Fanchon BOURASSET, Salvatore CISTERNINO et Jean-Michel SCHERRMANN IMPACT DES TRANSPORTEURS AU NIVEAU DE LA DISTRIBUTION CÉRÉBRALE DES MÉDICAMENTS Fanchon BOURASSET, Salvatore CISTERNINO et Jean-Michel SCHERRMANN GMP2004

INTERFACES CEREBRALES ET TRANSPORTEURS G BHE EPENDYME BHL LECC P-gp, mrp1 oatp2 oatp1 oat1 oat3 MRP1 P-gp L C R P-gp ABCG2 ? MRP1 MRP2 Oatp14? ? P-gp? S A N G LICC oatp14 oatp2 OAT3 MCT GLUT-1 SYST L GMP2004

Impact des transporteurs sur la neurocinétique de la morphine et de son métabolite actif, M6G. -0,2 285,4 -2,4 447,5 Log P PM (Da) Morphine M6G Morphine M6G 5 mg/kg, SC 10 mg/kg, SC Stain et al., JPET, 1995 Contradiction entre : le niveau de passage des deux opiacés « prédit » par leur degré de lipophilie l’effet analgésique prolongé du M6G par rapport à la morphine GMP2004

Hypothèses posées dans la littérature Différence d’affinité pour les récepteurs µ Affinité pour les récepteurs µ équivalente ou supérieure pour la morphine (Christensen et al, 1987, Abbott et al., 1988, Paul et al., 1989) Action sur des sous-types de récepteurs µ différents : controverse (Rossi et al. 1997 / Osborne et al. 2000) GMP2004

Autres hypothèses Différences pharmacodynamiques liées à des différences en terme de neuropharmacocinétique Rôle de transporteurs au niveau des différentes interfaces cérébrales. GMP2004

MORPHINE: Passage de la BHE (Cisternino et al., Pharm res, 2001) Perfusion cérébrale in situ chez des souris compétentes ou déficientes en P-gp : Morphine est partiellement effluée par la P-gp du cerveau vers le sang au niveau de la BHE. GMP2004

Bourasset et al., J Neurochem, 2003 M6G : Passage de la BHE Bourasset et al., J Neurochem, 2003 Le M6G est au contraire transporté du sang vers le cerveau au niveau de la BHE par au moins deux transporteurs : GLUT-1 Transporteurs sensibles à la digoxine et au PSC833, pouvant appartenir à la famille des Oatps. La P-gp ne modifie pas le transport du M6G au niveau de la BHE GMP2004

distribution intracérébrale Morphine et M6G : distribution intracérébrale Etude des pharmacocinétiques plasmatique et cérébrales de la morphine et du M6G après leur administration SC chez le rat (10 mg/kg): Stain-Texier et al., Br J Pharmacol, 1999 : GMP2004

Morphine et M6G : distribution intracérébrale AUC LECC/plasma, fu 0,51 0,56 AUC LICC/LECC 4 0,008 Accumulation intracellulaire de morphine Accumulation extracellulaire de M6G GMP2004

Morphine et M6G : distribution intracérébrale et transporteurs MICRODIALYSE CÉRÉBRALE HORIZONTALE CHEZ LE RAT Rétrodialyse : Morphine et M6G perfusés à débit et concentration constants dans la sonde de microdialyse. GMP2004

X Morphine, M6G probénécide LECC L C R S LICC A N G BHE BHL EPENDYME GMP2004

distribution intracérébrale et transporteurs III- Morphine et M6G : distribution intracérébrale et transporteurs Mesure de leur indice de distribution depuis le LECC vers les espaces liquidiens adjacents (LICC, LCR, sang), avec et sans probénécide. Cin - Cout Cin Id = - Mesure des concentrations de morphine et de M6G dans le plasma et LCR, 30’ après l’ajout de probénécide. GMP2004

distribution intracérébrale et transporteurs III- Morphine et M6G : distribution intracérébrale et transporteurs GMP2004

distribution intracérébrale et transporteurs Morphine : Transporteur sensible au probénécide qui permet sa distribution à partir du LECC. Cplasma et CLCR non modifiées après ajout du probénécide Interface concernée par le transporteur = LECC/LICC M6G : Transporteur faiblement sensible au probénécide qui bloque sa distribution à partir du LECC. Cplasma et CLCR augmentées après ajout du probénécide Interfaces concernées par le transporteur = LECC/LCR et BHE GMP2004

Mécanismes de transport à chaque interface Modélisations pharmacocinétiques Œ Barrière Hémato-encéphalique - Ž Barrière cerveau/LCR: Ependyme, Pie Mère -  Barrière Hémato- Liquidienne : Plexus Choroïde, Membrane Arachnoïdienne  Membranes des cellules neuronales et gliales LIQUIDE CEPHALO-RACHIDIEN (LCR) voie SC K13 V3, X3  K43 Ž K34 Ka COMPARTIMENT K31 X2 CENTRAL TISSU CEREBRAL Vm1, Km1 K14 V , X1 Liquide K45 1 Liquide extracellulaire intracellulaire Œ  V4, X4 V5, X5 Vm1, Km1 K41 K K54 10 GMP2004

Mécanismes de transport à chaque interface Modélisations pharmacocinétiques Modèle 3 : MORPHINE LECC LCR, X4, V4 LICC M6G LCR, X4, V4 LECC X3, V3 GMP2004

Modélisations pharmacocinétiques 1- Morphine Modèle 1 : tout ordre 1 Modèle 2 : transporteur à la BHE Modèle 3 : transporteurs à la BHE et à l’interface LECC/LICC GMP2004

Modélisations pharmacocinétiques 2- M6G Modèle 1 : tout ordre 1 Modèle 2 : transporteur à la BHE Modèle 3 : transporteurs à la BHE et à l’interface LECC/LCR GMP2004

Conclusion sur la neuropharmacocinétique de la morphine et du M6G GMP2004

Conclusion : partition cérébrale CLin LECC SANG CL CLout AUCplasma = AUCLECC : Equilibre, pas de transporteurs mais passage de la BHE par diffusion AUCplasma > AUCLECC : Pas d’équilibre : transporteurs d’efflux limitent la pénétration cérébrale GMP2004

partition cérébrale et transporteurs Conclusion : partition cérébrale et transporteurs SANG LCR BHE Tissu cérébral Membranes des cellules neuronales et gliales Ependyme Pie mère BHL LECC LICC « P » M6G Morphine Colchicine Acide valproïque 0,3 AUC LECC/plasma « P » Colchicine 0,067 10 0,51 Morphine 4 VPA 0,03 2,8 0,72 0,5 0,56 M6G 0,008 0,05 6,7 AUC LICC/LECC AUC cerv tot/plasma 1,2 GMP2004

CONCLUSION GÉNÉRALE Passage cérébral dépend à la fois des caractéristiques physicochimiques des molécules et de leur prise en charge par des transporteurs membranaires. Importance d’évaluer leur implication précocément dans le développement pharmaceutique. Neuropharmacocinétique des médicaments ne se limite pas à l’équilibre LECC/plasma, ni à l’étude cerveau total/plasma Partition LECC/LICC/LCR Aide apportée par la microdialyse cérébrale et l’application de modèles pharmacocinétiques dans ces évaluations GMP2004

REMERCIEMENTS Jean-Michel SCHERRMANN Salvatore CISTERNINO Claire MERCIER GMP2004