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UE6 Initiation à la connaissance du m é dicament - Module « Pharmacologie g é n é rale » - Item « Paramètres de quantification des effets pharmacologiques

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  • UE6 Initiation la connaissance du m dicament - Module Pharmacologie g n rale - Item Paramtres de quantification des effets pharmacologiques C Capdeville-Atkinson, C Perrin-Sarrado, N Gambier, F Dupuis, C Gaucher, G Trockl Livres: Pharmacologie : des cibles vers lindication thrapeutique, Yves LANDRY et Jean-Pierre GIES, Dunod, Paris 2009 Initiation la connaissance du mdicament-UE6 1 anne sant, Yves LANDRY, EdiScience, Dunod, Paris 2010
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  • Plan 1. Interaction Ligand - Rcepteur 1.1 Les 3 proprits importantes 1.2 Notion de ligand, agoniste, antagoniste 1.3 Loi daction de masse 1.4 Thorie doccupation des rcepteurs 2. Mthodes dtude de linteraction Ligand - Rcepteur 1.1 Approche fonctionnelle 1.2 Etude de liaison haute affinit 3. Notion de slectivit 4. CONCLUSION
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  • 1. Interaction Ligand - Rcepteur
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  • Affinit = traduit la puissance de linteraction physico-chimique entre le ligand et son rcepteur = capacit de reconnaissance entre les 2 partenaires Rponse = effet ou activit du ligand suite sa fixation sur le rcepteur Slectivit : - affinit prfrentielle dun ligand pour un rcepteur par rapport un autre - lie la concentration utilise : limportant, cest la dose - production de mdicaments de plus haute slectivit Rapport effet primaire/effets secondaire - liaisons non covalentes (hydrophobes, ioniques, H, van der Walls) 1.1 Les 3 proprits importantes
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  • Slectivit Transduction intracellulaire Rponse biologique effet Activit Couplage avec des effecteurs Affinit Cible (rcepteur) mdicament reconnaissance mutuelle des 2 partenaires 1.1 Les 3 proprits importantes
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  • rcepteur Signal d'entre affinit Systme amplificateur Systme effecteur effet Transduction Amplification Modulation Signal de sortie activit 1.1 Les 3 proprits importantes
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  • 1.2 Notion de ligand, agoniste et antagoniste Ligand : toute molcule se liant un rcepteur Agoniste : molcule capable dengendrer, par sa liaison ses rcepteurs, une rponse biologique semblable celle du mdiateur endogne Antagoniste : molcule dont linteraction avec les mmes rcepteurs ne dclenche pas de rponse biologique et soppose leffet du mdiateur endogne
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  • Cascade enzymatique - phosphorylations - dphosphorylations Rponse cellulaire - contraction - scrtion - croissance et division - .. AGONISTE Absence de signal intracellulaire Absence de rponse cellulaire Seconds messagers ANTAGONISTE 1.2 Notion de ligand, agoniste et antagoniste
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  • Mdiateur endogne 1.2 Notion de ligand, agoniste et antagoniste
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  • 1.2 Notion de ligand, agoniste et antagoniste Mdicament agoniste : mime leffet du mdiateur entier (rponse cellulaire maximale) partiel Mdicament antagoniste neutre : - soppose la liaison du mdiateur son rcepteur - ninduit pas de rponse par lui-mme mais leffet du mdiateur endogne Mdicament agoniste inverse : - soppose la liaison du mdiateur son rcepteur - entrane une rponse oppose celle de lagoniste
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  • 1.3 Loi daction de masse Modle de la loi daction de masse - quilibre dynamique entre formes libres et associes du ligand et rcepteur [L] + [R] [LR] k1k1 k -1 [L] :concentration molaire de ligand libre [R] :concentration molaire de rcepteur libre [LR] :concentration molaire du complexe ligand-rcepteur k 1 :constante cintique dassociation (M -1 x min -1 ) k -1 :constante cintique de dissociation (min -1 ) Notion dquilibre - modle satisfaisant pour les tudes de base - constante dquilibre K ( une TC donne)
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  • Vitesse dassociation = [L] x [R] x k 1 - nombre de formation du complexe ligand-rcepteur par unit de temps A lquilibre : les 2 vitesses sont gales : [L] x [R] x k 1 = [LR] x k -1 ([L] x [R]) / [LR] = k -1 /k 1 = K D Affinit : inverse de la constante de dissociation : - 1/K A pour agoniste - 1/K B pour antagoniste K D : constante de dissociation lquilibre (M) - K D dnomme K A pour agoniste - K D dnomme K B pour antagoniste Vitesse de dissociation = [LR] x k -1 - nombre de dissociation du complexe ligand-rcepteur par unit de temps 1.3 Loi daction de masse
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  • Affinit = 1/K A ou 1/K B = k 1 /k -1 = 1/K D En pratique : 1/K A et 1/K B = peu utilises K A K B Ligands forte affinit faible concentration pour se lier au rcepteur (suggrant dose faible in vivo ) Plus K D est faible, plus laffinit est leve K D = [L] ncessaire pour occuper 50 % des rcepteurs lquilibre grandeur de concentration unit = Molaire 1.3 Loi daction de masse
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  • 1.4 Rponse et thorie doccupation des rcepteurs Affinit rciproque de L et R Formation du complexe LR Activit ou effet de L = Rponse de R Rponse cellulaire ou rponse de lorganisme
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  • 1.4.1 Thorie de loccupation des rcepteurs (Clark) - Rponse proportionnelle au pourcentage de rcepteurs occups - Lorsque 100% des rcepteurs occups rponse maximale 100 50 0 Rcepteurs occups (%) 050100 Effet (%) 1.4 Rponse et thorie doccupation des rcepteurs
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  • [A] + [R] [AR] k 1 k [A] : concentration molaire dagoniste libre [R] : concentration molaire de rcepteur libre [AR]:concentration molaire du complexe agoniste-rcepteur Rponse = [A]/([A]+K A ) Avec - [R tot ] = [R] + [AR] - K A = ([A] x [R])/[AR] 1.4 Rponse et thorie doccupation des rcepteurs Loi daction de masse Rponse = [AR]/[R tot ] Si rponse % de rcepteurs occups Thorie doccupation des rcepteurs
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  • 1.4.2 Evolution de la thorie de loccupation des rcepteurs Ariens rponse maximale obtenue pour une gamme de concentration = diffrente dun agoniste lautre facteur de proportionnalit propre chaque agoniste : activit intrinsque = capacit du ligand stimuler le tissu Rponse = [AR] / [R tot ] = A/(A+K A ) = 1 :agoniste entier 0 < < 1 : agoniste partiel < 0 : agoniste inverse = 0 : antagoniste neutre 1.4 Rponse et thorie doccupation des rcepteurs
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  • Thorie doccupation des rcepteurs complte par Stephenson et Furchgott : - Rponse maximale faibles proportions de rcepteurs occups (2-20%) - notion de rcepteurs de rserve = rcepteurs libres alors que la rponse maximale est obtenue 1.4 Rponse et thorie doccupation des rcepteurs
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  • Conclusion : INTERACTION LIGAND - RECEPTEUR 3 proprits :- Affinit - Rponse = Activit - Slectivit Diffrents types de ligands : - Agoniste entier - Agoniste partiel - Antagoniste neutre - Agoniste inverse
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  • 2. Mthodes dtude de linteraction Ligand - Rcepteur
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  • 1) Approches fonctionnelles activit, affinit Objectif global : valuation de lactivit, et de laffinit du mdicament pour le rcepteur responsable de leffet primaire et les rcepteurs responsables des effets secondaires notion de slectivit dun agoniste ou dun antagoniste Etude des ligands : 2 approches 2) Approches par liaison spcifique haute affinit affinit, activit 2. Mthodes dtude de linteraction ligand - rcepteur
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  • Les diffrents modles dtude de laffinit et de lactivit des mdicaments
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  • 2.1 Approches fonctionnelles Expriences fonctionnelles prliminaires caractristiques nouveau ligand - Si ligand = agoniste : observation dun effet propre du ligand en absence de mdiateur endogne - Si ligand = antagoniste : pas deffet propre mais effet du mdiateur endogne ou dun agoniste ajout Suivant agoniste ou antagoniste, protocoles exprimentaux diffrents
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  • rponses graduelles : augmentent progressivement en fonction de la dose ( in vivo ) ou de la concentration ( in vitro ). dose efficace 50 (DE 50 ) ou concentration efficace 50 (CE 50 ) : dose ou concentration ncessaire pour obtenir 50% de leffet maximal 2.1 Approches fonctionnelles agonistes 2.1.1 Etude des agonistes
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  • Ralisation dune courbe dose-rponse ou courbe concentration-rponse (doses ou concentrations cumulatives ) 0 102030 40 3 Contraction (g) Temps (minutes) 2 1 10 -8 M 3.10 -8 M 3.10 -7 M 10 -7 M 10 -6 M 3.10 -6 M 10 -5 M 3.10 -5 M 2.1 Approches fonctionnelles 2.1.1 Etude des agonistes ex : courbe concentration rponse dun anneau aortique isol
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  • 2.1.1.1 Dtermination de E max, DE 50 ou CE 50 Dose ou Concentration linaire dagoniste Effet Transforme en courbe sigmode Relation entre leffet (E) et la dose, ou entre leffet (E) et la concentration du mdicament courbe dose-rponse ou courbe concentration-rponse : 2.1 Approches fonctionnelles 2.1.1 Etude des agonistes
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  • 2.1 Approches fonctionnelles 2.1.1 Etude des agonistes Transformation en courbe sigmode sur papier semi-logarithmique : 10 -9 M 10 -8 M 10 -7 M10 -6 M 10 -5 M [Agoniste] (molaire, M) Effet Effet max Effet = f([Agoniste] en Molaire) (ou = f(dose, en quantit/kg))
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  • 2.1 Approches fonctionnelles 2.1.1 Etude des agonistes Transformation en courbe sigmode sur papier millimtr : Effet = f(- log [Agoniste]) 9 8 7 6 5 [Agoniste] -log M Effet Effet max
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  • 2.1 Approches fonctionnelles 2.1.1 Etude des agonistes Valeurs exprimentales non assimilables constantes daffinit - Comparables entre labos si conditions exprimentales identiques CE 50 : concentration dagoniste produisant 50% de leffet maximal DE 50 : dose dagoniste produisant 50% de leffet maximal pD 2 = -log 10 (CE 50 ) (traduit laffinit, mais pas valeur daffinit absolue) : plus pD

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