Master 1 Santé Parcours PPT
Pharmacogénétique des antalgiquesXavier Declèves
Pharmacie-Pharmacologie-Toxicologie, Hôtel-DieuINSERM U705, CNRS UMR 7157
Neuropsychopharmacologie des addictionsFaculté de Pharmacie Paris Descartes
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Rappels de stratégie thérapeutique des antalgiques
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Douleur Chronique….Question de santé publique
• Europe: 75 M douloureux chroniques
• France: 7 M (15% de pop > 18 ans)
• 4% traités par opioïdes forts
• Douleur liée au cancer:3% des patients
• Fort impact sur la qualité de vie
Etude européenne EFIC 2003
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Douleur chronique et traitement
• 34% des douloureux sans traitement
• 20% n’ont jamais pris de traitement
• 50% ont des traitements ciblés- 19% opioïdes faibles- 4% opioïdes forts
Etude européenne EFIC 2003
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Prévalence
57% des patients atteints d’un cancer sont douloureux*
69% Douleur
forte
30% Pas de
Traitement
* F.Larue, BMJ 1995
51%Traiteme
ntInadapté
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Diagnostic
• Douleur neurogène• Altération partielle ou totale du système nerveux
périphérique ou central.
• Douleur nociceptive•Excès de stimulation des récepteurs
périphériques (traumatismes, infections, agressions chimiques, ischémiques ou inflammatoires).
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Caractéristiques de la douleur chronique
Intensité de la douleur
Temps
Douleur de fondstable dans la duréepersistante dans le temps
Pics algiquesprévisibles(non comptabilisés dans
l’adaptation)imprévisibles (gérés par le patient)
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Règles de l’OMS
• Voie la plus simple • Administration à heures fixes• Prescriptions personnalisées• Ne négligeant aucun détail• Respect des paliers
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Paliers de l’OMS
si échec
Opioïdesfaibles
Douleurs modérées à sévères
CodéineDextropropoxyphène
Tramadolpoudre d’opium
Palier 2Palier
1Non opioïdes
Douleurs légères à modérées
SalicylésAINS
ParacétamolAcupan
si échec
Opioïdes forts
Douleurs sévèresMorphineFentanyl
Oxycodonehydromorphone
Palier 3
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Morphiniques disponibles en France
• Date de mise sur le marché:
1986 : Morphine LP1997 : Fentanyl transdermique1998 : Hydromorphone LP1999 : Morphine LI2000 : Oxycodone LP
• OMS 1997 : la morphine est le traitement de référence des douleurs modérées à sévères liées au cancer
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Palier 3: indications
• Douleur nociceptive modérée à intense
• Rotation des opioïdes
• Douleur neurogène
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Pourquoi s’intéresser à la pharmacogénétique des opioïdes ?
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0 250 500 750 1000 1250
3
6
9
12
15
Phénomène de tolérance
Effets des co-ingestions
Concentration plasmatique du psychotrope
Relation toxicocinétique - toxicodynamique
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Facteurs de variabilité d’ordre pharmacogénétique des opioïdes
PK
PD
SANG
INTESTIN SNC
Transport et Métabolisme
Cible
SANG
CYP450
UGT2B7
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Pourquoi s’intéresser également à la pharmacogénétique des cibles pharmacocinétiques des antalgiques opioïdes ?
NB: En rouge figurent les protéines présentant des SNP fonctionnels
Médicament Transport Métabolisme Métabolites Métabolite actif
Morphine P-glycoprotéine UGT2B7 M6G, M3G oui (M6G)
Codéine CYP2D6 Morphine oui
Méthadone P-glycoprotéine CYP3A4 EDDP non
Fentanyl P-glycoprotéine CYP3A4 Norfentanyl non
Tramadol P-glycoprotéine CYP2D6 M1, M2 oui (M1)
Oxycodone P-glycoprotéine CYP2D6 oxymorphone oui
Pharmacocogénétique des antalgiques de palier 2
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Métabolisme de la codéine
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D’après F. P. Guengerich, mol. interv., 2003
Metabolic ratio (log)
POLYMORPHISME GENETIQUE CYP 2D6
METABOLISEURSRAPIDES
CAUCASIENS: 85-90 %
METABOLISEURSLENTS
CAUCASIENS: 7-10 %
METABOLISEURSULTRA RAPIDES CAUCASIENS: 1-7
%
Debrisoquine
4 OH-Debrisoquine
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SUBSTRATS DU CYP 2D6
Antiarrythmics Antidepressants Beta-blockers Neuroleptics Miscellaneous
Amiodarone Imipramine Propranolol Perphenazine Codeine
Encainide Desipramine Timolol Thioridazine Debrisoquine
Flecainide Amitriptyline Bufuralol Indoramin
Mexilitine Nortriptyline Metoprolol Phenformin
N-propylamaline Clomipramine Ecstasy
Propafenone Tramadol
Sparteine Oxycodone
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CONSEQUENCES CLINIQUES DU POLYMORPHISME CYP 2D6
CYP 2D6 (MR)
CODEINE
CODEINE- 6- GLUCURONIDE
10%
MORPHINE
MORPHINE 3- et 6- GLUCURONIDES
NORCODEINE
CYP 3A4
UGT2B7
CODEINE CODEINE- 6- GLUCURONIDE
NORCODEINE
CYP 3A4
SI METABOLISEUR LENT
Phénotype sans
composanteanalgésique
CYP 2D6 (MR)
CODEINE CODEINE- 6- GLUCURONIDE
NORCODEINE
CYP 3A4
SI METABOLISEUR ULTRA-RAPIDE
Phénotype avec
hyperproduction de morphine
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• Histoire de la maladie– Homme 62 ans
– LLC
– Pneumonie bilatérale, fièvre, toux
– J1: Ceftriaxone, voriconazole, clarithromycine, codéine (25 mg x 3/j)
– J4: détérioration conscience (glasgow 6), myosis
– Naloxone 0.4mg/h: conscience normale
– Biologie• Créatininémie: 182 µM
– Dosage médicaments:• Codéine 114 µg/L (N: 13-75)• Morphine 80 µg/L (N: 1-4)• M6G 136 µg/L (N: 1-13)
– Génotypage:• CYP2D6 ultra-rapide
Gasche et al, NEJM 2004
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Histoire de la maladie– Grossesse normale, Nouveau né RAS, Allaitement de la mère– Douleur post partum :
• Codéine 120 mg/j• Paracétamol 500 mg/j
– J7 léthargie, diminution prise de lait– J11: hospitalisation réa pédiatrique– J13: cyanose, mort– Médecine légale:
• Aucune maladie congénitale• Analyse toxicologique:
– Sang» Morphine sang 70 µg/L (N: 10-12)» Paracetamol sang : 5.9 µg/L
– Mère• Génotypage
– Hétérozygote CYP2D6*2x2 (UR)– UGT2B7*2: UR
Koren et al, The Lancet 2007
Intoxication grave chez un nouveau né
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Métabolisme du tramadol
CYP2D6,…. CYP3A4,….
Subrahmanyam et al, 2001
Activité opioïde +++
Activité sérotoninergique
+++
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Pharmacogénétique du tramadol
•Stamer et al, Pain 2003
Modification du profil d’analgésie: rapport
M1/M2
Métabolisme de l’oxycodone
Actif +++Peu actif
Métabolisme de l’oxycodone
Métabolisme de l’oxycodone
CYP3A4/CYP3A5
N-demethylation
CYP2D6
O-demethylation
Actif +++Peu actif
Antalgiques de palier 3
Structure génomique chez l’homme du récepteur Mu des
opioïdes
Structure génomique chez l’homme
• 2002 :– Chr 6q24-25, 90kb
– 4 exons et 3 introns (Xin et al. AAPS PharmSci. 2002)
C-Term
N-Term
Extracellulaire
Intracellulaire
Exon 1 : 290 bp97 AAs
Exon 2 : 353pb
118 AAs
Exon 4
174 AAsExon 3
12 AAs
][
Intron 3 : 27kb
Intron 2 : 773pb
Intron 1 : 50kb
2005
2003, Exon 15, trouvé dans le cerveau
•Existerait un exon 18 donnant des récepteurs ressemblants à MOR1V de la souris?•Pas d’exon 8, 9 et 19
•Existerait un exon 18 donnant des récepteurs ressemblants à MOR1V de la souris?
•Protéine ressemble mMOR1G (6TM)
2003, Exon 7
(Pan et al. Biochem Biophys Res Commun. 2003)
(Pan et al. Neuroscience. 2005)
Cellules de neuroblastome
(Pan et al. DNA Cell Biology 2005)
Les polymorphismes
Le polymorphisme c.A118G• Asn40Asp : suppression d’un site de N-
glycosylation dans la partie extracellulaire du récepteur (conformation permettant transport du récepteur vers la membrane) mais pas de changement dans la structure tertiaire(Bond et al. PNAS 1998; Bergen et al. Mol. Psychiatry 1997)
• Pas de différence d’affinité mais expression réduite de l’ARNm et de la protéine issue de l’allèle muté dans les cellules HEK293 ou CHO mais pas problème de stabilité de l’ARNm (Beyer et al. J. Neurochem. 2004, Zhang et al. J. Biol. Chem. 2005)
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Le RÉCEPTEUR µ DES OPIOIDES
Gène OPRM1
SNP: A118G
Fréquence allélique: 10-15%
Asn40AspSuppression d’un site de N-glycosylation
118GG : efficacité (expression ?) moindre du récepteur
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Le SNP A118G du gène OPRM1 (récepteur µ) influence la dose efficace de morphine
(Reyes et al, Pain 2006)
• Cohorte de 207 patients– Morphine 3 jours dose stable, soins palliatifs
cancer
• Génotypage A118G du récepteur Mu– AA (n = 166) 112
– AG (n = 36) 132
– GG (n = 5) 216
Dose de morphine (mg)
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Reyes et al, Pain 2006
• 207 patients– Morphine 3 jours dose stable, soins palliatifs cancer
• SNP récepteur Mu (A118G)dose morphine
– AA (n = 166) 112 96; 128 3 3.60 (2.6)
– AG (n = 36) 132 76; 187 4 4.10 (1.8)
– GG (n = 5) 216 60; 371 2 2.0 (1.2)
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Janicki et al, Anesth Analg 2006
• Patients– Douleur chronique cancer : n=121
– Douleur aigue post op : n=101
– SNP récepteur Mu (A118G)• Pas association génotype et douleur post op ou
dose morphine
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Chou et al, Acta anaesthesiol Scand 2006
• Patients– Post op douleur arthroplastie du genou :
n=147– SNP récepteur Mu (A118G)
• GG (n=13) : dose morphine 40.4 mg pendant 48h post op
• AA (n= 74) : dose morphine 25.3 mg• AG (n= 33) : dose morphine 25.6 mg
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Chou et al, anesthesiology 2006• Patients
– Femme hystérectomie : n=80
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Coulbault et al, Clin Pharmacol Ther 2006
• Patients– Chirurgie colorectale : n=74
• SNP récepteur Mu (A118G)• GG (n=2) : dose morphine 58.5 mg/24h• AA (n= 57) : dose morphine 49.9 mh/24h (NS)
• SNP P-glycoprotéine (C3435T)– Pas d’association avec dose morphine
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Lotsch et al, Anesthesiology 2002
• 2 patients âgés, douleur chronique, IR• Patient 1:
– M6G: 1735 nM– Tolérance morphine excellente– SNP 118AA
• Patient 2:– M6G: 941 nM– Tolérance morphine mauvaise (somnolence,
engourdissement)– SNP 118GG
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La COMT: Catechol-O-MethylTransferase
SNP: Val158Met
Activité enzymatique Met/Met 3 fois plus faible que Val/Val
Fréquence allélique : 45 %
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Au niveau central: Emotions, douleur et génétique
Etat basal
Réponse à la douleur
Forme active de COMT: val158.
Réduit l’activité de la dopamine, augmente l’activité des moins de douleur et de comportement douloureux
Zubieta et coll, Science 2003
Les homozygotes pour l’allèle met158 montrent:• diminution de la réponse opioïde à la douleur vs homozygotes val158.
• taux plus élevés de composante sensorielle, affective et un état négatif plus élevé.
met158 val158
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La mutation Met158Val influence la dose efficace de morphine
(Rakvag et al, Pain 2007)
Val/Val (n =44) Val/Met (n =96) Met/Met (n =67)
Morphine dose (mg/24 h) 155 (160) 117 (100) 95 (99)
Morphine serum (nmol/l) 119 (199) 86 (88) 78 (72)
M6G serum (nmol/l) 711 (992) 506 (493) 410 (484)
M3G serum (nmol/l) 3809 (4436) 2812 (2209) 2536 (2707)
Genotype
207 patients caucasiens présentant une douleur cancéreuse
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LES PROTEINES MEMBRANAIRES DE TRANSPORT« 15% des gènes humains codent 4500 protéines de
transport »Paulsen, FEBS Lett., 1998 ; J. Mol. Biol., 1998
ATP-Binding Cassette (ABC)
Major Facilitator Superfamilly (MFS)
Solute Carrier
(SLC) 50 %
50 %
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Noms ABC1 MDR
P-gp
MRP ALD OABP GCN20 White
BCRP
Sous-familles
ABCA ABCB ABCC ABCD ABCE ABCF ABCG
Membres 12 11 13 4 1 3 5 (+1?)
49 transporteurs ATP – Binding Cassette chez l’Homme
1ère époque : cancérologie (1970 - )Phénomène MDR (Multi Drug Resistance)
MDR1, P-glycoprotéine, ABCB1 Mdr1a et Mdr1b chez les rongeurs
cavéoline2 ème époque : pharmacologie (1990-)
Expression tissus sains (Protection et Détoxication)
La super famille des protéines ABC
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La P-GLYCOPROTÉINE
Transporteur d’efflux: ABC transporteurs
Gène MDR1 (ABCB1)
SNP: C3435T
Fréquence allélique 45%
expression P-gp (Hoffmeyer et al, PNAS 2000)
INTESTIN
SANG
CERVEAU
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From Romsicki and Sharom, 1999
Flippase activity
D
DD
D
D
3 mécanismes :
-Pore aqueux
- Aspirateur (Vacuum cleaner)
-Translocation (Flippase)
Mécanismes d' efflux de la P-gp
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Anti-cancéreuxDoxorubicine, taxoïdesVincristine, vinblastine
Cardio-vasculaireDigoxineQuinidine
Anti-protéasesIndinavirNelfinavirSaquinavir
Anti-diarrhéiquesLopéramide
AntibiotiquesErythromycine
ImmunosuppresseursCyclosporine
StéroïdesDexaméthasone
Inhibiteurs calciquesVérapamil
Antagonistes adrénergiquesTalinolol
Anti-histaminiques H1fexofénadine
Anti-histaminiques H2Cimétidine
Anti-dépresseursAmitriptyline
AntalgiquesMorphineOxycodoneMéthadone
Quelques substrats de la P-glycoprotéine
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Les SNP 3435T (ABCB1) ou 118A (OPRM1) prédisposent à une meilleure activité analgésique de la morphine
(Campa et al, CPT 2008)
• ABCB1 3435T: Expression (ou activité?) de la P-gp plus faible donc plus de morphine dans le sang et le cerveau
• OPRM1 118A: récepteur Mu plus efficace donc activité morphine plus forte
• Hypothèse:Analgésie plus forte pour les 3435TT et 118AA ?
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L’haplotype 3435T (ABCB1) et 118A (OPRM1) prédisposent à une meilleure activité analgésique de la
morphine (Campa et al, CPT 2008)
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Méthodologie recherche SNP
• Prélèvement: 5ml de sang EDTA
• Extraction ADNg et dosage ADN
• PCR: amplification région spécifique– Séquençage direct– Digestion enzymatique : PCR-RFLP– PCR quantitative et courbe de fusion
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PCR
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Amplification par PCR
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Méthodologie Hôtel Dieu(ROCHE, Light Cylcler)
Sondes pour la détection de mutation
Sonde d‘ancrage Sonde de mutation
Le Tm de la sonde de mutation est environ 5 °C plus bas que le Tm de la sonde d‘ancrage
perfect match
mismatch
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Mismatch
Perfect match
Température
basse moyenne élevée
Application: détection de mutation
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Génotypage par courbe de fusionMutation ponctuelle (Facteur V
Leiden)
Homozygote sauvageHomozygote mutantHétérozygote muté
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Courbe de fusion
SNP C3435T Light Cycler
CC
CTTT
génétique & antalgiques CONCLUSIONS POUR LE CLINICIEN :
• Intérêt dans la physiopathologie de la douleur :– dans la prédisposition à développer un syndrome douloureux
chronique
• Intérêt en clinique:– Efficacité thérapeutique– Interactions médicamenteuses : +++ le plus avancé– Développement d’effets secondaires– Développement d’abus médicamenteux voire d’addictions
Un domaine en plein essor Pour une pratique courante en antalgie ? Limites de prédictivité
Conclusions• Développement des tests de pharmacogénétique des
antalgiques au sein de METHEO– Validés:
• CYP2D6• MDR1: C3435T, G2677T/A• OPRM1: A118G• COMT: Met158Val
– En cours : UGT2B7, MRP2, Kappa, Delta…
• Nécessité de mettre en place des études de pharmacogénétique pour les antalgiques– Oxycodone, tramadol, méthadone– Effets antalgiques et secondaires
• Ne pas oublier la pharmacocinétique…