Toxico : RISQUE ET ÉTUDES TOXICOLOGIQUES POUR LE MÉDICAMENT Flashcards
02/10/24 & 09/10/24 => L. Sparfel
Définition du risque toxicologique ?
- Probabilité d’effets néfastes sur la santé humaine
- Expression du danger dans les conditions d’emploi prévues dans les conditions d’exposition subies ou prévues
Définition du risque ?
- probabilité de survenue danger
- Risque = Danger x Exposition
Définition du danger ?
source potentielle de dommage
Qu’est-ce que l’EQRS ?
=> évaluation quantitative des risques sanitaires
* outil d’aide à la décision qui vise à organiser les connaissances disponibles pour statuer sur le niveau de risque collectif
Quelles sont les étapes de mise en place de l’EQRS ?
4 étapes :
1. Identification du danger
2. Caractérisation du danger
3. Evaluation de l’exposition
4. Caractérisation du risque
A quoi correspond l’identification du danger ?
Profil toxicologique de la substance, compilation de toutes les données
A quoi correspond la caractérisation du danger ?
Caractérisation de l’exposition à un danger = basée sur la relation dose-réponse
Exemple de substances qui sont toxiques (poison) et thérapeutiques ?
=> Arsenic
● Toxicité aiguë arsenic : poison historique, 1 à 10 mg / kg → lésions gastro-intestinales et des défaillances multi-organes → mort
● Médicament anticancéreux (TRISENOX®) : 0,15 mg/kg/j, voie IV (As2O3), ttt des leucémies aiguës promyélocytaires
Définition de l’exposome ?
Toutes les expositions à des substances au cours de la vie d’un individu, différences entre plusieurs individus d’une même espèces, regroupe plusieurs disciplines
Cible du monoxyde de carbone ?
- Se fixant sur l’hémoglobine à la place de l’oxygène
- Affinité du CO 210x
plus forte
Antidote à une intoxication au CO ?
O2 => “ouvrir la fenêtre”
Que doit on prendre en compte lors de l’évaluation de l’exposition ?
Les différences interindividuelles, on ne se base pas sur un phénotype standard
Quels sont les différents types de risques ?
∙ Risque toxique instantané
∙ Risque toxique immédiat
∙ Risque toxique retard
∙ Risque toxique à +/- long terme
Caractéristiques du risque toxique instantané ?
exposition de très courte durée (millième de seconde à qq secondes)
Exemple de risque instantané ?
xénobiotiques agressifs, comme le Cl2 → entraîne un OAP (Œdème Aigu du Poumon) en qq minutes
Caractéristiques du risque toxique immédiat ?
1 seule exposition de courte durée (qq minutes)
Exemple de risque toxique immédiat ?
inhalation volontaire de solvant (toxicomanes) → dépressions du SNC, ivresse, vertiges, somnolences, parfois comas et même décès de la personne
Caractéristiques du risque retard ?
exposition unique, c’est un phénomène irréversible
Exemple de toxique retard ?
=> Paraquat
* herbicide → fibroses pulmonaires → décès par déficience respiratoire 3 à 5j + tard
* pas d’antidote
* Asphyxie totale due à des ERO
Caractéristiques du risque toxique du risque toxique à +/- long terme ?
Exposition répétée à petites doses donnant des intoxications à long terme insidieuses
= risque le + fréquent dans notre environnement
→ poisons cumulatifs, poisons par sommation d’effets
Qu’utilise-t-on pour qualifier ou quantifier un risque pour la santé humaine ?
Des seuils (VTR) : VLCT et VLEP
Caractéristiques du VTR ?
= Valeurs Toxicologiques de Référence
∙ Basées sur la relation entre une dose et un effet → évaluation des effets sanitaires pour l’ensemble de la population
∙ Contexte d’exposition donné pour aider au choix des mesures de gestion de
risque
∙ Établies par des instances internationales, européennes, nationales
∙ Spécifiques d’une substance, d’une durée, d’une voie d’exposition, d’un type d’effet
Définition de la VLTC ?
=> Valeur Limite d’exposition à Court Terme
= Valeur-seuil qu’il ne faut pas dépasser sur une courte durée (15 minutes), au risque de développer une intoxication aiguë
Définition de la VLEP ?
=> Valeur Limite d’Exposition Prolongée
= Valeur-seuil qu’il ne faut pas dépasser sur une période de 8h, au risque d’avoir une intoxication chronique
Nom d’une intoxication au plomb ?
saturnisme
Pourquoi l’évaluation de la toxicité des médicaments diffère de celle des autres produits ?
médicament = balance bénéfices/risques → condition pour l’obtention et le maintien de l’AMM, et dépend de la molécule
Sur quoi repose l’AMM ?
une évaluation de la sécurité d’emploi des médicaments
Comment se fait la caractérisation du danger des produits ?
∙ Caractérisation du danger (études toxicologiques, études cliniques et précliniques)
∙ Evaluation du risque d’emploi pour l’homme (études cliniques, études épidémiologiques)
Quel est le but des études de toxicologie pour le médicament ?
Evaluer la sécurité pour des sujets exposés et pour l’environnement
Comment sont réalisées les études de toxicologie pour le médicament ?
- mettre en évidence les éventuels effets toxiques du produit testé
- recueillir des informations détaillées sur sa sécurité (et non pour montrer qu’un composé est sans danger !)
Quels sont les test réalises pour les études de toxicologie pour le médicament ?
∙ Identification des organes cibles
∙ Mesure la réversibilité des effets
∙ Evaluation du pouvoir mutagène
∙ Définition des effets sur les fonctions de reproduction
∙ Evaluation du pouvoir cancérogène
∙ Identification au cas par cas d’autres types de toxicité pouvoir sensibilisant, photo-toxicité, immunotoxicité, …
Comment sont fait les dossier de toxicologie pour les médicaments ?
- Industriels font appel au CRO (contract research organization)
- réalisation de leurs tests et travaillent avec des prestataires ; ils décident ce qu’ils mettent dans le dossier toxico
- envoie à l’ANSM qui décidera ou non s’il est recevable
Principe des études de toxicologie pour les médicaments ?
Etudes expérimentales in vivo chez l’animal, in vitro, in silico pour apprécier le risque potentiel chez l’Ho
Inconvénients des principes des études de toxicologie pour le médicament ?
∙ Différences inter-espèces
∙ Exposition animale pour l’évaluation du risque pour l’Ho = pas toujours représentatif de la vraie vie
Efficacité de l’estimation de la toxicité pour le médicament après études in vivo/in vitro ?
⇨ Estimation de la toxicité du produit chez l’homme plutôt très bonne
/!\ 2 domaines pour lesquels on a des difficultés à extrapoler ce qu’il se passe chez l’homme : immunologie et neurologie
Caractéristiques du cadre réglementaire des études de toxicologie pour le médicament ?
PAS de protocoles standards, seulement des lignes directrices :
- niveau européen : OCDE
- niveau des USA : FDA
- niveau international : ICH (Europe, Japon, USA)
Quelles sont les contraintes du cadre réglementaire des études toxicologiques des médicaments ?
- coût des essais
- longueur des études
- utilisation de méthodes validées, de personnel expérimentateur qualifié
- respect des BPL
Nb de nouvelle molécules misent sur le marché cette année ?
12
Part des arrêts de développement des médicaments pour cause de toxicité préclinique ?
26%
Quelle est la première étude réalisée sur une substance quand aucune notion ou seulement des notions très théoriques sur sa toxicité ?
Études de toxicité aigüe ou à dose unique
Objectif des études de toxicité aigüe ou à dose unique ?
∙ Evaluer les risques d’intoxications aiguës chez l’homme
∙ Mettre en évidence les organes cibles
∙ Choisir des doses pour les essais de toxicité subaiguë et chronique
∙ Détermination de la DL50
Méthodes des études de toxicité aiguë ou à dose unique ?
∙ Administration unique du produit en solution ou en suspension
∙ Par 2 voies d’administration chez au moins 2 espèces de mammifères
∙ Même nombre d’animaux des 2 sexes
∙ Doses efficaces dans les essais de pharmacologie expérimentale
∙ Observation 14 j pour quantifier les signes de toxicité puis examen anatomo-pathologique des animaux
Définition de la DL50 ?
Quantité de produit en mg/kg de poids corporel qui entraîne la mort de 50%
des animaux d’un lot homogène
Pourquoi la DL50 n’est pas une valeur fiable à 100% ?
Nombreux facteurs de variation de la DL50 :
- Liés à l’animal
- Liés aux conditions expérimentales
- Variation inter-laboratoires
Comment lisser les granndes variation des DL50 ?
Europe a défini notion de DL50 “approximative” : 5 classes selon des seuils :
* Classe 5 : 5000 mg/kg → produit inoffensif, peu toxique
* Classe 1 : 5 mg/kg → produit très toxique
Comment à été réduite la souffrance animale lors des test de DL50 ?
- Détermination de la dose prédéterminée : Administration de doses modérément toxiques n’entraînant ni la mort, ni les souffrances de l’animal.
1. Etude préliminaire d’orientation : 1 animal
2. Etude principale : 5 animaux - Sur les 5 animaux, on passe à une dose par exemple de 2000 mg/kg, dans ce cas-là on a 3 cas de figure possibles :
- 0 mort dans l’essai → la substance est non classée (= non toxique)
- 1 mort dans l’essai → la substance est non classée
- de 2 morts → on va utiliser la dose juste en dessous soit 300 mg/kg, et on a 3 cas de figure à nouveau :
- 0 mort ou 1 mort → la substance classée nocive
- de morts → on va utiliser la dose juste en dessous etc… → substance classée très
toxique
⇒ Diminution du nombre d’animaux dans le test
- de morts → on va utiliser la dose juste en dessous etc… → substance classée très
But des études de toxicité chronique ou à doses réitérées ?
Mise en évidence des altérations fonctionnelles et/ou anatomo-pathologiques liées aux administrations répétées de la substance
Objectif des études de toxicité chronique ou à doses réitérées ?
∙ Prendre en compte les facteurs de biotransformation (effet des métabolites)
∙ Mettre en évidence les effets réversibles et/ou irréversibles
∙ Mettre en évidence les phénomènes cumulatifs et/ou retardés
Quelles sont les différents types d’études de toxicité à doses réitérées ?
∙ Subaiguë : 28 jours
∙ Subchronique : 90 jours
∙ Chronique > 90 jours
Méthode des études de toxicité chronique ?
∙ Administrations répétées du produit par la voie prévue chez l’Ho
∙ Au - chez 2 espèces de mammifères dont une non-rongeur
∙ Choix de l’espèce selon le métabolisme (le porc est l’animal qui métabolise le plus similairement à l’Ho, le chien → cardiaque, singe → immuno, le lapin → repro et cutané)
∙ 3 niveaux de doses efficaces
∙ Durée de l’essai en fonction de la durée prévue chez l’homme est + longue
∙ Observation de tous les signes de toxicité
Quelle notion est déterminée lors des études de toxicité à doses réitérées ?
=> NOAEL : No Observed Adverse Effect Level/Concentration :
Dose maximale n’entraînant pas d’effet biologique ou sanitaire néfaste statistiquement significatif par rapport au groupe témoin
But de la NOAEL ?
Déterminer la dose thérapeutique maximale tolérée
Définition de la cancérogénèse ?
ensemble des phénomènes conduisant au développement de tumeurs
(/!\ toutes les molécules cancérogènes ne sont pas mutagènes => cancérogènes épigénétiques = modifications conformation de la chromatine durant l’embryogénèse)
Comment aujourd’hui, on arrive à faire une relation directe entre l’exposition à un produit chimique et un cancer ?
grâce aux :
∙ Modèles animaux expérimentaux (badigeonnage de la peau de souris avec HAPs → tumeurs cutanées, administration AFB1 → cancers hépatiques)
∙ Enquêtes épidémiologiques (Consommation tabagique → cancer du poumon, Rôle de l’alimentation → cancer du côlon)
Rôle du CIRC ?
=> centre international de recherche sur le cancer
Classification des composés à risque en différentes catégories
Caractéristiques des produits chimiques cancérogènes dans la catégorie 1 ?
- cancérogènes avérés (et les seuls) pour l’Ho car des études épidémiologiques et des études animales le prouvent
- aflatoxine, benzène
Caractéristiques des composés chimiques cancérogènes de catégorie IIA ?
- composés dont le risque cancérogène n’est pas justifié par des études épidémiologiques seulement par des études expérimentales chez l’animal
- cisplatine, acrylamide, perchloroéthylène
Caractéristiques des composés chimiques cancérogènes de catégorie IIB ?
- composés pour lesquels les arguments expérimentaux sont - forts que dans la catégorie IIA → donnent des tumeurs uniquement chez certaines souches d’animaux
- chlordécone, PhiP, MeIQx (amines aromatiques hétérocycliques)
Caractéristiques des composés chimiquement cancérogènes de catégorie III ?
- celle des composés qui n’ont pas fait l’objet d’études, dont on ne sait rien
- pyridine, paracétamol à forte dose
Caractéristiques des composés chimiquement cancérogènes de catégorie IV ?
on préfère dire que le caprolactame n’est pas «non cancérogène» mais plutôt «probablement pas cancérogène»
Quelles sont les différentes étiologie des cancérogénèses ?
● Professionnelles (amiante)
● Alimentaires (aflatoxines, benzoapyrènes)
● Médicamenteuses (anti-cancéreux, D.E.S)
● Liées à la pollution (diesel, HAP ou BaP)
→ On s’intéresse à la catégorie I
Caractéristiques du cancer ?
processus pathologique évolutif
Quelles sont les grandes étapes du cancer ?
l’initiation, la promotion et la progression.
Définition de l’initiation du cancer ?
processus irréversible et rapide au cours duquel une lésion définitive de l’ADN est produite et sera transmise aux cellules filles
Quels sont les acteurs de l’initiation du cancer ?
réalisée par les agents initiateurs plutôt
génotoxiques qui vont former des adduits au niveau de l’ADN
Définition des adduits ?
- addition covalente sur les nucléotides/bases de l’ADN
- modifications transitoires, NON transmissibles entre les générations
Pourquoi l’adduit covalent ne produit pas une cellule initiée par lui-même ?
Car il va y avoir une réponse cellulaire aux
lésions par blocage du cycle cellulaire :
● Mécanisme de réparation de l’ADN lésé par des enzymes
● Mécanisme de mort cellulaire par apoptose quand il y a trop de dommages
Quel est l’évènement déclencheur de l’initiation d’un cancer ?
division cellulaire est nécessaire pour qu’il y ait initiation, il faut donc un défaut de blocage du cycle cellulaire
Rôle de la protéines p53 ?
=> Famille des suppresseurs de tumeurs
Décide d’augmenter la réparation ou d’induire l’apoptose et d’arrêter le cycle cellulaire
=> mutée dans environ 50% des cancers
Définition d’une mutation ?
- Modification définitive de la quantité du matériel génétique ou de sa structure
primaire - Evénement transmissible entre les générations de cellules
Caractéristiques des agents initiateurs de cancer ?
non mutagènes directement mais après métabolisme par les cytochromes P450
→ structures électrophiles
Quels sont les gènes sensibles au mutation ?
- Activation des proto-oncogènes => gènes qui favorisent la prolifération, inactivé de base ⇒ mais quand mutés peuvent être exprimé et provoquer une prolifération importante
- Inactivation des gènes suppresseurs de tumeurs (p53…)
Qu’est-ce que la promotion tumorale ?
- prolifération et l’expansion sélective des cellules initiées
- seules les cellules mutées vont se multiplier
Caractéristiques de la promotion tumorale ?
- processus réversible dont les mécanismes sont mal élucidés
- agents promoteurs non génotoxiques → mettent en jeu des mécanismes “épigénétiques”
Action des agents promoteurs tumoraux ?
- action le plus souvent sans métabolisation
- stimuler sélectivement la prolifération et / ou empêcher le déclenchement de l’apoptose
- conduit à l’apparition de nodules hyperplasiques
Qu’est-ce que la phase de progression d’un cancer ?
Apparition de nodules hyperplasiques non réversibles aboutissant à des tumeurs malignes
Caractéristiques des agents promoteurs de cancer ?
sont non-mutagènes et clastogènes
Déroulé de la progression cancéreuse ?
Spontané et résulte de mitoses anormales ce qui va amener à :
● Une instabilité génétique
● L’acquisition du phénotype malin
cellules tumorales vont se détacher, envahissent les tissus et métastasent => se disséminer dans les organes voisins
Définition de la génotoxicité ?
science des interactions d’agents physiques et chimiques avec le matériel génétique et leurs conséquences à court et long terme
Définition de la mutagénèse ?
modification définitive des caractères héréditaires par changement dans le nombre et/ ou la qualité des gènes
Quelle est la différence entre la mutagénèse et la génotoxicité ?
La mutagenèse est une conséquence de la génotoxicité
Objectif des études de mutagénèses ?
=> obligatoires
● Détecter les substances potentiellement mutagènes
● Détecter les substances potentiellement cancérogènes
Part des mutagènes cancérigènes ?
90% des mutagènes sont cancérogènes
Quels sont les agents génotoxiques ?
● Les gènes : mutations géniques
● Les Xsomes : mutations Xsomiques = potentiel clastogène
● Les aberrations du nb de chromosomes : mutations génomiques
Quelles sont les recommandation officielles sur les test de mutagénèse ?
● 200 tests proposés mais aucun test ne détecte tous les agents génotoxiques
● Donc batterie standard de 3 tests de mutagenèse pour le dossier AMM
Quels sont les tests utilisés pour les études de mutagénèse ?
● test in vitro de mutations géniques réverses sur les bactéries = test d’AMES
● test in vitro sur cellules eucaryotes
● test in vivo de mutations chromosomiques sur cellules hématopoïétiques chez le rongeur
Principe du test d’AMES ?
=> Salmonella typhimurium : souche mutée : ne synthétise pas l’histidine → boîte de pétri sans histidine elle ne pousse pas
* ajoute le mutagène pour le cancer → mutation du locus histidine et la souche va devenir histidine (+) → elle va pouvoir grandir sur un milieu sans histidine
Principe du test in vitro sur des cellules eucaryotes de lymphome de souris pour détecter les mutations ponctuelles ?
- cellules dans une boîte de pétri qui expriment le locus Thymidine kinase (TK)
- ajoute de la trifluorothymidine (TFT) → métabolisé en métabolite toxique → cellules vont mourir
- ajoute un mutagène à nos cellules, il va bloquer le locus → cellules deviennent TK (-) donc on n’aura pas de dérivés toxiques de la TFT
Principe du test in vitro sur des cellules eucaryotes de mammifères pour détecter les aberrations chromosomiques ?
- On fait une analyse de métaphase
- récupérer des cellules de lymphocytes humains qu’on va mettre en culture
- bloquer en métaphase avec la colchicine
- établir un caryotype pour mettre en évidence des anomalies
Principe du test in vivo de mutations chromosomiques sur des cellules hématopoïétiques chez le rongeur ?
=> test du micronoyau
* traite nos rongeurs avec le produit supposé génotoxique pendant une longue durée de vie
* récupère les cellules de moelle puis, on va les mettre en culture
* Coloration nécessaire pour le frottis avec ces cellules pour regarder les divisions
* petit noyau qui se colore = chromosome qui a été cassé
Quelles sont les situation qui oblige des test d’études du pouvoir cancérigène ?
- Chronicité avec nodules
- Analogie chimique proche d’un cancérogène connue
- Mutagénèse positive
Objectif des études du pouvoir cangérogène ?
identifier le potentiel cancérogène d’une substance chez l’animal pour estimer le risque chez l’Homme
Inconvénient des études du pourvoir cancérogène
longues, coûteuses, d’interprétation et de prise de décision difficile
= partie la = difficile du dossier toxicologique à faire
Quelles sont les recommandation officielles des études du pouvoir cancérogène ?
batterie standard de 2 tests. Les tests :
- Une étude à long terme chez le rongeur
- Une étude in vivo à court-moyen terme chez le rongeur ou une étude à long terme chez une autre espèce de rongeur
Caractéristiques d’une étude à long terme chez le rongeur pour les études du pouvoir cancérogène ?
- administre le produit à l’animal par la voie prévue chez l’Ho
- W sur des rongeurs des 2 sexes, à partir du sevrage et pendant toute la durée de vie
- 3 niv de doses : faible, intermédiaire et forte
- Soit les animaux vont mourir de pathologies au cours de l’essai, soit ils sont encore vivants à la fin de l’essai
- sacrifie pour rechercher des hyperplasies, des tumeurs bénignes et malignes ainsi que des métastases
Caractéristiques d’une étude in vivo à court-moyen terme chez le rongeur pour les études du pouvoir cancérogène ?
● modèles d’initiation/promotion de cancers
● souris transgéniques
=> On peut utiliser des modèles de souris transgéniques. Si souris déficientes en P53, elles vont développer + vite un cancer après administration d’un pdt
Définition de la tératogénèse ?
Ensemble de phénomènes conduisant à l’apparition de malformations congénitales
Quelles sont les différentes étapes du développement de l’embryon ?
● La fertilisation
● L’implantation
●L’organogenèse
● L’histogenèse / Maturation fonctionnelle
● La naissance
Caractéristiques de l’organogénèse ?
- Étape majeure, la + sensible / fragile, étape de mise en place des organes
- Correspond aux 3 premiers mois de la grossesse
- Conseillé aux femmes enceintes de ne pas être exposées à des produits comme les xénobiotiques pendant les 3 premiers mois
Scandale du Thalidomide ?
- médicament commercialisé en Allemagne et Belgique
- femmes enceintes angoissées : hypnotiques à action tranquillisante
- femmes enceintes exposées ont donné naissance à des bébés phocomèles
Nature des principaux agents tératogènes ?
● Physique : radiations ionisantes (Nagasaki, Hiroshima)
● Microbiologique : certains virus comme celui de la rubéole
● Chimique :
- Polluants (mercure)
- Médicaments
Quels sont les stades du développement qui doivent couvert lors des études de reprotoxicicté ?
Tous les stades du développement (conception jusqu’à maturité sexuelle)
Quels sont les objectifs des études de reprotoxicité ?
Mise en évidence d’effets toxiques
Comment est divisée la vie reproductive durant les études de reprotoxicité ?
6 étapes :
- A : avant la conception = gamétogenèse
- B, C, D : gestation
● B : pré-implantation
● C : organogenèse
● D : foetogenèse
- E : lactation
- F : croissance
Quels sont les segments étudiés durant les études de reprotoxicité ?
- Segment I : Fertilité et du développement embryonnaire précoce : stades A et B
- Segment II : Développement embryo-fœtal : évaluation du stade C (= organogenèse)
- Segment III : Développement pré et post-natal : stades D, E et F
Comment se fait l’étude de la fertilité et du développement embryonnaire précoce ?
- 2 espèces de mammifères dont un non rongeur (lapin ++)
- rats mâles : exposés 10 sem avant un accouplement
- rats femelles : traitées 2 sem avant un accouplement
- accoupler pendant 15j mais on continue à les traiter
- Garde les femelles jusqu’à la moitié de la gestation → on regarde s’il y a eu conception. On évalue ainsi la maturation des gamètes, le comportement lors de l’accouplement, la fertilité, l’implantation embryonnaire…
Comment se fait l’étude du développement embryo-fœtal ?
- 2 espèces de mammifères dont un non rongeur (obligatoirement le lapin)
- traite pendant toute la durée de gestation : femelles traitées pendant
toute la grossesse - sacrifie les femelles + évalue passage de la barrière placentaire, maintien ou perte du fœtus, l’apparition d’anomalies fœtales, les atteintes de la descendance…
Comment se fait l’étude du développement pré et post-natal ?
- 2 espèces mammifères dont un non rongeur (lapin)
- traite en fin de gestation et on continue pendant la lactation
- évalue la croissance du fœtus, la lactation et des troubles éventuels de développement de la
descendance - On garde les générations F2 et F3 pour leur faire des tests de comportement et étudier s’ils arrivent à se reproduire car la reprotoxicité peut se transmettre
