation anti-horaire
– énantiomère S ou escitalopram – et celui à rotation
horaire – énantiomère R ou R-citalopram –. Cela a permis
d’analyser les propriétés de chacun des énantiomères pris
séparément. De ces études est apparu le fait que les deux
énantiomères n’étaient pas équivalents pharmacologiquement, et que seul l’un d’eux détenait les propriétés antidépressives. Mais, plus encore, l’autre pouvait s’avérer
néfaste à l’efficacité thérapeutique du premier. L’énantiomère actif a fait l’objet d’un développement propre comme
traitement de la dépression afin de déterminer s’il permettait d’améliorer le bénéfice par rapport au racémique,
aussi bien en terme d’efficacité que de tolérance. Les
résultats des études précliniques et cliniques confirment
que le but est atteint (2). Des explorations précliniques
complémentaires ont été menées afin d’expliciter les raisons de ce phénomène.
ACTIVITÉ ISRS DU CITALOPRAM RÉSIDE BIEN
DANS L’ÉNANTIOMÈRE S
L’effet antidépresseur du citalopram s’exerçant essentiellement par l’inhibition du transporteur de la sérotonine*,
son affinité pour ce transporteur a été comparée à celle
de ses énantiomères. Les tests d’affinité établissent la propension d’une molécule à reconnaître sa cible mais ils ne
* Cette affirmation doit être nuancée, selon l’article de Fabre et
Hamon (2), par l’hypothèse d’un rôle des récepteurs sigma dans
les effets antidépresseurs de certains composés. Une affinité pour
les récepteurs sigma 1 est notée avec la fluvoxamine, la sertraline
et l’escitalopram. Pour l’escitalopram, cette affinité est biochimiquement non négligeable, le Ki étant de l’ordre de 0,1 µm (10).
181
C. Jacquot et al.
L’Encéphale, 2007 ; 33 :179-87
TABLEAU I. — A : Fixation du citalopram (CIT), escitalopram (ESC), et R-citalopram (R-CIT) au transporteur de la sérotonine in vitro ;
B : inhibition de la recapture de la sérotonine (5-HT) par CIT, ESC et R-CIT.
RTI-55 2β-carbomethoxy-3β-(4-iodophenyl)tropane, hSERT transporteur humain de la sérotonine.
Résultat (unité)a
CIT
ESC
R-CIT
CIT/ESC
R-CIT/ESC
7,6
3,9
161
1,9
41
1,6
1,1
36
1,4
33
3,9
16,2
9,6
2,1
6,6
2,5
275
263
67
1,9
2,4
3,8
131
40
27
A – Binding (Ki, nM)
[125I]-RTI-55
COS-1 transfectées avec hSERTa
3
[ H]-CIT
HEK-293 1 transfectées avec hSERTb
B – Inhibition de la recapture
[3H]-serotonine
Synaptosomes de cerveau de rat (IC50, nM)a
Cellules COS-1 cells exprimant hSERT (Ki, nM)a
Cellules HEK-293 exprimant hSERT (Ki, nM)b
a. D’après Sánchez et al., 2003a.
b. D’après Owens et al., 2001.
préjugent pas du sens d’un effet éventuel ni de son intensité. Différents tests réalisés in vitro ont démontré que, des
deux énantiomères, seul l’escitalopram interfère de façon
significative avec le site actif du transporteur. Deux méthodes expérimentales ont été utilisées : le déplacement d’un
ligand et l’inhibition de la recapture neuronale de sérotonine (8, 10).
Le déplacement d’un ligand radioactif, fixé de façon
réversible sur le transporteur, par un second ligand (le
compétiteur) renseigne sur l’affinité du compétiteur pour
le site de fixation. Plus elle est importante, plus le ligand
marqué sera aisément déplacé, et ce à des concentrations
de ligand compétiteur d‘autant plus faibles, évaluées par
le Ki. L’affinité de l’escitalopram pour le transporteur
humain de la sérotonine s’avère être près de deux fois plus
élevée que celle du citalopram. Celle du R-citalopram est
30 à 40 fois plus faible que celle de l’escitalopram
(tableau I – partie A).
L’étude des effets des molécules sur l’activité du transporteur humain de la sérotonine permet d’évaluer la fixation au transporteur de façon plus fonctionnelle. Elle a été
étudiée par la mesure de la recapture de la sérotonine
selon deux techniques : avec le transporteur humain de
la sérotonine présent dans des cellules de mammifères
(COS-1) l’exprimant à partir d’un gène importé* et avec le
transporteur présent naturellement dans des synaptosomes de cerveau de rat. La recapture de la sérotonine marquée a été inhibée dans les deux expériences de façon
plus importante par l’escitalopram que par le racémique
dans un rapport de potentiel inhibiteur autour de 2 en
faveur de l’escitalopram. Ce rapport suit exactement la
proportion de l’énantiomère S dans le racémique. Par con* Il est à noter que le transporteur de la sérotonine étudié dans ces
expériences n’est pas la protéine native présente dans les neurones humains mais une structure approchante obtenue par des
méthodes de biologie moléculaire, d’où une certaine prudence à
avoir dans l’extrapolation de ces résultats au vivant.
182
tre, la concentration de R-citalopram pour atteindre une
inhibition du transport de la sérotonine équivalente à celle
obtenue avec l’escitalopram est environ 40 fois supérieure (tableau I – partie B).
Ces données confirment que l’activité pharmacologique du citalopram est à mettre sur le seul compte de
l’énantiomère S.
ESCITALOPRAM EST PLUS ACTIF QU’ATTENDU
Les tests précliniques précédents renseignent sur la
facilité avec laquelle la molécule atteint sa cible (affinité)
mais ils sont peu informatifs sur la puissance de l’effet biochimique. Au vu de leurs résultats, il était attendu que
l’escitalopram soit, à concentration pondérale égale, deux
fois plus actif que le racémique. Or tel n’a pas été le cas.
Pour évaluer l’efficacité potentielle d’une molécule dont
on connaît l’affinité pour un effecteur donné, il faut en plus
décrire la façon dont elle module l’action de son effecteur
(activité fonctionnelle). Cela a été fait pour le citalopram
et ses énantiomères en mesurant le niveau de sérotonine
présente dans le milieu extracellulaire cérébral in vivo.
Des rats évoluant librement ont reçu par voie sous-cutanée soit du citalopram à des doses de 2 à 8 mg/kg, soit
de l’escitalopram (de 1 à 8 mg/kg), soit du R-citalopram
(2, 8 ou 16 mg/kg). Dans le même temps, la concentration
de sérotonine extracellulaire était régulièrement mesurée
dans le cortex frontal par microdialyse (7).
En présence d’escitalopram, le contenu cortical extracellulaire en sérotonine a augmenté proportionnellement
à la dose administrée, comme on peut l’attendre d’un effet
pharmacologique avéré (figures 3 et 4). Le citalopram a
lui aussi induit une augmentation de la sérotonine dans
l’espace extracellulaire, mais sans réelle relation de type
dose-réponse, signe d’une action pharmacologique plus
complexe. À l’inverse, le R-citalopram n’a induit aucune
augmentation significative du contenu cérébral en séro-
L’Encéphale, 2007 ; 33 : 179-87
Escitalopram et Citalopram : le rôle inattendu de l’énantiomère R
Escitalopram 2,0 mg/kg, SC
Citalopram 4,0 mg/kg, SC
R-citalopram 2,0 mg/kg, SC
60
50
Injection
5-HT dans le dialysat (% du taux de base)
tonine même à une dose seize fois supérieure à la dose
d’escitalopram active la plus faible, que ce soit en concentration maximale ponctuelle de sérotonine (figure 3)
ou en dose cumulée évaluée par l’aire sous la courbe (ou
AUC) (figure 4).
40
30
*
20
10
0
– 100 – 80 – 60 – 40 – 20 0
20 40 60 80 100 120 140
Temps (min)
* P< 0,05 comparé au groupe citalopram à dose correspondante
FIG. 3. — Comparaison des effets du citalopram sous-cutané
(SC) à ceux d’une dose équivalente de ses deux énantiomères
sur la libération extracellulaire de sérotonine (5-HT)
dans le cortex frontal de rat évoluant librement,
suivie en temps réel (d’après Mørk et al., 2002).
**
*
AUC (% x min)
50 000
*
40 000
30 000
20 000
10 000
0
Esc Esc
1,0 2,0
Esc
4,0
Cit
2,0
Cit
4,0
Cit
8,0
R-Cit mg/kg
16,0
* P = 0,004 comparé au citalopram 4 mg/kg
** P = 0,001 comparé au citalopram 2 mg/kg
*** P < 0,001 comparé au citalopram 8 mg/kg
FIG. 4. — Taux cumulé (AUC) de sérotonine (5-HT)
extracellulaire dans le cortex frontal de rats évoluant librement
atteint après une injection SC d’escitalopram à doses
croissantes (ESC – colonnes pleines), de citalopram
(CIT – colonnes claires) et de R-citalopram
(R-CIT – colonne de droite) (d’après Mørk et al., 2003).
La libération cumulée extracellulaire de sérotonine in vivo est proportionnelle à la dose de escitalopram administrée et supérieure à celle
obtenue avec une dose équivalente de citalopram. Le R-citalopram est
sans effet.
Contrairement à ce que l’on aurait pu attendre, l’effet
de l’escitalopram seul n’était pas superposable à l‘effet
d’une dose équivalente sous forme de citalopram (dont on
peut rappeler qu’elle comporte en proportions égales chacun des deux énantiomères) : il lui était supérieur.
Plusieurs phénomènes pourraient se produire, expliquant les différences de comportement observées entre
l’escitalopram et le racémique sur les tests biochimiques
et pharmacologiques. Une interconversion de l’énantiomère S en forme R pourrait être envisagée. Elle pourrait
expliquer l’observation d’un effet de l’escitalopram moindre qu’attendu en ce sens que la concentration finale
d’escitalopram serait alors inférieure à la concentration
théorique. D’une part, il n’y aurait a priori pas de raison
que ce phénomène s’exerce plus en présence des deux
énantiomères dans le racémique qu’avec l’escitalopram
administré seul. D’autre part, les études pharmacocinétiques réalisées chez l’animal comme chez l’homme
montrent que la forme énantiomérique, en configuration
S ou R, est stable et qu’il n’y a pas d’interconversion
in vivo en faveur de l’une ou de l’autre (pour revue, 13).
Les concentrations sanguines, tissulaires et cérébrales
suivant une injection systémique des deux énantiomères chez le rat, restent proportionnelles à la dose administrée pour chacun, même à distance de l’administration (7).
Une autre hypothèse est celle d’une action propre du
R-citalopram influant la cinétique de l’énantiomère S en
amont de la cible, c’est-à-dire sur les différentes phases
allant de l’absorption intestinale à la barrière hémoméningée. La quantité d’escitalopram effectivement délivrée au
tissu cérébral serait limitée par l’action du R-citalopram et
la concentration tissulaire ainsi atteinte serait inférieure à
celle correspondant à une action pharmacologique optimale. Or, les taux tissulaires d’escitalopram ont été mesurés dans le cortex frontal de rat après administration souscutanée de 2 mg/kg d’escitalopram seul ou conjointement
avec du R-citalopram à 8 mg/kg. Dans les deux cas, les
concentrations tissulaires d’escitalopram atteintes sont
comparables (figure 5). Le R-citalopram n’interfère donc
pas avec la cinétique de l’escitalopram.
Enfin, on pourrait objecter que de nombreux événements biologiques peuvent se produire entre le point
d’absorption du médicament et son lieu d’action, la
synapse sérotoninergique. Ce qui pourrait donner lieu à
de multiples niveaux d’interaction possibles entre le R-citalopram et le S-citalopram. Or l’application in situ d’escitalopram sur le cortex frontal de rat évoluant librement est
associée à un niveau de sérotonine extracellulaire équivalent à celui observé après une injection systémique (7).
De même l’administration couplée des deux énantiomères
in situ sur le cortex frontal, escitalopram à la concentration
de 0,5 µM et R-citalopram 2 µM, est associée à une diminution très nette du contenu en sérotonine comparé au
escitalopram seul (figure 6). Ces résultats confirment que
l’effet limitant du R-citalopram sur l’inhibition de la recapture de la sérotonine induite par l’escitalopram s’exerce
directement sur l’effecteur, et que l’interaction entre les
deux énantiomères se produit à ce niveau.
183
C. Jacquot et al.
L’Encéphale, 2007 ; 33 :179-87
Escit 2,0 mg/kg, SC
Escit 2,0 + R-Cit 7,8 mg/kg, SC
90
70
60
50
Injection
Escitalopram (ng/ml)
80
40
30
20
10
0
– 40 – 20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
Temps (min)
FIG. 5. — Comparaison de la concentration cérébrale
d’escitalopram mesurée in situ dans le cortex frontal de rat
évoluant librement, atteinte après co-injection sous-cutanée
(SC) d’escitalopram et de R-citalopram par rapport
à celle atteinte après injection d’une dose équivalente
d’escitalopram seul (d’après Mørk et al., 2003).
5-HT dans le dialysat (% du taux de base)
La co-injection de escitalopram et de R-citalopram ne modifie pas la concentration cérébrale de escitalopram in vivo comparativement à celle
résultant de l’injection d’une dose équivalente de escitalopram seul.
70
60
Solvant seul
Escitalopram 0,5 µM (à la 100e min)
R-citalopram 2 µM
R-citalopram 2 µM additionné d’Escitalopram
0,5 µM (à la 100e min)
50
40
30
20
10
0
– 80 – 60– 40– 20 0 20 40 60 80 100120140160180200220
Temps (min)
FIG. 6. — Taux extracellulaire de sérotonine (5-HT)
dans le cortex frontal de rat évoluant librement en réponse
à l’application in situ d’escitalopram ou de l’association
des deux énantiomères à une concentration
de escitalopram équivalente (d’après Mørk et al., 2003).
L’escitalopram induit une augmentation du contenu extracellulaire de
sérotonine in vivo (cercles). Elle est plus importante que celle induite par
l’application des deux énantiomères ensemble à concentration d’escitalopram équivalente (carrés pleins puis losanges). Le R-citalopram, appliqué d’abord seul au temps 0 (carrés pleins), ne modifie pas le niveau de
sérotonine libérée, mais il limite l’augmentation de libération de sérotonine
consécutive à l’adjonction d’escitalopram à la centième minute (losanges) par comparaison à l’escitalopram administré seul (cercles).
L’hypothèse d’une interaction négative directe du
R-citalopram sur un ou plusieurs effecteurs sur lesquels
s’exercent les effets antidépresseurs de l’escitalopram
semble donc justifiée.
184
R-CITALOPRAM ANTAGONISE LES EFFETS
SÉROTONINERGIQUES DE L’ESCITALOPRAM
L’interaction pharmacologique négative entre les deux
énantiomères a été analysée plus avant afin d’en préciser
la nature et de vérifier s’il pouvait s’agir d’un antagonisme
du R-citalopram sur l’énantiomère S.
L’administration de l’association R-citalopram et escitalopram en proportions variables (deux pour un, quatre
pour un) chez le rat dont on suit la concentration de sérotonine cérébrale en temps réel a montré que le R-citalopram réduit significativement et rapidement l’efficacité de
l’escitalopram.
Cette observation d’une inhibition de l’action de l’escitalopram par le R-citalopram se trouve confirmée par les
résultats des trois molécules testées sur des modèles animaux de dépression et d’anxiété.
Un des modèles animaux les plus utilisés pour établir
un potentiel antidépresseur est celui des rats soumis à un
stress chronique modéré (chronic mild stress). Des rats
élevés dans des conditions de vie normales se voient
régulièrement proposer de l’eau sucrée à laquelle ils
s’habituent et qu’ils boivent volontiers. Soumis à un stress
pendant plusieurs semaines, ils diminuent leur consommation d’eau sucrée, témoin d’une hypohédonie. Ce
modèle, bien que long et délicat à mettre en œuvre, est
largement utilisé pour sa bonne valeur prédictive. Les antidépresseurs ayant effectivement prouvé leur potentiel
thérapeutique chez l’homme ont régulièrement montré, en
phase de développement préclinique, leur capacité à restaurer la consommation de sucre par les rats dans ces conditions (15). L’escitalopram, à la dose de 4 ou 8 mg/kg/
jour augmente de façon significative la consommation de
sucrose dès la première semaine d’administration, alors
que le citalopram donné à la dose de 8 mg/kg/jour n’atteint
le seuil de signification qu’au bout de la deuxième
semaine. La fluoxétine, à la dose de 9 mg/kg/jour, n’atteint
ce seuil qu’à la troisième semaine et reste globalement
moins efficace que l’escitalopram. Le test confirme par
ailleurs que l’énantiomère R n’a aucun potentiel antidépresseur. Par contre, donné conjointement à la dose de
8 mg/kg/jour au escitalopram 4 mg/kg/jour, il en fait disparaître les effets prohédoniques sur toute la durée de
l’expérience, c’est-à-dire 5 semaines (5, 11).
Un autre modèle animal explorant le potentiel thérapeutique d’un médicament sur la composante anxieuse
de la dépression est celui des vocalisations ultrasoniques
induites par les impulsions électriques aux pattes. Les animaux sont soumis à une série de quatre impulsions électriques de 1 mA. En réponse ils émettent des vocalisations
ultrasoniques soutenues pendant plusieurs minutes après
la série d’impulsions. Un médicament antidépresseur et/
ou anxiolytique a pour effet de réduire le temps d’émissions ultrasoniques provoquées par les impulsions (10,
12). Le citalopram réduit le temps de vocalisations de
façon biphasique : une réduction progressive est observée pour des doses administrées par voie sous-cutanée
allant de 0,15 à 0,5 mg/kg avec un maximum de 64 % puis
la tendance s’inverse et on observe une réapparition pro-
L’Encéphale, 2007 ; 33 : 179-87
Escitalopram et Citalopram : le rôle inattendu de l’énantiomère R
gressive des vocalisations pour des doses croissantes. La
réduction des vocalisations par l’escitalopram est nettement plus importante. L’effet est dépendant de la dose
administrée et va jusqu’à 97 % de réduction à la dose de
4 mg/kg. À l’inverse, de faibles doses de R-citalopram ont
tendance à augmenter les vocalisations (0,5 à 1 mg/kg).
Une diminution n’est observée qu’à partir de 4 mg/kg, la
réduction maximale, de 66 %, n’étant toutefois observée
qu’à la dose de 8 mg/kg (figure 7). Encore une fois, l’escitalopram s’avère plus puissant que le citalopram pour
réduire la composante anxieuse. La présence du R-cita-
Temps de vocalisation (sec)
Escitalopram A
140
120
100
80
60
40
20
0
MODE D’ANTAGONISATION DE L’ESCITALOPRAM
PAR LE R-CITALOPRAM : LE SITE ALLOSTÉRIQUE
DU TRANSPORTEUR DE LA SÉROTONINE
*
*
*
Solv 0,25 0,50 1,0
4,0
B
Temps de vocalisation (sec)
Citalopram
140
120
100
80
60
40
20
0
*
*
*
Solv 0,50 1,0 2,0 4,0
Temps de vocalisation (sec)
R-citalopram C
140
120
100
80
60
40
20
0
*
*
Solv
0,50 1,0 2,0 4,0 7,0
Dose en mg/kg, SC, 30 min
FIG. 7. — L’escitalopram réduit les vocalisations ultrasoniques
induites chez le rat par les impulsions électriques de manière
dose-dépendante et plus puissamment que le citalopram ;
le R-citalopram n’a d’effet qu’à de fortes doses
(d’après Sanchez et al., 2003a).
SC : administration sous-cutanée.
lopram tend à prévenir les effets positifs de l’escitalopram,
au moins aux doses usuelles en rapport avec les doses
thérapeutiques, et explique peut-être aussi le caractère
biphasique de la réponse observée avec le citalopram.
L’effet anxiolytique de l’escitalopram prédomine aux
doses les plus basses de citalopram, alors que l’effet
anxiogène relatif de l’énantiomère R se dévoile quand la
dose de citalopram atteint un certain seuil et réduit, voire
inverse, la réponse globale.
On peut donc conclure de l’ensemble de ces résultats
que le R-citalopram antagonise les effets antidépresseurs
de l’escitalopram. Il est légitime de penser que sa présence dans le racémique limite en partie l’efficacité thérapeutique et réduit sa rapidité d’action.
L’escitalopram (A) réduit les vocalisations de manière dose-dépendante et plus puissamment que le citalopram (B) ; le R-citalopram (C)
n’a d’effet qu’aux fortes doses.
Le phénomène d’antagonisation de l’escitalopram par
le R-citalopram était inattendu. De nombreuses études ont
été menées pour expliciter le mécanisme biochimique
régissant ce phénomène. Certaines sont d’ailleurs encore
en cours.
Une hypothèse originale pour expliquer la différence
d’effets, en terme d’intensité et de vitesse, entre l’escitalopram et l’énantiomère R a été proposée par Sánchez et
collaborateurs. Elle propose l’existence d’une interaction
directe entre les deux énantiomères sur un site particulier
du transporteur de la sérotonine (13).
Ces auteurs s’appuient sur plusieurs constatations
précliniques :
1. l’escitalopram est pharmacologiquement bien plus
actif qu’attendu, pour augmenter le contenu cérébral en
sérotonine, à doses équivalentes au racémique ;
2. cette action est immédiate et directe, comme attesté
par les effets de l’application locale corticale de l’escitalopram ou du mélange escitalopram/R-citalopram ;
3. de même les effets antagonistes du R-citalopram
sont immédiats et directs ;
4. et, enfin, le R-citalopram ne modifie pas la pharmacocinétique de l’escitalopram ; la concentration tissulaire de
l’énantiomère actif est la même pour une même dose administrée, en absence comme en présence de R-citalopram.
Ils supposent donc que l’antagonisme prend place au
niveau moléculaire dans la synapse. Des résultats expérimentaux renforcent cette théorie :
1. l’adjonction de R-citalopram à des doses de 40 à 80
nM sur des cellules de mammifères (COS-1), transfectée
avec le gène du transporteur humain de la sérotonine et
exprimant le transporteur dans leur membrane cytoplasmique, entraîne une diminution de la fixation de l’escitalopram radioactif (14) : le R-citalopram « déplace » l’escitalopram ;
2. les courants ioniques associés à l’activation des
voies sérotoninergiques ont été étudiés sur des ovocytes
de Xénope transfectés avec le gène du transporteur
humain de la sérotonine et chez lesquels, de ce fait, le
185
C. Jacquot et al.
transporteur est présent à leur surface. L’escitalopram
inhibe les courants activés par la sérotonine. Son effet est
moindre lorsqu’il est appliqué en présence de R-citalopram. Il est à noter que sur ce modèle, le R-citalopram,
pris isolément, inhibe lui aussi les courants activés par la
sérotonine, ce qui laisse envisager qu’il doit exercer une
action sur la cascade d’effets prenant place entre le transporteur de la sérotonine et l’activation sérotoninergique
postsynaptique in vivo, mais sur un autre site que le site
médiant les effets de l’escitalopram. Contrairement à
l’escitalopram, l’action du R-citalopram ne passerait pas
par une fixation forte au transporteur ou à un des récepteurs pour la sérotonine (8, 10).
Sánchez et al. rappellent que le transporteur de la sérotonine pourrait présenter au moins deux types de sites de
fonctions distinctes. Le site actif est celui par lequel
s’exerce l’effet d’inhibition de la recapture de la sérotonine
par les ISRSs. Le second type de site régule l’affinité du
ligand pour le site actif (9) via des modifications allostériques de la protéine. L’escitalopram exerce ses effets antidépresseurs en se fixant sur le site actif mais il fait aussi
l’objet d’une régulation allostérique via le second site. Le
R-citalopram quant à lui n’a d’affinité significative que pour
le site allostérique, restant toutefois moins affin que l’escitalopram (figure 8). Bien qu’il ne s’agisse pas d’une propriété générale de la classe des ISRS, la régulation allostérique est commune à plusieurs d’entre eux. La paroxétine
par exemple est, elle aussi, soumise au phénomène de
régulation allostérique, mais à un moindre degré que l’escitalopram, alors qu’il n’existe pas pour la fluoxétine (14).
Un tel fonctionnement n’est pas rare. Il a été décrit, entre
autres, pour les récepteurs GABA A (pour revue, 1), les
récepteurs cholinergiques (4) et les récepteurs glutamatergiques de type ionotropique NMDA (3, 17 ; et pour
revue 16). Il pourrait très bien rendre compte de l’antagonisme du R-citalopram sur l’escitalopram : les remaniements consécutifs à la fixation du R-citalopram sur le site
allostérique du transporteur de la sérotonine induiraient
une modification des qualités de la fixation de l’escitalopram sur le site actif.
CONCLUSION
L’escitalopram est bien une entité distincte du citalopram comme l’a démontré l’exploration approfondie de
leurs effets biologiques respectifs. Par sa spécificité pour
la voie sérotoninergique et son action pharmacologique
optimisée car non entravée par l’action antagoniste du Rcitalopram, il est l’antidépresseur de référence pour la
classe des ISRS.
Il reste cependant à établir de façon certaine l’existence
d’un antagonisme vrai de l’énantiomère R du citalopram
sur l’énantiomère S et à expliciter si cet antagonisme
passe bien par un mécanisme de modification allostérique
du transporteur humain de la sérotonine, afin de pouvoir
clarifier les raisons exactes des différences observées,
tant sur le plan préclinique que clinique, entre les deux
antidépresseurs, citalopram et escitalopram.
186
L’Encéphale, 2007 ; 33 :179-87
Etat basal
Terminaison présynaptique
Transporteur
de la
sérotonine
Site allosterique
Site principal
Sérotonine
Fente synaptique
Citalopram
R
S
Escitalopram
S
S
FIG. 8. — Modélisation du transporteur humain de la sérotonine,
protéine transmembranaire avec les deux sites
de reconnaissance des ISRS (d’après Sanchez et al., 2004).
R : R-citalopram ; S : escitalopram.
À l’état basal, le transporteur recapture la sérotonine dans la terminaison
présynaptique. En présence de citalopram, le site d’action pharmacologique, ou site principal, responsable de l’inhibition du transporteur,
est occupé par l’énantiomère S. Le R-citalopram se fixe quant à lui sur
le site allostérique, ce qui a pour effet de restreindre l’inhibition du transporteur liée à la fixation de l’escitalopram sur le site principal. Cette limitation n’existe pas en présence d’escitalopram seul.
L’Encéphale, 2007 ; 33 : 179-87
Références
1. COSTA E, AUTA J, GRAYSON DR et al. GABAA receptors and
benzodiazepines : a role for dendritic resident subunit mRNAs. Neuropharmacology 2002 ; 43 : 925-37.
2. FABRE V, HAMON M. De nouvelles données pour appréhender les
mécanismes d’action des antidépresseurs : l’apport du Escitalopram. Encéphale 2003 ; 29 : 259-65.
3. MACDONALD JF, MODY I, SALTER MW et al. The regulation of
NMDA receptors in the central nervous system. Prog Neuro Psychopharmacol Biol Psychiatry 1989 ; 13 : 481-8.
4. MAELICKE A, SCHRATTENHOLZ A, SAMOCHOCKI M et al. Allosterically potentiating ligands of nicotinic receptors as a treatment
strategy for Alzheimer’s disease. Behavior Brain Res 2000 ; 113 :
199-206.
5. MONTGOMERY SA, LOFT H, SÁNCHEZ C et al. Escitalopram
(S-enantiomer of citalopram) : clinical efficacy and onset of action
predicted from a rat model. Pharmacol Toxicology 2001 ; 88 : 282-6.
6. MØRK A, KREILGAARD M, SÁNCHEZ C et al. In vitro and in vivo
effects of citalopram and its enantiomers on the serotonin uptake
transporter. Eur Neuropsychopharmacology 2002 ; 12 (Suppl 3) :
S224.
7. MØRK A, KREILILGARD M, SÁNCHEZ C. The R-enantiomer of citalopram counteracts escitaloptram-induced increase in extracellular
5-HT in the frontal cortex of freely moving rats. Neuropharmacology
2003 ; 45 : 167-73.
8. OWENS MJ, KNIGHT DL, NEMEROFF CB. Second-generation
SSRIs : human monoamine transporter binding profile of escitalopram and R-fluoxetine. Biol Psychiatry 2001 ; 50 : 345-50.
Escitalopram et Citalopram : le rôle inattendu de l’énantiomère R
9. PLENGE P, MELLERUP ET, LAURSEN H. Affinity modulation of
[3H]imipramine, [3H]paroxetine and [3H]citalopram binding to the
5-HT transporter from brain and platelets. Eur J Pharmacology Mol
Pharmacology 1991 ; 206 : 243-50.
10. SÁNCHEZ C, BERGQVIST PBF, BRENNUM LT et al. Escitalopram,
the S-(+)-enantiomer of citalopram, is a selective serotonin reuptake
inhibitor with potent effects in animal models predictive of antidepressant and anxiolytic activities. Psychopharmacology 2003a ;
167 : 353-62.
11. SÁNCHEZ C, GRUCA P, PAPP M. R-citalopram counteracts the
antidepresant-like effect of escitalopram in a rat chronic mild stress
model. Behav Pharmacology 2003b ; 14 : 465-70.
12. SÁNCHEZ C. R-citalopram attenuates anxiolytic effects of escitalopram in a rat ultrasonic vocalisation model. Europ J Pharmacology
2003c ; 464 : 155-8.
13. SÁNCHEZ C, BØGESØ KP, EBERT B et al. Escitalopram versus
citalopram : the surprising role of the R-enantiomer. Psychopharmacology 2004 ; 174 : 163-76.
14. WIBORG O, SÁNCHEZ C. R-citalopram decreases the association
of [3H]-S-citalopram with the human serotonin transporter by an
allosteric mechanism. Europ Neuropsychopharmacology 2003 ;
13S4 : S216.
15. WILLNER P. Validity, reliability, and utility of the chronic mild stress
model of depression : a 10-year review and evaluation. Psychopharmacology 1997 ; 134 : 319-29.
16. YAMAKURA T, SHIMOJI K. Subunit- and site-specific pharmaco-logy
of the NMDA receptor channel. Prog Neurobiology 1999 ; 59 : 279-98.
17. ZHENG F, ERREGER K, LOW CM et al. Allosteric interaction
between the amino terminal domain and the ligand binding domain
of NR2A. Nat Neuroscience 2001 ; 4 : 894-901.
187