UE 6 INITIATION À LA CONNAISSANCE DU MÉDICAMENT. Pharmacologie Amiens

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1 Pharmacologie Amiens UE 6 INITIATION À LA CONNAISSANCE DU MÉDICAMENT

2 INTRODUCTION Le développement du médicament = ensemble des études faisant suite à sa découverte ou sa conception et aboutissant à la demande d une AMM.

3 Recherche INTRODUCTION Identification des molécules d intérêts (synthèse organiques, extraction, génie génétique ) Etudes des propriétés pharmacologiques in vitro et chez l animal Développement Etudes physico-chimiques et analytiques : critères de qualité, description du mode de fabrication (brevets) Etudes pharmaco-toxicologiques : pharmacocinétique et critères de sécurité évalués in vitro et dans chez l animal Etudes cliniques : critères de sécurité et d efficacité après administration chez l homme

4 INTRODUCTION Développement préclinique «Prérequis» non cliniques Développement clinique Essais de phase I : tolérance (en termes de toxicité) Essais de phase II : relation dose-effet Essais de phase III : démonstration d efficacité Autorisation de mise sur le marché AMM Essais de phase IV (post-amm)

5 INTRODUCTION molécules identifiées 100 molécules testées 10 candidats médicaments 1 médicament Phases I, II, III Procédures administratives Pharmacovigilance Phase IV Recherche Dév. Préclin. Dév. clinique AMM Commercialisation 2-3 ans 3-6 ans 5-10 ans 2 ans ans

6 INTRODUCTION molécules identifiées 100 molécules testées 10 candidats médicaments 1 médicament Phases I, II, III Procédures administratives Pharmacovigilance Phase IV Recherche Dév. Préclin. Dév. clinique AMM Commercialisation 2-3 ans 3-6 ans 5-10 ans 2 ans ans

7 Référentiel ICH = International Conference on Harmonisation on technical requirements for registration of pharmaceuticals for human use Regroupe l Union européenne, les USA et le Japon Représentants des Agences du médicaments et de l industrie pharmaceutique (secrétariat à Genève) Objectif : définir les conditions techniques de développement pour la demande d AMM Directives adoptées par les agences du médicaments (EMA, FDA, MHLW mais aussi d autres pays dits «observateurs») pour la constitution du dossier d AMM

8 Référentiel

9 Etudes physico-chimiques Critères de qualité chimique et pharmaceutique Etudes réalisées sur le principe actif, les excipients et le produit fini (forme galénique) Conformes aux règles définies par l ICH tenant compte de - La pharmacopée - Des bonnes pratiques de laboratoire

10 Etudes physico-chimiques Critères abordés : La formule brute du principe actif et son poids moléculaire Les caractères organoleptiques (aspect visuel, solubilité ) Les techniques d identification et de dosage du principe actif (point de fusion, réaction colorées, chromatographies, spectre d absorption ) La pureté (recherche d impuretés chimiques et microbiologiques) La stabilité dans différentes conditions (lumière, température, en solutions ) Le mode de conservation et la péremption selon la stabilité Le conditionnement (nature et qualité des matériaux )

11 Etudes pharmaco-toxicologiques Critères divers -Critères de choix des études précliniques de sécurité avant le passage chez l homme -Harmonisation de la terminologie -Harmonisation de la documentation associée aux médicaments (notices, informations médicales ) -Autres recommandations pour harmoniser la constitution des dossiers d AMM Critères de sécurité : modalités des études précliniques

12 Prérequis avant administration chez l homme Administration d une dose unique très faible («microdose») Type d étude de phase I Administration d une dose unique ou de doses répétées Pharmacologie Pharmacologie de sécurité Pharmacocinétique et Toxicocinétique Le profil pharmacologique doit être déterminé Evaluation des effets sur le SNC, le cœur et le poumon. Evaluation des effets sur le SNC, le cœur et le poumon avec exploration des effets potentiels sur l intervalle QT les principaux paramètres pharmacocinétiques et l exposition chez l animal devront être fournies ; les méthodes analytiques utilisées en toxicocinétique devront être validées

13 Prérequis avant administration chez l homme Toxicité par administration unique et/ou répétée Génotoxicité Toxicité de la reproduction Tolérance locale Au minimum une étude de toxicité chez 1 espèce de mammifère par administration unique avec données de : -Biochimie -Histopathologie -Hématologie Une étude de toxicité par administration unique chez 2 espèces de mammifère et une étude de toxicité par administration répétée d une durée adéquate par rapport à la durée de l essai (au min 2 semaines) chez 2 espèces de mammifère dont au moins une non Rongeur Au minimum un test de mutation génique in vitro et un test d aberration chromosomique in vitro -Fournir des données histologiques de l appareil génital mâle (si inclusions d hommes dans l essai de phase I) - Etudes de tératogénicité (si inclusion de femmes en âge de procréer) Non nécessaires si la voie d administration clinique est celle utilisée dans l étude de toxicité Des données de tolérance doivent être disponibles ; l étude de la phototoxicité sera à discuter en fonction du spectre d absorption dans l ultra-violet

14 Expérimentation animale Règles de l expérimentation animale : Directive européennes et droit français : cadre très stricte Locaux, animalerie agrément de la préfecture, Protocoles expérimentaux accord d un comité d éthique. Règle des 3R : Réduire (reduce) le nombre d'animaux en expérimentation = limitation aux seules expériences considérées comme absolument indispensables Raffiner (raffine) la méthodologie utilisée = choix argumenté du modèle et des procédures (anesthésie, chirurgie, douleur, stress ), planification des expérimentations, description des modalité de soins (hébergement, nourriture ) apportés aux animaux, identification des points limites (souffrance excessive ) Remplacer (replace) si possible les modèles animaux par des modèles in vitro ou in silico (informatique, mathématique)

15 Etudes pharmaco-toxicologiques Pharmacocinétique et toxicocinétique préclinique Toxicité aigue : administration unique Toxicité chronique : administration répétée Génotoxicité Carcinogénicité Effets sur la fonction de reproduction : fertilité / tératogénèse

16 Etudes pharmaco-toxicologiques Pharmacocinétique et toxicocinétique préclinique Toxicité aigue : administration unique Toxicité chronique : administration répétée Génotoxicité Carcinogénicité Effets sur la fonction de reproduction : fertilité / tératogénèse

17 Pharmacocinétique et Toxicocinétique préclinique Définitions Pharmacocinétique: étude au cours du temps du devenir du médicament (A, D, M, E) dans l organisme humain ou animal. Toxicocinétique : limitée aux études chez l animal - pharmacocinétique des doses toxiques de médicaments.

18 Pharmacocinétique et Toxicocinétique préclinique Paramètres Distribution du médicament dans l organisme. Accumulation médicaments + métabolites en relation avec la localisation des cibles potentielles. Ces études sont réalisées en parallèle avec les essais de toxicité.

19 Etudes pharmaco-toxicologiques Différentes phases Pharmacocinétique et toxicocinétique préclinique Toxicité aigüe : administration unique Toxicité chronique : administration répétée Génotoxicité Carcinogénicité Effets sur la fonction de reproduction : fertilité / tératogénèse

20 Toxicité aigüe Définition Etude qualitative et quantitative des phénomènes toxiques et de leur apparition en fonction du temps après administration UNIQUE de la substance.

21 Toxicité aigüe Administration UNIQUE. Première étude réalisée. Etude qualitative : signes toxiques. Etude quantitative : détermination de dose létale. Tests sur substance médicamenteuse et parfois sur métabolites et impuretés But: évaluer les propriétés d une nouvelle molécule sur le plan de la sécurité

22 Toxicité aigüe Animaux impliqués 2 espèces de mammifères (rat, souris) 2 voies d administration Voie d utilisation clinique Voie offrant la meilleure biodisponibilité (IV, IP )

23 Paramètres étudiés Toxicité aigüe DL50 (Dose Létale 50) = dose létale tuant la moitié des animaux. Dose maximale non létale = dose la + forte pour laquelle aucun effet toxique n est observé (Première approche de la dose maximale tolérée) Utile pour classer le produit dans l'échelle des toxicités Parfois utile en cas d'intoxication accidentelle ou volontaire chez l'homme (connaissance des organes cibles et des lésions observées) Utile pour le choix des doses des études ultérieures

24 Toxicité aigüe Paramètres étudiés Durée observation env. 14j ou + si signes de toxicité. Signes de toxicités (date, heure, sévérité, durée, évolution) pour chaque animal. Critères de survie. Critères cliniques (comportement, mouvements, réactions aux stimuli, fréquence respiratoire, fréquence cardiaque, diarrhée, vomissements ) Autopsie de tous les animaux. Examen physiopathologique (recherche des organes cibles et modifications macroscopiques à l autopsie).

25 Etudes pharmaco-toxicologiques Pharmacocinétique et toxicocinétique préclinique Toxicité aigue : administration unique Toxicité chronique : administration répétée Génotoxicité Carcinogénicité Effets sur la fonction de reproduction : fertilité / tératogénèse

26 Toxicité chronique Définition Etude qualitative et quantitative des phénomènes toxiques et de leur apparition en fonction du temps après administrations REPETEES de la substance On distingue : Toxicité subaigüe : 0-1 mois Toxicité subchronique : 1-3 mois Toxicité chronique : > 3 mois

27 Toxicité chronique Administration REPETEE. Durée d exposition au moins égale à la durée envisagée chez l homme dans les essais cliniques. Détermination de la dose maximale sans effet toxique en prises répétées. Tolérance aux médicaments : critères biologiques et cliniques. Sacrifice, examen histologique, autopsie.

28 Toxicité chronique Animaux impliqués : 2 espèces de mammifères dont une non rongeur, rongeur : souvent le rat, Non rongeur le plus proche possible de l homme (chien, singe), nombre réduit : 4 individus de chaque sexe Objectifs: Quel est le premier organe lésé? Au bout de combien de temps? Le changement est-il réversible?

29 Toxicité chronique Méthodes Voie administration : celle de l utilisation clinique. Le produit testé sera aussi proche que possible du produit fini qui sera commercialisé Mesures des concentrations plasmatiques preuve exposition et délai d apparition 3 doses : faible (bien tolérée mais supérieure à la dose thérapeutique humaine), intermédiaire et forte (dose max tolérée) Recherche de la dose max sans effets (NOAEL = No Observed Adverse Effect Level)

30 Toxicité chronique Examen clinique quotidien Dosages biochimiques et hématologiques Recherche de phénomènes particuliers - Accumulation - Induction enzymatique En fin d'étude - Euthanasie de l'animal - Etude histologique de 31 tissus ou organes + pesées Les animaux morts en cours d'étude sont également autopsiés (comparaison avec témoins et produits de référence)

31 Etudes pharmaco-toxicologiques Pharmacocinétique et toxicocinétique préclinique Toxicité aigue : administration unique Toxicité chronique : administration répétée Génotoxicité Carcinogénicité Effets sur la fonction de reproduction : fertilité / tératogénèse

32 Génotoxicité Recherche de toute modification du matériel génétique induite par le médicament. Impact important en termes de santé publique (générations actuelles et futures) : cancer, maladie génétiques Modalité : batterie d études normalisée in vivo et in vitro. Manifestations de la génotoxicité: Mutations géniques (mutagènes) Aberrations chromosomiques (clastogènes) Modification du nombre de chromosomes (aneugènes)

33 Génotoxicité 1. Test de mutation génétique sur bactéries : test de Ames. 2. Test d aberrations chromosomiques in vitro sur cellules de mammifères. 3. Test d aberrations chromosomiques in vivo sur cellules hématopoïétiques de rat ou de souris : test du micro noyau (micronucleus) = rupture chromosome.

34 Test d Ames Salmonella typhimurium ou E coli Les souches sont définies (harmonisation ICH) Souches mutantes histidine dépendantes Les agents mutagènes produisent une réversion vers le type sauvage histidine indépendant. Après action d'un composé mutagène les bactéries seront capables de croître en absence d'histidine Si le composé n'est pas mutagène les bactéries ne peuvent se développer en absence d'histidine. Faible sensibilité (faux négatifs+++)

35 Test d Ames Control (untreated) Positive control (potent mutagen)

36 Lymphoma TK assay Cellules de lymphome de souris hétérozygotes pour la thymidine kinase : Lymphocytes TK+/- Si agent mutagène : mutation lymphocyte TK+/- TK-/- (homozygote ne produisant plus de thymidine kinase) En présence de 5-trifluorothymidine (5 TFT): - les cellules normales phosphorylent le 5 TFT grâce à la thymidine kinase mort de la cellule - les cellules (TK-/-) (mutées) peuvent se développer car elles ne peuvent l'utiliser en absence de thymidine kinase. L'effet mutagène est évalué en comparant la croissance en présence ou en absence de 5 TFT Meilleure sensibilité que test d Ames pour les mutagènes et permet de détecter aussi certains clastogènes

37 Test du micro noyau Test du micronoyau in vivo Exposition de l'animal entier Présence de petits granules de chromatine (micronucleus) dans les érythroblastes (moelle osseuse fémorale) de la souris. Augmentation du nombre de micronucleus par rapport aux témoins. Mise en évidence des dommages chromosomiques Evaluation de l exposition indispensable

38 Etudes pharmaco-toxicologiques Pharmacocinétique et toxicocinétique préclinique Toxicité aigue : administration unique Toxicité chronique : administration répétée Génotoxicité Carcinogénicité Effets sur la fonction de reproduction : fertilité / tératogénèse

39 Carcinogénicité Objectif : identifier un effet cancérogène potentiel chez l animal et évaluer le risque correspondant chez l homme. Réalisée pour tout médicament qui a une indication de longue durée, > 3 mois, ou d utilisation répétitive. Relevé systématique des tumeurs. Etudes non obligatoires si l'espérance de vie des malades est plus courte que les risques de développer un cancer.

40 Carcinogénicité Modalités : 1 Etude de long terme chez le rongeur (Durée traitement 24 à 30 mois chez le rat et 18 à 24 mois chez la souris). 1 Etude de court ou moyen terme chez une autre espèce Voie administration: idem à celle du médi-cament. 3 doses (faible, moyenne, forte). Nécessite un très grand nombre d animaux (environ 500) Extrêmement coûteux Analyse clinique, biologique et mécanistique

41 Etudes pharmaco-toxicologiques Pharmacocinétique et toxicocinétique préclinique Toxicité aigue : administration unique Toxicité chronique : administration répétée Génotoxicité Carcinogénicité Effets sur la fonction de reproduction : fertilité / tératogénèse

42 Effets sur la fonction de reproduction Détection des effets latents chez des animaux nés de parents traités Effets sur la fertilité Effets tératogènes Effets péri et post nataux

43 Effets sur la fonction de reproduction Effet sur la fertilité Etude de rat, administration médicament plusieurs semaines avant l accouplement 3 niveaux de doses

44 Effets sur la fonction de reproduction Effet sur la fertilité Examens histologiques après sacrifices des organes sexuels. Males examens testicules, glandes annexes (prostate, vésicules séminales). Femelles : nombres d implantations, nombres fœtus morts ou vivants.

45 Effets sur la fonction de reproduction Tératogénèse Deux espèces dont une non rongeur Etude sur les femelles en gestation 3 niveaux de doses. Recherche sur l embryotoxicité et sur la tératogènese (malformations diverses). Examen des femelles gestantes Signes d avortement Examen des foetus (prélevés par voie chirurgicale un jour avant terme) nombre de fœtus morts ou vivants, sexe, taille, poids anomalies (examen détaillé du squelette et des organes)

46 Effets sur la fonction de reproduction Etude péri et post natalité 1 espèce Lots d animaux femelles en fin de gestation ou pendant la lactation. Etude impact du traitement sur la croissance du fœtus, la lactation et le developpement de la descendance (étude sur 2 générations)

47 Cas du THALIDOMIDE Dramatiques affaire du thalidomide (immunomodulateur prescrit à de nombreuses femmes enceintes pour les aider à dormir et à combattre les nausées). Utilisé de 1957 à 1962 = cas de malformations recensés dans le monde : les mains et(ou) les pieds sont directement rattachés au tronc (à l'épaule ou à la hanche, selon le cas), absence d oreille interne, paralysie des nerfs craniens

48 Cas du THALIDOMIDE Thalidomide = un inhibiteur de l'angiogénèse - interférant avec le développement des vaisseaux sanguins, surtout en cas de prise au cours des 25 à 50 premiers jours de la grossesse. Contre indication absolue pendant la grossesse. Obligation des essais de tératogènese