Métabolisme d'antidépresseurs dans différentes espèces : aspects méthodologiques et pharmacogénétiques, perspectives cliniques

Résumé pour large public Unité de Biochimie et Psychopharmacologie Clinique, Centre de neurosciences Psychiatrique, Département de Psychiatrie Adulte, Faculté de Biologie et de Médecine, Université de Lausanne Lors de la prise d'un médicament, celui-ci va passer par différentes étapes que sont l'absorption, la distribution, le métabolisme et enfin l'élimination. Ces quatre étapes sont regroupées sous le nom de pharmacocinétique. A noter que ces quatre paramètres sont dynamiques et en constante évolution. Durant cette thèse, nous avons investigué différents aspects de la pharmacocinétique, tout d'abord par une revue de la littérature sur la glycoprotéine-P (Pgp). Récemment découverte, cette protéine de membrane est située aux endroits stratégiques de l'organisme comme la barrière hématoencéphalée, le placenta ou les intestins où elle influencera l'entrée de différentes substances, en particulier les médicaments. La Pgp serait impliquée dans les phénomènes de résistances aux agents thérapeutiques en oncologie. La Pgp influence donc l'absorption des médicaments, et son impact en clinique, en termes d'efficacité de traitement et de toxicité prend chaque jour plus d'importance. Ensuite nous avons mis au point une méthode d'analyse quantitative d'un antidépresseur d'une nouvelle génération : la mirtazapine (Remeron®). La nouveauté réside dans la façon dont la mirtazapine interagit avec les neurotransmetteurs impliqués dans la dépression que sont la sérotonine et la noradrénaline. Cette méthode utilise la chromatographie liquide pour séparer la mirtazapine de ses principaux métabolites dans le sang. La spectrométrie de masse est utilisée pour les détecter et les quantifier. Les métabolites sont des substances issues de réactions chimiques entre la substance mère, la mirtazapine, et généralement des enzymes hépatiques, dans le but de rendre cette substance plus soluble en vue de son élimination. Cette méthode permet de quantifier la mirtazapine et ses métabolites dans le sang de patients traités et de déterminer la variation des taux plasmatiques chez ces patients. Puis nous avons étudié le métabolisme d'un autre antidépresseur, le citalopram, qui a un métabolisme complexe. Le citalopram est un racémate, c'est-à-dire qu'il existe sous forme de deux entités chimiques (R-(-) et S-(+) citalopram) qui ont le même nombre d'éléments mais arrangés différemment dans l'espace. La voie métabolique cérébrale du citalopram est sous le contrôle d'une enzyme, la monoamine oxydase (MAO), conduisant à une forme acide du citalopram (l'acide propionique du citalopram). La MAO existe sous deux formes : MAO-A et MAO-B. Nous avons utilisé des souris déficientes d'un gène, celui de la MAO-A, pour mieux en comprendre le métabolisme en les comparants à des souris sauvages (sans déficience de ce gène). Nous avons utilisé le citalopram et deux de ses métabolites (le déméthylcitaloprarn et le didéméthyícitalopram) comme substrats pour tester la formation in vitro de l'acide propionique du citalopram. Nos résultats montrent que la MAO-A favorise la formation de l'entité R-(-) et présente une plus grande affinité pour le citalopram, tandis que la MAO-B métabolise préférentiellement l'entité S-(+) et a une plus grande affinité pour les deux métabolites déméthylés. De plus, la déficience en MAO-A est partiellement compensée parla MAO-B chez les souris déficientes du gène de la MAO-A. Enfin, nous avons étudié une deuxième voie métabolique du citalopram qui s'est avérée toxique chez le chien Beagle. Celle-ci est catalysée par une autre famille d'enzymes, les cytochromes P-450, et mène aux métabolites déméthylés et didéméthylés du citalopram. Nous avons utilisé des tissus hépatiques de chiens Beagle. Plusieurs cytochromes P-450 sont impliqués dans le métabolisme du citalopram menant à sa forme déméthylée, ceci tant chez l'homme que chez le chien. Par contre, dans le métabolisme de la forme déméthylée menant à 1a forme didéméthylée, un seul cytochrome P-450 serait impliqué chez l'Homme, tandis qu'ils seraient plusieurs chez le chien. L'activité enzymatique produisant la forme didéméthylée est beaucoup plus importante chez le chien comparé à l'homme. Cette observation soutien l'hypothèse que des taux élevés de la forme didéméthylée participent à la toxicité spécifique du citalopram chez le chien. Nous pouvons conclure que plusieurs famille d'enzymes sont impliquées tant au niveau cérébral qu'hépatique dans la métabolisation de médicaments psychotropes. Sachant que les enzymes peuvent être stimulées ou inhibées, il importe de pouvoir suivre au plus prés les taux plasmatiques des différents psychotropes et de leurs métabolites. Résumé Unité de Biochimie et Psychopharmacologie Clinique, Centre de neurosciences Psychiatrique, Département de Psychiatrie Adulte, Faculté de Biologie et de Médecine, Université de Lausanne La plupart des médicaments subissent une transformation enzymatique dans l'organisme. Les substances issues de cette métabolisation ne sont pas toujours dotées d'une activité pharmacologique. Il s'est avéré par conséquent indispensable de suivre les taux plasmatiques d'une substance et de ses métabolites et d'établir ou non l'existence d'une relation avec l'effet clinique observé. Ce concept nommé « therapeutic drag monitoring » (TDM) est particulièrement utile en psychiatrie ou un manque de compliance des patients est fréquemment observé. Les médicaments psychotropes ont un métabolisme principalement hépatique (cytochromes P-450) et parfois cérébral (monoamines oxydases), comme pour le citalopram par exemple. Une méthode stéréosélective de chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse a été développée pour analyser les énantiomères R-(-) et S-(+) d'un antidépresseur agissant sur les récepteurs noradrénergiques et sérotoninergiques, la mirtazapine et de ses métabolites déméthylmirtazapine et 8-hydroxymirtazapine. Les données préliminaires obtenues dans les plasmas dosés suggèrent que les concentrations de R-(-)-mirtazapine sont plus élevées que celles de S-(+)-mirtazapine, à l'exception des patients qui auraient comme co-médication des inhibiteurs du CYP2D6, telle que la fluoxétine ou la thioridazine. Il y a une enantiosélectivité du métabolisme de la mirtazapine. En particulier pour la 8-hydroxymirtazapine qui est glucuroconjuguée et pour laquelle le ratio S/R varie considérablement. Cette méthode analytique présente l'avantage d'être utilisable pour le dosage stéréosélectif de la mirtazapine et de ses métabolites dans le plasma de patients ayant d'autres substances en co-médication. La glycoprotéine P fonctionne comme une pompe transmembranaire transportant les xénobiotiques depuis le milieu intracellulaire vers le milieu extracellulaire. Son induction et son inhibition, bien que moins étudiées que pour les cytochromes P-450, ont des implications cliniques importantes en termes d'efficacité de traitement et de toxicité. Cette glycoprotéine P a fait l'objet d'une recherche bibliographique. Nous avons étudié le métabolisme du citalopram, un antidépresseur de la classe des inhibiteurs spécifiques de la recapture de la sérotonine chez la souris et chez le chien. Cette substance subit un métabolisme complexe. La voie de métabolisation conduisant à la formation de l'acide propionique du citalopram, catalysée par les monoamines oxydases, a été étudiée in vitro dans les mitochondries cérébrales chez la souris déficiente du gène de la MAO-A (Tg8). La monoamine oxydase A catalyse la formation de l'énantiomère R-(-) et présente une plus grande affinité pour les amines tertiaires, tandis que la monoamine oxydase B favorise la formation de la forme S-(+) et a une affinité plus marquée pour les amines secondaires et primaires. L'étude du citalopram chez la souris Tg8 adulte a montré que la monoamine oxydase B compense la déficience de la monoamine oxydase A chez ces souris génétiquement modifiées. Une autre voie de métabolisation du citalopram conduisant à la formation de didéméthylcitalopram, catalysée par les cytochromes P-450, a été étudiée in vitro dans des microsomes hépatiques de chiens Beagle. Nos études ont montré que les cinétiques de N-déméthylation du citalopram sont biphasiques chez le chien. Les orthologues canins impliqués dans la première N-déméthylation semblent être identiques aux cytochromes P-450 humains. Par contre, dans la deuxième Ndéméthylation, un seul cytochrome P-450 semble être impliqué chez l'homme (CYP2D6), tandis qu'on retrouve jusqu'à cinq orthologues chez le chien. Le CYP2D15, orthologue canin du CYP2D6, est majoritairement impliqué. De plus, l'activité enzymatique, reflétée par les clairances intrinsèques, dans la première N-déméthylation est jusqu'à 45 fois plus élevée chez le chien comparé à l'homme. Ces différentes observations soutiennent l'hypothèse que des taux élevés de didéméthylcitalopram sont responsables de la toxicité du citalopram chez le chien. Nous pouvons conclure que plusieurs famille d'enzymes sont impliquées tant au niveau cérébral qu'hépatique dans la métabolisation de médicaments psychotropes. Sachant -que les enzymes peuvent être induits ou inhibés, il importe de pouvoir suivre au plus près les taux plasmatiques des différents psychotropes et de leurs métabolites. Summary Most of the drugs are metabolized in the organism. Substances issued from this metabolic activity do not always show a pharmacological activity. Therefore, it is necessary to monitor plasmatic levels of drugs and their metabolites, and establish the relationship with the clinical effect. This concept named therapeutic drug monitoring is very useful in psychiatry where lack of compliance is commonly observed. Antidepressants are mainly metabolized in the liver (cytochrome P-450) and sometimes in the brain (monoamine oxidase) like the citalopram, for exemple. A LC-MS method was developed, which allows the simultaneous analysis of R-(-) and S-(+) enantiomers of mirtazapine, an antidepressant acting specifically on noradrenergic and serotonergic receptors, and its metabolites demethylmirtazapine and 8-hydroxymirtazapine in plasma of mirtazapine treated patients. Preliminary data obtained suggested that R-(-) mirtazapine concentrations were higher than those of S-(+) mirtazapine, except in patients comedicated with CYP2D6 inhibitors such as fluoxetine or thioridazine. There is an enantioselectivity in the metabolism of mirtazapine. In particular for the 8-hydroxymirtazapine, which is glucuroconjugated and S/R ratio varies considerably. Therefore this method seems to be suitable for the stereoselective assay of mirtazapine and its metabolites in plasma of patients comedicated with mirtazapine and other drugs for routine and research purposes. P-glycoprotein is working as an efflux transporter of xenobiotics from intracellular to extracellular environment. Its induction or inhibition, although less studied than cytochrome P-450, has huge clinical implications in terms of treatment efficacy and toxicity. An extensive literature search on P-glycoprotein was performed as part of this thesis. The study of citalopram metabolism, an antidepressant belonging to the class of selective serotonin reuptake inhibitors. This substance undergoes a complex metabolism. First metabolization route leading to citalopram propionic acid, catalyzed by monoamine oxidase was studied in vitro in mice brain mitochondria. Monoamine oxidase A catalyzed the formation of R-(-) enantiomer and showed greater affinity for tertiary amines, whereas monoamine oxidase B triggered the formation of S-(+) enantiomer and demonstrated higher affinity for primary and secondary amines. citalopram evaluation in adult Tg8 mice showed that monoamine oxidase B compensated monoamine oxidase A deficiency in those genetically transformed mice. The second metabolization route of citalopram leading to didemethylcitalopram and catalyzed by cytochrome P-450 was studied in vitro in Beagle dog's livers. Our results showed that citalopram N-demethylation kinetics are biphasic in dogs. Canine orthologs involved in the first N-demethylation seemed to be identical to human cytochromes P-450. However, in the second N-demethylation only one cytochrome P-450 seemed to be involved in human (CYP2D6), whereas up to five canine orthologs were found in dogs. CYP2D15 canine ortholog of CYP2D6 was mainly involved. In addition, enzymatic activity reflected by intrinsic clearance in the first N-demethylation was up to 45 fold higher in dogs compared to humans. Those observations support the assumption that elevated rates of didemethylcitalopram are responsible for citalopram toxicity in dogs. We can conclude that several enzymes groups are involved in the brain, as well as in the liver, in antidepressant metabolization. Knowing that enzymes may be induced or inhibited, it makes sense to closely monitor plasmatic levels of antidepressants and their metabolites.

A pilot feasibility, safety and biological efficacy multicentre trial of therapeutic hypercapnia after cardiac arrest: study protocol for a randomized controlled trial.

BACKGROUND: Cardiac arrest causes ischaemic brain injury. Arterial carbon dioxide tension (PaCO2) is a major determinant of cerebral blood flow. Thus, mild hypercapnia in the 24 h following cardiac arrest may increase cerebral blood flow and attenuate such injury. We describe the Carbon Control and Cardiac Arrest (CCC) trial. METHODS/DESIGN: The CCC trial is a pilot multicentre feasibility, safety and biological efficacy randomized controlled trial recruiting adult cardiac arrest patients admitted to the intensive care unit after return of spontaneous circulation. At admission, using concealed allocation, participants are randomized to 24 h of either normocapnia (PaCO2 35 to 45 mmHg) or mild hypercapnia (PaCO2 50 to 55 mmHg). Key feasibility outcomes are recruitment rate and protocol compliance rate. The primary biological efficacy and biological safety measures are the between-groups difference in serum neuron-specific enolase and S100b protein levels at 24 h, 48 h and 72 h. Secondary outcome measure include adverse events, in-hospital mortality, and neurological assessment at 6 months. DISCUSSION: The trial commenced in December 2012 and, when completed, will provide clinical evidence as to whether targeting mild hypercapnia for 24 h following intensive care unit admission for cardiac arrest patients is feasible and safe and whether it results in decreased concentrations of neurological injury biomarkers compared with normocapnia. Trial results will also be used to determine whether a phase IIb study powered for survival at 90 days is feasible and justified. TRIAL REGISTRATION: Australian New Zealand Clinical Trials Registry ACTRN12612000690853 .

Recommendations for the use of multimodal monitoring in the neurointensive care unit.

PURPOSE OF REVIEW: Multimodal monitoring (MMM) is routinely applied in neurointensive care. Unfortunately, there is no robust evidence on which MMM-derived physiologic variables are the most clinically relevant, how and when they should be monitored, and whether MMM impacts outcome. The complexity is even higher because once the data are continuously collected, interpretation and integration of these complex physiologic events into targeted individualized care is still embryonic. RECENT FINDINGS: Recent clinical investigation mainly focused on intracranial pressure, perfusion of the brain, and oxygen availability along with electrophysiology. Moreover, a series of articles reviewing the available evidence on all the MMM tools, giving practical recommendations for bedside MMM, has been published, along with other consensus documents on the role of neuromonitoring and electroencephalography in this setting. SUMMARY: MMM allows comprehensive exploration of the complex pathophysiology of acute brain damage and, depending on the different configuration of the pathological condition we are treating, the application of targeted individualized care. Unfortunately, we still lack robust evidence on how to better integrate MMM-derived information at the bedside to improve patient management. Advanced informatics is promising and may provide us a supportive tool to interpret physiologic events and guide pathophysiological-based therapeutic decisions.

[Place of volunteers in home care setting for taking care of individuals with Alzheimer's disease related dementia: Qualitative survey in a specialized unit] Place du bénévolat en EHPAD dans la prise en charge des personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer ou démences apparentées : enquête qualitative dans une unité protégée.

Objectifs En EHPAD, selon les recommandations de la Haute Autorité de santé (HAS), la prise en charge non médicamenteuse des troubles psychocomportementaux associés à la maladie d'Alzheimer ou aux syndromes apparentés, implique une réorganisation, une formation spécifique du personnel et du temps. Se pose ici la question du rôle des bénévoles dans cette prise en charge. Matériels et méthodes Enquête descriptive à partir de questionnaires distribués aux différents intervenants (bénévoles, professionnels de santé et aidants familiaux) d'une unité protégée de l'EHPAD de la clinique du Diaconat (Colmar, France) et spécifiquement élaborés pour évaluer leur vécu de l'expérience de bénévolat dans la prise en charge des résidents souffrant d'une maladie d'Alzheimer ou d'un syndrome apparenté. Résultats Sur les 101 questionnaires qui ont été remplis, 85,7 % des aidants, 60 % des bénévoles et 42,1 % des professionnels constataient des bénéfices pour eux-mêmes. Les professionnels et les aidants avaient confiance dans l'intervention des bénévoles. Cependant, les bénévoles semblaient manquer de compétence pour le soutien des aidants et dans les techniques de communication avec les résidents. Les points essentiels pour permettre un fonctionnement harmonieux entre les différents intervenants étaient de bien définir préalablement le rôle de bénévoles et d'en informer les autres intervenants, de former les bénévoles à ce rôle et de favoriser la communication entre les bénévoles et les professionnels. Conclusion Cette enquête montre que les bénévoles ont une place aux côtés des équipes soignantes pour participer à la prise en charge non médicamenteuse des personnes atteintes de maladie d'Alzheimer ou syndromes apparentés. Ils ont une position singulière et jouent un rôle complémentaire de celui des soignants et des aidants. Objectives According to the recommendation of the French High Authority of Health (HAS), the non-pharmaceutical management of psycho-behavioural disorders associated with Alzheimer's disease or related disorders in a nursing home, involves reorganization an specific training for staff members and time. This raises the question of the role of volunteering in this approach. Materials and methods A descriptive survey using questionnaires distributed to various stakeholders (volunteers, healthcare professionals and caregivers) of a protected unit of the nursing home of the Diaconat clinic (Colmar, France) and specifically designed to assess their experience of the volunteering in supporting residents suffering from Alzheimer's diseases or related disorders. Results Of the 101 questionnaires that were filled in, 85.7% of caregivers, 60% of volunteers and 42.1% of professionals recorded benefits for themselves. Professionals and informal carers had confidence in the intervention of volunteers. However, volunteers seemed to lack skills to support informal caregivers and specific knowledge about the technique of communicating with residents. The key points to favor harmonious collaborations between the different stakeholders were: to properly define the role of volunteers and to inform other stakeholders about this role previously, and to specifically educate themselves in this task and to promote communication between volunteers and all other professionals. Conclusion This study shows that volunteers have a place alongside medical teams to participate in the non-pharmaceutical treatment for people with Alzheimer's disease or related syndromes. They have a unique position and play a complementary role to that of carers and informal caregivers.

Perceptions of twelve-step mutual-help groups and their associations with motivation, treatment attendance and alcohol outcomes among chronically homeless individuals with alcohol problems.

BACKGROUND: Twelve-step mutual-help groups (TMGs) are among the most available forms of support for homeless individuals with alcohol problems. Qualitative research, however, has suggested that this population often has negative perceptions of these groups, which has been shown to be associated with low TMG attendance. It is important to understand this population's perceptions of TMGs and their association with alcohol outcomes to provide more appropriate and better tailored programming for this multiply affected population. The aims of this cross-sectional study were to (a) qualitatively examine perception of TMGs in this population and (b) quantitatively evaluate its association with motivation, treatment attendance and alcohol outcomes. METHODS: Participants (N=62) were chronically homeless individuals with alcohol problems who received single-site Housing First within a larger evaluation study. Perceptions of TMGs were captured using an open-ended item. Quantitative outcome variables were created from assessments of motivation, treatment attendance and alcohol outcomes. RESULTS: Findings indicated that perceptions of TMGs were primarily negative followed by positive and neutral perceptions, respectively. There were significant, positive associations between perceptions of TMGs and motivation and treatment attendance, whereas no association was found for alcohol outcomes. CONCLUSIONS: Although some individuals view TMGs positively, alternative forms of help are needed to engage the majority of chronically homeless individuals with alcohol problems.