Pharmacogénétique des enzymes de phase I et II · Pharmacogénétique des enzymes de phase I et II Laurent Chouchana Pharmacologie, Hôpital Cochin, AP-HP 25 février 2015 UE PPT-7

Pharmacogénétiquedes enzymes de phase I et II

Laurent ChouchanaPharmacologie, Hôpital Cochin, AP-HP

25 février 2015

UE PPT-7 Variabilité pharmacologique de la réponse aux médicaments

2

“Le remède est pire que la maladie”

Francis Bacon [1561-1626]

Philosophe anglais

3-7 %des hospitalisations

France - Canada

Iatrogénie médicamenteuse

Lazarou et al. JAMA. 1998Pouyanne et al. BMJ. 2000ANSM. Etude EMIR. 1997

Inefficacité thérapeutique

Nelson and Talbert. Pharmacotherapy. 1996

9 %des hospitalisations

USA

320 M€par an en France

144.000hospitalisationspar an en France

De la variabilité de la réponse aux médicaments…

3

Effets indésirables

Résistance thérapeutique

Efficacité thérapeutique

Métabolisme des xénobiotiques

1. Les xénobiotiques Définition Principales étapes du métabolisme (Phase I et II) Caractéristiques générales des EMX Exemple des cytochromes P450 Exemple des UGT

2. Variabilité de l’expression des EMX Variabilité Environnementale

• Inhibition• Induction

Variabilité physio-pathologique Variabilité génétique Epigénétique

3. Conséquences en pharmacologie et applications cliniques Prédiction du métabolisme Interactions médicamenteuses

• Susceptibilité aux toxiques environnementaux• Applications cliniques de la pharmacogénétique

4

Xénobiotiques :

substances étrangères à l'organisme

de faible poids moléculaire

Exposition inévitable

Médicaments

Polluants

Aliments

Xénobiotiques

Du grec xenos (étranger) et bios (vie)

5

Métabolisme des xénobiotiques :schéma général

6Lipophile Hydrophile

Xénobiotique

O2 OH

Phase I

ex:

cytochromes

P450 (CYP)

Phase I : fonctionnalisation

ex: GST

OH O

Phase II

Phase II : conjugaison

ELIMINATION

ex: P-gP

O

Phase III

Phase III : expulsion du xénobiotique inchangé ou du métabolite (transport)

ex: MRP

Métabolisme des xénobiotiques : principales étapes

7

EMXCaractéristiques générales

• Super-familles– nombreuses isoformes– spécificité relative et chevauchante– redondance

• Peu efficaces– Notamment les cytochromes

• Substrats exogènes et endogènes

• Variabilité d’expression extrême– environnementale– génétique : polymorphismes fonctionnels avec fréquence élevée

• Importance dans la susceptibilité individuelle aux xénobiotiques (médicaments)

8

Fonctionnalisation= création d’un groupement -OH, -NH2, -COOH, -SH rendre les molécules plus hydrophiles

Enzymes de phase I

• Les mono-oxygénases (hydroxylation)– Flavine Mono-oxygénases (FMO)– Cytochrome P450 (CYP)

• Les estérases et amidases(hydrolysation d’esters et d’amides)

• Les oxydo-réductases– Monoamines oxydases– S-oxydases– Nitro-réductases 9

D’après Wienkers and Heath, 2008

EMXRôle majeur des CYPs

10

P450 : « pigment 450 » (1958) Abs max=450 nm

Fonctions : mono-oxygénase

Co-enzyme : flavoprotéine du RE = NADPH-réductase (transfert d’électron)

Structure des Cytochromes P450

11RH + O2 + NADPH + H+ → ROH + H2O + NADP+

Hémoprotéines : apoprotéine (50kDa) + groupement prosthétique (hème liant un atome de fer)

Motif protéique : FxxGxxCxG = signature des CYPs (Cys lie l’hème)

Structure des Cytochromes P450

12Hème

CYP450

FAD / FMN

P450Réductase

NADPH/H+ + RH + O2 ROH + NADP+ + H2O

MembraneRE

Microsomes

O2

Cys

S

Fe

P450

RH

ROH

Cytochrome P450 Réductase (RE) : NADPH

Ferrédoxine Réductase (mitochondrie) : NADH

Mono-oxygénase à cytochrome P450

13

Fig. 4. Erythromycin binding to CYP3A4. Erythromycin is shown in orange stick representation. The

heme is shown in magenta. Secondary structure and stick representations of side chains within 4 Å from

the ligand are shown in green. A possible conformation for the disordered loop connecting helices F and

F' is shown in yellow. The mesh represents a Fo – Fc difference map contoured at 4.5 calculated in the

absence of ligands by using the program AutoBUSTER (19).

Modélisation du site actif et fixation du substrat

Ex. cas de l’érythromycine dans le site actif du CYP3A4 => positionnement

peu spécifique, possibilité de fixer de nombreux substrats avec structures

variables 14

d’après D. Mansuy

Réactions de mono-oxygénationcatalysées par les CYPs

15

Super-famille: > 500 gènes (chez tous les êtres vivants)

Chez l’Homme 57 isoformes réparties dans 18 familles

CYP 1, 2 et 3 Métabolisme des xénobiotiques

CYP 4, 5, 7, 8, 11, 17, 19, 20, 21, 24, 26, 27, 39, 46 et 51

Métabolisme des substrats endogènes

Super-famille des Cytochromes P450

FxxGxxCxG = PhenylAla-x-x-Glycine-x-x-Cystéine-x-Glycine16

CYPs impliqués dans le métabolisme des xénobiotiques

Familles (+de 40% de similitude)

1 2 3Sous-familles (+ de 55% de similitude)

A B A B C D E J A

1A1 1B1 2A6 2B6 2C8 2C9 2D6 2E1 2J2 3A41A2 2A7 2B7 2C18 2C19 2J4 3A5

2A13 3A7

Nombreux polymorphismes génétiques

en orange : principaux CYPs hépatiques humains nomenclature détaillée : http://drnelson.utmem.edu

Nomenclature des Cytochromes P450

17

http://drnelson.utmem.edu

D’après Wienkers and Heath, 2008

EMXRôle majeur des CYPs

18

CYP

Présence dans la plupart des tissus surtout ceux au contact des xénobiotiques

3A4(+5)

1A1 1A2

2C19

2D62E1

2B62C9

FOIE

Localisation tissulaire

19

Diversités des CYPs

• La diversité des réactions et des substrats des CYP peut être expliquée par :– la réactivité des différents états d’oxydation du Fer– la nature du site actif de ces enzymes

• Régulation indépendante de chaque CYP– état nutritionnel– exposition préalable à des xénobiotiques– génétique

• Beaucoup de substrats• Beaucoup de CYPs peu spécifiques

20

Réactions de mono-oxygénation par CYP

• Production de métabolites oxydés

– hydrosolubles et rapidement excrétés

– réactifs liaisons covalentes à ADN, ARN ou aux protéines

toxicités, cancérogenèse, mutagenèse

21

Xénobiotique

Métabolite réactif

Adduit ADN

Mutation

Elimination

Réparation

Echappement

Exposition

Activation/détoxication

DNA

Signature moléculaire

EMTX

Cancer

Exposition + métabolisme

22

Xénobiotique

O2 OH

Phase I

ex:

cytochromes

P450 (CYP)

Phase I : fonctionnalisation

ex: GST

OH O

Phase II

Phase II : conjugaison

ELIMINATION

ex: P-gP

O

Phase III

Phase III : expulsion du xénobiotique inchangé ou du métabolite (transport)

ex: MRP

Métabolisme des xénobiotiques : principales étapes

23

Enzymes de phase II

• Les transférases (T) catalysent une réaction de transfert

– ajout d’un composé endogène hydrophile

Conjugaisonmétabolites moins réactifs et hydrosolubles

24

Enzymes de phase II

R-OH + X-OH R-O-X

Radical Donneur Enzyme (transferase)

Ac. Glucuronique UDP-acide glucuronique Glucuronyl T (UGT)Glutathion Glutathion (GSH) Glutathion-S-T (GST)Acétyl Acétyl CoA N-acétyl T (NAT)Méthyl S-Adenosyl Méthionine Methyl T (MT)Sulfate Phospho Adénosine- Sulfo T (ST)

Phospho Sulfate (PAPS)

X-OH = xénobiotique fonctionnalisé (hydroxylé)

25

Glucurono-conjuguaison

• Réaction de phase II quantitativement la plus importante– enzyme : UDP-glucuronosyltransférase (UGT)– agent de conjugaison : acide glucuronique

– substrat :• xénobiotique fonctionnalisé• endobiotique (ex : bilirubine bilirubine conjuguée)

• formation d’une métabolite hydrosoluble éliminé dans les urines

26

Acide glucuronique(α-D-glucose oxydé en C6) UDP-acide glucuronique

Glucurono-conjuguaison

• UGT

– exprimées dans le foie, rein, intestin, peau…

– UGT1 et UGT2 majoritaires

– de nombreuses sous-familles(UGT1A1, UGT1A3, UGT1A4, UGT1A5, UGT1A6, UGT1A7, UGT1A8, UGT1A9, UGT1A10, UGT2A1, UGT2A2, UGT2A3, UGT2B4, UGT2B7, UGT2B10, UGT2B11, UGT2B15, UGT2B17, UGT2B28…)

– Déficit en UGT1A1 =syndrome de Gilbert(5-10% des caucasiens)

• défaut de conjugaison du la bilirubine

hyperbilirubinémie27

Métabolisme des xénobiotiques :schéma général

28Lipophile Hydrophile

Exemple :métabolisme du paracétamol

29

U

Situation thérapeutique

Exemple :métabolisme du paracétamol

30

Situation toxique

Saturation des UGT et ST

Traitement : acétylcystéine (régénération du glutathion)








31


32

Facteurs physiopathologiques

Facteurs environnementauxFacteurs

génétiques

EFFICACITE/TOLERANCEINEFFICACITE/TOXICITE

Facteurs

environnementaux

Alimentation

Médicaments

Polluants

Démographiques

Physio-pathologiques

Génétiques

Facteurs endogènes

Conséquences de la variabilité

en cas d’exposition à un xénobiotique

Variabilité d’expression des enzymes du métabolisme

• Grande variabilité inter-individuelle (1x à 20x)

• 0.4 à 8 pmol/mg protéines

• 90% individus expriment CYP2B6

1 2 3 4 5 6 7 8 91

01

11

21

31

41

51

61

71

81

92

02

12

22

32

42

52

62

72

82

93

03

13

23

33

43

53

63

73

83

94

04

14

24

34

44

54

64

7 48

0

2

4

6

8

10

CY

P 2

B6

(p

mo

l/m

g p

rot)

Gervot et al.

Expression hépatique du CYP 2B6

34

Inhibition

- définition: diminution de l’activité enzymatique (quantité constante d’E)

- inhibition : réversible (compétitive, non compétitive)

irréversible

- spécificité et degré d’inhibition:[inhibiteur] et Ki

- conséquences: interactions médicamenteuses (notamment CYP 3A4)

- La répression de l’expression existe également (effet transcriptionnel)

Exemples:jus de pamplemousse/antiarythmiqueskétoconazole/ciclosporine

Variabilité environnementale (1)

35

I = inducteur

I

RIR

IR transcription

+

noyau

gène cible

Mécanisme moléculaire général de l’induction par les xénobiotiques

Élément de réponse

= récepteur

Induction Effet transcriptionnel


36

voies communes de régulation entre enzymes et transporteurs des xénobiotiques facteurs de transcription activés par xénobiotiques et endobiotiques dialogue croisé entre métabolisme endogène et des xénobiotiques

Induction : facteurs de transcription


37

* Sexe : peu de variations en fonction du sexe chez l ’homme mais variations importantes chez le rat

* Pathologies : insuffisance hépatique (), inflammation :cytokines (), diabète (), cancers (variations dans la tumeur)

* Age : fœtus (moins de CYP, autres isoformes, CYP3A7), vieillard ( Induction)

* Expression tissu-spécifique de certaines isoformes : exemple CYP1B1 dans le tissu mammaire

Variabilité physiopathologique

38

Variabilité génétique

39

* Présence de polymorphismes génétiques ou de mutations rares sur des EMX

* Polymorphismes également au niveau des transporteurs ou des cibles pharmacologiques des médicaments

* Fréquences des polymorphismes différents selon les populations ethniques (ex favisme et déficit en G6PD)

Polymorphismes génétiques des EMX

W E Evans, and M V Relling Science 1999;286:487-491

....

Bertilsson and Dahl 1996

0

20

40

60

80

100

120

10

métaboliseursrapides

ultra-rapidesmétaboliseurs

lents

métaboliseurs

Log Debrisoquine / 4-OH-debrisoquine

0.1 1 100

No

mb

re d

’in

div

idu

s

( ) n

métaboliseursintermédiaires

Débrisoquine = substrat du CYP2D6Métabolite 4-OH produit par le CYP2D6

Polymorphisme génétique du CYP2D6

41

Déficiten TPMT

TPMT cytosoliqueactive

ACTIVITEINTERMEDIAIRE

11 %

ACTIVITEINDETECTABLE

0,3 %

ACTIVITE NORMALE

89 %

Gène TPMT sauvage

Gène TPMT mutant

Expression

Phénotype

Génotype

10

5

0 10 20

% de sujetspar 0,5 U

d’activité

05 15

ActivitéTPMT (U/mL)

Accumulation des métabolites

Aplasie médullaire

Polymorphisme génétique de la TPMT

Weinshilboum et al. Am J Hum Genet. 198042

( )n

Allèle défectueux (délétion, mutation inactivatrice)

( )n

Allèle actif

Amplification du gène actif

Pas de allèle actif:

lents

1 allèle actif

Rapides ou

intermédiaires

2 allèles actifs

rapides

Plus de 2 allèles actifs

ultrarapides

Variabilité génétique : polymorphismes

43

Séquence non codante Séquence codante

Jonctionsexon/intron

5 ’NC

5 ’ 3 ’5 ’ 3 ’

5 ’ 3 ’

5 ’ 3 ’

5 ’ 3 ’

Modificationde la

quantitéd’enzyme

Enzymeabsente

ou inactive

Enzymeabsente

ARNm

Enzymeinstable

Altérationspécificité

de substrat

Quantitéd’enzyme

augmentée

Diminutionde l’activité

Effet surl’inductibilité

Métabolismeréduit

ou absent

Métabolismemodifié

Métabolismeaugmenté

Principaux mécanismes moléculaires des modifications de l’activité des EMX

44

CYP 1A1 (induction ~ 10%)

CYP 2A6* (5%)

CYP 1A2 (10%)

CYP 2C9 (2-3%)

CYP 2C19 (3-5%)

CYP 2D6* (5-7%)

CYP 3A5 (10%)

GSTM1* (50%)

GSTT1 (10-20%)

GSTP1 (10%)

UGT1A1 (10-15%)

NAT2 (50%)

TPMT(<1%)

ABCB1 (25%)

* : gènes pour lesquels une duplication est connue

Exemples de fréquence des homozygotes mutés chez les Caucasiens

!Variations inter-ethniques

(fréquence, nature des allèles variants)

Fréquence des polymorphismes génétiques

45

Pharmacogénomique

Etude des consequences des variations de l’ADN et de l’ARN sur la réponse aux médicaments

Pharmacogénétique

Influence des variations de la séquence de l’ADN sur la réponseaux médicaments

46

Pharmacogénomique

47

Identification de facteurs génétiques prédictifsde la réponse à un médicament

Individualized drug dosage

Modifications du phénotype sans altérations de la séquence ADN

Ingelman-Sundberg, Clin Pharmacol Ther 2010

Epigénétique

48








49

Médicamentsinducteurs

Médicamentssubstrats

N Engl J Med, 2006

Interactions médicamenteuses

Induction du CYP3A4

50

biodisponibilité => effets thérapeutiques

Conséquences pharmacocinétiques de l’induction du CYP3A4

51

Inhibition du CYP3A4

52

[Lopinavir] inhibiteur de protéase du VIH (CYP3A4)

[Lopinavir/r]

[Ritonavir] inhibiteur de protéase du VIH

ET inhibiteur du CYP3A4

Interaction médicamenteuse thérapeutique

Phénotype Effet sur [médicament] Conséquence clinique

tps

[méd

i]

Indexthérapeutique

tps

[méd

i]

Indexthérapeutique

tps

[méd

i]

Indexthérapeutique

métaboliseur

lent

métaboliseur

rapide

métaboliseur

ultrarapide

Toxicité(s)

Efficacité

thérapeutique

Inefficacité

thérapeutique

Conséquences thérapeutiques de la variabilité génétique

53

- Etude in vitro des EMX* quel enzyme produit quel métabolite? * prédiction in vitro / in vivo * modèles moléculaires

- Etude in vivo des EMX* phénotypage* génotypage* biopsies* souris « humanisées » (CYP récepteurs

nucléaires)/ souris KO

OUTILSQUESTIONS

* Métabolites

* Pharmacocinétique

* Interactions médicamenteuses(métaboliques)

* Réponse individuelle

* Toxicité

Prédiction du métabolisme

Implications pharmacologiques et toxicologiques

54

Ce qu’il faut retenir :

- Les xénobiotiques (X) sont un terme général désignant notammentles médicaments

- Les X sont métabolisés et transportés dans l’organisme par les EMTX dont le but essentiel est de favoriser leur élimination (Phase I, II, III).

- Nombreuses isoformes: peu spécifiques, large spectre d’activité- Expression extrêmement variable : facteurs physio-pathologiques,

génétiques et environnementaux.

- Conséquences dans la réponse pharmaco-toxicologique :pharmacogénétique, interactions médicamenteuses (induction et inhibition), réactions indésirables aux médicaments…).

- La connaissance de ces variations permet une meilleure utilisation des médicaments et une thérapeutique personnalisée. - Les X peuvent être à l’origine de pathologies: le métabolisme et ses variations jouent le même rôle (interactions gènes /environnement)

EXEMPLE DE TESTS PHARMACOGÉNÉTIQUES EN PRATIQUE DE SOINS COURANTS

56


57

Effets indésirables

Résistance thérapeutique

Efficacité thérapeutique

Thiopurines

58

6-mercaptopurine

Arrêt du traitement : 20% des patients

Efficacité

Propriétés immunosuppressives et anti-métabolitesIndications : maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI)

leucémies aigües lymphoblastiquesmaladies auto-immunes…

Toxicités

Toxicité hématologique : 10-20 %Toxicité hépatique : 10 %Toxicité pancréatique : 5 %

Inefficacité (MICI)

Résistance au traitement : 20-40 %

azathioprine

Sahasranaman et al. Eur J Clin Pharmacol. 2008

Dubinsky et al. Gastroenterology. 2002

Gisbert et al. Am J Gastroenterol. 2008Dubinsky et al. Gastroenterology. 2000

Chaparro et al. inflamm Bowel Dis. 2013

Thiopurines

4

6-mercaptopurine

Arrêt du traitement : 30-40% des patients

Efficacité

Propriétés immunosuppressives et anti-métabolitesIndications : maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI)

leucémies aigües lymphoblastiquesmaladies auto-immunes…

Toxicités

Toxicité hématologique : 10-20 %Toxicité hépatique : 10 %Toxicité pancréatique : 5 %

Inefficacité (MICI)

Résistance au traitement : 10-20 %

azathioprine

Sahasranaman et al. Eur J Clin Pharmacol. 2008


Gisbert et al. Am J Gastroenterol. 2008Dubinsky et al. Gastroenterology. 2000


Variabilité inter-individuelle importante dans la réponse

6-MP

AZA

GST

SLC28A3

SLC29A2

ABCC4

ABCC5

6-MP

Métabolisme des thiopurines

Chouchana et al. Aliment Pharmacol Ther. 201260

XO

6-MP

AZA

6-TU acid

GST

SLC28A3

SLC29A2

ABCC4

ABCC5

6-MP



XO

TPMT

6-MP

AZA

6-TU acid

6-MMP

GST

SLC28A3

SLC29A2

ABCC4

ABCC5

6-MP



6-TGN

6-MMPN

XO

TPMT

HGPRT

TPMT

Kinase

Kinase Kinase

6-MP

AZA

6-TU acid

6-MMP

6-MeTIMP 6-MeTIDP 6-MeTITP

6-TIMP6-TGDP 6-TGTP

GST

Cytotoxicity

SLC28A3

SLC29A2

ABCC4

ABCC5

6-MP

Rac 1

6-TGMP

Kinase



6-TGN

6-MMPN

XO

TPMT

HGPRT

TPMT

Kinase

Kinase Kinase

6-MP

AZA

6-TU acid

6-MMP


6-TIMP6-TGDP 6-TGTP

GST

Cytotoxicity

SLC28A3

SLC29A2

ABCC4

ABCC5

6-MP

Rac 1

6-TGMP

Kinase



Rôle prépondérant dans la réponse pharmacologique Régulation via TPMT (polymorphisme génétique) 64

6-TGN

6-MMPN

XO

TPMT

HGPRT

TPMT

Kinase

Kinase Kinase

6-MP

AZA

6-TU acid

6-MMP


6-TIMP6-TGDP 6-TGTP

GST

Cytotoxicity

SLC28A3

SLC29A2

ABCC4

ABCC5

6-MP

Rac 1

6-TGMP

Kinase



Rôle prépondérant dans la réponse pharmacologique Régulation via TPMT (polymorphisme génétique) 65

Déficiten TPMT

TPMT cytosoliqueactive

ACTIVITEINTERMEDIAIRE

11 %

ACTIVITEINDETECTABLE

0,3 %

ACTIVITE NORMALE

89 %

Gène TPMT sauvage

Gène TPMT mutant

Expression

Phénotype

Génotype

10

5

0 10 20

% de sujetspar 0,5 U

d’activité

05 15

ActivitéTPMT (U/mL)

Accumulation des 6-TGNAplasie médullaire

Distribution trimodale de la TPMT

Weinshilboum et al. Am J Hum Genet. 198066

Surveillance d’un traitement par thiopurines : intérêt de la TPMT

6

Recommandations AMM

suivi clinico-biologique régulier

hémogramme

bilan hépatique

Activité de la TPMT

PhénotypageActivité enzymatique in-vitro

GénotypageDépistage des 4 principaux

variants (*2, *3A, *3B, *3C)

Suivi thérapeutiquepharmacologique

6-TGN

6-MMPN

UF Pharmacogénétique et oncologie moléculaire

Posologie individualisée

Relling et al. Clin Pharmacol Ther. 2011

Cuffari et al. Gut. 1996Jourdil et al. Therapie. 2010

Variabilité inter-individuelle de l’activité TPMT Facteurs génétiques

68

Overall concordance rate between

TPMT genotype and phenotype: 93.4%

27%4.6%

1.7-fold

4.5-fold

Chouchana et al. Pharmacogenomics, 2014

Relations entre activité TPMT et 6-TGN

69

6-TGN

1.6-fold 2.5-fold

Chouchana et al. Pharmacogenomics, 2014

1) Doses utilisées et

concentrations

de métabolites 6-TGN

2) Modification des doses

Relling MV et al, JNCI, 1999

Conséquences des variations d’activité TPMT

70

71

Indication:Cancers colorectaux avancés

Toxicités:Toxicité digestive (diarrhées)Toxicité hématologique

Irinotécan

UGT1A1:Enzyme hépatiqueAjout d’acide glucuronique augmente la solubilité du composé et facilite sont élimination dans la bile

Métabolisme

CE = carboxylesterase

72

Polymorphisme de l’UGT1A1

UGT1A1*28 UGT1A1*1 (wt)

73

Essai phase I : 20 patients traité par irinotécan

Iyer, Pharmacogenomics J 2002

Conséquences pharmacocinétiquesdu polymorphisme génétique de l’UGT1A1

SN-38 = métabolite de l’irinotécan

*28 / *28

*1/*1 (wt)*1/*28

74

Valeur de référence :

(ANC) PNN > 2000 /mm3

Neutropénie grade 4 RR neutropénie

= 9,3 (95%CI, 2,4-36,4)

pour les patients 7/7.

Innocenti et al. 2004, JCO

Conséquences cliniquesdu polymorphisme génétique de l’UGT1A1

Recommandations cliniques

7575

Dose = 180 - 230 mg/m2

(FOLFIRI standard)

Dose ≥ 240 mg/m2

(XELIRI - FOLFIRI fort)

Génotypage

RECOMMANDÉ

Génotypage RECOMMANDE ++

pour intensification de dose

Homozygote muté

UGT1A1*28/*28

hétérozygote

UGT1A1*1/*28

Risque de toxicité

modérément

augmentéRisque de augmenté

Dose < 180 mg/m2

(FOLFOXIRI- FOLFIRINOX)

Pas d’indication au

génotypage

Risque de toxicité

similaire

quelque soit le génotype

du patient

Intensifier la surveillance biologique en particulier lorsque

d’autres facteurs de toxicité ont été identifiés chez le malade.

Chez les patietns *28/*28 une réduction de posologie de 30%

au premier cycle est préconisée

Homozygote

sauvage *1/*1

DOSE ?

TEST ?

RESULTAT ?

RISQUE ?

ACTIONIntensification

de dose

envisageable

Intensification de

dose contre-

indiquée

Homozygote muté

UGT1A1*28/*28

Bulletin du cancer, 2014,

hétérozygote

UGT1A1*1/*2

8

Risque de toxicité

très augmenté

76

Indications:

Cancer digestifs, sein, ovaire, ORL…

Toxicités:

Digestives,

Hématologique,

Mucite,

Syndrome mains-pieds

10-30% des patients

sous 5-FU développent

des toxicités

2 millions de patients traités par an dans le monde (5-FU, Capecitabine, Tegafur). (Amstutz,

2009 CCR)

5-FU

77

Métabolisation inactivatrice

DPD

FdUMP++

TS

Métabolisation activatriceEffet thérapeutique/Toxicités

5FU 20%

80%

Métabolisme du 5-FU

78

tps

[méd

i]

Index

thérapeutique

toxicité

On estime que 25- 40% des patients

faisant une toxicité grave au

5-FU ont un déficit en DPD

Conséquence d’un déficit en DPD

79

Mutations recherchées en routine:

Localisation Nomenclature ConséquencesMAF

(Caucasien)HAPMAP

Fréquence d'hétérozygote

HAPMAP

Exon 4 299_295TCAT del Protéine tronquée 0,0333,3%

homozygote

Exon 13 c.1679T>G I560S 0,008 1,70%

Intron 14 IVS 14+1 G>A Protéine tronquée 0,004 1%

Exon 22 c.2846 A>T D949V 0,025 5%

7-10% de la population porteur d’un allèle associé à un déficit en DPD

Structure du gène: 4399 pb, 23 exons

Polymorphisme génétique de la DPD

• 0 <UH2/U< 5 = Déficit total en DPD Contre Indication au 5-FU

• 5 <UH2/U< 10 = Déficit partiel en DPD

Adaptation posologique: 50% de la Dose i,

• >10 mais génotypage +

• > 13 Pas d’adaptation posologique

N=372

99ème percentile = 595ème percentile = 10

Moyenne UH2/U= 25 +/- 15. 4

Mediane = 22

Min = 0 et Max = 136

1% 5%

Phénotypage DPD

80

c 16

79 G

>T

IVS14

+1G>A

c.28

46A>T

NM

0

20

40

60

80

100

Data 2

Génotype

UH

2/U

81

Corrélation Génotype-Phénotype

Ph

énoty

pe

82

Phenotype (genotype) Implications for phenotypic

measures Dosing recommendations

Classification of recommendationsb

Homozygous wild- type or normal, high activity

Normal DPD activity and “normal” risk for fluoropyrimidine toxicity

Use label- recommended dosage and administration.

Moderate

Heterozygous or intermediate activity

Decreased DPD activity (leukocyte DPD activity at 30% to 70% that of the normal population) and increased risk for severe or even fatal drug toxicity when treated with fluoropyrimidine drugs

Start with at least a 50% reduction in starting dose followed by titration of dose based on toxicityc or pharmacokinetic test (if available).

Moderate

Homozygous or deficient activity

Complete DPD deficiency and increased risk for severe or even

fatal drug toxicity when treated

with fluoropyrimidine drugs.

Select alternative drug. Strong

a-5-fluorouracil, capecitabine, and tegafur b-Rating scheme described in Supplement.c-Increase the dose in patients experiencing no or clinically tolerable toxicity to maintain efficacy; decrease the dose in patients who do not tolerate the starting dose to minimize toxicities

Recommandations

Codéine

• Antalgique de palier II (dérivé morphinique)

83

Polymorphisme génétique du CYP2D6

D’après F. P. Guengerich, Mol. Interv., 2003

Metabolic ratio (log)

Metaboliseurs rapides 85-90 %

Metaboliseurs lents 7-10 %

Metaboliseurs ultra-rapides

1-7 %

Debrisoquine

4 OH-Debrisoquine84

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

Substrats du CYP2D6

85

Conséquences cliniquesdu polymorphisme du CY2D6

CYP 2D6 (MR)

CODEINE CODEINE- 6-GLUCURONIDE

10%

MORPHINE

MORPHINE 3- et 6- GLUCURONIDES

NORCODEINE

CYP 3A4

UGT2B7


NORCODEINE

CYP 3A4

SI METABOLISEUR LENT

Phénotype sanscomposanteanalgésique

CYP 2D6 (MR)


NORCODEINE

CYP 3A4

SI METABOLISEUR ULTRA-RAPIDE

Phénotype avechyperproduction de

morphine

D’après X Declèves86

87

patient traités

population de patients avec une maladie

patients ayant une réponse efficace au traitement

Médecine personnaliséeMédecine de précision

88

THERAPEUTIQUE PERSONNALISEE

médicament/posologie adaptés selon le génotype et les

caractéristiques clinico-biologiques de chaque patient

réponse efficace au traitement pour la grande majorité des

patients

Médecine personnaliséeMédecine de précision

Documents

Pharmacogénétique des enzymes de phase I et II · Pharmacogénétique des enzymes de phase I et II Laurent Chouchana Pharmacologie, Hôpital Cochin, AP-HP 25 février 2015 UE PPT-7