Mini-revue Sang Thrombose Vaisseaux 2006 ; 18, n° 5 : 265-9 Dérivés du GLP-1 et inhibiteurs de la DPP-IV : perspectives dans le traitement du diabète de type 2 Jean-Frédéric Blicklé Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 25/05/2017. Service de Médecine interne, Diabète et Maladies métaboliques, hôpitaux universitaires de Strasbourg, 67091 Strasbourg Cedex <[email protected]> La découverte des potentialités offertes dans le traitement du diabète de type 2 par le GLP-1, une hormone insulinotropique d’origine digestive, a conduit au développement de diverses molécules apparentées à cette incrétine comme l’exénatide, ou d’analogues du GLP-1 d’action prolongée comme le liraglutide. Administrés par voie sous-cutanée, ces agents ont démontré leur efficacité dans la réduction de l’hyperglycémie et des taux d’HbA1c de patients diabétiques de type 2, sans majoration du risque d’hypoglycémie et sans prise de poids. L’inhibition pharmacologique de la dipeptidyl-peptidase IV, l’enzyme responsable de la dégradation du GLP-1 naturel, représente une autre approche prometteuse dans le traitement du diabète. Certains de ces inhibiteurs, qui peuvent être administrés par voie orale, sont actuellement en phase 3 de développement clinique. Leur efficacité sur le contrôle métabolique paraît établie, mais des études complémentaires sont nécessaires pour en confirmer la tolérance, qui pourrait être améliorée par une meilleure sélectivité de ces agents. Mots clés : diabète de type 2, GLP-1, exénatide, liraglutide, dipeptidylpeptidase IV C hez le sujet normal, une charge orale en glucose s’accompagne d’une réponse insulinique plus importante que celle provoquée par une perfusion intraveineuse de glucose permettant d’atteindre une glycémie équivalente. Cet effet dit « incrétine » est lié pour l’essentiel à la sécrétion de deux hormones intestinales, le glucagon-like-peptide-1 (GLP-1) et le glucose dependent insulinotropic polypeptide également appelé gastric inhibitory polypeptide (GIP). Chez le diabétique de type 2, la sécrétion de GLP-1 apparaît légèrement diminuée et l’effet insulinosécrétagogue du GIP réduit [1]. Ces données expliquent le développement du GLP-1 et de molécules apparentées dans le traitement du diabète de type 2 (DT2). Tirés à part : J.-F. Blicklé STV, vol. 18, n° 5, mai 2006 265 Le GLP-1 : données physiologiques Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 25/05/2017. Le GLP-1 est un peptide dérivé du proglucagon sécrété en réponse à des repas mixtes par les cellules L localisées de façon prédominante au niveau du tractus digestif inférieur. Deux formes sont biologiquement actives : le GLP-1 (7-37) et le GLP-1 (7-36 amide) qui prédomine dans la circulation. La demi-vie du GLP-1 est extrêmement courte (1-2 minutes) du fait de sa dégradation rapide par une enzyme relativement ubiquitaire et peu spécifique, la dipeptidylpeptidase IV (DPP-IV) conduisant à la formation d’un dérivé inactif, voire antagoniste. Les effets du GLP-1 sont médiés par leur liaison à un récepteur spécifique membranaire couplé à une protéine G et agissant par la voie de l’AMP cyclique [1-4]. Le GLP-1 possède différentes propriétés pharmacodynamiques en faisant un candidat intéressant dans la thérapeutique du DT2 [1, 2] : – un effet insulinosécrétagogue strictement glucosedépendant et qui disparaît pour des valeurs glycémiques inférieures à 0,80 g/L. Cet effet sur la sécrétion d’insuline s’accompagne d’une stimulation de sa synthèse et d’un effet trophique sur la cellule b (différenciation de cellules progénitrices, réduction de l’apoptose, prolifération des cellules b) ; – une inhibition de la sécrétion de glucagon également glucose-dépendante, n’empêchant pas la contre-régulation hormonale de s’exercer pour des glycémies inférieures à 0,65 g/L ; – un ralentissement de la vidange gastrique et une réduction du péristaltisme intestinal ainsi qu’une diminution de l’activité sécrétoire du tractus digestif supérieur ; – un effet satiétogène conduisant à une réduction de la prise alimentaire et à une perte pondérale. Cet effet pourrait faire intervenir des afférences vagales ou résulter d’une action directe du GLP-1 circulant sur des régions du SNC non protégées par la barrière hémoencéphalique et dotées de récepteurs. Plusieurs études d’administration intraveineuse de courte durée (quelques heures) ont confirmé que le GLP-1 permettait de contrôler la glycémie à jeun du diabétique de type 2 et que son effet insulinotrope était glucose-dépendant et sans risque d’hypoglycémie. Cet effet thérapeutique est obtenu par des concentrations plasmatiques de 50 à 120 pmol/L, trois à cinq fois supérieures à celles atteintes après un repas mixte. S’il n’y a pas de patients diabétiques de type 2 non répondeurs absolus, la possibilité d’obtenir une normalisation glycémique dépend de la persistance d’une masse b cellulaire critique. Une hyperglycémie modérée et des concentrations d’insuline élevées apparaissent ainsi prédictives d’une bonne réponse thérapeutique [1]. 266 L’utilisation thérapeutique au long cours du GLP-1 reste toutefois handicapée par la nécessité d’une administration intraveineuse. De ce fait, des essais d’administration souscutanée continue ont été effectués. Cette voie aboutit à des concentrations circulantes apparemment équivalentes à celle de la voie intraveineuse en dosages radio-immunologiques mais dont, pour des raisons mal comprises, l’efficacité thérapeutique et les effets indésirables sont à l’évidence moindres. C’est ainsi que des doses de 2,4 à 4,8 pmol/kg/min sont nécessaires en sous-cutané contre seulement 0,4 à 1,2 pmol/kg/min en intraveineux pour obtenir un effet thérapeutique significatif [1]. En dehors des contraintes d’administration parentérale liées à la nature peptidique du produit, se pose le problème de la dégradation extrêmement rapide du GLP-1 sous l’effet de la DPP-IV. C’est pour cette raison qu’ont été développés des dérivés du GLP-1 d’action prolongée, résistant à l’action de la DDP-IV ou d’agonistes du récepteur, de structure apparentée à celle du GLP-1. Une autre voie de recherche est l’inhibition pharmacologique de la DPP-IV [3-5]. Dérivés du GLP-1 Exénatide (AC 2993) L’exendine-4, un puissant agoniste du récepteur du GLP-1 ayant une homologie de séquence de 52 % avec l’hormone humaine, a été isolé dans la salive d’un lézard, Heloderma suspectum. Sa forme synthétique, l’exénatide, a une demivie de 2 à 4 heures et peut être administrée en 2 injections sous-cutanées quotidiennes [6]. Trois essais de phase 3, ayant inclus un total d’environ 1 100 patients ont évalué l’effet de l’exénatide chez des diabétiques de type 2 insuffisamment contrôlés par une monothérapie par metformine ou sulfamide hypoglycémiant ou par une association sulfamide-metformine (HbA1c moyenne > 8 % dans les 3 essais). Le médicament a été administré par voie sous-cutanée, 15 minutes avant le repas du matin et du soir, à une dose unitaire de 5 ou 10 lg. La baisse d’HbA1c obtenue a été de 0,4 à 0,55 % à la dose de 2 × 5 lg et de 0,77 à 0,86 % à la dose de 2 × 10 lg et, par rapport au groupe placebo, une proportion plus grande de patients a atteint des valeurs d’HbA1c < 7 % après 30 semaines de traitement (tableau I). Parallèlement, une diminution de la glycémie à jeun et des glycémies postprandiales a été observée sous exénatide dans les 3 études [6]. L’évolution pondérale a été favorable sous exénatide, avec une perte de poids de 0,8 à 1,6 kg à la dose de 2 × 5 lg, de 1,6 à 2,8 kg à la dose de 2 × 10 lg contre seulement 0,3 à 0,9 kg sous placebo (NS). STV, vol. 18, n° 5, mai 2006 Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 25/05/2017. Tableau I. Pourcentage de patients atteignant une HbA1c < 7 % sous exénatide versus placebo (d'après [6]) Traitement N Placebo Exénatide 2 x 5 Exénatide 2 x 10 Metformine Sulfamide Met + SU 240 237 554 13 % 9% 9% 32 % 33 % 27 % 46 % 41 % 34 % Chez les patients ayant suivi la phase d’extension de ces études, les effets favorables de l’exénatide sur le contrôle glycémique et le poids se sont maintenus pendant 82 semaines, les triglycérides se sont abaissés de 0,37 g/L, le cholestérol-HDL a très légèrement augmenté, la pression artérielle systolique a diminué de 1,5 mmHg et la diastolique de 3,2 mmHg [6]. L’exénatide a été comparé à l’insuline glargine dans un essai randomisé multicentrique d’une durée de 26 semaines ayant inclus des diabétiques de type 2 mal contrôlés par une association metformine + sulfonylurée (HbA1c ≈ 8,2 %). Les deux stratégies ont conduit à une amélioration équivalente du contrôle glycémique, mais les patients du groupe exénatide ont perdu 2,3 kg, tandis que ceux du groupe glargine ont pris 1,8 kg [6]. Dans ces divers essais, la tolérance de l’exénatide est apparue bonne, les effets indésirables les plus fréquents étant des troubles gastro-intestinaux modérés (nausées, vomissements, diarrhées), des sensations de malaise ou des céphalées. Seuls 2 % des patients sous exénatide 5 lg et 4 % sous exénatide 10 lg sont sortis d’essai pour effets indésirables (< 1 % dans les groupes placebo). Des hypoglycémies ont été rarement observées sous exénatide et ce uniquement en association avec un sulfamide hypoglycémiant. Un seul cas d’hypoglycémie sévère a été relevé chez un patient recevant de l’exénatide 5 lg en association à une combinaison metformine + sulfamide hypoglycémiant. Par comparaison à l’insuline glargine, les hypoglycémies nocturnes ont été plus rares sous exénatide (0,9 versus 2,4 par patient-année) [6]. Des anticorps anti-exénatide ont été détectés à la 30e semaine chez près d’un patient sur deux. Leur titre était généralement faible et leur présence n’était pas associée à un déséquilibre glycémique ou à des événements indésirables [6]. Ces résultats ont conduit à l’approbation par la FDA de l’exénatide pour le traitement du diabète de type 2 insuffisamment contrôlé par la metformine et/ou un sulfamide hypoglycémiant. Liraglutide (NN 2211) Le liraglutide est un analogue du GLP-1 d’action prolongée dont la structure diffère de l’hormone naturelle par la subs- titution d’un acide aminé et par un radical acyl permettant sa liaison à l’albumine [7]. Après injection sous-cutanée chez le volontaire sain, sa demi-vie biologique est de 11 à 15 heures, ce qui autorise son utilisation en une administration quotidienne. Chez des diabétiques de type 2 en déséquilibre modéré (HbA1c = 7,6 %), un essai en double aveugle contre placebo a démontré l’efficacité de posologies allant de 0,225 à 0,75 mg/jour sur le contrôle glycémique, la diminution de l’HbA1c à 3 mois atteignant 0,75 % et celle de la glycémie à jeun 1,8 mmol/L à la dose la plus forte [4, 5]. Une perte de poids de 1,2 kg a été notée dans le groupe liraglutide 0,45 mg. Un groupe comparatif traité par glimépiride (14 mg) en ouvert a également amélioré son contrôle glycémique avec toutefois une discrète prise pondérale. Un autre essai dose-réponse d’une durée de 12 semaines a testé différents dosages de liraglutide (0,045 à 0,75 mg) par comparaison à la monothérapie par metformine 2 × 1 g/jour. Il n’a pas été mis en évidence de différence significative entre le liraglutide aux doses de 0,45, 0,60 ou 0,75 mg et la metformine en ce qui concerne l’évolution de l’HbA1c ou du poids. La glycémie à jeun était toutefois légèrement moins bien contrôlée dans le groupe liraglutide 0,75 mg. Les doses inférieures à 0,45 mg ont été insuffisantes pour assurer un contrôle glycémique équivalent à celui obtenu par la metformine [7]. En association à la metformine, le liraglutide a permis d’obtenir un meilleur contrôle glycémique (baisse de l’HbA1c de 1,1 %) que le glimépiride et a conduit à une perte de poids après 5 semaines de traitement. Les effets indésirables sont ceux observés avec le GLP-1. Ils sont généralement transitoires et ne se sont pas accompagnés dans les divers essais mentionnés d’arrêt du traitement. Si les doses sont titrées de façon progressive, des posologies atteignant 2 mg/jour peuvent être atteintes sans majoration des effets secondaires [1]. CJC-1131 Ce dérivé, substitué par un résidu D-Ala en position 8 et possédant une partie C-terminale réactive permettant une liaison covalente avec l’albumine lui conférant une demivie équivalente à celle-ci, a fait l’objet d’études chez le volontaire sain. Sa demi-vie d’élimination est comprise STV, vol. 18, n° 5, mai 2006 267 entre 9 et 14 jours. Son effet dose-dépendant sur la glycémie se maintient au minimum 48 heures et peut atteindre 8 jours chez certains sujets [2-4]. La molécule, autorisée à poursuivre des essais de phase 2, n’a toutefois fait l’objet d’aucune publication depuis 2004. Inhibiteurs de la DDP-IV Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 25/05/2017. L’inhibition de la dipeptidyl-peptidase-IV, une sérine protéase membranaire et circulante responsable du clivage de plusieurs peptides dont l’avant-dernier acide aminé N-terminal est un résidu proline ou alanine, inactivant le GLP-1, représente une alternative thérapeutique séduisante aux dérivés précédemment cités du fait de la possibilité d’administration orale du produit [3-5]. À ce jour, plus de 200 brevets d’inhibiteurs de la DDP-IV appartenant à trois grandes familles sur le plan de la structure chimique et du type d’inhibition ont été déposés par une trentaine de laboratoires, mais il est vraisemblable qu’un petit nombre seulement verront le jour. Les molécules actuellement en phase 2/3 de développement clinique sont mentionnées dans le tableau II [8]. La plus avancée semble être le LAF-237, qui, du fait de sa durée d’action plus longue, semble avoir pris le relais du DVP-DPP 728 dont les premiers résultats chez des diabétiques de type 2 avaient été publiés dès 2002. En monothérapie, chez des patients naïfs, le LAF-237 à la dose de 2 × 25 mg/jour a permis d’obtenir une réduction à 3 mois de l’HbA1c de 0,6 % par comparaison à un groupe placebo. L’efficacité était supérieure lorsque l’HbA1c était comprise entre 8 et 9,5 %. L’événement indésirable le plus Tableau II. Inhibiteurs de la DPP-IV en phase 2-3 de développement clinique (d'après [8]) Laboratoire 268 DVP DPP-728 Novartis LAF-237 Novartis MK-0431 Merck BMS-477118 Bristol-Myers Squibb P 32/98 Probiodrug P 93/01 = PSN-9301 GW-229A Probiodrug/ Prosidion GlaxoSmithKline Type d’inhibition analogue ; liaison covalente ; modification d’activité analogue ; liaison covalente ; modification d’activité inhibiteur cyclique non peptidique ; liaison non covalente ; réversible analogue ; liaison covalente ; modification d’activité analogue ; liaison non covalente ; réversible liaison non covalente ; réversible liaison covalente ; modification d’activité fréquent a été la survenue d’hypoglycémies mineures chez 10 % des patients traités [8]. Cet agent a également été testé à la dose de 1 × 50 mg/jour contre placebo en association à la metformine. Une baisse de l’HbA1c de 0,6 % à 3 mois, de la glycémie à jeun de 1,2 mmol/L et des glycémies postprandiales de 2,2 mmol/L a été obtenue. Une extension de cette étude à 52 semaines suggère une stabilité du contrôle glycémique. Il ne semble pas y avoir d’effet sur le poids. Des résultats encourageants ont également été obtenus avec le MK-0431, qui entre également en phase 3 de développement clinique [8]. S’il semble logique d’attribuer l’effet thérapeutique de ces molécules à l’augmentation de la durée de vie et de l’effet biologique des incrétines endogènes et plus particulièrement du GLP-1, la question d’autres mécanismes reste à ce jour ouverte. En effet, l’inhibition de la DDP-IV ne s’accompagne que d’une majoration modeste des taux circulants de GLP-1, nettement inférieurs à ceux atteints dans les essais thérapeutiques utilisant des perfusions intraveineuses de GLP-1. Il faut toutefois souligner que les taux circulants de ces hormones pariéto-digestives ne sont très certainement qu’un mauvais reflet de leurs concentrations portales et de leur activité biologique. C’est probablement aussi du fait de la nécessité d’utiliser des doses supra-physiologiques de GLP-1 par voie parentérale que celui-ci ou ses analogues provoquent des effets indésirables non observés avec les inhibiteurs de la DPP-IV. Le caractère progressif des effets des inhibiteurs de la DPP-IV suggère toutefois des effets à plus long terme sur la cellule b. De même, la survenue d’hypoglycémies avec le DVP-DPP 728 et le LAF-237 en monothérapie ne semble pas pouvoir être expliquée uniquement par l’effet incrétine. Des incertitudes subsistent quant à la possibilité d’effets indésirables liés à l’inhibition du clivage par la DPP-IV d’autres substrats que le GLP-1 ou le GIP ; en particulier certains neuropeptides, diverses cytokines (la DPP-IV est exprimée à la surface des lymphocytes T où elle est connue sous le nom de CD 26), certaines enzymes comme la protéine a d’activation des fibroblastes exprimée chez l’adulte sur les fibroblastes activés et dans certains cancers, la DPP 8 et la DPP 9, des enzymes cytosoliques largement distribuées et incriminées dans certains effets toxiques observés chez l’animal (alopécie, thrombopénie, anémie, splénomégalie...). Ces problèmes de tolérance devraient être limités par une augmentation de la sélectivité des inhibiteurs utilisés en thérapeutique, comme cela a été mis en évidence chez l’animal [9]. STV, vol. 18, n° 5, mai 2006 Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 25/05/2017. Conclusion Les analogues du GLP-1 pourraient ouvrir prochainement une nouvelle voie dans le domaine du traitement du déficit b cellulaire du diabétique de type 2, car en plus de leur effet glucose-dépendant sur l’insulinosécrétion, ils augmentent la synthèse de l’hormone et exercent un effet trophique sur la cellule b. Les contraintes liées à l’administration parentérale, leurs effets indésirables digestifs et leur coût probablement supérieur à celui des thérapeutiques classiques en limiteront toutefois l’utilisation. D’un maniement plus simple, les inhibiteurs de la DPP-IV offrent également des perspectives thérapeutiques intéressantes, mais des données cliniques supplémentaires sont nécessaires avec les diverses molécules de cette classe extrêmement hétérogène pour en préciser les modalités optimales d’utilisation thérapeutique et la toxicité éventuelle liée à une interférence avec le clivage enzymatique d’autres substances peptidiques naturelles. ■ Références Abstract GLP-1 derivatives and dipeptidyl peptidase IV inhibitor in the treatment of type 2 diabetes The discovery of the therapeutic potential of GLP-1, an insulinotropic gut hormone, in the management of type 2 diabetes has led to the development of several incretin mimetics, such as exenatide, or long acting GLP-1 analogues, such as liraglutide. Given subcutaneously, these agents have demonstrated their efficacy in reducing blood glucose and HbA1c levels of type 2 diabetic patients, without any increase in the incidence of hypoglycaemia or weight gain. The pharmacologic inhibition of the dipeptidyl peptidase IV, the enzyme responsible for the inactivation of the natural GLP-1 is another promising approach in diabetes therapy. Some of these inhibitors, which can be given orally, are presently tested in phase 3 clinical trials. Their metabolic efficacy seems to be established but further studies are needed in order to assess their safety which could probably be increased with the development of highly selective enzyme inhibitors. Key words: 2 diabetes, GLP-1, exenatide, liraglutide, dipeptidyl peptidase IV 1. Nauck MA, Meier J-J. Glucagon-like peptide 1 and its derivatives in the treatment of diabetes. Regul Pept 2005 ; 128 : 135-48. 2. Gautier JF, Fetita S, Sobngwi E, Salaün-Martin C. Biological actions of the incretins GIP and GLP-1 and therapeutic perspectives in patients with type 2 diabetes. Diabetes Metab 2005 ; 31 : 233-42. 3. Holst JJ, Orskovc C. The incretin approach for diabetes treatment. Modulation of islet hormone release by GLP-1 agonism. Diabetes 2004 ; 53 : S197-S204. 4. Nielsen LL. Incretin mimetics and DPP-IV inhibitors for the treatment of type 2 diabetes. DDT 2005 ; 10 : 703-10. 5. Deacon CF. Perspectives in diabetes. Therapeutic strategies based on glucagon-like peptide 1. Diabetes 2004 ; 53 : 2181-9. 6. Keating GM. Exenatide. Drugs 2005 ; 65 : 1681-92. 7. Feinglos MN, Saad MF, Pi-Sunyert FX. Effects of liraglutide (NN2211), a long-acting GLP-1 analogue, on glycaemic control and bodyweight in subjects with type 2 diabetes. Diabet Med 2005 ; 22 : 1016-23. 8. Demuth HU, McIntosh CHS, Pederson RA. Type 2 diabetes. Therapy with dipeptidyl peptidase IV inhibitors. Biochim Biophys Acta 2005 ; 1751 : 33-44. 9. Lankas GR, Leiting B, Roy RS, et al. Dipeptidyl peptidase IV inhibition for the treatment of type 2 diabetes. Potential importance of selectivity over dipeptidyl peptidases 8 and 9. Diabetes 2005 ; 54 : 2988-94. STV, vol. 18, n° 5, mai 2006 269