Les SNP (single nucleotide polymorphism) constituent la forme la plus abondante (90 %) des variations génétiques du génome humain. Les puces à ADN permettent la caractérisation d’une partie ou de l’ensemble des SNP d’un individu. Récemment, leurs utilisations ont permis d’identifier des polymorphismes génétiques responsables d’une sensibilité particulière. Nous prendrons pour exemple les analyses réalisées au cours des réactions idiosyncratiques métaboliques et immunologiques dues à trois médicaments, la warfarine, l’abacavir et le ximélagatran.

La warfarine est un anticoagulant oral largement utilisé dans le traitement des maladies thromboemboliques. Sa fenêtre thérapeutique est étroite. Il faut donc définir la dose à l’équilibre pour chaque patient afin d’obtenir une bonne efficacité thérapeutique avec un risque hémorragique minimum. Après des recherches à l’aide des approches gène-candidat, les polymorphismes des gènes codant pour le cytochrome P4502C9 (CYP2C9), la vitamine K époxyde réductase (VKORC1) [ 29] et le cytochrome P4504F2 (CYP4F2) ont été significativement associés à la variabilité de réponse à la warfarine par des approches de génomique (genome-wide) [ 9– 11]. Ainsi, les génotypes de CYP2C9, de VKORC1 et de CYP4F2, l’âge et le poids permettent d’expliquer 60,5 % de la variabilité interindividuelle de la dose à l’équilibre de la warfarine [ 12]. Ces génotypes constituent donc des biomarqueurs utilisables par les cliniciens pour limiter les effets indésirables des anticoagulants anti-vitamine K.

L’abacavir est un inhibiteur nucléosidique de la transcriptase inverse utilisé dans le traitement des patients infectés par le VIH (virus de l’immunodéficience humaine). Cependant, on observe une hypersensibilité idiosyncratique chez environ 5 % des patients traités, ce qui peut conduire, dans quelques cas, au décès. Des approches génomiques ont montré que l’allèle HLAB*5701 est associé à l’hypersensibilité à l’abacavir [ 13– 15], et une étude prospective a prouvé l’utilité du génotypage de l’allèle HLA-B*5701 avant l’administration d’abacavir pour supprimer le risque de ces réactions [ 16].

Enfin, le ximélagatran a été utilisé dans la prévention et le traitement de maladies thrombo-emboliques. Une étude génomique rétrospective cas-contrôle a été entreprise pour identifier les SNP qui pourraient être associés à l’élévation de l’alanine aminotransférase (ALAT) sérique, observée chez 6 à 13 % des patients traités sur une longue durée par ce médicament. Une très forte association entre l’élévation d’ALAT et les allèles HLA DRB*107 et DQA1*02 a été observée [ 17].

Ces approches génomiques ont permis d’identifier les patients qui présentent un risque de développer des effets indésirables grâce à de nouveaux biomarqueurs, sans toujours apporter une explication au phénomène.

Les industries pharmaceutiques montrent un intérêt particulier vis-àvis des technologies « omiques » susceptibles d’identifier plus précocement un profil transcriptomique, protéomique ou métabonomique² spécifique d’une toxicité. L’identification d’une signature moléculaire caractéristique d’une toxicité permettrait d’identifier des biomarqueurs pertinents [ 18, 19]. Seules quelques études transcriptomiques ont été publiées en ce qui concerne les composés impliqués dans des réactions idiosyncratiques. Nous présentons des études impliquant d’une part la D-pénicillamine, la carbamazépine, la phénytoïne et l’acide tiénilique qui provoquent des réactions idiosyncratiques relayées par le système immunitaire, et d’autre part la trovafloxacine et la troglitazone qui provoquent des hépatotoxicités idiosyncratiques potentialisées par un phénomène inflammatoire (d’origine virale, bactérienne, ou dû à une maladie inflammatoire).

La D-pénicillamine est un antii nflammatoire qui provoque, chez certains patients, des réactions autoimmunes variées (syndrome lupique, myasthénies). Une signature transcriptomique, composée de trois gènes, KID-1 (kidney ischemia developpemen t), SGK (serum glucocorticoid-regulated kinase) et CINC (cytokine-induced neutrophil chemoattractant), a été identifiée à partir des profils d’expression d’ARN de foies de rats traités ou non par la Dpénicillamine. L’étude a démontré, par la suite, que ces trois gènes pouvaient servir de marqueurs sériques prédictifs du développement d’une réaction autoimmune chez les animaux traités [ 20]. Les autres études ont mis en évidence des processus biologiques impliqués dans les phénomènes de toxicité idiosyncratique plutôt que des marqueurs prédictifs.

Des études menées avec les anticonvulsivants (carbamazépine et phénytoïne) et avec l’acide tiénilique (AT) ont été réalisées dans le but de trouver un signal de danger précoce. Les animaux ont été sacrifiés dans les 6 heures qui ont suivi l’administration du traitement sans savoir si une réaction auto-immune se développait. Pour la carbamazépine et la phénytoïne, les gènes du stress oxydant pourraient être à l’origine du DRESS syndrome (drug reaction with eosinophilia and systemic symptoms) que ces médicaments peuvent provoquer [ 21]. L’AT est un diurétique retiré du marché au début des années 1990 en raison des hépatites idiosyncratiques qu’il provoquait. Une étude transcriptomique réalisée à partir de foies de rats sacrifiés 6 heures et 24 heures après un traitement par l’AT a démontré que l’expression de gènes impliqués dans le stress oxydant, l’inflammation, et la régénération hépatique est déjà modifiée à 6 heures. Cette étude suggère que le stress oxydant, mais aussi un stress du réticulum endoplasmique, pourraient être à l’origine des signaux de danger produits par la cellule hépatique pour déclencher la réponse immunitaire.

En revanche, 24 heures après le traitement, les gènes régulés sont plutôt ceux impliqués dans la régénération cellulaire, le cycle cellulaire et la réponse au stress. Ainsi, la cellule a mis en place des mécanismes de défense, de réparation et d’adaptation au stress [ 22].

La trovafloxacine (TVX) est un antibiotique retiré du marché parce qu’il provoquait des hépatotoxicités idiosyncratiques. La lévofloxacine (LVX) est un antibiotique de la même classe qui ne provoque pas ce type de réaction. Chez le rat, une inflammation induite par des doses non toxiques de LPS (lipopolysaccharide bactériens, endotoxine) administrées en association avec des doses non toxiques de TVX provoque une hépatotoxicité comparable à celle observée chez l’homme. Afin d’identifier les mécanismes à l’origine des réactions différentes, une étude transcriptomique a comparé l’expression des gènes hépatiques de rats traités soit par LPS + TVX soit par LPS + LVX [ 23]. La principale différence observée est une augmentation de l’expression de gènes codant pour des chimiokines (CINC-1, MIP-2 : macrophage-inflammatory protein-2) et des cytokines (GM-CSF : granulocyte macrophage colony-stimulating factor, IL(interleukine)-6) uniquement chez les rats LPS + TVX. Ces augmentations entraîneraient une accumulation des neutrophiles responsables de l’hépatotoxicité. Avec une approche similaire, les mêmes effets ont été observés chez des souris traitées par LPS + TVX [ 24], et il a été montré que l’IL-18 et l’IFN-γ (interféron-γ) jouaient un rôle crucial dans l’hépatotoxicité [ 25]. Cette approche identifie donc des pistes mécanistiques et des biomarqueurs de la toxicité chez l’homme.

Par ailleurs, un modèle in vitro a été validé pour la troglitazone (TGZ), un agoniste de PPARγ (peroxisome proliferator-activated receptor) utilisé dans le traitement du diabète de type 2 qui induit des hépatotoxicités idiosyncratiques. Lors de leur préparation, les hépatocytes isolés sont soumis à une réponse proinflammatoire qui pourrait mimer le traitement par LPS des modèles in vivo. Des profils transcriptomiques différents ont été identifiés lors de l’addition aux cultures primaires d’hépatocytes humains de TGZ (composé toxique) et de rosiglitazone et pioglitazone (composés non toxiques) [ 26].

Une étude récente a consisté à stimuler des cellules hépatiques (hépatocytes primaires humains, hépatocytes de rats, lignée d’hépatome humain HepG2) par un cocktail cytokinique (IFN γ, TNF, IL-1α, IL-6). Une cytotoxicité a été ensuite observée lors d’un traitement par des médicaments induisant des réactions idiosyncratiques (ranitidine, TVX, nimésulide), mais non lors d’un traitement par des médicaments non hépatotoxiques (famotidine, LVX, aspirine) [ 27].

Les résultats obtenus dans ces différentes études transcriptomiques soulignent, entre autres, la participation de l’inflammation (cytokines, chimiokines) dans les réactions idiosyncratiques. Ainsi, un épisode inflammatoire suffisamment intense chez un patient pourrait abaisser le seuil de toxicité de certains médicaments [ 28]. La réponse inflammatoire, qui constitue l’élément essentiel de la dynamique de l’immunité innée, serait en étroite connexion avec la réponse immunitaire (immunité acquise) et jouerait un rôle potentialisateur majeur dans les premières étapes de la réponse immunitaire.