PHARMACOGÉNÉTIQUE
DES TRANSPORTEURS ABC
Jacques ROBERT
Institut Bergonié
Université Victor Segalen Bordeaux 2
Les effets des médicaments sont variables d’un individu à l’autre
Variabilité pharmacocinétiqueabsorption, métabolisme, transport, élimination
au niveau de l’organisme et au niveau de la cellule cible
Variabilité pharmacodynamiquedisponibilité et activité des récepteurs
interactions éventuelles avec d’autres systèmes
Les effets des médicaments sont variables d’un individu à l’autre
Causes environnementalesInduction ou inhibition d’activités enzymatiques
par médications associées, alimentation, etc.
Causes génétiquesVariants de structure et/ou d’expression
des protéines impliquées dans transport, métabolisme, etc.
L’individu possède un génome original
SNP (single nucleotide polymorphism)1 variation tous les 1000 nucléotides
support des variations phénotypiques mineures… mais parfois conséquences majeures
Insertions et délétions de grande taillesupport des maladies héréditaires du métabolisme
… parfois sans conséquence fonctionnelle majeure
Polymorphismes génétiques
Altérations majeures• formation d’un codon stop dans une séquence codante
• mutation au niveau d’un site d’épissage
Altérations mineures• substitution au niveau de la séquence protéique
• mutation au niveau du promoteur
Altérations silencieuses• mutation sans conséquence au niveau traductionnel
• mutation survenant dans une zone non codante
Polymorphismes génétiques
Exemples d’enzymes du métabolisme / médicament
• cytochromes P450 (CYP2D6)• dihydropyrimidine déshydrogénase 5-fluorouracile• thiopurine S-méthyltransférase 6-thioguanine• aldéhyde déshydrogénase cyclophosphamide• N-acétyltransférase 2 amonafide• DT-diaphorase mitomycine C• alkylguanine alkyltransférase nitrosourées• UDP-glucuronosyltransférase irinotécan/SN-38• glutathion transférases GSTM nitrosourées• glutathion transférase GSTP platines
Polymorphismes génétiques
Exemples de transporteurs :• Pgp/MDR1 variant C3435T : expression Pgp intestinale
faible
• MRP2 syndrome de Dubin-Johnson
• MDR3 cholestase intrahépatique familiale 3
• BSEP cholestase intrahépatique familiale 2
• BCRP variations de spécificité de substrat
Exemples de cibles de médicaments :• thymidylate synthase 5-fluorouracile
Exemples d’enzymes de réparation :• XRCC1 platines
• XPD platines
Comment établir l’existence de variants polymorphiques pertinents ?
Identification des SNP :• Bases de données • RFLP (restriction fragment length polymorphism)• dHPLC (denaturing high liquid chromatography)• Séquençage
Conséquences pharmacologiques :• Au niveau de l’expression du gène• Au niveau de l’activité de la protéine
La glycoprotéine P
Transporteur de médicaments (ABCB1)
Produit du gène MDR1
Responsable de la multidrug resistance
Rôle majeur au niveau des émonctoires(foie, rein, intestin)
Rôle majeur pour la protection de certains organes(cerveau, testicules, placenta)
Polymorphismes explorés à partir de 2000Hoffmeyer et al., Proc Natl Acad Sci USA, 97 (2000) 3473-8
Mise en évidence du polymorphisme C3435Tdoté d’un rôle fonctionnel au niveau intestinal
Carte des polymorphismes du gène MDR1Hoffmeyer et al., Proc Natl Acad Sci USA, 97 (2000) 3473-8
Conséquences fonctionnelles des substitutions d’amino-acides
Kimchi-Sarfaty et al., Mol Pharmacol, 62 (2002) 1-6
Les substitutions analysées par transfection des constructsAsn21AspPhe103LeuSer400AsnAla893SerAla999Thr
n’entraînent pas de modification de l’activité de la P-gp
Mais… dans une étude, activité plus forte du variant Ala893Ser Kim et al., Clin Pharmacol Ther 70 (2001) 189-99
Prévalence du polymorphisme C3435TSchaeffeler et al., Lancet, 358 (2001) 383-4
Fonctionnalité du polymorphisme C3435THoffmeyer et al., Proc Natl Acad Sci USA, 97 (2000) 3473-8
Expression intestinale de la glycoprotéine P
AUC de la digoxine après administration per os
Controverse sur la fonctionnalité C3435TNakamura et al., Clin Pharmacol Ther, 71 (2002) 297-303
Sakaeda et al., Pharmaceut Res, 18 (2001) 1400-4
Genotype C/C C/T T/T
N 5 4 6
C12h 0.28 0.15 0.11
AUC0-4h 4.11 3.20 3.27
AUC0-24h 8.84 5.80 5.74
Comment une mutation silencieuse peut-elle avoir des conséquences fonctionnelles ?
Par association avec une mutation effectrice sur le promoteur
Par altération de la structure secondaire de l’ARNmmodification de l’épissage
altération de la stabilité de l’ARNm
altération du taux de traduction
Déséquilibre de liaison du polymorphisme C3435T
Association avec le polymorphisme G2677T/Aet avec le polymorphisme C1236T
Kim et al., Clin Pharmacol Ther, 70 (2001) 189-99
C3435T G2627T C1236T fréquence
CC GG CC 22,5 - 25
CT GT CT 27,2 - 32,3
TT TT TT 8 - 21,6
Existence d’un grand nombre d’haplotypesSai et al., Pharmacogenetics, 13 (2003) 741-7
Recherche de liens avec certaines pathologies
Existe-t-il une susceptibilité différente à certaines pathologies liées à l’environnement toxique ?
Cancers augmentation du risque de cancer rénal chez homozygotes C3435T
Leucémiespas de lien observé pour ALL de l’enfant
Rectocolite hémorragiqueaugmentation du risque chez homozygotes C3435T
Maladie de Parkinsonaugmentation du risque chez homozygotes C3435T
Maladie de ParkinsonFuruno et al., Pharmacogenetics, 123 (2002) 529-34
Recherche de liens avec la pharmacologie
Digoxine AUC CC<CT<TT CaucasiensAUC CC>CT>TT Japonais
Fexofenadine plasma CC>TT
Nortryptiline TT à risque d’hypotension posturale
Phénytoine plasma CC<CT<TT
Cyclosporine A plasma CC<CT<TT
Nelfinavir plasma CC>CT>TTCD4 CC<CT<TT
Antiépileptiques CC à risque de résistance aux médicaments
Irinotécan cl. rénale CC>CT>TT
Lien avec la cyclosporine AChowbay et al., Pharmacogenetics, 13 (2003) 89-95
Lien avec la résistance aux antiépileptiquesSiddiqui et al., N Engl J Med, 358 (2003) 1442-8
Lien avec les antirétrovirauxFellay et al., Lancet, 359 (2002) 30-6
Lien avec la clairance rénale de l’irinotécanSai et al., Pharmacogenetics, 13 (2003) 741-7
Pourquoi ces distorsions ?
Les médicaments sont soumis à des interventions enzymatiques multiples (métabolisme, transport)
La glycoprotéine P a des localisations et des rôles multiplesabsorption intestinale, excrétion rénale, passage de la BHE, expulsion des
cellules hématopiétiques et tumoralesLe compartiment plasmatique est par conséquent soumis à des
influences multiples en cas de polymorphisme
La variation C3435T n’est qu’un marqueur pouvant être associé à des variations effectrices différentes selon l’origine ethnique
(haplotypes distincts)
La variation silencieuse C3435T (qui entraîne une expression moindre) est associée à la variation faux-sens G2677T (qui
coderait pour une P-gp plus active)