Nouvelles approches de la thérapeutique par les anti-inflammatoires non stéroïdiens

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Même si de nombreuses molécules d'anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) sont disponibles, il existe néanmoins des raisons précises à vouloir renforcer l'arsenal thérapeutique avec des médicaments plus efficaces et surtout plus sûrs en exploitant les progrès de la pharmacologie et certaines avancées dans le domaine des techniques pharmaceutiques.

Les AINS sont parmi les médicaments les plus utilisés dans le monde. En France, cette classe thérapeutique constitue 4 à 6 % de l'ensemble des prescriptions médicamenteuses sans oublier que certains AINS peuvent être délivrés sans ordonnance. Les AINS sont le traitement de choix lors de la prise en charge des pathologies rhumatismales chroniques mais la limitation majeure de leur utilisation provient des complications iatrogéniques. En effet, l'action anti-inflammatoire des AINS est souvent associée à l'apparition d'anomalies de l'hémostase et d'effets indésirables qui concernent la sphère rénale (insuffisance rénale aiguë, hyperkaliémie) et le tractus gastro-intestinal en particulier. Plusieurs signes cliniques caractéristiques de complications digestives hautes surviennent lors d'un traitement avec les AINS : dyspepsie légère, gastrites, ulcérations digestives, saignements. L'hémorragie digestive induite par les AINS est une complication potentiellement grave due au développement ou à l'exacerbation d'ulcères gastriques et duodénaux. Les données convergentes provenant de nombreuses études cliniques (méta-analyse) indiquent que le risque de développer un ulcère est 2 à 3 fois plus important que celui d'une population normale après traitement prolongé avec les AINS. Les études épidémiologiques confirment que l'incidence de développer un ulcère est de 2 à 4 % après un an de traitement avec les AINS. Une étude longitudinale, l'étude ARAMIS (arthritis rheumatism and aging medical information system), menée aux USA sur
1 700 sujets âgés répartis dans 17 centres rapporte que les décès liés à des événements gastro-intestinaux sont deux fois plus importants chez les patients atteints d'arthrose. D'autres travaux ont permis de préciser les facteurs qui pourraient majorer le risque de toxicité gastrique tels que l'âge (> 60 ans), les antécédents d'ulcères peptiques ou de saignements digestifs, les pathologies cardio-vasculaires, mais aussi l'utilisation concomitante de corticoïdes par voie orale ou l'administration de posologies élevées d'AINS et l'association de plusieurs AINS. Ces études n'ont pas cependant permis d'établir une corrélation statistiquement significative entre l'induction d'ulcères par les AINS et d'autres facteurs de risque tels que le sexe, l'alcool, le tabac et le « portage » d'helicobacter pylori, un facteur majeur dans l'étiologie de la maladie ulcéreuse duodénale. En termes socio-économiques, la toxicité gastrique des AINS représente un problème majeur de santé publique. D'ailleurs, une étude récente menée par le réseau des centres régionaux de phamacovigilance évalue l'incidence annuelle des hospitalisations liées à des hémorragies digestives dues aux AINS à 12 000 entrées en France [1]. Aux USA, la toxicité gastrique des AINS serait responsable du décès de près de 8 à 15 000 patients. Enfin, on peut supposer que la consommation d'AINS va croître dans l'avenir avec le vieillissement de la population et les nouvelles ou futures indications de ces médicaments dans la prévention de certaines pathologies cardio-vasculaires, du cancer du côlon ou de la maladie d'Alzheimer.

AINS et prostaglandines

Parmi les nombreuses substances endogènes (histamine, sérotonine, bradykinine, leucotriènes, prostaglandines, cytokines) mises en jeu dans les mécanismes de l'inflammation, les prostaglandines forment la classe de médiateurs la plus étroitement impliquée dans les propriétés phamacologiques des AINS. En effet, les travaux de Vane ont démontré que les actions anti-inflammatoires de l'aspirine et des AINS résultent de la réduction de la production tissulaire des prostaglandines après l'inhibition de la cyclooxygénase (COX). Les prostaglandines sont les produits finaux de la cascade biochimique qui prend naissance avec la libération de l'acide arachidonique à partir du pool des phospholipides membranaires sous l'action principale de la phospholipase A2. Au centre de cette cascade, on distingue trois voies enzymatiques distinctes contrôlées par la cyclooxygénase, la lipoxygénase (LIPOX) et le cytochrorne P450 qui conduisent respectivement à la formation des prostaglandines, des leucotriènes et des eicosatrinéoïques (figure 1). D'ailleurs, c'est le rôle primordial joué par la COX dans la synthèse des prostaglandines qui permet d'expliquer la spécificité des AINS.

AINS et toxicité gastrique

L'estomac est un réservoir du tractus digestif responsable de la destruction mécanique et chimique des aliments et de leur transformation en chyme. Les mécanismes par lesquels le fundus, partie proximale de l'estomac, sécrète 2 litres d'acide chlorhydrique par jour en solution très concentrée (pH 1 à 2) incluent une voie de régulation nerveuse d'origine centrale et une modulation hormonale au niveau local. Dans ce cas, la sécrétion acide par les cellules pariétales de l'épithélium fundique requiert l'action synergique de trois médiateurs : l'histamine, l'acétylcholine et la gastrine [2]. La paroi stomacale, cible des nombreuses agressions endogènes ou exogènes, met en jeu une défense passive constituée par trois couches protectrices. En contact avec la lumière stomacale, le tapis superficiel muqueux contient des glycoprotéines riches en bicarbonate qui par effet tampon neutralisent localement l'acidité luminale en association avec les phospholipides et les surfactants. La couche sous-jacente est formée par un revêtement continu de cellules épithéliales caractérisé par une activité prolifératrice au niveau des lésions gastriques. La couche la plus profonde fortement vascularisée assure la perfusion sanguine de l'estomac qui est essentielle pour stimuler la production du mucus et maintenir en permanence dans la zone muqueuse une couche alcaline d'agents neutralisants formée par des bicarbonates, de la fibrine et des débris cellulaires.

Alors que les mécanismes qui assurent le maintien de l'intégrité de la muqueuse gastrique sont encore mal connus, il est clair que plusieurs composantes physiologiques qui participent à la cytoprotection sont sous le contrôle des prostaglandines, en particulier celles de la série E et de la PGI2 [3]. Dans les tissus gastriques, la distribution des prostaglandines s'organise en fonction d'un gradient de concentration, les taux musculaires étant généralement plus faibles que ceux mesurés au niveau des muqueuses. Parmi les mécanismes les plus fréquemment évoqués, sur lesquels interviennent les prostaglandines, on relèvera l'activation de la sécrétion du mucus et des bicarbonates [4]. L'inhibition de la sécrétion gastrique acide par les prostaglandines s'appuie en partie sur un mécanisme de rétrocontrôle négatif de la gastrine. L'augmentation du flux sanguin muqueux par la PGE2, la PGD2 ou la PGI2 est un autre processus par lequel les prostaglandines favorisent le renouvellement des cellules épithéliales. On connaît aussi de mieux en mieux le rôle joué par les prostaglandines dans la cicatrisation des tissus gastriques par la stimulation de l'angiogenèse, de la prolifération des cellules épithéliales, de la production des facteurs de croissance et du remodelage de la matrice extracellulaire [5].

Les effets gastrotoxiques des AINS procéderaient de deux mécanismes distincts, un effet direct qui correspond à l'action topique des molécules et un effet indirect lié aux propriétés systémiques de ces médicaments [6]. L'action locale irritante provoquée par certaines molécules d'AINS dissoutes dans le fluide digestif n'est que la conséquence des propriétés acides que leur confèrent la présence de fonctions carboxylique ou énolique dans leur structure chimique. De plus, les AINS sont des médicaments liposolubles qui pénètrent dans les cellules de l'épithélium gastrique et se dissocient rapidement sous forme d'anions facilement piégés dans les cellules. L'altération de la perméabilité de la muqueuse protectrice, la rétrodiffusion des protons et leur séquestration dans les cellules pariétales contribuent à l'action délétère des AINS. Ces mécanismes locaux n'expliquent pas cependant à eux seuls la toxicité gastrique des AINS puisque les événements indésirables sont également observés après l'administration parentérale d'AINS [7]. Des données expérimentales mettent l'accent sur la diminution de la production des prostaglandines vasodilatatrices provoquée par les AINS et la réduction du flux sanguin local qui en résulte au niveau de l'estomac pour expliquer la gastrotoxicité. Les propriétés pharmacodynamiques des AINS concourent aussi à l'altération des fonctions protectrices assurées par les neutrophiles. Par ailleurs, l'inhibition de la COX par les AINS a pour conséquence d'orienter la voie métabolique de l'acide arachidonique vers la production de leucotriènes responsables de divers processus d'altération tissulaire au niveau de l'estomac.

Approches galéniques de la cytoprotection gastrique

Les premières formules galéniques allant dans le sens d'une protection de l'estomac représentées principalement par les comprimés enrobés gastro-résistants n'ont pas permis dans toutes les conditions cliniques d'améliorer la tolérance digestive des AINS par rapport aux formes conventionnelles [8-10]. Pour éviter l'action directe des AINS sur les parois stomacales et l'inhibition excessive de la synthèse de prostaglandines cytoprotectrices, des formes à libération modifiée ont été développées pour cibler la libération du principe actif dans l'intestin et réduire les concentrations de l'AINS au pic plasmatique. Le principal inconvénient de ces modifications biopharmaceutiques est d'induire une augmentation de la toxicité dans la partie distale du tractus gastro-intestinal. En effet, la libération contrôlée ou prolongée des AINS (formes LP) se traduit par des événements intestinaux qui donnent lieu à une série de troubles et complications lésionelles : anémie, hypoalbuminémie, ulcérations, perforations, hémorragies [11, 12]. Des capsules de comprimés osmotiques d'indométacine (forme retirée du marché) ont été ainsi retrouvées dans les zones iléales et coliques ulcérées de patients [13]. Une autre possibilité d'assurer la cytoprotection consiste à associer une prostaglandine à un AINS. Dans ce cas, la forme galénique mise au point est un comprimé à double noyau. La couche interne renferme le principe actif alors que la couche externe contient la prostaglandine protectrice. Les essais cliniques montrent que l'association diclofénac-misoprostol (analogue de la PGI2) réduit chez les patients l'incidence des gastropathies et des ulcères de 60 % en comparaison avec l'AINS seul [14]. L'inconvénient de ce type de traitement provient de la répétition fréquente (4 fois par jour) de prise du médicament en raison du faible temps de demi-vie de la PGI2. En outre, les propriétés vasoactives de la PGI2 sont responsables de l'apparition d'effets indésirables chez les personnes âgées. La prévention de la gastrotoxicité peut passer par la coprescription d'anti-ulcéreux appartenant à la famille des inhibiteurs de la pompe à protons. Néanmoins, ce type de traitement compromet l'efficacité thérapeutique des AINS car l'antisécrétoire en augmentant le pH gastrique à des valeurs supérieures au pKa de l'AINS altère l'absorption gastrique et la biodisponibilité du principe actif [15]. La transformation chimique de la molécule anti-inflammatoire est une autre voie de recherche exploré depuis de nombreuses années. Ainsi le développement de formes non acétylées des dérivés salicylés rend l'AINS insoluble dans le liquide gastrique et favorise son absorption dans la partie haute de l'intestin avec les mêmes complications que celles évoquées précédemment [16]. L'utilisation de prodrogues a également été envisagée et des travaux récents chez l'animal confirmées par des études préliminaires chez des volontaires sains montrent que l'association chimique de l'aspirine à un phospholipide comme la phosphatidylcholine réduit les lésions de la muqueuse gastrique [17].

Encapsulation dans les cyclodextrines

Une des nouvelles perspectives par l'approche galénique repose sur l'encapsulation des AINS dans les cyclodextrines. Les cyclodextrines sont des produits semi naturels obtenus par l'action métabolique de bactéries sur l'amidon. Dans le domaine de la formulation pharmaceutique, les cyclodextrines qui sont des molécules stables, non absorbées et dénuées de toxicité peuvent théoriquement avoir des applications multiples. La formation de complexes entre une substance médicamenteuse et les cyclodextrines permet de modifier certaines caractéristiques physico-chimiques de la molécule encapsulée. Parmi les plus documentées, on peut citer, le masquage du goût ou d'une odeur désagréable ou bien une augmentation de la stabilité en empêchant les réactions d'oxydation dues au contact du principe actif avec l'air ou à son exposition à la lumière. Cependant, l'intérêt majeur des composés d'inclusion est qu'ils présentent généralement une solubilité aqueuse largement supérieure à celle de la molécule invitée laissant ainsi espérer une meilleure biodisponibilité. De nombreuses données indiquent que les AINS encapsulés se dissolvent in vitro plus rapidement que les molécules base [18], alors que les modifications pharmacocinétiques s'appuient principalement sur l'apparition précoce d'un pic plasmatique [19]. L'encapsulation moléculaire permet ainsi de limiter l'action irritante de l'AINS en s'opposant au contact direct de la molécule incluse avec la membrane stomacale mais aussi en diminuant le temps de présence du principe actif dans la lumière gastrique suite à l'augmentation de sa vitesse de dissolution dans les fluides digestifs et l'accélération de son absorption.

L'utilisation d'une gamme de concentrations croissantes d'un AINS permet de visualiser une courbe sigmoïde dose-réponse et de définir une donnée expérimentale qui est le rapport entre la concentration efficace anti-inflammatoire observée chez 50 % des animaux (CE₅₀) et la concentration qui entraîne des lésions gastriques chez 50 % des animaux (CT₅₀). Ce rapport (CE₅₀/CT₅₀) permet d'apprécier au stade des études précliniques le profil efficacité-tolérance d'un anti-inflammatoire. Bien que l'extrapolation de cette donnée en clinique humaine soit difficile à établir, il faut noter que les expériences réalisées chez le rat montrent une augmentation de ce rapport et par conséquent une augmentation de la tolérance gastrique des AINS encapsulés par comparaison aux molécules seules [20]. Pour apprécier cliniquement les effets toxiques d'un médicament sur le tractus gastro-intestinal, les techniques d'investigation les plus employées sont l'évaluation endoscopique et la mesure dans les fèces des érythrocytes marqués au Cr⁵¹. La tolérance digestive du piroxicam encapsulé a été étudiée chez des volontaires sains et chez des patients dans les différents essais cliniques destinés à évaluer l'efficacité anti-inflammatoire de cette nouvelle formulation. La synthèse de ces essais n'a pas permis de mettre en évidence de manière probante une réduction significative de la fréquence des effets indésirables chez les patients sous piroxicam-betaCD versus piroxicam [21]. En fait, l'impact de cette approche galénique sur l'incidence de la gastropathie aux AINS ne pourra être réellement quantifié qu'après l'accumulation suffisante de données cliniques provenant des études de tolérance à long terme et à grande échelle ou par les études de pharmaco-épidémiologie mises en œuvre après la commercialisation du médicament.

Les formes locales transdermiques

Le développement de formes locales est également envisagé pour le traitement des douleurs musculaires par les AINS. Des études de phase II ont par exemple montré que la libération par des systèmes transdermiques d'une dose d'ibuprofène de 90 mg associée à un promoteur d'absorption (SEPA^®) a une efficacité comparable à une dose de 300 mg d'ibuprofène administrée par voie orale. Il est évident que l'intérêt dans l'utilisation de ces formes chez les personnes âgées résident principalement dans l'absence de contact de l'AINS avec la muqueuse gastrique et dans la réduction des effets systémiques de la molécule sur la production des prostaglandines.

Approches pharmacologiques

Les isoformes des cyclooxygénases

Les COX forment une famille multigénique dont actuellement deux isoformes, les COX-1 et les COX-2, ont été clairement identifiées. La COX- 1 est de type constitutive, c'est-à-dire que sa concentration est relativement stable dans les tissus et que son activation conduit à la synthèse des prostaglandines nécessaires au maintien des fonctions physiologiques. En revanche, dans la plupart des tissus de l'organisme, l'expression de la COX-2 est indécelable à l'état physiologique. La COX-2 et la production conséquente de prostaglandines sont induites par de nombreux stimuli physiopathologiques telles que les LPS (lipopolysaccharrides), les cytokines pro-inflammatoires ou les facteurs de croissance mais aussi par l'helicobacter pylori ou bien des hormones locales telles que l'hormone parathyroïde dans les ostéoblastes [22]. L'ARNm de la COX-2 induite devient détectable in vitro trente minutes après une stimulation exogène pour atteindre une activité maximale entre deux et huit heures. Les fonctions de la COX-2 induite sont majoritairement orientées vers la régulation des réponses adaptatives des tissus (figure 3). Les expériences sur des animaux privés de glande surrénale montrant que des taux physiologiques de glucocorticoides diminuent l'expression de la COX-2 et les données cliniques soulignant l'élévation des taux de COX-2 dans le liquide synovial des patients atteints de rhumatisme [23] conduisent à penser que la COX-2 est un partenaire essentiel dans la modulation des mécanismes de l'inflammation.

Au niveau moléculaire, les COX sont codées par au moins deux gènes différents. Chez l'homme, le gène de la COX-1 a été localisé sur le chromosome 9. Comme d'autres gènes dont l'expression est constitutive, quelques résultats expérimentaux mettent l'accent sur un contrôle de la régulation transcriptionnelle du gène de la COX-1 par des étapes de phosphorylation. Aussi pense-t-on aujourd'hui que la COX-1 n'est pas exprimée de façon aussi « constitutive » que cela a été proposé initialement. Le gène de la COX-2 (environ 8,5 kb) plus petit que celui de la COX-1 contient 10 introns qui se positionnent exactement aux mêmes loci que ceux de la COX-1 confirmant que les gènes de la COX-1 et de la COX-2 proviennent d'un gène ancestral commun. Les principales caractéristiques structurales de la COX-1 sont retrouvées au niveau de la COX-2, la région promotrice du gène de la COX-2 est, à la différence de la
COX-1, caractérisée par la présence d'une boîte TATA et de plusieurs sites consensus régulateurs tels que NF-kB, SPI,
AP-1, AP2 ou GAS qui soulignent la nature inductible de la COX-2 et de la sensibilité de son processus d'activation aux agents pro-inflammatoires [22].

Localisation tissulaire des isoformes de la cyclooxygénase

La distribution tissulaire de l'ARNm de la COX-1 révèle une expression ubiquiste, avec un signal fort au niveau de la prostate, du rein (medulla), du tractus gastro-intestinal, des vaisseaux, des plaquettes et plus faible dans d'autres organes et tissus comme les testicules, le pancréas, le foie, le thymus et le cerveau. La COX-1 est abondante dans la muqueuse stomacale, alors que l'expression de la COX-41 est plus faible dans les cellules muqueuses du cardia et du pylore et au niveau de la glande de Brunner du duodénum [24]. Dans les conditions physiologiques, la COX-2 est faiblement exprimée dans les tissus. En revanche, des taux élevés de COX-2 caractérisent les tissus cibles de l'inflammation expérimentale ou clinique ainsi que les cellules impliquées dans la modulation des réactions immunitaires et des réponses inflammatoires comme les monocytes et les macrophages [25]. D'ailleurs, un des fondements de l'intérêt porté pour la COX-2 dans les maladies inflammatoires du cartilage comme l'arthrose, provient de la constatation de taux élevés en prostaglandines et de la forte expression de la COX-2 dans les cellules du cartilage (chondrocytes articulaires) et des tissus adjacents (os, fibroblastes, fluide synovial) chez les patients.

L'ensemble de ces données a des implications directes dans le choix des nouvelles stratégies thérapeutiques à mettre en œuvre pour sécuriser l'utilisation des AINS. Les propriétés anti-inflammatoires des AINS seraient majoritairement liées à l'inhibition de la COX-2 au niveau des cellules et des tissus de l'inflammation alors que les effets indésirables plaquettaires, rénaux et gastriques apparaissent du moins en théorie médiés par l'inactivation locale de la COX-1.

L'interprétation du rôle spécifique de chacun des deux isoformes de la COX repose sur leur distribution tissulaire et leur processus d'activation. La plupart des AINS conventionnels (aspirine, indométacine, ibuprofène) sont des inhibiteurs non-sélectifs des cyclo-oxygénases caractérisés par un rapport expérimental efficacité-tolérance faible. Les études précliniques montrent que les doses des AINS non sélectifs qui entraînent des lésions gastriques sont voisines de celles requises pour mettre en évidence les propriétés pharmacologiques recherchées chez l'animal [26]. De plus certains AINS possèdent une affinité préférentielle pour la COX-1 et démontrent de ce fait un risque de toxicité gastro-intestinale majeur, c'est le cas du flurbiprofène, du kétoprofène, du naproxène, de l'indométacine ou du piroxicam.

Les inhibiteurs préférentiels de la COX-2

De nombreux inhibiteurs préférentiels de la COX-2 ont été développés ces dernières années. Certaines de ces molécules appartiennent à des groupes chimiques classiques telles que les oxicams (méloxicam) alors que d'autres sont issues de nouvelles séries chimiques telles que les sulfonamides (nimésulide, NS-398, CGP28238) ou les naphtylalkanones (nabumétone). La mise au point de modèles expérimentaux ex vivo et in vitro parfaitement codifiés a permis d'évaluer le profil d'inhibition d'une molécule sur les différentes COX (figure 4). Les inhibiteurs préférentiels possèdent une sélectivité vis-à-vis de la
COX-2 qui varient en fonction des modèles expérimentaux. Pour ces raisons, les résultats obtenus in vitro doivent être interprétés avec précaution. Par exemple, le nimésulide qui n'apparaît pas sélectif dans les tests utilisant des cellules intactes, se révèle 5 à 10 fois plus sélectif vis-à-vis de la COX-2 sur des préparations mitochondriales. Les études réalisées in vivo sur des modèles animaux (test à la carragénine, choc endotoxinique) montrent que l'inhibition préférentielle de la COX-2 conduit à une diminution de l'inflammation, de la douleur et de la fièvre induites expérimentalement. Ces données sont renforcées par les évaluations cliniques qui démontrent que l'efficacité globale dans le traitement symptomatique de l'arthrose des inhibiteurs préférentiels de la COX-2 (meloxicam 7,5 mg/j ; nimésulide 200 mg/j) et l'amélioration de la qualité de la vie sont similaires à ceux observés avec les AINS conventionnels (diclofénac à libération prolongée 100 mg/j, piroxicam 20 mg/j, naproxène 1 000 mg/j). Mais, si les études pharmacologiques favorisent l'hypothèse d'une réduction significative de la toxicité gastrique lors de l'utilisation des inhibiteurs préférentiels de la COX-2, ces molécules n'ont pas encore fait la preuve en évaluation clinique de leur avantage décisif dans la tolérance digestive comme on pouvait l'envisager. En effet, les essais comparatifs menés en double aveugle sur des groupes en parallèle montrent que la sécurité endoscopique n'est que légèrement supérieure avec le meloxicam (Mobic^®) ou le nimésulide (Nexen^®) par comparaison avec les AINS les moins bien tolérés comme le piroxicam, l'indométacine ou le naproxène [27, 28]. Il faut cependant prendre en compte que ces études se rapportent le plus souvent à des groupes de patients qui ne sont pas susceptibles de développer des événements indésirables. Néanmoins, les premières études de sécurité d'emploi à large échelle menées chez des patients arthrosiques et arthritiques indiquent que les événements gastro-intestinaux sont moins fréquents pour le meloxicam par comparaison au diclofénac (étude MELISSA) et au piroxicam (étude SELECT).

Les inhibiteurs sélectifs de la COX-2

Les développements les plus récents des AINS se concentrent vers la mise au point de molécules à fort potentiel sélectif vis-à-vis de la COX-2. C'est la connaissance des différences qui existent au niveau des sites clés et critiques des isozymes qui permet de disposer d'éléments structuraux pharmacochimiques fiables pour la synthèse par modélisation informatique d'inhibiteurs sélectifs de la COX-2. Dans ce cas, le rapport CI₅₀ COX-2/CI₅₀ COX-1 devra être inférieur à 0,001 pour un inhibiteur sélectif de la COX-2. En fait ce rapport a été établi arbitrairement alors qu'aucune étude ne permet à l'heure actuelle de savoir à partir de quel valeur on peut espérer obtenir un profil de sécurité maximale pour l'AINS. Alors que le rapport de sélectivité est de 3,5 pour le meloxicam, celui d'inhibiteurs de la COX-2 de seconde génération comme le celecoxib (Celebrex^®) ou le rofecoxib (Vioxx^®) varie de 325 à 500. Les études expérimentales montrent que des doses d'AINS sélectifs de la COX-2 200 fois supérieures à la dose pharmacologiquement active n'entraînent aucune lésion digestive [29]. Les inhibiteurs sélectifs de la COX-2 sont aussi efficaces que les AINS conventionnels et apparaissent avoir une meilleure sécurité d'emploi clairement établie dans des essais cliniques contrôlés réalisés chez des patients arthrosiques [30, 31]. Il est à noter qu'aucun effet gastro-intestinal grave imputable à une de ces molécules n'a encore été répertorié depuis leur commercialisation (aux USA en 1999).

Une controverse sur l'intérêt de l'utilisation des inhibiteurs hautement sélectifs de la COX-2 commence cependant à s'installer depuis la publication d'une série de travaux concernant le rôle des prostaglandines dans le processus d'ulcération et la contribution de la COX-1 dans l'inflammation. Les résultats rendent compte, d'une part, de l'induction rapide de la
COX-2 dans les monocytes, les macrophages, les fibroblastes et les cellules épithéliales au voisinage des zones lésées du tissu stomacal [32] et, d'autre part, de l'implication de la COX-2 (constitutive ou induite ?) dans la néo-synthèse de prostaglandines gastriques et dans la cicatrisation du tissu irrité ou ulcéré [33-35]. Au niveau des cellules endothéliales, les AINS sélectifs de la COX-2 pourraient bloquer l'angiogenèse et donc la cicatrisation des plaies et des ulcères par l'inhibition de
l'ERK-2 (extracellular regular kinase) [36]. Suite à ces observations suggérant que l'induction de la synthèse de prostaglandines accélère la cicatrisation de l'ulcère, il peut y avoir un inconvénient à utiliser des inhibiteurs sélectifs de la COX-2 chez des patients développant un ulcère. D'autres hypothèses sont plus nuancées sur la contribution exclusive de la COX-2 dans des pathologies inflammatoires telles que l'arthrose. En effet, la COX-1 et la COX-2 seraient conjointement présentes dans les tissus synoviaux et il est de plus en plus probable que la COX-1 joue un rôle dans la persistance de l'état d'inflammation [37]. Si bien que l'idée qui prévaut actuellement est qu'il n'est théoriquement pas souhaitable de traiter avec un inhibiteur exclusif de la COX-2 aux concentrations thérapeutiques. Une autre préoccupation découle des expériences qui indiquent que les souris knock out génétiquement délétées de la COX-2 sont caractérisées par une réduction de leur capacité de reproduction mais aussi par l'apparition de fibroses cardiaques et de malformations rénales responsables d'une mortalité précoce. La question se pose vu l'importance dans les prochaines années du renouvellement des médications anti-inflammatoires, si le volume de prescriptions des inhibiteurs sélectifs de la COX-2 devient plus important sont susceptibles d'apparaître des effets secondaires qui n'ont pu être répertoriés dans les essais cliniques ?

Les complexes AINS-donneur de monoxide d'azote (NO)

Le NO est un radical libre à temps de demi-vie très court (5 à 6 secondes) produit dans les cellules des mammifères à partir de la L-arginine sous l'action d'hémoprotéines dimériques, les NO synthétases (NOS). La classification actuelle des NOS en trois familles (NOS I, NOS II, NOS III) prend en compte le nombre d'acides aminés des séquences codantes, les propriétés physico-chimiques (pH optimal d'activité de la NOS), les spécificités structurales en analyse spectroscopique et les caractéristiques cinétiques et d'affinité (Ki) de l'isoforme vis-à-vis du substrat commun (L-arginine) et des différents cosubstrats (tétrahydrobioptérine, FAD, FMN). Les différentes familles d'isoformes présentent approximativement 50-55 % d'identité entre elles. La NOS III (1 203-1 205 acides aminés) a été mise en évidence dans la plupart des tissus de l'organisme et en particulier au niveau de l'endothélium vasculaire. Elle est fortement exprimée de manière constitutive dans les cellules épithéliales de la muqueuse gastrique [38]. La NOS I (1 439-1 433 acides aminés) est une autre forme constitutive principalement localisée au niveau des neurones, du muscle squelettique, des neutrophiles et des cellules de l'épithélium bronchique ou gastro-intestinal. De plus, le NO produit par la NOS I activée joue le rôle clé de médiateur de la relaxation nonadrénergique non-cholinergique du muscle lisse au niveau du tractus gastro-intestinal et des sphincters. La NOS II s'exprime comme la COX-2 dans les tissus sous l'action de stimuli pro-inflammatoires ; cette forme inductible se distingue des autres NOS par son indépendance à l'égard du calcium.

L'importance biologique d'une substance comme le NO provient du fait qu'il s'agit d'une molécule ubiquitaire diffusible produite en permanence. Dans les tissus périphériques, le NO est impliqué dans une large panoplie de fonctions telles que les régulations du tonus vasculaire, de la contractilité cardiaque, de l'hémostase ou de la motricité digestive. Au niveau gastrique, les données expérimentales permettent d'attribuer au NO diverses propriétés potentiellement bénéfiques pour la cytoprotection de la muqueuse gastrique. En effet, les cellules épithéliales de la muqueuse gastrique exhibent des niveaux élevés de la NOS II ce qui permet de suggérer que le NO intervient par un mécanisme non vasculaire dans la synthèse des bicarbonates et du mucus gastriques [39]. Cette action a été rapportée à la liaison du NO à la guanylate cyclase soluble et à l'activation de la synthèse de GMPc gastrique. Une conséquence de la formation du GMPc étant l'épaississement de la couche de mucus tapissant l'épithélium gastrique. Des arguments pharmacologiques privilégient aussi l'hypothèse du rôle inhibiteur du NO sur la sécrétion gastrique acide. Les donneurs de NO atténuent la sécrétion acide par une action directe sur les cellules pariétales [39] ou bien par la réduction de la libération d'histamine par les cellules entérochromaffines [40]. Les expériences sur l'animal montrent que l'administration intraveineuse d'inhibiteurs de la NOS réduit le débit sanguin stomacal [41, 42]. Ces résultats complétés par d'autres suggèrent que la libération locale de NO régule la microcirculation au niveau de la muqueuse gastrique en collaboration avec les prostaglandines et l'activité neuronale. Un autre niveau de régulation de la production de prostaglandines provient de l'intrication des processus d'activation de la NOS et de la COX. Des données déduites principalement d'expériences réalisées in vitro sur des modèles cellulaires apportent les preuves d'une coopération positive entre le NO et la COX-1. D'autres composantes actives de l'action cytoprotectrice du NO impliquent l'inhibition de l'activation et de l'adhérence des neutrophiles et l'inactivation des radicaux libres. Les propriétés démontrées par le NO sur l'homéostasie gastrique laissent entrevoir une nouvelle approche dans l'utilisation plus sûre des AINS avec le développement de molécules anti-inflammatoires porteuses de groupements donneurs de NO.

Les NO-AINS sont obtenues par estérification d'un AINS conventionnel avec une molécule porteuse de groupements chimiques donneurs de NO. Les premiers composés développés ont été obtenus par addition d'un groupement nitroxybutylester à des molécules comme le flurbiprofène, le kétoprofène, le naproxène ou le diclofénac. Les études réalisées sur différents modèles expérimentaux prédictifs d'une activité anti-inflammatoire montrent que les NO-AINS sont aussi efficaces que les molécules base [43-45]. Les essais cliniques démontrent la supériorité des NO-AINS sur le placebo et une efficacité comparable à celle des AINS classiques dans la prise en charge des patients arthrosiques en poussée douloureuse ou inflammatoire. En fait, le principal intérêt de l'introduction des NO-AINS dans la thérapeutique anti-inflammatoire résiderait une nouvelle fois dans la réduction de la gastrotoxicité [43-46]. La réalité de ce phénomène apparaît dans des expériences comme celles qui montrent que le prétraitement des rats avec le nitroprussiate de sodium, un donneur de NO, réduit l'étendue des lésions gastriques produites par le flurbiprofène. En fait, les données cliniques ne font que refléter les données expérimentales s'appuyant sur des arguments histologiques et pharmacologiques clairement établis avec toute une série de NO-AINS. Une meilleure tolérance gastrique aux NO-AINS est également retrouvée après le traitement chronique des animaux. Il est intéressant de noter que le nitrofenac (NO-diclofénac) comme le nitroprussiate de sodium accélèrent le processus de réparation tissulaire chez des animaux rendus ulcéreux après induction chimique, un phénomène qui n'a pas été observé avec le diclofénac seul, le misoprostol ou les inhibiteurs préférentiels de la COX-2 [47].

Les complexes métaux-AINS

Un autre aspect du développement des AINS qui devrait retenir l'attention dans les prochaines années concerne les complexes cuivre-AINS. Alors que de nombreuses études soulignent les propriétés pro-oxydantes du cuivre telle que l'activation de la production de radicaux hydroxyles OH [48] les complexes Cu-AINS sont pharmacologiquement plus actifs que les AINS seule. Sorenson considère que les formes plasmatiques des AINS sont des complexes formés par leurs métabolites avec le cuivre endogène [49]. On peut ajouter que les complexes Cu-AINS ont des capacités de captage des radicaux libres supérieures à celles de l'AINS. L'intérêt de ces complexes réside également dans leurs propriétés anti-ulcéreuses reconnues dès 1989 par Sorenson [50]. Ces caractéristiques pharmacodynamiques concourent ainsi à minimiser le risque d'éventuels effets secondaires des AINS. Pour le moment, il n'y a aucune information concernant les mécanismes régulant les propriétés gastro-protectrices du cuivre. On peut concevoir des hypothèses nouvelles à la lumière de résultats récents qui indiquent que le cuivre se comporte comme un cosubstrat de la NOS et par conséquent peut favoriser la production de NO [51]. La galénique pourrait être un partenaire dans le développement des complexes cuivre-AINS. Dans cette perspective, l'encapsulation du complexe ternaire Cu2-indométacine4-diméthylformamide2 dans des liposomes ou dans des nanocapsules a conduit à améliorer la tolérance gastrique aux AINS et des complexes [52].

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