Brevet FR3063640A1 — publié le 20180914

TRAITEMENT DE LA FIBROSE PULMONAIRE A L'AIDE D'UN INHIBITEUR SELECTIF DE LA PRODUCTION D'ESPECES REACTIVES DE L'OXYGENE D'ORIGINE MITOCHONDRIALE La présente invention a trait à la prévention et/ou au traitement des maladies dans lesquelles sont impliquées les espèces réactives de l'oxygène (ou ROS) d'origine mitochondriale. Elle concerne plus particulièrement l'utilisation d'un inhibiteur spécifique de la production de ROS mitochondriale, en particulier l'anethole trithione, pour le traitement de la fibrose pulmonaire. ART ANTERIEUR La mitochondrie participe à la pathogenèse de presque toutes les maladies associées au vieillissement, y compris les maladies cardiovasculaires, les maladies neurodégénératives (maladie de Parkinson, maladie d'Alzheimer, etc.), le diabète, ainsi que des dysfonctionnements tissulaires d'origine ischémique. Il est largement admis qu'elle joue un rôle central dans la «théorie des radicaux libres du vieillissement». Cette théorie affirme que l'accumulation de dommages causés par les espèces réactives de l'oxygène (ROS pour reactiye oxygen species) affecte de nombreuses fonctions cellulaires, en particulier les fonctions mitochondriales, qui sont essentielles pour l'approvisionnement en énergie et le bon fonctionnement cellulaire. Les mitochondries apparaissent donc comme les cibles primaires des ROS du fait qu'un fonctionnement cellulaire optimal est crucial pour fournir l'énergie dont a besoin une cellule pour se réparer. Si les mitochondries sont la principale source génératrice de ROS, elles sont aussi particulièrement sensibles aux dommages causés par ces ROS. Par conséquent, les mitochondries génèrent elles-mêmes les ROS à l'origine des dommages oxydatifs qu'elles subissent et qui contribuent à leur dysfonctionnement et, ultérieurement, à la mort cellulaire. De nombreuses études ont été menées pour évaluer la capacité d'anti-oxydants à contrecarrer l'effet des ROS. Plusieurs molécules anti-oxydantes ont donné satisfaction lors des études précliniques, mais leur efficacité n'a été que partiellement confirmée dans la plupart des essais cliniques (Orr et al., 2013, Free Radic Biol. Med, 65 : 1047-59). De plus, des études récentes ont montré qu'une trop forte réduction des ROS a un effet délétère pour les cellules, suggérant qu'une production équilibrée des ROS contribue au bon fonctionnement cellulaire (Goodman et al., J. Natl. Cancer Inst. , 2004, 96:1743-50; Bjelakovic G et al., JAMA. 2007, 297:842-57). 3063640 2 PROBLEME TECHNIQUE ET SOLUTION APPORTEE PAR L'INVENTION Les travaux relatifs au rôle du stress oxidatif dans de nombreuses pathologies ont mis en 5 évidence l'intérêt de disposer d'un inhibiteur sélectif de la production de ROS d'origine mitochondriale. Les anti-oxydants disponibles à ce jour ne présentent pas une telle spécificité avec, pour conséquence, le risque de survenue d'effets secondaires lorsque la production de ROS cytosolique est affectée, tout particulièrement en cas de traitement prolongé; ces effets secondaires sont bien décrits. 10 Plusieurs éléments plaident en faveur d'un effet délétère des ROS sur le tissu pulmonaire. En effet, il est connu de la littérature que tout excès de ROS qui ne servira pas à la signalisation cellulaire, est toxique et potentiellement promoteur de fibrose. Ces observations sont corrélées par différentes publications (Faner R. et al. Am J Respir Crit Care Med, 2012, 186 : 15 306-313; Kliment CR. et al. Free Rad Biol Med, 2010, 49 :707-717; Liu RM., Gaston Pravia KA. Free Rad Biol Med, 2010, 48 :1-15; Liu RM et al. Free Rad Biol Med, 2012,53 :554-563; Liu G. et al. Annu Rev Pathol : Mech Dis, 2013, 8 :161-187) qui rapportent que: - des produits d'oxydation des lipides et des protéines sont retrouvés en excès dans des lavages broncho-alvéolaires (BAL) ainsi que dans les prélèvements de tissu 20 pulmonaire fibrotique ; - de la même manière, des taux élevés des produits d'oxydation de protéines, d'ADN et de lipides sont détectés dans les modèles de fibrose à la bléomycine; - de l'ADN oxydé est retrouvé chez les patients souffrant de fibrose pulmonaire idiopathique ainsi que chez les sujets atteint d'asbestose ou de silicose et dans les 25 modèles animaux d'asbestose ou de silicose ; - enfin, les antioxydants et les chélateurs de fer atténuent la sévérité des modèles de fibrose à la bléomycine ou celle des modèles d'asbestose. Dans ce contexte, la production mitochondriale de ROS apparaît pivotale dans la constitution de la fibrose pulmonaire. A titre d'exemple, Carter et al. ont montré le rôle clef 30 de la production mitochondriale d'H202 par les macrophages alvéolaires dans la constitution d'une asbestose (Osborn-Herford HL et al., J Biol Chem, 2012, 287 :3301-3312; Murthy S. et al., J Biol Chem, 2010, 285 :25062-25073; Murthy S. et al., Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2009, 297 : L846-L855; He C. et al., J Biol Chem, 2011, 286: 15595-15607). 35 II apparaît ainsi que tout contexte biologique ou environnemental qui conduit à une surproduction de ROS, qu'elle soit mitochondriale ou extramitochondriale, favorise la constitution d'une fibrose. Il y a d'ailleurs une interrelation étroite entre les deux voies de production de ROS, l'une provoquant la stimulation de l'autre. Le rôle des ROS dans la fibrose pulmonaire est cohérent avec les observations qui suivent : 40 3063640 3 1) La voie des NOX - NOX2 et NOX4 - a notamment été impliquée dans la constitution de la fibrose pulmonaire (Crestani B. et al., Int J Biochem Cell Biol, 2011, 43 :1086-1089; Hecker L. et al., Cell Molec Life Sci, 2012, 69: 2365-2371). Cette voie NOX est connue pour promouvoir une surproduction de ROS. Dans ce contexte, l'inhibition de NOX4 prévient 5 d'ailleurs l'induction expérimentale d'une fibrose par la bléomycine et, parallèlement, on note une surexpression de NOX4 dans la fibrose à la bléomycine comme d'ailleurs dans la fibrose idiopathique chez l'homme. De la même manière, la souris rendue déficiente en NOX2 ne développe pas de fibrose à la bléomycine. 10 2) Le rôle central des ROS mitochondriaux a également été mis en évidence au travers des phénomènes d'apoptose et d'hypoxie. En effet, l'apoptose des cellules épithéliales alvéolaires apparaît comme un mécanisme facilitateur et donc majeur de la constitution d'une fibrose pulmonaire dans la mesure où elle va limiter la réparation normale des cellules dont l'ADN mitochondrial a été touché au point que le seul fait de bloquer cette apoptose 15 permet de prévenir une fibrose (Lee CG. et al., J Exp Med, 2004, 200 :377-389; Budinger GR., Proc Nat Acad Sci USA, 2006, 103 : 4604-4609). 3) Le processus fibrotique est lié à la situation d'hypoxie que créent la perte de cellules endothéliales vasculaires (EMT pour transition épithélio-mésenchymateuse) et la raréfaction 20 des capillaires, et qui conduit à la promotion d'HIF1a (Hypoxia lnducible Factor), facteur qui active l'EMT ainsi que la production de NOX4, elle-même, responsable de l'induction d'une surproduction de ROS ce qui entretient le système (Richter K. et Kietzmann T., Cell and Tissue Research, 2016, 365 :591-605; Richter K. et al., Redox Biol, 2015, 6 : 344-352). 25 4) Enfin, la dernière pièce du puzzle est le TGFB (Transforming Growth Factor) qui est la cytokine la plus fibrogénique et qui forme une boucle vicieuse avec NOX4 et les ROS (chacun stimulant la production de l'autre) comme cela est illustré sur la figure ci-dessous (où « mtROS » correspond à ROS mitochondriaux). 30 TGFI3 \ / 35 NOX4 40 3063640 4 Cette surproduction de TGFB a quatre conséquences contributives dans la promotion de la fibrose pulmonaire (Cheresh P. et al., Biochim Biophys Acta, 2013, 1832: 1028-1040), à savoir : - l'activation de la production de fibroblastes et de collagène ; 5 - l'induction de la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) et donc l'expension des myofibroblastes (les cellules épithéliales [ou endothéliales = EndoMT] acquièrent alors un phénotype mésenchymal [fibroblaste-like] et par là des propriétés invasives) ; - la promotion de l'apoptose des cellules épithéliales ; - enfin, l'activation de l'expression du gène ECM (Extracellular Matrix) et la suppression de la 10 dégradation des protéines de la matrice cellulaire qui s'accumulent au niveau du tissu interstitiel. Toutes ces observations convergent et prônent le rôle déterminant des ROS dans la fibrose pulmonaire, en particulier des ROS mitochondriaux. 15 La fibrose pulmonaire ne bénéficie, à ce jour, d'aucun traitement permettant une guérison. Ainsi, dans la présente invention, les inventeurs proposent de réduire la production de ROS, en agissant au niveau mitochondrial, pour prévenir l'apparition d'une fibrose pulmonaire 20 dans toute situation susceptible de favoriser l'apparition d'une telle pathologie, ou pour traiter une fibrose pulmonaire déjà installée. Cette approche présente l'avantage de permettre d'envisager un bénéfice à la fois dans un cadre préventif et curatif, tout en évitant les effets secondaires délétères associés aux antioxydants « classiques » (non sélectifs). 25 Les inventeurs ont établi, de manière tout à fait innovante, l'intérêt de l'anéthole trithione (AU) en tant qu'inhibiteur spécifique de la production de ROS d'origine mitochondriale dans le traitement et dans la prévention de la fibrose pulmonaire. L'ATT bénéficie déjà d'une autorisation de mise sur la marché sous le nom commercial de 30 SulfarlemC) pour augmenter la sécrétion de la bile et de la salive. Il est utilisé pour traiter les digestions difficiles et la sécheresse de la bouche. Depuis 70 ans que ce produit est commercialisé en France, aucun effet secondaire n'a été rapporté à ce jour relatif à une utilisation à long terme de cette molécule. En effet, le mécanisme d'action d'AU peut être déduit des résultats d'une autre expérience 35 non publiée à ce jour : les inventeurs ont traité avec succès un chat victime d'une intoxication aigüe aux organochlorés. Ce résultat fait la démonstration que la cible de l'ATT est le complexe I (ou III) ou, éventuellement, le supercomplexe Nil mitochondrial et ceci en lien avec les résultats décrits en 2012 par Tebourbi (Tebourbi et al., Molecular mechanism of pesticide toxicity. In: STOYTCHEVA M. Ed. Pesticides in the modern world. Pests control and 40 pesticides exposure and toxicity assessment. InTech publisher, 2012, chapter 15.). Tout en 3063640 5 sachant que dès lors que des ROS sont surexprimés par la mitochondrie, cela induit une surproduction simultanée de ROS cytosoliques, dont la source de production est la NADPH oxydase (ou NOX, en général NOX4 et NOX2), certains auteurs en arrivent à la conclusion que les NOX sont les 1ers responsables lorsqu'il s'agit en réalité d'une production 5 mitochondriale (Gosh R. et al., J.Clin. Diagn. Res., 2017, 11 : BC09- BC12 ; Mangum L.C. et al., Chem. Res. Toxicol, 2015, 28 : 570-584). De plus, l'ATT est, à la différence de la majorité des autres antioxydants, une molécule liposoluble ce qui lui confère une excellente pénétration tissulaire comme cellulaire (le Vd de 10 l'ADT est, chez le rat, de l'ordre de 2L/kg, soit près de 10 fois le volume des liquides extracellulaires [Yu H-Z et al. J Pharm Sci, 2011, 100:5048-5058]), expliquant son accès à la mitochondrie. Ainsi, l'ATT agit à des concentrations de l'ordre du micromolaire, 10uM dans le travail de Pouzaud et al. (2004), concentration qu'il est aisé d'atteindre aux doses usuellement pratiquées ; et cette molécule semble présenter des effets persistants dans le 15 temps, certainement de plusieurs heures ce qui devrait faciliter le mode d'administration du produit. Enfin, après administration chez l'animal comme chez l'homme, l'ATT subit rapidement une déméthylation formant un dérivé lui-même très vraisemblablement actif, la 4-0Hanetholtrithione (ou ATX), porteur d'une fonction alcool sur le cycle aromatique ; cette 20 fonction est estérifiable et peut ainsi donner accès à des esters hydrosolubles alors même que l'ATT et son métabolite ATX sont insolubles dans l'eau. Les inventeurs ont donc ainsi établi que l'ATT, à la différence des anti-oxydants classiques, agit directement et de manière sélective sur la production de ROS mitochondriaux, 25 majoritairement au niveau du complexe I (ou du complexe III) de la chaine respiratoire mitochondriale, sites qui sont à la fois les sites principaux de production de ROS et les sites principaux des dysfonctionnements mitochondriaux (Tebourbi 0., 2012, idem ci-dessus). L'ATT est donc le premier médicament à usage humain autorisé par la FDA et l'EMA qui 30 empêche les mitochondries de produire des ROS au niveau des complexes I ou III de la chaîne respiratoire. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 35 Un premier objet de la présente invention concerne l'utilisation d'un inhibiteur spécifique de la production de ROS d'origine mitochondriale pour prévenir et /ou traiter la fibrose pulmonaire. Par « inhibiteur spécifique de la production de ROS d'origine mitochondriale », on entend 40 tout composé capable d'inhiber spécifiquement la production de ROS au niveau de la chaîne 3063640 6 respiratoire mitochondriale, sans affecter la production de ROS cellulaire au niveau du cytosol ; cette spécificité est primordiale car elle prévient les effets secondaires associés à un défaut de ROS au niveau du cytosol, ainsi qu'on peut l'observer en cas d'inhibition excessive de la production de ROS par un anti-oxydant non sélectif. Dans un mode de réalisation 5 préféré, cet inhibiteur est capable d'induire une inhibition spécifique de la production de ROS au niveau du complexe 1(oull1) de la chaine respiratoire mitochondriale. De tels inhibiteurs sont, à titre d'exemple, l'ATT, l'ATX ou le NC-POBS, mais tout autre composé présentant la même spécificité d'inhibition est approprié. Au sens de l'invention, l'utilisation d' « un inhibiteur » s'entend de l'utilisation d'au moins un 10 inhibiteur spécifique de la production de ROS mitochondriaux ; il peut donc s'agir d'un inhibiteur ou d'une association de plusieurs inhibiteurs, comme cela est décrit par la suite. L'ATT, pour anéthole trithione, est une 5-(4-méthoxyphényI)-3H-1,2-dithiole-3-thione. Elle est aussi connue sous le nom de ADT. Sa formule est la suivante: 15 20 L'ATX correspond à la forme phénolique de l'ATT telle qu'elle est métabolisée par le foie, à la fois chez l'homme et chez l'animal. Cette forme 4-0H-anethole trithione a été décrite précédemment (Li et al., J Pharm Biomed Anal, 2008, 47 : 612-617). La structure d'ATT étant conservée lors de cette métabolisation, il y a tout lieu de penser que l'activité antiROS portée par AU est retrouvée dans ATX, ce d'autant qu'après administration orale qui est 25 actuellement la forme commercialisée, l'essentiel du produit circulant retrouvé est l'ATX (Yu, 2011). De plus, l'ATX porte un groupement phénol en para qui permet la formation d'esters. Dans un mode de réalisation particulier, l'ATX est utilisé sous sa forme estérifiée, par exemple sous forme d'ester de phosphate, d'éthylidenephosphate, de sulfate, d'hémisuccinate, d'acétate, de propionate, d'isobutyrate, d'hexanoate, de pivalate, 30 d'éthoxycarbonate, de nicotinate, ou encore d'ester d'amino-acides comme le glycine, diéthylglycine ou valine ester, et la liste n'est pas limitative. Le NC-POBS correspond au N-cyclohexy1-4-(4-nitrophenoxy)benzenesulfonamide, seule molécule décrite dans la littérature à ce jour en tant qu'un inhibiteur spécifique de la 35 production de ROS mitochondriaux au site 10 de la chaîne respiratoire (Orr et al., 2013, Free Radic. Biol. Med., 65: 1047-1059). 3063640 7 Dans un mode de réalisation préféré, l'inhibiteur spécifique est choisi entre l'ATT, l'ATX ou un ester d'ATX. Dans un mode de réalisation particulier, le traitement de la fibrose pulmonaire est obtenu grâce à l'association d'au moins deux molécules parmi l'ATT, l'ATX et 5 un ester d'ATX. Par « traitement », on entend au sens de l'invention à la fois le traitement d'une fibrose déjà établie et la prévention de la survenue d'une telle pathologie. Le traitement s'entend également de la diminution des symptômes et du ralentissement de l'apparition des signes 10 associés à la pathologie. Le sujet à traiter peut être un être humain ou un animal. La fibrose pulmonaire encore appelée pneumopathie interstitielle diffuse, correspond à la modification du tissu pulmonaire normal en un tissu fibreux pathologique. Cette fibrose se localise préférentiellement dans les espaces interalvéolaires, là où se font les échanges 15 gazeux d'oxygène et de gaz carbonique, d'où une baisse de l'oxygénation du sang et une insuffisance respiratoire. La fibrose pulmonaire dite « idiopathique » est une maladie chronique, dévastatrice et mortelle, caractérisée par la dégradation progressive des fonctions pulmonaires. Une fibrose pulmonaire peut être associée à une asbestose ou à une silicose. 20 Dans un mode de réalisation particulier, la présente invention consiste à traiter une fibrose associée à un oedème pulmonaire. Dans un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne une méthode 25 de prévention de la fibrose pulmonaire associée à une asbestose ou une silicose. L'asbestose est une affection pulmonaire grave qui touche les personnes ayant inhalé de la poussière d'amiante. Après l'inhalation de cette poussière, les fibres d'amiante microscopiques se déposent dans les poumons où elles peuvent causer des lésions 30 permanentes pouvant conduire à une fibrose pulmonaire. La silicose est une maladie pulmonaire provoquée par l'inhalation de particules de poussières de silice (silice cristalline) dans les mines, les carrières, les percements de tunnel ou les chantiers du BTP, les usines de confection des « jeans », voire les moulins à farine. Il s'agit d'une maladie professionnelle irréversible. 35 Par « prévention », on entend prévenir toute situation où le risque d'apparition d'une fibrose pulmonaire est connu et prévisible, par exemple une exposition à l'amiante ou à la silice, ou encore la nécessité d'un traitement par la bléomycine. 3063640 8 La présente invention concerne également une méthode de traitement de la fibrose pulmonaire consistant à administrer une dose efficace d'un point de vue thérapeutique d'ATT à un patient qui en a besoin. 5 Un second objet de la présente invention concerne l'utilisation d'une composition pharmaceutique comprenant de l'ATT pour traiter la fibrose pulmonaire. Une telle composition est adaptée aux utilisations thérapeutiques de la présente invention et peut être administrée par exemple par voie orale ou intraveineuse. 10 REVENDICATIONS1. Inhibiteur spécifique de la production de ROS d'origine mitochondriale choisi parmi l'anethole trithione (AU), le 4-0H-anethole trithione (AIX) ou un ester d'ATX ou une combinaison d'au moins deux de ces molécules, pour son utilisation dans le traitement de la fibrose pulmonaire. 2. Composition pharmaceutique comprenant un inhibiteur spécifique de la production de ROS d'origine mitochondriale choisi parmi l'anethole trithione (AU), le 4-0H-anethole trithione (ATX) ou un ester d'ATX ou une combinaison d'au moins deux de ces molécules et des excipients pour son utilisation dans le traitement de la fibrose pulmonaire. 3. Inhibiteur selon la revendication 1 ou composition selon la revendication 2, pour son utilisation selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle le traitement consiste à prévenir l'apparition d'une fibrose pulmonaire. 4. Inhibiteur selon la revendication 1 ou composition selon la revendication 2, pour son utilisation selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle le traitement consiste à traiter les symptômes d'une fibrose pulmonaire. 9