Biomarqueurs d’hépatotoxicité

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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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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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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Tests biologiquesTests biologiques





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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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Tests biologiquesTests biologiques





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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 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 6 CYP 2C19 6




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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


40

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

Documents

Biomarqueurs d’hépatotoxicité