Introduction : Bien que la pratique de l’usage de la warfarine se soit améliorée au cours de la dernière décennie, aucune recommandation claire basée sur le dosage de l’amiodarone n’a été jusqu’à maintenant standardisée, ce qui représente un grand obstacle pour les cliniciens. La warfarine a un index thérapeutique étroit nécessitant un suivi régulier et un ajustement individuel de la posologie, ceci afin de déterminer la dose thérapeutique, tout en prévenant les effets secondaires qui pourraient être fatals dans certains cas. La variabilité interindividuelle de la réponse à la warfarine dépend de plusieurs facteurs, dont l’âge, le sexe, le poids, l’alimentation et l’interaction médicamenteuse, mais ceux-ci n’expliquent que partiellement les différences de sensibilité à la warfarine. Les polymorphismes des gènes CYP2C9 et VKORC1 jouent un rôle important dans la réponse à la warfarine et expliquent jusqu’à 50% de la variabilité des doses. L’utilisation d’antiarythmiques telle l’amiodarone peut accentuer considérablement l’effet de la warfarine et nécessite généralement une diminution de 30 à 50% de la dose de la warfarine. Aucune étude à ce jour n’a tenté de déterminer l’utilité du génotypage des polymorphismes des gènes CYP2C9 et VKORC1 chez les patients sous traitement combiné de warfarine et amiodarone. Objectif : Notre étude a pour objectif tout d’abord de déterminer si des facteurs génétiques influencent la première dose de stabilisation de la warfarine chez les patients en FA après l’introduction de l’amiodarone. Nous allons également tenter de confirmer l’association préalablement rapportée entre les facteurs génétiques et la première dose de stabilisation de warfarine dans notre population à l’étude. Méthodes : Un devis de cohorte rétrospective de patients qui fréquentaient la clinique d'anticoagulothérapie de l’Institut de cardiologie de Montréal entre le 1er janvier 2007 et le 29 février 2008 pour l’ajustement de leur dose selon les mesures d'INR. Au total, 1615 patients ont été recrutés pour participer à cette étude de recherche. Les critères de sélection des patients étaient les patients avec fibrillation auriculaire ou flutter, ayant un ECG documenté avec l'un de ces deux diagnostics et âgé de moins de 67 ans, en raison d’une moindre comorbidité. Les patients souffrant d’insuffisance hépatique chronique ont été écartés de l’étude. Tous les patients devaient signer un consentement éclairé pour leur participation au projet et échantillon de sang a été pri pour les tests génétiques. La collecte des données a été effectuée à partir du dossier médical du patient de l’Institut de cardiologie de Montréal. Un formulaire de collecte de données a été conçu à cet effet et les données ont ensuite été saisies dans une base de données SQL programmée par un informaticien expert dans ce domaine. La validation des données a été effectuée en plusieurs étapes pour minimiser les erreurs. Les analyses statistiques utilisant des tests de régression ont été effectuées pour déterminer l’association des variants génétiques avec la première dose de warfarine. Résultats : Nous avons identifié une association entre les polymorphismes des gènes CYP2C9 et VKORC1 et la dose de la warfarine. Les polymorphismes génétiques expliquent jusqu’à 42% de la variabilité de dose de la warfarine. Nous avons également démontré que certains polymorphismes génétiques expliquent la réduction de la dose de warfarine lorsque l’amiodarone est ajoutée à la warfarine. Conclusion : Les travaux effectués dans le cadre de ce mémoire ont permis de démontrer l’implication des gènes CYP2C9 et VKORC1 dans la réponse au traitement avec la warfarine et l’amiodarone. Les résultats obtenus permettent d’établir un profil personnalisé pour réduire les risques de toxicité, en permettant un dosage plus précis de la warfarine pour assurer un meilleur suivi des patients. Dans le futur, d’autres polymorphismes génétiques dans ces gènes pourraient être évalués pour optimiser davantage la personnalisation du traitement. / Background: Although the practice of the use of warfarin has improved during the last decade, no clear recommendation based on the determination of Amiodarone has been standardized until now, which is a major obstacle for clinicians. Warfarin has a narrow therapeutic index requiring regular monitoring and an individual dose ajustement, to this determines the therapeutic dose, while avoiding the side effects that could be fatal in some cases. The interindividual variability to the Warfarin depends on several factoring age, sex, weight, food and drug interactions but they only partially explain the differences in sensitivity to Warfarin. The polymorphisms of the genes CYP2C9 and VKORC1 play an important role in the response to the Warfarine and explain 50% of the variability of doses.The use of antiarrhythmic Amiodarone can greatly enhancethe effect of Warfain and generally requires a reduction of 30-50% of the dose of Warfarin. No study to date has attempted to determine the utility of genotyping polymorphisms of CYP2C9 and VKORC1 in patients on combination therapy of Warfarin and Amiodarone. Objectives: Our study aims to first determine if genetic factors influence the first dose stabilization of Warfarin in patients with AF after the introduction of Amiodarone. We will also attempt to confirm the previously reported between genetic association and the first dose of Warfarin stabilization in our study population. Methods: A retrospective cohort of all patients who frequent the clinic Warfarin of Montreal Heart Institute between 01/01/2007 and 02/30/2008 for the adjustment of their INR. The total of 1615 patients were recruited. The criteria for selection were patients with atrial fibrillation or flutter, with ECG documented with one of these tow diagnostic and younger than 67 years because of reduced morbidity. Patients with chronic liver disease were excluded from the study. All patients had to sign an informed consent for their participation in the project to which they contributed 15 ml of blood for genetic testing. Data collection was conducted from the patient's medical record of the Montreal Heart Institute. A data collection form was designed for this purpose and the data were then entered into a SQL database programmed by a computer expert in this field. Data validation was performed in several steps to minimize errors. Statistical analysis using regression tests were conducted to determine the association of genetic variants with the first dose of Warfarin. Results: We identified an association between polymorphisms of the genes CYP2C9 and VKORC1 and warfarin dose. Genetic polymorphisms to explain 42% of the variability in dose of Warfarin. We also demonstrated that genetic polymorphisms explain the reduction in the dose of Warfarin when Amiodarone is added to Warfarin. Conclusion: Our Work in the context of this thesis have shown the involvement of CYP2C9 and VKORC1 genes in response to treatment with Warfarin and Amiodarone. The results are used to create a personalized profile to reduce the risk of toxicity, enabling a more accurate dosing of warfarin for better monitoring of patients. In the future, other genetic polymorphisms in these genes could be evaluated to optimize the value of personalised therapy.

<p>CYP2C9 is one of our major drug metabolising enzymes and belongs to the cytochrome P450 (CYP) super family. The aim of this thesis was to gain an understanding of the quantitative structure–activity relationships (QSAR) of CYP2C9 substrates and inhibitors. This information will be useful in predicting drug metabolism and the potential for drug–drug interactions. To achieve this, a well characterised data set of structurally diverse, competitive CYP2C9 inhibitors was identified in our laboratory. Several computational methodologies, many based on GRID molecular interaction fields, were applied or developed in order to handle issues such as compound alignment and bioactive conformer selection. First, a traditional 3D QSAR was carried out in GOLPE, generating a predictive model. In this model the selection of a bioactive conformer and alignment was based on docking in a homology model of CYP2C9. Secondly, we introduced the concept of alignment independent descriptors from ALMOND. These descriptors were used to generate quantitatively and qualitatively predictive models. We subsequently derived conformation independent descriptors from molecular interaction fields calculated in FlexGRID. This enabled the derivation of 3D QSAR models without taking into account the selection of an alignment or a bioactive conformer. A subsequent programming effort enabled the conversion of this model back to 3D aligned pharmacophores. Similar alignment independent descriptors were also used in the development of the software MetaSite® that predicts the site of metabolism for CYP2C9 ligands. Finally, as crystal information on this isoform emerged, the performance of molecular dynamics simulations and homology models and the flexibility of the protein were evaluated using statistical analyses.</p><p>These modelling efforts have resulted in detailed knowledge of the structural characteristics in ligand interactions with the cytochrome P450 2C9 isoform.</p>

CYP2C9 is one of our major drug metabolising enzymes and belongs to the cytochrome P450 (CYP) super family. The aim of this thesis was to gain an understanding of the quantitative structure–activity relationships (QSAR) of CYP2C9 substrates and inhibitors. This information will be useful in predicting drug metabolism and the potential for drug–drug interactions. To achieve this, a well characterised data set of structurally diverse, competitive CYP2C9 inhibitors was identified in our laboratory. Several computational methodologies, many based on GRID molecular interaction fields, were applied or developed in order to handle issues such as compound alignment and bioactive conformer selection. First, a traditional 3D QSAR was carried out in GOLPE, generating a predictive model. In this model the selection of a bioactive conformer and alignment was based on docking in a homology model of CYP2C9. Secondly, we introduced the concept of alignment independent descriptors from ALMOND. These descriptors were used to generate quantitatively and qualitatively predictive models. We subsequently derived conformation independent descriptors from molecular interaction fields calculated in FlexGRID. This enabled the derivation of 3D QSAR models without taking into account the selection of an alignment or a bioactive conformer. A subsequent programming effort enabled the conversion of this model back to 3D aligned pharmacophores. Similar alignment independent descriptors were also used in the development of the software MetaSite® that predicts the site of metabolism for CYP2C9 ligands. Finally, as crystal information on this isoform emerged, the performance of molecular dynamics simulations and homology models and the flexibility of the protein were evaluated using statistical analyses. These modelling efforts have resulted in detailed knowledge of the structural characteristics in ligand interactions with the cytochrome P450 2C9 isoform.

55 Abstract Frequency of selected genetic polymorphisms of cytochrome P450 in the Czech population and the influence of CYP2C9 genotype on the hypolipidemic effect of fluvastatin Introduction: One of the main factors of genetically determined variability in response of humans to administered drugs are differences in catalytic activity of metabolizing enzymes, which are caused mainly by genetic polymorphisms in cytochrom P450 family enzymes. This thesis consists of two parts and it is presented as a commentary to the original papers. The first aim was to investigate the frequency of functionally important variant alleles of three main isoenzymes of cytochrome P450 gene: CYP2D6, CYP2C9, CYP2C19, throughout the Czech population, predict the prevalence of poor metabolizer phenotypes, and then to compare the results to the data from other populations. Secondly, we analysed the correlation between the CYP2C9 genotype and cholesterol-lowering effect of fluvastatin in human hypercholesterolemic patients. Methods: Genotypes were determined by PCR-RFLP. The presence of alleles CYP2D6*1, *6, *5, *4, *3, and gene duplication was analysed in 233 healthy volunteers, CYP2C9*1, *2 and*3 in 254 subjects and CYP2C19*1, *2 and *2 in 218 subjects. Eighty seven patients on fluvastatin therapy, and 48 patients on monotherapy...

55 Abstract Frequency of selected genetic polymorphisms of cytochrome P450 in the Czech population and the influence of CYP2C9 genotype on the hypolipidemic effect of fluvastatin Introduction: One of the main factors of genetically determined variability in response of humans to administered drugs are differences in catalytic activity of metabolizing enzymes, which are caused mainly by genetic polymorphisms in cytochrom P450 family enzymes. This thesis consists of two parts and it is presented as a commentary to the original papers. The first aim was to investigate the frequency of functionally important variant alleles of three main isoenzymes of cytochrome P450 gene: CYP2D6, CYP2C9, CYP2C19, throughout the Czech population, predict the prevalence of poor metabolizer phenotypes, and then to compare the results to the data from other populations. Secondly, we analysed the correlation between the CYP2C9 genotype and cholesterol-lowering effect of fluvastatin in human hypercholesterolemic patients. Methods: Genotypes were determined by PCR-RFLP. The presence of alleles CYP2D6*1, *6, *5, *4, *3, and gene duplication was analysed in 233 healthy volunteers, CYP2C9*1, *2 and*3 in 254 subjects and CYP2C19*1, *2 and *2 in 218 subjects. Eighty seven patients on fluvastatin therapy, and 48 patients on monotherapy...

Le nombre croissant d'admissions hospitaliairres provoquées par les effets second d'un traitement thérapeutique constitue un problème majeur de santé publique. L'hépatite médicamenteuse, la pathologie iatrogène la plus fréquente pose également un problème d'ordre économique. En effet, l'hépatotoxicité des médicaments constitue la première cause de leur retrait du marché pharmaceutique. La non détection de ce potentiel hépatotoxique, avant commercialisation provient essentiellement du caractère idiosyncratique de ce type d'hépatites médicamenteuscs. Cclles-ci se divisent en deux types : les hépatites médicamenteuses qualifiées de directes et à l'inverse les hépatites médicamenteuses immunoallergiques. Les mécanismes sous-jacents des hépatites médicamenteuses idiosyncratiques sont généralement méconnus et leur comprehension constitue donc à la fois un impératif de santé publique et économique. Mon travail s'est inscrit dans cette optique et a consisté à appréhendcr les premières étapes impliquées dans l'apparition des, hépatites idiosyncratiques et en particulier celle induite par l'acide tiénilique (AT). En effet, ce diurétique, retiré du marché pharmaceutique français en 1992 a été responsable de nombreuses hépatites imrnunoallergiques., Les patients atteints de ces hepatitis induites par l'AT possèdent des anticorps très spécifiques, désignés anti-LKM2, dirigés contre le CYP2C9, le P450 responsible de la métabolisation de l'AT. Les principaux resultants obtenus sont les suivants : nous avons montré que l'activation de l'isomère de l'acide tiénilique par les microsomes hépatiques humains conduit à la formation de sulfoxydes de thiophène. Ces metabolites électrophiles instables, comme ceux de l'AT, réagissent avec les proteins hépatiques avec lesquelles ils forment des adduits covalents. La formation de sulfoxydes de thiophène liée à l'activation de l'AT chez l'homme constitue probablement la première étape impliquée dans les hepatites induites par ce médicament. Nous avons ensuite démontré que la fixation covalente de l'AT après activation par les microsomes hépatiques est très spécifique chez l'homme. En effet le CYP2C9 est la cible principale des metabolites de l'AT. L'alkylation du CYP2C9 par l'AT in vivo chez l'homme pourrait constituer la seconde étape impliquée dans l'hépatite induite par ce medicament. Nous avons ensuite montré que le CYP2C11, l'homologue du CYP2C9 humain, est une cible privilégiée des métabolites de l'AT chez le rat. Nous montrons que cette fixation covalente sur le CYP2C11 est observable à la fois in vitro et in vivo. Nous montrons que les adduits de l'AT chez le rat sont principalement localizes au niveau des hépatocyte centrolobulaires. L'alkylation majoritaire des hépatocytes centrolobulaires chez l'homme pourrait favoriser la présentation d'adduits d'AT aux cellules immunocompétentes sanguines et constituer la troisième étape des hepatitis autoimmunes induites par le medicament. Nous montrons qu'en effet les patients traits avec l'AT possèdent des anticorps capables de reconnaitre l'AT lorsqu'il est lié à des proteins.