Pharmacologie gPharmacologie généraénéralele
•• DéfinitionsDéfinitions
•• MMéthéthodes dodes d’’étuétudes gdes généraénéralesles
•• Bases de la pharmacologie cliniqueBases de la pharmacologie clinique
•• Pharmacologie expPharmacologie expériérimentalementale
•• RRéceécepteurspteurs
•• Interactions mInteractions médiédicamenteusescamenteuses
•• PharmacocinétiquePharmacocinétique
Pharmacologie spPharmacologie spéciécialeale
Modificateurs du systModificateurs du systèmeème nerveux nerveuxSystème nerveux périphérique
Modificateurs du système neuro-végétatifAnesthésiques locaux
Système nerveux centralPsychotropesAnesthésiques générauxAntiépileptiquesAnalgésiques
Modificateurs des muscles lisses et des muscles striModificateurs des muscles lisses et des muscles striésésAntispasmodiques, Myorelaxants
Pharmacologie Pharmacologie ‑‑ pharmacodynamie pharmacodynamie ‑‑ ththéraérapeutiquepeutique
Disciplines qui ont en commun de• s'occuper du médicament• être situées à la frontière de la physiologie et de la pathologie
DDémaémarche scientifique :rche scientifique : Effets des médicaments Innocuité conditions d'emploi mécanismes d'action
⇒ valide le bien‑fondé des indications⇒ enrichit les connaissances sur les effets secondaires⇒ perspectives de progrès (nouveaux principes actifs).
PHARMACOLOGIEPHARMACOLOGIE
• sens large : ensemble des connaissances concernant lemmédiédicamentcament et comprend toutes les disciplines qui s'yrapportent y compris l'interaction du médicament avecl'organisme = pharmacodynamie
• au sens plus restreint, synonyme de pharmacodynamie
Nécessité de preuve objective de l'action des médicamentsNécessité de preuve objective de l'action des médicaments
Propriétés pharmacologiques = ensemble des effets produits parune substance lors de son administration à l'animal d'expérience oulors de sa mise en place dans une préparation in vitro (organe isoléen survie, cellules en culture, fractions membranaires, .... )
= actions physiologiques ou perturbations des mécanismesphysiologiques, y compris la toxicité éventuelle,
Propriétés pharmacologiques= tous les effets que l'on peut décrire dus à l’administration d'unprincipe actif à des animaux de laboratoire ou la mise en place surpréparations "ex vivo".
THTHERERAPEUTIQUEAPEUTIQUE
= ensemble des connaissances concernant les actions favorables dumédicament pour le malade, ainsi que les notions concernant lesrègles d'administration.
Pharmacologie mécanismes physiologiques,Thérapeutique pathologie et mécanismes pathogènes (physiopathologie).
la pharmacodynamie traite de l'action du médicament surl'organisme sain
la thérapeutique traite de l'action du médicament surl'organisme malade.
Développement dDéveloppement d’’un médicamentun médicament
Médicament :Définition européenne : Directive 2001/83/CE du 6 novembre 2001 modifiée par laDirective 2004/27/CE du 31 mars 2004.France : transposition de ce texte en Droit national a été effectuée par la Loi n°2007-248du 26 février 2007 qui a modifié l’article L. 5111-1 du code de la santé publique.
« On entend par médicament toute substance ou compositionprésentée comme possédant des propriétés curatives ou préventivespossédant des propriétés curatives ou préventivesà là l’é’égard des maladies humaines ou animalesgard des maladies humaines ou animales, ainsi que toutesubstance ou composition pouvant être utilisée chez l’homme ouchez l’animal ou pouvant leur être administrée, en vue den vue d’é’établir untablir undiagnostic médicaldiagnostic médical ou de restaurer, corriger ou modifier leursrestaurer, corriger ou modifier leursfonctions physiologiques en exerçant une action pharmacologique,fonctions physiologiques en exerçant une action pharmacologique,immunologique ou métaboliqueimmunologique ou métabolique. »
Développement dDéveloppement d’’un médicamentun médicament
Médicament
Parmi les différentes catégories de médicaments, la principale estconstituée des :spécialités pharmaceutiquesspécialités pharmaceutiques : « tout médicament préparé à l'avance,tout médicament préparé à l'avance,présenté sous un conditionnement particulier et caractérisé par uneprésenté sous un conditionnement particulier et caractérisé par unedénomination spéciale.dénomination spéciale. » (Article L. 5121-2 du Code de la Santé Publique).Des contraintes réglementaires régissent la mise sur le marché de cesbiens de santé, afin d'assurer leur qualité, leur efficacité et leurqualité, leur efficacité et leurinnocuitéinnocuité*.
L'acte de naissance de la spécialité pharmaceutique est même unedécision administrative : l'Autorisation de Mise sur le Marchél'Autorisation de Mise sur le Marché(AMM)*.(AMM)*.
Développement dDéveloppement d’’un médicamentun médicament
1. Obtention de nouvelles moléculesDécouvrir la structure de la cible et créer des moléculescapables de s’y lier (modélisation moléculaire..)
2. Screening de l'activité biologique des produits, combine dessimulations informatiques et des études in vitro et in vivo chezl'animal.
3. Pharmacologie expérimentaleEssais d'efficacité réalisés sur des systèmes moléculairesinertes, sur des cellules et cultures de cellules et enfin surl'animal. recherche etrecherche et
développementdéveloppementprécliniquesprécliniques
Développement dDéveloppement d’’un médicamentun médicament
4. Etudes toxicologiquesLes tests de toxicologie (sur cellules ou sur animaux,imposés, s'affinent de plus en plus
⇒ amélioration de la prévision des effetssecondaires
⇒ connaissance risques mutagenèse - tératologie -toxicité des organes cibles
5. Etudes pharmacocinétiquesLe devenir du médicament est étudié dans l'organismeanimal, notamment : absorption, métabolisme,distribution, élimination. recherche etrecherche et
développementdéveloppementprécliniquesprécliniques
Développement dDéveloppement d’’un médicamentun médicament
Les phases dLes phases d’’essais cliniques impliquant des personnes neessais cliniques impliquant des personnes nepeuvent être entreprises que si les résultats de lpeuvent être entreprises que si les résultats de l’’expérimentationexpérimentationanimale ont été jugés prometteurs et non dangereux.animale ont été jugés prometteurs et non dangereux.
6. Essais cliniques : trois phases:Phase I : Phase I : Tolérance ou innocuitéTolérance ou innocuité
• réalisés sur un petit groupe de sujets volontaires et sainsen milieu médical
• permet d'évaluer les grandes lignes du profil de tolérancedu produit et de son activité pharmacologique
• étude du métabolisme du produit
Phase II : Efficacité du produit sur de petites populations et recherchePhase II : Efficacité du produit sur de petites populations et recherchede dose avec un nombre limité de patientsde dose avec un nombre limité de patients
• vérifier que le rapport bénéfice/tolérance est favorable et aumoins équivalent au traitement existant
• n’entraîne pas des effets secondaires importants• établissement de la dose optimale : effet thérapeutique le
meilleur pour le moins d'effets secondaires
Phase III : Études "pivot"Phase III : Études "pivot"• réalisées sur un échantillon de patients beaucoup plus large
(plusieurs centaines à plusieurs milliers)• Dans les conditions aussi proches que possible des conditions
habituelles d'utilisation des traitements• rapport efficacité-tolérance vérifié sur un grand groupe de
malades• Précautions d'emploi et risques d’interactions avec d'autres
produits sont identifiés
Développement dDéveloppement d’’un médicamentun médicament
10.10. Pharmacovigilance : phase IV des essais cliniquesPharmacovigilance : phase IV des essais cliniques• suivi du médicament après sa mise sur le marché, effets du
médicament dans les conditions normales d’utilisation et enparticulier détection de réactions indésirables rares outardives
Le délai moyen entre la synthèse d'une nouvelle molécule etl'autorisation de la mettre sur le marché est de douze à treize ans. Ilfaut en moyenne dix années pour le processus complet de rechercheet de développement, et de deux à trois ans pour les procéduresadministratives (enregistrement, prix et remboursement).
MEDICAMENT VETERINAIREMEDICAMENT VETERINAIRE
• La pharmacologie clinique est différente :
Phase I sans objet : on peut faire des essais chez lesespèces de destination
Phase II est sans objet si les principes actifs sont déjàutilisés chez l’homme ou si des essais expérimentaux ontété réalisés dans l’espèce de destination
Phase III : même importance que chez l’homme, méthodessemblables
Thérapeutiques « rationnelles » / « empiriques »
Thérapeutiques « rationnelles » / médecines dites « douces »
Les thérapeutiques rationnelles reposent sur des essais réalisés selonla démarche expérimentale.
OBSERVATION
THEORIE
HYPOTHESE
EXPERIENCE
TEST:
CONFORMITE A L'HYPOTHESE ?
CONFIRMATION
AUTRE THEORIE
AUTRE
HYPOTHESE
F A I T S
OU
VRAI FAUX
Etudes pharmacologiquesEtudes pharmacologiques, , in vitro et chez l'animalin vitro et chez l'animal
Quelle que soit la molécule, une partie des essais pourra être réaliséein vitro, mais le recours à l’animal, « système intégré », restenécessaire pour certaines étapes.
Recherche de
• effet principal d’une molécule = celui qui donnera lieu àl’indication
• effets secondaires = autres effets de la molécule pouvant donnerlieu à des restrictions de l’utilisation
Etudes pharmacologiquesEtudes pharmacologiques, , in vitro et chez l'animalin vitro et chez l'animal
Ex : recherche d’un nouvel anti-inflammatoire non stéroïdien.
Diverses activités pharmacologiques sont évaluées :
Action anti-inflammatoire
Action analgésique
Action antipyrétique
Etudes pharmacologiquesEtudes pharmacologiques, , in vitro et chez l'animalin vitro et chez l'animal
Injection 0,1 ml de carragéninedans le derme plantaire
Mesure du volume de la patteinjectée par pléthysmographie (lapatte est plongée dans un récipientd ’eau permettant de déterminer levolume d ’eau déplacée)
Mise en évidence de l’action d’un A.I., le kétoprofène, surl’oedème induit par la carragénine chez le rat
Etudes pharmacologiquesEtudes pharmacologiques, , in vitro et chez l'animalin vitro et chez l'animal
La carragénine provoque uneaugmentation progressive duvolume de la patte qui resteélevé pendant au moins 4 havant de diminuer
Animaux témoins
Animaux ayant reçu, avant lacarragénine, du ketoprofene(100 ou 200 mg/kg)
l’œdème est beaucoupmoins important chez lesanimaux traités
(Wang L.M. et al., Drugs exptl. Clin. Res., 1997)
Etudes pharmacologiquesEtudes pharmacologiques, , in vitro et chez l'animalin vitro et chez l'animal
Mécanisme d’action des AINS : inhibition de l’enzyme permettantla synthèse des prostaglandines.
Il existe 2 isoenzymes :
COX1COX1 : rôle dans la synthèse de PG impliquées dans des processusphysiologiques. Son inhibition peut conduire à des effetssecondaires liés à une perturbation de ces processus : actionulcérogène par exemple.
COX2COX2 : induite lors de phénomène inflammatoires, elle permet lasynthèse de PG impliquées dans ce phénomène. Son inhibitionconduit à un effet anti-inflammatoire, analgésique et antipyrétique.Elle ne conduit pas (ou moins) à des effets secondaires.
Etudes pharmacologiquesEtudes pharmacologiques, , in vitro et chez l'animalin vitro et chez l'animal
Des tests effectués in vitro en utilisantdu sang de chien permettent d’évaluerpour 3 molécules (ML-1,785,713carprofen et deracoxib) leur capacitéd’inhibition de COX1 et COX2 :courbe montrant le % d’inhibition enfonction de la concentration de lamolécule.
Etudes pharmacologiquesEtudes pharmacologiques, , in vitro et chez l'animalin vitro et chez l'animal
IC50 : concentrationprovoquant uneinhibition à 50%.
Le ratio établit la sélectivité du produit pour COX2. Ici le produittesté montre une très forte affinité, supérieure à celle des produitsdéjà connus.
CIBLES DES MEDICAMENTSCIBLES DES MEDICAMENTS
L’effet du médicament est en général initié par sa liaison à une ciblecible,bien souvent un récepteurrécepteur.
Un récepteur est une protéine avec laquelle réagit spécifiquement :
une hormone, un neurotransmetteur pour produire un effetphysiologiquephysiologique
un médicament pour produire un effet pharmacologiquepharmacologique
Il existe des récepteurs dits «récepteurs dits « orphelinsorphelins » » : un médicament peutexercer une action en se fixant dessus, mais on ne connaît pas(encore) le ligand endogène.
ex : on a connu les récepteurs de la morphine avant les endorphines
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIE
• Modalités de liaison ligand - récepteur : tous types de liaisonchimique possible
• Intensité de la réponse à un médicament obéit à la loi dloi d’’action deaction demasse = lmasse = l’’effet biologique est proportionnel au nombre deeffet biologique est proportionnel au nombre derécepteurs occupésrécepteurs occupés
• Nombre de récepteurs présents, affinité du ligand …
k1
L + R LR
k-1
L : concentration molaire de ligand libreR : concentration molaire de récepteur
libreLR : concentration molaire du complexe
ligand-récepteurk1 : constante cinétique d’association en
M-1 x min-1
k-1 : constante cinétique de dissociationen min-1
k1
L + R LR
k-1
Equilibre de la réaction :
• Vitesse d’association = L x R x k1
(nb liaison / unité de temps)
• Vitesse de dissociation = LR x k-1
Equilibre si les 2 vitesses sont égales :
L x R x k1 = LR x k-1 (L x R) / LR = k-1 / k1 = KD
KD = constante de dissociation à l’équilibre exprimée enconcentration molaire
KD = concentration de ligand nécessaire à l’occupation de 50% desrécepteurs à l’équilibre (cf + loin)
KD est nommée KA pour les agonistes et KB pour les antagonistes.
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIE
Méthode de «Méthode de « bindingbinding »»
Principe :Principe :
Marquer les récepteurs par un ligand radioactif et étudier lacinétique de la réaction ligand - récepteur en suivant la quantité deligand radioactif fixé.
Réalisé sur des préparations subcellulaires (par ex. lesmembranes).
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIE
Méthode de «Méthode de « bindingbinding »»
• Incubation ligand radioactif (L*) avec le récepteur R (par ex sur des mb)
• Séparation : on élimine le marqueur libre par filtration
• Mesure radioactivité du marqueur lié
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIE
Pharmacologie : Des cibles versl'indication thérapeutique.LANDRY M. et coll. Ed. DUNOD 2003
Méthode de «Méthode de « bindingbinding »»MAIS on mesure la fixation totale :
spécifique = sur le récepteur non spécifique = sur d’autres composants membranaires
On utilise un ligand froid en excès qui bloque l’accès aux sitesspécifiques - mais pas aux non spécifiques - pour le ligand marqué :
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIE
Pharmacologie : Des cibles versl'indication thérapeutique. LANDRY M.et coll. Ed. DUNOD 2003
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIEDétermination de la fixation spécifique par méthode de saturationméthode de saturation :1. Préparation riche en récepteurs + radioligand en concentration croissante
liaison totale2. Préparation riche en récepteurs + ligand froid en surcharge + radioligand en
concentration croissante liaison non spécifique3. On déduit la liaison spécifique
Pharmacologie : Des cibles versl'indication thérapeutique.LANDRY M. et coll. Ed. DUNOD2003
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIE
Bmax = densité de sites spécifiques = nombre total de récepteurs
Rt = Bmax = R + L*R soit R = Bmax - L*R
KD = (L*x R)/L*R soit KD = (L*x (Bmax - L*R))/L*R
Occupation de 50% des récepteurs : L*R = Bmax/2
KKD D est la valeur de L* correspondant à 50% dest la valeur de L* correspondant à 50% d’’occupation desoccupation desrécepteursrécepteurs
KD = L*
Pharmacologie : Des cibles versl'indication thérapeutique.LANDRY M. et coll. Ed. DUNOD2003
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIE
Critères identification des récepteursCritères identification des récepteurs
• Sensibilité pH, T°
• Saturabilité
• Réversibilité
• Haute affinité
• Spécificité
• Stéréospécificité
• Corrélations résultat biologique / affinité
• Aucun déplacement par des composés chimiquement voisins nepossédant pas d’activité pharmacologique
• Déplacement par des composés de familles chimiquesdifférentes mais ayant les mêmes activités pharmacologiques
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIE
QuantificationQuantification
Relation de Relation de Scatchard Scatchard : : permet une détermination plus précise deKD et Bmax
Ordonnée : ligand lié (L*R) / ligand libre (L*)
Abscisse : ligand lié (L*R)
KD = (L*x (Bmax - L*R))/L*R
L*R = (L*x (Bmax - L*R))/ KD en développant et en simplifiant :
L*R = (Bmax x L*) / (L*+ KD) en réarrangeant :
L*R / L* = (-1 / KD) L*R + (Bmax / KD)
soit lié / libre = (-1 / KD) lié + (Bmax / KD)
lié / libre = (-1 / KD) lié + (Bmax / KD)
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIE
ordonnée abcissepente
Évaluationde Bmax
Pharmacologie : Des cibles versl'indication thérapeutique. LANDRYM. et coll. Ed. DUNOD 2003
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIE
Etudes de déplacementEtudes de déplacement
Déplacement du ligand* par un autre ligand non marqué permetde mesurer et comparer l’affinité de différents ligands pour un mêmerécepteur
CICI5050 : concentration deligand froid inhibant 50%de la liaison du radioligand
Pharmacologie : Des cibles versl'indication thérapeutique.LANDRY M. et coll. Ed. DUNOD2003
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIE
Plus CI50 est petite, plusl’affinité du ligand estforte.
Sur cet ex. : affinité deC1> C2 > C3
Pharmacologie : Des cibles versl'indication thérapeutique.LANDRY M. et coll. Ed. DUNOD2003
RECEPTEURS EN PHARMACOLOGIERECEPTEURS EN PHARMACOLOGIE
Loi dLoi d’’action de masse = laction de masse = l’’effet biologique est proportionnel aueffet biologique est proportionnel aunombre de récepteurs occupésnombre de récepteurs occupés