Mécanismes de toxicité

Question 1

Aux phases de découverte, comment traitons-nous le risque?

Answer 1

Identification
Élimination du risque
-on veut maximiser la sensibilité (minimiser les faux négatifs de tox)

Question 2

De la découverte au développement pré-clinique/clinique, comment traitons-nous le risque?

Answer 2

Évaluation du risque
-on veut maximiser la spécificité (minimiser les faux positifs de tox)

Question 3

Développement/commercialisation: comment traitons-nous le risque?

Answer 3

Gestion, encadrement du risque
-on veut maximiser le pouvoir prédictif

Question 4

Quelles sont les 2 grandes catégories de mécanismes de toxicité?

Answer 4

Toxicité par pharmacophores (interax avec récepteurs)
Toxicité par toxicophores (espèces réactives, intermédiaires, métabolites…)

Question 5

Mécanisme 1: via cible primaire

Answer 5

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)

Question 6

Mécanisme 2: via cible secondaire

Answer 6

-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

Question 7

Mécanisme 3: via toxicophores

Answer 7

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…

Question 8

Qu’est ce que le mécanisme de tox par phospholipidose?

Answer 8

causée par cations amphipatiques qui entraînent une accumulation de phospholipides, la formation de corps d’inclusion, apoptose et inflammation (capture de phospholipides = bad)

Question 9

Types de genotox visant directement l’ADN

Answer 9

-genotox; lésions primaires à ADN (chimio…)
-mutagènes; altérations cadre de lecture…
-clastogènes; mutations qualitatives (cassures)
-aneugènes; mutations quantitatives (altérations)

Question 10

ICH S2(R1) Génotoxicité: quel est l’objectif des tests de genotox?

Answer 10

Évaluer le potentiel de causer des dommages à l’ADN
peut être un BMX à potentiel cancérigène/mutagène

Question 11

3 études standards de génotox?

Answer 11

-test bactérien* mutation inverse (AMES)
-test de mutation de mammal cells in vitro*
-test de cells hemato chez rongeur in vivo*

Question 12

Études standards de génotox: en quoi consiste le test AMES?

Answer 12

Permet de détecter des effets mutagènes en général et mutations ponctuelles en particulier
test bactérien de mutation inverse

Question 13

Pour le test AMES (genotox); quelles sont les 5 lignées de bactéries utilisées?

Answer 13

4 lignées Salmonella typhimurium & 1 de E. coli

Question 14

Pour le test AMES (genotox); qu’est-ce que les lignées bactériennes utilisées ont de particulier?

Answer 14

-déficientes en syst. de réparation
-déficientes en certains gènes de synthèse
-incapables de synthétiser histidine (His-)

Question 15

Quels sont les avantages du Test AMES (bactérien mutation inverse, genotox) ?

Answer 15

test 1ere ligne; détection agents mutagènes, potentiel cancérigène
simplicité, peu dispendieux, rapide
haute sensibilité*

Question 16

Quels sont les limites du Test AMES?

Answer 16

faible spécificité (beaucoup de faux positifs)

Question 17

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?

Answer 17

-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

Question 18

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?

Answer 18

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

Question 19

parmis les 3 tests pour évaluer la genotox chez les cells mammi. in vitro, en quoi consiste le test d’aberration chromosomique en metaphase?

Answer 19

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)

Question 20

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?

Answer 20

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

Question 21

différence entre micronoyaux et apoptose

Answer 21

micronoyaux: morceaux de chromosomes chez des cellules avec genotox (bris chromosomiques)

apoptose: bris/fragmentation + importante, prononcée, kill the cells.

Question 22

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?

Answer 22

-micronoyaux (possible in vivo as well)
présence de micronoyaux indique signes de genotox/bris dans la cell.

Question 23

Grosso modo: tests de genotox visant directement l’ADN?

Answer 23

-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)

Question 24

mécanismes cancérigènes; types de mécanismes genotox directs ?

Answer 24

mutagènes, clastogènes, ROS, méthylation ADN…

Question 25

mécanismes cancérigènes; types de mécanismes genotox indirects ?

Answer 25

inflammation chronique, troubles endocriniens, immunosuppression, acétylation histones, ROS

Question 26

Stress oxydant: comment est-ce bénéfique et néfaste à la fois?

Answer 26

bénéfique pour la signalisation cellulaire
néfaste pour l’excès en espèces réactives = toxicité

Question 27

quelles sont les sources endogènes du stress oxydant?

Answer 27

mitochondries, enzymes

Question 28

quelles sont les sources exogènes du stress oxydant?

Answer 28

rx, environnement

Question 29

comment les médicaments peuvent-ils être des sources de stress oxydant?

Answer 29

toxicité* associée aux rx qui induisent du stress oxydatif = nausif (augmentation du taux de radicaux libres, superoxydes…)

Question 30

réactions radicalaires: quelles sont les étapes du mécanisme des réactions radicalaires?

Answer 30

initiation – clivage lien covalent
propagation –
terminaison – capture/inactivation + rencontre de 2 radicaux (rare)

Question 31

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?

Answer 31

réactifs hydrophiles: thiols (glutathion) et vitamine C

Question 32

Quels sont les types de réactifs hydrophobes assurant la défense antioxydante?

Answer 32

bilirubine & vitamine E

Question 33

qu’est-ce qui peut detox les espèces reactives (toxiques) ?

Answer 33

glutathion, qui consomme du NADPH
( regenerescence des espèces oxydées )

Question 34

selon l’exposition au toxique, quels sont les différents niveaux de réponse au stress oxydant? (3)

Answer 34

-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

Question 35

lors de l’exercice physique, comment le stress oxydant transitoire est bénéfique au stress oxydant chronique?

Answer 35

transitoire: contribue a l’adaptation des tissus aux demandes métaboliques
(pré-conditionnement cardiaque, entraînement par intervalles de hautes intensités)

Question 36

lors de l’exercice, comment les antioxydants contribuent à la diminution du risque de développer une maladie due au stress oxydant (tox++) ?

Answer 36

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

Question 37

qu’est ce qui joue un rôle important comme senseurs de l’équilibre redox?

Answer 37

groupements thiols, modulant la synthèse, la fonction et la stabilité des protéines par équilibre redox

Question 38

KEAP1/NRF2: qu’est-ce qui favorise la courte demi-vie de NRF2 (F.T) par la voie de dégradation par ubiquitination?

Answer 38

KEAP1 formant un dimère avec NRF2 fait que celui-ci a une courte demi-vie

Question 39

KEAP1/NRF2: qu’est-ce que l’oxydation de KEAP1 par un électrophile provoque? Que se passe-t-il avec NRF2?

Answer 39

Dissociation de KEAP1 et NRF2
NRF2 migre au noyau (translocation)

Question 40

KEAP1/NRF2: une fois NRF2 dans le noyau, avec quoi il interagit et qu’est-ce que cela cause?

Answer 40

interaction avec gènes encodant pour des protéines impliquées dans la phase II de métabolisme

Question 41

KEAP1/NRF2: quelle est l’importance de NRF2?

Answer 41

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

Question 42

KEAP1/NRF2: à quoi peut servir l’étude du NRF2?

Answer 42

Utile dans le développement de tests permettant la détection de composés électrophiles (susceptibles de tox)

Question 43

Comment les anthracyclines (chimio.) peuvent induire du stress oxydant et à quoi cela mène-t-il?

Answer 43

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

Question 44

qu’est-ce qui peut réduire l’effet toxique des anthracyclines (hausse des ROS, risques de défaillances cardiaques) ?

Answer 44

antioxydants
b-bloquants, inhibiteurs de ACE

Question 45

quels sont les signes de production de ROS (manifestations du stress oxydants in vitro/in vivo) ? (tests animaux)

Answer 45

inflammation chronique
fibrose
apoptose
défaillance organique
sont des signes de production de radicaux libres

Question 46

quelle est la molécule nucléophile par excellence?

Answer 46

glutathion; inactive et élimine les électrophiles

Question 47

qu’est-ce que causent les acides nucléiques?

Answer 47

génotox

Question 48

à quoi peuvent mener les acides aminés et protéines?

Answer 48

altération de fonction = apoptose/nécrose
formation conjugué = rxn immunitaire non prédit par études animales

Question 49

exemple de rx époxide

Answer 49

carbamazepine (anticonvulsivants, antiépileptique)

Question 50

exemple de rx quinone imines

Answer 50

acétaminophène

Question 51

que se passe-t-il au niveau du métabolisme en cas de surdose d’acétaminophène?

Answer 51

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

Question 52

quels sont les effets de la consommation d’alcool sur la toxicité à l’acétaminophène?

Answer 52

l’alcool et l’acétaminophène sont métabolisés par le même CYP450 (CYP2E1), et donc il y a compétition

Question 53

concernant la compétition entre alcool et acétaminophène, qu’en est-il des niveaux urinaires de NAPQI (métabolites électrophiles) ?

Answer 53

s’Il y a consommation d’alcool (EtO2), baisse du taux de NAPQI urinaire (interax.)

Question 54

profils de tox: dans quels cas la fenêtre thérapeutique est quasi inexistante?

Answer 54

antinéoplasique (effet thérapeutique presque proche de l’effet tox)
on va coadmin. autre rx pour contourner effets tox de l’autre rx

Question 55

profils de tox: pourquoi le profil de l’acétaminophène est ainsi (croisement éventuel de l’effet thérapeutique X tox)

Answer 55

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

Question 56

Types cellulaires pouvant générer des toxicophores comme des quinones imines? (+mécanisme?)

Answer 56

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.

Question 57

comment il y a une baisse puis ensuite une hausse de la toxicité de l’acétaminophène par la prise d’alcool?

Answer 57

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.

Question 58

2 mécanismes des anthracyclines croisées pour générer du stress oxydant

Answer 58

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.

Question 59

mécanisme de tox via cible primaire

Answer 59

–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.

Question 60

mécanisme de tox via cible secondaire

Answer 60

–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.