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U F A S - 1

FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE

DEPARTEMENT DE BIOCHIMIE

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POLYCOPIE DE COURS DE :

PHARMACOTOXICOLOGIE EXPERIMENTALE DES

SUBSTANCES ACTIVES

DESTINE AUX ETUDIANTS DE 1re ANNEE MASTER EN BIOCHIMIE APPLIQUEE

Réalisé par Mr R. MAHDADI,

Enseignant du Département de Biochimie, Fac. SNV, UFAS-1.

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CONTENU

I/ Introduction :

II/ Historique : III/ Définition : IV/Objectif : V/ Généralités sur la substance bioactive et activité relative V-1/ La substance bioactive

- Terminologie - Définitions - Sources - Applications - Interactions avec la matière biologique

V-2/Activité relative -Terminologie - Définition -Types

VI/ Généralités sur la substance active et activité relative VI-1/La substance active

- Définition - terminologie - Sources - Interactions avec la matière biologique (organisme)

VI-2/ Activité relative -Terminologie - Définition - Types

VII/ Généralités sur la spécialité pharmaceutique et la forme galénique. VIII/ Processus de promotion d’une substance bioactive en une substance active ou nouvelle spécialité ou médicament. IX/ Méthodes utilisées

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I/ Introduction :

Les sources des substances chimiques sont au nombre de quatre : la source synthétique, la source semi (ou hémi) -synthétique, la source naturelle (végétale, animale, minérale) et la source naturelle biologique (végétale, animale). Si une substance est obtenue purement ou totalement par synthèse chimique (synthèse à partir de substances organiques synthétiques uniquement et aucun ingrédient naturel n’est utilisé), elle est appelée substance synthétique. Si une substance est obtenue suite à une modification chimique d’une substance naturelle, elle est appelée substance semi (ou hémi) - synthétique. Si une substance est extraite d’une source naturelle, types confondus, elle est appelée substance naturelle. Si cette dernière est extraite précisément d’une source naturelle biologique (végétale ou animale) et si, en interagissant avec la matière biologique (protéine par exemple), elle conduit à une activité biologique, elle est appelée substance bioactive. Dans le cas où cette activité biologique s’avère potentiellement bénéfique et non dangereuse pour l’homme en particulier, cette substance fait souvent, directement (sans subir une modification chimique) ou indirectement (après avoir subi une modification chimique partielle ou totale ; le cas fréquent), l’objet de promotion en substance active et est appelée, une fois promue, « substance active ou principe actif » (active substance chez les anglophones). Une substance active, comme, bien entendu, elle peut être minérale ou purement synthétique, elle peut être en plus une substance bioactive (souvent resynthétisée à cause du problème de l’approvisionnement) ou une substance semi-synthétique ou synthétique de structures inspirées de celle-ci. En réalité, la plupart des substances actives faisant partie des spécialités pharmaceutiques en usage, sont issues de cette dernière source. A titre d’éxemple, jusqu’au l’an 2012, elles représentent 55 % des produits

mis sur le marché en oncologie (traitement du cancer). Le processus de cette promotion est en réalité un processus de développement de nouveaux médicaments et est tout le domaine de la pharmacologie expérimentale et de la toxicologie expérimentale qui ensemble forment la discipline de la pharmacotoxicologie expérimentale (PTE) dont l’objectif principal est une meilleure évaluation des risques liés à une éventuelle administration de telles substances à l’homme surtout et à l’animal à des fins curatifs ou préventifs. Après un bref historique et une définition de cette discipline, la synthèse qui constitue le contenu de ce polycopié rapporte, dans les deux premiers chapitres des généralités sur la substance bioactive, sur la substance active (définition, sources, applications, types d’activités,…), sur la spécialité pharmaceutique , la préparation médicamenteuse et même la forme galénique. Dans les deux derniers chapitres, elle rapporte les différentes étapes du processus de développement d’une substance active ainsi que les études réalisées durant chacune de ces étapes et les méthodes utilisées dans ces études. Après avoir lu ce polycopié, l’étudiant sera capable i) de définir la pharmacotoxicologie expérimentale et la distinguer des autres disciplines s’intéressant aux médicaments ; ii) de définir les substances bioactive et active, de distinguer l’ une de l’autre, d’énumérer leurs sources d’obtention, types de leurs activités relatives, champs d’application ; iii) de définir une spécialité pharmaceutique , une préparation médicamenteuse et même une forme galénique ; iv) d’énumérer les étapes du

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processus de développement d’une nouvelle substance active ainsi que les études réalisées durant chaque étape et les méthodes y utilisées . . II/ Historique : Selon WIKIPEDIA : Les pères de la pharmacologie et la toxicologie expérimentale sont : Au début des savants ou des chercheurs arabo-musulmans :

Au Xe siècle, Razi (Rhazes) a introduit le contrôle scientifique et l’observation clinique dans le domaine de la médecine et a rejeté plusieurs théories médicales de Galien non vérifiées par l’expérimentation29. Les plus anciennes expériences médicales connues ont été effectuées par Razi pour trouver l’endroit le plus hygiénique pour construire un hôpital. Il a accroché des morceaux de viande dans toute la ville de Bagdad au Xe siècle et répertorié l’endroit où la viande se décomposait le moins vite et c'est là qu’il a construit l'hôpital. Dans ses traités de médecine, Razi rapportait des cas cliniques tirés de sa propre expérience et de très utiles observations sur diverses maladies. Dans Doutes sur Galien, Razi a également été le premier à prouver à partir des données de l'expérimentation que la théorie des humeurs de Galien et la théorie des quatre éléments d’Aristote étaient toutes les deux fausses30. Il a également introduit l'analyse d'urines et l’examens des selles31.

Avicenne (Ibn Sîna) est considéré comme le père de la médecine moderne15, pour son introduction systématique de l’expérimentation et de la quantification dans l'étude de la physiologie16, l’introduction de la recherche médicale17, des essais cliniques18, de l’analyse des facteurs de risque et du concept de syndrome pour le diagnostic spécifique de certaines maladies24, dans son encyclopédie médicale, le Canon de la médecine (vers 1025) qui était également le premier livre traitant de la médecine fondée sur des preuves, et d’essais cliniques randomisés19,20, et de tests d’efficacité21,22.

Selon Toby Huff et AC Crombie, le Canon contient « un ensemble de règles qui ont fixé les bases de l’utilisation expérimentale et de l'essai des médicaments » ce qui constitue « un guide pratique d'expérimentation » dans le processus qui consiste à « découvrir et à prouver l'efficacité de nouveaux Médicaments29 ». Avicenne a mis l'accent sur l'essai de médicaments et jeté les bases d'une approche expérimentale de la pharmacologie32. Le Canon énonce ci-après des règles et les principes des tests d'efficacité des nouvelles drogues et des médicaments, ce qui forme toujours la base de la pharmacologie clinique23 et des Essais cliniques modernes18 :

1. Le médicament doit être exempt de toute pollution étrangère accidentelle ;

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2. Il doit être utilisé sur une maladie unique et non une association de plusieurs maladies ;

3. Le médicament doit être testé avec deux types contraires de maladies, parce qu’un médicament guérit parfois une maladie par ses qualités intrinsèques et parfois par pur hasard ;

4. La qualité du médicament doit correspondre à la force de la maladie. Par exemple, certains médicaments agissent sur la chaleur alors que certaines maladies sont caractérisées par la froideur, de sorte que ces médicaments n'ont pas d'effet sur elles ;

5. Le temps d'action doit être observé, afin de ne pas confondre l’action propre du médicament et un effet accidentel ;

6. L'effet attendu du médicament doit se produire constamment ou dans de nombreux cas, car dans le cas contraire, il faut considérer qu’il s’agit d’un effet accidentel ;

7. L'expérimentation doit être réalisée sur l’homme, si un médicament est expérimenté sur un lion ou un cheval on ne peut tirer de cet essai aucune conclusion que ce soit quant à son effet sur l'homme.

Puis des savants ou des chercheurs Européens :

Johann Jakob Wepfer, né le 23 décembre 1620 et mort le 26 janvier 1695 (17ème siècle)est un pathologiste et pharmacologue suisse. Il est le pèrede la pharmacologie et la toxicologie expérimentale en Europe par ses expérimentations systématiques de substances toxiques sur les animaux telles l'arsenic (un élément chimique toxique), les plantes herbacées, la ciguë aquatique (Cicuta virosa) et l'aconitum (Aconitum napellus). À partir des résultats qu’il a obtenus, il a publié un grand traité en 1679, Historia cicutae aquaticae.

III/ Définition :

La pharmacotoxicologie expérimentale (PTE) est une discipline scientifique qui s’intéresse à une meilleure évaluation des activités bénéfiques et délétères d’une substance [bioactive, semi-synthétique, synthétique de structures inspirées de celle-ci, ou synthétique pure ou minérale] sur des molécules inertes, sur des cellules, sur des organes, sur des animaux de laboratoire et en fin sur des humains sains et malades.

IV/Objectif :

L’objectif ultime de la PTE est la sélection d’une substance parmi d’autres, pour répondre à un besoin humain (traitement de maladies, un bien être) ou animal (traitement de maladies) . V/ Généralités sur la substance bioactive et activité relative : V-1/La substance bioactive : -Terminologie :

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La substance bioactive est désignée par plusieurs autres termes. On trouve les termes « substance biologiquement active », « substance à activité biologique », « molécule bioactive » et « bioactive compound (de l’anglais) ».

-Définition : La substance bioactive se défini comme étant une molécule tirée ou extraite d’une source naturelle biologique (animale ou végétale) et qui est biologiquement active ou ayant une activité biologique ceci, après interaction avec la matière biologique. -Sources : Comme rapporté ci-dessus, les substances bioactives sont de source naturelle biologique végétale (végétaux terrestres et marins) ou animale (animaux et microorganismes terrestres, animaux et microorganismes marins).

-Nature : flavonoïdes, huiles essentielles, alcaloïdes, acides gras polyinsaturés, peptides bioactifs, …

-Types d’interaction substance bioactive – matière biologique :

L’interaction substance bioactive – matière biologique peut être de type physicochimique (établissement de liaisons chimiques), de type physique (modification de l’environnement ou de l’état physique).

-Applications : Les substances bioactives sont utilisées directement ou après avoir subi une modification chimique dans plusieurs secteurs industriels : cosmétiques,

pharmaceutiques, additifs nutritionnels, compléments alimentaires…

V-2/ Activité relative :

-Terminologie : Le terme « effet » est en plus utilisé.

-Définition : Elle est dite effet ou activité biologique et se défini par la réaction de la matière biologique (vivante) lorsqu’elle est mise au contact d’une substance bioactive.

Remarque : Il ne faut pas confondre l’activité biologique avec l’activité biologique des sols qui se définie par l’ensemble des actions directes et indirectes des organismes vivant dans les sols ou qui y sont enracinés (microorganismes, champignons, insectes, vers, animaux supérieurs, plantes, etc.)

-Types : Les effets ou activités biologiques se développant de l’interaction entre les substances bioactives et la matière biologique, peuvent être bénéfiques ou délétères. Une activité biologique est bénéfique lorsqu’elle est potentiellement curative ou préventive de maladies humaines en particulier ou intéressante pour un

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mieux- être de l’homme. Elle est cependant délétère lorsqu’elle est toxique ou nocive sur la matière biologique.

V-3/ Exemples : antibactérienne, antifongique, antioxydante, …

VI / Généralités sur la substance active et activité relative:

VI – 1/ La substance active :

-Terminologie : Comme dans le cas de la substance bioactive, la substance active est désignée par d’autres termes : « principe actif », « ingrédient actif », « médicament par métonymie », « agent pharmacologique » et « active substance (de l’anglais) ». Remarque : une substance active nouvelle ou originale (protégé par un enregistrement) est appelée parfois « princeps ».

-Définition :

Une substance active est une substance chimique qui entre dans la composition d’une spécialité pharmaceutique (originale ou générique) ou d’une préparation médicamenteuse (officinale, magistrale) dont le rôle principal est de procurer un effet curatif ou préventif de maladies humaines en particulier.

-Sources : Les sources d’obtention des substances actives sont les sources naturelles biologique [végétale (végétaux terrestres et marins) ou animale (animaux et microorganismes terrestres, animaux et microorganismes marins)] et non biologique (minérale ou sol) et les sources semi-synthétique et synthétique.

-Nature :

Des petites molécules : De MW < 1000 ; elles sont majoritaires. Des macromolécules protéiques (protéines recombinantes, anticorps

monoclonaux), et géniques (thérapie géniques par des séquences d’ADN ou d’ARN).

Des cellules (thérapie cellulaire par transfusion sanguine, par auto-greffe,…) pour certains auteurs.

-Types d’interaction entre substance active (médicament) et matière biologique (organisme vivant): L’interaction substance active (médicament) – organisme est souvent de type physicochimique réversible (établissement de liaisons chimiques de faible énergie). Elle peut être parfois de type physique (modification de l’environnement ou de l’état physique). Dans le cas de l’interaction physicochimique, des liaisons chimiques de faible énergie s’établissent mutuellement entre la substance active (agent pharmacologique) est une macromolécule cellulaire physiologique appelée cible (souvent des récepteurs mais parfois différente de récepteur, une enzyme, un transporteur,…). Il en résulte, suite à cette interaction réciproque de la substance active et de la cible, une activation ou stimulation de cette dernière suivi de développement de l’activité relative.

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VI-2/ Activité relative:

-Terminologie : En plus du terme « activité », les termes effet et réponse sont également utilisés. Les termes « activité » et « effet » sont cependant les plus utilisés.

-Types :

Selon que l’effet ou l’activité d’une substance active est désirée ou non, celle-ci est de type désirable ou de type indésirable.

Selon le niveau de mesure de l’activité d’une substance active en pratique (récepteur, cellule entière, partie d’organe, organe entier ou organisme entier) : activité pharmacologique, effet pharmacologique,

S’il s’agit de mesure de l’activité chez un malade : effet thérapeutique.

-Définition : L’effet ou l’activité désirée est l’effet ou l’activité recherchée par utilisation de

la substance active. L’effet ou l’activité indésirable est par contre l’activité non recherchée par utilisation de la substance active. Elle est appelée également effet secondaire, effet adverse (adverse effect de l’anglais).

L’activité pharmacologique est l’activité ultime de l’interaction de la substance active avec la cible. Elle est mesurée au niveau de la cible (flux ionique , inhibition

d’enzyme par exemple) L’effet pharmacologique est la conséquence ultime de l’activité

pharmacologique. Il est souvent mesuré au niveau de la cellule entière du tissu ou

de l'organe (exemple potentiel d'action, contraction, secrétion,…) L’effet thérapeutique est l’effet attendu de l’utilisation d’une substance active

(traitement) ou non (chirurgie, radiothérapie) par un patient. VII/ Généralités sur la spécialité pharmaceutique, la préparation médicamenteuse et la forme galénique. La spécialité pharmaceutique est un médicament préparé à l'avance par un laboratoire pharmaceutique, présenté sous un conditionnement particulier, caractérisé par une dénomination spéciale et qui a subit la procédure d’AMM. La préparation médicamenteuse qui peut être magistrale (préparations dermiques par exemple) ou officinale (éosine, alcool iodé,…) est un médicament préparé par une pharmacie hospitalière par exemple et non par un laboratoire pharmaceutique. La forme galénique (pharmaceutique /médicamenteuse) est la forme physique (comprimé, gélule, suppositoire, ...) sous laquelle est présenté la spécialité pharmaceutique ou la préparation médicamenteuse. VIII/ Processus de développement d’une substance active ou médicament. VIII-1/ Terminologie : En plus du terme développement, les termes promotion et mise au point d’une nouvelle substance active ou nouveau médicament sont également utilisés.

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VIII-2/ Introduction : Le processus de développement d’une substance active ou médicament est en réalité un processus complexe ; il est réalisé dans un cadre strictement réglementé, comprend plusieurs étapes ; dure 10-15 ans et coute plusieurs centaines de millions d’euros. VIII-3/ Etapes du processus : Le processus de développement ou de mise au point d’une nouvelle substance active, comprend 3 étapes qui sont successivement l’étape de recherche et de développement, l’étape administrative et l’étape de pharmacovigilance et de pharmacoépidémiologie.

VIII-3-1/ Etape de recherche et de développement : Elle est désignée parfois par l’abréviation « étape R&D ».

VIII-3-1-1/ Objectif : Trouver une substance parmi d’autres (le hit pour les anglophones, la touche pour les francophones) ayant une activité spécifique sur une cible biologique impliquée dans une pathologie. Cette substance, une fois trouvée, devient un candidat-médicament à développer. Elle peut être aussi utilisée comme modèle ou prototype pour la synthèse de nouvelles molécules (dérivés) plus spécifiques, plus efficaces et moins toxiques (leads) qui deviennent eux aussi candidats-médicament à développer.

VIII-3-1-2/ Etudes : Pour certains auteurs, les études réalisées durant cette étape R&D sont au nombre de cinq et sont : - Les études de découverte et d’exploration - Les études pharmacologiques ou pharmacodynamiques (études PD) - Les études pharmacocinétiques (études PK) - Les études toxicologiques - Les études cliniques

Pour d’autres, elles sont aux nombre de trois et sont :

-Les études de découverte et d’exploration

-Les études pré–cliniques (appelées aussi non cliniques, prérequises /obligatoires) qui sont les études pharmacologiques ou pharmacodynamiques (études PD), les études pharmacocinétiques (études PK) et les études toxicologiques. Remarque : les études pharmacologiques et les études pharmacocinétiques sont tout le domaine de la pharmacologie expérimentale. Les études toxicologiques quant à elles, sont tout le domaine de la toxicologie expérimentale. Remarque : Au terme des études précliniques, l’impact de la mise sur le marché du nouveau médicament sur l’environnement est également étudié.

- Les études cliniques qui sont subdivisées en études cliniques avant AMM et en études cliniques post-AMM (Autorisation de Mise sur le Marché).

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A/ Les études de découverte et d’exploration : Objectif :

L’objectif de ces études est l’identification de substances (molécules) à activités

biologiques bénéfiques ou désirées qui feront l’objet d’un enregistrement ou d’un

dépôt de brevet (valable 20 ans) afin que ces substances soient protégées en tant

que propriété intellectuelle.

Méthodes :

Les méthodes utilisées dans ces études sont : le screening (le criblage), l’utilisation des gènes (la biotechnologie) et le hasard.

a/ La méthode de screening ou criblage :

-Définition : Le screening ou le criblage (filtrage) est le test de l’activité (désirée) de nombreuses substances, prises ou non au hasard, une à une sur une cible biologique.

-Types : plusieurs types selon plusieurs critères : *Deux types de screening, selon que celui-ci est réalisé manuellement ou à l’aide

d’un robot : le screening manuel et le screening robotisé (ou screening à haut débit). Le 1er consiste à tester manuellement les substances étudiées sur une cible biologique ; il est lent est couteux. Le 2ème consiste à tester à l’aide d’un robot un nombre élevé de molécules sur de nombreuses cibles biologiques appartenant à plusieurs systèmes ; il est rapide et non couteux d’où un gain de temps et d’argent. *Deux autres types de screening, selon le nombre de cibles biologiques soumises au test : le screening orienté (ou limité) et le screening générale. Le 1er consiste à tester les substances étudiées sur quelques cibles biologiques appartenant à quelques systèmes ; il est n’est pas couteux et de rendement élevé. Le 2ème consiste à tester les substances étudiées sur des cibles biologiques appartenant à plusieurs systèmes; il est couteux, de faible rendement et aléatoire. *Deux autres types de screening selon que celui-ci est virtuel ou réel: le screening virtuel in silico et le screening réel in vitro et in vitro. Le 1er est un criblage virtuel sur ordinateur de larges banques de structures de composés appelées parfois « chimiothèques » en ce qui concerne la possibilité de leurs interactions avec de larges banques de structures de cibles biologiques appelées parfois « ciblothèques ». Il est facile à mettre en œuvre, peu coûteux et relativement rapide mais ses résultats positifs sont prédictifs et doivent être impérativement vérifiés par des tests expérimentaux. Le 2ème consiste à tester et/ou mesurer l’ activité des molécules étudiées in vitro sur des cibles biologiques isolées(enzyme, récepteur,…) sur des cellules en culture , sur des parties d’organes , sur des organes entiers (le screen in vitro) et sur des organismes entiers( le screen in vivo).

-Procédure : Généralement, on procède de la façon suivante : Dans un 1er temps, on tente de comprendre le mécanisme de la pathologie à traiter pour déterminer une cible y impliquée. Dans un 2ème temps, on test les substances identifiées sur la cible biologique impliquée dont on veut supprimer ou augmenter l’activité relative.

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b/ la biotechnologie :

-Définition : *Selon les Nations Unies (1992), la biotechnologie est définie comme : «toute application technologique utilisant des systèmes biologiques, organismes vivants, ou leurs dérivés, pour fabriquer ou modifier des produits ou des procédés spécifiques ».

*Une définition générique : Ensemble des méthodes et techniques qui utilisent les organismes vivants ou leurs composants dans des applications spécifiques.

-Techniques de bases : La fermentation, l’hybridation, la mutagenèse et la transgénèse.

-Exemples de médicaments produits par les techniques de la biotechnologie ; vaccins, protéines recombinantes(insuline, anticorps monoclonaux, hormone de croissance GH …), thérapie cellulaire et génique.

c/ Le hasard Exemple : la pénicilline, un médicament découvert par hasard : en 1929, Alexandre Fleming (un écossais), en examinant par hasard une boîte de culture de staphylocoques contaminée par un champignon (un Penicillium), conclut que ce dernier sécrétait une substance antimicrobienne, la pénicilline.

Etapes :

Trois étapes : étape d’identification, étape d’optimisation et étape d’enregistrement.

La première consiste en l'identification de classes ou de groupes de substances à

activités biologiques bénéfiques ou désirées (hits/ touches). Pour cela, la méthode

de screening y est très utilisée. La deuxième consiste à modifier chimiquement les

substances hits afin d'améliorer leur efficacité, leur sélectivité et minimiser leur

toxicité. Les nouvelles molécules (dérivés) obtenues sont appelées leads ou têtes

de séries. La troisième consiste à breveter les leads afin que les molécules soient

protégées en tant que propriété intellectuelle.

Remarque : Avant d’entamer les études pré- cliniques et afin de pouvoir les réaliser,

le candidat- médicament doit être produit à une quantité suffisante selon les bonnes

pratiques de fabrication (le candidat –médicament doit être pure).

B/ Les études pré–cliniques (non cliniques/ pré-requises/ obligatoires)

Objectif ultime L’objectif ultime des études précliniques est de sélectionner parmi les leads brevetés un nombre limité de candidats - médicaments pouvant accéder aux études cliniques.

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Types : Comme rapporté ci-dessus, ce sont : a/ Les études pharmacologiques ou pharmacodynamiques

-Définition Il s’agit d’études de la pharmacodynamie spécifique au candidat- médicament.

-Objectifs : Les études pharmacologiques ou pharmacodynamiques ont pour objectifs :

L’établissement avec précision de l'efficacité du candidat-médicament. La connaissance de son mode d'action La recherche d'éventuels effets secondaires Le positionnement du candidat-médicament en comparaison aux

médicaments en usage.

-Méthodes : Les études PD sont réalisés au préalable in vitro (sur des systèmes moléculaires inertes, des cellules, des parties d’organes, des organes isolés) puis in vivo dans des modèles expérimentaux de la maladie (même si des différences d'efficacité entre l'homme et l'animal peuvent survenir).

-Effets évaluées :

Les effets propres du candidat-médicament Les effets généraux ou secondaires Les éventuelles interactions.

-Relations mises en évidence ou établi :

La relation effet-dose : L’effet mesuré peut être un effet qualitatif (quantal). Celui-ci est étudié in vivo sur un organisme animal ; il n’est pas mesurable mais observable et obéit à la loi du tout ou rien (comportement, convulsions, bronchospasme,…). Il peut être aussi un effet quantitatif (graduel) continu ou discontinu. Celui-ci est au contraire mesurable, n’obéit pas à la loi du tout ou rien. L’effet quantitatif continu (graduel) est étudié in vivo sur un organisme animal et in vitro sur une partie d’organe ou sur un organe entier. L’effet continu mesuré in vivo peut être par exemple la variation sous l’action du candidat-médicament de la concentration sanguine ou urinaire d’un marqueur métabolique spécifiquement représentatif de la maladie (le plus souvent), modification de la pression artérielle,… In vitro, il est par contre la variation sous l’action du candidat-médicament de la fonction physiologique de l’organe (contraction, sécrétion,..). L’effet quantitatif discontinu (vari par unité) est étudié uniquement in vivo (nombre de toux chez l’animal par exemple avant et après traitement).

La relation effet-temps :

-Paramètres quantitatifs déterminés : La DE50 est le paramètre quantitatif de l’effet quantal qualitatif et se définit

par la dose entraînant un effet chez 50% des animaux exprimée toujours en mg/kg.

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La CE50 est le paramètre quantitatif de l’effet graduel quantitatif et se définit par la concentration entraînant 50% de l’effet maximale de la substance étudiée exprimée en unité de concentration.

b/ Les études pharmacocinétiques

-Définition : Il s’agit d’études de la pharmacocinétique spécifique au candidat- médicament.

-Objectifs : Les études pharmacocinétiques ont pour objectifs :

La précision des modalités de résorption (vitesse, biodisponibilité), de distribution (phénomène d’accumulation, liaison aux protéines), de métabolisation (first pass effect, voies métaboliques, structures et quantités des métabolites, enzymes y impliquées) et d'excrétion (voies et intensité de l’excrétion, excrétion dans le lait) du candidat-médicament chez l’animal cible.

La prédiction des interactions médicamenteuses (induction, inhibition enzymatique)

La mise en évidence des phénomènes d’accumulation

La détermination du temps durant lequel la concentration du candidat-médicament est maintenue à un niveau efficace dans la circulation sanguine de l’animal.

La détermination ou la proposition de la posologie à administrer chez l’homme lors des études cliniques.

-Méthodes : La pharmacocinétique du candidat-médicament est étudiée in vivo (chez l’animal cible) car la phase ADME après administration est influencée par de nombreux organes (foie, rein, système digestif, appareil circulatoire etc.) et in vitro sur des hépatocytes, des microsomes et sur des systèmes d’expression hétérologue (hôtes hétérologues) (organismes recombinants). . Le mode opératoire et le matériel biologique in vivo se résume ainsi :

Espèces animales de l’expérimentation : au moins deux espèces animales mammifères dont une rongeur (rat ou souris) et une non- rongeur (chien).

Doses d’exposition : Plusieurs doses (mise en évidence des phénomènes de non linéarité)

Dose unique vs doses répétées (mise en évidence des phénomènes de non stationnarité)

Lots d’animaux : 3-4 animaux poolés /temps.

Voie d’administration : orale et iv.

-Paramètres quantitatifs déterminés :

Des paramètres pharmacocinétiques de base : Cmax (concentration sanguine ou plasmatique maximale ou pic plasmatique), tmax (temps correspondant au pic

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plasmatique), AUC (surface sous courbe de la relation concentration sanguine ou plasmatique = f(t)) , t1/2 ( temps demi-vie d’élimination ou temps nécessaire pour qu’une concentration sanguine ou plasmatique diminue de moitié)

c/ Les études toxicologiques

-Définition : Il s’agit des études de la toxicologie spécifique au candidat- médicament. -Objectifs :

Etablissement de la limite de l’innocuité du candidat - médicament et définition des organes ou fonctions atteintes chez un organisme animal vivant lorsque la dose administrée à ce dernier est toxique. En d’autres termes, ces études ont pour objectif final à évaluer les risques d’effets secondaires du candidat – médicament chez un organisme animal vivant.

-Types :

Ils sont définis par la « ICH » (International Conference of Harmonisation) qui se tient tous les deux ans pour réviser les exigences des USA, de l’UE et du Japon et sont :

i) Les études de la toxicité aiguë :

-Terminologie : toxicité à dose unique

-Définition : la toxicité aiguë correspond aux effets néfastes dus à l’exposition d’un organisme vivant à une dose unique (éventuellement forte) d’une substance chimique et apparaissant dans un laps de temps donné (14 – 15 jours généralement) .

-Objectifs :

Détermination des doses toxiques chez l’animal et les organes soufrant électivement de cette toxicité.

Détermination de dose maximale tolérée ou dose non létale qui se définie par la dose qui provoque un effet toxique mais qui n’affecte pas la survie des animaux [(Non Observable Adverse Effect Level (NOAEL)].

Détermination de la dose maximale sans effet toxique qui se définie par la dose la plus élevée pour laquelle aucun effet toxique significatif biologique ou anatomophysiologique n’a été relevé par comparaison au lot d’animaux témoin.

Connaitre les signe de toxicité (irritation cutanée, oculaire, sensibilisation), leur sévérité, apparition, progression et réversibilité. Ils sont à noter en fonction de la dose (ou posologie) et de la voie d’administration.

-Paramètres quantitatifs déterminés : La DL50 (dose létale 50) pour chaque voie d’administration (DL50/orale,

DL50/cutanée,…) qui se définit par la dose administrée en une seule fois entraînant la mort de 50% des animaux soumis à l’expérimentation, exprimée toujours en mg/kg poids animal. Si cela se produit après 24 à 48 heures ou après 2 semaines de l’administration, la toxicité est considérée, respectivement, comme immédiate ou retardée (tardive). Pour l’OMS, si :

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-- DL50 < 5mg/kg, la substance est extrêmement toxique. -- 5<DL50 < 50mg/kg, la substance est très toxique. -- 50<DL50 < 500mg/kg, la substance est toxique. -- DL50 > 500mg/kg, la substance est peu toxique.

-Méthodes :

Les méthodes des études de la toxicité aiguë sont des méthodes in vivo. Le mode opératoire et le matériel biologique se résument ainsi :

Espèces Animales de l’expérimentation : au moins deux espèces animales mammifères dont une rongeur (rat ou souris) et une non- rongeur (chien).

Doses d’exposition: trois doses uniques. Lots d’animaux : quatre lots de 10 animaux /sexe. Les animaux de trois

lots/sexe (lots traités) reçoivent la même dose du candidat-médicament tout en augmentant la dose d’un lot à l’autre. Les animaux du lot restant/sexe (lot témoin) reçoivent l’excipient.

Voies d’administration : deux voies dont l’une sera la voie d’administration utilisée chez l’homme ; l’autre est une voie permettant la meilleure biodisponibilité (intraveineux ou intrapéritonéale).

Durée d’observation : au moins 14 à 15 jours. Surveillance pendant la durée d’observation : évolution pondérale, activité

motrice, état tégumentaire. Examens après la durée d’observation : autopsie des animaux morts et

animaux survivants pour un examen histopathologique des organes ou tissus présentant des changements macroscopiques à l’autopsie.

A SUIVRE…