inhibiteurs de la protéase hiv et inhibition des

35
Inhibiteurs de la prot Inhibiteurs de la prot é é ase HIV et ase HIV et inhibition des cytochromes P450: inhibition des cytochromes P450: é é tudes tudes in vitro in vitro et pr et pr é é diction diction d d interactions m interactions m é é dicamenteuses dicamenteuses Anne Florence Wasilewski-Rasca 30 novembre 2006

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Page 1: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

Inhibiteurs de la protInhibiteurs de la protééase HIV et ase HIV et inhibition des cytochromes P450:inhibition des cytochromes P450:

éétudes tudes in vitroin vitro et pret préédiction diction dd’’interactions minteractions méédicamenteusesdicamenteuses

Anne Florence Wasilewski-Rasca30 novembre 2006

Page 2: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

2

Plan de lPlan de l’’exposexposééMétabolisme des médicaments par les cytochromes P450HIV, SIDA et médicaments antirétrovirauxInhibiteurs de la protéase HIVEtudes d’inhibition in vitroPrédiction des interactions médicamenteuses in vivoQuoi de neuf depuis 2001 ?Conclusion

Page 3: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

3

Cytochromes P450Cytochromes P450Hémoprotéines de phase I (oxydation)

Gène ancestral commun

Localisation hépatique, intestinale…

Fonctions: biosynthèse / métabolisme stéroïdes et métabolisme des médicaments

18 familles, 42 sous-familles et 59 gènes actifs

ex: CYP3A4

Page 4: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

4

RRéépartition quantitative des P450 partition quantitative des P450 dans le foie humaindans le foie humain

autres27%

CYP3A429%

CYP2D62%

CYP2E17%

CYP2C918%

CYP1A212% CYP2A6

4%CYP2B6

1%

Page 5: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

5

Importance des P450 dans le Importance des P450 dans le mméétabolisme oxydatif des tabolisme oxydatif des

mméédicamentsdicaments

CYP2D6

CYP2C9

CYP1A2 + autres

CYP3A4

Page 6: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

6

P450: substratsP450: substratsisoforme substrats (voie métabolique majeure)

CYP1A2 caféine, clozapine, imipramine, phénacétine, tacrine, théophylline

CYP2C9 anticoagulants oraux, antidiabétiques oraux, AINS, phénytoïne

CYP2D6 amphétamines, antidépresseurs, neurolep-tiques, antiarythmiques, β-bloquants, opioïdes…

CYP3A4 benzodiazépines, cyclosporine, nifédipine, inhib.HMGCoA-réductase, stéroïdes, anti-H1, antirétroviraux HIV, antifongiques, macrolides, cytostatiques, méthadone…

Page 7: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

7

Inhibition enzymatiqueInhibition enzymatique

inhibiteur

substrat

enzyme

métabolite

activité enzymatique

clairance

cumulation toxique du substrat oude production de métabolite actif

Page 8: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

8

Personnes vivant avec le HIVPersonnes vivant avec le HIV(estimations (estimations àà fin 2006)fin 2006)

Europe occidentale740 000740 000

Afrique du Nord & Moyen-Orient460 000460 000

Afrique subsaharienne24.7 mio24.7 mio

Europe orientale & Asie centrale

1.7 mio1.7 mio

Asie du Sud& du Sud-Est7.8 mio7.8 mio

Océanie81 00081 000

Amérique du Nord

1.4 mio1.4 mio

Caraïbes250 000250 000

Amérique latine1.7 mio1.7 mio

Asie de l’Est & Pacifique750 000750 000

TOTAL : 39.5 millionsTOTAL : 39.5 millions

Page 9: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

9

Evolution de l'Evolution de l'éépidpidéémie en mie en SuisseSuisse

0

1000

2000

3000

1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005

Nom

bre

de c

as d

écla

rés

Personnes atteintes du SIDAPersonnes décédées du SIDATests HIV positifs

Page 10: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

Cycle de rCycle de rééplication du virus HIVplication du virus HIV

Inhibiteurs de la fusion

Page 11: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

11

MMéédicaments contre le HIVdicaments contre le HIVInhibiteurs de la transcriptase inverseInhibiteurs de la transcriptase inverse

nuclnuclééosidiques (NRTI): osidiques (NRTI): zidovudine (AZT), didanosine (ddI), zalcitabine (ddC), stavudine (d4T), lamivudine (3TC),abacavir (ABC), emtricitabine (FTC)nuclnuclééotidiques (NtRTI): otidiques (NtRTI): tenofovir (TDP)

non nuclnon nuclééosidiques (NNRTI): osidiques (NNRTI): efavirenz, nevirapine

Inhibiteurs de la protInhibiteurs de la protééase HIV (PI)ase HIV (PI)saquinavir (SQV), ritonavir (RTV), indinavir (INV), nelfinavir (NFV), amprenavir (APV), lopinavir-RTV, fosamprenavir, atazanavir (ATV), tipranavir (TPV)

Inhibiteurs de la fusionInhibiteurs de la fusion enfuvirtide (T-20)

Page 12: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

12

ProtProtééase HIV ase HIV Protéase aspartiqueSpécificité: clivage Tyr-Pro et Phe-Pro

PI 1ère génération:miment l'état de transition de la liaison Phe-Procaractère peptidique + lipophile élevés -> biodisponibilité médiocre

PI 2ème génération: une prise quotidienne, association avec RTV faible dose

Page 13: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

Stucture des inhibiteurs de la protStucture des inhibiteurs de la protééase HIVase HIV

Page 14: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

14

Profil pharmacocinProfil pharmacocinéétiquetiqueAPV INV NFV RTV SQV

biodispo. [%] 89 65 75 70 4t1/2 plasm. [h] 8 2 4 4 7liaison PP [%] 90 61 98 98 98posologie classique [mg/j]

2 x 1200

3 x 800

3 x 750

2 x 600

3 x 600

Cmax ss [µmol/l] 10.610.6 12.512.5 6.26.2 15.515.5 0.30.3métabolisme: hépatique, via CYP

3A4 2D6 2C9

3A4 3A4 2C9

2C19 2D6

3A4 2D6

3A4

Page 15: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

15

Etudes d'inhibition des P450 in vitroEtudes d'inhibition des P450 in vitromicrosomes hmicrosomes héépatiques humainspatiques humains

substrats:substrats: CYP1A2:CYP1A2: phénacétine

CYP2C9:CYP2C9: diclofénac

CYP2D6: CYP2D6: dextrométhorphane

CYP3A4: CYP3A4: midazolam

milieu d'incubationmilieu d'incubation: tampon PO4 0.1 M pH 7.4 NADPNADP

inhibiteursinhibiteurs:: APV, INV, NFV, RTV et SQVAPV, INV, NFV, RTV et SQV

Page 16: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

16

DDéétermination de l'ICtermination de l'IC5050

0

50

100

0.01 0.1 1 10inhibiteur [µM]

activ

ité ré

sidu

elle

[%]

IC50

Page 17: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

17

DDéétermination termination du Kdu Kii

0.00

0.06

0.12

-12 -8 -4 0 4 8 12I [µM]

1 / V

5 10 20 100phénacétine [µM]

0.0

0.7

1.4

-8 -4 0 4 8 12I [µM]

S / V

valeur moyenne sur 3 foies

Dixon

Cornish-Bowden

SKIKSVVi

m ++⋅=

)1(max

Page 18: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

18

Inhibition de la OInhibition de la O--ddééééthylation de la phthylation de la phéénacnacéétine tine (CYP1A2)(CYP1A2)

0

20

40

60

80

100

120

0.01 0.10 1.00 10.00 100.00inhibiteur [µM]

activ

ité ré

sidu

elle

[%]

amprenavir indinavir nelfinavirritonavir saquinavir

Page 19: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

19

Inhibition de la 4'Inhibition de la 4'--hydroxylation du diclofhydroxylation du dicloféénac nac (CYP2C9)(CYP2C9)

0

20

40

60

80

100

120

0.0 0.1 1.0 10.0 100.0inhibiteur [µM]

activ

ité ré

sidu

elle

[%]

amprenavir indinavir nelfinavirritonavir saquinavir

Page 20: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

20

Inhibition de la OInhibition de la O--ddéémmééthylation du dextromthylation du dextromééthorphane thorphane (CYP2D6)(CYP2D6)

0

20

40

60

80

100

120

0.01 0.10 1.00 10.00 100.00inhibiteur [µM]

activ

ité ré

sidu

elle

[%]

amprenavir indinavir nelfinavirritonavir saquinavir

Page 21: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

21

Inhibition de la 1'Inhibition de la 1'--hydroxylation du midazolam hydroxylation du midazolam (CYP3A4)(CYP3A4)

0

20

40

60

80

100

120

0.01 0.10 1.00 10.00 100.00inhibiteur [µM]

activ

ité ré

sidu

elle

[%]

amprenavir indinavir nelfinavirritonavir saquinavir

Page 22: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

22

Inhibition des P450 Inhibition des P450 in vitroin vitroCYP1A2 CYP1A2 KKii [[µµM]M]

CYP2C9 CYP2C9 KKii [[µµM]M]

CYP2D6 CYP2D6 KKii [[µµM]M]

CYP3A4 CYP3A4 KKii [[µµM]M]

APVAPV > 40 26.4 14.8 0.57

INVINV > 40 > 40* 4.7 0.25

NFVNFV > 20 3.0 2.5 0.39

RTVRTV 12.0 0.78 0.42 0.09

SQVSQV > 40 10 3.2 0.58

Page 23: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

23

Comparaison des donnComparaison des donnéées es in in vitrovitro avec la littavec la littéératurerature

Résultats en accord avec la littérature

Potentiel d'inhibition sur CYP3A4:

RTV > INV > NFV >APV > SQVRTV > INV > NFV >APV > SQV

Résultats homogènes au sujet des Ki

Controverse au sujet du type d'inhibition

Page 24: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

24

IntIntéérêt de la prrêt de la préédiction des diction des interactions minteractions méédicamenteuses dicamenteuses

(IM) (IM) in vivoin vivo

Permet d'extrapoler les données in vitro à la situation clinique et d'améliorer la gestion des IM (polythérapie chez patients HIV+)

Page 25: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

25

Effet d'un inhibiteur Effet d'un inhibiteur in vivoin vivoIndice d'inhibition (modIndice d'inhibition (modèèle simple):le simple):

i

uplI K

fII 1 ⋅+= Ipl: conc. plasmatique totalefu: fraction libre plasmatique

CaractCaractééristique d'un couple enzyme/inhibiteurristique d'un couple enzyme/inhibiteur

Identique pour tous les substrats d'un enzyme donnIdentique pour tous les substrats d'un enzyme donnéé

Permet de simuler la cinPermet de simuler la cinéétique de l'inhibiteur:tique de l'inhibiteur:

ktp eCC −⋅= 0

Page 26: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

26

Inhibition des P450 Inhibition des P450 in vivoin vivo par le par le ritonavirritonavir

0.51.01.52.02.53.03.54.04.5

0 12 24temps [h]

indi

ce d

'inhi

bitio

n

CYP1A2

CYP2C9

CYP2D6

CYP3A4

CYP3A4(minidose)

Page 27: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

27

Inhibition du CYP3A4 Inhibition du CYP3A4 in vivoin vivo

0

4

8

12

16

20

24

0 12 24temps [h]

indi

ce d

'inhi

bitio

n

APV (1200mg 2x/j)INV (800mg 3x/j)NFV (750mg 3x/j)RTV (600mg 2x/j)SQV hg (600mg 3x/j)

Page 28: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

28

Validation de la prValidation de la préédiction de diction de l'effet inhibiteur l'effet inhibiteur in vivoin vivo

Bonne corrélation semi-quantitative dans l'ensemble, sauf avec l'indinavirInadéquation du modèle pour INV:– liaison aux protéines plasmatiques– conc. intrahépatocyte < conc. plasmatique ?– autre mécanisme d'inhibition ?

Certaine incertitude liée au type d'inhibition et aux données disponibles in vivo

Difficulté en 2006 étant donné les modifications PK des schémas utilisant les PI (boosting, association avec NNRTI, implication PGP...)

Page 29: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

29

Perspectives pour une Perspectives pour une prpréédiction rationnellediction rationnelle

Concentration inhibiteur/substrat au site enzymatiqueConnaissance des métabolites (fraction libre, affinité ou effet inhibiteur sur l'enzyme)Mécanisme d'inhibition / induction ?Amélioration de la qualité des constantes d'inhibition et des données pharmacocinétiques in vivo

Page 30: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

30

Comment gComment géérer les interactions rer les interactions mméédicamenteuses ?dicamenteuses ?

Médicament(s) impliqué(s) ?Voie métabolique ? substrat, inhibiteurs, inducteursCo-morbidité chez le patient ?Situation à risque: patient HIV avec HAART, toxicomanes, migraineux, épileptiquesClasses thérapeutiques à risque: médicaments à faible marge, médicaments pouvant créer des torsades de pointe, antituberculeux, contraceptifs oraux, sildénafil, autres (alcool, ectasy, GHB…)

Page 31: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

31

Quoi de neuf depuis 2001 ?Quoi de neuf depuis 2001 ?pathogenèse virus HIVnouvelles cibles thérapeutiquesrésistance (9% nouvelles infections !)rôle de la glycoprotéine-P (MDR1)PI "boostées"Vers 1 comprimé par jour ?éviter fenêtre thérapeutiquevaccin ??

Page 32: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

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GlycoprotGlycoprotééine P (PGP ou MRPine P (PGP ou MRP--1)1)

Superfamille des transporteurs ABC

Gène MDR1 (ou MRP-1)

TGI, rein, barrière HE, lymphocytes

Diversité de substrats, recoupe gén. ceux du CYP3A4 + digoxine (gènes corégulés?)

Impliquée dans la biodisponibilité des médicaments (PK mais aussi PD)

Polymorphisme génétique

Page 33: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

33

PGP: substratsPGP: substratsanticancéreuxantibiotiques: rifampicine, quinolonescardiovasculaire: digoxine, diltiazem, vérapamilHIV: inhibiteurs protéase (tous), zidovudineimmunosupresseurs: ciclosporine...opioïdeshormones: cortisol, estradiol...

PGP: inhibiteurs: PGP: inhibiteurs: inhibiteurs protinhibiteurs protééase HIV, ase HIV, cardiovasculaires, antifongiques, progestcardiovasculaires, antifongiques, progestéérone...rone...

PGP: inducteurs: PGP: inducteurs: efavirenz, rifampicine, efavirenz, rifampicine, Millepertuis, dexamMillepertuis, dexamééthasonethasone

Page 34: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

34

ConclusionConclusionTous les inhibiteurs de la protéase HIV testés ont un puissant potentiel inhibiteur sur le CYP3A4, ainsi que 2C9 et 2D6 pour RTVBonne concordance des résultats in vitroavec littératureConcordance variable des prédictions in vivoavec les publicationsNécessité d'approfondir les connaissances conceptuelles au sujet des techniques d'extrapolation in vitro - in vivoComplexité du contexte HIV

Page 35: Inhibiteurs de la protéase HIV et inhibition des

35

Merci de votre attention !Merci de votre attention !

RemerciementsRemerciements::

Prof. P. Dayer, Prof. E. DoelkerProf. P. Dayer, Prof. E. Doelker

Dr. P. Bonnabry, Dr. L. Decosterd et Dr. L. KaiserDr. P. Bonnabry, Dr. L. Decosterd et Dr. L. Kaiser

la division de Pharmacologie et toxicologie la division de Pharmacologie et toxicologie

cliniques des HUG,cliniques des HUG,

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