Master de Pharmacologie Pharmacologie des agents Alkylants Vincent Lévy Centre d’Investigations Cliniques et INSERM U717 Hôpital Saint Louis

Historique Action vésicante des gaz moutarde (œil, peau, système respiratoire), 14-18 1919 : Observation de leucopénie autopsie : aplasie, involution lymphoïde et atteinte digestive Entre 2 guerres : recherches intensives sur les moutardes azotées Gilman Goodman : étude sur souris (« lymphosarcome ») puis…

Historique (2) 1942 : première administration chez l’homme « déclassification » en 1945 → début de CT Depuis Plusieurs centaines de composés synthétisés 5 grandes classes de composés

Les 5 Classes de composés Moutardes azotées Ethylenemines Alkylsulfonates Nitrosourées Triazènes

Chimie Molécules électrophile forte Formation de liaisons covalentes Effets chimiothérapique lié à l’alkylation du DNA Modifications A-T / G-C Altération DNA → réparation Altération mono ou double brin Cause du décès de la cellules non totalement expliquée

Chimie (2) Relation structure – activité Point commun alkylation de molécules biologiques (dont le DNA) La plupart : découverte empirique Activité très dépendante de paramètres tels Physico-chimie Lipophilie Capacité au franchissement des membranes Stabilité Sites d’action

Chimie (3) Or Pour d’importantes molécules (cyclophosphamide . Nitroso-urée), la molécule active est issue de dégradations complexes et parfois enzymes/dépendant

Actions pharmacologiques générales Cytotoxicité Capacité à interférer avec le DNA (intégrité et fonction), essentiellement sur les tissus à renouvellement rapide (mais non exclusif) L’Alkylation du DNA peut ne pas être létal sur une cellule non en division (réparation) Action non « cycle dépendant » i.e. interférence possible à n’importe quelle phase du cycle Attention Agents bifonctionnels : cytotoxicité +++ Mono fonctionnel : mutagénicité, carcinogénicité +++

Actions pharmacologiques générales (2) Mécanismes de résistance Fréquents, non obligatoirement croisés Mécanismes ↓ transporteur ↑ glutathion comme compétiteur (cible) ↑ activité des enzymes de réparation ↑ activité d’enzymes de détoxification (cyclophosphamide)

Actions pharmacologiques générales (3) Toxicités Très diverses en terme de site, d’intensité, de nature En général DLT : moelle / digestif Nadir 6-10j Récupération 14 – 21 jours Hématologie Cyclophosphamide moins hématotoxique que Busulfan (préparation allo…) Immunologie Dépression humorale et cellulaire

Actions pharmacologiques générales (4) Toxicités Digestive : atteinte muqueuse orale et digestive Melphalan et TTP moindre Risque translocation bactérienne Autres VOD Fibrose pulmonaire Vésicants CNS Nitrosourées rein

Actions pharmacologiques générales (5) Toxicités Et encore Leucémogène (Bu. Nitrosourées/ procarbazine) Système reproductif : aménorrhée, azoospermie

Doses limitantes extra-hématologiques Drogue MTD (mg/m2) Facteur X /standard Tox majeure Cyclophosphamide 7000 7 Cœur Ifosfamide 16000 2.7 Rein, SNC TTP 1000 18 GI, SNC Melphalan 180 5.6 GI Busulfan 640 9 GI, foie BCNU 1050 5.3 Poumon, foie Cisplatine 200 2 Neuro rein Carboplatine 2000 5 Rein, neuro, foie

Moutardes azotées Mechlorétamine Cyclophosphamide Ifosfamide Melphalan Chlorambucil

Mechloretamine 1ière moutarde en clinique Indication MOPP (MDH)… Plus ou moins « désuet »

Moutardes azotées Mechlorétamine Cyclophosphamide Ifosfamide Melphalan Chlorambucil

Cyclophosphamide Galénique PK Toxicité « spécifique » Existe IV PO Activation par Cyt P450 1.2 vie 7h, pic 1h après administration orale Toxicité « spécifique » Moindre hémato, alopécie plus marquée, toxicité arbre urinaire Mucite, SNC, SiADH

Cyclophosphamide (2) Indications Monothérapie Combinaisons Hémopathies malignes (CLL, LNH, burkitt…) Combinaisons Idem + nombreuses tumeurs solides (sein, poumon…) Immunosuppresseurs

Moutardes azotées Mechlorétamine Cyclophosphamide Ifosfamide Melphalan Chlorambucil

Ifosfamide PK Indication Toxicité Demi vie : 15h IV Larges (sarcomes, tumeurs solides, conditonnement greffe) Toxicité Digestif, SNC, Hémato, cytiste hémorragique

Moutardes azotées Mechlorétamine Cyclophosphamide Ifosfamide Melphalan Chlorambucil

Melphalan PK Indication Toxicité Existe PO (Alkeran) Myélome Hématologique surtout Reste des toxicités idem autres alkylants

Moutardes azotées Mechlorétamine Cyclophosphamide Ifosfamide Melphalan Chlorambucil

Chlorambucil PK Action identique moutarde (système lymphoïde +++ PO Action identique moutarde (système lymphoïde +++ Indications CLL Macroglobulinémie

Ethylenimines et Methylmelamines Thiotepa, Altretamine (hexamethylamine) Toxicité non spécifique Mais hématologique un peu retardée Indications étroites Instillation intravésicale, conditionnement de greffe (TTP) Rarement ovaire (altretamine)

Alkyl sulfonates Busulfan PO, bonne absorption Dose conventionnelles action sélective sur la lignée granuleuse Hautes doses : VOD, fibrose pulmonaire Indications De plus en plus restreintes…LMC Reste conditionnement avant greffe (BuCy)

Nitrosourées Carmustine (BCNU) Lomustine (CCNU) Bifonctionnels Intérêt : franchissement de la barrière hémato-encéphalique Indication Tumeurs SNC

Triazènes Dacarbazine (DTIC) Toxicités Indications GI ++ Myelosuppression Syndrome pseudo grippal Indications Mélanome MDH

Master de Pharmacologie Pharmacologie des Antimétabolites Vincent Lévy Centre d’Investigations Cliniques et INSERM U717 Hôpital Saint Louis

Plan Antifoliques Analogues pyrimidique Analogues purique Methotrexate 5-FU Ara-C Analogues purique Mercaptopurine Thioguanine Fludarabine Pentostatine

Antifoliques - Methotrexate Première RC leucémie (Farber 1948) Première guérison T solide (choriocarcinome, 1963) Autres indications PR Psoriasis grave Crohn, Wegener Transplantation d’organes

Methotrexate (2) Relation structure activité Acide folique facteur essentiel dont dérivent une série de cofacteurs (tétrahydrofolates) indispensables à la synthèse de précurseurs du DNA (thymidilate et purines) et RNA (purines) DHFR : cible n°1 des antifoliques

Methotrexate (3) Mécanismes d’action Inhibition de la DHFR Accumulation de substrats toxiques (polyglutamates)

Methotrexate (3) Mécanismes de résistance Défaut de transport Production de formes altérées de DHFR Augmentation des taux intra-cellulaires de DHFR Diminution de la synthèse des polyglutamates Intérêt du MTX à hautes doses…

Methotrexate (4) Toxicité Action sur les tissus à développement rapide Moelle Digestif Maximum 5-10 j, retour rapide sauf si défaut d’excrétion du médicament Autres Pneumopathie Fibrose portale (chronique)

Methotrexate (5) Pharmacocinétique Existe IV, PO, IT, IM PO saturable → IV Triphasique Demie vie terminale 8-10h, diffusion épanchement Fixation proteique 50% Excrétion urinaire +++

Methotrexate (5) Indications thérapeutiques LA (entretien) LNH Sein Ostéosarcome Choriocarcinome Tete et cou, vessie

Analogues pyrimidiques Mécanismes d’action 5-FU Nécessite conversion enzymatique pour être actif (ribosilation + phosphorylation) Aboutit à la formation du 5-FdUMP Inhibition de la Thymidine triphosphate +++ Inhibition de la transcription ARN Incorporation DNA

Analogues pyrimidiques (2) 5-FU Résistance ↓ des enzymes nécessaire à l’activation du 5-FU ↓ pyrimidine monophosphate kinase Amplification de la thymidilate synthetase Modulation CDDP, IFN, MTX, Leucovorine

Analogues pyrimidiques (2) 5-FU Indications Sein Digestif Ovaire Toxicités Digestive Myelosuppression (j9-14) Cardiaque

Analogues pyrimidiques (3) Cytosine Arabinoside Mécanismes d’action Nécessite « activation » en 5’ monophosphate Puis accumulation d’ARA-CTP Inhibition de l’élongation Mort cellulaire mal élucidée et différenciation possible

Analogues pyrimidiques (4) Cytosine Arabinoside Resistance ↓ deoxytidine kinase Tentative d’ARA-C HD (tx sérique X 50) Indications LA +++ Toxicité Hémato/muqueuse SNC (HD)

Analogues puriniques Mercaptopurine (+ dérivé : azathioprine) Indiqué dans le traitement d’entretien LA Azathioprine : immunosuppresseur Thioguanine Idem comme indication

Analogues puriniques (2) Fludarabine Inhibition DNA polymérase DNA primase Ribonucléotide réductase Incorporation DNA, RNA

Analogues puriniques (3) Pentostatine (2’deoxycoformycine) Inhibition ADA deaminase Cladribine (2-chlorodeoxyadenosine = 2-CdA)