ACTUALITE SUR LES MECANISMES D ACTION DES MEDICAMENTS PSYCHOACTIFS

ACTUALITE SUR LES MECANISMES D ACTION DES MEDICAMENTS PSYCHOACTIFS : Les mésusages et abus de l'association buprénorphine et benzodiazépines sont explicables par des fluctuations du binding des opiacés et des modifications comportementales. Intérêt de l expérimentation animale pour l'étude de pharmacodépendances spécifiques. Antoine COQUEREL (1,2), Véronique LELONG-BOULOUARD (1,2,3), Claire L HIRONDEL (1), Thomas QUENTIN (1,4), Danièle DEBRUYNE (1,4), Michel BOULOUARD (3). (1) CEIP du Nord-Ouest, CHU Côte de Nacre, 1433 Caen Cedex, et Université de CAEN (2) EA 3917 Attention Orientation et Fonctions Exécutives UFR médecine, (3) EA 3915 Centre Etudes et de Recherche du Médicament de Normandie UFR de Pharmacie (4) Equipe CEA de Méthodologie TEP, centre CYCERON, 1432 Caen. Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 1

La Pharmacodépendance à l Héroïne et autres opiacés En 1999 = entre 146 et 178 personnes étaient usagers de morphiniques hors indication médicale Consommation d héroïne à la baisse depuis une dizaine d années Mais l héroïnomanie entraîne des difficultés d ordre médical et social - médical : abcès, endocardites, contamination virale (HIV, VHB, VHC), surdoses - social : désinsertion du milieu familial et professionnel, criminalité (trafic, vols, prostitution ) Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 2

La substitution aux opiacés 3 axes (1995): - prévention et réduction des risques - axe social (réinsertion, prise en charge psychologique, et vers le sevrage secondaire?) - axe thérapeutique à visée «curative» Ces traitements ont contribué à faire baisser la mortalité par overdose (de 5 à 3/an) et améliorer la réinsertion sociale et accompagner la réduction des risques (Steribox, seringues échangées, etc ) 2 médicaments : buprénorphine haut dosage (BHD) et méthadone Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 3

La substitution avec BHD Buprénorphine Haut Dosage (BHD) : mise sur le marché - en France - en 1996, devient le premier traitement en termes quantitatifs (> 85 % des cas) de la dépendance aux opiacés 23 : entre 83 et 1 «usagers» Problèmes (i) : entre 21 et 25% des quantités remboursés alimentent le marché noir ; (ii) Utilisation de cette BHD par voie injectable dans 11% des cas et. (iii) utilisé comme produit de «défonce» dans 54% (=> associations +++) un nouveau STUP? Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 4

Pharmacologie de la BPN la BPN - au plan expérimental - est un agoniste partiel des opiacés avec une haute affinité pour les différents types de récepteurs elle est utilisée, à faible dosage, comme antalgique de palier II (Temgésic* :,2 -,4 mg x 2 ou 3 fois/j) la BPN peut provoquer des dépressions respiratoires par voie IV ou si elle est associée à un sédatif => on note de nombreux cas de décès après abus et détournements (dont 2 récents en BN après «sniff» + alcool [OF 9-3-6]) Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 5

Buprénorphine : un agoniste / antagoniste activité dite «agoniste partielle» sur les récepteurs mu responsables de l effet analgésique puissante mais d efficacité & toxicité limitées (faible risque de dépression respiratoire) une activité de type antagoniste sur les récepteurs delta (Huang et al.,21) ; rôle??... également antagoniste des récepteurs kappa +++ (les agonistes sélectifs [ex. Salvinorine A] => hallucinations, euphorie, pas de manque,...) Relation effet / dose avec un ligand endogène, un agoniste entier et un agoniste partiel 1 8 6 4 2-12 1-11 2-1 3-9 4-8 5-7 6-6 7-5 8 Concentration (-log M) Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés Effet (en %) ligand enogène (Effets en %) Agonsite plein Agoniste partiel 6

Propriétés des Benzodiazépines au plan pharmacodynamique se lient au complexe canal Chlore récépteur GABA-A => agonistes modulateurs : 5 propriétés pharmacologiques communes Anxiolytiques Hypnotiques / sédatives Anticonvulsivantes myorelaxantes amnésiantes (antérograde) utilisation thérapeutique : médicaments sûrs (?), populaires ; ils induisent des dépendances +++. Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 7

interactions entre Buprénorphine (BPN) et les Benzodiazépines (BZD) Très utilisée en France, la BPN HD est très souvent associée à la prescription d une benzodiazépine. Quels sont les risques liés à l association? Haut potentiel de pharmacodépendance dépression respiratoire sévère chez les rongeurs (Gueye & al., 22). Décès en France : entre 1996 et 21, 15 décès ont été déclarés en rapport avec une association BPN + autres médicaments : des BZD dans 2/3 des cas (Kintz, 21, 22) Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 8

interactions Buprénorphine (BPN) - Benzodiazépines (BZD). Suite quels types d interaction? - Pharmacocinétiques : globalement NS! - Pharmacodynamiques? Interactions directes entre BZD et opiacés? : in vivo : dose létale d opiacé et délai de mort sont raccourcis en cas d association (Matla et al., 1982) Analgésie est accrue. (Rodgers et al., 1985) in vitro, binding mu inchangé sous midazolam, chlordiazepoxyde & diazepam (Cox & Collins, 21) On ne connaît pas précisément les mécanismes cellulaires & moléculaires qui sous-tendent ces interactions Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 9

BUTS de nos expériences 3) l association BPN + BZD modifie la mortalité aiguë des animaux 2) Que l association BPN + CRZ induit des modifications comportementales (mémoire, anxiété, activité locomotrice) significatives chez la Souris 3) démontrer qu une benzodiazépine - le Clorazépate (CRZ) - peut modifier la régulation des récepteurs opioïdes µ, delta et Kappa lors de traitements courts ou chroniques par la BPN => QUANTIFICATIONS DE RECEPTEURS EX VIVO SUR COUPES DE CERVEAUX DE RAT Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 1

1è partie Modification de la létalité lié à l injection i.p. de buprénorphine par association à une BZD, le flunitrazépam (FNZ), chez la souris Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés

Introduction Recherche de la DL5 de la buprénorphine chez la souris elle est entre 15 et 2 mg/kg par voie intrapéritonéale (IP) chez l homme la mortalité sous BPN (IV?) est mal connue ; l association BPN + flunitrazépam (FNZ) était fréquemment impliquée => recherche de doses létales de la BPN associée au FNZ Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 12

Flunitrazépam Rohypnol : molécule de la famille des benzodiazépines d action puissante rapide et assez prolongée Indication: traitement des insomnies. sur de courtes durées Produit connu pour générer une désinhibition qui favorise le passage à l acte déviant + perception d un sentiment d invincibilité. La consommation a diminué depuis 21 (restriction par l USP de l Afssaps +++) Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 13

Méthodes d étude de la létalité aiguë Définition de la DL5: «estimation statistique de la dose de produit qui est supposée tuer 5% des animaux d un lot d expérience» (Gehring, 1973) Détermination de la DL5: lots d animaux soumis à des doses différentes sur de grands intervalles (1, 2, 4, 8, 16,. mg/kg) Grâce à cette courbe on déduit la DL5 exprimée en mg/kg, on calcule aussi l écart-type. % mortalité 1 5 Log Dose Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 14

Matériel et méthodes Souris 25-35 g tests : type DL 5 => mortalité aiguë i.p. : pour la BPN nous avons obtenu 158 mg/kg recherche de potentialisation par BZD - BPN = doses croissantes 25, 5, 1, 2 mg / kg - FNZ : en association à des dose de, 25, 5, 1, 2, 4 mg/kg (DL 5 > 1 5 mg/kg ip) Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 15

Mortalité aiguë : résultats Exemple: BPN :1mg/kg + FNZ ( ; 5 ; 1 & 2 mg/kg) 4 animaux par groupe 1 Mortalité en fonction de la quantité de buprénorphine et de flunitrazépam injectés par voie ip 75 Mortalité (%) 5 25 1B 1B+5F 1B+1F 1B+2F Dose (mg/kg) Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 16

Conclusion (1) : Létalité Le Flunitrazépam augmente la toxicité de la buprénorphine et - pour partie - avec augmentation du délai de survenue du décès (1 à 6 jours vs 12h avec BPN seule) SUITES A DONNER sur la mortalité aiguë reprendre des séries avec des lots plus grands, des animaux de sensibilité différente, et d autres BZD d autres expériences pour mimer la «réalité» (abstinence temporaire puis IV; «rail», etc) études histologiques et de transductions comparer aux données Neuro-végétatives pré-mortem de Mégarbane, Gueye & Baud (Ann Med Int,23; 154: 2S64-72) Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 17

Deuxième partie Les tests comportementaux chez la souris Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés

Matériel et méthodes Souris 2-3 g tests : activité locomotrice boîte noire et blanche labyrinthe en Y évitement passif traitements et posologies - BPN =,3 ; 1 et 3 mg / kg - CRZ : en association à BPN,3 mg/kg : 4 doses de, 1, 4 et 16 mg/kg Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 19

Tests Comportementaux d anxiété chez la Souris : compartiments noir et blanc Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 2

Test de la boîte noire et blanche % de temps passé du côté blanc 8 6 4 2 Buprenorphine ** *** *** 1 1 1 1 Control,3 1 3 8 6 4 2 Clorazepate * * 1 1 1 1 Control 1 4 16 8 6 4 2 1 Association * 1 1 * 9 5 Control 1 4 16 BUP (mg/kg) CZP (mg/kg) CZP (mg/kg) BUP (.3 mg/kg) Nombre de transitions 25 2 15 1 5 ** ** ** 25 2 15 1 5 * 25 2 15 1 5 * *** ** *** 1 1 1 1 Control,3 1 3 BUP (mg/kg) 1 1 1 1 Control 1 4 16 CZP (mg/kg) 1 1 1 9 5 Effet de la buprénorphine, du clorazepate dipotassique et de l'association sur le comportement d'anxiété Control 1 4 16 Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés CZP (mg/kg) BUP (.3 mg/kg) 21

Activités dans le labyrinthe en Y 8 A 4 B Alternation % 7 6 5 4 ** * Number of arm entries 3 2 1 Alternation % 3 8 7 6 5 4 Control,3 1 3 BUP (mg/kg) C Number of arm entries 4 3 2 1 Control,3 1 3 BUP (mg/kg) D ** 3 8 Control 1 4 16 CZP (mg/kg) E 4 Control 1 4 16 CZP (mg/kg) F Alternation % 7 * 6 ** ** 5 4 9 8 8 3 Control 1 4 16 *** Number of arm entries 3 2 1 9 8 8 Control 1 4 16 CZP (mg/kg) CZP (mg/kg) BUP (.3 mg/kg) BUP (.3 mg/kg) Paradigme d alternance (% de temps passé et Nb d entrées) dans le labyrinthe en Y V. Lelong-Boulouard & al., CEIP, 17-1-26, Toulouse 17 Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 22

Test d évitement passif : injections des ttt 3 avant la session n 2 (test de récupération mnésique) Escape latencies (s) Escape latencies (s) Escape latencies (s) 25 2 15 1 5 Training A Test Les phases V. Lelong-Boulouard a et b : injections & al., CEIP, avant 17-1-26, ou après la «Toulouse session 1» ne sont pas présentées 18 35 3 35 3 25 2 15 1 5 35 C 3 *** *** *** control,3 1 3 BUP (mg/kg) B Training Test control 1 4 16 CZP (mg/kg) Training Test 25 2 15 1 5 control 1 4 16 CZP (mg/kg) BUP (.3 mg/kg) * *** *** *** *** Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 23

Conclusions (2) COMPORTEMENT chez la souris : les effets comportementaux pourraient impliquer les différents types de récepteurs (µ, Delta, Kappa) - la BPN paraît anxiogène et l association BPN + CRZ est anxiolytique - désinhibition avec BPN + faible dose de CRZ - sédation si doses fortes (=> risques vitaux) - pas d effet amnésiant significatif. Si l on suppose la propriété anxiogène de la BPN vérifiée chez l homme la demande de BZD paraîtrait difficilement évitable. Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés

3è partie : Recherche de modification des récepteurs aux opiacés Binding sur coupes de cerveaux de rats exposés à la BPN ± le clorazépate (CRZ) Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés

(M&M-3) Principe de la quantification directe des ligands tritiés avec le ß-Imager 2 (BIOSPACE) Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 26

Méthodes Rat n, ttt = lame n frontal cortex Le ß-imager 2 est un radio-imageur temps réel => quantification absolue et immédiate des signaux (dont le 3H). * procédure de quantification : localisation des régions d intérêt (ROI). Mesure de la Radioactivité de la ROI => transfert (tableur -> XL). Courbes de saturation et de Scatchard => Bmax & Kd. striatum hippocampus Amygdala thalamus hypothalamus temporal cortex Cerebellum (= NSB) Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 27

Aspect des coupes avec les 3 ligands Beta-imager counting of the specific binding of µ (DAMGO), Kappa (U-69593) and Delta (Deltorphine II) 3H-ligands on rat brain sections et exemple de modifications du binding µ induites après administration aiguë de BPN Total NSB control Acute clorazepate Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 28

Resultats (3-I-1) (3-I) Récepteurs µ Rats témoins : l affinité est de 3. ±.2 nm ; Bmax fluctue selon la région : 4 fmol/mm3 (Thalamus ) 18 (Amygdale temporale) après administration aiguë de médicaments Bmax decroît BPN = 62%, CRZ = -36 % et BPN + CRZ = 34 % Avec les traitements chroniques les modifications tendant à s atténuer et deviennent anatomiquement dépendantes. La diminution des Bmax n est plus significative versus témoins. en revanche, l affinité décroît : BPN seul : NS ; dans les groupes CRZ et BPN + CRZ le Kd passe de 5 à 1 nm en moyenne Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 29

RESULTATS 3-I-2 : Etudes régionales des effets de BPN et/ou CRZ sur l affinité µ K D Traitement aigu Traitement chronique Kd (nm) 12 9 6 3 * ** $$$ +++ *** 12 9 6 3 ++$$$ *** thalamus Kd (nm) 12 9 6 3 +++ *** +++ *** 12 9 * 6 ** ** ** 3 hippocampus Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 3

RESULTATS (3-I-3) : Effets de BPN et/ou CRZ sur les sites µ thalamus fluctuations Bmax (fmole/mm3) 18 15 12 9 6 3 18 Aigu ++ ** 18 15 12 9 6 3 18 Chronique +* du Bmax hypothalamus Bmax (fmole/mm3) 15 12 9 6 3 $ + ** * 3 * 15 12 9 6 hippocampus Bmax (fmole/mm3) 18 15 12 9 6 3 Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés + 18 15 12 9 6 ** * ** ** 3 31

Resultats (3-I-4) : EFFETS AIGUS EFFETS CHRONIQUE Ex. une région riche en R-µ : l Amygdale Temporale traitement aigu Traitement chronique V : Vehicle B : Buprenorphine C : Clorazepate B+C : BPN+CRZ Bmax (fmole/mm3) 18 15 12 9 6 3 *** *** $ ++ *** 18 15 12 9 6 3 * * *** 12 12 9 9 Kd (nm) 6 3 ** *** 6 3 Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 32

Binding : Résultats 3-II : Récepteurs kappa dans le nucleus accumbens V : Vehicle B : Buprenorphine C : Clorazepate B+C : BPN+CRZ Bmax Bmax (fmole/mm3) 4 35 3 25 2 15 1 5 Traitement aigu 4 35 3 25 2 15 1 5 Traitement chronique # # # # KD Kd (nm) 17 14 11 8 5 2 ### 17 14 11 8 5 2 Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 33

Resultats III : Récepteurs Delta dans le N. accumbens V : Vehicle B : Buprenorphine C : Clorazepate B+C : BPN+CRZ Bmax (fmole/mm3) 6 5 4 3 2 1 Traitement aigu 6 5 4 3 2 1 Traitement Chronique Kd (nm) 4 35 3 25 2 15 1 5 4 35 3 25 2 15 1 5 Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 34

Conclusions (3) 1) BINDING : des résultats surprenants sur les modifications de Binding, très nets sur les récepteurs µ, (i) le CRZ seul, (ii) modifications «régions dépendantes» et (iii) des différences nettes entre les conséquences des administrations aigues et chroniques de BZD et de l association BZD + BPN. 2) l association CRZ+ BPN diminue la down regulation de façon aiguë et entraîne une désensibilisation accrue en chronique 3) dissociation entre les effets sur Kd et sur Bmax surtout avec R-K et R-D Globalement, l association BPN + CRZ induit des effets µ équivalents à ceux de la MORPHINE & antagonisme K+D Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 35

HO CONCLUSION GENERALE C H 3 O O + = = OH N Addictions L exemple que nous avons développé d interactions pharmacodynamiques entre BPN et & BZD nous amène à proposer des solutions pour l étude des pharmacodépendances et toxicité sévères liées aux mésusages des médicaments et substances psychoactives - au plan technique la recherche clinique étant exclue pour des raisons éthiques => obligation d études animales à partir des données épidémiologiques (CEIP, USP, OFDT,) études PK et PD avec modélisations et analyses ex vivo (binding, transduction, histologie quantitative,) - au plan stratégique : financement hors EPST, via l état, l Afssaps (% vente?), MILDT, OFDT, CE (EMEA, OEDT), OMS... Remerciements : à Bruno PHILOXENE & Mathilde LECHEVALIER pour leur aide technique Antoine Coquerel Congrès de la SFT, 23 et 24 octobre 26, Paris Copyright SFT Tous droits réservés 36