On constate que la majorité des essais de phase III, conduits après des essais de phase II pourtant prometteurs, sont "négatifs", la nouvelle thérapeutique se révélant finalement trop toxique ou insuffisamment efficace. L'hétérogénéité de la population participant aux différentes phases de développement est une explication. Elle induirait une estimation erronée de la toxicité et, par dilution de l'effet traitement, conduirait à arrêter l'évaluation thérapeutique alors que peut être un sous-ensemble de cette population, définie à partir d'une caractéristique particulière, pourrait en bénéficier.Dans cette thèse, nous proposons dans un premier temps une réflexion sur les aspects méthodologiques des essais de phase II qui permettraient d'améliorer l'identification précoce des thérapeutiques toxiques et des populations les plus sensibles et donc de ne planifier des essais de phase III que sur des populations encore mieux ciblées. Dans un second temps, nous présentons une nouvelle méthodologie d'essai de phase II que nous avons développée pour prendre en compte l'hétérogénéité de la population et son intérêt en pratique clinique courante. Avec cette méthode, qui est une extension du plan de Fleming à deux étapes, le développement des médicaments est moins fréquemment arrêté pour la population entière et moins de patients non sensibles à la nouvelle thérapeutique sont exposés à des molécules potentiellement toxiques, durant l'étape 2 de l'essai de phase II ou plus tard lors de l'essai de phase III.

On constate que la majorité des essais de phase III, conduits après des essais de phase II pourtant prometteurs, sont “négatifs”, la nouvelle thérapeutique se révélant finalement trop toxique ou insuffisamment efficace. L’hétérogénéité de la population participant aux différentes phases de développement est une explication. Elle induirait une estimation erronée de la toxicité et, par dilution de l’effet traitement, conduirait à arrêter l’évaluation thérapeutique alors que peut être un sous-ensemble de cette population, définie à partir d’une caractéristique particulière, pourrait en bénéficier.Dans cette thèse, nous proposons dans un premier temps une réflexion sur les aspects méthodologiques des essais de phase II qui permettraient d’améliorer l’identification précoce des thérapeutiques toxiques et des populations les plus sensibles et donc de ne planifier des essais de phase III que sur des populations encore mieux ciblées. Dans un second temps, nous présentons une nouvelle méthodologie d’essai de phase II que nous avons développée pour prendre en compte l’hétérogénéité de la population et son intérêt en pratique clinique courante. Avec cette méthode, qui est une extension du plan de Fleming à deux étapes, le développement des médicaments est moins fréquemment arrêté pour la population entière et moins de patients non sensibles à la nouvelle thérapeutique sont exposés à des molécules potentiellement toxiques, durant l’étape 2 de l’essai de phase II ou plus tard lors de l’essai de phase III. / The majority of phase III clinical trials, despite being conducted after promising phase II trials, are "negative," with the new therapy determined in the end to be too toxic or insufficiently efficacious. One explanation is the heterogeneity of the populations participating in various phases of development, which results in an erroneous estimation of the toxicity and thus a diluted therapeutic effect. This may lead to termination of evaluation of a therapy, even if a sub-population, defined by a particular characteristic, may stand to benefit from it. In this thesis, we propose a close examination of the methodological aspects of phase II trials which would permit improved early identification of toxic therapies and of responsive populations, so that phase III trials may be designed only with the best targeted populations in mind. We present as well a new phase II clinical trial methodology which we have developed to take into account trial population heterogeneity and its importance in current clinical practice. With this method, drug development is less often stopped for the entire phase II population and less non sensitive patients are exposed to toxic drugs in the second part of phase II trials, and next in phase III trials.