Facteurs de variabilité de la réponse au médicament d

Noone Félix et Émeric Rageul.
06 / 09 / 2013.
UE 2 Pharmacologie, Facteurs de variabilité de la réponse au médicament d'origine génétique, Professeur Verdier-Lorne
Poly disponible sur l'ent.
Facteurs de variabilité de la réponse au
médicament d'origine génétique
I – Identification de sous-populations en fonction
de la réponse et de la tolérance
Médicament idéal : efficace pour tous, tout le temps et sans effets indésirables.
En vrai...
II – Facteurs de variabilité
A. Origines physiologiques-physiopathologiques
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Âge.
Grossesse.
Sévérité de la maladie.
Pathologie associée.
B. Origines environnementales
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Alimentation.
Co-administration de médicaments.
Tabagisme.
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C. Origines génétiques
Modification de gènes intervenant :
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–
–
Sur la cinétique du médicament (ADME).
Sur les cibles pharmacologiques (récepteurs, cibles, enzymes).
Processus physiopathologiques (mutations oncogéniques).
« La génétique, en partie responsable de la diversité des réponses aux traitements
médicamenteux ? ».
III – Histoire de la pharmacogénétique
Mise en pratique au milieu des années 2000 mais décrite bien avant ça : après la seconde guerre
mondiale chez des sujets noirs américains développant des anémies hémolytiques quand ils
prenaient un anti-paludéen, la primaquine. Cette réaction est due à un déficit enzymatique, la
glucose-6-phosphate déshydrogénase → effet indésirable.
La pharmacogénétique est définie à la fin des années 1950 par Vogel : influence de la génétique sur
la réponse à un traitement.
Elle a subi un développement important lorsque les techniques de biologie moléculaire se sont
améliorées, avec la révolution génétique dans les années 1990-2000 : découverte de la PCR, de
l'amplification de l'ADN...
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En 2007 aux États Unis, information aux prescripteur sur un traitement anticoagulant, la warfarine.
En 2010 aux États Unis et en France, IL28-B et réponse à un traitement, l'interféron.
A. Définitions
L'EMA décrit la pharmacogénétique comme l'influence des variations de la séquence d'ADN sur la
réponse à un médicament.
On cherche à faire le lien entre le profil génétique et la variabilité inter-individuelle de la réponse à
un traitement médicamenteux.
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Pharmacogénétique : variabilité de la séquence d'ADN.
Pharmacogénomique : variabilité de la séquence d'ADN + de l'expression des gènes.
B. Objectifs de la pharmacogénétique
Participer à une meilleure compréhension et anticipation de la réponse au traitement que va pouvoir
avoir un patient → rêve de la médecine la plus personnalisée possible.
On essaye donc de mieux connaître la variabilité inter-individuelle et de mieux prendre en compte
les facteurs génétiques pour adapter tant la molécule que la posologie.
IV – Rappels de génétique
A. Transmission Mendélienne
Les gènes des chromosomes peuvent varier d'une personne à une autre : les différentes versions d'un
même gène sont appelées allèles. Entre les deux allèles, il peut y avoir des petites variations.
Les individus auront différents génotypes en fonction des allèles exprimés : c'est le polymorphisme
génotypique.
B. SNP : Single Nucleotide Polymorphisme
Concerne la variation d'une seule paire de base sur un allèle → concerne potentiellement
l'expression d'une protéine. La plupart du temps en pharmacogénétique, on observe le changement
d'une paire de base.
Les SNP représentent 90% des variations génétiques humaines. Variation d’un individu à l’autre de
3 à 8 millions de bases sur un total de 3 milliards
Les SNP peuvent se trouver à n'importe quel endroit du génome → endroits silencieux et endroits
avec conséquences plus ou moins graves.
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Différents types de mutation par substitution :
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Mutation faux sens : possible modification de la séquence protéique.
Mutation non sens : transforme un acide aminé en codon stop → protéine tronquée.
Mutation silencieuse : pas de changement de l'acide aminé.
V – Moyens d'investigations
Deux façons :
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Le génotypage : on regarde le gène : mise en évidence de mutations.
–
Le phénotypage : on regarde la protéine en elle même → mise en évidence de son
efficacité.
A. Le phénotypage
On donne un médicament de référence aux patients, on mesure la concentration de la molécule mère
et la concentration de son métabolite : le rapport des deux donne un indice de métabolisation
permettant de voir si la protéine impliquée dans le métabolisme de la molécule est sous-exprimée,
bien exprimée ou sur-exprimée.
Un rapport métabolique petit indique une forte activité métabolique (plus de métabolite que de
molécule mère).
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On peut effectuer un test fonctionnel in vivo. Cette méthode implique des prélèvements réguliers
sur 12h.
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Avantage : le résultat est valable pour tous les médicaments métabolisés par cette voie.
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Inconvénients : le résultat est très dépendant de l'environnement du patient, et ce test
oblige le patient à prendre un médicament dont il n'a pas forcément besoin
Test ex-vivo possible à partir d'un prélèvement sanguin ou d'une biopsie, pas facile à réaliser →
conditions de prélèvement exigeantes.
B. Le génotypage
On recherche un SNP directement sur les gènes du patient. Il suffit d'un prélèvement de sang ou de
tissu puis techniques de biologie moléculaire, selon le nombre et la nature des mutations à identifier.
Approche précise et à grande échelle, mais qui ne tient pas compte de l'environnement du patient.
C. Du génotype au phénotype
D. Du phénotype au génotype
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VI – Polymorphisme génétique et
pharmacocinétique
A. Au niveau du métabolisme
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Vitesses de biotransformation (métaboliseur lent / rapide / ultrarapide).
Absence de biotransformation.
Touche la majorité des voies de biotransformation :
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Cytochromes : 2D6, 2C19, 2C9, 3A5.
Transférases : acétyl-, glutathion- et glucurono-conjugaison.
Autres : déaminases, aldéhyde et alcool déshydrogénases.
B. Au niveau du transport
Protéines d'efflux : glycoprotéine P etc.
C. Exemples
1. Métabolisme d'oxydation : les cytochromes P450
a. CYP 2D6
Phénotypage sur ce cytochrome : mesure dans les urines : trois groupes se distinguent dans la
population caucasienne :
–
–
–
Ultrarapides (UR).
Intermédiaires (EM).
Lents (PM) : environ 9% de la population caucasienne.
Depuis, on a étudié plus en détail ce CYP 2D6 : 90 variants. Quatre variants sont associés à une
perte d'activité du cytochrome, un seul est associé à une hyper activité.
Conséquences variables selon les molécules :
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–
Accumulation de la molécule : effets indésirables.
Pas d'effets thérapeutiques des prodrogues.
Exemple de la codéine :
–
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Absence d'effet analgésique : 7-10% de la population qui n'exprime pas le CYP2D6.
Effets indésirables : dépression respiratoire si trop d'expression du CYP2D6.
Car codéine → CYP2D6 → morphine
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Le tamoxifène est également métabolisé par le CYP 2D6 : une mutation du CYP 2D6 peut
engendrer une moindre efficacité de ce traitement anti-cancéreux.
b. CYP 3A5
Tacrolimus en transplantation rénale. Ce dernier est métabolisé par le CYP 3A5.
2. Métabolisme de méthylation : TPMT
Exemple de l'azathioporine (cancérologie, transplantation, gastro-entérologie).
6-thioguanines et acide thiourique toxiques (ça ne se voit pas bien sur la capture)
Parmi les patients traités, certains développaient des effets indésirables graves, du fait d'un déficit
de la TPMT → moindre métabolisme par la voie de gauche, plus de production de 6-thioguanine
(toxique).
Conséquences cliniques du polymorphisme de la TPMT :
–
En cas de déficit : 6-TGN augmente beaucoup (myélotoxicité ++) → posologie standard
divisée par 15.
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En cas d'hyperactivité : 6-TGN diminue beaucoup : échappement thérapeutique.
Phénotypage : test fonctionnel sur globules rouges : mesure de l'activité enzymatique in vitro de la
TMPT ou dosage sanguin des 6-TGN et 6-MMP.
3. Métabolisme de phase II : glucuronidation
UGT 1A1 : UDP-Glycosyltransférase polypeptidase A1 responsable de glucuronidation :
Mais SN38 est actif et toxique (diarrhées, neutropénies) donc en cas de déficit d'UGT 1A1, on a
plus de métabolisation du SN38 et accumulation de celui ci → toxicité.
VII – Polymorphisme génétique et
pharmacodynamie
A. Voies de signalisation de l'EGFR
Cétuximab : anticorps dirigés contre le récepteur de l'EGF (HER-1). Blocage du récepteur et de la
voie de signalisation.
Inhibition de :
–
–
–
–
Prolifération cellulaire.
Résistance à l'apoptose.
Angiogénèse.
Invasion et diffusion métastatique.
Résistance au cétuximab : mutation d'un des effecteurs des voies de signalisation de l'EGF en aval
du récepteur.
Mutation Ras : facteur de résistance au traitement. Protéine continuellement active. Aucun patient
répondeur n'est porteur de la mutation, environ 70% des non répondeurs présentent une mutation
Modification d’AMM: Prescription restreinte aux formes sans mutation tumorale K-Ras.
B. HLA et pharmacogénétique
Allèles HLA prédictifs de réactions immunoallergiques (effets indésirables type B).
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Complexe HLA-haptène ne peut se former qu'en présence d'un allèle HLA spécifique (prédictif de
l'effet indésirable).
Principaux exemples :
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L'allèle HLA-B5701 et risque d'hypersensibilité à l'abacavir (obligatoire avant début du
traitement dans plusieurs pays dont la France).
–
L'allèle HLA-B1502 (population asiatique → pas forcément les mêmes allèles présents
en fonction des origines des gens) et le syndrome de Stevens-Johnson de la
carbamazèpine.
C. Autres exemples
–
Récepteur VKORC1 et antiagrégants plaquettaires.
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Polymorphisme du récepteur β2 et réponse aux β-stimulants (asthme).
–
Récepteurs a la ryanodine (régulation du [Ca2+] intracellulaire) et hyperthermie
maligne après anesthésie générale.
–
Polymorphisme du transporteur de la sérotonine et réponse aux antidépresseurs
inhibiteurs de la recapture de la sérotonine
VIII – Place de la pharmacogénétique
A. À priori
–
Identification des facteurs de susceptibilité individuelle au traitement.
–
Détermination préalable du statut répondeur / non répondeur / à risque.
–
Individualisation des thérapeutiques en fonction du profil génétique du patient / de la
maladie (tumeur).
–
Dès les phases de développement, prise en compte des origines ethniques,
déterminations des enzymes du métabolisme et des polymorphismes.
–
Élaboration de modèles PK prenant en compte comme co-variable le statut génétique →
adaptation de la posologie à priori.
B. À posteriori
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Survenue de toxicité / Échappement thérapeutique.
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Post AMM : pharmaco-vigilance, groupes à risque ?
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