Qu ’est-ce que la Pharmacogénétique? Ph. Beaune Biochimie B HEGP, INSERM U 490 Qu ’est-ce que la Pharmacogénétique? Facteurs génétiques / effets des médicaments Effets: pharmacologiques, secondaires, toxiques; Réponse: Répondeurs / non Répondeurs

Médicaments Organi sme Génétiques réponse élimination Enzymes du Métabolisme et du Transport des Médicaments Organi sme Facteurs Exogènes Environnementaux Facteurs Endogènes Physiopathologiques Génétiques Cible Réaction de l’organisme Pharmacologique efficacité Toxicologique toxicité réponse

Coûts et incidence des effets délétères des médicaments ADE: « Adverse drug events », gravité? 2,7 milliards de prescriptions annuelles aux USA(coût 100 milliards $) Incidence, fragmentaire, variable: - 0,6 à 0,7 ADE / 100 patients admis à l’hôpital (Colorado, Utah, NY); - 2 à 30 ADE / 100 si définition plus large; - FDA 1 à 10%. - fatal 0,13 à 0, 32 %(Lazarou 1998) Coûts humains: USA: 106 000 décès / an 4ème à 6ème cause de mort (1994, Lazarou 1998). Coûts financiers: - 1,6 à 50 milliards $ en coûts hospitaliers (5,2); - jusqu ’à 76,6 milliards $ en incluant les autres coûts de santé (12,2). 50% due à mauvaise utilisation des médicaments Lazarou et coll. 1998, JAMA 279:1200-05. Report on Adverse drug events, general accouting office, 2000

Médicaments Organi sme Génétiques réponse élimination Enzymes du Métabolisme et du Transport des Médicaments Organi sme Facteurs Exogènes Environnementaux Facteurs Endogènes Physiopathologiques Génétiques Cible Réaction de l’organisme Pharmacologique efficacité Toxicologique toxicité réponse

Caractéristiques générales des Enzymes du métabolisme et du transport des médicaments - nombreux enzymes, nombreux isoenzymes ( redondance) - spécificité de substrats relative et chevauchante (redondance) - grande variabilité d’expression: - génétique - environnementale - tissulaire - physiopathologique

Enzyme de transport et de métabolisme (ETMM) Médicament Enzyme de transport et de métabolisme (ETMM) Elimination Effet Toxicité * L ’efficacité et la toxicité des médicaments dépend de leur métabolisme (Quantité et qualité des ETMM) * L ’expression des ETMM est très variable * Cette expression dépend de facteurs: Génétiques Environnementaux Physiopathologiques

Polymorphismes génétiques - Deux phénotypes reproductibles au moins: * métaboliseurs rapides, (intermédiaires, ultra-rapides), lents - Phénotype le moins fréquent: * 1% < fréquence < 50% - Origine génétique : * ADN, analyse de familles - ! variabilité aussi due aussi à d’autres facteurs

Pharmacogénétique: Substrats Spartéine: même type de résultats Débrisoquine N C NH NH2 CYP ??? OH 4-OH-Débrisoquine N C NH NH2 Spartéine: même type de résultats

metaboliseurs rapides metaboliseurs ultra-rapides metaboliseurs lents . . . . metaboliseurs 20 40 60 80 100 120 rapides metaboliseurs Nombre d ’individus ultra-rapides metaboliseurs lents 12.6 ( )n 0.1 1 10 100 Log Debrisoquine / 4OH debrisoquine: RM Bertilsson and Dahl 1996

Déficits génétiques en enzymes du métabolisme des médicaments CYP 1A1(induction ~ 10%) CYP1B1 (%) CYP 2A6* (5%) CYP 2C9 (3%) CYP 2C18 (?) CYP 2C19 (5-20%) CYP 2D6* (5-7%) CYP 2E1(>1%) CYP3A4/5 (?) DPD (<<1 %) GSTM1* (50%) GSTT1 (10-20%) GSTP1 (10%) UGT1A1 (5-10%) UGT1A7 NAT1 NAT2 (50%) EH (<5%) TPMT(<1%) Mdr1 (25%) * : gènes pour lesquels une duplication est connue

INTERET DE LA PHARMACOGENETIQUE *Les variations du métabolisme /transport ont des conséquences: - pharmacocinétiques - pharmacodynamiques - toxiques * Le rôle du métabolisme / transport est important quand: - la fenêtre thérapeutique est étroite - l’efficacité est difficile à évaluer rapidement * Il est possible de prédire la capacité métabolique - génotypage - phénotypage

Phénotype: Génotype: - activité réelle - quantifiable - mise en oeuvre plus difficile - variations (xénobiotiques, pathologies) - pas permanent Génotype: - facile - permanent - pas quantifiable - pas activité réelle

Conséquences de la variabilité génétique Phénotype Effet sur [médicament] Conséquence clinique [médi] métaboliseur lent toxicité Index thérapeutique tps [médi] métaboliseur rapide Index thérapeutique efficacité thérapeutique tps [médi] métaboliseur ultrarapide Index thérapeutique. inefficacité thérapeutique tps

Déficits génétiques en enzymes du métabolisme des xénobiotiques CYP 1A1(induction ~ 10%) CYP 2A6* (5%) CYP 2C9 (3%) CYP 2C18 (?) CYP 2C19(5-20%) CYP 2D6* (5-7%) CYP 2E1(>1%) CYP3A4/5 (?) GSTM1* (50%) GSTT1 (10-20%) GSTP1 (10%) UGT1A1 (5-10%) NAT2 (50%) EH (<5%) TPMT(<1%) * : gènes pour lesquels une duplication est connue Les fréquences varient selon les populations: ethnopharmacogénétique

Phénotype: Génotype: - activité réelle - quantifiable - mise en oeuvre plus difficile - variations (xénobiotiques, pathologies) - pas permanent Génotype: - facile - permanent - pas quantifiable - pas activité réelle

Conséquences cliniques ?? ou

THIOPURINE METHYL-TRANSFERASE (TPMT) : METABOLISME DE L’AZATHIOPRINE 6-MERCAPTOPURINE TPMT HGPRT XO 6-MMP ACIDE THIOURIQUE 6-THIOGUANINES TOXIQUES ACTIFS

ACTIVITE TPMT : DISTRIBUTION TRIMODALE 5 10 15 20 Activité TPMT, Unités/ml GR Nb d’individus, % Wt/Wt M/Wt M/M

PHENOTYPAGE TPMT Activité érythrocytaire = reflet de la TPMT hépatique Cytosols érythrocytaires Réaction enzymatique: 6-MP 6-MMP Mesure radiométrique ou Séparation par HPLC

POLYMORPHISME DE LA TPMT  Structure du gène ATG Stop 5 ’ 3 ’ Répartition des allèles variants:  Principales mutations TPMT* 2 : G238C Ala Pro TPMT*3A : G460A Ala  Thr A719G Tyr  Cys TPMT*3B : G460A Ala  Thr TPMT*3C : A419G Tyr  Cys 7 % 78 % < 1 % 5%

Génotypage Corrélation phénotype

CORRELATION PHENOTYPE / GENOTYPE: dépistage du déficit en TPMT * Corrélation > 90% : prédiction du phénotype par le génotype ==> Il existe d’autres mutations qui ne sont pas recherchées * Prédiction de la toxicité hématologique: phénotypage confirmation par génotypage * Conséquences cliniques: - contre-indication de l’Aza chez les sujets déficients - diminution des doses chez les individus intermédiaires - augmentation des doses chez les sujets très rapides?

THIOPURINE METHYL-TRANSFERASE (TPMT) : METABOLISME DE L’AZATHIOPRINE GST? Nitroimidazole 6-MMP 6-MERCAPTOPURINE TPMT HGPRT XO 6-MMPR ACIDE THIOURIQUE 6-THIOGUANINES TOXIQUES ACTIFS

Maladies inflammatoires intestinales - AZA / 6MP: 55% à 67 % répondent à la thérapeutique - Remplacement par 6MP: * 77 % non répondeurs répondent quand changement AZA ---> 6MP. - Augmentation des doses: * 27 % répondeurs augmentation 6-TGN * non-répondeurs pas d ’augmentation 6MP augmentation 6MMPR

Prédiction de la toxicité Irinotecan (CPT-11): Prédiction de la toxicité Gene UGT1A1

20 pts treated with CPT11 (phase 1) Pharmacokinetics Parameters of lrinotecan and polymorphisms in UGT1A1 promoter 20 pts treated with CPT11 (phase 1) Genotype and SN38G/SN38 ratio Iyer, Pharmacogenomics J 2002

Neutropenia (5FU / Irinotecan) and UGT1A1 genotype N = 76 patients (HEGP) 10 20 30 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 no severe neutropenia % (6/8)* p = 0,001 6/6 6/7 (8/39) Neutropenia Grade 3/4 (4/29) p = 0,0001 7/7 Nb of cures *: toxic death in a pt with a 7/7 génotype Nb of cures median (7/7) : 4

Métabolisme du 5-Fluorouracile (5-FU) H N NH F O DPD Produits peu actifs ou inactifs 5-dFUMP 5-dFUTP dUMP dTMP Présence de métabolites fluorés inhibant la synthèse de l’ADN Thymidylate Synthase (TS) Défaut de synthèse de l’ADN par manque de thymidine TP Inhibition de la synthèse de l’ARN DPD= dihydropyrimidine deshydrogénase; TP=thymidine phosphorylase

Polymorphismes génétiques et prédiction de la réponse au 5-FU Défaut d’élimination

Polymorphisme du promoteur du gène de TS Allèle 3R Allèle 2R ADN germinal R R Gène TS R R R Gène TS Transcription Traduction TS TS TS TS TS TS TS R = séquence répétée de 28 paires de bases

Toxicité de l’association 5-FU / irinotécan et polymorphismes du promoteur de la thymidylate synthase (TS) % (4/11) p = 0,02 (5/33) (0/19) Génotype TS Lecomte, 2004

RESULTATS : toxicité du 5-FU relation gène-dose dépendante Génotype TS Toxicité Odds Ratio grade 3/4 (IC 95%) 3R/3R (n=29) 1 1 2R/3R (n=43) 8 6 (0,7–58) 2R/2R (n=14) 6 21 (1,5–294) p <0,002 T Lecomte, et al, HEGP et INSERMU490

Neurotoxicité chronique à l’Oxaliplatine et polymorphisme de GST-P1 64 pts inclus et génotypés pour le polymorphisme de GSTP1(Ile105Val) Dose cumulée min. de 500 mg/m2 (19/39) % p = 0,04 (5/20) (0/5) Génotype GSTP1

Neurotoxicité chronique à l’Oxaliplatine et polymorphisme de GST-P1 64 pts inclus et génotypés pour le polymorphisme de GSTP1(Ile105Val) Dose cumulée min. de 500 mg/m2 (19/39) % p = 0,04 (5/20) (0/5) Génotype GSTP1

Impact des polymorphismes génétiques des EMX en cancérologie Gènes Médicament Effets Secondaires myélotoxicité et neurotoxicité DPD,TS 5-fluorouracile méthotrexate hématotoxicité MTHFR NAT1/2 amonafide myélotoxicité TPMT 6-mercaptopurine hématotoxicité UGT1A1 irinotécan toxicité hématologique et intestinale GST oxaliplatine neurotoxicité

ORAL ANTICOAGULANT THERAPY First cause of iatrogenic accidents 480 000 to 580 000 treated patients Problems during Vit K- antagonist therapy As-tu des données internationales? 17 000 hospitalisations per year 3000 deaths per year

THE VITAMIN K ANTAGONISTS Coumarin derivates : Acenocoumarol Warfarin Phenprocoumon Indane-dione derivates : Fluindione Phenindione O R O H R Vitamin K Cycle X II IX VII OK functional coagulation factors State of hypocoagulability

VARIABILITY IN ANTICOAGULANT THERAPY Number of patients Doses of warfarin (mg/week) Drug compliance Foods (vitamin K) Physiopathologic status Drug Interactions Genetic factors THROMBOTIC RISK BLEEDING RISK HYPERSENSITIVITY RESISTANCE

PATHWAYS OF ANTICOAGULANT METABOLISM Major role of CYP2C9 O R The super-family of cytochrome P450 enzymes has a crucial role in the metabolism of drugs. In the liver : 6 and 7 hydroxylation by CYP2C9 Oxidative metabolism O R So far, 17 families of CYPs with 57 isoforms have been characterized in the human genome. J’ai mis URINE pour que ce soit cohérent avec Bile  hydrophile classification: CYP 2 C 9 *1 family >40% sequence-homology isoenzyme allele sub-family >55% sequence-homology ELIMINATION (BILE and URINE)

Caucasian populations FACTORS AFFECTING THE CYP 2C9 ACTIVITY Environnemental Variations : inhibition/induction Genetic Polymorphisms 24 allelic variants http://www.imm.ki.se/CYPalleles/cyp2c9.htm Allelic variants CYP2C9*1 CYP2C9*2 (Cys144Arg) CYP2C9*3 (Leu359Ileu) Allelic frequency 0,79-0,86 0,08-0,19 0,06-0,1 Activity 100 % 12 % 5 % Caucasian populations

HR : Hazard ratio, established during the initiation phase (90 days) CLINICAL IMPLICATIONS OF CYP2C9 POLYMORPHISMS FOR ANTICOAGULANT TREATMENT (1)  Bleeding risk Retrospective study including 185 patients with long term warfarin therapy HR of bleeding = 3.94; CI 95%,1.29-12.04 Among the carriers of at least one CYP2C9 variant allele (CYP2C9*2 or *3 ) HR : Hazard ratio, established during the initiation phase (90 days) Higashi et al. , JAMA 2002

(2)  Mean daily dose of warfarin (mg/day) Pourrais-tu faire des moyennes??? Je ne suis pas sur que ça aurait un sens nd :not detected ; nr : not researched

A study including healthy volunteers (n=230) taking a single oral dose of acenocoumarol To explore the contribution of genetic factors in the variability of pharmacological response (% Factor VII ) Collaborations: Clinical Investigation Center of St Antoine Hospital, Paris, Pr L. Becquemont INSERM Unit 525, Paris, Dr DA Trégouët

CYP 2C9 polymorphisms (coding region) and response to acenocoumarol Effect of the CYP 2C9*2 and *3 alleles on the AC response (factor VII ratio = D0/D24 x100 ) Genotype distribution in our population : genotype *1/*1 *1/*2 *1/*3 *2/*2 *2/*3 *3/*3 n 143 44 30 4 8 1 P< 0.001 CYP 2C9 *3 CYP 2C9 *2 14% of the variability NS

Wide interindividual variability in warfarin dose requirement From Daly and King, 2003 Relationship between CYP 2C9 genotype and warfarin dose among 200 Caucasian individuals Wide interindividual variability in warfarin dose requirement within the *1/*1 group Un peu redondantes avec la diapo 10

Mechanism of action of oral anticoagulants: VKORC1 as the pharmacological target drug inactive metabolite VKORC1 = Vitamin K epoxide reductase sub-unit 1 VKOR complex CYP2C9 Vitamin K hydroquinone vitamin K cycle Vitamin K epoxide GGC GGC=-glutamyl carboxylase Vitamin K-dependent coagulation factors inactive Vitamin K-dependent coagulation factors active

CYP2C9 explains 21% of the variability Relation between VKORC1 SNP 1173C>T (intron 1) and the warfarin maintenance dose « A polymorphism in VKORC1 gene is associated with an inter-individual variability in the dose-anticoagulant effect of warfarin » D'Andrea et al., Blood 2004 CYP2C9 explains 21% of the variability VKORC1 explains 13% of the variability

STRATEGY FOR HAPLOTYPIC STUDY OF VKORC1 Selected «Tag » SNPs in silico -4931 T>C -4451 C>A -2659 G>C -1877 A>G -1639 G>A 497 T>G 1173 C>T 6 Tag SNPs (5 in the 5’ flanking region, 1 in intron 1) 95 % of the haplotypic diversity

VKORC1 HAPLOTYPE EFFECT ON PHARMACOLOGICAL RESPONSE TO ACENOCOUMAROL *: Factor VII ratio corresponds to the remaining factor VII, expressed as a percentage Compared with baseline value , before acenocoumarol intake 7 haplotypes in our population: SNP -1639G>A =«  haplotype TAG »

EFFECT OF VKORC1 –1639G>A SNP ON THE RESPONSE TO ACENOCOUMAROL Factor VII ratio (%) VKORC1 genotype Bodin et al, Blood 2005 37% of the variability

CYP2C9*3 + VKORC1 G-1639A = 50% of the variability ADDITIVE EFFECT OF VKORC1 –1639G>A AND CYP2C9*3 ON THE RESPONSE TO ACENOCOUMAROL Factor VII ratio (%) CYP2C9*3 + VKORC1 G-1639A = 50% of the variability 5% 20% High risk for overanticoagulation

VKORC1 polymorphisms and warfarin dose requirement -1639G>A Low doses High doses 25% variance in dose explained From Rieder et al. New England J Med 2005

Proposal for a novel individualized dosing regimen Regression equation for modeling warfarin daily dose requirements incorporating CYP2C9 and VKORC1 genetic polymorphism and patient characteristics Model, x variables Regression equation (D= dose) p R2 for model, % Age D = 2.85 - 0.0137 (Age) .001 16.7 CYP2C9 genotype (*2 and *3) D= 2.01- 0.252 (*2) - 0.454 (*3) 17.5 VKORC1 genotype (-1639G>A) D= 2.41- 0.297 (VKORC1) 15.0 Height D= 2.12+ 0.0237 (Height) 16.0 All the variables D= 0.628 - 0.0135 (age) - 0.240 (*2) - 0.0370 (*3) - 0.241 (VKORC1) + 0.0162 (height) 54.2 Input: age (yr); genotype (nb variant alleles: 0,1,2); height (cm) From Sconce et al, Blood 2005

RESISTANCE TO ANTICOAGULANT TREATMENT « Mutation in VKORC1 cause warfarin resistance and multiple coagulation deficiency type 2 » Rost et al. , Nature 2004 4 Rare non-synonymous heterozygous mutations in VKORC1 causative for warfarin resistance (15-35 mg/d) Expression studies and VKOR activity measurements in HEK293 cells Attention j’ai corrigé en bas à droite Val29Leu Val45Ala Arg58Gly Leu128Arg Lower sensitivity to warfarin than the wild type ---> resistance Lower VKOR activity than the wild type

* Bodin et al, J Thromb Haemost 2005 Analysis of VKORC1 among 15 « resistant » subjects Selection criteria: Food interview, drug interaction Target INR achieved or not achieved with doses at least 2-fold standard dose 4/15 subjects mutated for VKORC1: 1 patient (50 mg warfarin/d) =383T>G (Leu128 Arg) exon 3* 1 patient (20 mg warfarin/d) =196G>A (Val66Met) exon 1 1 patient (60 mg fluindione/d)= 160G>C (Val54Leu) exon 1 1 patient (14 mg warfarin/d)= 106C>T (Asp36Tyr ) exon 1 heterozygous J’ai peur que le soulignement ne se voie pas beaucoup homozygous * Bodin et al, J Thromb Haemost 2005

VKORC1 genotype of the family father mother sister case ? Je ne connais pas bien mais je ne comprends pas la partie gauche de l’arbre; sister au eu deuux maris , deux garçons avec l’un et 1 fille avec l’autre? Homozygous G106T (D36Y) (exon 1) Heterozygous for G106T or D36Y Wild type homozygous ? DNA not available

Vit K-dependent Factors PERSPECTIVES VKORC1 GGC Vit K-dependent Factors inactive active vitamin K Cycle or….   in the search of new gene candidates CALUMENIN GST EH

Risque de toxicité sévère avec l’irinotecan Risque OR UGT1A1*28 7,23 Mode d ’administration 4,52 Sexe (femmes) 2,45 Le déficit en UGT1A1 augmente le risque de toxicité de l ’irinotecan. A tester: CE, MDR, CYP3A4. Ando et coll. Cancer res. 2000, 60:6921.

Le transporteur mdr (P-gp, ABCB1) affecte la distribution des médicaments dans l ’organisme Absorption orale Intestin Excrétion fécale I.V. Espace vasculaire Excrétion uninaire Espace intersticiel

Anti-protéases métabolisées par CYP3A4, UGT?, et transportées par mdr - Traitement anti-HIV (Nelfinavir ou efavirenz + …) - Analyse multivariée augmentation du nb de CD4+ * à 6 mois TT= 250/µl, CT = 180/µl, CC = 110/µl * RR (>200/µl): mdr1 TT = 3, 0, charge virale initiale = 7,1 Fellay et coll. Lancet 2002, 359: 30-36

Médicaments Organi sme Génétiques réponse élimination Enzymes du Métabolisme et du Transport des Médicaments Organi sme Facteurs Exogènes Environnementaux Facteurs Endogènes Physiopathologiques Génétiques Cible Réaction de l’organisme Pharmacologique efficacité Toxicologique toxicité réponse

Pharmacogénétique de la cible Cible médicaments réponse * récepteurs - canaux ioniques cardiaques antiarythnmiques, Long QT syndrome terfenadine torsades de pointes - 5-HT Clozapine toxicité * tumeurs - mutations p53 Pt-5FU (ORL) mauvaise réponse

Génétique et expression dans la tumeur 30 patients traités cetuximab pour un cancer colorectal Grade IV 3 première ligne folfiri 3 deuxième ligne 24 troisième ligne 11 répondeurs (1 réponse complète ) séquençage KRAS (ex1), BRAF (ex11&15), PIK3CA (ex1,ex2, ex9, ex11) Mesure de l’amplifiaction de EGFR par Chromosome In Situ Hybridation (CISH, F.Penault-Llorca)

Prévalence des altérations KRAS muté dans13 cas (48%) 10 au codon 12 3 au codon 13 PIK3CA muté dans 2 cas (7%) 2 cas exon 9 ces 2 tumeurs sont aussi mutées KRAS BRAF non muté EGFR amplifié dans 3 cas >20 copies 1 cas >10 copies 2 cas A. Lievre et al. Cancer Res. 2006

Response au cétuximab et Mutations KRAS

Survie en fonction des mutations KRAS Non mutés % survie mutés mois

Applications Cliniques Oncologie Moléculaire Anticoagulants : warfarine, acenocoumarol Immunosuppresseurs : azathioprine, ciclosporine, tacrolimus Pharmacogénétique Oncologie Moléculaire Biochimie HEGP CYP2C9 VKORC1 TPMT CYP3A4/5 MDR-1 Anticancéreux : 5FU, Irinotecan, Oxaliplatine Psychotropes UGT1A1 DPD TS GST Ras EGFR MSI CYP2D6 CYP2C19

Médicaments Organi sme Génétiques réponse élimination Enzymes du Métabolisme et du Transport des Médicaments Organi sme Facteurs Exogènes Environnementaux Facteurs Endogènes Physiopathologiques Génétiques Cible Réaction de l’organisme Pharmacologique efficacité Toxicologique toxicité réponse

Abacavir Anti-HI, analogue non nucléosidique (Ziagen®) 5% réaction d ’hypersensibilité quelques rares cas---> mort 200 individus suivis - HLA B5701, C4A6, -DR7, -DR3 67 % des intolérants ont cet haplotype 0% des tolérants ont cet haplotype OR 117 - HLA B5701 78 % des intolérants 2,4 % des tolérants Valeur prédictive positive 100% et négative 97% Détermination haplotype avant traitement devrait permettre de réduire de 50% les réactions d’hypersensibilité. Mellal et coll. Lancet 2002, Hetherington et coll. Lancet 2002

Conclusions - Influence des variations génétiques sur la réponse aux médicaments * réelle * cliniquement significative - Impact clinique: * validité de l’association * prévalence et sévérité de l ’ADE * possibilité de surveillance * prévalence des polymorphismes * phénotypage et/ou génotypage disponible et coût * interprétation clinico-biologique - génétique - métabolisme

Variability of the target Response to chemotherapy in head and neck cancer - Neo adjuvant chemotherapy (Cis-Pt and 5FU) in head and neck cancer is efficient in some cases: - ~ 30 % good responders - ~ 30 % partial responders - ~ 30 % non responders - Is it possible to predict the response by analyzing the genome of the tumor? - p 53 mutations 5

Response to chemotherapy in head and neck cancer Logistic regression Cabelguenne et coll. 2001 6

Examples of drugs inducing adverse immune reactions Hepatitis Tienilic acid quinolones Dihydralazine carbamazepine anticonvulsants Diclofenac Halothane Iproniazid Agranulocytosis sulfamides Clozapine Blood dyscrasias Procainamide aminopyrine clozapine propylthiouracile hydralazine Systemic lupus erythromatosus hydralazine sulfamides Toxidermias sulfamides quinolones anticonvulsants NSAIDs penicillins

NAT2 CYP 2C9 Detoxication GSH UGT from Park et al. 1998 N O H S 2 3 C NHOH GSH N O H S 2 3 C from Park et al. 1998

Toxidermias in AIDS patients treated with sulfamides N G STM 1 - / NA T 2 - (% ) P a t i e n t s 4 1 4 6 w i t h T x ( O R = 2. 5 ) P a t i e n t s 7 9 2 5 w i t hou t T x T o t a l 1 3 3 2 Wolkenstein et al. 2000

Toxicity of sulfamides linked to - metabolism - immune response Fixed drug eruption and sulfamides (trimethoprim/sulfoxasole) - HLA A30B13Cw6 more frequent than in control population Oszkaya-Bayazit, J. AM. Acad. Dermatol. 2001 Toxicity of sulfamides linked to - metabolism - immune response - multistep - each factor has influence

Autoantibodies against xenobiotic metabolizing enzymes disease xenobiotic autoantibodies hepatitis tienilic acid CYP2C9, LKM2 dihydralazine CYP1A2, LM anticonvulsants CYP? halothane CYP2E1 iproniazide MAO B ? CYP2D6, LKM1 ? UGT, LKM3 ? GST agranulocytosis clozapine MPO Addison or PGS ? CYP 17, 21, Scc CYP 1A2 CYP 2A6

Immune response autoantibodies 4 Immune response autoantibodies DRUG 4 1 Enzyme: E 4 3?? P R*-P neoantigen Reactive metabolite: R* 2 R*-E 1 and 4 Tienilic acid CYP2C9 Dihydralazine CYP1A2 Halothane… CYP2E1

xenobiotic + enzyme enzyme enzyme xenobiotic R* R* R* enzyme R* R* R* R* R* Covalent binding

Immune response Xenobiotic: X exposure Metabolism Reactive Metabolite: RM* P-RM* EMR* Neoantigen Presentation to the immune system depends on many factors variable 2nd exposure control Immune response Toxic response

IDENTIFICATION de SOUS-POPULATIONS Efficacité / Toxicité Non toxique Toxique Inefficace Efficace