toxicite myocardique
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TOXICITE MYOCARDIQUE Cardiotoxicitéhm05Nov2011 1 CARDIOTOXICITE I. CARDIOTOXICITE DES MEDICAMENTS • CARDIOMYOPATHIES II. MECANISMES BIOCHIMIQUES GENERAUX DE LA CARDIOTOXICITE • STRESS OXYDATIF ET CARDIOTOXICITE • LESIONS DE REPERFUSION POST ISCHEMIQUE • LESION DU SARCOLEMME, SURCHARGE CALCIQUE, ET CARDIOTOXICITE • DYSFONCTIONNEMENT MITOCHONDRIAL ET CARDIOTOXICITE I. III ELECTROPHYSIOLOGIE ET CARDIOTOXICITE • INHIBITION DES CANAUX SODIQUES RAPIDES • INHIBITION DU COURANT LENT CALCIQUE • DEPRESSION DES COURANTS POTASSIQUES • POTENTIEL DE REPOS ET POTENTIEL D’ACTION II. IV CATEGORIES PRINCIPALES DE MEDICAMENTS CARDIOTOXIQUES • LES ANTIBIOTIQUES – LES ANTIFONGIQUES • LES ANTINEOPLASIQUES • LES MEDICAMENTS AGISSANT AU NIVEAU DU SYSTEME NERVEUX • LES CATECHOLAMINES ET MEDICAMENTS APPARENTES • LES MEDICAMENTS ANTIARYTHMIQUES • LES ANTIHISTAMINIQUES H1 DE SECONDE GENERATION • CISAPRIDE • LES SULFAMIDES HYPOGLYCEMIANTS : CARDIOTOXICITE ? • LES AINS • LES MEDICAMENTS INSUISANT UNE PROLONGATION DU QT : UN INDICE DE CARDIOTOXICITE 2 CARDIOTOXICITE DES MEDICAMENTS CARDIOMYOPATHIES Cardiomyopathie alcoolique Cardiomyopathie aux catécholamines Cardiomyopathie aux anthracyclines I-MECANISMES BIOCHIMIQUES GENERAUX DE LA CARDIOTOXICITE STRESS OXYDATIF ET CARDIOTOXICITE RLO et cardiotoxicité induite par les médicaments LESIONS DE REPERFUSION POST ISCHMEQUE Oxygène - Calcium – et pH paradoxes Hypoperfusion – Tachycardie LESION DU SARCOLEMME, SURCHARGE CALCIQUE, ET CARDIOTOXICITE DYSFONCTIONNENEMENT MITOCHONDRIAL ET CARDIOTOXICITE 3 ELECTROPHYSIOLOGIE ET CARDIOTOXICITE - Inhibition des canaux sodiques rapides - Inhibition du courant lent calcique - Dépression des courants potassiques - Na+/K+ATPase – Groupes sulfhydryl SH - Echangeur Ca2+/Na2+ - Echangeur Na+/H+ - Potentiel de repos et potentiel d’action 4 5 6 I-cardiomyopathie alcoolique BUDAS GR 2010 7 I-Cardiomyopathies induites par les catécholamines Robinet A. Millart H. 2005 8 II-1 Stress oxydatif O2.- O2+ e- 2H+ -. O2 GSSG+H2O SOD GSHPx H2O2+O2 GSH Zn ++→Θ Fe++ Ca++ O2.O2+OH-+OH . . . H2O2 CAT 2 H2O+O2 Formation and inactivation of reactive oxygen species9 II-1 stress oxydatif Redox signalinf in cardiac myocytes SANTO C. 2011 10 II-1 stress oxydatif 11 II-1 Stress oxydatif H2N CH2 CH2 CH2 N SH H AMIFOSTINE→ →WR-1065 H2N O O S OH TAURINE 2+ 25-50 % du pool d’AA . Propirétés antioxydantes ; ICa 12 13 Taurine prevents cardiomyocyte death by inhibiting NADPH oxidase-mediated calpain activation (Ying Li 2009) 14 Rojas-Rivera D. 2009 FEBS Letters (efflux de K+, Cl-, taurine, eau) Regulatory Volume Decrease 15 II-1 STRESS OXYDATIF : déséquilibre entre production de RLO et destruction RLO : ANION SUPEROXYDE ; « EAU OXYGENEE » ; RADICAL HYDROXYL ; Fe2+ ; Cu2+ : métaux favorisant la production de RLO Malondialdéhyde (MDA) ; 4-hydroxy-nonenal (4-HNE) ; marqueurs du stress oxydatif (lipides) ; méthylglyoxal (stress oxydatif lié à la glycolyse : ex : diabète) ----------------------------------------------------------------------------------------------------ENZYMES DETRUISANT LES RADICAUX LIBRES : SOD ; GSH PEROXYDASE ; GSH REDUCTASE ; CATALASE THIOREDOXINE REDUCTASE (Se). ..................................................................................................................................... COMPOSES NON ENZYMATIQUES ANTIRADICALAIRES : GLUTATHION (GSH) ; THIOREDOXINE 1 ACIDE ASCORBIQUE ; TOCOPHEROLS ; COENZYME Q10 ; GLUCOSE ; ZINC (Zn) ; SELENIUM (Se) ; TAURINE 16 REGULATION REDOX DES CANAUX ET DES TRANSPORTEURS 1) Les groupements –SH des résidus cystéine sont des cibles potentielles • -ex : oxydation des groupements thiols des RyR : activation des RyR • oxydation des groupements thiols de la ca2+ ATPase du SERCA : inhibe l’enzyme 2) Le potentiel redox intracellulare et les systèmes tampons • RLO : chaîne de transport des électrons, Xanthine oxydase, NAD(P)H oxydase, cytochrome P450 : leur accumulation → SURCHARGE CALCIQUE. Physiologiquement : transduction du signal (anion superoxyde (RyR), cardioprotection, hypertrophie …) • GSH/GSSG>10 Peroxydase, réductase :voie des pentoses/GLUCOSE/NADPH→Na+-K+-ATPase et SERCA2a • Le couple NADH/NAD <0,05 • Le système thioredoxine (rôle du SELENIUM) : Trx réductase et Trx peroxydase (L’hydrogène du groupe Se-H (sélénocystéine) est plus labile que celui du S-H) • NO : eNOS et nNOS + iNOS (↑ inflammation) 17 • NO et (anion superoxyde) → PEROXYNITRITE (ONOO-) →ischémie/reperfusion II-1 Radicaux libres oxygénés et cardiotoxicité induite par les anthracyclines 18 II-2 Lésions de reperfusion post-ischémique Myocardial ischemia/reperfusion Generation of reactive oxygen species Lipid peroxidation Impaired membrane Mitochondrial and sarcoplasmic reticulum dysfunction integrity Altered calcium homeostasis Arrhytmias Myocardial stunning Necrosis (?) 19 Deleterious effects of reactive oxygen species in myocardial ischemia and reperfusion. II-2 Ischémie-Reperfusion ISCHEMIC INJURY OXIDATIVE STRESS RLO STIMULATION OF Na+-H+ & Na+-Ca+ EXCHANGERS Ca2+ OVERLOAD ACTIVATION OF PROTEASES ACTIVATION OF PHOSPHOLIPASES DEGRADATION OF MEMBRANE PHOSPHOLIPIDS PROTEOLYSIS OF CONTRACTILE & MEMBRANE PROTEINS LOSS OF STRUCTURAL & FUNCTIONAL INTEGRITY CARDIAC CONTRACTILE DYSFUNCTION Schematic representation of ischemia reperfusion-induced cardiac dysfunction due to activation of 20 proteases 2+ and phospholipases subsequent to Ca overload Réf : R.B. SINGH (2004) MOL. CELL BIOCHEM. CATHECHOLAMINES ET APPARENTES • DOSES ELEVEES : NECROSE MYOCARDIQUE • MECANISMES : – Augmentation de la fréquence – Augmentation de la MV02 – Augmentation de la pression artérielle systolique – Isoprénaline : idem + hypoperfusion des coronaires → HYPOXIE RELATIVE – – – – Spasme coronaire pour les agonistes α-adrénergiques Diminution des réserves énergétiques Surcharge calcique Stress oxydatif 21 II-3 SURCHARGE CALCIQUE I – PRINCIPALES CAUSES HYPERCALCEMIE TACHYCARDIE CATECHOLAMINES INHIBITION DE LA POMPE Na+- K+ (EXEMPLE : DIGITALIQUES) ISCHEMIE/REPERFUSION II – LOCALISATION DE LA SURCHARGE RETICULUM SARCO PLASMIQUE CYTOSOL MITOCHONDRIE 22 II-3 Surcharge calcique 4-Hydroxy-2-nonenal Induces Calcium Overload via the Generation of Reactive Oxygen Species in Isolated Rat Cardiac Myocytes (Kazufumi NAKAMURA ; Journal of Cardiac Failure 2009) HYPERPARATHYROIDIE ET CALCIUM PARADOXE DE L’HYPER ALDOSTERONISME PERTE DE CALCIUM ET DE MAGNESIUM [Ca2+]O PTH [Ca2+]i et [Mg2+]i DANS LES LYMPHOCYTES H2O2 [Ca2+]i DANS LES CARDIOMYOCYTES ALDOSTERONE : CANAUX CALCIQUES PTH : [Ca2+]i PTH (SECONDAIRE) [Ca2+] + [Mg2+] + Vit D PTH RAPPEL : HYPERCALCEMIE AIGUE : HTA TROUBLES DU RYTHME ARRÊT CARDIAQUE Réf : CHHOKAR US (2005) CIRCULATION LALEVEE N (2005) CARDIOVAS. RES. GOODWIN KD (2006) AM J MED SCI SUNY. 2006 CARDIOVASC.RES 24 II-3 Surcharge calcique Aldostérone, sodium et myocarde • Aldostérone -> surcharge calcique intracellulaire par le biais des canaux calciques lents (ICa²+ L) • Surcharge calcique cytosolique et mitochondriale -> stress oxydatif -> ouverture du canal mPTP et ICa²+ Lents. • Nécrose et remplacement par du tissu fibreux • Réf : Shahbaz A.U. J Cardiovasc Pharmacol (january 2011) 57 ; 37. Mitochondria-targeted Cardioprotection in Aldosteronism II-3 SURCHARGE CALCIQUE et CHARGE ENERGETIQUE ATP ADP Ca2+ 1 Ca2+ RETICULUM Ca2+ 3Na+ 3Na+ ATP CONSOMMATION D’ATP PRODUCTION D’ATP ATP ATP ADP ADP 2K+ Ca2+ REPOLARISATION RELAXATION CONSOMMATION D’ATP 26 Réticulum Sarcoplasmique, Potentiel Redox (NADH/NAD ; GSH/GS-S-G) et RLO H2O2/OH° -. O2 Ca2+ ⊕ RyR2 [NADH] [NAD] Θ Mg2+ Θ Ca2+ ⊕ Ca2+ Ca2+ RS Ca2+ Θ SERCA ⊕ [GSH] Ca2+ • RECEPTEUR A LA RYANODINE • SERCA H2O2/OH° -. O2 27 INFLUENCE de la CALMODULINE KINASE II (CAMKII) et de la PKA SUR LE STOCKAGE ET LA LIBERATION DE Ca2+ PAR LE RS SR RYR CAMKII Ca2+ ⊕ CAMKII SERCA [Ca2+]i Ca2+ (SYSTOLE) PA [Ca2+]i ⊕ PKA Ca2+ (DIASTOLE) NADH ATP (Mitochondrie) CONTRACTION Réf : LI Y (2002) CIRC RES GUO T (2006) CIRC RES BERS DM (2002) NATURE 28 29 Interactions du NADH et du signal Calcium (Séquence Ca²+ -> NADH -> ATP) NAD/NADH NAD/NADH × 30 UE10 Pharmacologie et Toxicologie du myocarde 18/27 Transfert du NADH dans la mitochondrie Fig 1 MAS ou Malate Aspartate Shuttle 31 UE10 Pharmacologie et Toxicologie du myocarde 19/27 2K+ 2[Na+i] ATP CATECHOLAMINES ET Na+- K+- ATPase (PHOSPHOLEMMAN ; PKA ; PKC) 3Na+ ⊕ PLM -Pi PKC [Na+i] NCXm [K+i] [Ca2+i]m ⊕ 2K+ ATP 3Na+ ⊕ PLM -Pi PKA DIASTOLE UNIPORT [Na+i] [Ca2+i]m [Ca2+i] 3Na+ NCX [Ca2+] ATP Cr-P La diminution du [Na+] intracytosolique favorise l’augmentation du [Ca²+] intramitochondrial F HAN (2006) CIRC. RES 32 II-3 Ca2+ overload and Cardiac Failure 1) Physiological conditions : 1)Stretch triggers Starling-Frank mechanism 2) Increase sympathetic discharge 2) Pathological conditions : e.g. hypertension , myocardial infarct. 1) dilation 2) increase sympathetic discharge 3) In the long run → Physiological or pathological hypertrophy Stretch increases (-> ↑ Ca2+ via Ca2+ influx and CICR) -> the activity of calcineurin and CaMKII -> hypertrophy (Protein, synthesis, reprogramming of gene expression and change in Ca2+ signalling). Adrenergic enhancement -> ↑ (Ca2+ calmodulin) -> CaMKII 4) Limits to a compensatory process -> Ca2+ overload : Weakening of force development Arrhythmias Ca2+ overload of mitochondria : apoptosis Decreased SERCA2a activity (cardiac failure) 33 INSUFFISANCE CARDIAQUE et ACTIVATION ORTHOSYMPATHIQUE 34 - HYPERTROPHIE CARDIAQUE - INSUFFISANCE CARDIAQUE 3Na+ [Ca2+]ex ⊕ NCX RyR2 Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ CANAUX [Ca2+]ex RS Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ SERCA2a PLB L Pi Pi Pi RELAXATION TNC Ca2+ ATP CONTRACTION PKA CaMKII PKG PKC CŒUR NORMAL 3Na+ [Ca2+]ex ß-ARCaMKII ⊕ ATP NCX + STRESS OXYDATIF DANS L’ICC Pi ⊕ RS Ca2+ Ca2+ Ca2+ Pi PLB SERCA2a Θ RELAXATION [Ca2+] ex CANAUX L Ca2+ PLB : PHOSPHOLAMBANE YASUCHIKA TAKEISHI CIRCULATION RES.( 2000) INHIBITION TONIQUE TNC INSUFFISANCE CARDIAQUE Réf : Ca2+ Θ 35 II – 4 FONCTION MITOCHONDRIALE 4-1 Caractérisation - MVO2 - Stade 3 - Stade 4 - Stade 3/4 - ADP/O - Enzymes marqueurs : - MAO - Cytochrome C oxydase - Succinate deshydrogénase - Citrate synthétase 4-2 La respiration ROTENONE* NADH,H+ Ubiquinol QH2 FMNH2 ATP NAD Ubiquinone Q FMN (Fe2+ Fe3+) Succinate FADH2 QH2 Fumarate FAD Q QH2 2 Cyto.Fe2+ Q 2 Cyto.fe3+ ANTIMYCINE A* Cytoc. b, Cytoc. C1 CYANURE* Cytoa, a3, Cytochrome C Fe2+ Cytochrome C Fe3+ ½ O2 + 2 H+ 36 H2O MOUVEMENTS CALCIQUES DANS LA MITOCHONDRIE Rouge de Ruthenium FCCP ↑ATP ∆Ψ Θ ↑ ↑NADH H+ H+ ↑DEHYDROGENASES [Ca2+i ] UNIPORT Ca2+m Ca2+ ENTRY Ca2+ i [Ca²+]i RAM H+ ARALAR CITRIN ELECTRONEUTRAL EXCHANGE Na+ ? Ca2+m NCXm 2 Na+ [Na+]i Ca 2+ m Ca23 (PO4)2 BERS DM (2000) SEDOVA M (2006) Ca2+ EXTRUSION 37 REGULATION OF MITOCHONDRIAL Ca+ AND REDOX BALANCE • Cytosolic ATP consumption for myosin ATPase, SR Ca²+-ATPase, Na+/K+ ATPase • • ADP + Pi : stimulation of oxidative phosphorylation Increase in workload : increase in [Ca²+]i ⇒ increase in NADH • High NADH/NAD ratio in the mitochondria for ATP production • NADH oxidation increases ROS production • Mitochondria : 90% of ROS production : – Beneficial (low levels) : redox signaling for the rest of the cell – Toxic effects (high levels) : DNA damage, protein damage. • NADPH production : NADH/NADPH transhydrogenase ; Malic enzyme and Isocitrate Dehydrogenase (NADP dependent). • GSH/GSSG and Trx(SH2)/TrxSS are dependent of NADPH production – TING LIU (2009) J. Bioenerg Biomembr. 38 39 III ) ELECTROPHYSIOLOGIE ET CARDIOTOXICITE - Inhibition des canaux sodiques rapides - Inhibition du courant lent calcique - Dépression des courants potassiques - Na+/K+ATPase – Groupes sulfhydryl SH - Echangeur Ca2+/Na2+ - Echangeur Na+/H+ - Potentiel de repos et potentiel d’action Les catécholamines restaurent l’excitabilité des PA lents. Hypoxie, ischémie et potentiel de repos. Acidode : les catécholamines sont inefficaces à pH acide 40 41 LE POTENTIEL D’EQUILIBRE DE CHAQUE ION Une différence de concentration de part et d’autre de la membrane peut exister dans des conditions d’équilibre pour un électrolyte si elle est compensée par une différence de potentiel électrique entre les deux compartiments. Cette différence de potentiel électrique est propre à chaque ion. Elle est appelée potentiel d’équilibre (Eion) et est donnée par l’équation de Nernst : Eion = (RT/ZF) log ([ion]ext/[ion]int) R = constante des gaz parfaits, T = température absolue, Z = valence de l’ion (+1 pour K+ et Na+, -1 pour Cl-, +2 pour Ca2+), F = faraday, [ion]ext = concentration de l’ion à l’extérieur, [ion]int = concentration de l’ion à l’intérieur de la cellule. En prenant les concentrations ioniques de part et d’autre de la membrane plasmique indiquées sur la figure 2.1, on obtient les potentiels d’équilibres pour chaque ion : ECa = +30,77 mV log ([Ca2+]ext/[Ca2+]int) = +116 mV ENa = +61,54 mV log ([Na+]ext/[Na+]int) = +58 mV ECl = -61,54 mV log ([Cl-]ext/[Cl-]int) = -58 mV EK = +61,54 mV log ([K+]ext/[K+]int) = - 84 mV 42 43 44 45 Juan Tamargo 2004 46 Canaux potassiques cardiaques inhibiteur It01 4-AP, quinidine, propafénone Imipraminiques Ikur 4-AP Ikr Antiarythmiques de classe III terfénadine, cisapride, fluvoxamine, canrénoate Iks propofol, benzodiazépines Ik1 Ba²+ IkAch disopyramide procaïnamide KATP ATP, sulfonylurées activateur isoprénaline acétylcholine, agoniste A1 agonistes opiacés µ, agonistes α2-adrénergiques 47 Juan Tamargo (2004) 48 RAPPEL : ECHANGEUR Na+/Ca2+, ou NCX REPOS [Na+]i BAS 1 Ca2+ (EX) Ca2+ OUTWARD ou 3 Na+ 3 Na+ [Na+]i (DEPOLARISATION ; COURANT SORTANT) INWARD (REPOLARISATION ; COURANT ENTRANT ) 49 50 51 ACIDOSE INTRACELLULAIRE • DEPRIME LE METABOLISME • INDUIT UN BLOCAGE SELECTIF DU CANAL CALCIQUE LENT • LE COUPLAGE EXCITATION-CONTRACTION EST SUPPRIME (PEU D’EFFET SUR LE PA) • L’ACIDOSE PROTEGE CONTRE LES EFFETS DELETERES DE L’HYPOXIE • LES CATECHOLAMINES DEVIENNENT INEFFICACES A pH ACIDE • LES CATECHOLAMINES PEUVENT RESTAURER L’EXCITABILITE DES PA LENTS 52 IV CATEGORIES PRINCIPALES DE CARDIOTOXIQUES • 1) Surexpression d’un effet principal – EX : Digitaliques, quinidine • 2) Toxicité non liée aux effets pharmacologiques – EX : Catécholamines • 3) Médicaments à visée non cardio-vasculaire – EX : Antibiotiques, anthracyclines – CATEGORIES PRINCIPALE DE MEDICAMENTS CARDIOTOXIQUES I – 1) LES ANTIBIOTIQUES AMINOSIDES TETRACYCLINE ERYTHROMYCINE FLUOROQUINOLONES I – 2) ANTIFONGIQUES AMPHOTERICINE B II - ANTINEOPLASIQUES II - 1) ANTHRACYCLINES II - 2) ANTIMETABOLITES : 5-FLUOROURACILE (5-FU) II - 3) AGENTS ALKYLANTS II – 3 – 1) CYCLOPHOSPHAMIDE II – 3 – 2) L’IFOSFAMIDE II – 3 – 3) DERIVES DU PLATINE II – 4) LES THERAPEUTIQUES CIBLEES II – 4 – 1) TRASTUZUMAB (HERCEPTIN®) II – 4 – 2) BEVACIZUMAB (AVASTIN®) II – 4 – 3) INHIBITEURS DES TYROSINE-KINASES III - LES MEDICAMENTS AGISSANT AU NIVEAU DU SYSTEME NERVEUX III – 1) ANTIDEPRESSEURS TRICYCLIQUES III – 2) NEUROLEPTIQUES III – 3) ANESTHESIQUES GENERAUX III – 4) ANESTHESIQUES LOCAUX III – 4 – 1) ANESTHESIQUES LOCAUX III – 4 – 2) CAS PARTICULIER DE LA COCAINE 54 CATEGORIES PRINCIPALES DE MEDICAMENTS CARDIOTOXIQUES IV – LES CATECHOLAMINES ET MEDICAMENTS APPARENTES V – MEDICAMENTS ANTIARYTHMIQUES VI - LES ANTIHISTMINIQUES H1 DE SECONDE GENERATION VII – CISAPRIDE VIII – SULFAMIDES HYPOCLYCEMIANTS : CARDIOTOXICITE ? IX – AINS X – MEDICAMENTS INDUISANT UNE PROLONGATION DU QT : UN INDICE DE CARDIOTOXICITE Ex : [amiodarone, sotalol, quinidine, procaïnamide, disopyramide] ; [certains macrolides ]; [fluoroquinolones] ; [antidépresseurs tricycliques ; antipsychotiques] ; [agonistes sérotoninergiques de la classe des triptans] ; [cisapride] ; [dolasétron]. 55 I-1) ANTIBIOTIQUES 1) Aminosides : Gentamycine (effet inotrope négatif) 2) Tétracycline (effet inotrope négatif) 3) Macrolides : Erythromycine (prolongation du QT) 4) Fluoroquinolones : Allongement du QT56 II) ANTINEOPLASIQUES • II-1) Anthracyclines : doxorubicine • II-2) Antimétabolites : 5-fluorouracile • • II-3) Agents alkylants • II-4) Thérapeutiques ciblées 57 II-1) – CARDIOTOXICITE DES ANTICANCEREUX : ANTHRACYCLINES DOXORUBICINE (adriamycine) : ADRIBLASTINE lyophilisat dosé à 10 mg et 50 mg Mécanisme d’action : → La doxorubicine appartient à la famille des anthracyclines. Il s’agit d’un agent s’intercalant entre deux paires de bases de l’ADN. Elle se lie à la topo-isomérase II. Bloque la synthèse de l’ADN et de l’ARN; → Par ailleurs, la doxorubicine provoque la formation de radicaux libres. Pharmacocinétique : → Triphasique et linéaire. → La liaison protéique est de 80%. → La distribution est tissulaire et rapide. Le Vd est élevé : 500 à 1000 l/m2. → La doxorubicine est métabolisée en doxorubicinol (dérivé 13-dihydrogéné) très peu actif. → L’élimination est essentiellement hépatique : 45% en 7 jours ; urinaire : 10%. → Les demi-vies sont de 5 minutes, 1 heure et 36 heures. La clairance plasmatique est de 30 l/h/m2 (500 ml/min/m2). → La doxorubicine présente une grande variabilité intra-individuelle, rendant difficile 58 les adaptations de posologie. II-1) – INDICATIONS de la DOXORUBICINE • • • • • • • Carcinomes du sein Sarcomes des os et des parties molles Maladie de Hodgking Tumeurs solides de l’enfant Cancers du poumon Leucémies aiguës et chroniques Cancers de la vessie, de l’ovaire, de l’estomac • Posologie moyenne : 40 à 75 mg/m² par cycle • Dose maximale de 550 mg/m² II-1) TOXICITE DE LA DOXORUBICINE → Leucémies aiguës → Stomatites → Hypoplasie médullaire (66%) → Immunodépression → Alopécie (90% ; réversible) → Aménorrhée, azoospermie → Nausées, vomissements → Cardiaques – Toxicité aiguë : Modificatons ECG (30%) Allongement du QT ; TSV, EV, BAV Myocardiopéricardite – Toxicité chronique (1 mois° ; cumulative et irréversible Insuffisance cardiaque (>550 mg/m2 : 27% des patients) II-1) Toxicité cardiaque de la doxorubicine • Cardiomyopathie dose-dépendante • Raréfaction des myofibrilles • Stress oxydatif – Cycle redox futile : production de RLO – Rupture de l’homéostasie calcique mitochondriale : diminution des taux d’ATP avec un cycle futile du calcium • Surcharge calcique 61 II-1) Anthracyclines : les voies de la cardio-protection 1 – Suivi cardiologique 1-1 : Les méthodes isotopiques. 1-2 : Les méthodes échographiques. 1-3 : Détection précoce de la cardiotoxicité : une cardioprotection ? 2 – Modifications de l’administration de la doxorubicine 2-1 : Schéma d’administration. 2-2 : Promédicament et encapsulation dans des liposomes. 3 – Nouvelles anthracyclines et molécules apparentées Epirubicine, idarubicine, pirarubicine, 4 – Cardio-protection 4-1 : Les chélateurs du fer Dexrazoxane, déféroxamine 4-2 : Molécules anti-radicalaires La vitamine E, la N-acétyl-cystéine, la cystéamine et le glutathion. L’amifostine (Ethyol®) est un thiophosphate organique. 4-3 : Molécules à visée métabolique 4-3-1 : La L-carnitine 4-3-2 : Hypolipémiants : probucol 4-3-3 : Sélénium, dérivé séléno-organique (PZ-51, Ebselen). 62 II-2) Le 5-FLUORO-URACIL (5-FU : antipyrimidine 5-FU 5 2,4-Dioxo-5-fluoropyrimidine ARN 5 Thymine (5-méthyluracile) ADN 63 II-2) Mécanisme d’action du 5-FU UMP 5-fluorodéoxyuridine monophosphate 64 II-2) Métabolisme du 5-FU : acide folinique, cofacteur de la thymidylate synthétase Acide 5-Formyltetrahydrofolique 10 5 ACIDE FOLIQUE ACIDE FOLINIQUE II-2) Métabolisme du 5-FU Le 5-FU est transformé en métabolites actifs qui s'incorporent dans la biosynthèse des acides nucléiques et la perturbent. Il est métabolisé notamment : •En 5-fluorodéoxyuridine monophosphate (5-FdUMP) qui, en formant un complexe ternaire •avec le N-méthylène-tétrahydrofolate (acide folinique) et la thymidylate synthétase, bloque la synthèse de thymidine et par là-même la synthèse de l’ADN, ce qui freine la croissance cellulaire. •La formation de ce complexe ternaire 5-FdUMP-acide folinique-enzyme explique que l'association d'acide folinique au 5-FU potentialise l'inhibition de la thymidylate synthétase par ce dernier. •En FU-monophosphate (FUMP), puis en FU-triphosphate ( FUTP) qui, incorporé à la place de l'uracile dans l'ARN, provoque des erreurs de lecture du code génétique. •En métabolite inactif par la dihydropyrimidine déshydrogénase. Chez les individus présentant une déficience en cette enzyme l'efficacité mais aussi la toxicité du 5-FU est très augmentée et sa posologie doit être réduite. 66 II-2) Toxicité cardiovasculaire du 5-FU 2-1 Le 5-FLUORO-URACIL (5-FU) - INCIDENCE 1,2 à 1,6 % voire 10% (DOSE > 800 mg/m²/j) - CLINIQUE 72 h après administration Syndrome ischémique - FACTEURS DE RISQUES Angor préexistant (↑ ↑4,5%) Pathologie rénale - ETIOLOGIE Spasme vasculaire Toxicité cardiaque directe Réponse auto-immune Activation de la coagulation ; thrombus 2-2 La CAPECITABINE (analogue du 5-FU) (Xeloda® ; cpé) 67 RL_2JONES_OB6 Capécitabine (XELODA® ; cpé 150 ; 500 mg) 5-FU 1)Foie 2) Foie et tissus tumoraux 3) 68 II-3) AGENTS ALKYLANTS II-3-1 ) CYCLOPHOSPHAMIDE (Endoxan®) ; cpés et injectable ; moutarde à l’azote. Insuffisance cardiaque modérée et réversible (doses faibles : 0,2 g/kg : 3%) 25% (dose de 1,55 g/m²/j) Toxicité aiguë (1-10 jours) - FACTEURS DE RISQUES Anthracyclines ; radiothérapie médiastinale ; âge avancé - MECANISMES hypertrophie cellulaire œdème myocardique fibrose ; nécrose hémorragique multifocale (métabolite toxique) déficit en glutathion II- 3-2 ) IFOSFAMIDE (Holoxan®). Arythmies cardiaques : 15,2% (6,5 à 10 g/m² sur 3-5 jours + mesna) Insuffisance cardiaque réversible : 17% (10-18 g/m²) 69 RL_3JONES_OB6 II-3) AGENTS ALKYLANTS cyclophosphamide cisplatine ifosfamide carboplatine oxaliplatine 70 Formation d’adduits avec les sels de platine 71 II- 3 ) AGENTS ALKYLANTS II-3-3) DERIVES DU PLATINE - CISPLATINE (Cisplatyl®) ; mécanisme d’action ~ alkylants TOXICITE CARDIAQUE AIGUË (rare), secondaire à la néphrotoxicité (35%) : ↓Mg++ et ↓K+ arythmies, angor TOXICITE CHRONIQUE (~6% ?) cisPt + bléomycine + étoposide : épaississement de l’intima de la carotide ↑syndrome métabolique Ischémie myocardique 72 RL_4JONES_OB6 II- 4-THERAPEUTIQUES CIBLEES Thomas FORCE et al. II-4-Cardiotoxicité des thérapeutiques ciblées STIMULI : FACTEURS de CROISSANCE Récepteur à activité tyrosine-kinase RasGEP Protéines G Ras src MAPKKK Raf MAPKK MEK1 MEK2 ERK1 ERK2 MAPK Facteurs de transcription SAP Elk-1 Synthèse de métabolites de l’acide arachidonique, Croissance cellulaire, différentiation UE10_RAF_ERK_5C7 PKC II-Toxicité cardiovasculaire des médicaments anticancéreux II- 4-THERAPEUTIQUES CIBLEES TRASTUZUMAB (Herceptin®) ; anticorps antirécepteurs Her-2 (famille des récepteurs de l’EGF) - INCIDENCE → 27% vs. 8% (N=469 patientes avec anthracyclines et cyclophosphamide) → 13% vs. 1% (avec paclitaxel) → 9,2% dont 9 décès : Etude rétrospective (1219 patientes) - CLINIQUE Insuffisance cardiaque réversible - FACTEURS DE RISQUES sujets âgés - ETIOLOGIE : Human Epidermal Growth factor Receptor-2 (Her-2) Her-2 : rôle dans l’embryogenèse cardiaque Her-2 : activation des voies de survie cardiaque 75 RL_7JONES_OB6 II-4) Trastuzumab et récepteur ErbB2 76 LEMMENS K (2007) Circulation II- 4-THERAPEUTIQUES CIBLEES Thomas FORCE II- 4-THERAPEUTIQUES CIBLEES - BEVACIZUMAB (Avastin®) :anticorps anti-VEGF Hypertension ; protéinurie Insuffisance cardiaque (avec capecitabine ou anthracyclines) - SORAFENIB (Nexavar®) : inhibiteur des tyrosine-kinases actif par voie orale. Inhibe la prolifération des cellules tumorales et l’angiogenèse en ciblant Raf et les récepteurs VEGF Hypertension Augmentation de la rigidité vasculaire - IMATINIB (Glivec ) : inhibiteur spécifique de la tyrosine kinase BCR-ABL non liée à un récepteur ; actif par voie orale Insuffisance cardiaque congestive Rétention hydrique avec oedèmes 78 RL_8JONES_OB6 II-4) Imatinib : inhibiteur de tyrosine kinase Tumeur Stromale Digestive Thomas FORCE II-4)Toxicité cardiaque des inhibiteurs de tyrosine kinase Réf : D.J. LENIHAN (2008) Journal of Clinical Oncology Thomas FORCE III-Médicaments agissant au niveau du système nerveux • III-1 Antidépresseurs tricycliques – Amitryptyline, imipramine, désipramine, doxépine, protriptyline. • III-2 Neuroleptiques • III-3 Anesthésiques généraux • III-4 Anesthésiques locaux 82 III-1 EFFETS CARDIOVASCULAIRES DES ANTIDEPRESSEURS Antidépresseurs tricycliques • Action vagolytique ⇒ tachycardie sinusale • Inhibition de la recapture de la noradrénaline ⇒ activaction des pace-maker latents • Effet adrénolytiqueα1 ⇒ vasodilatation hypotension orthostatique ⇒ activation sympathique • Activité quinidine like : inhibe le courant sodique diminution de la vitesse de dépolarisation ralentissement de la vitesse de conduction augmentaion de la durée du potentiel d’action [(+ effet sur courant K+(Ito)] allongement de la durée de la repolarisation (QTc) risque de tachycardie ectopique ventriculaire : torsades de 83 pointes QT long et torsades de pointes E Kevin Heist III-1 Antidépresseurs tricycliques Modification de l’ECG Augmentation de la fréquence : RR PR (conduction et période réfractaire ) - de la réactivation des canaux sodiques - du courant potassique (Ito) QRS : conduction intra ventriculaire QTC : allongement de la durée de repolarisation - réactivation des canaux sodiques - du courant sortant Ito Intoxications Tachycardie supraventriculaire (atropinique) Tachycardie ventriculaire : ( noradénaline) Fibrillation auricualire (NA) ventriculaire BAV : (effet quinidine like) QTC + Torsades de pointes ESV Facteurs aggravants : - bradycardie ; antiarythmiques Ia - neuroleptiques phénothiaziniques - hypokaliémie ; hypomagnesémie - cardiopathie ischémique (proarythmogènes) 85 III-1 ANTIDEPRESSEURS TRICYCLIQUES + CARDIOPATHIE Si IVG : fréquence de l’hypotension Si trouble préexistant de conduction : z Si cardiopathie ischémique : (anorexie, hypoxie, ischémie) l’activité anti-arythmique de classe Ia : pro-arythmique Expérimentalement (chez l’animal) - La désipramine accentue les arythmies lorsqu’une fibrillation ventriculaire est déclenchée par la noradrénaline (inhibition de la recapture) - La désipramine, au cours de l’ischémie régionale, exerce une activité antifibrillatoire : elle diminue l’exocytose de la noradrénaline. 86 III-1 ANTIDEPRESSEURS SEROTONINERGIQUES ISRS : abaissent le seuil épileptogène ( z avec éthanol, BZD) Intoxications par ISRS - 1992 BORYS et al. FLUOXETINE : 234 cas QRS non modifié 2 cas de convulsions - 1997 PERSONN et al. CITALOPRAM : 159 cas 5 patients (D > 1900 mg) → convulsions → QRS → ou les 2 6 patients/18 (600<D<1900 mg) → QRS → Convulsions - Paroxétine, sertraline : même profil → tachycardie Effets indésirables chez patients indemnes de cardiopathie - fréquence cardiaque (faible) - pression artérielle non modifiée - PR, QRS, QTC = constants 87 III-1 ANTIDEPRESSEURS SEROTONINERGIQUES ISRS + Cardiopathie (ischémique) 1998 ROOSE : 27 patients déprimés : Fluoxétine Cardiopathie ischémique troubles de la conduction arythmies troubles de la contractilité 20 mg 60 mg à 15 J. : Hz PA = constante (même si IVG) conduction non modifiée - Absence d’activité pro ou anti-arythmique - IVG : fraction d’éjection 2000 PLLOCK BG : patients déprimés et angor Paroxétine (N=10) vs. Nortriptyline (N=7) ⇒ Hz (modeste) PA = constante Conduction non modifiée Fonction plaquettaire : (FP4 ; β thromboglobuline) Cardiopathie + dépression : taux > cardiaques ischémique non dépressifs Avec paroxétine : retour ~ contrôle ; diminution de l’agrégation plaquettaire ? nortryptilline : pas de normalisation 88 III-1 ANTIDEPRESSEURS SEROTONINERGIQUES 1996 SHAPIRO : 26 patients : dépression + post-infarctus (étude sur 12 semaines) - PA constante - conduction constante - Hz : constante - fraction d’éjection 89 La structure des antidépresseurs conditionne partiellement leur affinité pour les Cytochromes P450 (Tab.2) Isoenzyme Substrat Inhibiteur CYP1A2 10-15% Clomipramine Imipramine Fluvoxamine+++ CYP2C19 Amitriptyline Clomipramine Imipramine Citalopram Méphobarbital Diazépam Fluoxétine Paroxétine Fluvoxamine+ Fluoxétine+ CYP2D6<5% CYP3A4 25% Amitriptyline Clomipramine Imipramine Désipramine Nortriptyline Trimipramine Maprotiline Clomipramine Imipramine Alprazolam Diazépam Midazolam Traizolam Carbamazépine Paroxétine+++ Fluoxétine+++ Citalopram+ Fluvoxamine+ Sertraline+ Quinidine Perphénazine Halopéridol Lévomépromazine Thioridazine Norfluoxétine+ Kétoconazole Erythromycine 90 III-2 ) NEUROLEPTIQUES Schizophrenia Unhealthy diet Lack of physical activity Smoking Initiation of antipsychotic medication Increased appetite Weight gain Possible direct metabolic effects Metabolic dysregulation Diabetes mellitus Dyslipidemia Hypertension Increased cardiovascular risk MEHRUL HASNAIN (2010) Curr Diab Rep III-2 NEUROLEPTIQUES clozapine antag. D4, D1, D2, D3, D5 (dibenzodiazépine) sulpiride chlopromazine (phénothiazine) neuroleptique (benzamide) QTlong C.I. : phéochromocytome. imipramine (dibenzazépine) antidépresseur tricyclique (0,7-1,2%) III-3 ANESTHESIQUES GENERAUX Dépression de la contractilité et sensibilisation aux effets arythmogénes des catécholamines Cardiotoxicité corrélée au coefficient de partage octanol/eau 95 III-4-1 ANESTHESIQUES LOCAUX III-4-2 Cas particulier de la cocaïne : une superposition d’effets toxiques - Arythmies cardiaques - Ischémie myocardique ou infarctus - HTA - Insuffisance cardiaque congestive MECANISMES D’ACTION -1 Anesthésique local (diminution de la conductance sodique) -2 Inhibe la recapture de la noradrénaline : sympathomimétique indirect -> avec une - augmentation du calcium cytosolique -> ESV - 1+2 : Risque de FV -3 Effet toxique direct -> nécroses multifocales ~~( doxorubicine) -4 + Ethanol : COCAETHYLENE -> inhibe le courant Ikr ->torsades de pointes 96 IV- CATECHOLAMINES ET APPARENTES - DOSES ELEVEES : NECROSE MYOCARDIQUE -MECANISMES : -Augmentation de la fréquence -Augmentation de la MVO2 -Augmentation de la pression artérielle systolique -Isoprénaline : + hypoperfusion des coronaires -> HYPOXIE RELATIVE -Spasme coronaire pour les agonistes α-adrénergiques -Diminution des réserves énergétiques -Surcharge calcique -Stress oxydatif 97 CATEGORIES PRINCIPALE DE MEDICAMENTS CARDIOTOXIQUES • V - MEDICAMENTS ANTIARYTHMIQUES • VI – ANTIHISTAMINIQUES H1 – Astémizole, terfénadine – Diphenhydramine (HUSAIN Z. Cardiol J. 2010). • VII – CISAPRIDE (PREPULSID®) • Agoniste 5-HT4 • Libèration d’acétylcholine par les plexusmyentériques • Allongement de l’intervalle QT ; Torsades de pointes VIII-1 - Canaux potassiques ATP dépendants et sulfamides Canaux potassiques des cellules β du pancréas K+ ATP intracellulaire C James (2009) J Med Genet VIII-1 Canaux potassiques ATP dépendants et sulfamides Pancréas : Kir6.2 et SUR1 : les sulfamides antidiabétiques induisent la fermeture du canal KATP et la libération d’insuline Cœur : Kir6.1 (endothélium) ; SUR2A ; SUR1 Canaux du sarcolemme : Kir6.2 ; SUR2A ; SUR1 Canaux mitochondriaux cardiaques : absence de SUR1 Muscle lisse vasculaire : Kir6.1 ; SUR2B Les patients diabétiques traités par tolbutamide ont montré un excès de mortalité cardiovasculaire. Le risque cardiovasculaire est moins élevé avec les sulfonylurées de seconde génération. Les souris dépourvues de la sous-unité SUR1 sont protégées vis-à-vis des lésions d’ischémie/reperfusion. le blocage des canaux potassiques ATP dépendants est cependant proarythmogène (réf : Elrod J.W. (2008) Circulation) VIII-2 Ligands des récepteurs nucléaires PPARγ Rosiglitazone (AVANDIA®) 15-deoxy-delta(12,14)-PGJ(2) (troglitazone) Pioglitazone (ACTOS®) VIII- 2 Thiazolidinediones • Rosiglitazone – Ischémie cardiaque : fréquent (>1/100 ; < 1/10) – Insuffisance cardiaque congestive (ICC) : rare – + SU ou MET+SU : fréquent. • Pioglitazone (+ insuline) – Insuffisance cardiaque congestive : fréquent. VIII- 2 Effets cardiovasculaires comparés des thiazolidinediones VIII- 2 Effets cardiovasculaires comparés des thiazolidinediones VIII- 2 Effets cardiovasculaires comparés des thiazolidinediones VIII- 2 Effets cardiovasculaires comparés des thiazolidinediones Isabella Sudano (2010) Circulation IX- AINS (1g/d ; 2 weeks) IX - AINS Isabella Sudano (2010) Circulation X – MEDICAMENTS INDUISANT UNE PROLONGATION DU QT : UN INDICE DE CARDIOTOXICITE • Ex : amiodarone, sotalol, quinidine, procaïnamide, disopyramide • Certains macrolides • Fluoroquinolones • Antidépresseurs tricycliques • Antipsychotiques • Antihistaminiques H1 • Agonistes sérotoninergiques de la classe des triptans (agonistes 5-HT1) • Cisapride • Dolasétron (antagoniste 5-HT3). EFFETS CARDIOTOXIQUES DES MEDICAMENTS A VISEE NON CARDIOVASCULAIRE HYPOTENSION – INHIBITEURS PDE5 : SILDENAFIL TADALAFIL VARDENAFIL – ANTAGONISTES α1-ADRENERGIQUES HYPERTENSION – VENLAFAXINE – YOHIMBINE – EPHEDRINE – PHENYLPROPANOLAMINE – AINS – GLYCYRRHIZINE Pr Hervé Millart - UE 10 - 2011 110 EFFETS CARDIOTOXIQUES DES MEDICAMENTS A VISEE NON CARDIOVASCULAIRE CARDIOMYOPATHIE ET INSUFFISANCE CARDIAQUE – ANTHRACYCLINES (diminution →Dexrazoxane) – CYCLOPHOSPHAMIDE – 5-FLUOROURACIL – TRASTUZUMAB – SUNITINIB – IMATINIB – INFLIXIMAB – INTERFERON- α – – – – – – Pr Hervé Millart - UE 10 - 2011 CHLOROQUINE INTERLEUKINE-2 AINS GLUCOCORTICOIDES GLYCYRRHIZINE THIAZOLIDINEDIONES 111 EFFETS CARDIOTOXIQUES DES MEDICAMENTS A VISEE NON CARDIOVASCULAIRE PATHOLOGIE DES VALVES CARDIAQUES – FENFLURAMINE – PHENTERMINE (SEROTONINE) – PERGOLIDE (AGONISTE 5HT2B) – CABERGOLINE (AGONISTE 5HT2B) HYPERTENSION PULMONAIRE ANOREXIGENES : FENFLURAMINE DEX FENFLURAMINE PHENTERMINE 112 Pr Hervé Millart - UE 10 - 2011 Dexfenfluramine et benfluorex (MEDIATOR®) 113 EFFETS CARDIOTOXIQUES DES MEDICAMENTS A VISEE NON CARDIOVASCULAIRE - SYNDROME METABOLIQUE – Médicaments antipsychotiques • Classiques : CHLORPROMAZINE • Atypiques : OLANZAPINE QUETIAPINE CLOZAPINE RISPERIDONE - INFARCTUS DU MYOCARDE - Inhibiteurs de la cyclooxygénase-2 - ROFECOXIB - CELECOXIB - AINS → THIAZOLIDINEDIONE - ROSIGLITAZONE → OESTRO-PROGESTATIFS - CARDIOPATHIES CONGENITALES - AINS - ERYTHROMYCINE (ANTIHISTAMINIQUES) - IEC 114 Pr Hervé Millart - UE 10 - 2011 EFFETS CARDIOTOXIQUES DES MEDICAMENTS A VISEE NON CARDIOVASCULAIRE INTERACTIONS PHARMACOCINETIQUES - CYP3A4 et CYP3A5 - INHIBITEURS : Jus de pamplemousse (CYP3A INTESTINAL) ⇒↑ AMLODIPINE, FELODIPINE DILTIAZEM, VERAPAMIL ↑ SIMVASTATINE - INHIBITEURS DU CYP3A : (VERAPAMIL, DILTIAZEM, KETOCONAZOLE) ⇒↑ TERFENADINE, CISAPRIDE, ERYTHROMYCINE - CYP2D6 - INHIBITEURS : ( PAROXETINE, FLUOXETINE) ⇒↑METOPROLOL ⇒ (↓CARDIOSELECTIVITE) - CYP2C9 - INHIBITEURS (PHENYTOINE,SERTRALINE, FLUCONAZOLE) ⇒↓ METABOLISME DE LA WARFARINE ⇒↓ BIOACTIVATION DE CERTAINS SARTANS (EX : LOSARTAN) 115 Pr Hervé Millart - UE 10 - 2011 EFFETS CARDIOTOXIQUES DES MEDICAMENTS A VISEE NON CARDIOVASCULAIRE INTERACTIONS PHARMACOCINETIQUES - GLYCOPROTEINE –P (P-gp) - INHIBITEURS : ⇒↑ DIGOXINE - INHIBITEURS : ⇒↑ - ERYTHROMYCINE KETOCONAZOLE CLARITHROMYCINE AMIODARONE VERAPAMIL QUINIDINE DIGOXINE CHOLESTYRAMINE -↓ ABSORPTION DE LA DIGOXINE 116 Pr Hervé Millart - UE 10 - 2011 EFFETS CARDIOTOXIQUES DES MEDICAMENTS A VISEE NON CARDIOVASCULAIRE ARYTHMIES FIBRILLATION AURICULAIRE – PREDNISONE – BIPHOSPHONATES ZOLEDRONATE ALENDRONATE – DONEPEZIL – AMINOPHYLLINE – SUMATRIPTAN – SILDENAFIL – CISPLATINE – GEMCITABINE 117 Pr Hervé Millart - UE 10 - 2011 EFFETS CARDIOTOXIQUES DES MEDICAMENTS A VISEE NON CARDIOVASCULAIRE ARYTHMIES PROLONGATION DU QT → ANTIARYTHMIQUES DE • CLASSE III – SOTALOL – DOFETILIDE – IBUTILIDE • CLASSE I – QUINIDINE → ANTIBACTERIENS – ERYTHROMYCINE – CLARITHROMYCINE → ANTIPARASITAIRES – PENTAMIDINE – CHLOROQUINE Pr Hervé Millart - UE 10 - 2011 → ANTIPSYCHOTIQUES – THIORIDAZINE – CHLORPROMAZINE – DROPERIDOL – HALO PERIDOL – PIMOZIDE 118 EFFETS CARDIOTOXIQUES DES MEDICAMENTS A VISEE NON CARDIOVASCULAIRE ARYTHMIES MORT SUBITE CARDIAQUE → ANTIDEPRESSEURS TRICYCLIQUES (AMITRIPTYLINE) → ERYTHROMYCINE → ANTIPSYCHOTIQUES – THIORIDAZINE – CLOZAPINE – OLANZAPINE – QUETIAPINE – RISPERIDONE → AMPHETAMINES Pr Hervé Millart - UE 10 - 2011 119 EFFETS CARDIOTOXIQUES DES MEDICAMENTS A VISEE NON CARDIOVASCULAIRE ARYTHMIES - BRADYCARDIE – NEOSTIGMINE – CLONIDINE - TACHYCARDIE – AGONISTES β-ADRENERGIQUES – DULOXETINE – VENLAFAXINE 120 Pr Hervé Millart - UE 10 - 2011