Soutenance mémoire
La variabilité de réponse interindividuelle aux médicaments est une expérience quotidienne en médecine. Celle-ci est valable, tant sur le plan pharmacologique (d’efficacité) que sur le plan toxicologique (toxicité, effets indésirables). En France, chaque année, la iatrogénie médicamenteuse serait responsable d’environ 128 000 hospitalisations, pour un coût global estimé à 320 millions d’euros . Une enquête réalisée en 1998 par le réseau des Centres régionaux de pharmacovigilance (CRPV) montre que les effets indésirables des médicaments représentent environ 3,2 % des hospitalisations en France . Une nouvelle édition de l’étude, menée en 2007, permet d’estimer globalement à 3,6% la proportion des hospitalisations dues à des effets indésirables des médicaments . Les AVK (anticoagulants antivitamine K) sont les médicaments à l’origine du plus fort taux d’incidence d’hospitalisation suite à des effets indésirables ce qui représente 12,3% des hospitalisations « iatrogéniques » en 2007 et 13% en 1998 . Les impasses thérapeutiques, plus difficiles à appréhender, posent probablement un problème du même ordre. On estime par exemple que 35% des patients ne répondent pas aux bêtabloquants, qu’un malade sur deux ne tire que peu ou aucun profit de son traitement antidépresseur, et que moins d’un patient schizophrénique sur trois bénéficie pleinement de son traitement antipsychotique . Ces chiffres mettent en avant ce phénomène de variations interindividuelles dans la réponse à un traitement qui s’inscrit par ailleurs dans un contexte de recherches d’économie des dépenses de santé.
Partant de ce constat et de différents projets de médecine personnalisée, les travaux réalisés au cours de ce travail de thèse ont porté sur l’état des lieux de la pharmacogénétique en 2014 et plus précisément sur le génotypage du CYP2C19 dans une série de patients traités par voriconazole au CHU de Rouen.
Définitions et historique
La pharmacogénétique de sa création à aujourd’hui
La pharmacogénétique est une discipline relativement ancienne et qui s’est développée depuis les années 1990 avec l’essor des technologies et de la génomique moléculaire (PCR, PCR instantanée, « Human Genom Project », puce à ADN (DNA-microarrays) …. Cependant les observations de cas de variabilité interindividuelle de réponse, qu’elle soit thérapeutique ou toxique vis à vis d’une substance donnée, remontent à plusieurs siècles.
A propos du favisme, Pythagore (510 av. J-C) disait: « ce qui peut être médicament ou nourriture pour certains, peut être poison violent pour d’autres ». En 1902, Garrod et Oxon ont étudié l’alcaptonurie et ils ont émis l’hypothèse suivante : « l’alcaptonurie est due à un déficit d’une enzyme dans les voies azotées ». Il s’agit là d’une des premières descriptions d’un déficit enzymatique mais dont les origines exactes sont alors méconnues. En 1956, Carson a établi une relation entre un déficit enzymatique d’origine génétique et la survenue d’anémies hémolytiques chez les patients prenant de la primaquine (antipaludéen). Cette même année, Crosby a identifié la relation entre cette maladie et le favisme .
Le terme de « pharmacogénétique » a été proposé dès la fin des années 50, à la suite de la démonstration du caractère héréditaire de réponses anormales à certains traitements médicamenteux . L’identification de l’enzyme déficitaire glucose-6-phosphate déshydrogénase dans la survenu de crise d’anémie hémolytique après la prise de médicaments dits « pro-oxydants », a permis d’identifier le caractère génétique du favisme et représente l’un des premiers exemples célèbres illustrant l’existence d’une prédisposition génétique aux effets indésirables des médicaments . Depuis, de très nombreux exemples d’anomalies génétiques, à la fois responsables de variations d’expressions et/ou d’activité des protéines ont été rapportés .
L’essor de la pharmacogénétique fût permis grâce à la PCR (Polymerisation Chain Reaction), décrite par Kary Bank Mullis qui lui valut de recevoir, avec un de ses confrère, le prix Nobel de chimie en 1993 . Dans son livre, Dancing Naked in the Mind Field, il relate plusieurs expériences personnelles dont certaines qui sont sujet à controverse; notamment l’usage récréationnel du LSD qui lui aurait permis de comprendre certains principes de la PCR. Depuis, l’évolution de la PCR traditionnelle vers une PCR en temps réel (Real Time PCR), de nombreux projets ont été développés. « The Human Genome Project » est un projet initié en 1990 qui a fortement contribué à la révolution de la pharmacogénétique. Son objectif principal était d’établir le séquençage complet du génome humain. Son achèvement a été annoncé le 14 avril 2003 .
L’étude et les comparaisons du génome humain ont mis en évidence les SNP (Single Nucleotide Polymorphism) qui constituent la forme la plus abondante de variations génétiques interindividuelles. Ils représentent plus de 90% de toutes les différences entre individus. C’est un type de polymorphisme de l’ADN dans lequel une seule base (Adénine, Thymine, Guanine ou Cytosine) diffère par rapport à la séquence ancestrale (ou « sauvage ») du gène. Les SNP sont stables, très abondants et distribués uniformément dans tout le génome; on estime leur fréquence à environ une altération toutes les 1 000 paires de bases, ce qui en fait environ 3 000 000 dans le génome entier. Ils n’ont pas tous des conséquences fonctionnelles, mais plusieurs milliers ou dizaines de milliers peuvent en avoir.
La variabilité de réponse à un traitement peut s’expliquer par des variations d’activités et/ou d’expressions protéiques qui conditionnent l’action des médicaments. Ces dernières peuvent avoir lieux au niveau de la pharmacocinétique (variation d’expression des gènes codants pour des enzymes impliquées dans le métabolisme ainsi que dans le transport des médicaments) ou au niveau de la pharmacodynamie (variation d’expression de gènes codants pour des récepteurs cibles par exemple) .
La pharmacogénétique : définition-objectifs-rôles
Selon l’EMEA: EMEA/CHMP/ICH/437986/2006 :
– La Pharmacogénomique (PGx) est l’étude des variations de séquence de l’ADN et de l’ARN influençant la réponse aux médicaments.
– La Pharmacogénétique (PGt) est un sous-ensemble de la pharmacogénomique et est définie comme l’étude des variations de séquence d’ADN (uniquement) influençant la réponse aux médicaments.
La pharmacogénétique a donc pour objectifs :
– d’identifier les sujets répondeurs et non-répondeurs à un médicament donné,
– d’identifier les sujets à risque de survenue d’un événement indésirable pour un médicament donné,
– de prévoir la dose la plus adaptée à chaque individu pour un médicament donné.
L‘intérêt de la pharmacogénétique est d’autant plus important que la molécule utilisée possède certaines caractéristiques :
– la fenêtre thérapeutique est étroite,
– l’efficacité est difficile à évaluer rapidement,
– la tolérance au médicament est variable et redoutée chez certains patients.
Il faut cependant garder à l’esprit la pertinence clinique des tests pratiqués afin de s’assurer que le résultat de l’essai permet d’identifier un effet suffisamment important pour impacter la réponse clinique. Ainsi, la pharmacogénétique permet d’envisager le développement une médecine « personnalisée », prédictive de l’efficacité, du risque toxique ou potentiellement du coût . Le développement de tests simples permettant d’identifier, au sein de la population, les individus susceptibles de développer de telles variabilités de réponse permet donc d’optimiser certaines prises en charge thérapeutiques .
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Table des matières
Introduction
1. Définitions et historique
1.1 La pharmacogénétique de sa création à aujourd’hui
1.2 La pharmacogénétique : définition-objectifs-rôles
2. Variabilité de réponse interindividuelle
2.1 Protéines impliquées dans la pharmacocinétique et pharmacodynamie
2.2 Les facteurs pouvant influencer la réponse à un médicament
2.3 Polymorphismes génétiques
2.3.1 Localisation, type et incidences fonctionnelles
2.3.2 Principe d’Hardy-Weinberg
2.4 Phénotypage, génotypage: anticipation de la réponse au médicament
2.4.1 Phénotypage
2.4.2 Génotypage
2.5 Analyse d’association pour le génotypage
2.5.1 Généralité sur les réactions de polymérisation en chaîne
2.5.2 Séquençage PCR méthode de Sanger
2.5.3 RT-PCR : Real-Time PCR selon la méthode TaqMan®
3. Principaux tests réalisables en pharmacogénétique et recommandations associées
3.1 Test pharmacogénétique du gène IL-28B
3.2 Test pharmacogénétique du gène CYP2C19
3.3 Test pharmacogénétique du gène CYP 3A5
3.4 Test pharmacogénétique du gène CYP2C9
3.5 Test pharmacogénétique du gène VKORC1
3.6 Test pharmacogénétique du gène TMPT
3.7 Test pharmacogénétique du gène SLCO1B1
3.8 Test pharmacogénétique du gène UGT1A1
3.9 Test pharmacogénétique du gène CYP1A2
3.10Test pharmacogénétique du gène CYP2B6
3.11Test pharmacogénétique du gène DPYD
3.12Test pharmacogénétique du gène CYP2D6
4. Travaux personnels: Génotypage CYP2C19*2 et *17 au CHU de Rouen
4.1 Généralités
4.1.1 Présentation du voriconazole (VCZ)
4.1.2 Présentation du CYP2C19
4.1.3 Expression, régulation et interactions du CYP2C19
4.1.4 Intérêt clinique du génotypage CYP2C19
4.2 Mise au point de l’analyse
4.2.1 Pré-requis pour le développement d’un génotypage
4.2.2 RT-PCR TaqMan CYP2C19*2 et CYP2C19*17
4.3 Mise en application du génotypage CYP2C19 au CHU de Rouen après validation et analyse d’une série de patients traités par voriconazole
4.3.1 Objectifs de l’étude et problématique associée au voriconazole
4.3.2 Analyse d’une série de patients traités par voriconazole
4.4 Résultats
4.4.1 Populations
4.4.2 Doses optimales de Voriconazole
4.4.3 Discussion et conclusion
Conclusion
