Cours ENSPC Paris

METABOLISME
Recherche de métabolites réactifs
Prévision des effets indésirables d ’une molécule par la
prédiction de sa potentialité à former des métabolites réactifs
XENOBIOTIQUE
INTERMEDIAIRES REACTIFS ELIMINATION
EFFETS SECONDAIRES DETOXIFICATION
METABOLISME CUTANE DES XENOBIOTIQUES
EXISTENCE D ’ UN « FIRST PASS EFFECT »
Présence des principaux enzymes de métabolisation
au niveau cutané
Existence d ’un « first pass effect » , particulièrement
pour les molécules ayant un flux de pénétration lent
Peut entraîner une modulation de l ’activité/toxicité
des molécules
Effet des inducteurs/inhibiteurs sur l ’activité des enzymes
(interaction entre molécules actives)
METABOLISME DES XENOBIOTIQUES
ET THERAPIE: CONCEPTS
biodisponibilité locale élevée
absorption systémique réduite
THERAPIE SYSTEMIQUE
THERAPIE LOCALE
biodisponibilité locale réduite
absorption systémique élevée
METABOLISME
Métabolisme des composés utilisés en dermatologie
Substrats Enzymes Références
Propanolol Oxidoréductases Ademola, 1993
Acide retinoique Oxidoréductases Duell, 1992
Clotrimazole Oxidoréductases Merck, 1989
Estradiol Oxidoréductases Weinstin, 1968
Hydrocortisone Oxidodéductases Hsia, 1966
Progesterone, testostérone 5 alpha réductases Kao, 1900
Vidarabine Hydrolases Yu, 1980
Peroxide de benzoyl Hydrolases Kao, 1900
Butyrate de Fluocortine Hydrolases Mûtzel, 1977
Valerate de difluorocortolone Hydrolases Tauber, 1977
Monoxil Transférases Wong, 1993
Androstane diol Transférases Rittmaster, 1993
17 valerate de betamethazone Isomérase Cheng, 1983

METABOLISME CUTANE DES XENOBIOTIQUES
ET THERAPIE LOCALE
application locale d ’un composé inactif
mais pénétrant
métabolisation locale du composé inactif en
en composé actif au niveau cutané
ex :esters de théophylline, 5 fluorouracil, esters de corticoïdes…
mais
si la métabolisation locale est incomplète possibilité de
biotransformation de la prodrug dans la voie systémique
conduisant à des effets secondaires
PRODRUG
METABOLISME CUTANE ET THERAPIE LOCALE
application locale d ’un composé actif à faible potentiel
pénétrant et ayant une toxicité systémique
métabolisation locale d ’un composé actif en un composé
inactif au niveau sysmétique
mais:
possibilité de biotransformation incomplète de la softdrug dans la
peau conduisant à un taux élevé du composé dans le sang
SOFTDRUG
METABOLISME
Principaux enzymes cutanés
Enzymes Réactions
Cytochrome P-450 OXIDATION
hydroxylation aliphatique
hydroxylation aromatique
epoxidation
N,O,S dealkylation
déamination oxydative
N, S oxydation
désulfuration
déhalogénation oxydative
Flavine monooxygenase OXIDATION
N, S oxydation
Réductases REDUCTION
azoréduction
nitroréduction
Estérases HYDROLYSES
Amidases HYDROLYSES
Epoxydes hydrolases HYDRATION
Alcool déhydrogénases OXYDOREDUCTION
METABOLISME CUTANE
Identification des Cytochromes P-450 dans la peau et le foie
HOMME RONGEUR
Famille Sous famille Peau Foie Peau Foie
I IA1 and IA2 + + + +
IB1 + ? ? ?
II IIB1 and IIB2 ? - + +
IIC ? + ? +
IID ? + ? +
II E1 ? + + +
III IIIA ? + + +
IV IVA - + - +

METABOLISME CUTANE
Activité CYP-450 IA1 dans le foie et la peau
Espèces Activité (nmol / min /mg de proteine)
Peau Foie Références
Rat 1,09+/-0,13 43,1+/-12,5 Muktar and Bickers 1981
Souris 0,06+/-0,01 35,0+/- 7 Lilienblum1985
Homme 0,58+/-0,06 ND Bickers et al1984
METABOLISME
Polymorphisme des enzymes de métabolisation
Enzymes Subtrats associés
ENZYMES DE PHASE I
CYP IA1 Amines aromatiques,
hydrocarbures polycycliques
CYP 2A6 Coumarine
CYP 2C9 NAIS drug, phenytoine, tolbutamide
CYP 2C19 Omprazol, Imipramine, diazepan
CYP 2D6 Antidepresseurs tricycliques, β blockers
CYP 2E1 Dapsone, carbamazepine, acetaminophene
ENZYMES DE PHASE II
N-acetyl transférase II Isoniazide, dapsone
Glutathion-S-transférase Halotane
NAD(P)H-quinone réductase Amino nitroaromatiques, quinones, azo
Phenol sulfotransférase (P-PST) Hydroxyamines aromatiques
METABOLISME
Inducteurs et inhibiteurs des cytochromes P-450 utilisés en dermatologie
Substrats Inhibiteurs Inducteurs
Antihistamines Clotrimazole Cyclosporine
Chloroquine Griseofulvine Dexamethasone
Cyclosporine Itraconazole Charbon (PAH)
Charbon (PAH) Ketoconazole Psoralène
Dapsone Liarazole Acide retinoique
Glucocorticoides Miconazole Rifampicine
Griséofulvine Psoralène
Hydroxychloroquine Acide retinoique
Imidazoles
Psoralènes
Acide retinoique
Stéroides
Vit D
METABOLISME
Induction et inhibition des enzymes de Phase I (CYP-450)
Enzymes Inducteurs Induction (%/ témoin)
Cytochrome P-450
Benzo(a)pyrene PAH / PCB / BNF 150 - 1500
Ethoxycoumarine 800 - 1000
Ethoxycoumarine Phenobarbital 400
Ethoxycoumarine Steroides 500
Aldrine 800
Benzo(a)pyrene UV 200
Ethoxyresorufine UV 250
Benzo(a)pyrene UV + charbon 850
Ethoxycoumarine UV + charbon 1250

METABOLISME
Monooxydases flaviniques
Activité relativement élevée chez le rongeur
Substrats: xenobiotiques contenant des groupements nitriques,
soufrés, phosphorés (phorate, methimazole, thiobenzamine…)
Substrats communs avec les Cytochromes P-450
Rôle dans les tissus d’activité P-450 peu élevée
(poumon, peau, intestin)
METABOLISME CUTANE
Activité FMO des microsomes cutanés et hépatiques
Substrats Activité (nmol / min /mg de proteine)
Peau Foie Peau / foie
Methimazole 0,35+/-0,14 3,4+/-0,6 10
Thiobenzamidine 0,32+/-0,13 1,7 +/-0,2 19
D ’après Venkatesh et al Pesticide Biochem Physiol 43, 53-56, 1992
METABOLISME
Réactions de réduction
Groupe chimique
réduit Réactions Enzymes
Nitro -NO -NHOH Nitroreductase
Azo R1-N=N-R R1-NH2 + R2-NH2 Azoreductase
Quinone Quinone Semiquinone Cyt P450 reductase
Quinone Diol Quinone reductase
Carbonyl reductase
Radicaux libres O2, H2O2 H2OSOD, catalase
Radical nitroxyde NO2 Thioredoxine reductase
METABOLISME
Principaux enzymes de Phase II et réactions
Enzymes Réactions
UDP-glucuronyl transférase O,N,S,C glucuronidation
Sulfotransférase Sulfatation
N-acétyl transférase Acétylation
Glutathion transférase Glutathion conjugaison
Amino acide tranférase A. acide conjugaison
Métyl tranférase Méthylation

METABOLISME
Glutathion-S-transférase
Activité relativement importante au niveau cutané
(15-40% du foie)
Substrat : oxyde de styrène, 4,5 oxyde de benzo(a)pyrene
Localisation: épiderme humain et de rongeurs, follicules pileux
culture de kératinocytes
Differentes formes: π > α, µ
Forte variabilité inter-individuelle
Par de différences intersexe chez le rat, pas de différence fumeurs/
non-fumeurs
METABOLISME
N-acetyl transférases
Forte activité au niveau cutané (supérieure à celle du foie)
Substrat : acide p aminobenzoïque (PABA), 2 aminofluorène (AF)
Localisation: épiderme humain et de rongeurs, follicules pileux
culture de kératinocytes
Rôle substantiel dans le métabolisme des arylamines
Forte variabilité inter-individuelle, polymorphisme génétique
Important facteur de sensibilité individuelle aux xénobiotiques,
en particulier les haptenes
METABOLISME
Principaux inducteurs des enzymes Phase II cutanés
Enzymes Inducteurs Induction (%/ témoin)
NADP Quinone réductases PAH / PCB 200 - 400
Epoxydes hydrolases PCB 100
Glutathion-S-tranferases PCB 100
UDP-Glucuronyl transférases
2 aminophenol PAH / PCB 200
B(a)P 7,8 dihydrodiols 300
METABOLISME CUTANE
Prostaglandines synthétases
Présence de cyclooxygénase et de lipoxygénase dans
la peau humaine (Zibih et al, 1984, Grabbe et al, 1985)
Les cellules de Langerhans métabolisent l ’acide
arachidonique (act. spéficique > kératinocytes
(Ruzika et Aubrock, 1987)
Les kératinocytes basaux de la souris hairless métabolisent
l ’acide arachidonique à une vitesse supérieure à celle des
kératinocytes différenciés (Henke et al, 1986)