Erick Gamelin, Michèle Boisdron-Celle, Alain Morel Apport de la pharmacogénétique et de la pharmacocinétique dans la chimiothérapie des cancers colorectaux Erick Gamelin, Michèle Boisdron-Celle, Alain Morel Laboratoire d’oncopharmacologie et Pharmacogénétique INSERM U564, CRLCC Paul Papin FFCD-Juin 2006

Questions auxquelles tente de répondre la pharmacogénétique Peut-on : - comprendre, - prévoir, - prévenir, l’apparition de toxicité ou d’inefficacité thérapeutique survenant chez certains patients, lors de la prise de doses standards de médicaments ?

 différents phénotypes métaboliques D’après Allorge et al., 2004 Variabilité ethnique et géographique

 Répercussions en Clinique D’après Allorge et al., 2004

Exemples d’enzyme du métabolisme/médicament Dihydropyrimidine déshydrogénasse Fluoropyrimidines UDP-glucuronosyltransférase Irinotécan/SN38 Glutathion transférase Nitrosourées Alkylguanine alkyltransférase Thiopurine S-méthyltransférase 6-thioguanine DT-diaphorase mitomycine C Cytochromes P450 Irinotécan, UFT,...

Moyens d’investigations Phénotypage ex : UH2/U (DPD) Calcul du rapport métabolite/molécule mère  indice de métabolisation Génotypage  recherche de mutations, délétion, duplication - RFLP, dHPLC, miniséquençage Inconvénient : ne renseigne pas sur les conséquences fonctionnelles.

Irinotécan Génotypage de l ’UGT

Métabolisme de l’irinotécan: prédiction de la toxicité

Génotypage (Rouits et al., 2004) 10,4 ± 2,3 11,3 ± 5,1 9,7 ± 5,9 Tx de Bilirubine (µmol/L) 5 [71%] 21 [59%] 10 [30%] Report de cure 2 [29%] 28 [80%] 7 [20%] 2 [6%] 29 [88%] 4 [12%] 1 [3%] Diarrhée Grade 0-2 Grade 3-4 Grade 4 - Hospitalisation 3 [43%] 21 [60%] 14 [40%] 5 [14%] 30 [91%] 3 [9%] Neutropénie Grade 0-2 Grade 3-4 Grade 4 + F 7 [9%] 35 [47%] 2 / 31 [41%] Nb de patients 7/7 6/7 6/6 2 patients présentaient un génotype rare 5/6 et 5/7. O effet toxique sévère

CONCLUSION La tolérance hématologique au traitement est fortement diminuée chez les patients porteurs du d de Gilbert. (Toffoli G et al., ASCO GI 2006) Dépistage avant traitement. Recommandation FDA Adaptation de la dose de CPT-11 en fonction du statut de la TATAbox de l’UGT 1A1.

Prédiction de la toxicité et intensification thérapeutique Fluoropyrimidines (5-FU)

Voie catabolique des pyrimidines et Fluoropyrimidines (5-FU, UFT, Capécitabine) Enzyme clé : dihydropyrimidine déhydrogénase (DPD) - activité DPD : polymorphisme génétique, Uracile 5-FU DPD UH2 5-FUH2 - déficits majeurs ou complets en DPD +++ - toxicité polyviscérale grave, voire mortelle 1 à 3%, transmission autosomique dominante

Patients et Méthodes Patients traités par 5-FU + acide folinique Approche génétique - 24 mutations décrites dans la littérature technique miniséquençage en temps réel Approche phénotypique - Evaluation du rapport UH2/U, avant traitement technique HPLC (Gamelin et al.1997 ; Remaud et al 2005)

Résultats - 331 patients Caucasien, Cancer colorectal, LV5FU2, 5FU 4 heures hebdomadaire - Evaluation de la toxicité après C1 et C2, NCI-CTC scale - Adaptation de dose 5-FU (pharmacocinétique) à C2 - 147 femmes, 184 hommes, âge 67  11.4 (30-88) - PS 0-1: 289, PS 2 : 42 - LV5FU2 : 139 pts, 4 heures hebdo : 192 pts - Adjuvant : 166 (50%), métastatique 165 (50%)

Résultats Effets toxiques précoces : 11.3 % (grade I-IV) (6.3% grade III-IV versus 20-25% littérature) dim. de 70 % grâce adaptation de doses du 5-FU au C2 (14.2% patients dose du 5-FU au C2 dim. 10-70% - Diarrhées (52.4%), SMP (66.7%), Neutropénie (19%), mucites (14.3%), thrombopénie (4.8%) - 7 hospitalisés (8-40j) toxicité polyviscérale (3 DCD) - 3 arrêts définitifs - 11 avec un traitement avec réduction dose de 10-70%

Résultats Génotypage (24 SNPs) - 1 patient porteur de 2 mutations délétères - 6.3% patients Tox III-IV (33% porteurs d’un SNP délétère)

Résultats Phénotypage Rapport UH2/U 17,3 0,1 2,6 7,7 331 Total 9,0 2,5 4,2 13 4 10,4 2,0 3,1 5,0 8 3 8,9 4,7 1,7 6,7 9 2 12,8 3,2 6,5 1 1,4 8,0 293 Max Min se Mean N toxicity grades UH2/U Corrélation significative (p < 0.001)

Dépistage et traitement en pratique clinique Mutation Négative Positive (95.2%) (4.8%) Ura <15 µg/l Ura  15 µg/l Ura <15 µg/l Ura  15 µg/l (65.2%) UH2/U  6 UH2/U<6 UH2/U  6 UH2/U<6 UH2/U  6 UH2/U<6 13.6% 16.4% 0.01% 0.4% 0.4% 4% DS 78.8% 21.2 % Sensibilité, spécificité 98 %

Dépistage des déficitaires Éviter des toxicités mortelles dès la première cure Particulièrement important dans les TTt adjuvants Approche conjointe diminution toxicités G III-IV de 20-25% à 0.6 % Aucune toxicité mortelle - Si pas d’alternative thérapeutique Adaptation du TTt en fonction du suivi pharmacocinétique Permet d’obtenir des réponses chez des patients qui avaient présenté une toxicité grave d’emblée. Dépistage des déficitaires

Etudes PK - PD Relation étroite : effets toxiques concentration 5-FU efficacité thérapeutique dans : -tumeurs ORL (Milano, Fety, Vokes) -cancer colo-rectal (Hilcoat, Seitz, Gamelin) grande variabilité métabolique interpatient

Clairance plasmatique du 5-FU et surface corporelle

Distribution des doses de 5-FU pour obtenir la zone thérapeutique efficace

Influence de l’âge et du protocole sur la clairance du 5-FU chez les femmes

Adaptation des doses dans les essais thérapeutiques Cancer ORL  Phase II, III, Thyss 86, Santini 89, Milano 94, 95 ; Féty 94, Vokes 96 Cancer Colo-rectal  Phase II, III : Groeningen 88, Trump 91, Ychou 98, Gamelin 98 Résultats  intensification thérapeutique  amélioration de l’efficacité et de la tolérance

Les Bénéfices liés à la pharmacogénétique et à la pharmacocinétique Plus grande efficacité thérapeutique, minimisation des effets II, meilleure tolérance ainsi qu’une réduction du coût économique USA : 100 000 décès/an France : 128 000 hospitalisations, coût 320 M €