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Inhibiteurs de topoisomérases

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Presentation Transcript

  1. Inhibiteurs de topoisomérases Pr Marty/mastere/2005

  2. Inhibiteurs de topoisomérases • Rappel sur les ADN topoisomérases • ADN topoisomérases et cancer • Inhibiteurs de top1 • Inhibiteurs de top2 • Inhibiteurs multicibles Pr Marty/mastere/2005

  3. DNA topoisomérases • Classe d’enzymes impliquées dans la régulation du degré de super-enroulement de l’ADN • la régulation du degré de super-enroulement de l’ADN est essentielle lors de la transcription et de la replication de l’ADN. • Les topoisomérases I (top1) réduisent le degré de super enroulement en créant des cassures monocaténaires suivies de religation. • Les topoisomerases de type II (top2) (such as bacterial gyrase) réduisent le degré de super enroulement en créant des cassures bicaténaires suivies de religation. • De nouvelles topoisomerases de type I and II (topoisomerase III & IV) ont été découvertes. • Certaines top3 seraient impliquées dans la régulation des recombinaisons • Les topoisomerase IV interviennent dans la ségrégation des chromosomes qui viennent d’être repliqués. Pr Marty/mastere/2005

  4. Mécanisme général d’action Pr Marty/mastere/2005

  5. Structure des Topoisomérases • Toutes ont un résidu tyrosine qui attaque le squelette phosphate de l’ADN • L’énergie du pont phosphodiester est préservée sous la forme d’une liaison covalente réversible ADN-protéine Pr Marty/mastere/2005

  6. Structures communes aux topoisomérases • Domaine 5Y – CAP (Catabolite Activator Protein) • Porte le résidu tyrosine catalytique • Qui se lie de façon covalente à l’extrémité 5’ de l’ADN • Après l’attaque nucleophilique du pont phosphodiester • Domaine Toprim (Topisomerases / primase) • Groupement acide permettant la liaison de Mg2+ , • Cofacteur requis pour la fonction catalytique Pr Marty/mastere/2005

  7. Structures communes aux topoisomérases • Domaine GHKL ATPase • Se dimérisent après liaison ATP • Pour former une « porte » • A travers laquelle les duplex d’ADN passent • Domaine de transduction • Essentiel pour l’hydrolyse d’ ATP Pr Marty/mastere/2005

  8. ADN topoisomérase I • Réduit le super-enroulement de l’ADN • En créant une cassure monocaténaire transitoire • A travers laquelle un ADN intact mono- ou bicaténaire passe • Puis en réparant la cassure. • Quelques caractéristiques spécifiques • Top1 agit en l’absence d’hydrolyse d’ATP. • Top1 est un monomère fonctionnel. Pr Marty/mastere/2005

  9. Génétique top1 • 1 gene: 20q11.2-q13.1 • 21 exons • 20 exons Pr Marty/mastere/2005

  10. Structure générale Top1 • Bleu: AA 4-211 • Blanc: AA 182-190, formant une boucle entre les hélices F & G • Jaune: AA 212-582 • Magenta: site actif tyrosine Pr Marty/mastere/2005

  11. Mécanisme de relaxation des top1 • Après clivage de l’ADN • Le domaine 5Y-CAP s’écarte du corps de top1 • Séparant les extrémités rompues • Et permettant le passage d’un 2ème brin d’ADN à travers cette porte. Pr Marty/mastere/2005

  12. Schéma de l’action de Top1 Pr Marty/mastere/2005

  13. Topoisomérase IIα • Série de modules catalytiques liés par des « tiges » flexibles. • Au moins 3 sites distincts d’interaction protéine-protéine gouvernant les interactions entre ces modules • Ces 3 sites créent 2 « trous » internes qui captent transitoirement l’ADN pendant la réaction de transport. Pr Marty/mastere/2005

  14. Top2α: gène • Localisé en 17q21 • Très proche de c-erbB2 • Code pour top2α (170kD) Pr Marty/mastere/2005

  15. Topoisomérase IIβ • Mécanisme des « 2 portes » • Le segment T passe à travers tout l’enzyme. • Cette action impose la créations de 2 (séparables indépendamment) interfaces protéine-protéine Pr Marty/mastere/2005

  16. Topoisomérases et cancer • Top1 • Pas d’études systématiques • Relation gènes-ARN-protéine et ? • Type de cancer • Protéine • Activité des inhibiteurs • Top2 • Peu d’études • ++ délétions et amplifications • Associées à amplification de c-erbB2 dans les cancers du sein. Pr Marty/mastere/2005

  17. Inhibiteurs de topoisomérases • La molécule (ou son métabolite actif) doit • Pénétrer dans la cellule • Atteindre le noyau sous forme active • Elle se lie alors aux complexes ADN-topoisomérase (complexes clivables ADN-protéines) • Et inhibent la religation de l’ADN Pr Marty/mastere/2005

  18. Inhibiteurs de top1 Pr Marty/mastere/2005

  19. Irinotecan • Molécule non reconnue par le système de résistance multiple. • Métabolisé partiellement par les carboxyestérases en un métabolite, le SN 38, inhibiteur plus actif que l'irinotécan et principal responsable de l'activité. • Existent sous forme • Lactone : active • Hydroxylée : inactive • Equilibre pH dépendant des deux formes (acide  lactone) • Possède une composante inhibitrice de l'acétylcholinestérase pouvant être à l'origine d'un syndrome cholinergique aigu. Pr Marty/mastere/2005

  20. Irinotecan: PK • Absorption • après une perfusion veineuse de 350 mg/m2 en 30 minutes, la concentration plasmatique maximale est voisine de 6,2 mcg/ml.Le pic plasmatique du SN 38, le métabolite actif, apparaît 1-1,5 heures après le début de la perfusion. • 1000 fois plus actif • AUC=2-3% AUC CPT11 • RépartitionLiaison aux protéines plasmatiques : 35% pour l'irinotécan et 94% pour le SN 38. • Demi-VieLa demi-vie plasmatique de l'irinotécan et du SN 38 se situe entre 10 et 14 heures. • MétabolismeMétabolisé par la carboxyestérase en SN 38, métabolite actif qui subit une glucuroconjugaison. • Elimination • Voie rénale :15 à 20% de la dose sont éliminés dans les urines en 24 heures principalement sous forme inchangée. • Voie biliaire :élimination du dérivé glucuronconjugué du SN 38 ainsi que de l'irinotécan. Rôle cyp3A4  interactions Pr Marty/mastere/2005

  21. Irinotecan: PK résumée Pr Marty/mastere/2005

  22. CPT11: CRC métastatiques Pr Marty/mastere/2005

  23. Cetuximab & topotecan : Colonic xenografts ZD1839 et topotecan sur les tumeurs GEO xénogreffées Tumor Volume (cm3) Tumor Volume (cm3) Treatment 3 5 Treatment Topotecan IMC-C225 4 2 3 2 1 1 0 0 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 days days ZD1839 Contrôle ZD1839 + Topotecan Topotecan IMC-C225 IMC-C225 + topotecan

  24. CPT11 et CRC: association cytostatiques • folfiri + bevacizumab > folfiri • CPT11+ cetuximab > cetuximab chez malades résistants à CPT11 Pr Marty/mastere/2005

  25. Irinotecan: effets indésirables • Cardiovasculaires • Vasodilatation – flush (11%) Immédiat • Peau et phanères • Alopécie (46%) précoces • Rashs (14%) précoces • Extravasation (0%) • Digestifs • Diarrhée • Précoce (43%) Immédiat • Différée (83%) précoces • Nausée (82%) Immédiat • Vomissements (63%) Immédiat • Douleurs (68%) Immédiat, précoces • Stomatite (30%) Précoce • Pulmonaires (++ Japon) • Pneumopathies interst. Retardées Pr Marty/mastere/2005

  26. Irinotecan: hématologiques (G4) • Neutropénie 12% • Thrombopénie 4% Pr Marty/mastere/2005

  27. Topotecan (Hycamtin) • Molécule non reconnue par le système de résistance multiple. • Existe sous forme • lactone : active • Hydroxylée: inactive • équilibre pH dépendant des deux formes (acide  lactone) Pr Marty/mastere/2005

  28. Topotecan: PK • Absorption • après une perfusion veineuse de 0.5-1.5 mg/m2 en 30 minutes • RépartitionLiaison aux protéines plasmatiques : 35% • Demi-VieLa demi-vie plasmatique terminale 2 & 4h • Métabolisme hépatique minoritaireN-déméthylation. • Elimination • Voie rénale :30% de la dose sont éliminés dans les urines en 24 heures principalement sous forme inchangée ajustement en cas d’insuffisance rénale. • Voie biliaire :CYP1A2, CYP2A6, CYP2C8/9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E, C.P.A., CYP4A interactions Pr Marty/mastere/2005

  29. CPT11: ADOVCA: 1,5 (mg/m2/j x5) • Monochimiothérapie de 2ème ligne • RR 20-30% • PFS ≈ 5-6 mo • OS ≈ 10-12 mo • Associations (mais hématotoxicité) • Anthracycline liposomale • autres Pr Marty/mastere/2005

  30. Topotecan EI non hématologiques Pr Marty/mastere/2005

  31. Topotecan: hématologiques (G4) • Neutropénie • 39% • Durée ≈7 jours • Thrombopénie • 27% • Durée ≈5 jours • Anémie (G3-4) • 37% • Transfusions: 52% Pr Marty/mastere/2005

  32. Topotecan: développements • Indications • SCLC 1ère et 2ème ligne • Voie orale • Autres associations • Antimétabolites: capecitabine • Alkylants Pr Marty/mastere/2005

  33. Inhibiteurs de topoisomérase II • ANthracyclines • DNR • DOX • EDOX • DMDNR • Podophylotoxines • Etoposide • Teniposide Pr Marty/mastere/2005

  34. Configuration spatiale de l’ADN Pr Marty/mastere/2005

  35. Structure des anthracyclines Pr Marty/mastere/2005

  36. Intercalation d’une anthracycline dans l’ADN Pr Marty/mastere/2005

  37. Relation intercalation-inhibition topoisomérase • Incomplètement connue • L’intercalation crée une détorsion de 13-15° • Ceci « attirerait » Top2 qui se lie à l’ADN et à l’anthracycline Pr Marty/mastere/2005

  38. EI aigus communs aux anthracyclines 1) hématologie • Dépendant de la dose et de la fonction médullaire+++ LA, DNR, DMDNR • LA: • Pancytopénie chez 100% • Durée ≈ 15 jours • TS • Neutropénie G4: 20-40% • Thrombopénie G4: 2-10% • Anémie G3-4: 10-20% Pr Marty/mastere/2005

  39. EI aigus communs aux anthracyclines 2) extravasation • Toutes les anthracyclines libres sont caustiques  • Utiliser voie veineuse centrale • S’assurer du débit de la ligne de perfusion • Rinçage de la voie de perfusion • Extravasation • Rougeur et douleur immédiates • Risque de nécrose dans 50% • Traitement • Rinçage abondant • Excision • Administration locale de dexrazoxane Pr Marty/mastere/2005

  40. EI aigus communs aux anthracyclines 3) non hématologiques Pr Marty/mastere/2005

  41. Cardioxicité tardive caractéristiques des anthracyclines • Liée à la création de complexes réactifs Fe+++ anthracyclines • Donneurs de radicaux libres • Non captés dans le myocarde •  peroxydation des lipides membranaires • Deux présentations • Tardive cumulative (DNR, DOX >450mg/m2, EDOX>900mg/m2, DMDNR≈80mg/m2): insuffisance cardiaque globale • Très tardive: enfants traités par DNR ou DOX: révélation jusqu’à 20 ans après le traitement par une insuffisance cardiaque globale pouvant conduire à la transplantation cardiaque • Prédiction médiocre • FEVG isotopique ou echographique (troubles focaux de la mobilité myocardique) • Marqueurs biologiques non validés • Prévention • Dexrazoxane • Anthracyclines liposomales Pr Marty/mastere/2005

  42. Toxicité tardive des top2 inhibiteurs: LAM • Délai d’apparition court 2-5 ans • Typiquement • Pas de MDS préalable • Aisément typable: M2, M3, M4eo • Chimiosensibles • Liées à • Dose instantanée • Dose cumulée Pr Marty/mastere/2005

  43. ANthracyclines: dose (mg/m2) Pr Marty/mastere/2005

  44. Anthracyclines: PK Pr Marty/mastere/2005

  45. ANthracyclines, indications (++associations) Pr Marty/mastere/2005

  46. Podophylotoxines: etoposide Pr Marty/mastere/2005

  47. VP16, PK 1) Pr Marty/mastere/2005

  48. VP16: PK 2) Metabolisme Pr Marty/mastere/2005

  49. VP16: EI hematologiques et immuno-allergiques Pr Marty/mastere/2005

  50. VP16 EI digestifs Pr Marty/mastere/2005