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Cytokines de nouvelle génération pour prévenir l’anémie et la neutropénie fébrile


Bulletin du Cancer. Volume 93, Numéro 5, 483-7, Mai 2006, Dossier thématique


Résumé   Summary  

Auteur(s) : Jérôme Fayette, Jean-Yves Blay , Hôpital Édouard Herriot, Service d’oncologie médicale, Pavillon E, 5, place d’Arsonval, 69003 Lyon.

Résumé : Les neutropénies fébriles et l’anémie sont deux complications majeures des chimiothérapies. Les cytokines humaines recombinantes, tels le G-CSF et l’érythropoïétine, permettent de lutter efficacement contre ces effets secondaires mais nécessitent des injections itératives du fait d’une courte demi-vie. Leur glycosylation permet aux cytokines naturelles d’augmenter leur stabilité et les injections peuvent être espacées et devenir concomitantes des chimiothérapies. La forme à demi-vie prolongée de l’érythropoïétine montre une efficacité similaire à celle de la molécule naturelle. La forme glycosylée du G-CSF pourrait se montrer plus efficace encore pour la prévention des neutropénies fébriles. Finalement, ces nouvelles molécules permettent de réduire le nombre d’injections tout en assurant un dose-intensité optimal du traitement.

Mots-clés : cytokine, neutropénie fébrile

ARTICLE

Auteur(s) : Jérôme Fayette, Jean-Yves Blay

Hôpital Édouard Herriot, Service d’oncologie médicale, Pavillon E, 5, place d’Arsonval, 69003 Lyon

Article reçu le 11 Decembre 2004, accepté le 24 Avril 2005

La neutropénie fébrile, potentiellement létale, et l’anémie sont deux complications fréquentes de la chimiothérapie des cancers. Diverses cytokines permettent de lutter efficacement contre ces complications malgré des contraintes pour les patients qui s’ajoutent à celles déjà lourdes de la chimiothérapie. En effet, le G-CSF (granulocyte-colony stimulating factor) recombinant humain (rhuG-CSF) diminue l’incidence des neutropénies fébriles au prix d’injections sous-cutanées quotidiennes pendant 7 à 10 jours, alors que l’érythropoïétine recombinante humaine (Epo) nécessite trois injections sous-cutanées par semaine. Dans le but de diminuer ces rythmes d’injection, les laboratoires pharmaceutiques ont mis au point des cytokines de nouvelle génération, de demi-vie plus longue et d’efficacité comparable, voire supérieure. Cette revue fait le point sur ces cytokines de nouvelle génération dans le domaine de la prévention de la neutropénie fébrile et de l’anémie.

Prévention de la neutropénie fébrile par le G-CSF retard

Apport de la cytokine standard

La neutropénie fébrile est une complication potentiellement létale de la chimiothérapie. Elle conduit à l’hospitalisation des patients, altère leur qualité de vie et augmente les coûts pour la société. C’est la cause la plus fréquente du décalage des cures de chimiothérapie [1], ce qui entraîne une diminution de la dose-intensité, préjudiciable dans un certain nombre de cancers comme les lymphomes ou les cancers du sein précoces [2, 3]. En cas de neutropénie de grade 4 (polynucléaires neutrophiles < 0,5 G/L) supérieure à 5 jours, la probabilité d’une infection est supérieure à 50 % [4]. L’utilisation du filgrastime (rhuG-CSF) après chimiothérapie diminue l’incidence, la durée et la sévérité des neutropénies de grade 4, ainsi que la fréquence des neutropénies fébriles : il améliore donc le maintien de la dose-intensité [5]. On estime que le risque de survenue de neutropénie est diminué de 50 %. Le rhuG-CSF est donc indiqué pour la prévention secondaire, c’est-à-dire après une première neutropénie fébrile s’il est préjudiciable de diminuer les doses. En ce qui concerne la prévention primaire, l’Asco recommande d’utiliser le rhuG-CSF pour tout protocole de chimiothérapie entraînant au moins 40 % de neutropénies fébriles. Ce taux est même diminué à 18-20 % pour certains auteurs si l’on prend en considération les coûts annexes comme la perte de journées de travail par exemple [6]. Chez les sujets âgés de plus de 70 ans, l’utilisation de rhuG-CSF devrait être plus large encore dès le premier cycle de chimiothérapie. Elle améliore la réponse neutrophile aux cycles suivants, probablement en stimulant la prolifération des précurseurs des neutrophiles, ce qui accélère la réponse ultérieure [7]. Enfin, des études ont pu montrer une corrélation entre la neutropénie et l’altération de la qualité de vie [8].

Pegfilgrastime : modifications biochimiques et conséquences

Malgré l’efficacité du rhuG-CSF standard, des injections quotidiennes pendant 7 à 14 jours après chaque cycle de chimiothérapie sont nécessaires, du fait de sa demi-vie courte de 3 heures 30, d’où l’intérêt de la recherche portant sur des molécules de demi-vie plus longue comme le pegfilgrastime. Le pegfilgrastime est une forme pégylée du filgrastime sur lequel a été attachée, à l’extrémité N-terminale, une chaîne linéaire de 20 kd de polyéthylène glycol. In vitro, il montre les mêmes propriétés que le filgrastime. À la différence du filgrastime, sa taille empêche la filtration glomérulaire, induisant une élimination rénale minime et une demi-vie d’environ 33 heures [9]. L’essentiel de l’élimination du pegfilgrastime se fait par les neutrophiles : le complexe pegfilgrastime-récepteur du G-CSF est internalisé et dégradé. Cette clairance est saturable et permet une auto-régulation du taux de pegfilgrastime plasmatique par les neutrophiles en fonction de leur nombre. L’élimination du pegfilgrastime est faible quand le nombre de neutrophiles est bas, donc les taux sériques de pegfilgrastime doivent être les plus élevés possibles pendant la neutropénie [10]. Au contraire, quand le nombre de neutrophiles s’élève, la clairance du pegfilgrastime augmente permettant son élimination du sérum. Ainsi, sont évitées les augmentations, parfois impressionnantes, des taux de neutrophiles que l’on observe avec le rhuG-CSF standard après le nadir, et il n’est pas nécessaire de surveiller le nombre de neutrophiles. De plus, la forme glycosylée masque les déterminants antigéniques du G-CSF, ce qui améliore son efficacité en évitant le développement d’une réponse immune. L’allongement de la demi-vie du rhuG-CSF par pégylation n’augmente pas sa toxicité [11,12].

Efficacité clinique du pegfilgrastime : au moins équivalente à celle du filgrastime

Dans une étude de phase II, différentes doses de pegfilgrastime (30, 60 ou 100 μg/kg le lendemain de la chimiothérapie puis injection quotidienne d’un placebo) ont été comparées à la dose standard de filgrastime (5 μg/kg/j) chez 154 patientes traitées pour un cancer du sein par doxorubicine (60 mg/m2) et docetaxel (75 mg/m2). À la dose de 100 μg/kg, le pegfilgrastime s’est montré équivalent au filgrastime pour la prévention des neutropénies sévères [10]. Puis, le pegfilgrastime a été testé contre le filgrastime dans deux essais de phase III randomisés, en double aveugle. Les patientes atteintes d’un cancer du sein traitées par la même chimiothérapie par doxorubicine et docetaxel recevaient soit du filgrastime à la dose de 5 μg/kg/j à partir du lendemain de la chimiothérapie et jusqu’à ce que le nombre de polynucléaires soit supérieur à 10 G/L après le nadir, avec au maximum 14 injections, soit du pegfilgrastime le lendemain de la chimiothérapie puis un placebo. La dose de pegfilgrastime était de 6 mg, dose totale dans la première étude incluant 157 patientes [13] et 100 μg/kg dans la deuxième étude incluant 310 patientes [14]. Ce traitement était répété pendant 4 cycles. Ces deux essais ont été construits pour montrer une non-infériorité du pegfilgrastime. L’objectif primaire était la durée moyenne de la neutropénie de grade 4 au premier cycle. Elle est de 1,8 ± 1,4 jours avec le pegfilgrastime contre 1,6 ± 1,1 jours avec le filgrastime dans la première étude. Dans la deuxième étude, elle est de 1,7 ± 1,5 jours et 1,8 ± 1,4 jours respectivement. Dans la deuxième étude, la plus importante (310 patientes), la durée moyenne de neutropénie sévère était significativement diminuée avec le pegfilgrastime par rapport au filgrastime avec par exemple, lors du 3e cycle, une durée moyenne de 0,6 ± 0,9 jours versus 1,2 ± 1,4 (p = 0,025). De même dans cette étude, le nombre de neutropénies fébriles était significativement diminué avec le pegfilgrastime : 9 % des patients au cours des 4 cycles de chimiothérapie contre 18 % (p = 0,029). Dans l’étude avec la dose de 6 mg de pegfilgrastime, il n’a été mis en évidence aucune différence significative, avec cependant une tendance en faveur de la cytokine retard. Pour augmenter leur puissance statistique, ces essais ont été réunis pour obtenir 448 patientes [15]. Sur l’ensemble des cycles de chimiothérapie, l’incidence (11 versus 19 %) des neutropénies fébriles avec le pegfilgrastime est diminuée significativement de 44 %, soit un risque relatif de 0,56 (IC 95 % = 0,35-0,89). De même, les taux de réhospitalisation et d’utilisation d’antibiotiques intraveineux sont diminués (19 versus 23 % et 19 versus 21 % respectivement, tendances non significatives). Une analyse de sous-groupes en fonction de l’âge montre une diminution significative des neutropénies fébriles, que les patientes aient plus ou moins de 65 ans [16]. Rappelons que ces essais de phase III n’ont pas été construits pour montrer une différence et que leurs conclusions ne peuvent pas être définitives : la supériorité du pegfilgrastime en termes de diminution des neutropénies fébriles ne pourra être démontrée avec certitude qu’à partir d’études bâties pour montrer une différence d’efficacité.

Le pegfilgrastime coûte l’équivalent d’environ 14 injections de filgrastime, soit plus qu’utilisé en pratique courante. Les études médico-économique prenant en considération tous les coûts annexes, déjà exposées pour le rhuG-CSF standard, ont été menées pour le pegfilgrastime en tenant compte de cette différence : le taux seuil de neutropénies fébriles est de 27 % pour un protocole de chimiothérapie donné si le pegfilgrastime n’apporte aucun bénéfice clinique supplémentaire par rapport au filgrastime et de 18 % si le bénéfice clinique global est de 25 % (soit le taux calculé pour les deux études de phase III réunies) [6].

Prévention de l’anémie par l’érythropoïétine retard

Apport de la cytokine standard

L’anémie est un problème fréquent en cancérologie, dont les causes sont plurifactorielles et comprennent les effets myélotoxiques des traitements, l’envahissement médullaire par les cellules tumorales, les carences nutritionnelles ou le saignement lié aux érosions tumorales. L’anémie est associée à une mauvaise qualité de vie avec en particulier une asthénie importante, même si ce n’en est pas l’unique déterminant. De plus, dans certains cancers, comme les cancers bronchiques, ORL, du col utérin, de la prostate, les lymphomes ou les myélomes, l’anémie est associée à une moins bonne survie sans qu’il soit possible de savoir si elle agit en tant que facteur causal ou si elle est un simple marqueur de pronostic défavorable [17]. Les seuils d’hémoglobine se situent, selon les études, aux alentours de 11-13 g/dL. Traditionnellement, en cas d’anémie sévère, les patients étaient transfusés, avec un effet transitoire et des effets secondaires potentiels plus ou moins graves. L’utilisation de l’érythropoïétine humaine recombinante (rhuEpo) a augmenté l’arsenal thérapeutique pour lutter contre l’anémie.

Diverses études ont permis de montrer que l’époétine augmente les taux d’hémoglobine, réduit les besoins transfusionnels et améliore la qualité de vie des patients sous chimiothérapie [18, 19]. Dans la majorité des cas, un traitement par époétine est instauré au-dessous de 10 g/dL, mais il a été montré que des taux inférieurs à 12 g/dL étaient associés aussi à une altération de la qualité de vie et que la cytokine était plus efficace quand elle était administrée à la dose de 11 ou 12 g/dL, suggérant l’intérêt de maintenir un taux supérieur à 12 g/dL tout au long du traitement [20]. Le rôle de l’érythropoïétine sur la survie reste très controversé. La majorité des études ne montrent pas d’influence et deux études, dans des cancers ORL et du sein mais en dehors des indications approuvées, montrent un effet délétère. En revanche, une méta-analyse portant sur 19 essais incluant 2 865 patients montre une amélioration significative de la survie avec un hazard ratio à 0,81 (IC 95 % = 0,67-0,99) [21].

Darbépoétine : modifications biochimiques et conséquences

La demi-vie de la rhuEpo est de 15 à 25 heures en injections sous-cutanées, bien plus longue qu’en injections intraveineuses. L’époétine alpha a une demi-vie d’environ 19,4 heures et l’époétine bêta de 24,2 heures [22], ce qui nécessite en début d’utilisation 3 injections sous-cutanées par semaine, avec les contraintes que cela entraîne pour le patient. Comme pour le G-CSF, un des enjeux a été le développement de produits de demi-vie plus longue pour diminuer le rythme des injections. L’érythropoïétine est une hormone glycosylée. Ses résidus d’hydrates de carbone sont nécessaires pour son activité biologique. Ses isoformes avec un grand nombre d’acides sialiques ont une demi-vie plus longue et une plus grande efficacité in vivo [23]. En effet, pour être éliminée, elle doit être déglycosylée.

Afin de créer une molécule de plus grande efficacité biologique, la darbépoétine, le gène codant pour l’époétine α a été modifié de façon à augmenter la glycosylation et le nombre d’acides sialiques. La séquence en acides aminés de la darbépoétine diffère de celle de l’érythropoïétine endogène en cinq endroits du fait de l’ajout de deux chaînes glucidiques. Finalement, la darbépoétine contient 52 % de glucides et au maximum 22 résidus d’acide sialique pour une masse de 37 kd contre 40 %, 14 résidus et 30,4 kd pour l’érythropoïétine, ce qui entraîne, chez l’animal, une demi-vie plasmatique de la darbépoétine 3,7 fois plus longue. Chez l’homme, on retrouve la même donnée avec une demi-vie d’environ 70 h de la darbépoétine [24]. Paradoxalement, alors que cette glycosylation supplémentaire diminue de 4 fois l’affinité de la molécule pour le récepteur de l’érythropoïétine, l’efficacité biologique à dose équivalente in vivo chez l’animal est supérieure (mesurée sur l’augmentation de l’hématocrite), surtout en cas d’injection hebdomadaire et non plus 3 fois par semaine. Chez l’animal, pour une même efficacité biologique, les doses de darbépoétine peuvent donc être considérablement diminuées par rapport à celles de la rhuEpo. La pharmacocinétique de la darbépoétine est linéaire en fonction de la dose et sans accumulation, qu’elle soit administrée toutes les 1, 2 ou 3 semaines [25]. Finalement, la dose retenue pour les patients cancéreux anémique est de 2,25 μg/kg et une dose totale de 150 μg en une injection sous-cutanée hebdomadaire.

Efficacité de la darbépoétine : équivalence avec l’érythropoïétine recombinante pour corriger l’anémie

Une étude de phase III en double aveugle a randomisé 320 patients anémiques (moins de 11 g/dL) traités par chimiothérapie pour un cancer bronchique entre darbépoétine (2,25 μg/kg) ou placebo en injections sous-cutanées hebdomadaires pendant 12 semaines [26]. Les patients recevant de la darbépoétine ont nécessité 2 fois moins de transfusions (27 versus 52 %, différence moyenne de 25 %, IC 95 % = 14-36, p < 0,001), ont eu une meilleure réponse hématologique (66 versus 24 %, différence moyenne de 42 %, IC 95 % = 31-53, p < 0,001), c’est-à-dire une augmentation d’au moins 2 g/dL de l’hémoglobine (ou l’obtention d’un taux supérieur à 12 g/dL) et une meilleure résolution de la fatigue (augmentation globale des scores de 56 versus 44 %, différence moyenne de 13 %, IC 95 % = 2-23, p < 0,019). Il n’y a pas de différence entre les deux groupes en ce qui concerne les effets secondaires. Cette étude montre donc qu’une injection hebdomadaire est efficace pour les patients, à comparer avec les injections 3 fois par semaine de la rhuEpo.

Une autre étude de phase III montre des résultats similaires chez des patients souffrant d’hémopathies [27]. D’autres essais ont cependant montré qu’une injection hebdomadaire de rhuEpo était possible : l’époétine α à la dose de 40 000 UI/sem [28] et l’époétine β à la dose de 30 000 UI/sem montrent une efficacité similaire au schéma avec 3 injections par semaine. Comme la darbépoétine a une demi-vie 3 à 4 fois plus longue que la rhuEpo, il a donc été logique de mener des essais avec des injections encore plus espacées. Une étude rétrospective aux États-Unis a montré que la darbépoétine à la dose de 100 μg une fois par semaine ou de 200 μg une fois toutes les 2 semaines était aussi efficace que l’époétine α à la dose de 40 000 UI/sem [29]. Avec les deux molécules, 50 % des patients ont dû augmenter la dose reçue pour obtenir une efficacité. Des injections toutes les 3 semaines sont possibles. Une étude de phase II a montré que 71 % des patients recevant 12 μg/kg de darbépoétine obtenaient une réponse hématologique à 12 semaines [30]. L’augmentation des doses ne permet pas d’améliorer ce taux, un plateau étant atteint. Des doses plus faibles de l’ordre de 6,75 μg/kg permettent d’obtenir plus de 60 % de succès, ce qui est non significativement différent de ce qui est obtenu avec 12 μg/kg. Une autre étude a montré que la dose de 6,75 μg/kg toutes les 3 semaines permet d’obtenir plus de 70 % de réponse hématologique [31]. Même avec un schéma d’injection toutes les 3 semaines, il n’est pas nécessaire de procéder à des doses de charge hebdomadaires [32].

Ces dernières données ont permis de proposer de nouveaux schémas thérapeutiques de la darbépoétine : 500 μg toutes les 3 semaines ou, à défaut, 300 μg toutes les 2 semaines ou 150 μg par semaine. Ces rythmes correspondent de fait aux schémas de chimiothérapie actuels et permettent donc une très nette simplification pour les patients qui reçoivent ainsi leur injection le jour de la chimiothérapie. Comme pour la rhuEpo, la darbépoétine est arrêtée au bout de 6 à 8 semaines si, malgré les augmentations posologiques, le taux d’hémoglobine ne s’est pas élevé d’au moins 1 g/dL ou si les besoins transfusionnels n’ont pas diminué. En pratique, pour le schéma à une injection toutes les 3 semaines, c’est l’évaluation à la 9e semaine qui est déterminante [33].

Autres érythropoïétines de nouvelle génération

Il existe une forme pégylée de l’époétine β. Elle est efficace pour stimuler l’érythropoïèse et a une demi-vie encore plus longue que les autres molécules, de l’ordre de 137 heures en injection sous-cutanée [34]. Cette molécule est en cours d’étude dans les cancers. Chez des patients atteints de myélome, une injection sous-cutanée toutes les 3 semaines de doses allant de 1 à 4,2 μg/kg corrige efficacement l’anémie, avec aussi un effet plateau à des doses plus élevées [35]. D’autres produits sont actuellement en phase précoce de développement pour lutter contre l’anémie. Il s’agit en particulier de petites molécules administrées par voie orale : agonistes du récepteur de l’érythropoïétine [36, 37] ou agissant sur la transmission du signal intracellulaire en aval du récepteur [38]. Des expériences de thérapie génique par vecteur viral montrent chez l’animal des augmentations de l’hématocrite pendant plus de 1 an [39].

Conclusion

Le développement du génie génétique a permis la production de cytokines qui représentent des médicaments efficaces pour les deux effets secondaires majeurs des chimiothérapies que sont la neutropénie fébrile et l’anémie. Ces deux complications fréquentes des traitements anticancéreux altèrent fortement la qualité de vie des patients. Les premiers produits mis au point, malgré une efficacité indiscutable, avaient des contraintes importantes représentées par la nécessité d’injections fréquentes chez des patients qui payaient déjà un lourd tribu à la maladie. Le développement des cytokines retard permet d’alléger considérablement les schémas d’administration avec la possibilité de réaliser une seule injection de G-CSF et d’érythropoïétine retard le lendemain de la cure de chimiothérapie. Ces produits, d’efficacité similaire à ceux connus, permettent au patient d’oublier les traitements pendant son intercure tout en ayant la garantie de respecter au maximum la dose-intensité de sa chimiothérapie et d’avoir une qualité de vie optimale en diminuant les risques d’aplasie fébrile et en corrigeant l’anémie. Ces molécules sont probablement appelées à devenir incontournables, plébiscitées à la fois par les patients et le personnel médical ou paramédical pour leur simplicité d’utilisation. Il est probable qu’elles représentent une avancée aussi importante que celle des sétrons pour la qualité de vie des patients.

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