DEVELOPPEMENT PRECLINIQUE DU MEDICAMENT I - Introduction A. Définition Le développement du médicament correspond à l'ensemble des études faisant suite à sa découverte ou sa conception et aboutissant à la demande d'une AMM. Recherche 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 Tutorat PACES Amiens 1
Il peut se passer 10 voire 15 ans avant que ces médicaments soient commercialisés, d'où leur prix. Le développement préclinique correspond aux critères de sécurité du médicament. On va donc devoir réaliser des études sur les animaux de laboratoire (ou des méthodes alternatives). Ces essais visent à sécuriser les essais cliniques ultérieurs. B. Règles sur l'expérimentation animale Il existe des règles sur l'expérimentation animale, des directives européennes et droit français : cadre très strict. En France, cette expérimentation est régie par une loi. Ces essais se déroulent dans des locaux (animalerie) après agrément de la préfecture. Les protocoles expérimentaux dépendent d'un accord de comité éthique évitant les souffrances animales. 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 modalités 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) II - Les différentes phases d'expérimentation On va avoir différentes phases : Toxicocinétique Toxicité aigue : administration unique Toxicité chronique : administration répétée Génotoxicité Carcinogénicité Effets sur la fonction de reproduction : fertilité/tératogenèse Tutorat PACES Amiens 2
A. Pharmacocinétique et toxicocinétique préclinique 1. Définition Pharmacocinétique : étude au cours du temps du devenir du médicament (A (absorption), D (distribution), M (métabolisation), E (élimination)) dans l'organisme humain ou animal. Toxicocinétique : limitée aux études chez l'animal, correspond aux paramètres pharmacocinétiques pour des doses toxiques de médicaments. 2. Paramètres On va regarder : La distribution du médicament dans l'organisme. L'accumulation des médicaments et des métabolites en relation avec la localisation des cibles potentielles. Ces études sont réalisées en parallèle avec les essais de toxicité. B. Toxicité aigue 1. Définition Etude qualitative et quantitative des phénomènes toxiques et de leur apparition en fonction du temps après administration UNIQUE de la substance. C'est la première étude réalisée. On va donc avoir une étude qualitative : signes toxiques (signe clinique, décès, ), mais aussi une étude quantitative permettant de déterminer la dose létale. Ce sont les tests sur les substances médicamenteuses et parfois sur les métabolites et impuretés. Le but est d évaluer les propriétés d une nouvelle molécule sur le plan de la sécurité. 2. Paramètres étudiés DL50 est la dose létale tuant la moitié des animaux. La dose maximale non létale est la dose la plus forte pour laquelle aucun effet toxique n'est observé. C est utile pour classer le produit dans l échelle des toxicités, et aussi en cas d intoxication accidentelle ou volontaire chez l Homme, et pour le choix des doses des études ultérieures. La durée d'observation est d'environ 14 jours ou plus si on constate des signes de toxicités. On va observer les signes de toxicités (date, heure, sévérité, durée, évolution) pour chaque animal. On va mesurer les critères de survie, ainsi que les critères cliniques (poids, taille, etc.). Tutorat PACES Amiens 3
A la fin, on réalisera une autopsie de tous les animaux avec un examen physiopathologique (organes avec modification macroscopique à l'autopsie). 3. Animaux impliqués En général on utilise 2 espèces de mammifères (rat, souris). On utilisera deux voies d'administration : La voie d'utilisation clinique (orale, etc.) La voie offrant la meilleure disponibilité (IV, ) C. Toxicité chronique 1. Définition Etude qualitative et quantitative des phénomènes toxiques et de leur apparition en fonction du temps après administrations REPETEES de la substance. On distingue : La toxicité subaigüe : durée de 0 à 1 mois La toxicité subchronique : durée de 1 à 3 mois La toxicité chronique : durée supérieure à 3 mois La durée d'exposition est fonction de la durée envisagée chez l'homme. On va déterminer la dose maximale sans effet toxique en prises répétées. On va donc évaluer la tolérance aux médicaments (critères biologiques, cliniques, etc.) A la fin on sacrifie les animaux, on réalise une autopsie et un examen histologique. 2. Animaux impliqués On utilise deux espèces de mammifères dont une non rongeur. Le rongeur est souvent le rat, et le non rongeur est le plus proche de l'homme (chien, singe). La voie d'administration sera celle de l'utilisation clinique. 3. Méthodes On va mesurer la concentration plasmatique pour prouver qu'on a bien une preuve d'exposition. La voie d administration est celle de l utilisation clinique. Tutorat PACES Amiens 4
Le produit testé sera aussi proche que possible du produit fini qui sera commercialisé. On utilisera 3 types de doses : Dose faible (bien tolérée mais supérieure à la dose thérapeutique humaine) Dose intermédiaire Dose forte (dose max tolérée) On recherche la dose maximale sans effets. On réalise un examen clinique quotidien, on fait des dosages biochimiques et hématologiques. On recherche des phénomènes particuliers : Accumulation Induction enzymatique En fin d étude on réalise d euthanasie de l animal et l étude histologique de 31 tissus ou organes ainsi que des pesées. Les animaux morts en cours d étude sont également autopsiés et comparés avec les témoins). D. Génotoxicité 1. Recherche et modalités Recherche de mise en évidence de toute modification du matériel génétique induite par le médicament. Recherche d'une potentialité mutagène ou clastogène (modifications de la structure du chromosome). 2. Modalités On réalisera une batterie d'études normalisées in vivo et in vitro. 3. Exemples de test Test de mutation génétique sur bactéries : test de Ames. Test d'aberrations chromosomiques in vitro sur cellules de mammifères. Test d'aberration chromosomique in vivo sur cellules hématopoïétique de rat ou de souris : test du micro noyau (micronucleus) = rupture du chromosome. Tutorat PACES Amiens 5
E. Carcinogénicité 1. Objectif L'objectif est d'identifier un effet cancérogène potentiel chez l'animal et évaluer le risque correspondant chez l'homme. Cette étude est réalisée pour tout médicament qui a une indication de longue durée c'est-à-dire plus de 3 à 6 mois, ou d'utilisation répétitive. On a un relevé systématique des tumeurs. 2. Modalités La durée de traitement est de 24 à 30 mois chez le rat et de 18 à 24 mois chez la souris. On a une étude de court ou moyen terme chez une autre espèce. La voie d'administration sera identique à celle du médicament On va tester 3 doses différentes : faible, moyenne et forte. F. Effets sur la fonction de reproduction : fertilité / tératogenèse 1. Effets recherchés Détection des effets latents chez des animaux nés de parents traités. On regarde si le médicament a : Un effet sur la fertilité, s'il modifie la gestation des animaux Un effet tératogène, si l'animal gestant est exposé aux médicaments pendant la gestation il peut avoir un descendant malformé. Des effets péri et post-nataux 2. Effets sur la fertilité On réalise une étude chez le rat auquel on administre le médicament plusieurs semaines avant l'accouplement. On utilise trois types de doses. On va sacrifier les rats et faire un examen histologique de ses organes sexuels. Au niveau des mâles : examen des testicules et des glandes annexes (prostate, vésicules séminales). Au niveau des femelles : On regard le nombre d'implantation ou le nombre de fœtus morts ou vivants. Tutorat PACES Amiens 6
3. Le potentiel tératogène a. Etude On a une étude sur des femelles rats et lapins en gestation (2 espèces dont une non rongeur). On utilise 3 niveaux de dose. On recherche l'embryotoxicité et s'il existe par la suite une tératogénèse (malformations diverses) du nouveau-né. On réalise des examens sur des femelles gestantes (signes d avortement, etc.), ainsi que sur les fœtus (nombre de fœtus morts ou vivants, sexe, taille poids). b. Médicament tératogène dans le passé : Thalidomide On parle du cas de la thalidomide. Cette affaire a abouti à l'obligation des essais de tératogenèse et la restriction de prescription aux femmes enceintes. Cette thalidomide est un immuno-modulateur utilisé comme hypnotique et antiémétique pour combattre les nausées matinales. Il a été utilisé de 1957 à 1962. Il est à l'origine de 12 000 cas de malformations recensées : absence d'oreille interne, paralysie des nerfs crâniens, phocomélies, amélies, etc. La thalidomide est en fait un inhibiteur de l'angiogenèse, interférant avec le développement des vaisseaux sanguins, surtout en cas de prise au cours des 25 à 50 premiers jours de la grossesse : période des nausées matinale. Ce médicament est donc contre-indiqué de façon absolue pendant la grossesse. 4. Etude péri et post-natalité a. Modalités Ces tests sont réalisés sur une espèce sur des lots d'animaux femelles en fin de gestation ou pendant la lactation. On étudie l'impact du traitement sur la croissance du fœtus, la lactation et le développement de la descendance. b. Cas du diethylstilbestrol Ce médicament est un médicament œstrogène non stéroïdien. Il était prescrit chez les femmes enceintes susceptibles de ne pas mener leur grossesse à terme (années 50 à 70). Tutorat PACES Amiens 7
On a des malformations utérines chez les filles des femmes traitées et un taux anormalement élevé des cancers de l'appareil génital. On a donc une contre-indication absolue chez la femme enceinte. III - Conclusion Ces études s'inscrivent dans le critère de SECURITE du médicament. Cette étude représente un module spécifique du dossier d'amm. C'est donc une phase cruciale dans le développement d'une nouvelle molécule. Tutorat PACES Amiens 8