Mechanism of immunoallergic hepatitis due to tienilic acid: Metabolic activation of this drug and covalent binding to cytochrom P450's 2C in human and in rat.
Mécanisme des hépatites immunoallergiques induites par l'acied tiénilique : Activation métabolique de ce médicament et fixation covalente sur les cytochromes P4502C chez l'homme et le rat
Résumé
The increasing number of hospitalizations due to drug induced toxic effects secondary to a drug treatment is a major problem of public health. Drug induced hepatitis, the most frequent iatrogenic problem is also an economic problem. Drug induced hepatotoxicity is the first cause of market withdrawal. Non detection of the hepatotoxic potential before lauch of a drug is mostly due to the idiosyncratic toxicity . Drug induced hepatitis can be divided in two groups. Direct hepatitis and immunoallergic hepatitis. The mechanism of idiosyncratic reactions is not well known, and progress in its comprehension is needed for reasons of economics and public health. My work has consisted into understanding the first steps of the appearance of idiosyncratic hepatitis, and in particular of that due to tienilic acid (TA). This uricosuric diuretic was withdrawn in 1992 and was responsible of a number of immunoallergic cytolytic hepatitis. Patient sera contained anti-tissue antibodies called Anti-LKM2 (anti-LiverKidneyMicrosome2). These antibodies specifically recognize CYP2C9 a human cytochrome P450 responsible for TA metabolisation. The major results of my study are : Tienilic acid activation by human liver microsomes leads to a reactive metabolite which binds covalently to hepatic proteins. The isomer of tienilic acid TAI is activated to a thiophen sulfoxide which react with protein nucleophiles to covalent adducts. Both adductThe formation of reactive metabolite, possibly a thiophen S-oxide of TA may constitute the first step of TA drug induced hepatitis. Wehave shown that TA activation into covalent adducts by human liver microsomes is very specific: CYP2C9 is the major target. Thus CYP2C9 alkylation could be the second step of its drug induced hepatitis. We have also shown that CYP2C11 the homologous P450 in rat is the target of TA covalent binding both in vitro and in vivo. In rat liver the TA adducts are localized on the centrolobular area. This major alkylation of centrolobular hepatocytes could favorize the presentation of adducted proteins to blood immunocompetent cells, and thus constitute the third step in drug induced hepatitis. Finally we show that all patients treated with TA have circulating antibodies directed against TA bound to proteins.
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.