Les réactions adverses aux médicaments sont une série de réactions physiologiques indésirables, qui apparaissent suite à un traitement médicamenteux. Plusieurs hypothèses reconnues tentent d'expliquer les phénomènes sous-jacents à l'apparition d'une de ses réactions. Celles-ci sont généralement séparées selon les groupes simplifiés suivants : A) Interaction directe entre le médicament et le système immunitaire; B) Interaction indirecte avec le système immunitaire, via la formation d'haptène; C) Interaction indirecte avec le système immunitaire, via un signal de danger. Or, le métabolisme des médicaments est omniprésent dans les différentes hypothèses. Sans pour autant expliquer complètement tous les effets toxiques observés, plusieurs protéines pourraient ainsi être modifiées par des métabolites réactifs. Par contre, l'information recueillie jusqu'à maintenant est limitée et ne permet pas la compréhension du processus menant à la formation de métabolites réactifs, pas plus qu'à l'identification des protéines impliquées dans le stress cellulaire et l'activation du système immunitaire. Dans ce projet, nous avons choisi de concentrer nos efforts à trois niveaux : A) sur l'identification de cibles protéiques de l'acide tiénilique, un diurétique reconnu entre autres pour les hépatites qu'il induit; B) sur le développement et la caractérisation d'un analogue pouvant permettre la récupération et l'identification des cibles protéiques de la névirapine, un bloqueur de la transcriptase inverse dont l'administration peut provoquer des réactions adverses sévères; C)et finalement sur l'identification d'un modèle cellulaire pour l'étude de l'agranulocytose. En effet, selon nous, une meilleure compréhension du métabolisme des médicaments et du phénomène menant à la modification protéique est souhaitable au développement de stratégies thérapeutiques plus sécuritaires.

La variabilité de la pharmacocinétique de la névirapine et de l’éfavirenz, deux médicamentsantirétroviraux inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase inverse du VIH, a été étudiéechez des patients cambodgiens infectés par le VIH par une méthode de pharmacocinétique depopulation. Cent soixante dix patients traités par névirapine faisaient partie de la cohorteESTHER de l’hôpital Calmette de Phnom-Penh et 312 patients co-infectés par le VIH et latuberculose et traités par éfavirenz étaient inclus dans l’essai clinique CAMELIA (ANRS1295–CIPRA KH001) conduit au Cambodge. Les dosages plasmatiques de névirapine et d’éfavirenz ontété réalisés par des méthodes CLHP avec détection UV. Après 18 et 36 mois de traitement, lesconcentrations plasmatiques médianes de la névirapine sont de 5,7 μg/mL. Après 22 et 50semaines de traitement, les concentrations médianes d’éfavirenz sont de 2,7 μg/mL, quel’éfavirenz soit associé (22 semaines) ou non (50 semaines) à la rifampicine. Les clairancesapparentes estimées de la névirapine et de l’éfavirenz sont respectivement de 2,6 L/h et de 7,7L/h. Les variabilités intra et inter individuelles des clairances apparentes sont respectivement de17% et 28% pour la névirapine et 15% et 37% pour l’éfavirenz. Parmi les covariablesdémographiques, biologiques ou génétiques étudiées, seul le polymorphisme génétique duCYP2B6 G516T est significativement associé à la clairance apparente de ces deux médicaments.Ainsi la clairance apparente estimée de la névirapine est de 2,95 L/h, 2,62 L/h et 1,86 L/hrespectivement pour les génotypes CYP2B6 516GG, 516GT, et 516TT. La fréquence de l’allèlemutée T qui code pour une enzyme non fonctionnelle est de 34% dans cette population de 442patients d’Asie du Sud-Est. / HIV-infected patients by population method. 170 patients on nevirapine-based antiretroviraltherapy were from the ESTHER cohort of the Calmette hospital in Phnom-Penh. 312 patients onefavirenz-based therapy were included in the CAMELIA (ANRS1295–CIPRAKH001) clinical trialconducted in Cambodia. Plasma concentrations of nevirapine and efavirenz were measured byHPLC and UV detection. Median plasma concentrations of nevirapine and efavirenz were 5.7μg/mL and 2.7 μg/mL respectively. Apparent plasma clearances of nevirapine and efavirenz were2.6 L/h and 7.7 L/h respectively. Among demographic, clinical, biological or genetic covariates,genetic polymorphism of CYP2B6 G516T was the only one which was shown to affect theclearance of the 2 drugs. Frequency of the T allele was 34% in this population of South-East Asia.

La variabilité de la pharmacocinétique de la névirapine et de l'éfavirenz, deux médicamentsantirétroviraux inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase inverse du VIH, a été étudiéechez des patients cambodgiens infectés par le VIH par une méthode de pharmacocinétique depopulation. Cent soixante dix patients traités par névirapine faisaient partie de la cohorteESTHER de l'hôpital Calmette de Phnom-Penh et 312 patients co-infectés par le VIH et latuberculose et traités par éfavirenz étaient inclus dans l'essai clinique CAMELIA (ANRS1295-CIPRA KH001) conduit au Cambodge. Les dosages plasmatiques de névirapine et d'éfavirenz ontété réalisés par des méthodes CLHP avec détection UV. Après 18 et 36 mois de traitement, lesconcentrations plasmatiques médianes de la névirapine sont de 5,7 μg/mL. Après 22 et 50semaines de traitement, les concentrations médianes d'éfavirenz sont de 2,7 μg/mL, quel'éfavirenz soit associé (22 semaines) ou non (50 semaines) à la rifampicine. Les clairancesapparentes estimées de la névirapine et de l'éfavirenz sont respectivement de 2,6 L/h et de 7,7L/h. Les variabilités intra et inter individuelles des clairances apparentes sont respectivement de17% et 28% pour la névirapine et 15% et 37% pour l'éfavirenz. Parmi les covariablesdémographiques, biologiques ou génétiques étudiées, seul le polymorphisme génétique duCYP2B6 G516T est significativement associé à la clairance apparente de ces deux médicaments.Ainsi la clairance apparente estimée de la névirapine est de 2,95 L/h, 2,62 L/h et 1,86 L/hrespectivement pour les génotypes CYP2B6 516GG, 516GT, et 516TT. La fréquence de l'allèlemutée T qui code pour une enzyme non fonctionnelle est de 34% dans cette population de 442patients d'Asie du Sud-Est.

Abstract : Adverse drug reactions (ADRs) are undesirable effects caused after administration of a single dose or prolonged administration of drug or result from the combination of two or more drugs. Idiosyncratic drug reaction (IDR) is an adverse reaction that does not occur in most patients treated with a drug and does not involve the therapeutic effect of the drug. IDRs are unpredictable and often life-threatening. Idiosyncratic reaction is dependent on drug chemical characteristics or individual immunological response. IDRs are a major problem for drug development because they are usually not detected during clinical trials. In this study we focused on IDRs of Nevirapine (NVP), which is a non-nucleoside reverse transcriptase inhibitor used for the treatment of Human Immunodeficiency Virus (HIV) infections. The use of NVP is limited by a relatively high incidence of skin rash. NVP also causes a rash in female Brown Norway (BN) rats, which we use as animal model for this study. Our hypothesis is that idiosyncratic skin reactions associated with NVP treatment are due to post-translational modifications of proteins (e.g., glutathionylation) detectable by MS. The main objective of this study was to identify the proteins that are targeted by a reactive metabolite of Nevirapine in the skin. The specific objectives derived from the general objective were as follow: 1) To implement the click chemistry approach to detect proteins modified by a reactive NVP-Alkyne (NVP-ALK) metabolite. The purpose of using NVP-ALK was to couple it with Biotin using cycloaddition Click Chemistry reaction. 2) To detect protein modification using Western blotting and Mass Spectrometry techniques, which is important to understand the mechanism of NVP induced toxicity. 3) To identify the proteins using MASCOT search engine for protein identification, by comparing obtained spectrum from Mass Spectrometry with theoretical spectrum to find a matching peptide sequence. 4) To test if the drug or drug metabolites can cause harmful effects, as the induction of oxidative stress in cells (via protein glutathionylation). Oxidative stress causes cell damage that mediates signals, which likely induces the immune response. The results showed that Nevirapine is metabolized to a reactive metabolite, which causes protein modification. The extracted protein from the treated BN rats matched 10% of keratin, which implies that keratin was the protein targeted by the NVP-ALK. / Résumé : Les effets indésirables (EI) sont les effets indésirables causés après l'administration d'une dose unique ou une administration prolongée du médicament ou le résultat de la combinaison de deux médicaments ou plus. La Réaction idiosyncratique (IDR) est une réaction indésirable qui ne se produit pas dans la plupart des patients traités avec un médicament et qui ne comporte pas l'effet thérapeutique du médicament. IDR sont imprévisibles et peuvent mettre la vie du malade en danger. Cette réaction dépend des caractéristiques chimiques du médicaments et/ou de la réponse immunitaire individuelle du patient. IDR est un problème majeur pour le développement de médicaments car ils ne sont généralement pas détectés au cours des essais cliniques. Dans cette étude, nous nous sommes concentrés sur la Réaction idiosyncratique de névirapine (NVP) qui est un inhibiteur de transcriptase inverse non nucléosidique utilisé pour le traitement du virus d'immunodéficience humaine (VIH). L'utilisation de NVP est limitée par une incidence relativement élevée d'éruption cutanée. NVP provoque également une éruption cutanée chez les rats femelles de souche Brown Norway. Notre étude vise à mieux comprendre les IDRs induites par l'administration de NVP chez l'animal. La présente étude vise à vérifier l'hypothèse que les problèmes cutanés associés à la prise de NVP soient attribuables à la modification post-traductionnelle de protéines détactable par spectrométrie de masse. Les principaux objectifs de ce projet étaient : 1) Déterminer si la Nevirapine alcynes (NVP-ALK), un analogue de la NVP peut développer la même éruption cutanée que la NVP. La NVP-ALK a été couplé avec de la biotine en utilisant la réaction chimique (click chemistry). 2) Détecter les modifications post-traductionelles des proteines par Western blot et des techniques de spectrométrie de masse, pour comprendre le mécanisme de la toxicité induite par la NVP. 3) Identifier les protéines modifiées en utilisant le moteur de recherche MASCOT pour l'identification des protéines, en comparant le les spectres de masse obtenus avec les spectres théoriques pour trouver une séquence correspondante de peptide. 4) Tester si la NVP et ses métabolites peuvent provoquer des effets nocifs, comme l'induction d'un stress oxydatif dans les cellules (par la mesure de la glutathionylation des protéines). Les résultats ont montré que la névirapine est métabolisé en métabolite réactif ce qui provoque une modification de la kératine. Ainsi nos résultats suggèrent que la kératine est la cible des métabolites de la NVP-ALK.

Les femmes enceintes sont exposées à de nombreux médicaments et les essais cliniques sont difficilement réalisables dans cette population, c'est pourquoi avoir une méthode qui permet d'estimer l'ampleur des modifications de pharmacocinétique chez la femme enceinte et le passage transplacentaire est essentiel. En effet les modifications physiologiques prennent place durant cette période clé. Nous avons développé des modèles pharmacocinétiques basé sur la physiologie (PBPK) et intégré les modifications physiologiques connues survenant durant la grossesse. Ils décrivent bien la pharmacocinétique de 3 antirétroviraux éliminés par le rein, le ténofovir (TFV), l'emtricitabine (FTC) et la lamivudine (3TC) et d'une molécule métabolisée par le CYP3A4, 2D6 et 2B6, la névirapine (NVP) et ceci pour différentes voies d'administration et pour des populations enceintes et non enceintes. De plus les clairances individuelles disponibles pour le TFV, le FTC et le 3TC tout au long de la grossesse ont permis d'explorer l'évolution de la sécrétion rénale. Celle-ci évoluerait proportionnellement au débit plasmatique rénal. L'intégration dans les modèles PBPK, des paramètres estimés à partir de l'expérience ex-vivo de cotylédon humain perfusé, a permis la prédiction de la cinétique foetale en fin de grossesse du TFV, FTC et NVP. Les prédictions ont été validées en les comparants aux concentrations mesurées au sang de cordon à l'accouchement. De plus, pour la névirapine nous avons exploré le métabolisme foetal et en avons conclu que même si celui-ci existe et est proche voir un peu supérieur à celui du nouveau-né, il n'influence pas la cinétique foetale. / Pregnant women are exposed to numerous drugs and for obvious ethical reasons studies in this sensitive population arelimited. Information about the maternal pharmacokinetic (PK) changes and transplacental transfer of drugs prior to theiradministration to pregnant women would be highly useful. Indeed is it known that physiological changes during pregnancycan affect drug disposition. Time-varying pregnancy-related physiological parameters changes were implemented in fullPBPK models. They successfully predicted the disposition of 3 renally excreted drugs tenofovir (TFV), emtricitabine (FTC)and lamivudine (3TC) and one metabolized drug, nevirapine (NVP) for non-pregnant and pregnant populations. We foundthat both renal secretion and filtration changed during pregnancy. Changes in renal clearance secretion were related tochanges in renal plasma flow. Transplacental parameters estimated from ex vivo human placenta perfusion experiments implemented in PBPK models allowed good prediction of foetal TFV, FTC and NVP PK. Predictions were compared to observed cord blood concentrations to validate these models. Moreover, we have explored nevirapine foetal metabolism and concluded that even if the foetal metabolism is the same than the newborn one or a little more important, it is notlikely to impact foetal PK.