inhibiteurs de la protéase hiv et inhibition des
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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
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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
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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
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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%
5
Importance des P450 dans le Importance des P450 dans le mméétabolisme oxydatif des tabolisme oxydatif des
mméédicamentsdicaments
CYP2D6
CYP2C9
CYP1A2 + autres
CYP3A4
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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…
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Inhibition enzymatiqueInhibition enzymatique
inhibiteur
substrat
enzyme
métabolite
activité enzymatique
clairance
cumulation toxique du substrat oude production de métabolite actif
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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
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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
Cycle de rCycle de rééplication du virus HIVplication du virus HIV
Inhibiteurs de la fusion
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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)
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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
Stucture des inhibiteurs de la protStucture des inhibiteurs de la protééase HIVase HIV
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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
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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
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DDéétermination de l'ICtermination de l'IC5050
0
50
100
0.01 0.1 1 10inhibiteur [µM]
activ
ité ré
sidu
elle
[%]
IC50
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
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
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
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
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
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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
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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
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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+)
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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
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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)
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)
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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...)
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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
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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…)
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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 ??
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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
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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
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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
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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,
ma famille et mes amisma famille et mes amis