Brevet FR3128116A1 — publié le 20230421

TITRE : MODULATION PHARMACOLOGIQUE DU 5-FLUOROURACILE PAR L’ACIDE FOLINIQUE ET LA VITAMINE B6 POUR LE TRAITEMENT DES PATIENTES ATTEINTES D’UN CARCINOME MAMMAIRE AVANCE Composition pharmaceutique antitumorale comprenant (i) une fluoropyrimidine, (ii) un vitamère de la vitamine B6 et (iii) un folate pour son utilisation dans le traitement du cancer du sein chez un patient qui en a besoin. (Pas de figure) MODULATION PHARMACOLOGIQUE DU 5-FLUOROURACILE PAR L’ACIDE FOLINIQUE ET LA VITAMINE B6 POUR LE TRAITEMENT DES PATIENTES ATTEINTES D’UN CARCINOME MAMMAIRE AVANCE Le pyridoxal 5’-phosphate (PLP) à concentration élevée potentialise la cytotoxicité des cellules cancéreuses exposées au 5-fluorouracile (5-FU ou FUra) et à l’acide folinique (AF). Nous avons étudié l’effet d’une forte dose de pyridoxine (PN), précurseur du PLP, sur l’activité antitumorale de régimes thérapeutiques comprenant du FUra et de l’AF chez 27 patientes atteintes d’un carcinome mammaire aux stades évolutifs avancés. Chez 18 patientes non traitées précédemment, 12 avaient des tumeurs qui ne surexprimaient pas HER2 (Groupe I), et 6 qui surexprimaient HER2 (Groupe II). Neuf patientes (groupe III) avaient reçu une chimiothérapie antérieure. Le groupe I a reçu FAC (doxorubicine, cyclophosphamide, FUra, FA) ou AVCF (doxorubicine, vinorelbine, cyclophosphamide, FUra, FA) suivi de TCbF (paclitaxel carboplatine, FUra, FA). Les groupes II et III ont reçu du TCbF . La pyridoxine iv (1 000-3 000 mg/jour) a précédé chaque administration de FA et FUra. Le groupe II a également reçu du trastuzumab et du pertuzumab. 26 patientes ont répondu au traitement. Trois patientes du groupe I ont eu des RC (réponse complète) et 9 des RP (réponse partielle) avec des taux de réduction de 62 % à 98 % ; 4 patientes du groupe II ont eu des RC et 2 des RP avec une réduction de 98 %. Sur les 7 patientes mesurables du groupe III, 2 ont atteint une RC et 5 une RP avec des taux de réduction de 81 à 94 %. Le délai médian d’obtention des réponses était de 3,4 mois. Il n’y a pas eu de toxicité inattendue. Cette étude pilote suggère que la vitamine B6 à forte dose augmente la puissance antitumorale des régimes comprenant FUra et FA. ART ANTERIEUR Le fluorodésoxyuridine monophosphate (FdUMP), métabolite actif du 5-fluorouracile (FUra), se lie à la thymidylate synthase (TS) et au folate N5-N10 méthylène tétra hydro ptéroylglutamate (CH 2 -H 4 PteGlu) pour former un complexe ternaire [FdUMP-TS-CH 2 -H 4 PteGlu] inactivant la TS, dont la dissociation diminue lorsque le CH 2 -H 4 PteGlu est augmenté sur une large gamme de concentrations jusqu’à des niveaux supérieurs à 1 mM. 1-3 L’exposition de cellules cancéreuses à la 5-fluorodésoxyuridine avec une concentration élevée de N5-formyl tétra hydro ptéroylglutamate [5-HCO-H 4 PteGlu ; acide folinique (FA) ; leucovorine] jusqu’à 20 µM in vitro a entraîné la formation de plus grandes quantités de complexe ternaire qu’avec la fluoropyrimidine seule, ce qui a conduit à une augmentation progressive de l’effet cytotoxique 4 . L’inhibition de la TS par le FdUMP empêche la synthèse de la thymidine triphosphate (dTTP), ce qui entraîne un déséquilibre du pool des désoxy ribonucléotides triphosphate (dNTP), et l’accumulation de désoxyuridine triphosphate (dUTP) et de fluorodésoxyuridine triphosphate (FdUTP), ce qui entraîne des défauts de réplication de l’ADN génomique, incluant des mésappariements et une altération de la progression de la fourche de réplication, déclenchant des réponses cellulaires aux dommages à de l’ADN aboutissant à la mort cellulaire. 5-8 L’application de ces principes pharmacologiques à la clinique a conduit à des régimes de FUra combinés à de fortes doses de FA possédant une plus grande efficacité antitumorale que le FUra utilisé seul qui sont actuellement utilisés pour le traitement des patientes atteints d’adénocarcinomes colorectaux, gastriques et pancréatiques. 9,10 Cependant, des tentatives ultérieures d’amélioration de l’effet anticancéreux de la modulation n’ont pas abouti de manière convaincante. Il est probable que l’effet de l’association a atteint une limite qui ne peut être dépassée par l’utilisation de doses plus élevées de tout type de folate ou par des modifications des modalités d’administration des composés. L’efficacité de la modulation des fluoropyrimidines par les folates varie dans les cellules cancéreuses. La variation est liée aux différences de polyglutamation des folates 11 et aux capacités d’expansion des pools intracellulaires de CH 2 -H 4 PteGlu. Les changements de concentration intracellulaire de CH 2 -H 4 PteGlu résultant de l’exposition à des folates réduits ont été précédemment étudiés. 11-20 Les données indiquent qu’il est peu probable que la supplémentation des cellules cancéreuses avec de grandes quantités de tout type de folate entraîne une augmentation durable de CH 2 -H 4 PteGlu aux concentrations requises pour renforcer la liaison du FdUMP à la TS permettant d’atteindre la stabilité maximale du complexe ternaire. 2,3 Dans la plupart des études, seule a été observée une augmentation limitée de la concentration de CH 2 -H 4 PteGlu à des niveaux bien inférieurs à ceux requis pour une stabilisation optimale du complexe ternaire, suivie d’une diminution rapide après l’arrêt de l’exposition aux folates. 11-20 Une explication de ces résultats est la transformation rapide des folates dans les cellules cancéreuses, 21 comprenant la réduction irréversible de CH 2 -H 4 PteGlu en N5-méthyl tétra hydro ptéroylglutamate (CH 3 -H 4 PteGlu) ( ). La faible expansion des pools de CH 2 -H 4 PteGlu dans les cellules cancéreuses peut également résulter d’une production insuffisante de ce folate. La synthèse du CH 2 -H 4 PteGlu à partir du tétra hydro ptéroylglutamate (H 4 PteGlu) résulte de deux voies métaboliques. La première est le transfert du Cβ de la sérine au H 4 PteGlu avec formation de glycine et de CH 2 -H 4 PteGlu catalysé par la sérine hydroxyméthyl transférase (SHMT), une enzyme ubiquitaire pyridoxal 5’-phosphate (PLP) dépendante qui est la principale source d’unités monocarbonées pour le métabolisme cellulaire. 22-25 La seconde voie est le Système de Clivage de la Glycine (Glycine Cleavage System) qui catalyse le clivage de la glycine aboutissant à la formation de CH 2 -H 4 PteGlu dans les mitochondries. 26,27 La base fondamentale des études visant à moduler les fluoropyrimidines par les folates réduits et la vitamine B6 en tandem réside dans la faible affinité de liaison de l’apoenzyme SHMT à son cofacteur, le PLP. La SHMT issue de divers mammifères incluant l’homme, se lie au cofacteur avec une Kd variant de 250 nM jusqu’à des valeurs aussi élevées que 27 µM, 22-25 alors que les niveaux de PLP naturellement présents dans les érythrocytes varient approximativement de 30 à 100 nmol/L de cellules, 27,28 ce qui indique que l’activité de la SHMT doit être sensible aux modifications de la concentration intracellulaire de PLP. La disponibilité de la vitamine B6 se traduit par des modifications importantes du métabolisme des radicaux monocarbonés intracellulaires médié par les folates. Les cellules de carcinome mammaire humain MCF-7 cultivées dans un milieu déficient en pyridoxine ont présenté une diminution des concentrations de PLP, de l’activité SHMT et des taux de S-adénosyl méthionine ; l’ajout de PLP à ces cellules a entraîné une augmentation importante de l’activité SHMT relativement à celle mesurée dans les cellules cultivées dans un milieu déficient en pyridoxine (PN) 24 . La carence en vitamine B6 dans le régime alimentaire des rats a donné lieu à une réduction des taux de PLP et de l’activité SHMT dans le foie accompagnant une diminution de la reméthylation de l’homocystéine en méthionine avec des groupements méthyl provenant de la sérine, c’est-à-dire, résultant d’une diminution de la synthèse de CH 2 -H 4 PteGlu catalysée par la SHMT, puis de CH 3 -H 4 PteGlu, un cofacteur de la méthionine synthase ( ). 29 À partir de ces données, nous avons émis l’hypothèse suivant laquelle, dans les tumeurs, les niveaux de PLP présents naturellement sont trop petits pour permettre la conversion intracellulaire SHMT-dépendante de H 4 PteGlu en CH 2 -H 4 PteGlu dans les quantités requises pour améliorer l’inhibition de la TS par le FdUMP en augmentant la stabilité du complexe ternaire. 30 Nous avons étudié les variations de l’activité SHMT résultant des changements de niveau de PLP dans les cellules cancéreuses en réalisant des expériences in vitro sur les lignées de carcinome du côlon humain HT29 et HCT116, et sur la lignée de leucémie murine L1210 à la recherche d’interactions entre le FUra, l’acide folinique et le PLP sur la cytotoxicité. 30 La supplémentation des cellules cancéreuses exposées au FUra avec de fortes concentrations de PLP et de FA en tandem a fortement potentialisé l’activité cytotoxique de FUra dans les trois lignées cellulaires suivant une interaction synergique inhibitrice de la croissance cellulaire puissante dans les cellules HT29 et L1210, tandis qu’une addition a été mise en évidence dans les cellules HCT116. Ces résultats sont en faveur de l’hypothèse de l’expansion des pools de CH 2 -H 4 PteGlu dans les cellules cancéreuses résultant d’une augmentation de l’activité SHMT grâce à l’apport de PLP. Des expériences de pharmacocinétique intracellulaire ont été menées chez la souris afin d’étudier les capacités physiologiques de la modulation biochimique du FUra par la vitamine B6 in vivo par l’augmentation des pools intracellulaires de PLP, ainsi que les limites éventuelles. 30 Des souris BALB/c ont reçu de fortes doses de pyridoxamine (PM) ou de pyridoxine (PN) à la dose de 450 mg/kg par voie intrapéritonéale au temps 0 seulement (t0), ou deux fois au temps 0 et après 12 heures du début (i.e., aux temps t0 et t12h) avant d’être échantillonnées à intervalles réguliers. Les études ont déterminé que les taux érythrocytaires de PLP après administration parentérale de chacun des vitamères B6 non phosphorylées ont augmenté pour atteindre des niveaux de concentration compris dans la gamme des valeurs de Kd de la liaison de la SHMT au cofacteur, 22-25 et que le PLP nouvellement synthétisé était rapidement éliminé des cellules. 30 Les taux ont diminué pour atteindre les concentrations de base 12 heures après l’injection, sans effet cumulatif mesurable lorsque les administrations de vitamère B6 ont été répétées à 12 heures d’intervalle. Une diminution rapide des taux de PLP intracellulaires après administration de vitamine B6 a également été signalée chez l’homme. 27,28 A l’issue de ces travaux, nous avons pensé que l’administration de fortes doses de vitamère B6 non phosphorylé à des malades traités par FUra et FA augmenterait les taux de PLP intracellulaires dans les tumeurs, ce qui entraînerait une augmentation de la synthèse de CH 2 -H 4 PteGlu donnant lieu à une inhibition durable de la TS et un effet antitumoral accru. Une analyse supplémentaire des données obtenues à partir de ces expériences 30 a permis de déterminer que les pics de concentration du PLP et l’aire sous la courbe de concentration-temps du PLP pendant 12 heures après l’injection (AUC t0-t12h en nmol de PLP/L de cellules∙12 heures) intra érythrocytaires chez les souris ayant reçu de la PM par voie intrapéritonéale étaient respectivement 3,7 et 6,7 fois supérieurs à ceux mesurés chez les animaux ayant reçu de la PN ( ). Une explication de l’écart significatif de la pharmacocinétique intracellulaire entre ces deux vitamères B6 non phosphorylées pourrait résider dans les différences de conversion en cofacteur. La PM et la PN sont toutes deux phosphorylées par la pyridoxal kinase (PLK) ATP-dépendante respectivement en PMP et PNP, puis oxydées en PLP par la pyridoxine (pyridoxamine) 5′-phosphate oxydase (PNPOx) FMN-dépendante, 31-34 dont l’affinité pour la PMP est supérieure à celle pour la PNP ; les Km de la PNPOx pour la PMP et la PNP ont été mesurées respectivement à 1,0 µM, et 1,8 µM. 34 Outre cette séquence catalytique commune aux deux vitamères, il a été décrit que le PMP est converti de manière réversible en PLP par une voie catalysée par la pyridoxamine aminotransférase. 31-33 D’autres études sont nécessaires pour explorer les résultats présentés ici, qui indiquent que la PM parentérale pourrait présenter un avantage par rapport à la PN pour augmenter les pools intracellulaires de PLP. Les protocoles de chimiothérapie utilisés pour le traitement des malades atteints de carcinomes mammaires associent le plus souvent deux à quatre cytostatiques, souvent administrés en séquence, comprennent les anthracyclines, les taxanes, les vinca-alcaloïdes, les agents alkylants, les composés de coordination du platine et les fluoropyrimidines. Les schémas standard actuellement utilisés produisent un effet antitumoral limité chez les patientes dont les tumeurs sont à un stade avancé de leur évolution, donnant lieu à des taux de réponse compris entre 40 et 60 %, avec environ 10 % des patientes atteignant une réponse antitumorale complète. 35,36 Les études de phase II du FUra et l’acide folinique administrés seuls ou en association avec un second cytostatique chez des patientes atteintes d’un carcinome mammaire avancé ont donné des résultats favorables. 37-44 Les taux de réponse rapportés dans ces études variaient de 36% à 41% chez les patientes traitées par FUra et l’acide folinique seuls, et de 28% à 70% chez les patientes ayant reçu le FUra et l’acide folinique en association avec le paclitaxel ou la vinorelbine. Cependant, jusqu’à présent, les schémas basés sur la modulation FUra plus FA n’ont pas été largement reconnus comme composants des traitements de première ligne des carcinomes mammaires. Nous présentons ici une étude pilote translationnelle chez des patientes atteintes de carcinomes mammaires aux stades évolutifs avancés, qui ne pouvaient recevoir de traitement chirurgical ni par radiothérapie à visée curative, dont les schémas thérapeutiques standard comprenaient une combinaison de FUra et de FA, consistant à ajouter de la pyridoxine (PN) à haute dose à ces schémas standard. La pyridoxine à fortes doses utilisée pour le traitement de diverses affections chez l’homme a été rapportée comme étant dénuée de risque, bien qu’elle ait provoqué des neuropathies périphériques sensitives lorsqu’elle était administrée à des doses extrêmement élevées pendant de longues périodes. 45,46 Ces données antérieures nous ont fait penser que la vitamine B6 administrée sous la forme de cycles de courte durée suivis d’intervalles libres à des doses bien inférieures à celles rapportées comme étant toxiques chez l’homme, ne serait pas susceptible d’exposer les patientes à un risque accru de neuropathie. Cependant, au cours de l’étude, nous avons procédé à une augmentation progressive de la dose de pyridoxine et avons été particulièrement prudents quant à la survenue de signes et symptômes neurologiques. La modulation du FUra par de fortes doses d’AF et de PN en tandem a été utilisée au cours d’une étude pilote pour le traitement de malades atteints d’adénocarcinomes recto coliques, du pancréas et de carcinomes épidermoïdes de l’œsophage non résécables ou métastatiques. 47 L’addition de PN à forte dose à des régimes standard de chimiothérapie comprenant FUra et FA a donné lieu à un taux élevé de réponses antitumorales d’apparition précoce et de grande ampleur, sans effet délétère sur la toxicité relativement à celle attendue en utilisant ces mêmes régimes en l’absence de PN. La présente étude a porté sur 27 malades atteintes d’adénocarcinomes mammaires aux stades évolutifs avancés, traitées entre décembre 2014 et février 2021 dans un seul centre. Les malades présentaient une atteinte tumorale loco-régionale très avancée incluant des carcinomes inflammatoires (T4d), accompagnée ou non de métastases ganglionnaires à distance, osseuses et/ou viscérales, soit des métastases à distance uniquement. Nous avons utilisé une approche analytique casuistique en raison du nombre limité de patientes incluses, et de la grande étendue des tumeurs présente à l’inclusion. Une composition pharmaceutique antitumorale comprenant (i) une fluoropyrimidine, (ii) un vitamère de la vitamine B6 et (iii) un folate pour son utilisation dans le traitement du cancer du sein chez un patient qui en a besoin. Une composition pharmaceutique antitumorale pour son utilisation selon la revendication 1, dans laquelle la fluoropyrimidine est choisie dans le groupe formé par le 5-fluorouracil, la capecitabine, la 5-fluoro-2’-deoxyuridine, le ftorafur, l’emitefur, le eniluracil/5-FU, le S-1, l’UFT et des mélanges de ces produits. Une composition pharmaceutique antitumorale pour son utilisation selon l’une des revendications 1 ou 2, dans laquelle la fluoropyrimidine est le 5-fluorouracil. Une composition pharmaceutique antitumorale pour son utilisation selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle le vitamère de la vitamine B6 est choisi dans le groupe formé par la pyridoxine, le pyridoxal, la pyridoxamine, les dérivés 5’-phosphorylés de ces produits, les esters acétiques de ces produits, les sels pharmaceutiquement compatibles de ces produits et les mélanges de ces produits. Une composition pharmaceutique antitumorale pour son utilisation selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle le vitamère de la vitamine B6 est choisi dans le groupe formé par la pyridoxine et la pyridoxamine. La composition pharmaceutique antitumorale pour son utilisation selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle le folate est choisi dans le groupe formé par l’acide folique, , le dihydrofolate, le tetrahydrofolate, le 5-methyltetrahydrofolate, le 5,10-methylenetetrahydrofolate, le 5,10-methenyltetrahydrofolate, le 5-formiminotetrahydrofolate, le [6RS]-5-formyltetrahydrofolate, le [6S]-5-formyltetrahydrofolate, le 10-formyltetrahydrofolate, les sels pharmaceutiquement compatibles de ces produits et les mélanges de ces produits. La composition pharmaceutique antitumorale pour son utilisation selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle le folate est le 5-formiminotetrahydrofolate ou le [6S]-5-formyltetrahydrofolate. Une composition pharmaceutique antitumorale pour son utilisation selon l’une des revendications 1 à 7 dans laquelle ladite composition est administrée avec un ou plusieurs agents immunothérapeutique, chimiothérapeutique ou radiothérapeutique.