Dominique Larrey - Congrès SFT - Biomarqueurs de Toxicité - 23/24 novembre 2004, ParisCopyright © Société Française de Toxicologie. Tous droits réservés
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Paris , 24 Novembre 2004Paris , 24 Novembre 2004
Biomarqueurs d’hépatotoxicité
Dominique LarreyService d’Hépato- Gastroentérologie et
transplantationHôpital Saint-Eloi CHU Montpellier
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Hépatotoxicité Hépatotoxicité des médicamentsdes médicaments
Plus de 1200 molécules répertoriéesPlus de 1200 molécules répertoriées
Principale cause de mortalité médicamenteusePrincipale cause de mortalité médicamenteuse
Première cause de retrait du marché Première cause de retrait du marché pharmaceutiquepharmaceutique
Très grande diversité cliniqueTrès grande diversité clinique
Mécanismes impliqués très variésMécanismes impliqués très variés
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Hépatotoxicité Hépatotoxicité des médicamentsdes médicaments
Nombre patients inclus dans les essais Nombre patients inclus dans les essais thérapeutiques entre 1000 et 7000 thérapeutiques entre 1000 et 7000
Fréquence usuelle Fréquence usuelle d’hépatotoxicitéd’hépatotoxicité entre 1/10 000 entre 1/10 000 et 1/ 100 000et 1/ 100 000
Hépatotoxicité Hépatotoxicité révélée dans les 2 révélée dans les 2 ans après mise sur le marchéans après mise sur le marché
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Cellules impliquées dans Cellules impliquées dans l’hépatotoxicité l’hépatotoxicité des médicamentsdes médicaments
HépatocyteHépatocyte CholangiocyteCholangiocyte Cellule EndothélialeCellule Endothéliale Cellule Cellule ItoIto• hépatite aiguë• cholestase• hépatite chronique• cirrhose• stéatose• phospholipidose• stéatohépatite• hépatite granulomateuse
• cholangite aiguëet chronique
• cholangite sclérosante
• maladie veino-occlusive• dilatation sinusoidale• péliose• syndrome Budd Chiari
• fibrose périsinusoidal
FoieFoie
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Hépatites aigues
MédicamentsMédicaments
Hépatite toxiqueHépatite toxiquepar surdosagepar surdosage
Hépatite toxique Hépatite toxique idiosyncrasiqueidiosyncrasique
Hépatite Hépatite allergiqueallergique
Hépatite Hépatite immunoallergiqueimmunoallergique
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HépatotoxicitéHépatotoxicité des médicamentsdes médicamentsBiomarqueursBiomarqueurs
-- Evaluation de l’atteinte hépatiqueEvaluation de l’atteinte hépatique
-- Diagnostic Diagnostic
-- Prédiction de l’atteinte hépatiquePrédiction de l’atteinte hépatique
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HépatotoxicitéHépatotoxicité des médicamentsdes médicamentsEvaluation de l’atteinte hépatiqueEvaluation de l’atteinte hépatique
Tests biologiques «Tests biologiques « classiquesclassiques »»-- ALT ALT -- ASTAST-- Phosphatases alcalinesPhosphatases alcalines-- GammaglutamyltransféraseGammaglutamyltransférase-- Bilirubine conjuguéeBilirubine conjuguée-- Taux prothrombine, facteur V, albumineTaux prothrombine, facteur V, albumine
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Définition du type dDéfinition du type d ’hépatite aiguë’hépatite aiguë
Atteinte Atteinte hépatite cytolytiquehépatite cytolytique
AtteinteAtteintehépatite hépatite cholestatiquecholestatique
Atteinte Atteinte hépatite mixtehépatite mixte
ALT ALT ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ ou ou ALTALT > 5> 5PAPA
PA PA ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ ou ou ALTALT < 2< 2PAPA
ALT et PAALT et PA ↑↑↑↑↑↑↑↑ ou ou ALTALT entre 2 et 5entre 2 et 5PAPA
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HépatotoxicitéHépatotoxicité des médicamentsdes médicamentsEvaluation de l’atteinte hépatiqueEvaluation de l’atteinte hépatique
Essais cliniquesEssais cliniques
-- ALT > 3 NALT > 3 N
-- signification cliniquesignification clinique-- fréquence = signal fréquence = signal
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Evaluation de la sévérité de Evaluation de la sévérité de l’atteinte hépatiquel’atteinte hépatique
Loi de Loi de ZimmermanZimmerman
-- Forte élévation ALT + ictère Forte élévation ALT + ictère =10% risque hépatite grave=10% risque hépatite grave
« FDA White « FDA White paperpaper »»
-- ALT > 3N + bilirubine totale > 2N ALT > 3N + bilirubine totale > 2N =10% risque hépatite grave=10% risque hépatite grave
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HépatotoxicitéHépatotoxicité des médicamentsdes médicamentsEvaluation de l’atteinte hépatiqueEvaluation de l’atteinte hépatique
Essais cliniquesEssais cliniques
-- ALT > 3 NALT > 3 N
-- signification cliniquesignification clinique-- fréquence = signal fréquence = signal -- prédiction sévérité ?prédiction sévérité ?
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Fréquence élévation ALTFréquence élévation ALTEt risque d’hépatite cliniqueEt risque d’hépatite clinique
- diclofénac 5% < 0.01%
- troglitazone 2% < 0.1%
- riluzole 11% < 0.0001%
ALT >3N Hépatites
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HépatotoxicitéHépatotoxicité des médicamentsdes médicamentsBiomarqueursBiomarqueurs
Tests biologiquesTests biologiques
-- Evaluation de l’atteinte hépatiqueEvaluation de l’atteinte hépatique
-- Diagnostic Diagnostic
-- Prédiction de l’atteinte hépatiquePrédiction de l’atteinte hépatique
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Anticorps anti-tissu etHépatotoxicité
Anticorps Médicamentss
Anti – muscle lisse fénofibrate, nitrofurantoine
Anti - noyau fénofibrate, nitrofurantoine
Anti – DNA natif clométacine
Anti – mitochondrie type 2 papavérine
Anti – mitochondrie type 6 iproniazide
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Anticorps anti-P450s etHépatotoxicité
Anticorps Médicamentss
Anti - CYP 2C9 Acide tiénilique
Anti - CYP 1A2 Dihydralazine
Anti - CYP 2E1 Halothane
Anti - CYP 2C11 Phénobartital, PhénytoïneCarbamazépine
Anti - CYP 3A1 Anti-épileptiques
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HépatotoxicitéHépatotoxicité des médicamentsdes médicamentsBiomarqueursBiomarqueurs
Tests biologiquesTests biologiques
-- Evaluation de l’atteinte hépatiqueEvaluation de l’atteinte hépatique
-- Diagnostic Diagnostic
-- Prédiction de l’atteinte hépatiquePrédiction de l’atteinte hépatique
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Métabolisme hépatique des médicaments
MédicamentsMédicaments métabolite toxiquemétabolite toxique lésionlésionPhase 1Phase 1(CYP) (CYP) Phase 2Phase 2
(GSH, GSTs, Epoxyde hydrolases, (GSH, GSTs, Epoxyde hydrolases, etcetc …)…)
Métabolite Métabolite détoxifiédétoxifié
Phase 3Phase 3(Transporteurs)(Transporteurs)
ExcrétionExcrétion
Métabolite Métabolite non non toxiquetoxique
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6 mecanismes pour la toxicité hépatiques
A - Altération membrane cellulaire
B - Inhibition des protéines de transport
C - Métabolites réactifs
D - Immunotoxicité
E - Activation de l’ apoptose
F - Inhibition des fonctions mitochondriales
Mécanismes potentiels
Lee, NEJM 2003
AB
C
DE
F
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Polymorphismes génétiquesPolymorphismes génétiqueset et hépatotoxicité hépatotoxicité des médicamentsdes médicaments
Cytochromes PCytochromes P --450: CYP 2D6, CYP 2C19450: CYP 2D6, CYP 2C19
N acétylation: NAT2N acétylation: NAT2
Système de détoxication : glutathion synthétaseSystème de détoxication : glutathion synthétase
glutathion Sglutathion S --transférasestransférases
Epoxyde hydrolEpoxyde hydrol ases ?ases ?
AutresAutres
Système HLA Système HLA
Sulfoxydation Sulfoxydation ??
Métabolisme mitochondrial ?Métabolisme mitochondrial ?
Thiopurine méthyltransféraseThiopurine méthyltransférase ( TPMT) ?( TPMT) ?
Transporteurs biliaires ( MDR) ?Transporteurs biliaires ( MDR) ?
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Polymorphisme CYP 2D6Polymorphisme CYP 2D6
Locus génique sur chromosome 22q13.1Locus génique sur chromosome 22q13.1
Déficit transmis selon mode: Déficit transmis selon mode:
autosomal autosomal récessifrécessif
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Principaux allèles déficitaires of Principaux allèles déficitaires of CYP 2D6 CYP 2D6
CaucasiensCaucasiens
CYP 2D6 4 ( 70% of PM )CYP 2D6 4 ( 70% of PM )
CYP 2D6 5 ( 15% of PM )CYP 2D6 5 ( 15% of PM )
CYP 2D6 3 ( 5% of PM )CYP 2D6 3 ( 5% of PM )
CYP 2D6 7CYP 2D6 7
CYP 2D6 8, 11, 12 ( rare)CYP 2D6 8, 11, 12 ( rare)
AsiatiquesAsiatiques
CYP 2D6 10 ( 70% of PM)CYP 2D6 10 ( 70% of PM)
AfricainsAfricains
CYP 2D6 17 CYP 2D6 17
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Distribution phénotypique Distribution phénotypique De l’oxydation de la De l’oxydation de la débrisoquinedébrisoquine
active active metabolizermetabolizer
Poor Poor metabolizermetabolizer
Debrisoquine metabolicDebrisoquine metabolic ratioratio
Number Number of of
patientspatients
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Fréquence du déficit en CYP 2D6Fréquence du déficit en CYP 2D6
Caucasiens : 5Caucasiens : 5 -- 10%10%
Asiatiques : 0Asiatiques : 0 -- 3%3%
Africains : 0Africains : 0 -- 8%8%
Esquimos Esquimos : 3%: 3%
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déficit en CYP 2D6 déficit en CYP 2D6 et et hépatotoxicité hépatotoxicité de la de la perhexilline perhexilline
hépatotoxicité perhexilline hépatotoxicité perhexilline
Maladie alcoolique du foieMaladie alcoolique du foie
Autres Autres hépatopathies hépatopathies chroniqueschroniques
TémoinsTémoins
Déficit en Déficit en CYP 2D6 CYP 2D6
75%75%
8%8%
9%9%
9% 9%
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Polymorphisme du CYP 2D6 Polymorphisme du CYP 2D6 et et hépatotoxicitéhépatotoxicité
Absence de corrélationAbsence de corrélation
AmineptineAmineptine
MétoprololMétoprolol
AmitryptilineAmitryptiline
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Polymorphisme du CYP 2C19Polymorphisme du CYP 2C19
Locus génique sur chromosome 10q24Locus génique sur chromosome 10q24
Transmission Transmission autosomaleautosomale récessiverécessive
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Fréquence du déficit en CYP 2C19Fréquence du déficit en CYP 2C19
Caucasiens : 1Caucasiens : 1 --6 %6 %
Asiatiques : 13Asiatiques : 13 --23 %23 %
Africains : 6Africains : 6 -- 8 %8 %
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Polymorphisme du CYP 2C19Polymorphisme du CYP 2C19
Au moins 8 allèlesAu moins 8 allèles
Principaux allèles déficitairesPrincipaux allèles déficitaires
CYP 2C19 2 ( 88% des PM )CYP 2C19 2 ( 88% des PM )
mutation Gmutation G --A dans exon 5A dans exon 5
CYP 2C19 4CYP 2C19 4
CYP 2C19 5CYP 2C19 5
CYP 2C19 6 CYP 2C19 6
CYP 2C19 7CYP 2C19 7
CYP 2C19 8CYP 2C19 8
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Hépatotoxicité Hépatotoxicité et déficit en CYP 2C19 et déficit en CYP 2C19
TroglitazoneTroglitazone
AtriumAtriumFébarbamateFébarbamateDifébarbamateDifébarbamatePhénobarbitalPhénobarbital
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Hépatotoxicité Troglitazone Hépatotoxicité Troglitazone et déficit en CYP 2C19 et déficit en CYP 2C19
Patients avec Patients avec hépatotoxicité troglitazone hépatotoxicité troglitazone
Patients avec Patients avec troglitazone troglitazone sans toxicitésans toxicité
Contrôles Contrôles
: 45.5 %: 45.5 %
: 13.3 %: 13.3 %
: 18.8 %: 18.8 %
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Polymorphisme de la NPolymorphisme de la N --acétylation acétylation
Altération de la NAltération de la N --acétyltransferase acétyltransferase type 2 (NAT2)type 2 (NAT2)
Transmission Transmission autosomale autosomale récessiverécessive
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NAT2 NAT2 PolymorphismPolymorphismGenotypeGenotype
Wild active Wild active allele allele : NAT2 4 : NAT2 4
At At least 25 mutant least 25 mutant allelesalleles ::
-- Reduction Reduction of of catalytic activitycatalytic activity-- reduction reduction of of proteine synthesisproteine synthesis
Mutant Mutant alleles without functional alleles without functional consequenceconsequence
PhenotypePhenotype
Rapid acetylorRapid acetylor
Slow Slow acetyloracetylor
Rapid acetylorRapid acetylor
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Fréquence du déficit en NAT2Fréquence du déficit en NAT2
Caucasiens 40Caucasiens 40 -- 70%70%
Asiatiques 5Asiatiques 5 -- 30%30%
EsquimosEsquimos Inuit < 5%Inuit < 5%
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Hépatotoxicité Hépatotoxicité médicamenteuse influencée médicamenteuse influencée par le polymorphisme de la NAT2par le polymorphisme de la NAT2
SulfamidesSulfamides
HydralazineHydralazine
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Hépatotoxicité Hépatotoxicité des sulfamides et des sulfamides et polymorphisme en NAT2polymorphisme en NAT2
% % Acétyleurs Acétyleurs lentslents
100%100%
55%55%
Pts Pts avec avec hépatite hépatite sulfamidessulfamides
TémoinsTémoins
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Hépatotoxicité Hépatotoxicité de la de la dihydralazine dihydralazine et et polymorphisme en NAT2polymorphisme en NAT2
métabolites non métabolites non toxiquestoxiques
HydralazineHydralazine
NAT2NAT2
CYP 1A2CYP 1A2
Métabolites réactifsMétabolites réactifs
Anticorps Anticorps antianti -- CYP 1A2 CYP 1A2
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In vitro cytotoxicity test
• Isolated• Lymphocytes• +• Microsomal
oxidation• System• +• Drug
IncubationIncubation
2 2 hourshours
WashingWashing
16 16 hourshoursLaterLater
EvaluationEvaluationOf Of killed killed cellscells
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Metabolic characteristicsMetabolic characteristics of of lymphocyteslymphocytes
Lymphocytes:Lymphocytes:
--Contain epoxide Contain epoxide hydrolases, hydrolases, glutathione and glutathione and enzymes enzymes required required for for its synthesis and its biological its synthesis and its biological activityactivity
-- do not do not contain contain enzymes able to enzymes able to transform drugs transform drugs in in reactive metabolitesreactive metabolites
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Hépatotoxicité Hépatotoxicité favorisée par un déficit constitutionnel favorisée par un déficit constitutionnel inconnu dans les mécanismes de défense cellulairesinconnu dans les mécanismes de défense cellulaires
HalothaneHalothane
AmineptineAmineptine
SulfamidesSulfamides
CarbamazépineCarbamazépine
PhénytoïnePhénytoïne
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Système HLASystème HLAet et hépatotoxicité hépatotoxicité médicamenteusemédicamenteuse
HLAHLA
Halothane A 11Halothane A 11
Nitrofurantoïne Nitrofurantoïne DR6 DR6 and and DR2DR2
Clométacine Clométacine A8A8
Antidépresseurs tricycliques A11Antidépresseurs tricycliques A11
Diclofénac Diclofénac A11A11
Chlorpromazine DR6Chlorpromazine DR6
AmoxicillineAmoxicilline --acide acide clavulanique clavulanique DRB1 1501 DRB1 1501
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Biliary transporters
NTCP:Na-taurocholate cotransporting polypeptide
OATP: organic anion transporters
BSEP: bile salt transporter pump
MDR: multi-drug resistance
Bile acids
Organic anions drugs
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Hepatotoxicity mechanisms
BSEP: bile salt export pump
Mrp2: multidrug resitance protein 2
E-17 ß-gluc: Estradiol-17 ß-glucuronide
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ConclusionsConclusions
Des variations génétiques des systèmes de Des variations génétiques des systèmes de biotransformation peuvent moduler l’ biotransformation peuvent moduler l’ hépatotoxicité hépatotoxicité des des médicaments (CYP2D6, CYP2C19, NAT2)médicaments (CYP2D6, CYP2C19, NAT2)
Des systèmes de détoxication semblent impliqués et Des systèmes de détoxication semblent impliqués et nécessite une caractérisation au niveau moléculaire nécessite une caractérisation au niveau moléculaire
Influence par le système HLAInfluence par le système HLA
Candidats incluent TPMT , MDR Candidats incluent TPMT , MDR and and enzymes enzymes mitochondrialesmitochondriales