Brevet FR2902010A1 — publié le 20071214

UTILISATION DE LA 1,7-DIMETHYLXANTHINE POUR LA FABRICATION D'UN MEDICAMENT PSYCHOANALEPTIQUE NON ANXIOGENE DESTINE AU TRAITEMENT D'UN TROUBLE NEUROPSYCHIATRIQUE L'invention concerne la 1,7-diméthylxanthine (1,7-diméthyl-3,7-dihydro-1H-purine-2,6-dione), connue sous le nom de paraxanthine. C'est un produit naturel, connu pour être présent dans la plante Sinomenium acutum (Jiang et al., 1998a). D'autres méthylxanthines sont bien connues comme produits naturels. La 1,3,7-triméthylxanthine (caféine) est extraite des graines de Coffea arabica ou Coffea robusta. La 1,3-diméthylxanthine (théophylline) est notamment présente dans des feuilles de plantes théacées telles que Came/lia sinensis. La 3,7-diméthylxanthine (théobromine) est notamment présente dans les graines de Theobroma cacao. Ces méthylxanthines naturelles sont des composants de boissons ou de mets à base de café, de chocolat ou de thé. Chez les mammifères, dont l'Homme, la paraxanthine est aussi un métabolite de la caféine (Yesair et al., 1984). La caféine est classée comme psycho stimulant, au même titre que la cocaïne, l'amphétamine, la méthamphétamine et le méthylphénidate. Les boissons et autres produits de consommation courante à base de café sont bien connus pour leurs propriétés à stimuler l'éveil, la vigilance, l'attention et les fonctions intellectuelles. D'autres psycho-stimulants comme le méthylphénidate sont utilisés comme agents thérapeutiques pour traiter une pathologie appelée trouble déficitaire de l'attention/hyperactivité (TDAH). La caféine est aussi réputée pour induire des états d'anxiété et peut parfois provoquer des attaques de panique. Par exemple, des patients consommant beaucoup de café ont des symptômes d'anxiété généralisée connus sous le terme de caféinisme (Greden, 1974). Expérimentalement, l'administration de fortes doses de caféine produit des augmentations dans les mesures d'anxiété chez des volontaires sains (Stern et al., 1989). Les effets anxiogènes de la caféine sont plus prégnants chez les patients susceptibles d'attaques de panique (Boulenger et al., 1984). Une attaque de panique, selon les critères du DSM-III-R (American Psychiatric Association, 1987) a pu être expérimentalement obtenue en administrant de la caféine (Nickell and Uhde, 1994). Enfin, dans une autre étude expérimentale sur des adolescents, les sujets ont déclaré que la caféine les rendait anxieux (Bernstein et al., 1994). De manière surprenante, les inventeurs ont découvert que la paraxanthine, au contraire de la caféine, est dénuée d'activité anxiogène chez l'animal, et possède même une activité anxiolytique. De là ils proposent l'utilisation de la paraxanthine pour la fabrication d'un médicament psychoanaleptique non anxiogène pour traiter des affections neuropsychiatriques dont les troubles du sommeil et les troubles anxieux figurent parmi les symptômes. Par médicament psychoanaleptique du grec ana, à l'écart et leptos, qui affaiblit- on entend, selon la classification proposée par Delay et Denicker (1957) et validée lors du Congrès Mondial de Psychiatrie en 1961, un agent pharmacologique qui induit l'éveil, réduit l'envie de s'assoupir, stimule le psychisme, l'attention, et stimule les facultés intellectuelles. La paraxanthine, n'est pas classée comme substance psychoanaleptique dans les manuels courants de pharmacologie. Chez un animal, notamment un rongeur, on évalue les effets psychoanaleptiques en mesurant l'activité locomotrice lorsque l'animal est placé dans un environnement nouveau. Par anxiété on entend tout sentiment d'un danger imminent et indéterminé s'accompagnant d'un malaise général, de désarroi, d'anéantissement. Par "anxiogène", on entend tout effet susceptible de créer de l'anxiété ou d'augmenter les mesures d'anxiété. Une situation anxiogène peut être créée chez un animal, particulièrement un rongeur, lorsqu'il est placé dans une situation inhabituelle qu'il ressent comme dangereuse. Par "anxiolytique" on entend tout effet qui s'oppose à l'anxiété ou à l'augmentation de l'anxiété. Chez l'animal, un effet anxiolytique est mis en évidence lorsque l'animal perd son appréhension d'une situation qu'il ressent comme dangereuse et pénètre plus souvent dans un environnement lié à cette situation ou bien passe plus de temps dans cette situation. L'hypersomnie idiopathique désigne une affection associant sommeil 30 nocturne prolongé, réveil difficile avec ivresse du sommeil et somnolence diurne plus ou moins permanente. La narcolepsie est une affection caractérisée par une hypersomnolence diurne, se traduisant par des accès irrépressibles de sommeil survenant plusieurs fois par jour et durant de 2 à 30 minutes. Ces accès de sommeil sont suivis d'une vigilance normale, mais pour quelques heures seulement. Ces fluctuations continuelles de la vigilance s'accompagnent de difficultés d'attention et de mémoire. La dépression est une affection fréquente de l'humeur caractérisée par des sentiments d'intense tristesse, d'inquiétude pessimiste et d'autodépréciation, souvent accompagnés de perte d'enthousiasme, d'énergie ou d'allant vital, de fatigue, d'anhédonie ou difficulté à ressentir du plaisir, et de troubles du sommeil. Le diagnostic de dépression majeure, ou d'épisode dépressif majeur, est posé lorsque le patient présente les critères de dépression décrits en détail dans le DSM-IIIR (American Psychiatric Association, 1994). Des formes moins sévères sont considérées comme des troubles dépressifs non caractérisés ou dysthymie, et peuvent persister pendant plusieurs années. Les patients dépressifs sont traités avec des antidépresseurs qui souvent ont des effets secondaires mal vécus, tels que l'anxiété, la somnolence et la fatigue. Les troubles fonctionnels, encore appelés somatotropes sont des troubles qui concernent les grandes fonctions physiologiques, et qui ne seraient pas dus à des lésions organiques mais à la manière de fonctionner des organes (foie, coeur...). Les troubles fonctionnels peuvent être à l'origine d'une maladie qui se déclarera ultérieurement. Le trouble déficitaire de l'attention/hyperactivité ou TDAH est le plus commun des troubles neuropsychiatriques de l'enfance. II est caractérisé par trois principaux symptômes : l'inattention, l'hyperactivité et l'impulsivité. Ces trois symptômes peuvent être présents chez les enfants atteints de TDAH mais à des degrés différents et, par conséquent, le trouble est sous divisé en trois types : le type mixte, le type inattention prédominante et le type hyperactivité impulsivité prédominante (American Psychiatric Association, 1987). Pharmaceutiquement acceptable se réfère à des entités moléculaires et des compositions qui ne produisent aucun effet adverse, allergique ou autre réaction indésirable quand elles sont administrées à un animal ou un humain. Quand utilisé ici, le terme excipient pharmaceutiquement acceptable inclut tout diluant, adjuvant ou excipient, tels que des agents préservatifs, des agents de remplissage, des agents désintégrant, mouillant, émulsifiant, dispersant, antibactérien ou antifongique, ou bien encore des agents qui permettraient de retarder la résorption intestinale et digestive. L'utilisation de ces milieux ou vecteurs est bien connue de l'art. Excepté si l'agent est chimiquement incompatible avec la paraxanthine, son utilisation dans des compositions thérapeutiques avec la paraxanthine est envisagée. D'autres agents thérapeutiques peuvent aussi être incorporés dans les compositions thérapeutiques contenant de la paraxanthine. Dans le contexte de l'invention, le terme traitement, comme utilisé ici, signifie empêcher ou inhiber la survenue ou la progression de l'affection à laquelle le terme s'applique, ou bien d'un ou de plusieurs symptômes de cette affection. Quantité thérapeutiquement active signifie une quantité de paraxanthine 15 effective pour obtenir l'effet thérapeutique désiré selon l'invention. Selon l'invention, le terme patient se réfère à un mammifère humain ou non humain affecté ou bien susceptible d'être affecté par une pathologie. Préférentiellement, le patient est un humain. Les inventeurs ont démontré que, chez la Souris, la paraxanthine exerce un 20 effet stimulant dose dépendant sur l'activité locomotrice, dès la dose de 1 mg/kg et jusqu'à 50 mg/kg (voir Exemple 1). Dans les mêmes conditions, la caféine exerce aussi un effet stimulant, mais il est moindre et ne se produit et que dans une gamme de dose plus restreinte (10-25 mg/kg). Dans l'épreuve de la planche à trous, qui mesure le pouvoir anxiogène ou 25 anxiolytique d'une substance, la caféine, à la dose de 50 mg/kg a un effet anxiogène, qui n'est pas partagé par la paraxanthine, à la dose de 50 mg/kg (voir Exemple 2). Dans l'épreuve du double compartiment noir/blanc, qui mesure aussi le pouvoir anxiogène, ou au contraire anxiolytique d'une substance, la paraxanthine, 30 à la dose de 50 mg/kg, mais pas la caféine, à la dose de 50 mg/kg, développe un effet de type anxiolytique (voir Exemple 3). Dans l'épreuve du labyrinthe en croix surélevé, qui mesure le pouvoir anxiogène ou anxiolytique d'une substance, la caféine (à la dose de 50 mg/kg), mais pas la paraxanthine (à la dose de 50 mg/kg) est anxiogène. La paraxanthine développe, à la dose de 50 mg/kg, un effet de type anxiolytique (voir Exemple 4). La paraxanthine montre donc chez l'animal un effet stimulant au moins aussi important que celui de la caféine, mais n'est pas anxiogène, et montre même sur certains tests des effets de type anxiolytique. Selon la meilleure connaissance de l'homme de l'art, il n'existait aucun agent pharmacologique connu pour posséder une activité psychoanaleptique sans être anxiogène. Aucun produit n'est connu de l'art qui associe des propriétés psychoanaleptique et anxiolytique. De manière symétrique, tous les agents anxiolytiques connus, particulièrement les tranquillisants mineurs de structure benzodiazépinique, sont des inducteurs du sommeil. Les inventeurs proposent donc d'utiliser la paraxanthine dans des compositions thérapeutiques pour le traitement de troubles du sommeil ou de troubles anxieux, dans les affections qui sont énumérées ici à titre d'exemples, sans se limiter à ces seuls exemples. Dans un premier aspect de l'invention, la paraxanthine est utilisée pour le traitement de l'hypersomnie idiopathique et de la narcolepsie. L'hypersomnie est le 20 symptôme majeur de cette dernière affection et la paraxanthine peut soulager ces patients sans entraîner d'anxiété ou sans augmenter leur anxiété. Dans un autre aspect de l'invention, la paraxantine est utilisée pour traiter les patients souffrant de dépression. La fatigue, le ralentissement psychomoteur et les troubles du sommeil constituent des symptômes de la dépression, et sont souvent 25 associés à de l'anxiété (on parle alors de trouble anxio-dépressif). Selon l'invention, la paraxanthine peut être utilisée pour traiter les patients souffrant de dépression majeure ou de troubles dépressifs non caractérisée ou encore de dysthymie. Préférentiellement, ces patients souffrent de troubles du sommeil, accompagnés ou non d'anxiété. 30 Un autre aspect de l'invention consiste à traiter avec la paraxanthine le trouble de l'attention/hyperactivité. Cette affection est actuellement traitée par des psychostimulants comme le méthylphénidate. Selon l'invention, la paraxanthine aura un effet bénéfique sur le trouble déficitaire de l'attention/hyperactivité, par son effet psychoanaleptique non anxiogène qui ne peut qu'augmenter la concentration et stimuler les facultés intellectuelles. Un autre aspect de l'invention consiste à traiter avec la paraxanthine des patients qui souffrent de troubles fonctionnels. Ces troubles sont souvent associés à un ralentissement psychomoteur et de la fatigue, qui pourront être améliorés par la paraxanthine, sans que l'anxiété, qui est un facteur aggravant dans ces troubles, ne soit provoquée. Sans que l'invention ne se limite à ces troubles, on peut citer les troubles suivants : la fatigue chronique, le syndrome de l'intestin irritable et la fibromyalgie. Considérant que l'absence d'effets anxiogènes, et même l'induction d'effets anxiolytiques, associée aux effets éveillant de la paraxanthine ne peut avoir que des effets favorables sur l'attention et la mémoire, les inventeurs proposent aussi d'utiliser la paraxanthine pour traiter les déficits cognitifs, par exemple les déficits cognitifs légers ou modérés liés à l'âge et qui souvent sont une forme précoce de démence ou de maladie d'Alzheimer. Des troubles cognitifs accompagnent aussi des affections psychiatriques comme la schizophrénie. Selon l'invention, la paraxanthine peut être utilisée comme adjuvant des traitements de la schizophrénie ou d'autres formes de psychoses. Considérant que la fatigue et les troubles du sommeil peuvent accompagner des affections neurologiques, la paraxanthine peut être utilisée comme adjuvant dans le traitement de ces affections. Sans que l'invention ne se limite à ces affections, on peut citer la sclérose en plaques, la maladie de Parkinson et la sclérose latérale amyotrophique. La paraxanthine peut être utilisée selon l'invention dans des préparations pharmaceutiquement acceptables pour le traitement de diverses affections ou troubles, en particulier ceux dont les symptômes comprennent des troubles du sommeil et de l'anxiété. La paraxanthine est préparée par synthèse chimique, selon des méthodes connues de l'art. On peut citer comme exemple la synthèse totale de paraxanthine par Schmidt et collaborateurs (Schmidt et al., 1958), à partir d'isopropyl-hydrazine et de l'éthylester de l'acide 2-cyano-3-ethoxy-acrylique. D'autres voies de synthèse peuvent être utilisées pour obtenir de la paraxanthine, par exemple à partir de xanthine (Müller et al., 1993). La paraxanthine peut aussi être préparée à partir d'extraits de plantes ou d'organismes qui la synthétisent. L'une de ces plantes connues est Sinomenium acutum (Jiang et al., 1998b), mais l'invention ne se limite pas à l'utilisation de cette seule plante pour l'extraction de paraxanthine. La paraxanthine peut aussi être obtenue par déméthylation sélective de la caféine par voie biochimique. La caféine est incubée avec une préparation enzymatique contenant une activité CYP1A2 ou analogue, d'origine humaine ou non humaine, par exemple extraite de tissus comme le foie, et qui catabolise chez les mammifères la conversion sélective de caféine en paraxanthine. La paraxanthine peut aussi être obtenue en utilisant un micro-organisme existant dans la nature ou bien génétiquement modifié. Par exemple, on peut utiliser un micro-organisme dans lequel a été introduit le gène codant l'enzyme CYPIA2 d'origine humaine ou non humaine. L'introduction d'un gène étranger dans un micro-organisme par un vecteur plasmidique ou viral est bien connue de l'art. L'utilisation selon l'invention vise la paraxanthine, quel que soit son mode d'obtention, par exemple par synthèse chimique ou encore à partir d'un extrait végétal. Une composition pharmaceutique selon l'invention contient de la paraxanthine en quantité thérapeutiquement active. La quantité de paraxanthine nécessaire est telle que la dose administrée est comprise entre 0.1 et 100 mg par kg de poids corporel et par jour, préférablement de 0.5 à 20 mg par kg de poids corporel et par jour. Une autre composition pharmaceutique comprend une combinaison de paraxanthine en quantité thérapeutiquement active avec un excipient pharmaceutiquement acceptable. Une autre composition pharmaceutique selon l'invention contient de la paraxanthine en quantité thérapeutiquement active et un autre principe actif utilisé pour traiter une affection psychiatrique ou neurologique. Cet autre principe actif peut être un antidépresseur, un anxiolytique, un antipsychotique, un antiparkinsonien, un inhibiteur d'acétylcholine estérase, un médicament anti-inflammatoire, en particulier un corticoïde, la mémantine, le Riluzole. La paraxanthine peut être administrée par voie orale, parentérale, rectale ou nasale. En particulier la paraxanthine peut être administrée par voie orale dans une formulation appropriée. Une formulation appropriée pour être administrée à un patient par voie orale est une unité thérapeutique telle qu'une gélule, un cachet, un comprimé, une poudre, des granules, une solution, une suspension dans un liquide aqueux ou non aqueux, ou une émulsion liquide huile/eau. Chacune des formulations contient une dose de paraxanthine prédéterminée pour être thérapeutiquement active. Différents effets exercés par la paraxanthine ont été objectivés dans les 10 exemples mentionnés ci-après et traduits sur les figures annexées, à savoir : Figure 1 : Effets comparés de la paraxanthine et de la caféine sur l'activité locomotrice (horizontale, en haut et verticale, en bas) cumulée sur 60 min chez la Souris. Les résultats sont donnés en moyenne s.e.m. (n = 14 animaux par groupe) *P Exemple 2 : Effet non anxiogène de la paraxanthine chez la Souris, mesuré dans l'épreuve de la planche à trous Les expériences ont été réalisées sur des souris de même souche et 25 maintenues dans les mêmes conditions que dans l'Exemple 1. L'épreuve de la planche à trous explore la curiosité et elle est affectée négativement par l'anxiété. Ce dispositif, placé à 60 cm au-dessus du sol, est constitué d'une planche carrée, en plastique opaque, de 40 cm de côté, percée de 16 trous régulièrement répartis, permettant à l'animal de passer la tête au travers. 30 Les animaux étaient injectés puis isolés pendant vingt minutes avant d'être placés au centre de la planche. Le nombre de trous et de bords explorés par l'animal était compté. Le dispositif était nettoyé entre le passage de chaque animal. La caféine, à la dose de 50 mg/kg, diminuait de façon significative le nombre de trous (Figure 2, en haut) et de bords (Figure 2, en bas) explorés par l'animal (P Exemple 3 : Effet anxiolytique de la paraxanthine, mais pas de la caféine chez la Souris dans l'épreuve du double compartiment Les expériences ont été réalisées sur des souris de même souche, et 10 maintenues dans les mêmes conditions que dans l'Exemple 1. Le double compartiment noir/blanc détermine l'état d'anxiété de l'animal en fonction de son aversion pour la lumière. Il est constitué de deux compartiments de même taille (L = 21 cm, I = 15 cm et h = 25 cm), l'un peint en blanc et éclairé par une ampoule de 40 W et l'autre peint en noir et fermé par un couvercle. 15 L'animal peut passer d'un compartiment à l'autre grâce à une ouverture carrée de 5 cm de côté dans la partie médiane basse de la cloison. Après l'injection, les animaux étaient isolés pendant vingt minutes puis introduits dans le compartiment noir, la tête face au coin opposé à l'ouverture. Grâce à un miroir placé au-dessus du dispositif, le délai de première sortie dans le compartiment éclairé, le nombre 20 de sorties effectuées et le temps passé dans le compartiment éclairé étaient déterminés. Les deux compartiments étaient nettoyés entre chaque épreuve. La caféine, à la dose de 50 mg/kg, ne changeait pas le temps passé dans le compartiment éclairé et donc ne développait pas d'effet de type anxiolytique. En revanche, la paraxanthine augmentait le temps passé dans le compartiment 25 éclairé par rapport aux témoins (P Exemple 4 : Effet anxiolytique de la paraxanthine, et effet anxiogène de la caféine, chez la Souris dans l'épreuve du labyrinthe surélevé Les expériences ont été réalisées sur des souris de même souche et maintenues dans les mêmes conditions que dans l'Exemple 1. Le labyrinthe en croix surélevé apprécie le niveau d'anxiété de l'animal à partir de son aversion spontanée pour le vide (80). Il est composé de quatre bras, disposés en angle droit, mesurant chacun 18 x 6 cm ; il repose sur un pied le plaçant à 60 cm au-dessus du sol. Deux des bras comportent des parois latérales de 6 cm de haut et sont disposés l'un dans le prolongement de l'autre ; ce sont les bras fermés . Les deux autres bras, orthogonaux aux précédents, n'ont pas de paroi latérale ; ce sont les bras ouverts . Après avoir été injectés, les animaux étaient isolés pendant vingt minutes, puis introduits dans le labyrinthe, au centre de la croix, la tête dirigée vers un bras fermé. Les déplacements de l'animal étaient enregistrés pendant cinq minutes grâce à une caméra vidéo reliée à un logiciel d'analyse d'image (Videotrack). Le labyrinthe était nettoyé après le séjour de chaque animal. La caféine, à la dose de 50 mg/kg réduisait le nombre d'entrées dans le bras ouvert (P Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, la paraxanthine est utilisée pour fabriquer un médicament psychoanaleptique non anxiogène destiné au traitement des troubles anxieux associés à la dépression ou bien au sevrage tabagique. REFERENCES . American Psychiatric Association (1987) Diagnostic and statisticalmanual of mental disorders. Washington, D.C.: American Psychiatric Association. . American Psychiatric Association (1994) Diagnostic and statistical manual of mental disorders - Fourth Edition (DSM-IV). . Bernstein GA, Carroll ME, Crosby RD, Perwien AR, Go FS, Benowitz NL (1994) Caffeine effects on learning, performance, and anxiety in normal school-age children. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry 33: 407-415. . Boulenger JP, Uhde TW, Wolff EA, III, Post RM (1984) Increased sensitivity to caffeine in patients with panic disorders. Preliminary evidence. 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Yesair DW, Branfman AR, Callahan MM (1984) Human disposition and some biochemical aspects of methylxanthines. Prog Clin Biol Res 158: 215-233. 30 • REVENDICATIONS 1. Utilisation de la paraxanthine pour la fabrication d'un médicament psychoanaleptique non anxiogène destiné au traitement d'un trouble neuropsychiatrique. 2. Utilisation selon la revendication 1, où le trouble neuropsychiatrique est la fatigue ou un trouble du sommeil ou de la vigilance. 3. Utilisation selon la revendication 1, où le trouble neuropsychiatrique est un trouble anxieux. 4. Utilisation selon la revendication 1, où le trouble neuropsychiatrique est un trouble cognitif. 5. Utilisation selon la revendication 2, où le trouble du sommeil ou de la vigilance est : l'hypersomnie idiopathique ou la narcolepsie. 6. Utilisation selon la revendication 2, dans laquelle le médicament est 20 destiné à traiter la fatigue, le trouble du sommeil ou de la vigilance d'un patient affecté par la dépression, la fibromyalgie, le syndrome de l'intestin irritable, le sevrage tabagique, la maladie de Parkinson, la sclérose en plaques, la sclérose latérale amyotrophique, le décalage horaire ou bien le travail posté. 25 7. Utilisation selon la revendication 3, dans laquelle le médicament est destiné à traiter le trouble anxieux d'un patient affecté par la dépression ou bien le sevrage tabagique. 8. Utilisation selon la revendication 1, pour le traitement du trouble 30 déficitaire de l'attentionlhyperactivité.15 9. Utilisation selon la revendication 4, dans laquelle le médicament est destiné à traiter le trouble cognitif d'un patient souffrant de schizophrénie. 10. Utilisation selon la revendication 4, où le trouble cognitif est lié à l'âge ou à la maladie d'Alzheimer.