LA TOXICITE LOCALE DES APE

PHOTOTOXICITE

La photosensibilisation regroupe deux phenomenes, decrits par EPSTEIN (1999) : la phototoxicite et la photo-allergie, dont les mecanismes different totalement. Les définitions suivantes sont issues de la directive 2000/33/CE DE LA COMMISSION du 25 avril 2000 portant sur la vingt-septième adaptation au progrès technique de la directive 67/548/CEE du Conseil concernant le rapprochement des dispositions législatives, réglementaires et administratives relatives à la classification, l’emballage et l’étiquetage des substances dangereuses. Phototoxicite : reaction toxique aigue apparaissant apres une premiere exposition de la peau a certains produits chimiques et exposition subsequente a la lumiere, ou declenchee par l’irradiation de la peau apres administration systemique d’un produit chimique. (Directive 2000/33/CE) Photo-allergie : reactivite immunologique acquise qui ne se manifeste pas lors de la premiere exposition a la lumiere et au produit chimique et necessite une periode d’induction d’une ou de deux semaines avant que la reactivite cutanee puisse etre mise en evidence. (Directive 2000/33/CE)

Photo-irritation : terme designant une sous-categorie de phototoxicite, utilise pour decrire uniquement les reactions phototoxiques qui se manifestent au niveau de la peau apres exposition (par voie topique ou orale) a des produits chimiques. Ces reactions phototoxiques entrainent toujours des dommages cellulaires non specifiques (reactions de type coup de soleil). (Directive 2000/33/CE) Les reactions cutanees dues au soleil ont augmente ces dernieres annees, notamment car la diversite des produits chimiques est toujours plus importante, et ils sont largement repartis dans notre environnement. Dans les reactions phototoxiques (EPSTEIN, 1999), la substance reactive absorbe l’energie des rayons UVA et la relargue dans la peau ce qui cause des dommages cellulaires. Dans les reactions photo-allergiques, la lumiere cause des changements structuraux de la substance reactive, qui agit alors comme un haptene, en se liant aux proteines de la peau. C’est une reaction d’hypersensibilite, faisant intervenir le systeme immunitaire, caracterisee cliniquement par un erytheme, de l’infiltration, des papulovesicules (EMMERT et al., 2007). Ces deux reactions se manifestent de facon assez differentes (tableau 1).

La phototoxicite est plus courante que la photo-allergie. Les symptomes sont lies a une brulure solaire exageree (dermatite solaire) qui se manifeste par de l’erytheme et/ou de l’oedeme suivis d’une hyperpigmentation. A long terme, la phototoxicite aux rayonnements ultraviolets peut induire des dommages chroniques et des cancers de la peau. D’apres FRENAY (1989), il est necessaire de prendre en compte trois elements pour caracteriser entierement un phenomene phototoxique : l’animal, la substance photosensibilisante et les radiations lumineuses impliquees. Il existe deux types de phototoxicite. Lorsque l’oxygene intervient, on la qualifie de photodynamique, et de non-photodynamique dans le cas contraire (EPSTEIN, 1999). On parle de phototoxicite primaire (FRENAY, 1989) lorsque la substance phototoxique est extrinseque a l’animal. Elle parvient au niveau de la peau suite a l’application locale ou par la circulation sanguine generale. Sous l’action de la lumiere, des dommages cutanes sont provoques, soit par la substance elle meme, soit par l’intermediaire de ses metabolites.

Les phototoxicites secondaires, ou hepatogenes, ainsi que les porphyries (acquises et congenitales) ne seront pas traitees ici car elles ne concernent pas les reactions survenant suite a l’application locale d’APE. Il s’agit de photosensibilites causees par des pigments endogenes appartenant au groupe des porphyrines. Ces pigments s’accumulent dans l’organisme suite a des lesions du foie et/ou des voies biliaires (phylloerythrine), provoquant une photosensibilisation secondaire ou suite a une biosynthese defectueuse de l’heme (porphyrines intermediaires dans la synthese de l’heme), responsable des porphyries. Toutes les especes animales sont susceptibles de presenter des reactions de photosensibilisation. Neanmoins deux grandes tendances se degagent. Les herbivores presentent principalement des reactions dues aux vegetaux. Les carnivores sont plutot sujets a des reactions provoquees par des agents endogenes ou medicamenteux. BEANI (1999) note que certains pigments de la peau sont des photoprotecteurs naturels, comme l’eumelanine, a l’origine d’un pelage fonce. A l’inverse, la pheomelanine (a l’origine d’un pelage clair) ainsi que certains precurseurs de la synthese de melanine ont un fort potentiel generateur d’especes reactives de l’oxygene, (ERO ou en anglais ROS pour ≪ Reactive Oxygen Species ≫) qui peuvent occasionner des dommages cellulaires. Ainsi, les reactions de photosensibilisation se retrouvent essentiellement dans les zones non pigmentees et chez les animaux possedant des poils blancs, sur une partie ou l’ensemble du corps. Chez les animaux a peau sombre, ce sont les muqueuses qui sont susceptibles d’etre atteintes. D’un point de vue clinique, la phototoxicite a des manifestations semblables a celles d’un ≪ coup de soleil ≫. Les dommages cellulaires peuvent etre importants : comme proliferation cellulaire, mutations, alterations des marqueurs de surface des cellules ou toxicite (SCOTT et al., 2001).

Approches in silico

Les bases physicochimiques expliquant l’effet phototoxique sont particulierement connus pour les molecules polycycliques aromatiques (PAH : Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) graces aux etudes publiees des 1987 par Newsted et Giesy suivis de celles de Mekenyan et collaborateurs en 1994 (RINGEISSEN et al., 2010). Ces descriptions ont ete a la base du developpement d’un modele in silico par le departement de recherche et developpement de l’entreprise L’Oreal. Seules les molecules cycliques peuvent etre traitees par cet outil. En 2010, ils ont mis au point un modele informatique, grace au logiciel TIMES (software platform : OASIS TIMES http://oasis-lmc.org/? section=software&swid=4), permettant de prevoir le caractere pro-oxydant des composes, et donc d’en deduire leur potentiel phototoxique (RINGEISSEN et al., 2010). Ce modele QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationship) a ete developpe a partir de 56 molecules dont on connaissait le potentiel phototoxique suite a un essai in vitro 3T3 NRU : 42 consideres comme phototoxiques et 14 denues de phototoxicite. Comme les molecules acycliques ont ete exclues a la base de la selection des 56 composes chimiques, le QSAR est particulierement adapte aux molecules polycycliques aromatiques (PAH). Apres utilisation du modele, une molecule peut etre qualifiee de ≪ phototoxique ou photodegradable ≫ ou de ≪ non-phototoxique et nonphotodegradable ≫.

Les premieres etudes predictives de phototoxicite etaient basees sur le principe que les effets internes conditionnant l’absorption lumineuse et la stabilite d’une molecule peuvent etre decrits de la meilleure facon par l’ ≪ energy gap ≫ (Egap). L’Egap correspond a l’energie necessaire pour elever un electron de la plus haute orbite moleculaire occupee a la plus basse orbite moleculaire inoccupee. La valeur de l’Egap serait proportionnelle a l’energie du photon absorbee. Ainsi les composes possedant un Egap eleve sont capables d’absorber de faibles longueurs d’onde (dont l’energie est elevee) et montrent donc une reactivite superieure aux molecules possedant un Egap faible. Une molecule reactive est alors capable de former des especes reactives de l’oxygene (ROS) (voir paragraphe I.C.2.b. Transfert d’énergie indirect : type 2), responsables de stress oxydatif dans la cellule. Ainsi, d’apres RINGEISSEN et al. (2010) il a ete demontre par LAMPI et al. en 2007 que les composes aromatiques dont l’Egap etait compris entre 6,8 et 7,6 possedent un fort potentiel phototoxique. Le modele in silico developpe par RINGEISSEN et al. (2010) inclut egalement la capacite d’une molecule a absorber le rayonnement UV. Si le compose est stable, l’energie lumineuse absorbee est utilisee pour former des ROS. Au contraire si le compose est instable, l’energie absorbee provoque une photodegradation. L’ultime effet sur la cellule depend alors de la phototoxicite de ces produits de degradation. Nous avons eu la possibilite d’utiliser ce modele dans notre etude, grace a une collaboration avec Madame Stephanie RINGEISSEN (L’Oreal).

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Table des matières

LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LISTE DES ABREVIATIONS
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : BIBLIOGRAPHIE
I.PHOTOTOXICITE
A.Definition
B.Substances photosensibilisantes
C.Mecanisme
1.Role de la lumiere
2.Effets sur la cellule
2.a.Transfert d’énergie direct : type 1
2.b.Transfert d’énergie indirect : type 2
D.Exploration de la phototoxicite
1.Approches in vitro
2.Approches in silico
II.BILAN DES ANTIPARASITAIRES EXTERNES EN SPOT-ON SUR LE MARCHE
A.Indications et marche des APE
B.Principes actifs antiparasitaires externes chez les carnivores domestiques
1.Organochlores
2.Organophosphores
3.Carbamates
4.Pyrethrines et pyrethrinoides
5.Semicarbazones : la metaflumizone
6.Formamidines : l’amitraz
7.Phenylpyrazoles
7.a.Le fipronil
7.b.Le pyriprole
8.Neonicotinoides
8.a. L’imidaclopride
8.b.Le nitenpyram
9.Avermectines : la selamectine
10.Milbemycines : la moxidectine
11.Les oxadiazines : l’indoxacarbe
12.Les inhibiteurs de croissance des insectes (IGR
C.Forme galenique, cas particulier du Spot-On
1.Une utilisation aisee pour le proprietaire
2.Des specialites beaucoup plus concentrees en principe actif que les sprays
3.Deux types de repartitions du produit : cutanee ou systemique
D.Excipients
E.Specialites retenues pour l’etude
III. DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES SUR LA TOXICITE LOCALE DES APE
A.Toxicite cutanee des principes actifs presents dans les specialites testees
1.Amitraz
2.Fipronil
3.Imidaclopride
4.Indoxacarbe
5.Metaflumizone
6.Moxidectine
7.Permethrine
8.Pyriprole
9.Pyriproxifene
10.S-Methoprene
11.Selamectine
12.Bilan de la toxicite cutanee des principes actifs etudies
B.Toxicite cutanee des excipients presents dans les specialites retenues pour l’etude
1.1-Methoxy-2-propyl-acetate (PGMA) et 1-methoxypropan-2-ol (PGME
2.1-8 cineole = eucalyptol
3.Acetate d’octyle
4.Acide citrique
5.Alcool benzylique
6.Alcool isopropylique
7.Buthylhydroxyanisole (BHA
8.Buthylhydroxytoluene (BHT
9.Carbonate de propylene
10.Diethylene glycol monoethyl ether (DEGEE
11.Dimethyl sulfoxyde (DMSO
12.Dipropylene glycol monomethyl ether (PGME) (voir III.B.1
13.Ethanol
14.Ethyl Acetoacetate
15.Gamma hexalactone
16.Mygliol 812
17.N-Methylpyrrolidone (NMP
18.N,N-diethyl-m-toluamide (DEET
19.Polysorbate 80
20.Polyvidone
21.Synperonic NCA 830
22.Triacetine
23.Bilan de la toxicite cutanee des excipients presents dans les specialites etudiees
C.Toxicite cutanee des specialites choisies pour l’etude in vitro
1.Effets secondaires attendus pour chaque specialite (d’apres les ≪ Resumes Caracteristique Produit ≫)
2.Recommandations pour le proprietaire
3.Effets cutanes rapportes dans la litterature pour chaque specialite
3.a.Activyl® (Intervet MSD
3.b.Advantage® (Bayer
3.c.Advantix® (Bayer
3.d.Advocate® (Bayer
3.e.Certifect® (Mérial
3.f.Duowin® Contact (Virbac
3.g.Frontline® (Mérial
3.h.Frontline® Combo (Mérial
3.i.Proméris® (Pfizer
3.j.Promeris® Duo (Pfizer
3.k.Prac-Tic® (Novartis
3.l.Pulvex® (Intervet
3.m.Stronghold® (Pfizer
3.n.Dog-Net® (Clément Thékan
3.o.Tick-Puss® (Biocanina
DEUXIEME PARTIE : EXPERIMENTATION
1.MATERIEL ET METHODE
A.Specialites etudiees : criteres de choix
B.Traitement des donnees de pharmacovigilance fournies par l’EMA
C.Modele QSAR predictif de phototoxicite (l’Oreal
D.Etude des spectres d’absorption (ANSM
1.Spectres d’absorption UV visible
2.Spectres d’absorption appliques aux specialites
E.Test de phototoxicite in vitro 3T3 NRU (ANSM
1.Protocoles operatoires
1.a.Irradiation
1.b.Préparation des cellules
1.c.Traitement des cellules avec la substance d’essai
1.d.Test au rouge neutre et interprétation des résultats
2.Remarques vis-a-vis de notre etude
II.RESULTATS ET DISCUSSIONS
A.Specialites etudiees : criteres de choix
B.Traitement des donnees de pharmacovigilance fournies par l’EMA
C.Modele QSAR* predictif de phototoxicite (l’Oreal
D.Etude des spectres d’absorption (ANSM
1.Spectre d’absorption UV-visible
2.Spectres d’absorption appliques aux specialites
E.Test de phototoxicite in vitro 3T3 NRU (ANSM
III. BILAN
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE I : COMPOSITION GLOBALE DES ANTIPARASITAIRES UTILISES POUR L’ETUDE
ANNEXE II : FORMULES CHIMIQUES DES PRINCIPES ACTIFS ENTRANT DANS LA COMPOSITION DES SPECIALITES ANTIPARASITAIRES CONSIDEREES
ANNEXE III : FORMULES CHIMIQUES DES EXCIPIENTS ENTRANT DANS LA COMPOSITION DES SPECIALITES ANTIPARASITAIRES CONSIDEREES
ANNEXE V : ESSAI DE PHOTOTOXICITE IN VITRO 3T3 NRU