Mécanismes de toxicité Flashcards
Aux phases de découverte, comment traitons-nous le risque?
Identification
Élimination du risque
-on veut maximiser la sensibilité (minimiser les faux négatifs de tox)
De la découverte au développement pré-clinique/clinique, comment traitons-nous le risque?
Évaluation du risque
-on veut maximiser la spécificité (minimiser les faux positifs de tox)
Développement/commercialisation: comment traitons-nous le risque?
Gestion, encadrement du risque
-on veut maximiser le pouvoir prédictif
Quelles sont les 2 grandes catégories de mécanismes de toxicité?
Toxicité par pharmacophores (interax avec récepteurs)
Toxicité par toxicophores (espèces réactives, intermédiaires, métabolites…)
Mécanisme 1: via cible primaire
extension de l’effet thérapeutique désiré (insuline, b-bloquants, anticoag…)
-effet dose-dépendant
-PRÉVISIBLE*
-molécule avec structure différente, mais appartenant à la même classe pharmacologique (interax avec meme recepteur cible)
Mécanisme 2: via cible secondaire
-non lié au MoA primaire
-PRÉVISIBLE* que SI on connait le MoA
-effet dose-dépendant
-manque de sélectivité
-détection d’effet indésirable même avec un métabolite/analogue inactif sur la cible primaire
Mécanisme 3: via toxicophores
MoA indépendant d’une cible x
-liens covalents, formations adduits, stress oxydant
-proportionnels a l’exposition–genotox, altérations
-non proportionnels à l’exposition–mutation, allergies…
Qu’est ce que le mécanisme de tox par phospholipidose?
causée par cations amphipatiques qui entraînent une accumulation de phospholipides, la formation de corps d’inclusion, apoptose et inflammation (capture de phospholipides = bad)
Types de genotox visant directement l’ADN
-genotox; lésions primaires à ADN (chimio…)
-mutagènes; altérations cadre de lecture…
-clastogènes; mutations qualitatives (cassures)
-aneugènes; mutations quantitatives (altérations)
ICH S2(R1) Génotoxicité: quel est l’objectif des tests de genotox?
Évaluer le potentiel de causer des dommages à l’ADN
peut être un BMX à potentiel cancérigène/mutagène
3 études standards de génotox?
-test bactérien* mutation inverse (AMES)
-test de mutation de mammal cells in vitro*
-test de cells hemato chez rongeur in vivo*
Études standards de génotox: en quoi consiste le test AMES?
Permet de détecter des effets mutagènes en général et mutations ponctuelles en particulier
test bactérien de mutation inverse
Pour le test AMES (genotox); quelles sont les 5 lignées de bactéries utilisées?
4 lignées Salmonella typhimurium & 1 de E. coli
Pour le test AMES (genotox); qu’est-ce que les lignées bactériennes utilisées ont de particulier?
-déficientes en syst. de réparation
-déficientes en certains gènes de synthèse
-incapables de synthétiser histidine (His-)
Quels sont les avantages du Test AMES (bactérien mutation inverse, genotox) ?
test 1ere ligne; détection agents mutagènes, potentiel cancérigène
simplicité, peu dispendieux, rapide
haute sensibilité*
Quels sont les limites du Test AMES?
faible spécificité (beaucoup de faux positifs)
Concernant les 3 études standards de genotox (test bactérien mutation inverse, test cells mammifères in vitro, test cells hemato in vitro chez les rats), quels sont les 3 tests pour les cells mammifères in vitro possibles? Quels sont les 3 tests recommandés pour évaluer la génotoxicité dans des cellules de mammifères?
-test de mutation du gène TK chez le lymphome L5178Y de souris
-test in vitro d’aberration chromosomique en metaphase
-test de micronoyaux in vitro
parmis les 3 tests pour évaluer la genotox chez les cells mammi. in vitro, en quoi consiste le test de mutation du gene TK chez la souris?
incubation avec le composé d’étude + extraction du foie
on mesure le nombre de cells (taux de croissance va indiquer le type de mutation)
–possibilité de mutation ponctuelle (tk -/-)
ou de bris chromosomique/perte de fonction pour un grand nombre de gène
parmis les 3 tests pour évaluer la genotox chez les cells mammi. in vitro, en quoi consiste le test d’aberration chromosomique en metaphase?
incubation composé a l’étude + extraction du foie
on va observer les cells qui arretent en metaphase, on compte le nbre de noyaux qui ont des aberrations chromosomiques
lyse par choc osmotique des cells et étude
basically on mesure le % de cells (noyaux) qui ont des bris (clastogènes)
parmis les 3 tests pour évaluer la genotox chez les cells mammi. in vitro, en quoi consiste le test des micronoyaux ? Qu’est-ce que sont des micronoyaux?
micronoyaux = morceaux de chromosomes non inclus dans le matériel génomique des cells filles lors de la division cellulaire
incubation +extraction
présence de micronoyaux = indicatif de génotox (bris)
donc on mesure le % cells avec micronoyaux
différence entre micronoyaux et apoptose
micronoyaux: morceaux de chromosomes chez des cellules avec genotox (bris chromosomiques)
apoptose: bris/fragmentation + importante, prononcée, kill the cells.
Concernant les 3 études standards de genotox (test bactérien mutation inverse, test cells mammifères in vitro, test cells hemato in vitro chez les rats), quel est le test recommandé pour évaluer la génotoxicité in vivo chez les rats?
-micronoyaux (possible in vivo as well)
présence de micronoyaux indique signes de genotox/bris dans la cell.
Grosso modo: tests de genotox visant directement l’ADN?
-AMES (bactérien mutation inverse)
-cells mammifères (3 possibles: micronoyaux, mutation gène tk lymphome de souris, aberration chromosomique en metaphase)
-cells hemato chez le rat (micronoyaux)
mécanismes cancérigènes; types de mécanismes genotox directs ?
mutagènes, clastogènes, ROS, méthylation ADN…
mécanismes cancérigènes; types de mécanismes genotox indirects ?
inflammation chronique, troubles endocriniens, immunosuppression, acétylation histones, ROS
Stress oxydant: comment est-ce bénéfique et néfaste à la fois?
bénéfique pour la signalisation cellulaire
néfaste pour l’excès en espèces réactives = toxicité
quelles sont les sources endogènes du stress oxydant?
mitochondries, enzymes
quelles sont les sources exogènes du stress oxydant?
rx, environnement
comment les médicaments peuvent-ils être des sources de stress oxydant?
toxicité* associée aux rx qui induisent du stress oxydatif = nausif (augmentation du taux de radicaux libres, superoxydes…)
réactions radicalaires: quelles sont les étapes du mécanisme des réactions radicalaires?
initiation – clivage lien covalent
propagation –
terminaison – capture/inactivation + rencontre de 2 radicaux (rare)
dans les défenses antioxydantes, il y a la terminaison (rxn radicalaire) qui consiste en la capture/inactivation du toxique par scavenger comme le glutathion ou les vit. C et E., quels sont les types de réactifs hydrophiles assurant la défense antioxydante?
réactifs hydrophiles: thiols (glutathion) et vitamine C
Quels sont les types de réactifs hydrophobes assurant la défense antioxydante?
bilirubine & vitamine E
qu’est-ce qui peut detox les espèces reactives (toxiques) ?
glutathion, qui consomme du NADPH
( regenerescence des espèces oxydées )
selon l’exposition au toxique, quels sont les différents niveaux de réponse au stress oxydant? (3)
-induction par antioxydant – survie cellulaire
-induction par mort programmée – apoptose
-induction par lyse membranaire – nécrose
+ on a de sheer stress (tox ++), plus la réponse à ce stress oxydant est importante
lors de l’exercice physique, comment le stress oxydant transitoire est bénéfique au stress oxydant chronique?
transitoire: contribue a l’adaptation des tissus aux demandes métaboliques
(pré-conditionnement cardiaque, entraînement par intervalles de hautes intensités)
lors de l’exercice, comment les antioxydants contribuent à la diminution du risque de développer une maladie due au stress oxydant (tox++) ?
les antioxydants inhibent la hausse de ROS
Il y a induction de la transcription/expression des gènes codant pour les agents antioxydants, qui va induire la sensibilité des défenses endogènes contre ROS
ce qui diminue le risque
qu’est ce qui joue un rôle important comme senseurs de l’équilibre redox?
groupements thiols, modulant la synthèse, la fonction et la stabilité des protéines par équilibre redox
KEAP1/NRF2: qu’est-ce qui favorise la courte demi-vie de NRF2 (F.T) par la voie de dégradation par ubiquitination?
KEAP1 formant un dimère avec NRF2 fait que celui-ci a une courte demi-vie
KEAP1/NRF2: qu’est-ce que l’oxydation de KEAP1 par un électrophile provoque? Que se passe-t-il avec NRF2?
Dissociation de KEAP1 et NRF2
NRF2 migre au noyau (translocation)
KEAP1/NRF2: une fois NRF2 dans le noyau, avec quoi il interagit et qu’est-ce que cela cause?
interaction avec gènes encodant pour des protéines impliquées dans la phase II de métabolisme
KEAP1/NRF2: quelle est l’importance de NRF2?
Une fois dans le noyau, celui ci va interagir avec des facteurs qui vont induire l’expression d’enzymes impliquées dans le métabolisme de phase II (conjugaison de métabolites) et de gènes pouvant s’adapter au ROS
KEAP1/NRF2: à quoi peut servir l’étude du NRF2?
Utile dans le développement de tests permettant la détection de composés électrophiles (susceptibles de tox)
Comment les anthracyclines (chimio.) peuvent induire du stress oxydant et à quoi cela mène-t-il?
les anthracyclines sont des agents chimiothérapeutiques qui forment des radicaux libres en raison de la résonance issue de la délocalisation des liens doubles.
hausse de ROS, ce qui cause des altérations mitochondriales, menant à de la toxicité cardiaque – heart failure et donc apoptose des cardiomyocytes éventuelle
qu’est-ce qui peut réduire l’effet toxique des anthracyclines (hausse des ROS, risques de défaillances cardiaques) ?
antioxydants
b-bloquants, inhibiteurs de ACE
quels sont les signes de production de ROS (manifestations du stress oxydants in vitro/in vivo) ? (tests animaux)
inflammation chronique
fibrose
apoptose
défaillance organique
sont des signes de production de radicaux libres
quelle est la molécule nucléophile par excellence?
glutathion; inactive et élimine les électrophiles
qu’est-ce que causent les acides nucléiques?
génotox
à quoi peuvent mener les acides aminés et protéines?
altération de fonction = apoptose/nécrose
formation conjugué = rxn immunitaire non prédit par études animales
exemple de rx époxide
carbamazepine (anticonvulsivants, antiépileptique)
exemple de rx quinone imines
acétaminophène
que se passe-t-il au niveau du métabolisme en cas de surdose d’acétaminophène?
saturation des voies de glucuronidation/sulfatation
formation de métabolite électrophile (phase I)
hépatotox en cas de dépletion du GSH
*donc, il y a génération d’électrophiles = toxicité hépatique, mort cells. foie
quels sont les effets de la consommation d’alcool sur la toxicité à l’acétaminophène?
l’alcool et l’acétaminophène sont métabolisés par le même CYP450 (CYP2E1), et donc il y a compétition
concernant la compétition entre alcool et acétaminophène, qu’en est-il des niveaux urinaires de NAPQI (métabolites électrophiles) ?
s’Il y a consommation d’alcool (EtO2), baisse du taux de NAPQI urinaire (interax.)
profils de tox: dans quels cas la fenêtre thérapeutique est quasi inexistante?
antinéoplasique (effet thérapeutique presque proche de l’effet tox)
on va coadmin. autre rx pour contourner effets tox de l’autre rx
profils de tox: pourquoi le profil de l’acétaminophène est ainsi (croisement éventuel de l’effet thérapeutique X tox)
a mesure qu’on augmente la qté, il y a éventuellement un dépassement du seuil de tolerance, on ne peut fournir effet antiox at some point. = perte de compensation par GSH
Types cellulaires pouvant générer des toxicophores comme des quinones imines? (+mécanisme?)
neutrophiles vont generer des quinones imines par oxydation en groupement hydroxyle
les hépatocytes vont aussi generer ces toxicophores par oxydation du groupement hydroxy en superoxyde par le biais de CYP450.
comment il y a une baisse puis ensuite une hausse de la toxicité de l’acétaminophène par la prise d’alcool?
l’acétaminophène et l’éthanol sont tous 2 métabolisés par le même CYP2E1, faisant qu’il y a interactions médicamenteuses, compétition pour le même site. Or, c’est éthanol qui est préférentiel et est alors métabolisé en premier. Ainsi, les niveaux de NAPQI (intermédiaire toxique de l’acétaminophène) sont diminués puisque le métabolisme de l’acétaminophène via CYP2E1 est inhibé. Par contre, après métabolisme de l’éthanol, il y a une hausse significative des niveaux de NAPQI, expliqué par la surexpression de CYP2E1, et donc une hausse de toxicité hépatique.
2 mécanismes des anthracyclines croisées pour générer du stress oxydant
1) Les anthracyclines génèrent de base des espèces réactives comme des anions superoxyde (issu de la délocalisation des électrons = réactivité accrue)
2) Les anthracyclines consomment du NADPH, importante pour la défense anti-oxydante, et donc puisque consommée, il y a moins de protection et alors plus de génération de stress oxydant.
mécanisme de tox via cible primaire
–s’agit de l’extension de l’effet thérapeutique désiré (p.ex anticoag, insuline…)
donc avec la dose le risque augmente.
correspond a la majorité des manifestations toxiques.
-on peut le remarquer en effectuant un test sur un animal KO, dépourvu de la cible primaire. Aucun effet toxique ne serait observé dans ce cas-ci.
Les effets indésirables seraient aussi observés chez les molécules différentes en structure mais issues de la même classe pharmacologique, de même cible primaire.
mécanisme de tox via cible secondaire
–il s’agit d’un effet qui n’est pas lié à la cible primaire, qui stipule un manque de sélectivité de la molécule. Ainsi, nous pouvons détecter l’effet en observant la génèse de toxicité même d’une molécule, analogue inactif sur la cible primaire. En effectuant le test chez un animal KO dépourvu de la cible primaire, de la toxicité peut être induite.
