Rxns de phase I (biotransformation) et intxn mx

Question 1

Décrivez l’importance et effets de la biotransformation sur l’élimination et l’activité des mx

Answer 1

• La bioT implique qu’il y a eu une modification de la structure chimique du mx par un système enzymatique (ou par l’env).
• Le métabolite est souvent moins toxique/active et plus hydrosoluble (rôle de détoxication)
• Chaque métabolite a ses propes caractéristiques PK indépendantes de celles de la molécule mère, mais susceptibles de les modifier (procaïnamide BCC, métabolite = NAPA BCK).
• Les mx sont souvent métabolisés par plusierus cytochromes (rédondance)

Question 2

C’est quoi les 3 effets que peuvent avoir les rxn de bioT sur les mx?

Answer 2

• Inactivation: formation de métabolites inactifs
• Activation: l’activité pharmacologique de la pro-drogue est obtenue seulement après bioT
• Poentialisation: tant le mx come le métabolite sont actifs. Le métabolite peut possèder une activité pharmacologique différente (procaïnamide)

Question 3

C’est quoi les effets sur la toxicité que la bioT peut avoir sur un mx?

Answer 3

• Dim de la toxicité (processus de détoxication)
• Aug de la toxicité (réactivation): Formation d’un métabolite réactif (R•). Des époxudes ou des hydroxylamines formeraient des complexes avec des macromolécules (ADN, ARN, p membranaires, Hgb). (nécrose hépatique, méthémoglobinémie…)

Question 4

Décrivez les effets les plus importants de la bioT sur un mx en ce qui concerne ses propriétés physicochimies

Answer 4

• Modification de la structure chimique. Les plus importantes pour ce qui est de la PK du mx sont:
  
  • pKa: modification afin de promouvoir l’ionisation de la molécule au pH physiologique
  • solubilité: métabolites formés sont plus polaires que le mx
• Il en résulte une aug de l’hydrosolubilité ce qui favorise l’excrétion urinaire/biliaire du métabolite

Question 5

En ce qui concerne les oxydations microsomiques (système de la monooxygénase du Cyp450), décrivez la localisation des sites de bioT.

Answer 5

• Organes: foie, intestins, reins, poumons.
  
  • Au niveau du réticulum endoplasmique lisse

Question 6

En ce qui concerne les oxydations microsomiques (système de la monooxygénase du Cyp450), décrivez les propriétés des composants du système

Answer 6

• Les microsomes sont des particules de réticulum endoplasmique obtenues par centrifugation d’homogénats d’organes (pas un système enz pur).
• Ils sont composés de protéines et de phospholipides à parts égales.
• Deux catégories de protéines ont été identifiées: des flavoprotéines et des hémoprotéines. Ces dernières sont constituées par le cytochrome b5 et le cytP450
  
  • Le CYP450 transforme toute molécule liposoluble (non-spécificité)*** (mx, hormones, vit, ag)
  • Le CYP450 a besoin d’un apport en NADPH (cofacteur) et d’O2 pour catalyser les rxn d’oxydation.

Question 7

Décrivez le mécanisme réactionnel de la monooxygénase du CYP450

Answer 7

• Composantes essentielles: CYP450 (/b5) réductase, Cyp450, phospholipides
• RH + O2 + H+ + NADPH -> ROH + H20 + NADP+
  
  • Fe: ferrique -> ferreux
  • CyP450 hémoprotéine dont site actif est de type porphyrine dans lequel on retrouve un atome de Fe à l’état oxydé (Fe3+, fer ferrique).

1. RH interagit avec la forme oxydée du P450 pour former un complexe. L’atome de Fe est réduit (Fe2+) par le transfert d’un e- du NADPH par la CYP450 réductase.
2. Une molécule d’O2 atmosphérique réagit avec le complxe réduit P450 et le substrat. Ce dernier subit une autre réduction d’un e- a/n d’un atome d’oxygène. L’oxygène devient activé chimiquement et l’atome de Fe reprend sont état oxydé
3. (spontanée): incorporation d’un atome d’oxygène dans une molécule d’eau; formation de la forme oxydée du cofacteur (NADP+)? et la formation du substrat hydroxylée (ROH).

Question 8

Décrivez les différents facteurs CHIMIQUES pouvant modifier la bioT des mx

Answer 8

• Structure chimique: détermine la nature des métabolites qui seront formés. Chaque gr ont des affinités différentes pour les différentes enz hépatiques.
• Propriétés: liposolubilité + pKa. Plus un mx est liposoluble, plus rapidement il est métabolisé. Le pKa influence le rapport de la forme non-ionisée/ionisée au pH physiologique.
• Configuration: Les differents enz du CYP450 ont une grande spécificité (séléctivité) pou un substrat due à la configuration du site de fixation du substrat et du site actif de l’enz. (Détermine aussi la nature des métabolites)

Question 9

Décrivez l_‘inhibition enz_

[facteurs BIOCHIMIQUES pouvant modifier la bioT des mx]

Answer 9

• ​Dim de la bioT d’un mx par un autre composé présent au même moment. (intxn mx)
• L’inhibition est fct de L’AFFINITÉ des deux substrats pour l’enz et de leur CONCENTRATION au site enzymatique
  
  • L’agent possèdant la plus grande affinité ou C au site enzymatique sera considéré comme l’inhibiteur.
  • La Cp et le T1/2 de l’autre agent augmenterait
• L’inhibition peut être soit suicidaire (covalente; le corps doit refaire des nouvelles enz) ou réversible (transitoire; +souvent).
  
  • L’inhibition réversible atteint son max quand l’inhibiteur atteint sa Céq. Les effets de l’inhibition se produissent RAPIDEMENT.
  • Le potentiel inhibiteur (affinité de l’inhibiteur pour l’enz) est représenté par la constante d’inhibition (Ki​).
  • Les mx avec une valeur faible de Ki sont des inhibiteurs puissants (< 2uM).
• Une inhibition compétitive est lorsque les 2 mx entrent en compétition pour le site d’action (affinité, C!)
• Une inhibition non compétitive est lorsque l’inhibiteur se lie à un site allostérique inactivant l’enz.

Question 10

Décrivez l’induction enz

[facteurs BIOCHIMIQUES pouvant modifier la bioT des mx]

Answer 10

• Aug de la CONCENTRATION d’une enz impliquée dans la bioT (capacité intrinsèque reste =).
  
  • Cela entraine une dim Cp du mx, son T1/2 et une aug de la Clhépatique
  • Diff mécanismes (dép de l’agent inducteur): aug de la txpn du gène codant pour le CYP, stabilisation ARNm, dim de la dégradation ARNm ou CYP.
• L’induction n’est pas un phénomène immédiat, peut prendre des j-sem (LENT vs inhibition).
• Processus réversible, disparait en absence de l’inducteur (T1/2 de l’enz)

Question 11

Résumez les caractéristiques de la cinétique enzymatique et définisez la Cl intrinsèque

Answer 11

• La cinétique enz considère qu’une mole de mx va interagur avec une mole d’enz our former un complexe intermédiaire (enz-mx) et puis un métabolite et la régénération de l’enz.
• Lorsque la C du mx < à celle de l’enz = ordre 1. Si C mx est supérieure, l’enz devient saturée = ordre 0.
• Km: C du mx à laquelle la rxn arrive à Vitmax/2
• Vmax: vitesse de bioT lorsque toutes les enz sont sous saturées.
  
  • Le Vmax est directement proportionnel à la Ctot enz.
  • Le Km est inversement proportionnel à l’affinité du mx pour l’enz.
• La Cl intrinsèque est la capacité du foie à métaboliser un mx. Reflète l’activité enz (Clint = Vmax/Km)

Question 12

Décrivez les conséquences sur la cinétique enzymatique lors d’une inhibition compétitive et non compétitive et lors d’une induction

Answer 12

Inhibition compétitive

• Aug du Km, mais Vmax reste le même
• Une aug de la C du mx inhibé peut renverser partiellement ou totalement l’inhibition.

Inhibition non compétitive

• Le Km n’est pas altéré, par contre le Vmax est diminué.
• Cette inhibition ne peut pas être renversée par l’aug de la C du mx.

Induction

• Le Km reste le même, alors que le Vmax est augmenté
• Lors de l’arrêt de l’inducteur, les effets ne disparaissent pas immédiatement.

Question 13

Décrivez les conséquences sur la Clhép, la Cp et la toxicité, lors d’une dim du débit sanguin et lors d’une inhibition enz pour des mx à E faible et fort.

Answer 13

…

Question 14

Décrivez les relations entre les isoenzymes du CYP450

Answer 14

• Le CYP450 est composé d’une famille d’isoenz qui possèdent le même MA catalytique des rxn d’oxydation.
• Elles diffèrent toutefois dans la spécificité qui est déterminée par le site de fixation de ll’isoenz.
  
  • Deux enz différentes peuvent utiliser la même rxn oxydative (donner même métabolite)
  • Un mx peut être métabolisés par différentes enz dans la même position (rédondance) ou ailleurs (régiosélectivité).

Question 15

Expliquez la nomenclature des isoenz du CYP450 et estimez l’importance des différentes familles des Cyp

Answer 15

• Les isoenz sont regroupées selon le pourcentage d’homologie de leur séquence en aa:
  
  • superfamille de gènes (CYP) -> familles CYP1-4: bioT de xénobiotiques (40% homo) -> sous-famille (55% homo)
• Chaque famille bioT certains types de mx et ont des agents inhibiteurs/inducteurs particuliers.
  
  • Ils possèdent aussi une Cmoy hépatique et un indice de variabilité particuliers (tabac, âge, polymorphisme).
• Chép CYP450:
  
  • 3A4/5/7 (30%) > 2C8/9/18 (20%) > 1A2 (15%) > 2E1 (10%) > 2D6, 2C19, 2A6 (5%).

Question 16

Décrivez les particularités, les inhibiteurs, les inducteurs et substrats du CYP1A (CYP1A1,2)

Answer 16

• Le CYP1A2 est exprimé dans le foie de manière constitutive alors que le CYP1A1, qui métabolise hydrocarbures aromatiques, est retrouvé +poumons après une induction.
• Ces CYP sont les plus impliqués dans l’activation des carcinogènes
• L’activité du CYP1A2 est 15% de l’activité métabolique hépatique. Elle a une faible affinité - forte capacité.
• Inhibiteurs puissants: fluvoxamine, ciprofloxacine, mexilétine, propafénone. Modérés: CO.
• Inducteurs: tabac, autres?
• Substrats: Antidépresseurs, antipsychotiques

Question 17

Décrivez les inducteurs et les substrats du CYP2A6

Answer 17

• Ne représente que 5% de la C en enz hépatiques
• Inducteurs: CS (dexaméthasone), et barbituriques
• Substrats: coumarine, nicotine, ac. valproïque

Question 18

Décrivez les particularités, les inhibiteurs, les inducteurs et substrats du CYP2C (CYP2C8,9,18,19)

Answer 18

• 2e en importance après 3A4; repreésente 20% de la C en enz hépatiques
• Les substrats de ces enz sont des composés qui ont des propriétés acides.

CYP2C9 (enz + abondante)

• Elle se retrouve dans plusieurs tissus: reins, système génito-urinaire, duodénum, mais activité métabolique ++ foie.
• Enz à forte affinité - faible capacité
• Inhibiterus puissants: ritonavir, sulfaphénazole, fluconazole, flucoxamine. Modérés: Amiodarone
• Inducteurs: rifampicine
• Substrats: ARA, Anti-dép, HOgly, AINS
  
  • Substrats 2C8: thiazolidinediones (glitazones).

CYP2C19

• Foie+. forte affinité - faible capacité.
• Inhibiteurs: fluvoxamine, ticlopidine. Modérés: CO. Potentiels: IPP, fluoxétine et norfluoxétine.
• Inducteurs: rifampicine
• Substrats: Anti-dép, IPP.

Question 19

Décrivez les particularités, les inhibiteurs et substrats du CYP2D6

Answer 19

• Activité métabolique principalement au foie, mais également au SNC, prostate et coeur.
• Représente 5% C enz au foie.
• C’est une enz à forte affinité - faible capacité
• PM (prévalence 10% chez blancs). La débrisoquine et le DM sont utilisés pour phénotyper l’Activité du 2D6.
• Inhibiteurs puissants: quinidine, ritonavir, fluoxétine, norfluoxétine, paroxétine, bupropion, cimétidine. Modérés-puissants: sertraline, quinine, pimozide, ticlopidine, terbinafine, fluovoxamine.
• Substrats: Anti-dép, antipsychotiques, analgésiques opioïdes, BB, BCC, anti-Hist

Question 20

Décrivez les particularités, les inhibiteurs, les inducteurs et substrats du CYP2E1

Answer 20

• Se trouve exclusivement au foie et représente 10% de l’activité hépatique.
• Ne métabolise que les molécules de faible poids moléculaire.
• Facteurs env font varier beaucoup l’activité de cette enz, le rôle des polymorphismes est incertain.
• Inhibiteurs: Consommation alcool (non chronique), disulfiram, métronidazole, isoniazide (1e dose).
• Inducteurs: Alcool (chronique), isoniazide (régulière), obésité, DB non contrôlé, tabac.
• Substrats: Anesthésiques

Question 21

Décrivez les particularités, les inhibiteurs, les inducteurs et substrats du CYP3A (CYP3A4,5,7,43)

Answer 21

• Sous-famille la plus importante, représentant 30%-70% de la C enz au foie. (variations interindividuelles)
• Leur activité a aussi été détectée dans tous les tissus en contact avec l’env externe et le placenta.
• Ont tous la capacité de métaboliser ++molécules et des procancérigènes (aflatoxine B1).
  
  • Le 3A5 n’est exprimé que chez 15-30% population.
  • Le 3A7 est prédominat au foie foetal.

CYP3A4

• Faible affinité - TRÈS forte capacité
  
  • Les autres enz peuvent difficilement prendre la relève si inhibé. (Pas de PM).
• Inhibiteurs puissants: kétoconazole, itraconazole, ritonavir, indinavir, clarithromycine, érythromycine, diltiazem, norfluoxétine, néfazodone, ciprox, norflox. Inhibiteurs modérés: citalopram, jus de pamplemousse.
• Inducteurs: Anti-conv (ox/carbamazépine, phénobarbital, phénytoïne), primidone, rifampicine, nevirapine, efavirenz, troglitazone, CS (dexaméthasone, prednisone), Millepertuis, ritonavir.
• Substrats: anti-déo, antipsycho, benzo, analgésiques, anti-arryth, ATB (macrolides, ketolides), anti-épil, anti-malariques, anti-néopl, anti-prk, antirejets, BCC, Statines, Txpr inverson non nucléotides, ATV, Stéroïdes, triptans.

Question 22

C’est quoi le rôle des UGT (Glucuronosyltransferase)

Answer 22

• Famille la plus abondant des rxn de phase II
• Foie, GI (1e passage), reins, cerveau, placenta
• Situés à côté des CYP450 au RElisse.
  
  • Même inducteurs, inhibiteurs
• N’ont pas de spécificité
• UGT1A et UGT2B sont impliqués dans le métabolisme des mx

Question 23

Décrivez les 2 familles de Transporteurs UGT

Answer 23

• SLC
  
  • ​Pompes à influx - abs et distribution des mx
  • OATP (organic anion transporting polypeptide -SLC0)
• ABC (ATP Binding Cassette)
  
  • Pompes à efflux cellulaire (a/n hépatique, tubulaire…)
  • Le plus connu: P-gp/ ABCB1/ MDR (autres MRP).

Question 24

Résumez les particularités de la P-glycoprotéine ainsi que son lien avec le CYP3A4

Answer 24

• Confère une R- à – mx (+anticancereux).
• On la retrouve au foie, intestin (+côlon), reins et cerveau.
  
  • Intestin et foie: diminution abs et F des mx
  • Reins: augmentation sécrétion tubulaire
  • BHE, barrière placentaire: diminution du passage

P-gp et CYP3A4

• Localisation très rapprochée (entérocytes)
• Spécificité similaire pour substrats, inducteurs et inhibiteurs. (importance pour F; difficile de voir impact de la P-gp seule).
• Induites par mêmes récepteurs nucléaires PXR, CAR
• Rôle complémentaire: empêche saturation du CYP3A4, favorise le passage répétés au CYP.

Question 25

Énumérez les inhibiteurs, inducteurs et substrates de la P-gp

Answer 25

• Inhibiteurs: AMIODARONE!!, kéto/itraconazole, clari/érythromycine, ciclosporin, BCC non DHP, quinidine, protéase inhibitors, tacrolimus, jus de pamplemouse.
• Inducteurs: millepertuis, rifampicine, carbamazépine, phénytoine
• Substrats: DIGOXINE ET DABIGARAN ETEXILATE (pas des substrats du CYP3A4), colchicine et lopéramide.

Question 26

Décrivez les differences entre les intxn PD et PK

Answer 26

• Intxn PD: Lorsuq’n mx influence l’effet d’un autre de par son effet pharmacologique (a/n du récepteur, site d’action)
• Intxn PK: Altération dans la façon dont l’organisme essaie d’éliminer le mx. Un mx altère la vitesse de: A,D,M!!!!,E.

Question 27

Définissez ce qui est l’écart thérapeutique

Answer 27

• Montre les C à partir desquelles un effet tx est identifiable, mais également celles à partir desquelles un effet toxique risque de survenir.
• Pour qu’un écart tx soit valable et pour qu’il puisse être définit, il fait que la Cp soit directement proportionnelle aux Ctiss
• Ils est essentiel de tenir compte de la réponse clinique du pt.

Question 28

Définissez ce qui est le monitoring des mx ainsi que les mx pour lesquels il faut faire une attention particulière

Answer 28

• Optimisation du régime posologique à l’aide des Cp et/ou de la réponse pharmacologique.
• Caractéristiques communes aux mx qui sont surveillés régulièrement par un suivi ds Cp:
  
  • Index tx étroit
  • Échec tx ou toxicité importantes
  • Grande variabilité PK entre patients
  • relation imprévisible entre dose et réponse
  • Cp disponibles dans un temps raisonable au Px.
• Valable si bonne corrélation entre effet pharmacologique et Cp, index tx étroit, ne peut être obtenu par une mesure plus simple.
• Limité lorsque pas d’écart tx défini, formation métabolites actifs.