# Étude des interactions entre toxines urémiques et les médicaments inhibiteurs de la calcineurine dans une cohorte de patients transplantés rénaux

Camille André

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Camille André. Étude des interactions entre toxines urémiques et les médicaments inhibiteurs de la calcineurine dans une cohorte de patients transplantés rénaux. Sciences pharmaceutiques. 2022. dumas-03983307

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UFR de Pharmacie

Année 2021/2022

N°

THÈSE D'EXERCICE
POUR LE
DIPLÔME D'ÉTAT DE DOCTEUR EN PHARMACIE

Présentée et soutenue publiquement le 7 avril 2022

Par Camille André

Étude des interactions entre les toxines urémiques et les médicaments inhibiteurs de la calcineurine dans une cohorte de patients transplantés rénaux

JURY

**Président du Jury** : Saïd KAMEL, Professeur des Universités-Praticien Hospitalier, Centre Hospitalier Universitaire d'Amiens

**Directeurs de thèse** : Sophie LIABEUF, Professeur des Universités - Praticien Hospitalier, Centre Hospitalier Universitaire d'Amiens

Sandra BODEAU, Maître de Conférences des Universités - Praticien Hospitalier, Centre Hospitalier Universitaire d'Amiens

**Membres du jury** : Pauline CAILLARD, Praticien Hospitalier, Centre Hospitalier Universitaire d'Amiens

Thomas DUFLOT, Assistant-Hospitalier-Universitaire, Centre Hospitalier Universitaire de Rouen
UFR de Pharmacie

Année 2021/2022

N°

THÈSE D'EXERCICE
POUR LE
DIPLÔME D'ÉTAT DE DOCTEUR EN PHARMACIE

Présentée et soutenue publiquement le 7 avril 2022

Par Camille André

Étude des interactions entre les toxines urémiques et les médicaments inhibiteurs de la calcineurine dans une cohorte de patients transplantés rénaux

JURY

**Président du Jury** : Saïd KAMEL, Professeur des Universités - Praticien Hospitalier, Centre Hospitalier Universitaire d'Amiens

**Directeur de thèse** : Sophie LIABEUF, Professeur des Université - Praticien Hospitalier, Centre Hospitalier Universitaire d'Amiens

Sandra BODEAU, Maître de Conférences
des Universités - Praticien Hospitalier, Centre Hospitalier
Universitaire d'Amiens

**Membres du jury** : Pauline CAILLARD, Praticien Hospitalier, Centre Hospitalier Universitaire d'Amiens

Thomas DUFLOT, Assistant-Hospitalier-Universitaire, Centre Hospitalier Universitaire de Rouen
Remerciements

Je tiens à remercier tout d'abord le Professeur Saïd Kamel, pour m'avoir accueillie au laboratoire MP3CV et qui me fait l'honneur de présider ce jury.

Un grand merci également au Professeur Sophie Liabeuf et au Docteur Sandra Bodeau qui m'accompagnent depuis maintenant près de 4 ans, qui ont encadré ce travail et tant d'autres ! Merci pour tous vos conseils, votre patience, votre bienveillance et votre disponibilité ! Je n'aurais pas pu découvrir le monde de la recherche d'une meilleure façon qu'avec vous !

Je tiens à remercier ensuite les Docteurs Pauline Caillard et Thomas Duflot, qui me font l'honneur de participer à ce jury.

Une pensée toute particulière pour mes acolytes picards, qui m'ont accueillie chaleureusement dans leur belle région : Lucie, Loïc, Cédric, Linda, Olivier et Benjamin. Merci pour les séances d'intenses réflexions, de rire, les restaurants, les soirées, les maux de crânes, les dégustations de bières, de vin et de pâté !

Aux membres du laboratoire MP3CV et à mes co-thésards, je les remercie de m'accompagner et de partager les interrogations, les discussions et les rires de tous les jours : Carine, Cathy, Gaëlle, Chantal, Amamyelle, Maria, Maxime, Isabelle, Romuald, Sabrina, Marlène, Kawthar, Nadia, Michael.

Un grand merci également à l'ensemble de l'équipe du service de Pharmacologie Clinique et plus particulièrement aux biologistes du laboratoire de Pharmacologie-Toxicologie, Anne-Sophie, Charlotte et Youssef pour leur bonne humeur, leur disponibilité et leurs précieux conseils !

Je souhaite remercier également tout particulièrement Claudie et Ludo, qui m'ont accompagnée dans le laboratoire de Pharmacologie-Toxicologie à mes tous débuts, et avec qui j'ai commencé à apprendre les secrets de la spectrométrie de masse !

Merci à Touria, ma co-interne depuis 3 ans, qui me subit tous les jours dans mes doutes, mes réflexions et mes blagues douteuses ...

Je tiens également à remercier les super tech' du labo de Pharmacologie-Toxicologie : Delphine, Béné, Chloé, Dub, Marc, Charlotte, Philippe, vous qui égayez mes journées de validation !

À l'équipe de la PUI du GHPSO de Creil-Senlis, avec qui j'ai commencé mon internat : Lucie, Laurie, Anaïs, Margaux, Ferdinand, M.Tran, Bénédikte, Samira, Pauline, Mélodie, Lise, ... Merci pour ces deux semestres riches en apprentissage, en stress et en rires !

Un grand merci à Lina et Nathalie, avec qui j'ai commencé cette grande aventure des études supérieures, il y a 12 ans. Vous étiez là dès le début, vous êtes toujours là à la fin ...

Aux membres de la Communauté de la Piche Parfaite, merci à tous pour toutes les soirées caennaises et non caennaises, les week-ends aux quatre coins de la France, les festivals, les vacances, qu'on vit
ensemble depuis toutes ces années, qui m'ont aidés à supporter ces études longues et difficiles ! Gros
boujou à Lise, Théo, Yoann, Nico, Héloïse, Luiz, Énora, Laura, Baptise, Caro, Édouard, Camille, Alexis,
Quentin, Nikita, Anne, ... et tous les autres picheurs !

Merci aux meusiens, vosgiens et autres normands, qui nous ont accueillis, nous, les bas-normands
arrivés dans ch'Nord, merci pour toutes les sorties qui font oublier les semaines difficiles : Mathilde,
Antoine, Solène, Yann, Claire, Guillaume, Alexandre, ...

Merci à tous les copains et les collègues que j'ai oubliés !

Une pensée toute particulière à Paul, qui m'a suivie dans le Nord, et qui m'épaule depuis tant d'années,
merci pour ton soutien indéfectible.

Enfin, à ma famille, sans vous, je n'en serais pas là aujourd'hui, je n'ai pas de mots suffisamment forts
pour vous remercier ...
Ce travail de thèse d'exercice a fait l'objet d'un article original publié dans *Nephrology Dialysis Transplantation* en juin 2021 (Annexe I) ainsi que d'un poster au 58ème congrès de l'European Renal Association - *European Dialysis and Transplant Association* ayant eu lieu du 5 au 8 juin 2021 à Berlin.

Celui-ci a reçu un prix en tant que meilleur résumé présenté par des jeunes auteurs (Annexe II).
Table des matières

<table><tr><td>Liste des figures</td><td>3</td></tr><tr><td>Liste des tableaux</td><td>4</td></tr><tr><td>Liste des abréviations</td><td>5</td></tr><tr><td>Introduction</td><td>7</td></tr><tr><td>1. La maladie rénale chronique</td><td>7</td></tr><tr><td>1.1. Généralités et description de la maladie rénale chronique</td><td>7</td></tr><tr><td>a) Définition et physiopathologie</td><td>7</td></tr><tr><td>b) Épidémiologie et facteurs de risque</td><td>8</td></tr><tr><td>c) Complications de la maladie rénale chronique</td><td>8</td></tr><tr><td>1.2. La prise en charge du stade terminal de la maladie rénale chronique</td><td>10</td></tr><tr><td>a) Les traitements de suppléance</td><td>10</td></tr><tr><td>b) La dialyse</td><td>10</td></tr><tr><td>c) La transplantation rénale</td><td>10</td></tr><tr><td>1.3. Les inhibiteurs de la calcineurine dans la prise en charge de la maladie rénale chronique</td><td>11</td></tr><tr><td>a) Pharmacodynamique des inhibiteurs de la calcineurine</td><td>11</td></tr><tr><td>b) Pharmacocinétique des inhibiteurs de la calcineurine</td><td>12</td></tr><tr><td>c) Effets indésirables des inhibiteurs de la calcineurine</td><td>13</td></tr><tr><td>d) Suivi thérapeutique et pharmacologique des inhibiteurs de la calcineurine</td><td>13</td></tr><tr><td>2. Les toxines urémiques</td><td>14</td></tr><tr><td>2.1. Définition et classification</td><td>14</td></tr><tr><td>2.2. Toxicocinétique</td><td>15</td></tr><tr><td>2.3. Toxicité des toxines urémiques</td><td>16</td></tr><tr><td>a) Cardiotoxicité</td><td>16</td></tr><tr><td>b) Neurotoxicité</td><td>17</td></tr><tr><td>c) Maladie osseuse rénale</td><td>17</td></tr><tr><td>2.4. Pistes de traitements pour limiter l'accumulation des toxines urémiques</td><td>18</td></tr><tr><td>3. Rôle des toxines urémiques dans l'altération de la pharmacocinétique des inhibiteurs de la calcineurine chez les patients transplantés rénaux</td><td>19</td></tr><tr><td>3.1. Problématique de l'altération de la pharmacocinétique dans l'insuffisance rénale chronique</td><td>19</td></tr><tr><td>3.2. État des lieux des connaissances sur l'implication des toxines urémiques dans la modification des paramètres pharmacocinétiques des médicaments</td><td>20</td></tr><tr><td>a) Absorption</td><td>20</td></tr><tr><td>b) Distribution</td><td>20</td></tr><tr><td>c) Métabolisme</td><td>21</td></tr><tr><td>d) Élimination</td><td>22</td></tr><tr><td>3.3. Cas des inhibiteurs de calcineurine</td><td>22</td></tr><tr><td>4. Hypothèse et objectifs</td><td>24</td></tr><tr><td>Matériels et méthodes</td><td>25</td></tr><tr><td>1. L'étude DRUGTOX</td><td>25</td></tr><tr><td>1.1. Conception de l'étude</td><td>25</td></tr><tr><td>1.2. Inclusion des patients</td><td>26</td></tr><tr><td>1.3. Recueil des données</td><td>26</td></tr></table>
<table><tr><td>2. Détermination des concentrations en inhibiteurs de la calcineurine et en toxines urémiques</td><td>27</td></tr><tr><td>2.1. Dosage sanguin des inhibiteurs de la calcineurine</td><td>27</td></tr><tr><td>2.2. Dosage plasmatique des toxines urémiques</td><td>28</td></tr><tr><td>3. Analyses statistiques</td><td>29</td></tr><tr><td>Résultats</td><td>31</td></tr><tr><td>1. Caractéristiques clinico-biologiques de la cohorte DRUGTOX</td><td>31</td></tr><tr><td>2. Dosage des concentrations plasmatiques en toxines urémiques</td><td>33</td></tr><tr><td>3. Dosage des concentrations résiduelles sanguines en inhibiteurs de la calcineurine</td><td>33</td></tr><tr><td>4. Facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus et de ciclosporine</td><td>34</td></tr><tr><td>4.1. Tacrolimus</td><td>34</td></tr><tr><td>a) Caractéristiques des patients selon l'exposition en tacrolimus évaluée par le ratio C<sub>min</sub>/D</td><td>34</td></tr><tr><td>b) Analyse de l'association entre les concentrations en toxines urémiques et l'exposition en tacrolimus évaluée par le ratio C<sub>min</sub>/D</td><td>36</td></tr><tr><td>4.2. Ciclosporine</td><td>38</td></tr><tr><td>a) Caractéristiques des patients selon l'exposition en ciclosporine évaluée par le ratio C<sub>min</sub>/D</td><td>38</td></tr><tr><td>b) Analyse de l'association entre les concentrations en toxines urémiques et l'exposition en ciclosporine évaluée par le ratio C<sub>min</sub>/D</td><td>40</td></tr><tr><td>Discussion</td><td>42</td></tr><tr><td>Conclusion et perspectives</td><td>46</td></tr><tr><td>Références bibliographiques</td><td>47</td></tr><tr><td>Annexes</td><td>56</td></tr><tr><td>Annexe I : Article original publié dans Nephrology Dialysis Transplantation</td><td>56</td></tr><tr><td>Annexe II : résumé soumis au 58<sup>ème</sup> congrès de l'European Renal Association - European Dialysis and Transplant Association</td><td>66</td></tr><tr><td>Annexe III : traitements pris de manière concomitante au tacrolimus et susceptibles d'interagir avec ses paramètres pharmacocinétiques (n = 155)</td><td>68</td></tr><tr><td>Annexe IV : traitements pris de manière concomitante avec la ciclosporine et susceptibles d'interagir avec ses paramètres pharmacocinétique (n = 155)</td><td>69</td></tr><tr><td>Serment de Galien</td><td>70</td></tr></table>
## Liste des figures

<table><tr><td>Figure 1. Pronostic de la maladie rénale chronique selon le débit de filtration glomérulaire estimé (DFGe) et l'albuminurie d'après la classification du KDIGO (KDIGO 2012).</td><td>7</td></tr><tr><td>Figure 2. Les différents stades de la maladie rénale chronique en fonction du débit de filtration glomérulaire estimé (DFGe).</td><td>8</td></tr><tr><td>Figure 3. Cause du décès stratifiée sur le DFGe, d'après l'étude de Thompson et al. Image modifiée d'après Thompson et al., 2015 [10].</td><td>9</td></tr><tr><td>Figure 4. Mécanisme d'action des inhibiteurs de la calcineurine. Image modifiée d'après Fernando et al., 2014 [24].</td><td>12</td></tr><tr><td>Figure 5. Constante d'affinité de la sulfadiazine aux protéines plasmatiques chez des volontaires sains avant et après carbamylation par 40mM de cyanate de potassium. Image modifiée d'après Erill et al., 2018 [111].</td><td>21</td></tr><tr><td>Figure 6. Chromatogrammes des toxines urémiques après acquisition en mode MRM après ionisation en mode négatif pour IxS (a), pCS (b) et en mode positif pour IAA (c) et TMAO (d).</td><td>29</td></tr><tr><td>Figure 7. Réaction enzymatique permettant de doser l'urée.</td><td>29</td></tr><tr><td>Figure 8. Concentration plasmatique en TU par stade d'IRC (n=403) : stades 1-2 : n= 81 ; stade 3 : n=228 ; stades 4-5 : n=94).</td><td>33</td></tr></table>
## Liste des tableaux

<table><tr><td>Tableau I. Paramètres pharmacocinétiques des inhibiteurs de la calcineurine.</td><td>12</td></tr><tr><td>Tableau II. Paramètres toxicocinétiques des toxines urémiques indoxyl sulfate, para-crésyl sulfate, acide indole-3-acétique, triméthyl-amine-N-oxyde et urée. Images modifiées d'après Nigam et al., 2019 [41].</td><td>16</td></tr><tr><td>Tableau III. Exemples d'études cliniques impliquant les toxines urémiques dans la morbi-mortalité cardiovasculaires des patients insuffisants rénaux chroniques.</td><td>17</td></tr><tr><td>Tableau IV. Régression linéaire multiple recherchant une association entre la posologie de ciclosporine et les concentrations en indoxyl sulfate. Image modifiée d'après Santana Machado et al., 2018 [121].</td><td>23</td></tr><tr><td>Tableau V. Liste des médicaments interagissant avec le CYP3A4, la P-gp et les protéines plasmatiques [127].</td><td>27</td></tr><tr><td>Tableau VI. Paramètres du spectromètre de masse pour l'identification des toxines urémiques.</td><td>28</td></tr><tr><td>Tableau VII. Caractéristiques clinico-biologiques des patients de la cohorte DRUGTOX (n=403).</td><td>32</td></tr><tr><td>Tableau VIII. Données pharmacologiques du suivi thérapeutique et pharmacologique du tacrolimus et de la ciclosporine, ainsi que des médicaments pouvant interférer sur les concentrations plasmatiques en ICN (n=403).</td><td>34</td></tr><tr><td>Tableau IX. Caractéristiques des patients selon leur exposition au tacrolimus (évaluée d'après le ratio de la concentration résiduelle de tacrolimus normalisée par la dose en mg/J/kg (C<sub>min</sub>/D)) (n=248).</td><td>35</td></tr><tr><td>Tableau X. Régression logistique univariée des facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus (n=248).</td><td>36</td></tr><tr><td>Tableau XI. Régression logistique multivariée des facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus et à la concentration plasmatique en indoxyl sulfate (normalisé sur la fonction In) (n=248).</td><td>37</td></tr><tr><td>Tableau XII. Régression logistique multivariée des facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus et à la concentration plasmatique en urée (normalisé sur la fonction In) (n=248).</td><td>37</td></tr><tr><td>Tableau XIII. Régression logistique multivariée des facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus et à la concentration plasmatique en para-crésyl sulfate (normalisé sur la fonction In) (n=248).</td><td>38</td></tr><tr><td>Tableau XIV. Caractéristiques des patients selon leur exposition à la ciclosporine (évaluée d'après le ratio de la concentration résiduelle de ciclosporine normalisée par la dose en mg/J/kg (C<sub>min</sub>/D) (n=155)).</td><td>39</td></tr><tr><td>Tableau XV. Régression logistique univariée des facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de ciclosporine (n=155).</td><td>40</td></tr><tr><td>Tableau XVI. Régression logistique multivariée des facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de ciclosporine et à la concentration plasmatique en TMAO (normalisé sur la fonction In) (n=155).</td><td>41</td></tr></table>
## Liste des abréviations

ALAT : alanine aminotransférase

ANOVA : analysis of variance

ASAT : aspartate aminotransférase

ASC : aire sous la courbe

AVC : accident vasculaire cérébral

BCRP : breast cancer resistant protein

Cmin : concentration résiduelle

CASI score : Cognitive Abilities Screening Instrument score

CHU : centre hospitalo-universitaire

CLHP-MS/MS : chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse en tandem

Cmax : concentration maximale

CMPF : acide 3-carboxy-4-méthyl-5-propyl-2-furanpropionique

CN : concentration plasmatique normale

CRP : protéine C-réactive

CU : concentration plasmatique urémique

CYP450 : cytochrome P450

D : dose journalière en mg/kg/J

Da : dalton

DFGe : débit de filtration glomérulaire estimé

EI : écart interquartile

EIM : effet indésirable médicamenteux

FMO3 : Flavin-containing mono-oxygenase 3

HAS : Haute Autorité de Santé

HTA : hypertension artérielle chronique

IAA : acide indole-3-acétique

IC95% : intervalle de confiance à 95%

ICN : inhibiteur de la calcineurine

IMC : indice de masse corporelle

IRA : insuffisance rénale aiguë

IRC : insuffisance rénale chronique

IRCT : insuffisance rénale chronique terminale

IxS : indoxyl sulfate
KDIGO : Kidney Disease: Improving Global Outcomes

MAPK : mitogen-activated protein kinases

MDRD : modification of diet in renal disease

MMSE score : Mini-Mental State Examination score

MRC : maladie rénale chronique

MRM : multiple reaction monitoring

MRP : Multidrug Resistance Associated Protein

NAD : nicotinamide adénine dinucléotide

NADH : hydrure de nicotinamide adénine dinucléotide

NF-κB : nuclear factor-kappa B

NFAT : nuclear factor of activated T-cells

OAT1 : organic anion transporter 1

OAT3 : organic anion transporter 3

OATP1B : organic anion transporting polypeptide 1B

OATP3B : organic anion transporting polypeptide 3B

OR : odd ratio

PAD : pression artérielle diastolique

PAL : phosphatases alcalines

PAS : pression artérielle systolique

pCS : p-crésyl sulfate

P-gp : glycoprotéine-P

PK : pharmacocinétique

pmh : par million d'habitants

PP : pression pulsée

PTH : parathormone

REIN : réseau épidémiologique et information en néphrologie

rpm : rotation par minute

RR : risque relatif

STP : suivi thérapeutique et pharmacologique

SULT1A1 : sulfotransferase family 1A member 1

t₁/₂ : temps de demi-vie

TMA : triméthyl-amine

TMAO : triméthylamine-N-oxyde

tmax : temps au bout duquel la concentration maximale est atteinte

TU : toxine urémique
# Introduction

## 1. La maladie rénale chronique

### 1.1. Généralités et description de la maladie rénale chronique

#### a) Définition et physiopathologie

La maladie rénale chronique (MRC) est définie par la présence pendant plus de 3 mois, de marqueurs d'atteinte rénale (albuminurie, protéinurie, leucocyturie, anomalies morphologiques ou histologiques) ou par un débit de filtration glomérulaire estimé (DFGe) inférieur à 60 ml/min/1,73 m² [1]. Plusieurs stades sont définis par les recommandations Kidney Disease : Improving Global Outcomes (KDIGO) afin d'évaluer la gravité de la MRC et le risque de survenue des complications selon des valeurs précises de DFGe, marqueur de la fonction d'excration rénale, et d'albuminurie, marqueur de l'intégrité glomérulaire (Figure 1) [2].

<table><thead><tr><th colspan="2"></th><th colspan="3">Albuminurie<br>(mg/mmol)</th></tr><tr><th colspan="2"></th><th>A1</th><th>A2</th><th>A3</th></tr><tr><th colspan="2"></th><th>Normal</th><th>Augmentation<br>modérée</th><th>Augmentation<br>sévère</th></tr><tr><th colspan="2"></th><th>&lt; 3</th><th>3-30</th><th>&gt; 30</th></tr></thead><tbody><tr><th rowspan="5">DFGe<br>(ml/min/1,73 m²)</th><th>G1</th><td>Normal ou élevé<br>(hyperfiltration)</td><td>≥ 90</td><td></td><td></td></tr><tr><th>G2</th><td>Baisse légère</td><td>60-89</td><td></td><td></td></tr><tr><th>G3a</th><td>Baisse légère<br>à modérée</td><td>45-59</td><td></td><td></td></tr><tr><th>G3b</th><td>Baisse modérée<br>à sévère</td><td>30-44</td><td></td><td></td></tr><tr><th>G4</th><td>Baisse sévère</td><td>15-29</td><td></td><td></td></tr><tr><th>G5</th><td>Insuffisance rénale<br>terminale</td><td>&lt; 15</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

Vert : risque bas (si pas d'autres marqueurs de maladie rénale, pas d'IRC);

Jaune : risque modérée ; Orange : risque élevé ; Rouge : risque très élevé.

<caption>Figure 1. Pronostic de la maladie rénale chronique selon le débit de filtration glomérulaire estimé (DFGe) et l'albuminurie d'après la classification du KDIGO (KDIGO 2012).</caption>

La MRC évolue progressivement vers une atteinte irréversible des néphrons. Au début, la diminution du DFG est compensée par une hyperfiltration glomérulaire et une hypertrophie des néphrons restants, dans le but de maintenir le DFG. L'hypertrophie des néphrons conduit alors à l'élargissement de la surface de filtration et donc à une hypertrophie des podocytes. Au-delà d'un certain seuil, les podocytes ne parviennent plus à former une barrière étanche entre la circulation artérielle et le glomérule, laissant passer les protéines vers l'urine. La protéinurie, et en particulier l'albuminurie, est une des premières manifestations de l'atteinte rénale. Puis les podocytes finissent par se détacher et sont remplacés par du tissu rénal sclérosé [3]. Le DFG continue irrémédiablement à diminuer, jusqu'à atteindre une valeur inférieure à 15mL/min, qui définit le stade terminal de la MRC appelée insuffisance rénale chronique terminale (IRCT) et qui va nécessiter un traitement de suppléance (dialyse ou transplantation rénale) (Figure 2).
<table><thead><tr><td>Stade</td><td>Nom</td><td>Mesure ou estimation DFG</td></tr></thead><tbody><tr><td>1</td><td>MRC (anomalies urinaires, mais fonction rénale normale)</td><td>≥ 90 à 120 ml/min</td></tr><tr><td>2</td><td>IRC légère</td><td>60 à 90 ml/min</td></tr><tr><td>3</td><td>IRC modérée</td><td>30 à 59 ml/min</td></tr><tr><td>4</td><td>IRC sévère</td><td>15 à 29 ml/min</td></tr><tr><td>5</td><td>IRC terminale</td><td>&lt; 15 ml/min ou ttt de suppléance*</td></tr></tbody></table>

<caption>Figure 2. Les différents stades de la maladie rénale chronique en fonction du débit de filtration glomérulaire estimé (DFGe)</caption>

## b) Épidémiologie et facteurs de risque

La prévalence mondiale moyenne avec intervalle de confiance à 95% (IC95%) de la MRC varie de 9,1% (8,5-9,8%) [4] à 13,4% (11,7-15,1%) [5]. En France, la prévalence de la MRC est de 3300 cas par million d'habitants (pmh) [6] soit environ 10% de la population adulte avec 3 millions de patients [1]. La néphropathie diabétique est la cause la plus fréquente de MRC [7], suivie de la néphroangiosclérose puis de la glomérulonéphrite.

Les facteurs de risque d'aggravation de la MRC en IRCT sont nombreux. L'équipe de Hsu a inclus 177 570 patients soit un total de 5 275 957 patients-année entre 1964 et 1973. Les patients ont été recrutés dans la population générale, avec une exclusion des patients ayant déjà une IRCT en se basant sur la créatininémie. Après avoir identifié 842 cas d'IRCT dans cet échantillon, les auteurs ont défini la protéinurie et le surpoids comme les deux facteurs les plus à risque de développer une IRCT, avec des *hazard ratio* ajustés respectifs de 7,90 [5,35-11,67] et 4,39 [3,38-5,70]. La créatininémie élevée, l'origine ethnique afro-américaine, l'hypertension artérielle (HTA), l'âge, l'origine sociale défavorisée, le sexe masculin, l'hémoglobinémie basse sont d'autres facteurs de risques significativement associés au risque de développer une IRCT [8].

## c) Complications de la maladie rénale chronique

Dans les pays développés, les causes de décès des patients atteints de MRC sont majoritairement cardiovasculaires [9]. Ainsi, une étude canadienne réalisée par l'équipe de Thompson en 2015, a étudié la cause de décès entre 2002 et 2009 chez 81 064 patients inclus à partir de la population générale. Une stratification sur le DFGe montre que la proportion de décès d'origine cardiovasculaire augmente au fur et à mesure que le DFGe diminue avec 20,7% pour les patients stade 1 KDIGO, 36,8% pour les patients stade 2 KDIGO, 41,2% pour les patients stade 3 KDIGO et 43,7% pour les patients stade 4 KDIGO. Dès le stade 3 KDIGO, les décès d'origine cardiovasculaire représentent ainsi la première cause de décès, devant les décès par cancer (Figure 3).

<footnote>* Dialyse (hémodialyse ou dialyse péritonéale)</footnote>
<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Figure 3. Cause du décès stratifiée sur le DFGe, d'après l'étude de Thompson et al. Image modifiée d'après Thompson et al., 2015 [10].</figcaption></figure>

CV : cardiovasculaire ; DFGe : débit de filtration glomérulaire estimé.

Les calcifications valvulaires et vasculaires, intimales et médiales, sont des complications caractéristiques de cette pathologie [11]. Ces calcifications des tissus musculaires lisses des valves aortiques et des vaisseaux artériels mènent progressivement au rétrécissement aortique calcifié et à l'athérosclérose. Le décès survient ensuite par ischémie coronarienne ou cérébrale [12] ou par insuffisance cardiaque [13].

Certaines atteintes neurologiques sont également retrouvées de manière prépondérante chez les patients souffrant de MRC, par rapport à la population générale. Ainsi, d'après les résultats des études cliniques, les patients présentent un risque plus élevé de développer des troubles cognitifs, avec une altération majeure des fonctions exécutives, de l'attention et de la cognition [14,15]. Ces résultats sont confirmés *in vivo* sur un modèle de souris ayant subi un accident vasculaire cérébral (AVC). Les animaux atteints d'IRC présentent une perte neuronale, un recrutement des cellules gliales et une infiltration de macrophages inflammatoires plus importants, ainsi qu'une récupération des facultés neuromotrices ralentie, comparés aux souris non IRC [16].

La physiopathologie du développement des troubles neurologiques est complexe et repose sur la présence de plusieurs facteurs de risque chez ces patients. Parmi ces facteurs de risque, on peut citer la présence de dommages cérébrovasculaires plus importants, une polymédication importante, des troubles du sommeil, de l'HTA ou encore du diabète [17].

Enfin, les maladies osseuses et du métabolisme minéral sont fréquentes chez les patients atteints de MRC. En effet, il existe une atteinte systémique du métabolisme minéral et osseux due à la maladie rénale, qui se manifeste par au moins une des caractéristiques suivantes : anomalies du métabolisme du calcium, du phosphate, de la parathormone (PTH) ou de la vitamine D, ostéodystrophie rénale, calcifications des tissus mous [18]. Les études cliniques montrent que la maladie rénale osseuse peut conduire à l'ostéopathie adynamique [19,20] ou à des fragilités osseuses retrouvées par exemple au niveau de la hanche chez des patients dialysés [21].
## 1.2. La prise en charge du stade terminal de la maladie rénale chronique

### a) Les traitements de suppléance

Chaque stade de la MRC nécessite une prise en charge particulière et un intervalle de suivi qui varie selon la gravité de la maladie. Au stade d'IRCT, la gravité des symptômes impose la mise en œuvre d'un traitement de suppléance par dialyse ou par transplantation rénale.

Le Réseau Épidémiologique et Information en Néphrologie (REIN) recense annuellement les données épidémiologiques sur les traitements de suppléance en France. Selon son dernier rapport publié en juillet 2020 sur les données de 2019, l'incidence des patients traités pour une IRCT est de 11 437 nouveaux patients soit 169 pmh (par million d'habitants) en 2018, montant la prévalence des patients traités pour une IRCT à 91 875 soit 1 355 pmh [22]. L'âge moyen d'initiation du traitement de suppléance est de 67,8 ans et 64,7% des nouveaux patients sont des hommes.

### b) La dialyse

La majorité des patients débutant un traitement de suppléance commence par la dialyse (95,98%) [22]. La dialyse est un terme générique qui regroupe deux techniques : l'hémodialyse et la dialyse péritonéale. Durant l'hémodialyse, le sang du patient passe dans un dialyseur contenant deux compartiments séparés par une membrane semi-perméable où des gradients modulent les concentrations en solutés dans le sérum du patient entre le sang et le dialysat. L'objectif est de compenser les fonctions excrétrices défaillantes des reins. Cela conduit à une normalisation des paramètres biologiques sanguins avec notamment une diminution de l'urée et de la créatinine, une augmentation du bicarbonate et une équilibration des ions plasmatiques. La technique de dialyse péritonéale utilise le péritoine comme membrane perméable naturelle à travers laquelle l'eau et les solutés peuvent s'équilibrer. Elle est moins utilisée que l'hémodialyse (seulement 9,7% des patients nouvellement dialysés débutent par la dialyse péritonéale) car elle nécessite une implication plus exigeante du patient et du centre de dialyse.

### c) La transplantation rénale

La transplantation rénale est actuellement le traitement de suppléance de choix de l'IRCT car elle permet une meilleure survie que la dialyse et améliore la qualité de vie des patients. Ainsi, les patients transplantés ont 93,9% de chance de survie à 5 ans contre 45,7% de chance de survie en dialyse [7,22]. Cependant, très peu de patients bénéficient d'une transplantation préemptive (4,02%) (transplantation avant la mise du patient en dialyse) et le délai médian d'inscription sur liste d'attente pour les nouveaux dialysés d'âge supérieur à 60 ans est de 11 mois [22].
La première greffe rénale enregistrée en France date de 1959. Depuis, plus de 91 565 greffes rénales ont été réalisées. La transplantation rénale représente 61,73% du total des greffes en 2019 et 58,70% du total des greffes d'organes en 2020 [23]. Près de 3182 des 50 501 patients sous dialyse (6,3%) ont pu bénéficier d'une greffe en 2018. Le nombre de malades porteurs d'un greffon rénal fonctionnel a été estimé à 41 374 (610 pmh) au 31 décembre 2018 [22].

La prévention du rejet de greffe passe par l'utilisation de médicaments immunosuppresseurs. Le maintien d'une immunosuppression est indispensable pour prévenir le rejet aigu de greffe en phase initiale d'induction (traitement d'induction) mais également après la phase initiale d'induction (traitement d'entretien). Les médicaments immunosuppresseurs sont également indiqués dans le traitement des rejets aigus.

Il existe plusieurs classes d'immunosuppresseurs : les corticoïdes (prednisone [Cortancyl®], prednisolone [Solupred®]), les inhibiteurs de la calcineurine (ICN) (tacrolimus [Prograf®, Adoport®, Advagraf®, Modigraf®, Envarsus® LP] et ciclosporine [Néoral®, Sandimmun®]), les inhibiteurs de m-TOR (sirolimus [Rapamune®], évérolimus [Certican®]), les antimétabolites (azathioprine [Imurel®], acide mycophénolique [Cellcept®, Myfortic®]), les anticorps monoclonaux (basiliximab [Simulect®]), les anticorps polyclonaux ou sérum antilymphocytaire de lapin (Thymoglobuline®), les protéines de fusion anti-lymphocytaire T (bélatacept [Nulojix®]). Ils agissent à différentes étapes de l'activation des lymphocytes T et sont indispensables pour empêcher le déroulement des réponses immunitaires non souhaitées responsables du rejet de greffe chez les patients transplantés.

## 1.3. Les inhibiteurs de la calcineurine dans la prise en charge de la maladie rénale chronique

Le tacrolimus et la ciclosporine ont révolutionné la transplantation au début des années 1980. Ils constituent, encore de nos jours, la pierre angulaire du traitement immunosuppresseur en transplantation rénale malgré leurs nombreux effets indésirables.

### a) Pharmacodynamique des inhibiteurs de la calcineurine

Une fois dans le cytoplasme du lymphocyte T, la ciclosporine et le tacrolimus se lient à leur immunophiline respective : la cyclophiline A pour la ciclosporine et FKBP12 (FK506-*binding protein*) pour le tacrolimus. Puis le complexe ICN-immunophiline formé se lie à la calcineurine et inhibe son activité. La calcineurine est une sérine/thréonine phosphatase dépendante du calcium, qui va phosphoryler les sérines du facteur de transcription *nuclear factor of activated T-cells* (NFAT), permettant sa translocation dans le noyau. Cette translocation va induire l'expression génique de molécules pro-inflammatoires et notamment de l'interleukine-2 (IL-2), une interleukine pro-
inflammatoire recrutant les lymphocytes et les macrophages. Les ICN empêchent ainsi la transcription de l'IL-2 par NFAT et le recrutement des cellules immunitaires (Figure 4).

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Figure 4. Mécanisme d'action des inhibiteurs de la calcineurine. Image modifiée d'après Fernando et al., 2014 [24].</figcaption></figure>

Ca²⁺ : calcium ; FKBP : FK506 binding protein ; NF-AT : Nuclear factor of activated T-cells cytoplasmic.

## b) Pharmacocinétique des inhibiteurs de la calcineurine

Les ICN présentent des points communs au niveau de leur pharmacocinétique (PK). Ils présentent une biodisponibilité faible et variable ainsi qu'une distribution importante dans les érythrocytes. Leur métabolisme hépatique est médié par le CYP3A4 pour la ciclosporine et par les CYP3A4/3A5 pour le tacrolimus. Enfin, leur élimination biliaire s'effectue majoritairement via la glycoprotéine-P (P-gp). En revanche, les protéines plasmatiques auxquelles ils se lient fortement sont différentes pour chaque molécule, à savoir, l'albumine pour le tacrolimus et les lipoprotéines pour la ciclosporine. Les principaux paramètres PK sont résumés dans le Tableau I.

<table><caption>Tableau I. Paramètres pharmacocinétiques des inhibiteurs de la calcineurine.</caption><thead><tr><th></th><th>Absorption</th><th>Distribution</th><th>Métabolisme</th><th>Élimination</th><th>Référence</th></tr></thead><tbody><tr><td>Tacrolimus</td><td>t<sub>max</sub> = 1-3h<br>Biodisponibilité :<br>20-25%</td><td>- fraction érythrocytaire majoritaire<br>- fraction plasmatique liée à 98,8% à l'albumine et l'α-1-glycoprotéine acide</td><td>CYP450 3A4/3A5<br>métabolite actif : 31-O-déméthyl-tacrolimus.</td><td>voie biliaire (90%) via la P-gp, voie rénale (&lt;10%)<br>t<sub>1/2</sub> = 15,6h chez le patient transplanté rénal</td><td>[25]</td></tr><tr><td>Ciclosporine</td><td>t<sub>max</sub> = 1-2h<br>Biodisponibilité :<br>20-50%</td><td>- fraction érythrocytaire majoritaire<br>- fraction plasmatique liée à 90% aux LDL et HDL</td><td>CYP450 3A4<br>environ 15 métabolites, moins actifs que la ciclosporine</td><td>voie biliaire (90%) via la P-gp, voie rénale (&lt;10%)<br>t<sub>1/2</sub> = 11h chez le patient transplanté rénal</td><td>[26]</td></tr></tbody></table>

CYP450 : cytochrome P450 ; HDL : high density lipoprotein ; LDL : low density lipoprotein ; P-gp : P-glycoprotein ; t<sub>max</sub> : temps d'atteinte de la concentration maximale ; t<sub>1/2</sub> : demi-vie d'élimination.
### c) Effets indésirables des inhibiteurs de la calcineurine

Les effets indésirables médicamenteux (EIM) des ICN peuvent être graves [27] : troubles gastro-intestinaux (diarrhées, vomissements, dyspepsie), neurotoxicité (tremblements, paresthésie, céphalées), acné, hirsutisme, alopécie, infection (virale ou bactérienne), néphrotoxicité dose-dépendante (nécrose tubulaire aiguë, néphropathie chronique), syndrome lymphoprolifératif, cancers. Certains EIM sont spécifiques du tacrolimus (comme l'hyperglycémie) et d'autres, de la ciclosporine (comme l'hyperuricémie avec crise de goutte ou l'hyperplasie gingivale).

Les ICN sont des médicaments à marge thérapeutique étroite. Ainsi, leur toxicité se manifeste pour des concentrations plasmatiques proches des concentrations thérapeutiques. La notion de marge thérapeutique étroite sous-entend également qu'un sous-dosage en immunosuppresseur est associé à un risque accru de rejet aigu du greffon. Afin de maintenir une concentration minimale efficace permettant de diminuer le risque de rejet aigu de greffe tout en limitant la survenue et la gravité des EIM, la mesure des concentrations sanguines en ICN est nécessaire. Il s'agit du suivi thérapeutique et pharmacologique (STP).

### d) Suivi thérapeutique et pharmacologique des inhibiteurs de la calcineurine

Le STP consiste à mesurer la concentration d'un médicament dans le sang afin d'optimiser son efficacité thérapeutique, tout en minimisant le risque de survenue d'effets indésirables. La concentration peut être mesurée juste avant une nouvelle prise du médicament (concentration résiduelle : $C_{min}$) ou au pic d'absorption du médicament (concentration maximale : $C_{max}$). Les concentrations ainsi mesurées ($C_{min}$, $C_{max}$) seront comparées aux concentrations de référence, mesurées dans un contexte thérapeutique, afin de proposer une adaptation de la posologie au patient. Il s'agit donc d'un outil de personnalisation du traitement, particulièrement adapté aux médicaments dont la pharmacocinétique est variable d'un individu à l'autre et pour lesquels des relations concentration-effet et/ou concentration-toxicité ont été démontrées et sont plus pertinentes que les relations dose-effet et/ou dose-toxicité.

Les ICN sont des médicaments qui répondent à ces critères. En effet, ils présentent des variabilités intra-individuelles et inter-individuelles importantes de leur PK, conduisant à une fluctuation importante des concentrations sanguines pour une même dose d'ICN administrée. Toutes les étapes de la PK peuvent être perturbées. Par exemple, la prise alimentaire diminue l'aire sous la courbe (ASC) du tacrolimus de 25-45%. Le jus de pamplemousse, ayant un effet inhibiteur sur le CYP3A4 au niveau des entérocytes, augmente la biodisponibilité des ICN de 200%. De même, les variations d'expression génétique des CYP450, en particulier du CYP3A5, et de la P-gp ainsi que les interactions médicamenteuses avec des médicaments inhibiteurs ou inducteurs de ces protéines
peuvent conduire à une modification de leur absorption intestinale, de leur métabolisme ou de leur élimination hépatique [33,34]. Les ICN sont par conséquent éligibles au STP [28,29].

Pour la ciclosporine, les données de la littérature montrent que les concentrations résiduelles cibles sont comprises entre 75 et 350 ng/mL [30]. De même, celle du tacrolimus se situe entre 5 et 15 ng/mL [31,32].

## 2. Les toxines urémiques

Au cours de la MRC, la diminution de la capacité de filtration des reins induit la rétention de nombreux métabolites dont certains exercent une action biologique. Les conséquences clinico-biologiques néfastes de la rétention chronique de ces solutés toxiques appelés « toxines urémiques » (TU), sont regroupées sous le terme de « syndrome urémique ».

### 2.1. Définition et classification

Une TU est définie comme une molécule qui s'accumule dans le sang et dans les organes des patients atteints de MRC où elle exerce des effets délétères sur les fonctions biologiques. Une molécule est classée comme une TU si elle possède les caractéristiques suivantes : la molécule doit être chimiquement identifiée et caractérisée ; son dosage dans les prélèvements biologiques est possible ; les concentrations de la molécule dans les liquides biologiques sont élevées chez les patients insuffisants rénaux ; il y a une relation entre la concentration de la molécule et ses effets pathologiques ; une diminution des concentrations de la molécule est associée à une amélioration clinique ; il est possible de reproduire les effets du syndrome urémique en administrant la molécule chez l'animal [35].

Selon cette définition, près de 150 molécules sont considérées comme des TU et sont classées par le groupe EUTOX (European Uremic Toxins Work group) en trois groupes qui dépendent de leurs propriétés physico-chimiques [36,37]. Le groupe des TU hydrosolubles de faible poids moléculaire (PM < 500 Dalton (Da)) est facilement éliminé par dialyse (exemples : urée, triméthylamine-N-oxyde [TMAO]). Le groupe des TU hydrosolubles de poids moléculaire supérieur à 500 Da) comprend le plus souvent des peptides et des petites protéines comme par exemple, la β2-microglobuline ou la PTH, issus du métabolisme endogène. De par leur grande taille, seules des membranes de dialyse adaptées sont efficaces pour les épurer du plasma des patients (membranes de haut-flux, hémodialyse, hémodiafiltration). La dernière classe regroupe les TU fortement liées aux protéines plasmatiques, et en particulier à l'albumine. Leur liaison aux protéines plasmatiques les empêche d'être hémodialysées, conduisant à une accumulation plasmatique, progressive avec le déclin de la fonction rénale. C'est dans cette classe que se trouvent l'indoxyl sulfate (IxS), le para-crésyl sulfate (pCS) et l'acide indole-3-
acétique (IAA).

## 2.2. Toxicocinétique

Certaines TU sont issues des acides aminés (AA) provenant de l'alimentation : le tryptophane pour l'IxS et l'IAA, la tyrosine et la phénylalanine pour le pCS, la choline et la phosphatidylcholine pour le TMAO. L'étape de transformation des acides aminés, précédant l'absorption des TU à travers la barrière intestinale dépend du microbiote intestinal et donne naissance à différents précurseurs. Ainsi, le tryptophane sera métabolisé en indole, la tyrosine et la phénylalanine en p-crésol et la choline et la phosphatidylcholine en triméthylamine (TMA). L'urée en revanche, est produite au niveau hépatique lors du cycle de l'urée à partir de l'arginine, est issue du catabolisme de l'ensemble des AA.

Chez des patients IRC qui présentent une dysbiose intestinale (augmentation du pH intestinal, inflammation chronique, modification alimentaire, ...), une modification de la flore bactérienne au profit d'espèces ayant des activités enzymatiques différentes peut être observée. Dans ce contexte, l'émergence de nouveaux profils enzymatiques (tryptophanase, phénolase, tyrosinase) favorise la formation des précurseurs des TU à partir des acides aminés alimentaires [38]. De même, le régime alimentaire, et notamment l'index protéine/fibre, peut moduler les concentrations de TU chez les patients MRC [39,40].

Les précurseurs des TU nouvellement formés traversent les entérocytes pour rejoindre la circulation portale avant d'atteindre le foie où ils seront métabolisés par des enzymes hépatiques (sulfotransferase family 1A member 1 [SULT1A1], flavin-containing mono-oxygenase 3 [FMO3]) en TU. Une fois le compartiment systémique atteint, certaines TU (IxS, pCS) circulent fortement liées aux protéines plasmatiques. C'est la forme libre des TU (forme non liée aux protéines plasmatiques) qui est distribuée aux organes-cibles, principalement au niveau du rein, du système nerveux central (SNC) ou encore du cœur où elle y exerce une toxicité multi-organes. Enfin, les TU sont sécrétées au niveau rénal après avoir été prises en charge par des transporteurs apicaux (BCRP, MRP) et basolatéraux (OAT1/OAT3) exprimés au niveau des cellules tubulaires proximales rénales. Le tableau II résume des paramètres toxicocinétiques de certaines TU (Tableau II).
<table><caption>Tableau II. Paramètres toxicocinétiques des toxines urémiques indoxyl sulfate, para-crésyl sulfate, acide indole-3-acétique, triméthyl-amine-N-oxyde et urée. Images modifiées d'après Nigam et al., 2019 [41].</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th>Origine</th><th>Métabolisme</th><th colspan="2">Distribution</th><th>Élimination</th></tr><tr><th>AA précurseur</th><th>Microbiote intestinal</th><th>Foie</th><th>Plasma</th><th>Tubule contourné proximal</th></tr></thead><tbody><tr><th>IxS</th><td>Trp [42]</td><td>Trp => indole [42]</td><td>SULT1A1 : indole => IxS [42]</td><td>Albumine : 93%[43,44]</td><td>OAT1/OAT3, P-gp, BCRP, MRP [45,46]</td></tr><tr><th>pCS</th><td>Tyr et Phe [42]</td><td>Tyr, Phe => p-crésol [42]</td><td>SULT1A1 : p-crésol => pCS [42]</td><td>Albumine : 94% à 95% [43,44]</td><td>OAT1/OAT3, P-gp, BCRP, MRP [45,46]</td></tr><tr><th>IAA</th><td>Trp [42]</td><td>Trp => indole => IAA [42]</td><td>/</td><td>Albumine : 71% à 73% [43,44]</td><td>OAT1/OAT3, P-gp, BCRP, MRP [45,46]</td></tr><tr><th>TMAO</th><td>Ch, PCh [42]</td><td>Ch, PCh => TMA [42]</td><td>FMO3 : TMA => TMAO [42]</td><td>Hydrosoluble [43,44]</td><td>OAT1/OAT3, P-gp, BCRP, MRP [45,46]</td></tr><tr><th>Urée</th><td>Ornithine</td><td>/</td><td>Cycle de l'urée</td><td>Hydrosoluble</td><td>UT-A et UT-B</td></tr></tbody></table>

AA : acide aminé ; BCRP : Breast Cancer Resistance Protein ; Ch : choline ; FMO3 : Flavin-containing mono-oxygenase 3 ; IAA : acide indole-3-acétique ; IxS : indoxyl sulfate ; MRP : Multidrug Resistance Associated Protein ; OAT1/OAT3 : organic anion transporter 1/3 ; PCh : phosphatidylcholine ; pCS : para-crésyl sulfate ; P-gp : P-glycoprotein ; SULT1A1 : sulfotransferase family 1A member 1 ; TMA : triméthylamine ; TMAO : triméthylamine-N-oxyde ; Trp : tryptophane ; Tyr : tyrosine ; UT-A : urea transporter-A ; UT-B : urea transporter-B.

## 2.3. Toxicité des toxines urémiques

L'ensemble des symptômes induits par les TU est regroupé sous le terme de « syndrome urémique ». Les complications les plus fréquentes du syndrome urémique sont les atteintes cardiovasculaires, la neurotoxicité et les atteintes osseuses.

### a) Cardiotoxicité

Le risque de développer une maladie cardiovasculaire dépend de facteurs de risque dits « traditionnels » issus de l'étude de Framingham. Les plus importants sont l'âge, le sexe masculin, l'HTA et le diabète. Il existe également des facteurs de risque dits « non traditionnels », présents seulement chez les patients atteints de MRC tels que : l'albuminurie, l'anémie, le stress oxydant, l'inflammation et les concentrations sanguines (plasmatique ou sérique) en TU [47].

Ainsi, de nombreuses études *in vivo* et cliniques montrent que les TU sont des marqueurs de morbi-mortalité cardiovasculaire chez les patients atteints de MRC (Tableau III).
<table><caption>Tableau III. Exemples d'études cliniques impliquant les toxines urémiques dans la morbi-mortalité cardiovasculaires des patients insuffisants rénaux chroniques.</caption><thead><tr><th></th><th>IxS</th><th>pCS</th><th>IAA</th><th>TMAO</th><th>Urée</th></tr></thead><tbody><tr><th>Référence</th><td>[48]</td><td>[49]</td><td>[50]</td><td>[51]</td><td>[52]</td></tr><tr><th>Population</th><td>139 patients IRC</td><td>139 patients IRC</td><td>120 patients IRC</td><td>252 patients hémodialysés</td><td>541 patients avec décompensation cardiaque</td></tr><tr><th>Evènement étudié</th><td>Toute cause de décès</td><td>Toute cause de décès</td><td>1) Toute cause de décès<br>2) Décès de cause cardiovasculaire</td><td>1) Toute cause de décès<br>2) Décès de cause cardiovasculaire</td><td>Toute cause de décès</td></tr><tr><th>Facteur de risque</th><td>Concentration plasmatique en IxS</td><td>Concentration plasmatique en pCS</td><td>Concentration plasmatique en IAA</td><td>Concentration plasmatique en TMAO</td><td>Concentration plasmatique en urée</td></tr><tr><th>Risque relatif (RR) ou Hazard ratio (HR)</th><td>RR = 17,112 [2,268; 129,091]<br>p = 0,006</td><td>RR = 4,675 [1,940; 11,264]<br>p = 0,001</td><td>1) RR = 2,09 [1,11 ; 3,93]<br>p = 0,02<br>2) RR = 1,77 [1,02 ; 3,09]<br>p = 0,04</td><td>1) HR = 1,14 [1,08 ; 1,21]<br>p &lt; 0,001<br>2) HR = 1,18 [1,07 ; 1,29]<br>p = 0,001</td><td>HR = 1,9 [[1,2 ; 3,1]<br>p = 0,01</td></tr></tbody></table>

IAA : acide indole-3-acétique ; IRC : insuffisance rénale chronique ; IxS : indoxyl sulfate ; HR : hazard ratio ; pCS : para-crésyl sulfate ; RR : risque relatif ; TMAO : triméthylamine-N-oxyde.

L'étude des mécanismes de toxicité cellulaire montre *in vitro* que les TU favorisent la dédifférenciation des cellules musculaires lisses, constituant les vaisseaux artériels, en cellules ostéoblaste-like, via l'activation de nombreuses voies moléculaires comme la voie du nuclear factor-kappa B (NF-κB), la voie des Mitogen-activated protein kinases (MAPK), l'activation du stress oxydant [53], la voie de l'unfolded proteins response du réticulum endosplasmique [54] ou encore via l'excrétion de vésicules extracellulaires [55].

## b) Neurotoxicité

Comme cela a été évoqué au paragraphe 1.1.c, les patients souffrant de MRC sont plus à risque de développer des troubles cognitifs par rapport à la population générale. Le mécanisme physiopathologique des atteintes du SNC dans l'IRC n'est pas totalement compris aujourd'hui. Une des hypothèses pouvant expliquer ce risque incrimine les TU [56]. En effet, il est montré *in vitro* que les TU sont capables d'induire du stress oxydant dans des cellules endothéliales cérébrales [57]. Dans un second temps, il est également démontré chez des rats que l'administration *per os* d'IxS diminue les concentrations en neurotransmetteurs (épinéphrine, norépinéphrine, dopamine, et sérotonine) dans certaines régions du SNC. Leur profil comportemental est également modifié avec une augmentation de l'anxiété, une diminution de la coordination motrice et de la mémoire spatiale, associées à un syndrome d'apathie [58]. Enfin, le travail de l'équipe de Lin publié en 2019 retrouve une association entre la concentration en IxS et en pCS libres et la survenue de troubles cognitifs chez les patients atteints de MRC (diminution du score MMSE et du score CASI) [59].

## c) Maladie osseuse rénale

Les mécanismes moléculaires de toxicité induits dans la maladie rénale osseuse sont similaires
à ceux retrouvés dans la cardiotoxicité des TU, à savoir, l'activation du stress oxydant, l'inhibition de la différenciation des ostéoblastes, l'inhibition de l'activité de la phosphatase alcaline (PAL), l'inhibition de l'expression des gènes impliqués dans l'ostéogénèse, l'inhibition de l'activation de NF-κB [60,61]. Parmi les études cliniques, il a été retrouvé que la concentration plasmatique en IxS est corrélée négativement à des marqueurs d'ostéoformation comme la PAL [62], et corrélée positivement à la concentration sérique en sclérotine, un inhibiteur plasmatique de la voie Wnt/β-caténine, et associé à un risque de fracture accru [63–65].

Mais la polytoxicité des TU ne se limite pas aux atteintes cardiaques, neurologiques ou osseuses. D'autres organes peuvent être touchés, comme le rein, la moelle osseuse ou encore le système vasculaire. Il est donc primordial de limiter les effets délétères des TU en réduisant leur accumulation plasmatique.

## 2.4. Pistes de traitements pour limiter l'accumulation des toxines urémiques

Il existe différentes stratégies pour limiter l'accumulation des TU. L'une d'elles consiste à adsorber les précurseurs des TU à l'aide de chélateurs carbonés comme l'AST-120 (Kremezin®) commercialisé en Asie. Toutefois, son utilisation ne fait pas consensus [66]. En effet, si les études in vitro et in vivo [67,68] démontrent son efficacité, les études cliniques ont du mal à confirmer ces résultats [69–72]. Une autre stratégie ciblant la phase d'absorption consiste à utiliser des probiotiques pour diminuer la synthèse des TU. Leur utilisation est également controversée, des données in vivo démontrant une efficacité [73] et des études cliniques obtenant des résultats mitigés [74,75].

Un autre angle d'approche peut consister à inhiber les enzymes hépatiques qui synthétisent les TU. Ainsi, dans un modèle murin d'insuffisance rénale aiguë, l'administration de molécules inhibitrices de l'enzyme hépatique sulfotransferase (SULT), telles que la quercetine, le resveratrol, le sulforaphane ou le méclofénamate, induit une diminution de l'accumulation plasmatique d'IxS et une restauration de l'élimination de la créatinine et de l'urée [76,77].

Comme les techniques de dialyse conventionnelles ne permettent pas d'éliminer les TU fortement liées aux protéines plasmatiques [78,79], ces dernières s'accumulent au niveau plasmatique et atteignent des concentrations pathologiques. Ainsi, les concentrations plasmatiques mesurées chez les patients atteints d'IRC augmentent de 12 fois pour le pCS à 68 fois pour l'IxS, comparativement aux concentrations mesurées chez l'adulte ayant une fonction rénale normale [80]. Afin d'augmenter l'élimination des TU par dialyse, différentes techniques sont testées [81] avec par exemple, l'association de techniques diffusive et convective en pré ou post hémodiafiltration [79,82].
L'utilisation d'adsorbant pendant l'hémodialyse (albumine, monolithe nanoporeux, charbon activé, microparticules hautement poreuses) a également montré un intérêt. Une autre méthode consiste à utiliser des molécules ayant une affinité pour l'albumine supérieure à celle des TU. Ceci déplacerait les TU liées aux protéines et augmenterait la fraction libre éliminable par dialyse. Différentes molécules ont été testées comme, par exemple, l'octaonate de sodium [83], le furosémide ou encore l'ibuprofène [84,85].

Finalement, à ce jour, le meilleur moyen de limiter la toxicité des TU reste la greffe rénale. Après la transplantation, la fonction rénale partiellement recouvrée permet de réduire les concentrations en TU [86]. Cependant, si la morbidité cognitive [87-89], cardiovasculaire [90] et osseuse [91] diminuent chez les patients transplantés, ils restent exposés aux TU, certes en plus faibles concentrations mais sur une très longue durée. Les effets toxiques des TU à de telles concentrations demeurent inconnus sur le long terme [92]. Par ailleurs, ces patients, avec une polymédication inhérente à la greffe rénale, présentent une charge médicamenteuse élevée (11 ± 3 médicaments en moyenne) et supérieure à celle des patients hémodialysés [93]. Cette polymédication conduit à une augmentation de la fréquence des effets indésirables [94]. Cela pourrait augmenter également théoriquement les interactions PK entre les médicaments et les TU.

## 3. Rôle des toxines urémiques dans l'altération de la pharmacocinétique des inhibiteurs de la calcineurine chez les patients transplantés rénaux

### 3.1. Problématique de l'altération de la pharmacocinétique dans l'insuffisance rénale chronique

Dans la MRC, les atteintes histologiques irréversibles du tissu glomérulaire ou tubulaire altèrent les phénomènes d'excrétion/réabsorption des xénobiotiques par les transporteurs rénaux (OAT, MRP, BCRP, ...), diminuant la clairance rénale des médicaments. D'autres phénomènes d'inhibition enzymatique (CYP3A4/5, CYP2D6, CYP2C19, ...) et d'inhibition des transporteurs hépatiques (P-gp, OATP) modifient également la clairance non rénale [95]. Ainsi, les médicaments à élimination hépatique, comme les ICN, sont susceptibles de s'accumuler, favorisant le risque de survenue des EIM [94]. L'exposition chronique à certaines molécules actives issues du métabolisme comme les TU, explique en partie l'altération de la clairance non rénale, induisant une majoration des EIM chez les patients IRC [96,97].
## 3.2. État des lieux des connaissances sur l'implication des toxines urémiques dans la modification des paramètres pharmacocinétiques des médicaments

### a) Absorption

L'étape d'absorption intestinale est la première étape de pharmacocinétique faisant suite à la prise per os d'un médicament. Elle peut notamment faire intervenir des transporteurs et des complexes enzymatiques situés sur la paroi cellulaire intestinale, qui font passer les xénobiotiques de la lumière intestinale vers la circulation portale.

Peu d'études précliniques se sont intéressées aux effets de la MRC sur l'absorption des médicaments. Deux études in vitro ont montré une réduction de l'expression protéique et de l'activité des transporteurs intestinaux P-gp, MRP2 et MRP3 après incubation d'entérocytes de rats ou de cellules Caco2 avec du sérum de rats urémiques [98,99]. Concernant l'effet sur l'absorption des médicaments, l'équipe de Leblond montre en 2002 que la N-déméthylation de l'érythromycine par les CYP 3A était diminuée de plus de 25% chez des rats IRC [100]. Cette inhibition de la clairance non rénale (intestinale et hépatique) par les TU participe à l'augmentation de la Cmax retrouvée pour certains médicaments chez les patients en IRCT, comme la fexofénadine [101].

### b) Distribution

Une fois dans la circulation systémique, la majorité des médicaments se lie fortement aux protéines plasmatiques, et notamment à l'albumine. La distribution des molécules vers les tissus-cibles dépend du pourcentage de médicaments liés. C'est donc la fraction libre du médicament, c'est-à-dire la fraction non liée aux protéines plasmatiques, qui est efficace car elle seule peut atteindre le tissu-cible pour y exercer son effet.

Il a été montré que les TU sont capables d'interagir avec la phase de distribution des médicaments. Ces interactions peuvent découler de deux mécanismes distincts. D'une part, il peut exister des phénomènes de compétition directe entre les TU fortement liées à l'albumine et les médicaments. En effet, l'ajout in vitro de concentrations croissantes d'IxS et de pCS qui se lient à plus de 95% au site II de l'albumine [102,103] augmentent les fractions libres de théophylline, de phénytoïne et d'aripiprazole [104,105], signant une compétition directe entre les médicaments et les TU au niveau de leur site de liaisons à l'albumine.

Un second mécanisme d'interaction existe. Certains composés sanguins sont capables d'induire des modifications post-traductionnelles irréversibles appelées « carbamylation des protéines plasmatiques et tissulaires » [106,107]. C'est le cas de l'acide isocyanique issu de la décomposition de l'urée sanguine, qui fixe des motifs carbamoyl sur les groupements fonctionnels de certains acides aminés constituant les protéines plasmatiques [108]. Chez les patients atteints de MRC, ayant une
accumulation importante d'urée et donc d'isocyanate, la proportion plus importante de protéines
carbamylées retrouvée est associée à une augmentation de la morbi-mortalité [109,110].

Au niveau de la phase de distribution des médicaments, il a été montré que les protéines plasmatiques carbamylées fixent moins les médicaments, augmentant ainsi la fraction libre active et donc le risque de surdosage. C'est ce qu'a montré l'équipe d'Erill et al. pour la sulfadiazine (Figure 5) [111]. Un mécanisme similaire de carbamylation de l'albumine par les TU, avec une augmentation de la fraction libre des médicaments antivitamine-K (AVK), est proposé pour expliquer le risque accru d'hémorragie survenant chez les patients IRC [112,113] mais il reste à démontrer. Une étude clinique étaie cependant cette hypothèse [114]. En effet, l'équipe de Limdi montre que les patients IRC présentent des posologies en warfarine 9.5% et 19% plus faibles chez les patients ayant respectivement un stade modéré ou sévère d'IRC, par comparaison aux patients sans atteinte rénale. Une augmentation de la fraction libre des AVK chez les patients IRC conduirait ainsi à une diminution de la posologie par le prescripteur pour atteindre un INR similaire à celui des patients contrôles.

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

Figure 5. Constante d'affinité de la sulfadiazine aux protéines plasmatiques chez des volontaires sains avant et après carbamylation par 40mM de cyanate de potassium. Image modifiée d'après Erill et al., 2018 [111].

c) Métabolisme

Les médicaments peuvent subir un métabolisme hépatique une fois qu'ils arrivent au niveau
du foie. Divers enzymes de phase I (phase de fonctionnalisation) et de phase II (phase de conjugaison)
les prennent en charge : cytochromes P450, SULT, UGT, ... Les TU sont capables d'altérer l'activité et
l'expression de ces enzymes. C'est ce qui est montré dans le travail de Tsujimoto en 2013 où le
métabolisme du paracétamol via le CYP1A2 est inhibé par du sérum de patients en IRCT dans un
modèle de microsomes hépatiques humains [115]. Dans une autre étude, la formation du métabolite
actif du losartan (EXP 3174) par le CYP2C9 passe de 100% à 40% sous l'effet de l'inhibition de l'activité
de ce CYP par l'IxS et le pCS [116]. L'équipe de Michaud montre que l'expression génique et l'expression
protéique des CYP 1A, CYP2C et CYP 3A sont diminuées après exposition d'hépatocytes murins à du sérum urémique de patients en pré-dialyse. L'expression est restaurée lorsque que les hépatocytes sont exposés à du sérum de patients en post-dialyse, c'est-à-dire, en partie débarrassé de composés urémiques [117].

### d) Élimination

L'élimination du xénobiotique constitue la dernière phase de la pharmacocinétique. Cette élimination peut avoir lieu dans différents organes (rein, foie, poumons, intestin, ...). Elle fait de nouveau intervenir des transporteurs membranaires (P-gp, OAT, OCT, OATP, ...). L'altération de la phase d'élimination par les TU repose, le plus souvent, sur une diminution de l'expression et/ou de l'activité des transporteurs membranaires. Ainsi, concernant l'élimination rénale, Hsueh et son équipe montrent dans des cellules HEK293 rénales, que sur 72 toxines testées, 12 et 13 TU inhibent respectivement les transporteurs OAT1 et OAT3. L'IxS, l'IAA et le pCS en font partie. Dans ce même travail, les auteurs montrent globalement que l'élimination rénale de nombreux médicaments pris en charge au niveau tubulaire par des transporteurs OAT1/OAT3, est diminuée chez des patients insuffisants rénaux par rapport aux volontaires sains. Cela reflète une action inhibitrice des TU sur l'élimination tubulaire des médicaments substrats de ces transporteurs [118].

De la même manière, au niveau biliaire, l'équipe de Reyes montre en 2011 que l'exposition des cellules hépatiques humaines et murines au sérum urémique inhibe le transport intra-hépatocytaire du losartan et de l'[^3H]-estrone sulfate, respectivement substrats des transporteurs OATP1B1 et OATP1B3 hépatiques [119]. De même, le travail de Sato en 2014 montre que dans des cellules HEK293 transfectées, le transport du méthotrexate via OATP1B et OATP3B est inhibé par l'IxS, l'IAA et le para-crésol [120].

### 3.3. Cas des inhibiteurs de calcineurine

Les médicaments à élimination hépatique peuvent être concernés par les modifications de PK induites par la MRC et, plus particulièrement, par l'accumulation des TU. Le cas de la ciclosporine a récemment été étudié par l'équipe de Machado qui s'est intéressée au lien entre l'accumulation des TU, les posologies en ciclosporine et l'expression de la P-gp hépatique [121]. Dans la partie *in vitro* de l'étude, Machado et son équipe montrent que l'expression et l'activité de la P-gp sont stimulées par l'IxS. La partie clinique de l'étude montre qu'une posologie élevée de ciclosporine est significativement associée à une forte concentration plasmatique en IxS chez des patients transplantés cardiaque. Les auteurs supposent alors que l'IxS stimule l'expression et l'activité de la P-gp hépatique, qui élimine
davantage la ciclosporine, obligeant les prescripteurs, à la suite du STP de la ciclosporine, à augmenter les posologies pour rester dans l'intervalle des concentrations thérapeutiques (Tableau IV).

<table><caption>Tableau IV. Régression linéaire multiple recherchant une association entre la posologie de ciclosporine et les concentrations en indoxyl sulfate. Image modifiée d'après Santana Machado et al., 2018 [121].</caption><thead><tr><th>Concentration en ciclosporine mg/kg/J</th><th>Coefficient</th><th>IC95%</th><th>Valeur de p</th></tr></thead><tbody><tr><td>IxS, µM</td><td>0.01</td><td>0 to 0.03</td><td>0.03</td></tr><tr><td>IAA, µM</td><td>-0.04</td><td>0.14 to 0.07</td><td>0.48</td></tr><tr><td>Concentration sanguine cible de ciclosporine, mg/L</td><td>0.010</td><td>0.006 to 0.015</td><td>&lt;0.001</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>0.44</td><td>0.06 to 0.82</td><td>0.02</td></tr><tr><td>IMC, kg/m²</td><td>-0.09</td><td>-0.14 to -0.05</td><td>&lt;0.001</td></tr><tr><td>Âge, année</td><td>-0.01</td><td>-0.03 to 0.01</td><td>0.18</td></tr><tr><td>Délai depuis la transplantation</td><td>0</td><td>-0.05 to 0.04</td><td>0.83</td></tr><tr><td>DFGe (CKD-EPI), mL/min/1,73m²</td><td>0.01</td><td>-0.01 to 0.02</td><td>0.33</td></tr></tbody></table>

CKD-EPI : Chronic Kidney Disease EPIdemiology collaboration ; DFGe : débit de filtration glomérulaire estimé ; IAA : acide indole-3-acétique ; IC95% : intervalle de confiance à 95% ; IMC : indice de masse corporelle ; IxS : indoxyl sulfate.

Toutefois, l'effet de l'IxS sur la P-gp peut varier en fonction de l'organe étudié. L'équipe de Shibata montre ainsi *in vitro* dans des cellules intestinales Caco2 que l'IxS et le CMPF diminuent l'activité de la P-gp intestinale, induisant une diminution de la perméabilité des cellules intestinales à la ciclosporine, molécule substrat de la P-gp [122].

Concernant le tacrolimus, très peu d'études existent. L'équipe d'Okabe a montré en 2000 que la biodisponibilité du tacrolimus est altérée chez les rats IRC, avec un taux d'absorption intestinal accéléré, une saturation du métabolisme hépatique, ce qui augmente l'exposition sanguine en tacrolimus [123]. Plusieurs mécanismes sont avancés par les auteurs pour expliquer ce phénomène, et notamment la présence dans le sang de molécules inhibitrices des CYP450 intestinaux et hépatiques chez les rats ayant développé une IRA et citent les TU comme potentiellement impliquées.
4. Hypothèse et objectifs

Lors de la transplantation rénale, le traitement des patients par des immunosuppresseurs de type ICN passe par la mise en place du STP. Compte tenu de la variabilité de leur PK, de nombreux paramètres sont à prendre en compte pour maintenir leurs concentrations dans la zone des concentrations thérapeutiques. Pendant la MRC, il est probable que l'accumulation des TU, en particulier des TU fortement liées aux protéines plasmatiques (telles que l'IxS, IAA ou le pCS) puisse également accroître la variabilité de leur PK par le biais de modifications au niveau des étapes de distribution (carbamylation des protéines, modification de la liaison aux protéines plasmatiques) ou de leur élimination (modification de l'expression de la P-gp).

Ainsi, notre hypothèse est qu'une accumulation des TU peut moduler l'exposition aux ICN chez les patients transplantés rénaux. Dans ce contexte, l'objectif principal de ce travail est de déterminer si l'accumulation de certaines toxines urémiques est associée à une modification des concentrations sanguines en ciclosporine ou en tacrolimus dans une cohorte de patients transplantés rénaux.
## 1. L'étude DRUGTOX

### 1.1. Conception de l'étude

L'étude DRUGTOX est une étude clinique transversale non interventionnelle hors loi Jardé, monocentrique, qui cible une population de patients transplantés rénaux suivis au CHU d'Amiens-Picardie pour le STP de leur traitement immunosuppresseur à base d'ICN. Les patients sont répartis en deux groupes suivant leur DFGe : le groupe 1 avec DFG > 40 ml/min (concentrations en TU faibles) et le groupe 2 avec un DFG ≤ 40 ml/min (concentrations en TU élevées).

Les critères d'inclusion sont les suivants :

* âge supérieur à 18 ans ;

* patient transplanté rénal suivi au CHU d'Amiens-Picardie et transplanté depuis plus d'une année ;

* patient ayant une prise de sang pour évaluation des concentrations en ICN par le laboratoire de pharmacologie toxicologie du CHU Amiens-Picardie ;

* patient affilié à la sécurité sociale ;

* patient n'ayant pas refusé sa participation dans l'étude.

Les patients ne recevant pas d'ICN, faisant un rejet aigu de greffe, sous tutelle ou curatelle ou refusant de participer à l'étude, sont exclus de l'étude.

L'étude est enregistrée à la Commission Nationale de l'Informatique et des Libertés (CNIL) (numéro d'enregistrement : PI2019_843_0060) et sur le site ClinicalTrials.gov (NCT04963673) [126].

L'objectif primaire de l'étude est d'évaluer s'il existe une différence des concentrations en tacrolimus en fonction des concentrations plasmatiques des toxines urémiques. Pour cela, le critère de jugement principal est de comparer l'exposition en tacrolimus en fonction des concentrations en urée et en toxines urémiques liées aux protéines plasmatiques. L'objectif secondaire de l'étude est d'évaluer s'il existe une différence des concentrations en ciclosporine en fonction des concentrations plasmatiques en urée et en toxines urémiques en comparant l'exposition en ciclosporine en fonction des niveaux de toxines urémiques liées aux protéines plasmatiques.

L'exposition en ICN est évaluée par le ratio de la concentration résiduelle ($C_{min}$) sur la posologie journalière en mg/kJ/J (D). Les facteurs confondants susceptibles de modifier les paramètres PK des ICN et donc, l'exposition sanguine des patients, sont inclus dans le recueil de données. Le choix de travailler avec le ratio $C_{min}/D$ permet de s'affranchir des adaptations de posologies faites par le néphrologue, suite au STP.
## 1.2. Inclusion des patients

Entre le 4 août 2019 et le 11 mars 2020, 203 patients ayant un DFGe > 40 ml/min/1,73 m² c'est-à-dire ayant des concentrations élevées en TU, sont inclus dans le groupe 1. Le groupe 2 est constitué de 200 patients ayant un DFGe ≤ 40 ml/min/1,73 m², c'est-à-dire ayant une accumulation plus importante de TU. Les inclusions dans les deux groupes ont été réalisées en parallèle. Puis, le groupe 1 ayant été constitué plus rapidement, seule la constitution du groupe 2 a été poursuivie jusqu'à atteindre 200 patients. Chaque patient a été inclus une seule fois.

Les prélèvements sanguins des patients sélectionnés sont analysés au laboratoire de pharmacologie-toxicologie pour doser les concentrations résiduelles ($C_{min}$) des ICN, tacrolimus et ciclosporine, dans le cadre du STP de leur traitement par ICN. Le dosage plasmatique des TU est effectué sur le prélèvement ayant servi à doser les concentrations résiduelles en immunosuppresseurs. Ainsi, aucun prélèvement supplémentaire n'est réalisé pour le dosage des TU.

## 1.3. Recueil des données

Les données sociodémographiques (âge, sexe), anthropométriques (indice de masse corporelle [IMC]), cliniques (pression artérielle systolique [PAS], pression artérielle diastolique [PAD], étiologie de MRC, antécédents d'HTA, insuffisance hépatique, délai post-transplantation) et biologiques (calcémie, phosphatémie, glycémie, acide urique, protéine C-réactive [CRP], protéinémie, albuminémie, aspartate aminotransférase [ASAT], alanine aminotransférase [ALAT], créatininémie) sont relevées dans les dossiers médicaux. L'équation du MDRD (Modification of diet in renal disease) permet de calculer le DFGe et la classification KDIGO est choisie pour les stades d'IRC. Enfin, les médicaments ayant un potentiel inducteur ou inhibiteur fort, faible de la P-gp ou des CYP3A4/5 ou fortement liés aux protéines plasmatiques sont relevés dans l'ordonnance des patients qui couvre le jour du prélèvement sanguin (Tableau V).
<table><caption>Tableau V. Liste des médicaments interagissant avec le CYP3A4, la P-gp et les protéines plasmatiques [127].</caption><thead><tr><th>Inhibiteurs forts de CYP450 3A4/5</th><th>Inducteurs forts de CYP450 3A4/5</th><th>Inhibiteurs de la P-gp</th><th colspan="3">Médicaments fortement liés aux protéines plasmatiques</th></tr></thead><tbody><tr><td>amiodarone<br>atazanavir<br>cimétidine<br>clarithromycine<br>darunavir<br>dihydralazine<br>diltiazem<br>doxycycline<br>érythromycine<br>fluconazole<br>fosamprenavir<br>imatinib<br>indinavir<br>itraconazole<br>kétoconazole</td><td>bosentan<br>carbamazépine<br>dexaméthasone<br>éfavirenz<br>felbamate<br>méprobamate<br>métamizole<br>millepertuis<br>oxcarbazépine<br>phénobarbital<br>phénytoine<br>primidone<br>rifampicine<br>topiramate</td><td>amiodarone<br>atazanavir<br>clarithromycine<br>désogestrel<br>diltiazem<br>dipyridamole<br>dronedarone<br>duloxétine<br>erlotinib<br>érythromycine<br>fluoxétine<br>halopéridol<br>irbésartan<br>itraconazole<br>kétoconazole</td><td>acénocoumarol<br>acétazolamide<br>AINS<br>alfuzosine<br>amiodarone<br>atorvastatine<br>bézafibrate<br>bumétanide<br>buspirone<br>candésartan<br>ceftriaxone<br>cétirizine<br>ciprofibrate<br>chlorpromazine</td><td>glibenclamide<br>gliclazide<br>glimépiride<br>glipizide<br>halopéridol<br>irbésartan<br>itraconazole<br>kétoconazole<br>lanzoprazole<br>léflunomide<br>lévocétirizine<br>lorazépam<br>losartan<br>midazolam</td><td>tacrolimus<br>tamsulosine<br>telmisartan<br>tertatolol<br>ticlopidine<br>urapidil<br>tolcapone<br>valproate<br>valsartan<br>vérapamil<br>warfarine<br>zolpidem</td></tr><tr><td>méthylprednisolone<br>miconazole<br>nelfinavir<br>ritonavir<br>roxithromycine<br>vérapamil<br>voriconazole</td><td>cyclophosphamide<br>éthanol<br>étravirine<br>ifosfamide<br>modafinil<br>névirapine<br>rifabutine</td><td>lansoprazole<br>lopinavir<br>méthadone<br>nelfinavir<br>nilotinib<br>paroxétine<br>propafénone<br>quétiapine<br>quinidine<br>ritonavir<br>saquinavir<br>sertraline<br>simvastatine<br>vérapamil<br>vinblastine</td><td>cinacalcet<br>cisplatine<br>clindamycine<br>clopidogrel<br>clorazépate<br>clotiazépam<br>cloxacilline</td><td>mycophénolate<br>nébivolol<br>nordazépam<br>olanzapine<br>olmésartan<br>oméprazole<br>pantoprazole<br>pirécanide</td><td></td></tr><tr><td>Inhibiteurs faibles de CYP450 3A4/5</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ciprofloxacine<br>dasatinib<br>désogestrel<br>dronedarone<br>éthinylestradiol<br>fluoxétine<br>fluvoxamine<br>gestodène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>isoniazide<br>lopinavir<br>nifédipine<br>nilotinib<br>nitrendipine<br>quétiapine<br>saquinavir<br>sorafénib</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>Inducteurs de la P-gp</td><td>entacapone</td><td>quinine</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>carbamazépine<br>dexaméthasone<br>millepertuis<br>névirapine<br>rifabutine<br>rifampicine</td><td>ésoméprazole<br>fénofibrate<br>fébuxostat<br>fluindione<br>fluphénazine<br>fluvastatine<br>furosémide<br>gemfibrozil</td><td>rabéprazole<br>répaglinide<br>rifampicine<br>rispéridone<br>rosuvastatine<br>roxithromycine<br>silodosine<br>simvastatine</td><td></td></tr></tbody></table>

## 2. Détermination des concentrations en inhibiteurs de la calcineurine et en toxines urémiques

### 2.1. Dosage sanguin des inhibiteurs de la calcineurine

La C<sub>min</sub> en ICN est déterminée avec une méthode de dosage par chromatographie liquide haute performance couplée à de la spectrométrie de masse en tandem (CLHP-SM/SM) (Api3200, Sciex®) qui a été validée selon les critères publiés par l'EMA (European Medicines Agency) [128,129]. Avant de procéder au dosage, 50 µL de sang total sont déprotéinisés avec 100 µL d'une solution de sulfate de zinc contenant les étalons internes deutérés. Après une étape de centrifugation, 30 µL sont injectés dans le système chromatographique pour analyse. La séparation des molécules est assurée par une colonne Luna Phenyl-Hexyl® de dimension 5 µm x 2,0 mm dans un four thermostaté à 60°C. Les
molécules sont ensuite ionisées en mode ESI positif. Les transitions suivantes sont respectivement utilisées pour la quantification de la ciclosporine et du tacrolimus : 1202,8->425,2 et 821,5->768,4.

## 2.2. Dosage plasmatique des toxines urémiques

Les concentrations plasmatiques en TU (IxS, pCS, IAA et TMAO) sont déterminées par CLHP-SM/SM (3200 QTRAP, Sciex®) [130]. L'échantillon ayant servi à faire le dosage de la $C_{min}$ en ICN est centrifugé 15 minutes à 2250 rpm. L'étape pré-analytique consiste à ajouter 200 µL de solution d'acétonitrile glacé contenant les étalons internes ($^{13}$C$_6$-IxS, d$_4$-pCS, $^{13}$C$_6$-IAA et d$_9$-TMAO) à 50 µL de plasma. Après une centrifugation et une dilution du surnageant au 1/5 dans un mélange eau/acétonitrile (90/10), un volume de 15 µL est injecté dans le système chromatographique. La séparation des TU s'effectue par application d'un gradient d'acétonitrile avec 0,1% d'acide formique et d'eau ultra-pure avec 0,1% d'acide formique, selon un débit de 0,8 mL/min sur une colonne pentafluorophenyl propyl de dimension 5 µm, 50 x 2,1 mm (Restek®). L'acquisition se fait après une ionisation en mode ESI négatif pour l'IxS et le pCS et en mode ESI positif pour le TMAO et l'IAA. Les transitions MRM et les paramètres d'ionisation de chaque TU sont résumés dans le Tableau VI :

<table><caption>Tableau VI. Paramètres du spectromètre de masse pour l'identification des toxines urémiques.</caption><thead><tr><th>Molécules</th><th>mode ESI</th><th>m/z Q1</th><th>m/z Q3</th><th>DP (V)</th><th>EP (V)</th><th>CEP (V)</th><th>CE (eV)</th><th>CXP (V)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">TMAO</td><td rowspan="2">positif</td><td>76,1</td><td>58</td><td>31</td><td>12</td><td>10</td><td>23</td><td>4</td></tr><tr><td>76,1</td><td>59</td><td>31</td><td>12</td><td>10</td><td>15</td><td>4</td></tr><tr><td rowspan="2">d9-TMAO</td><td rowspan="2">positif</td><td>85,1</td><td>66,1</td><td>46</td><td>11,5</td><td>10</td><td>27</td><td>4</td></tr><tr><td>85,1</td><td>68</td><td>46</td><td>11,5</td><td>10</td><td>17</td><td>4</td></tr><tr><td rowspan="2">IAA</td><td rowspan="2">positif</td><td>176,2</td><td>130,1</td><td>31</td><td>10,5</td><td>12</td><td>19</td><td>4</td></tr><tr><td>176,2</td><td>103,1</td><td>31</td><td>10,5</td><td>12</td><td>39</td><td>4</td></tr><tr><td rowspan="2">[$^{13}$C$_6$]-IAA</td><td rowspan="2">positif</td><td>182,2</td><td>136</td><td>11</td><td>7</td><td>12</td><td>47</td><td>4</td></tr><tr><td>182,2</td><td>109,1</td><td>11</td><td>7</td><td>12</td><td>19</td><td>4</td></tr><tr><td rowspan="2">pCS</td><td rowspan="2">négatif</td><td>186,8</td><td>106,8</td><td>-40</td><td>-2,5</td><td>-12</td><td>-30</td><td>0</td></tr><tr><td>186,8</td><td>79,9</td><td>-40</td><td>-2,5</td><td>-12</td><td>-30</td><td>0</td></tr><tr><td rowspan="2">d4-pCS</td><td rowspan="2">négatif</td><td>190,8</td><td>111</td><td>-30</td><td>-2,5</td><td>-14</td><td>-30</td><td>0</td></tr><tr><td>190,8</td><td>79,9</td><td>-30</td><td>-2,5</td><td>-14</td><td>-30</td><td>0</td></tr><tr><td rowspan="2">IxS</td><td rowspan="2">négatif</td><td>211,9</td><td>79,9</td><td>-55</td><td>-2,5</td><td>-10</td><td>-34</td><td>0</td></tr><tr><td>211,9</td><td>132</td><td>-55</td><td>-2,5</td><td>-10</td><td>-24</td><td>0</td></tr><tr><td rowspan="2">[$^{13}$C$_6$]-IxS</td><td rowspan="2">négatif</td><td>217,7</td><td>79,7</td><td>-65</td><td>-9,5</td><td>-12</td><td>-34</td><td>0</td></tr><tr><td>217,7</td><td>138</td><td>-65</td><td>-9,5</td><td>-12</td><td>-24</td><td>0</td></tr></tbody></table>

CE : énergie de collision (collision energy); CEP : potentiel d'entrée dans la cellule de collision (cell entrance potential); CXP : potentiel de sortie de la cellule de collision (collision cell exit potential); DP : potentiel de dissociation (decleustering potential); EP : potentiel d'entrée dans l'analyseur (entrance potential); ESI : electrospray ionization (ionisation electrospray); IAA : acide indole-3-acétique; IxS : indoxyl sulfate; pCS : para-crésyl sulfate; Q : quadripôle; TMAO : triméthylamine N-oxide; V : volt.

Les chromatogrammes obtenus après l'analyse en MRM en mode négatif et en mode positif sont présentés en Figure 6.
<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 7. Chromatogrammes des toxines urémiques après acquisition en mode MRM après ionisation en mode négatif pour IxS (a), pCS (b) et en mode positif pour IAA (c) et TMAO (d).</figcaption></figure>

IAA : acide indole-3-acétique ; IxS : indoxyl sulfate ; pCS : para-crésyl sulfate ; TMAO : triméthylamine-N-oxyde.

Le dosage de l'urée est effectué sur l'automate Atellica (Siemens®) selon une réaction enzymatique utilisant l'uréase et la glutamate-déshydrogénase. Le principe de l'analyse est le suivant : l'urée est hydrolysée en présence d'eau et d'uréase pour former de l'ammoniac et du dioxyde de carbone. L'ammoniac réagit avec l'α-cétoglutarate en présence de glutamate déshydrogénase (GLDH) et de NADH. L'oxydation du NADH en NAD est mesurée en cinétique inverse à 340/410 nm (Figure 8).

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Figure 8. Réaction enzymatique permettant de doser l'urée.</figcaption></figure>

CO2 : dioxyde de carbone ; H2O : eau ; NAD : Nicotinamide adenine dinucleotide ; NADH : Nicotinamide adenine dinucleotide oxydé.

### 3. Analyses statistiques

Pour la description des caractéristiques de la population, les variables quantitatives sont décrites à l'aide de la médiane et de l'écart interquartile [EI]) ou de la fréquence et du pourcentage. Les variables qualitatives sont décrites par leur fréquence avec un intervalle de confiance de niveau 95 % (IC95%). Un test de Shapiro est effectué pour vérifier la normalité de la distribution des valeurs dans la population. Des tests de Mann-Whitney et de Chi² sont utilisés pour comparer les caractéristiques de chaque sous-groupe (DFGe ≤ 40 ml/min/1,73 m² vs DFGe > 40 ml/min/1,73 m²).

L'analyse du critère principal se fait comme suit. L'hypothèse nulle (le ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus et la concentration plasmatique en TU sont identiques entre les deux groupes) est rejetée au profit de l'hypothèse alternative (il y a une différence du ratio C<sub>min</sub>/D et de concentration plasmatique en TU entre les deux groupes) à l'aide d'un test de Student pour échantillons
indépendants (ou d'un test de Mann-Whitney pour les variables non paramétriques) avec un risque de première espèce bilatéral de 5 %. Les concentrations plasmatiques en TU entre chaque stade KDIGO (stade 1, stade 2/3 et stade 4/5) sont testées selon un test de Kruskal-Wallis (selon que les données suivent ou non une distribution normale). La recherche d'une association entre l'accumulation plasmatique de certaines TU et l'exposition en tacrolimus ou en ciclosporine (ratio Cmin/D) a été évaluée au moyen d'une régression logistique univariée puis multivariée. L'ensemble des variables pouvant influencer le ratio Cmin/D de tacrolimus ou de ciclosporine a été inclus dans l'analyse univariée. Les variables ayant un p < 0,10 ont été incluses dans la régression logistique multivariée. La colinéarité entre les TU étant trop importante, les analyses uni- et multivariées sont réalisées indépendamment pour chaque TU.

Les analyses statistiques sont effectuées sur les logiciels SPSS (version 18.0, SPSS Inc.) pour Windows®, (Microsoft Corp®) et R® (version 3.5.0, Foundation for Statistical Computing®).
# Résultats

## 1. Caractéristiques clinico-biologiques de la cohorte DRUGTOX

Un total de 403 patients a été inclus dans l'étude, soit 250 hommes (62,03%) et 153 femmes (37,97%). L'âge médian (EI) est de 56 ans (48-66). L'hypertension est présente chez 97,30% des patients et un seul patient a une insuffisance hépatique. L'intervalle de temps médian (EI) entre le jour de la transplantation et le jour de l'inclusion est de 78 mois (40,0-158,5) soit 6,5 ans, avec un minimum d'1 an et un maximum de 40 ans. Le DFGe médian pour l'ensemble de la population est de 41 mL/min/1,73 m² (30-57) et la majorité des patients (56,5%) sont au stade 3 KDIGO. L'ensemble des patients de la cohorte présente une hypoalbuminémie avec une albuminémie médiane à 39,0 g/L, une créatininémie médiane (EI) à 146 µmol/L (116-187) pour des valeurs normales de 44-71 µmol/L et une uricémie médiane (EI) à 471 µmol/L (390-565) (valeurs normales = 180-420 µmol/L) (Tableau VII).

Le groupe 2 (≤ 40 mL/min/1,73 m²) est composé de 54,0% d'hommes et les patients sont plus âgés (âge médian 59 ans) en comparaison au groupe 1. Les patients du groupe 2 présentent un délai post-transplantation plus élevé (85 mois) par rapport au groupe 1 (65 mois). Les paramètres biologiques évaluant la fonction rénale sont plus altérés dans le groupe 2 avec une phosphatémie, une créatininémie, une uricémie et des concentrations en TU plus élevées comparativement aux patients du groupe 1. L'albuminémie est, quant à elle, plus basse.
<table><caption>Tableau VII. Caractéristiques clinico-biologiques des patients de la cohorte DRUGTOX (n=403).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th rowspan="2">Tous les patients<br>(n=403)</th><th colspan="2">DFGe (MDRD d'après l'équation MDRD), en<br>mL/min per 1.73 m²</th><th rowspan="2">valeur de p</th></tr><tr><th>1 : DFGe > 40 (n=203)</th><th>2 : DFGe ≤ 40 (n=200)</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="5"><strong>Caractéristiques démographiques</strong></td></tr><tr><td>hommes</td><td>250 (62,0)</td><td>142 (69,9)</td><td>108 (54,0)</td><td>0,001</td></tr><tr><td>âge (année)</td><td>56,0 (48,0-66,0)</td><td>54,00 (44,5-64,0)</td><td>59,0 (50,8-90,1)</td><td>0,0001</td></tr><tr><td>IMC (kg/m²)</td><td>26,5 (23,4-29,7)</td><td>26,3 (23,0-29,4)</td><td>26,5 (23,7-30,4)</td><td>0,153</td></tr><tr><td colspan="5"><strong>Caractéristiques cliniques</strong></td></tr><tr><td>Stades d'IRC</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1</td><td>13 (3,2)</td><td>13 (6,4)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2</td><td>68 (16,9)</td><td>68 (33,5)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3</td><td>228 (56,5)</td><td>122 (60,1)</td><td>106 (53,0)</td><td></td></tr><tr><td>4</td><td>84 (20,8)</td><td></td><td>84 (42,0)</td><td></td></tr><tr><td>5</td><td>10 (2,5)</td><td></td><td>10 (5,0)</td><td></td></tr><tr><td>Cause de l'IRC, n (%)</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1-diabète</td><td>20 (4,9)</td><td>12 (5,9)</td><td>8 (4,0)</td><td></td></tr><tr><td>2- atteinte vasculaire</td><td>26 (6,5)</td><td>10 (4,9)</td><td>16 (8,0)</td><td></td></tr><tr><td>3- glomérulonéphrite chronique</td><td>38 (9,4)</td><td>16 (7,9)</td><td>22 (11,0)</td><td></td></tr><tr><td>4- polykystose hépatorénale</td><td>63 (15,4)</td><td>31 (15,3)</td><td>31 (15,5)</td><td></td></tr><tr><td>5- néphrite interstitielle</td><td>5 (1,2)</td><td>2 (1,0)</td><td>3 (1,5)</td><td>0,840</td></tr><tr><td>6- maladie auto-immune</td><td>72 (17,9)</td><td>36 (17,7)</td><td>36 (18,0)</td><td></td></tr><tr><td>7- maladie génétique</td><td>45 (11,2)</td><td>24 (11,8)</td><td>21 (10,5)</td><td></td></tr><tr><td>8- autres causes</td><td>106 (26,3)</td><td>57 (28,1)</td><td>49 (24,5)</td><td></td></tr><tr><td>9- mixtes (plus d'une cause)</td><td>29 (7,2)</td><td>15 (7,4)</td><td>14 (7,0)</td><td></td></tr><tr><td>Intervalle entre la transplantation et l'inclusion<br>(mois)</td><td>78,0 (40,0-158,5)</td><td>65,0 (32,5-138,0)</td><td>85,0 (48,0-179,2)</td><td>0,003</td></tr><tr><td>Nombre de transplantations</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1</td><td>359 (89,1)</td><td>177 (87,2)</td><td>182 (91,0)</td><td></td></tr><tr><td>2</td><td>41 (10,2)</td><td>25 (12,3)</td><td>16 (8,0)</td><td>0,312</td></tr><tr><td>3</td><td>2 (0,5)</td><td>1 (0,5)</td><td>1 (0,5)</td><td></td></tr><tr><td>4</td><td>1 (0,2)</td><td>0 (0,0)</td><td>1 (0,5)</td><td></td></tr><tr><td>PAS (mmHg)</td><td>142 (132-158)</td><td>140 (131-154)</td><td>144 (132-160)</td><td>0,160</td></tr><tr><td>PAD (mmHg)</td><td>80 (72-87)</td><td>80 (74-85)</td><td>80 (70,0-90)</td><td>0,720</td></tr><tr><td>PP (mmHg)</td><td>64 (54-75)</td><td>62 (53-70)</td><td>66 (54-79)</td><td>0,051</td></tr><tr><td>Hypertension</td><td>392 (97)</td><td>195 (96)</td><td>196 (98)</td><td>0,381</td></tr><tr><td>Insuffisance hépatique</td><td>1 (0,3)</td><td>0 (0,0)</td><td>1 (0,5)</td><td>0,496</td></tr><tr><td colspan="5"><strong>Bilan biologique</strong></td></tr><tr><td>calcémie (mmol/L)</td><td>2,41 (2,32-2,49)</td><td>2,43 (2,35-2,49)</td><td>2,39 (2,30-2,48)</td><td>0,034</td></tr><tr><td>phosphatémie (mmol/L)</td><td>1,05 (0,91-1,20)</td><td>0,99 (0,87-1,09)</td><td>1,14 (0,99-1,30)</td><td>&lt; 0,001</td></tr><tr><td>protéinémie (g/L)</td><td>67 (64-70)</td><td>68 (65-71)</td><td>66 (63-69)</td><td>&lt; 0,001</td></tr><tr><td>albuminémie (g/L)</td><td>39,0 (36,7-41,1)</td><td>39,8 (38,2-41,9)</td><td>37,7 (35,5-40,0)</td><td>&lt; 0,001</td></tr><tr><td>glycémie (mmol/L)</td><td>5,4 (4,8-6,3)</td><td>5,3 (4,8-6,1)</td><td>5,5 (4,8-6,4)</td><td>0,583</td></tr><tr><td>ASAT (UI/L)</td><td>16 (13-21)</td><td>17,00 (13-22)</td><td>15 (12-19)</td><td>0,073</td></tr><tr><td>ALAT (UI/L)</td><td>20 (15-27)</td><td>23 (16-29)</td><td>19 (14-24)</td><td>0,095</td></tr><tr><td>créatinémie (µmol/L)</td><td>146 (116-187)</td><td>116 (97-115)</td><td>187 (163-229)</td><td>&lt; 0,0001</td></tr><tr><td>DFGe (MDRD) (ml/min/1.73 m²)</td><td>41 (30-57)</td><td>57 (49-65)</td><td>30 (23-35)</td><td>&lt; 0,0001</td></tr><tr><td>Acide urique (µmol/L)</td><td>471 (390-565)</td><td>446 (378-523)</td><td>509 (405-598)</td><td>0,0003</td></tr><tr><td>CRP (mg/L)</td><td>3,7 (0,6-9,0)</td><td>2,1 (0,6-5,5)</td><td>5,4 (0,6-13,5)</td><td>0,012</td></tr><tr><td colspan="5"><strong>Toxines urémiques</strong></td></tr><tr><td>urée (mmol/L)</td><td>11,30 (8,20-15,65)</td><td>8,3 (6,45-9,80)</td><td>15,45 (12,07-20,60)</td><td>&lt; 0,0001</td></tr><tr><td>TMAO (µg/mL)</td><td>0,71 (0,35-1,54)</td><td>0,42 (0,24-0,93)</td><td>1,17 (0,58-1,98)</td><td>&lt; 0,0001</td></tr><tr><td>IAA (µg/mL)</td><td>0,39 (0,25-0,57)</td><td>0,35 (0,21-0,48)</td><td>0,45 (0,28-0,62)</td><td>&lt; 0,0001</td></tr><tr><td>PCS (µg/mL)</td><td>4,32 (1,52-7,76)</td><td>3,02 (1,10-5,65)</td><td>5,80 (2,88-10,63)</td><td>&lt; 0,0001</td></tr><tr><td>IxS (µg/mL)</td><td>2,22 (1,22-3,43)</td><td>1,39 (0,86-2,21)</td><td>3,11 (2,24-5,45)</td><td>&lt; 0,0001</td></tr></tbody></table>

Les données sont répertoriées selon la médiane (EI) ou la fréquence (%).

ALAT : alanine aminotransférase ; ASAT : aspartate aminotransférase ; CRP : protéine C réactive ; DFGe : débit de filtration glomérulaire estimé ; IAA : acide indole-3-acétique ; IMC : indice de masse corporelle ; IxS : indoxyl sulfate ; MDRD : Modification of Diet in Renal Disease ; MRC : maladie rénale chronique ; PCS : para-crésyl sulfate ; PAD : pression artérielle diastolique ; PAS : pression artérielle systolique ; PP : pression pulsée ; TMAO : triméthylamine N-oxide.
## 2. Dosage des concentrations plasmatiques en toxines urémiques

Les concentrations plasmatiques en TU s'accumulent significativement au fur et à mesure de l'altération du DFGe, pour les 5 TU étudiées (Figure 9).

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Figure 9. Concentration plasmatique en TU par stade d'IRC (n=403) : stades 1-2 : n= 81 ; stade 3 : n=228 ; stades 4-5 : n=94).</figcaption></figure>

IAA : acide indole-3-acétique ; IxS : indoxyl sulfate ; pCS : para-crésyl sulfate ; TMAO : triméthylamine-N-oxyde.

## 3. Dosage des concentrations résiduelles sanguines en inhibeurs de la calcineurine

Un total de 248 patients (soit 61,54% des patients de la cohorte totale) est traités par du tacrolimus. La posologie médiane journalière est de 4 mg/J (3-6) pour une posologie journalière de 0,06 mg/kg/J (0,04-0,08). La concentration sanguine résiduelle (Cmin) médiane de tacrolimus est de 7,2 ng/mL (5,6-8,5) donnant un ratio médian Cmin/D de 123,7 (81,3-177,1). Parmi les 155 patients traités par de la ciclosporine, la posologie journalière est de 150 mg/J (120-175), correspondant à une posologie journalière de 1,82 mg/j/kg (1,51-2,25). La concentration sanguine résiduelle (Cmin) de ciclosporine est de 94 ng/mL (73-123), avec un ratio Cmin/D médian de 52,9 (36,4-69,3) (Tableau VIII). Le nombre de patients traités par des médicaments inhibeurs ou inducteurs des CYP3A4/5 et/ou de la P-gp et/ou des médicaments fortement liés aux protéines plasmatiques et pouvant avoir un impact sur la PK des ICN est également résumé dans le Tableau VIII.
<table><caption>Tableau VIII. Données pharmacologiques du suivi thérapeutique et pharmacologique du tacrolimus et de la ciclosporine, ainsi que des médicaments pouvant interférer sur les concentrations plasmatiques en ICN (n=403).</caption><thead><tr><th></th><th>Tous les patients (n=403)</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>Données concernant les ICN</strong></td><td></td></tr><tr><td><strong>Ciclosporine (N=155)</strong></td><td></td></tr><tr><td>concentration plasmatique (ng/mL)</td><td>94,30 (74,20-123,00)</td></tr><tr><td>posologie (mg/J)</td><td>150,00 (120,00-175,00)</td></tr><tr><td>posologie (mg/kg/J)</td><td>1,82 (1,51-2,25)</td></tr><tr><td>concentration plasmatique (ng/mL)/posologie (mg/kg/J)</td><td>52,89 (36,42-69,25)</td></tr><tr><td><strong>Tacrolimus (N=248)</strong></td><td></td></tr><tr><td>concentration plasmatique (ng/mL)</td><td>7,19 (5,65-8,51)</td></tr><tr><td>posologie (mg/J)</td><td>4,00 (3,00-6,00)</td></tr><tr><td>posologie (mg/kg/J)</td><td>0,06 (0,04-0,08)</td></tr><tr><td>concentration plasmatique (ng/mL)/posologie (mg/kg/J)</td><td>123,70 (81,32-177,05)</td></tr><tr><td><strong>Traitements concomitants à la prise d'ICN</strong></td><td></td></tr><tr><td>Au moins un inhibiteur fort du CYP3A4/5</td><td>14 (3,23)</td></tr><tr><td>Au moins un inhibiteur faible CYP3A4/5</td><td>5 (1,24)</td></tr><tr><td>Au moins un inducteur fort CYP3A4/5</td><td>6 (1,49)</td></tr><tr><td>Au moins un inducteur faible CYP3A4/5</td><td>3 (0,74)</td></tr><tr><td>Au moins un inhibiteur de la P-gp</td><td>87 (21,34)</td></tr><tr><td>Au moins un inducteur de la P-gp</td><td>5 (1,24)</td></tr><tr><td>Au moins un médicament se lie fortement aux protéines plasmatiques</td><td>399 (98,76)</td></tr></tbody></table>

Les données sont répertoriées selon la médiane (EI) ou la fréquence (%).

CYP450 : cytochrome P450 ; ICN : inhibiteur de la calcineurine ; P-gp : glycoprotéine-P.

# 4. Facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus et de ciclosporine

## 4.1. Tacrolimus

### a) Caractéristiques des patients selon l'exposition en tacrolimus évaluée par le ratio C<sub>min</sub>/D

Les caractéristiques clinico-biologiques des patients traités par tacrolimus sont comparées entre les patients ayant un ratio C<sub>min</sub>/D inférieur ou supérieur à la médiane (EI) (soit < ou > 123,70 (81,32-177,05)). Les patients ayant un ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus supérieur à la médiane sont davantage des hommes, ont un IMC, une glycémie, une créatininémie et des concentrations en TU supérieurs et un DFGe inférieur comparativement aux valeurs mesurées dans le groupe des patients avec un ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus inférieur à la médiane (Tableau IX). En revanche, il n'y a pas de différence entre les 2 groupes concernant la présence de médicament interagissant avec les CYP, la P-gp ou la liaison aux protéines plasmatiques (Annexe III).
<table><caption>Tableau IX. Caractéristiques des patients selon leur exposition au tacrolimus (évaluée d'après le ratio de la concentration résiduelle de tacrolimus normalisée par la dose en mg/J/kg (C<sub>min</sub>/D)) (n=248).</caption><thead><tr><th></th><th>Tous les patients<br>(n=248)</th><th>C<sub>min</sub>/D &lt; 123,70 (n=124)</th><th>C<sub>min</sub>/D &gt; 123,70 (n=124)</th><th>valeur de p</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="5"><strong>Caractéristiques démographiques</strong></td></tr><tr><td>hommes</td><td>156 (62,90)</td><td>70 (56,45)</td><td>86 (69,35)</td><td>0,04863</td></tr><tr><td>âge (année)</td><td>55,00 (44,75-64,25)</td><td>50,50 (41,00-59,00)</td><td>58,00 (49,00-67,00)</td><td>&lt; 0,0001</td></tr><tr><td>IMC (kg/m<sup>2</sup>)</td><td>25,91 (23,02-29,07)</td><td>24,91 (21,80-28,17)</td><td>26,86 (24,52-30,20)</td><td>&lt; 0,0001</td></tr><tr><td colspan="5"><strong>Caractéristiques cliniques</strong></td></tr><tr><td>Stades d'IRC</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1</td><td>11 (4,44)</td><td>7 (5,65)</td><td>4 (3,23)</td><td></td></tr><tr><td>2</td><td>48 (19,35)</td><td>26 (20,97)</td><td>22 (17,74)</td><td>0,6093</td></tr><tr><td>3</td><td>141 (56,85)</td><td>71 (57,26)</td><td>70 (56,45)</td><td></td></tr><tr><td>4</td><td>44 (17,74)</td><td>18 (14,52)</td><td>26 (20,97)</td><td></td></tr><tr><td>5</td><td>4 (1,61)</td><td>2 (1,61)</td><td>2 (1,61)</td><td></td></tr><tr><td>Cause de l'IRC, n (%)</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1-diabète</td><td>15 (6,05)</td><td>8 (6,45)</td><td>7 (5,65)</td><td></td></tr><tr><td>2- atteinte vasculaire</td><td>18 (7,26)</td><td>7 (5,65)</td><td>11 (8,87)</td><td></td></tr><tr><td>3- glomérulonéphrite chronique</td><td>15 (6,05)</td><td>10 (8,06)</td><td>5 (4,03)</td><td></td></tr><tr><td>4- polykystose hépatorénale</td><td>36 (14,52)</td><td>15 (12,10)</td><td>21 (16,94)</td><td>0,0207</td></tr><tr><td>5- néphrite interstitielle</td><td>3 (1,21)</td><td>3 (2,42)</td><td>0 (0,00)</td><td></td></tr><tr><td>6- maladie auto-immune</td><td>51 (20,56)</td><td>23 (18,55)</td><td>28 (22,58)</td><td></td></tr><tr><td>7- maladie génétique</td><td>28 (11,29)</td><td>15 (12,10)</td><td>13 (10,48)</td><td></td></tr><tr><td>8- autres causes</td><td>60 (24,19)</td><td>38 (30,65)</td><td>22 (17,74)</td><td></td></tr><tr><td>9- mixtes (plus d'une cause)</td><td>22 (8,87)</td><td>5 (4,03)</td><td>17 (13,71)</td><td></td></tr><tr><td>Intervalle entre la transplantation et l'inclusion (mois)</td><td>54,00 (26,75-100,25)</td><td>48,00 (26,00-88,00)</td><td>58,50 (27,00-108,00)</td><td>0,3731</td></tr><tr><td>Nombre de transplantations</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1</td><td>210 (84,68)</td><td>100 (80,65)</td><td>110 (88,71)</td><td>0,1884</td></tr><tr><td>2</td><td>35 (14,11)</td><td>22 (17,74)</td><td>13 (10,48)</td><td></td></tr><tr><td>3</td><td>2 (0,81)</td><td>1 (0,81)</td><td>1 (0,81)</td><td></td></tr><tr><td>4</td><td>1 (0,40)</td><td>1 (0,81)</td><td>0 (0,00)</td><td></td></tr><tr><td>PAS (mmHg)</td><td>142,00 (134,00-155,00)</td><td>140,00 (131,00-152,50)</td><td>144,00 (135,00-158,80)</td><td>0,0762</td></tr><tr><td>PAD (mmHg)</td><td>80,00 (72,00-87,25)</td><td>80,00 (72,00-87,50)</td><td>80,00 (73,00-87,00)</td><td>0,8140</td></tr><tr><td>PP (mmHg)</td><td>63,00 (54,00-75,00)</td><td>62,00 (53,00-70,00)</td><td>66,00 (55,00-80,00)</td><td>0,1054</td></tr><tr><td>Hypertension</td><td>239 (96,37)</td><td>118 (95,16)</td><td>121 (97,58)</td><td>0,4997</td></tr><tr><td>Insuffisance hépatique</td><td>1 (0,40)</td><td>0 (0,00)</td><td>1 (0,40)</td><td>1,0000</td></tr><tr><td colspan="5"><strong>Bilan biologique</strong></td></tr><tr><td>calcémie (mmol/L)</td><td>2,40 (2,32-2,48)</td><td>2,39 (2,31-2,47)</td><td>2,41 (2,33-2,49)</td><td>0,1882</td></tr><tr><td>phosphatémie (mmol/L)</td><td>1,03 (0,90-1,16)</td><td>1,03 (0,89-1,14)</td><td>1,03 (0,90-1,19)</td><td>0,4826</td></tr><tr><td>protéïnémie (g/L)</td><td>67,00 (64,00-69,00)</td><td>66,50 (64,00-70,00)</td><td>67,00 (63,75-69,00)</td><td>0,6832</td></tr><tr><td>albuminémie (g/L)</td><td>38,30 (37,20-41,60)</td><td>39,30 (37,40-41,90)</td><td>39,30 (37,10-41,40)</td><td>0,5364</td></tr><tr><td>glycémie (mmol/L)</td><td>5,50 (4,90-6,30)</td><td>5,30 (4,80-6,10)</td><td>5,50 (5,00-6,48)</td><td>0,0395</td></tr><tr><td>ASAT (UI/L)</td><td>15,00 (12,00-20,00)</td><td>15,00 (12,50-20,00)</td><td>15,00 (12,00-18,00)</td><td>0,9419</td></tr><tr><td>ALAT (UI/L)</td><td>19,00 (14,00-24,00)</td><td>18,00 (14,00-24,50)</td><td>19,00 (16,00-24,00)</td><td>0,3168</td></tr><tr><td>créatinémie (µmol/L)</td><td>138,00 (111,00-177,20)</td><td>132,50 (108,50-166,20)</td><td>146,00 (119,00-182,80)</td><td>0,0276</td></tr><tr><td>DFGe (MDRD) (ml/min/1.73 m<sup>2</sup>)</td><td>43,00 (32,00-58,25)</td><td>47,00 (34,75-60,25)</td><td>40,00 (30,00-58,00)</td><td>0,0326</td></tr><tr><td>Acide urique (µmol/L)</td><td>462,00 (395,00-552,00)</td><td>449,50 (392,80-531,20)</td><td>483,00 (397,00-574,50)</td><td>0,0568</td></tr><tr><td>CRP (mg/L)</td><td>3,87 (0,89-41,60)</td><td>4,09 (1,26-8,31)</td><td>3,17 (0,65-12,75)</td><td>0,8282</td></tr><tr><td colspan="5"><strong>Toxines urémiques</strong></td></tr><tr><td>urée (mmol/L)</td><td>10,10 (7,48-14,00)</td><td>9,35 (7,00-13,15)</td><td>10,90 (8,15-15,70)</td><td>0,0217</td></tr><tr><td>TMAO (µg/mL)</td><td>0,53 (0,27-1,32)</td><td>0,43 (0,25-1,34)</td><td>0,70 (0,31-1,31)</td><td>0,0921</td></tr><tr><td>IAA (µg/mL)</td><td>0,38 (0,25-0,56)</td><td>0,36 (0,25-0,53)</td><td>0,40 (0,26-0,57)</td><td>0,4662</td></tr><tr><td>PCS (µg/mL)</td><td>3,45 (1,20-6,21)</td><td>2,76 (0,89-5,25)</td><td>4,52 (1,47-6,87)</td><td>0,0044</td></tr><tr><td>IxS (µg/mL)</td><td>1,92 (1,14-3,07)</td><td>1,49 (1,01-2,94)</td><td>2,22 (1,26-3,26)</td><td>0,0199</td></tr></tbody></table>

Les données sont répertoriées selon la médiane (El) ou la fréquence (%).

ALAT : alanine aminotransférase ; ASAT : aspartate aminotransférase ; CRP : protéine C réactive ; DFGe : débit de filtration glomérulaire estimé ; IAA : acide indole-3-acétique ; IMC : indice de masse corporelle ; IxS : indoxyl sulfate ; MDRD : Modification of Diet in Renal Disease ; MRC : maladie rénale chronique ; pCS : para-crésyl sulfate ; PAD : pression artérielle diastolique ; PAS : pression artérielle systolique ; PP : pression pulsée ; TMAO : triméthylamine N-oxide.
b) Analyse de l'association entre les concentrations en toxines urémiques et l'exposition en tacrolimus évaluée par le ratio C<sub>min</sub>/D

Une régression logistique univariée est utilisée pour rechercher une association entre l'exposition en tacrolimus et les concentrations en TU. L'ensemble des facteurs pouvant avoir un impact sur le ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus sont inclus dans l'analyse. Les résultats montrent une association significative entre le ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus supérieur à la médiane et l'augmentation des concentrations en urée, en pCS et en IxS, avec des odds ratio avec intervalles de confiance à 95% (OR [IC95%]) respectivement calculés à 2,08 [1,21 ; 3,60] (p=0,008), à 1,27 [1,04 ; 1,54] (p=0,018) et à 1,41 [1,06 ; 1,86] (p = 0,018). D'autres cofacteurs sont également associés au ratio C<sub>min</sub>/D élevé : le sexe, l'IMC et l'âge du patient (Tableau X).

<table><caption>Tableau X. Régression logistique univariée des facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus (n=248).</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="3">Tacrolimus C<sub>min</sub>/D ratio</th></tr><tr><th>OR</th><th>[IC95%]</th><th>valeur de p</th></tr></thead><tbody><tr><td>Age (année)</td><td>1,05</td><td>[1,02 ; 1,07]</td><td>&lt;0,0001</td></tr><tr><td>Sexe (homme vs. femme)</td><td>1,75</td><td>[1,04 ; 2,94]</td><td>0,036</td></tr><tr><td>IMC (kg/m<sup>2</sup>)</td><td>1,12</td><td>[1,06 ; 1,19]</td><td>&lt;0,0001</td></tr><tr><td>Intervalle entre la transplantation et l'inclusion (mois)</td><td>1,00</td><td>[0,99 ; 1,00]</td><td>0,393</td></tr><tr><td>Protéinémie (g/L)</td><td>0,99</td><td>[0,95 ; 1,05]</td><td>0,995</td></tr><tr><td>Albuminémie (g/l)</td><td>0,93</td><td>[0,79 ; 1,09]</td><td>0,378</td></tr><tr><td>ASAT (UI/L)</td><td>1,01</td><td>[0,97 ; 1,05]</td><td>0,786</td></tr><tr><td>ALAT (UI/L)</td><td>1,01</td><td>[0,98 ; 1,04]</td><td>0,636</td></tr><tr><td>Au moins un inhibiteur de CYP3A4/5</td><td>0,74</td><td>[0,21 ; 3,03]</td><td>0,735</td></tr><tr><td>Au moins un inducteur de CYP3A4/5</td><td>0,39</td><td>[0,07 ; 2,05]</td><td>0,266</td></tr><tr><td>Au moins un inhibiteur de P-gp</td><td>1,59</td><td>[0,84 ; 2,99]</td><td>0,153</td></tr><tr><td>Au moins un inducteur de P-gp</td><td>0,33</td><td>[0,3 ; 3,19]</td><td>0,337</td></tr><tr><td>Urée (normalisée sur log)</td><td>2,08</td><td>[1,21 ; 3,6]</td><td>0,008</td></tr><tr><td>TMAO (normalisée sur log)</td><td>1,06</td><td>[0,86 ; 1,30]</td><td>0,594</td></tr><tr><td>pCS (normalisée sur log)</td><td>1,27</td><td>[1,04 ; 1,54]</td><td>0,018</td></tr><tr><td>IxS (normalisée sur log)</td><td>1,41</td><td>[1,06 ; 1,86]</td><td>0,018</td></tr><tr><td>IAA (normalisée sur log)</td><td>1,18</td><td>[0,79 ; 1,77]</td><td>0,410</td></tr></tbody></table>

ALAT : alanine aminotransférase ; ASAT : aspartate aminotransférase ; CYP3A4 : cytochrome P450 3A4 ; IAA : acide indole-3-acétique ; IC95% : intervalle de confiance à 95% ; IMC : indice de masse corporelle ; IxS : indoxyl sulfate ; OR : odds ratio ; pCS : para-crésyl sulfate ; P-gp : glycoprotéine-P ; TMAO : triméthylamine N-oxide.

Dans l'analyse multivariée après ajustement sur les cofacteurs, l'association entre le ratio C<sub>min</sub>/D du tacrolimus et la concentration plasmatique en IxS reste significative indépendamment de l'âge, du sexe et de l'IMC, avec un OR [IC95%] calculé à 1,36 (1,00 ; 1,85) (p = 0,047) (Tableau XI). L'association entre le ratio C<sub>min</sub>/D du tacrolimus et la concentration plasmatique en urée n'est plus significative après ajustement sur les autres co-facteurs (OR [IC95%] : 1,71 (0,93 ; 3,16) (p = 0,085)) (Tableau XII). Il en est de même pour l'association entre le ratio C<sub>min</sub>/D du tacrolimus et la concentration plasmatique en pCS (OR [IC95%] = 1,22 (0,99 ; 1,55) (p = 0,067)) (Tableau XIII).
<table><caption>Tableau XI. Régression logistique multivariée des facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus et à la concentration plasmatique en indoxyl sulfate (normalisé sur la fonction ln) (n=248).</caption><thead><tr><th></th><th>OR</th><th>[IC95%]</th><th>valeur de p</th></tr></thead><tbody><tr><td>Non ajusté</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln IxS</td><td>1,41</td><td>[1,06 ; 1,86]</td><td>0,018</td></tr><tr><td>Modèle 1, ajusté sur le sexe</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln IxS</td><td>1,43</td><td>[1,07 ; 1,91]</td><td>0,015</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>1,83</td><td>[1,07 ; 3,12]</td><td>0,027</td></tr><tr><td>Modèle 2, ajusté sur le sexe et l'IMC</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln IxS</td><td>1,44</td><td>[1,28 ; 4,09]</td><td>0,017</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>1,85</td><td>[1,11 ; 3,35]</td><td>0,029</td></tr><tr><td>IMC</td><td>1,12</td><td>[1,06 ; 1,19]</td><td>&lt;0,0001</td></tr><tr><td>Modèle 3, ajusté sur le sexe, l'IMC et l'âge</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln IxS</td><td>1,36</td><td>[1,00 ; 1,85]</td><td>0,047</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>2,03</td><td>[1,15 ; 3,60]</td><td>0,015</td></tr><tr><td>IMC</td><td>1,11</td><td>[1,04 ; 1,18]</td><td>0,001</td></tr><tr><td>Age</td><td>1,04</td><td>[1,02 ; 1,06]</td><td>&lt;0,0001</td></tr></tbody></table>

IMC : indice de masse corporel ; IxS : indoxyl-sulfate; Ln : normalisé sur la fonction log ; OR : odds ratio.

<table><caption>Tableau XII. Régression logistique multivariée des facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus et à la concentration plasmatique en urée (normalisé sur la fonction ln) (n=248).</caption><thead><tr><th></th><th>OR</th><th>[IC95%]</th><th>valeur de p</th></tr></thead><tbody><tr><td>Non ajusté</td><td>2,08</td><td>[1,21 ; 3,6]</td><td>0,008</td></tr><tr><td>Ln urée</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Modèle 1, ajusté sur le sexe</td><td>2,24</td><td>[1,28 ; 3,92]</td><td>0,005</td></tr><tr><td>Ln urée</td><td>1,89</td><td>[1,11 ; 3,24]</td><td>0,019</td></tr><tr><td>Sexe</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Modèle 2, ajusté sur le sexe et l'IMC</td><td>2,29</td><td>[1,28 ; 4,09]</td><td>0,005</td></tr><tr><td>Ln urée</td><td>1,93</td><td>[1,11 ; 3,35]</td><td>0,020</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>1,12</td><td>[1,06 ; 1,19]</td><td>&lt;0,0001</td></tr><tr><td>IMC</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Modèle 3, ajusté sur le sexe, l'IMC et l'âge</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln urée</td><td>1,71</td><td>[0,93 ; 3,16]</td><td>0,085</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>2,04</td><td>[1,16 ; 3,60]</td><td>0,014</td></tr><tr><td>IMC</td><td>1,11</td><td>[1,05 ; 1,18]</td><td>0,001</td></tr><tr><td>Age</td><td>1,04</td><td>[1,01 ; 1,06]</td><td>0,001</td></tr></tbody></table>

IMC : indice de masse corporel ; Ln : normalisé sur la fonction log ; OR : odds ratio.
<table><caption>Tableau XIII. Régression logistique multivariée des facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus et à la concentration plasmatique en para-crésyl sulfate (normalisé sur la fonction ln) (n=248).</caption><thead><tr><th></th><th>OR</th><th>[IC95%]</th><th>valeur de p</th></tr></thead><tbody><tr><td>Non ajusté</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln pCS</td><td>1,27</td><td>[1,04 ; 1,54]</td><td>0,018</td></tr><tr><td>Modèle 1 ajusté sur le sexe</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln pCS</td><td>1,27</td><td>[1,04 ; 1,56]</td><td>0,017</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>1,88</td><td>[1,10 ; 3,20]</td><td>0,021</td></tr><tr><td>Modèle 2 ajusté sur le sexe et l'IMC</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln pCS</td><td>1,31</td><td>[1,06 ; 1,62]</td><td>0,011</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>1,93</td><td>[1,11 ; 3,37]</td><td>0,020</td></tr><tr><td>IMC</td><td>1,13</td><td>[1,06 ; 1,20]</td><td>&lt;0,0001</td></tr><tr><td>Modèle 3 ajusté sur le sexe, l'IMC et l'âge</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln pCS</td><td>1,22</td><td>[0,99 ; 1,51]</td><td>0,067</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>2,07</td><td>[1,17 ; 3,67]</td><td>0,012</td></tr><tr><td>IMC</td><td>1,11</td><td>[1,05 ; 1,18]</td><td>0,001</td></tr><tr><td>Age</td><td>1,04</td><td>[1,02 ; 1,06]</td><td>0,001</td></tr></tbody></table>

IMC : indice de masse corporel ; Ln : normalisé sur la fonction log ; OR : odds ratio ; pCS : para-crésyl sulfate.

## 4.2. Ciclosporine

### a) Caractéristiques des patients selon l'exposition en ciclosporine évaluée par le ratio C<sub>min</sub>/D

Les patients ayant une exposition sanguine (ratio C<sub>min</sub>/D) pour la ciclosporine supérieure à la médiane (EI) de 52,89 (36,42-69,25) sont plus âgés, avec une proportion de femmes plus importante, un IMC et une glycémie plus élevés (Tableau XIV). Comme pour le tacrolimus, le nombre de médicaments prescrits pouvant avoir un impact sur la PK de la ciclosporine ne diffère pas selon que le ratio C<sub>min</sub>/D de la ciclosporine est inférieur ou supérieur à la médiane (Annexe IV). En revanche, les patients plus exposés à la ciclosporine (C<sub>min</sub>/D>médiane) ont des concentrations en TMAO plus élevées comparativement aux patients moins exposés (C<sub>min</sub>/D<médiane).
<table><caption>Tableau XIV. Caractéristiques des patients selon leur exposition à la ciclosporine (évaluée d'après le ratio de la concentration résiduelle de ciclosporine normalisée par la dose en mg/J/kg (Cmin/D) (n=155).</caption><thead><tr><th></th><th>Tous les patients<br>(n=155)</th><th>Cmin/D &lt; 52,89 (n=78)</th><th>Cmin/D &gt; 52,89 (n=77)</th><th>valeur de p</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="5"><strong>Caractéristiques démographiques</strong></td></tr><tr><td>hommes</td><td>94 (60,65)</td><td>55 (70,51)</td><td>39 (50,65)</td><td>0,0180</td></tr><tr><td>âge (année)</td><td>60,0 (50,5-69,0)</td><td>55,50 (49,00-64,00)</td><td>63,00 (54,00-71,00)</td><td>0,0012</td></tr><tr><td>IMC (kg/m²)</td><td>27,45 (23,84-31,66)</td><td>25,52 (22,48-28,50)</td><td>29,73 (26,72-34,17)</td><td>&lt; 0,0001</td></tr><tr><td colspan="5"><strong>Caractéristiques cliniques</strong></td></tr><tr><td>Stades d'IRC</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1</td><td>2 (1,29)</td><td>2 (2,56)</td><td>0 (0,00)</td><td></td></tr><tr><td>2</td><td>20 (12,90)</td><td>12 (15,38)</td><td>8 (10,39)</td><td>0,6100</td></tr><tr><td>3</td><td>87 (56,13)</td><td>43 (55,13)</td><td>44 (57,14)</td><td></td></tr><tr><td>4</td><td>40 (25,81)</td><td>18 (23,08)</td><td>22 (28,57)</td><td></td></tr><tr><td>5</td><td>6 (3,87)</td><td>3 (3,85)</td><td>3 (3,90)</td><td></td></tr><tr><td>Cause de l'IRC, n (%)</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1-diabète</td><td>5 (3,23)</td><td>2 (2,56)</td><td>3 (3,90)</td><td></td></tr><tr><td>2- atteinte vasculaire</td><td>8 (5,16)</td><td>4 (5,13)</td><td>4 (5,19)</td><td></td></tr><tr><td>3- glomérulonéphrite chronique</td><td>23 (14,84)</td><td>11 (14,10)</td><td>12 (15,58)</td><td></td></tr><tr><td>4- polykystose hépatorénale</td><td>26 (16,77)</td><td>10 (12,82)</td><td>16 (20,78)</td><td>0,1502</td></tr><tr><td>5- néphrite interstitielle</td><td>2 (1,29)</td><td>1 (1,28)</td><td>1 (1,30)</td><td></td></tr><tr><td>6- maladie auto-immune</td><td>21 (13,55)</td><td>17 (21,79)</td><td>4 (5,19)</td><td></td></tr><tr><td>7- maladie génétique</td><td>17 (10,97)</td><td>9 (11,54)</td><td>8 (10,39)</td><td></td></tr><tr><td>8- autres causes</td><td>46 (29,68)</td><td>22 (28,21)</td><td>24 (31,17)</td><td></td></tr><tr><td>9- mixtes (plus d'une cause)</td><td>7 (4,52)</td><td>2 (2,56)</td><td>5 (6,49)</td><td></td></tr><tr><td>Intervalle entre la transplantation<br>et l'inclusion (mois)</td><td>157,0 (65,5-162,0)</td><td>168,50 (95,75-240,00)</td><td>143,00 (64,00-215,00)</td><td>0,1027</td></tr><tr><td>Nombre de transplantations</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1</td><td>149 (96,13)</td><td>74 (94,87)</td><td>75 (97,40)</td><td>0,6813</td></tr><tr><td>2</td><td>6 (3,87)</td><td>4 (5,13)</td><td>2 (2,60)</td><td></td></tr><tr><td>3</td><td>0 (0,00)</td><td>0 (0,00)</td><td>0 (0,00)</td><td></td></tr><tr><td>4</td><td>0 (0,00)</td><td>0 (0,00)</td><td>0 (0,00)</td><td></td></tr><tr><td>PAS (mmHg)</td><td>144,00 (130,00-159,00)</td><td>144,50 (130,2-157,8)</td><td>142,00 (130,00-159,20)</td><td>0,9683</td></tr><tr><td>PAD (mmHg)</td><td>80,00 (72,00-87,00)</td><td>80,00 (74,00-86,75)</td><td>77,00 (70,75-87,25)</td><td>0,2786</td></tr><tr><td>PP (mmHg)</td><td>64,00 (54,00-75,75)</td><td>62,00 (52,00-75,00)</td><td>65,50 (54,00-76,50)</td><td>0,3925</td></tr><tr><td>Hypertension</td><td>152 (98,06)</td><td>76 (97,44)</td><td>76 (98,70)</td><td>1,0000</td></tr><tr><td>Insuffisance hépatique</td><td>155 (100,00)</td><td>78 (100,00)</td><td>77 (100,00)</td><td>0,9360</td></tr><tr><td colspan="5"><strong>Bilan biologique</strong></td></tr><tr><td>calcémie (mmol/L)</td><td>2,43 (2,32-2,52)</td><td>2,41 (2,32-2,52)</td><td>2,43 (2,33-2,52)</td><td>0,5321</td></tr><tr><td>phosphatémie (mmol/L)</td><td>1,10 (0,96-1,25)</td><td>1,095 (0,98-1,25)</td><td>1,11 (0,96-1,25)</td><td>0,6125</td></tr><tr><td>protéïnémie (g/L)</td><td>68,00 (65,00-70,50)</td><td>68,00 (65,00-71,00)</td><td>68,00 (65,00-70,00)</td><td>0,9456</td></tr><tr><td>albuminémie (g/L)</td><td>38,40 (36,40-40,30)</td><td>39,10 (36,70-40,60)</td><td>37,70 (36,20-39,90)</td><td>0,0764</td></tr><tr><td>glycémie (mmol/L)</td><td>5,20 (4,70-6,20)</td><td>5,00 (4,60-5,60)</td><td>5,70 (4,98-6,73)</td><td>0,0015</td></tr><tr><td>ASAT (UI/L)</td><td>18,00 (13,75-24,00)</td><td>18,00 (13,00-27,00)</td><td>19,00 (14,00-23,00)</td><td>0,8250</td></tr><tr><td>ALAT (UI/L)</td><td>23,00 (16,00-31,25)</td><td>23,00 (16,00-32,50)</td><td>23,00 (16,00-29,00)</td><td>1,0000</td></tr><tr><td>créatinémie (µmol/L)</td><td>159,00 (120,50-206,00)</td><td>150,00 (120,80-199,80)</td><td>163,00 (121,00-209,00)</td><td>0,5584</td></tr><tr><td>DFGe (MDRD) (ml/min/1.73 m²)</td><td>36,00 (28,00-52,00)</td><td>39,50 (28,25-54,75)</td><td>34,00 (27,00-47,00)</td><td>0,0978</td></tr><tr><td>Acide urique (µmol/L)</td><td>485,00 (381,50-580,50)</td><td>486,00 (391,50-557,10)</td><td>472,5 (372,80-615,50)</td><td>0,7830</td></tr><tr><td>CRP (mg/L)</td><td>2,99 (0,46-8,35)</td><td>1,79 (0,46-6,97)</td><td>4,18 (0,83-14,03)</td><td>0,0685</td></tr><tr><td colspan="5"><strong>Toxines urémiques</strong></td></tr><tr><td>urée (mmol/L)</td><td>13,60 (9,15-19,15)</td><td>12,35 (8,70-16,77)</td><td>14,30 (9,40-20,60)</td><td>0,0982</td></tr><tr><td>TMAO (µg/mL)</td><td>0,94 (0,51-1,93)</td><td>0,77 (0,39-1,61)</td><td>1,04 (0,64-2,37)</td><td>0,0353</td></tr><tr><td>IAA (µg/mL)</td><td>0,42 (0,25-0,59)</td><td>0,42 (0,24-0,55)</td><td>0,43 (0,26-0,63)</td><td>0,8063</td></tr><tr><td>PCS (µg/mL)</td><td>6,03 (2,99-10,20)</td><td>6,01 (3,30-9,55)</td><td>6,03 (1,97-12,30)</td><td>0,9929</td></tr><tr><td>IxS (µg/mL)</td><td>2,70 (1,61-4,16)</td><td>2,65 (1,64-3,62)</td><td>2,71 (1,56-4,48)</td><td>0,4228</td></tr></tbody></table>

Les données sont répertoriées selon la médiane (El) ou la fréquence (%).

ALAT : alanine aminotransférase ; ASAT : aspartate aminotransférase ; CRP : protéine C réactive ; DFGe : débit de filtration glomérulaire estimé ; IAA : acide indole-3-acétique ; IMC : indice de masse corporelle ; IxS : indoxyl sulfate ; MDRD : Modification of Diet in Renal Disease ; MRC : maladie rénale chronique ; pCS : para-crésyl sulfate ; PAD : pression artérielle diastolique ; PAS : pression artérielle systolique ; PP : pression pulsée ; TMAO: triméthylamine N-oxide.
b) Analyse de l'association entre les concentrations en toxines urémiques et l'exposition en ciclosporine évaluée par le ratio C<sub>min</sub>/D

La régression logistique univariée montre une association entre une exposition sanguine en ciclosporine (ratio C<sub>min</sub>/D) supérieure à la médiane et une concentration élevée en TMAO (Tableau XV). L'âge, le sexe et l'IMC sont également associés à l'exposition en ciclosporine dans l'analyse univariée.

<table><caption>Tableau XV. Régression logistique univariée des facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de ciclosporine (n=155).</caption><thead><tr><th></th><th>OR</th><th>[IC95%]</th><th>valeur de p</th></tr></thead><tbody><tr><td>Age (année)</td><td>1,04</td><td>[1,02 ; 1,08]</td><td>0,003</td></tr><tr><td>Sexe (homme vs. femme)</td><td>0,43</td><td>[0,22 ; 0,83]</td><td>0,012</td></tr><tr><td>IMC (kg/m²)</td><td>1,18</td><td>[1,10 ; 1,27]</td><td>&lt;0,0001</td></tr><tr><td>Intervalle entre la transplantation et l'inclusion (mois)</td><td>1,00</td><td>[0,99 ; 1,00]</td><td>0,173</td></tr><tr><td>Protéinémie (g/L)</td><td>1,00</td><td>[0,94 ; 1,07]</td><td>0,953</td></tr><tr><td>Albuminémie (g/l)</td><td>1,09</td><td>[0,89 ; 1,33]</td><td>0,424</td></tr><tr><td>ASAT (UI/L)</td><td>0,97</td><td>[0,92 ; 1,02]</td><td>0,176</td></tr><tr><td>ALAT (UI/L)</td><td>0,99</td><td>[0,96 ; 1,02]</td><td>0,394</td></tr><tr><td>Au moins un inhibiteur de CYP3A4/5</td><td>2,14</td><td>[0,52 ; 8,90]</td><td>0,294</td></tr><tr><td>Au moins un inducteur de CYP3A4/5</td><td>1,01</td><td>[0,06 ; 16,5]</td><td>0,993</td></tr><tr><td>Au moins un inhibiteur de la P-gp</td><td>1,26</td><td>[0,60 ; 2,64]</td><td>0,542</td></tr><tr><td>Au moins un inducteur de la P-gp</td><td>/</td><td>/</td><td>/</td></tr><tr><td>Urée (normalisé sur log)</td><td>1,64</td><td>[0,87 ; 3,09]</td><td>0,123</td></tr><tr><td><strong>TMAO (normalisé sur log)</strong></td><td><strong>1,37</strong></td><td><strong>[1,00 ; 1,87]</strong></td><td><strong>0,046</strong></td></tr><tr><td>pCS (normalisé sur log)</td><td>0,93</td><td>[0,72 ; 1,20]</td><td>0,596</td></tr><tr><td>IxS (normalisé sur log)</td><td>1,06</td><td>[0,76 ; 1,47]</td><td>0,748</td></tr><tr><td>IAA (normalisé sur log)</td><td>1,04</td><td>[0,66 ; 1,64]</td><td>0,870</td></tr></tbody></table>

ALAT : alanine aminotransférase ; ASAT : aspartate aminotransférase ; CYP3A4 : cytochrome P450 3A4 ; IAA : acide indole-3-acétique ; IC95% : intervalle de confiance à 95% ; IMC : indice de masse corporelle ; IxS : indoxyl sulfate ; OR : odds ratio ; pCS : para-crésyl sulfate ; P-gp : glycoprotéine-P ; TMAO : triméthylamine N-oxide.

La régression logistique multivariée montre qu'après ajustement sur l'âge, le sexe et l'IMC, la concentration plasmatique en TMAO n'est plus associée significativement à une augmentation de l'exposition sanguine en ciclosporine (OR = 1,12 (0,78 ; 1,61)) (Tableau XVI).
<table><caption>Tableau XVI. Régression logistique multivariée des facteurs associés au ratio C<sub>min</sub>/D de ciclosporine et à la concentration plasmatique en TMAO (normalisé sur la fonction ln) (n=155).</caption><thead><tr><th></th><th>OR</th><th>[IC95%]</th><th>valeur de p</th></tr></thead><tbody><tr><td>Non ajusté</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln TMAO</td><td>1,37</td><td>[1,00 ; 1,87]</td><td>0,046</td></tr><tr><td>Modèle 1, ajusté sur le sexe</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln TMAO</td><td>1,39</td><td>[1,01 ; 1,92]</td><td>0,042</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>0,42</td><td>[0,21 ; 0,82]</td><td>0,012</td></tr><tr><td>Modèle 2, ajusté sur le sexe et l'IMC</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln TMAO</td><td>1,26</td><td>[0,90 ; 1,76]</td><td>0,182</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>0,40</td><td>[0,19 ; 0,83]</td><td>0,014</td></tr><tr><td>IMC</td><td>1,18</td><td>[1,09 ; 1,27]</td><td>&lt;0,0001</td></tr><tr><td>Modèle 3, ajusté sur le sexe l'IMC et l'âge</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ln TMAO</td><td>1,12</td><td>[0,78 ; 1,61]</td><td>0,540</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>0,33</td><td>[0,15 ; 0,72]</td><td>0,005</td></tr><tr><td>IMC</td><td>1,20</td><td>[1,10 ; 1,30]</td><td>&lt;0,0001</td></tr><tr><td>Age</td><td>1,06</td><td>[1,02 ; 1,09]</td><td>0,002</td></tr></tbody></table>

IMC : indice de masse corporel ; Ln : normalisé sur la fonction log ; OR : odds ratio ; TMAO : triméthylamine N-oxide.
Discussion

Dans cette étude, nous montrons que les concentrations plasmatiques en TU sont associées à une augmentation de l'exposition sanguine en ICN. Toutefois, le type de toxine impliquée diffère selon qu'il s'agisse d'une exposition en ciclosporine ou en tacrolimus. Cette différence pourrait en partie s'expliquer par le fait que la nature de la liaison des deux ICN à leurs protéines plasmatiques respectives diffère.

Dans ce travail, nous avons d'abord déterminé les concentrations plasmatiques de 5 TU (IxS, pCS, IAA, TMAO et urée) dans une cohorte de patients transplantés rénaux dont le délai post-transplantation variait entre 1 an et 40 ans. Les concentrations en TU mesurées dans notre cohorte sont plus faibles que celles publiées dans des études menées chez des patients non transplantés [86,90]. Ces résultats traduisent une reprise partielle des fonctions excrétrices rénales après la transplantation. Cependant, à l'instar des patients non greffés, les concentrations en TU sont significativement supérieures chez les patients ayant un DFGe plus altéré, par rapport aux patients ayant un DFGe moins altéré [86] et augmente avec le déclin de la fonction rénale.

De nombreuses études montrent que la MRC n'altère pas seulement la clairance rénale des médicaments mais aussi leur absorption, leur distribution et leur clairance non-rénale. Les TU, qui s'accumulent au fur et à mesure que la fonction rénale se détériore [48,131,132], sont aujourd'hui incriminées dans les modifications des paramètres PK [133]. Dans ce travail, nous nous sommes posés la question des effets des TU sur la PK des ICN, car ils demeurent inconnus à ce jour.

Les résultats de notre étude montrent que la concentration plasmatique en IxS est significativement associée à l'exposition sanguine en tacrolimus. Cette association est indépendante de facteurs modulant la PK de cet ICN comme l'âge, le sexe ou l'IMC. Pour le pCS, l'association avec l'exposition au tacrolimus est indépendante du sexe et de l'IMC. Cependant, cette association n'est plus significative après l'ajustement sur l'âge.

Plusieurs mécanismes pourraient expliquer l'augmentation de l'exposition en tacrolimus lorsque les concentrations en IxS augmentent. Il pourrait s'agir en particulier d'interactions qui peuvent avoir lieu aux différentes étapes de la PK de l'ICN, que ce soit lors du métabolisme par le CYP3A4/5 [120,134-136], lors de la phase d'élimination biliaire par la P-gp [121] ou encore par le biais d'interaction via la liaison à l'albumine [106,107,109-111]. En effet, l'accumulation de TU au cours de la MRC est susceptible de moduler l'expression des protéines ou des enzymes ayant un rôle clé dans ces différentes étapes [133]. Des études complémentaires fondamentales sont donc indispensables
pour identifier et comprendre les mécanismes moléculaires expliquant une modification de l'exposition en tacrolimus chez les patients ayant des concentrations plus élevées d'IxS. Par ailleurs, il est impossible d'exclure complètement une implication de l'altération de la fonction rénale dans l'augmentation des concentrations en TU dans le groupe des patients dont le ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus est supérieur à la médiane. De la même manière, il est difficile de déterminer si la baisse du DFG dans ce groupe est due à une exposition sanguine au tacrolimus plus élevée, l'ICN étant lui-même néphrotoxique [137], au même titre que les TU [138].

Les concentrations en TU fortement liées aux protéines plasmatiques telles que l'IxS et le pCS, ne sont pas les seules associées à l'exposition sanguine en tacrolimus. En effet, les concentrations plasmatiques en urée sont elles aussi associées à l'augmentation de l'exposition sanguine en tacrolimus chez les patients transplantés de la cohorte dans le modèle univarié.

L'altération de la PK des médicaments par l'urée a fait l'objet de plusieurs études. Ce phénomène trouve son explication dans la capacité de l'urée à carbamyler les protéines tissulaires et plasmatiques [106]. Cette carbamylation des protéines plasmatiques de transport des molécules est associée à une baisse de leur affinité pour les médicaments. La baisse de la fraction liée à l'albumine conduit à une augmentation de la fraction libre et donc à un risque de surdosage [111], mais aussi à une augmentation de la morbi-mortalité des patients IRC [109,110]. Il serait donc intéressant d'évaluer l'impact de l'augmentation de l'urémie sur la carbamylation de l'albumine dans le groupe des patients ayant un ratio C<sub>min</sub>/D de tacrolimus augmenté et d'étudier son impact sur la liaison du tacrolimus à l'albumine. De la même manière, des dosages des formes libres de TU et d'ICN permettraient de tester cette hypothèse.

Le second ICN étudié dans ce travail est la ciclosporine. Contrairement aux résultats obtenus chez les patients traités par le tacrolimus, il n'a pas été retrouvé d'association entre les concentrations en IxS, en pCS et en urée et le ratio C<sub>min</sub>/D de ciclosporine. Pour expliquer cette différence, nous sommes revenus sur les données PK de chaque immunosuppresseur. S'ils partagent nombreux paramètres PK, leur étape de distribution diffère quant au type de protéine plasmatique impliquée dans leur transport : le tacrolimus se lie à l'albumine et à l'α-glycoprotéine, et la ciclosporine, aux lipoprotéines HDL et LDL [139]. Une hypothèse concernant l'absence d'association entre l'exposition sanguine en ciclosporine et les concentrations plasmatiques en TU est qu'aucune TU ne se lie aux lipoprotéines transportant la ciclosporine, empêchant ainsi toute interaction au niveau de l'étape de distribution.

En revanche, nos résultats montrent une association entre l'exposition en ciclosporine et les concentrations en TMAO dans le modèle univarié. Le TMAO est une TU qui a déjà été corrélée à la
diminution de la concentration en HDL, aggravant l'athérosclérose chez les souris [140] et à la morbi-
mortalité chez les patients atteints de MRC [141–143]. Des études complémentaires visant à étudier
l'impact indirect de l'accumulation du TMAO sur la distribution de la ciclosporine par la HDL, pourraient
donc être envisagées dans ce contexte.

Finalement, dans ce travail, les patients ayant une exposition sanguine en tacrolimus plus
élevée présentent des concentrations en TU plus élevée comparativement au groupe moins exposé.
Bien qu'ayant bénéficié d'un STP et d'ajustement des posologies de tacrolimus, ils présentent
également une hyperglycémie, une élévation de leur pression artérielle systolique et une
hypercréatininémie, qui sont des effets indésirables du tacrolimus. Il est possible que l'accumulation
des TU chez ces patients puisse participer aux altérations de la PK du tacrolimus, augmentant le risque
de survenue des EIM (notamment par le biais de l'augmentation de la concentration de la fraction libre
du médicament). Cela confirme l'intérêt d'études supplémentaires pour comprendre quels
mécanismes moléculaires sont impliqués à chaque étape de la PK du tacrolimus, et les conséquences
cliniques chez des patients transplantés traités par du tacrolimus accumulant de manière importante
l'IxS, le pCS et l'urée.

Les conséquences d'une altération de la liaison aux protéines plasmatiques des médicaments
par les TU n'ont été montrées ni in vivo ni en clinique. Seules quelques rares études in vitro présentent
des résultats préliminaires. Par exemple, l'équipe de Nishi publie en 2021 une étude sur l'interaction
entre l'IxS, du pCS et de l'IAA et l'aripiprazole sur le site II de Sudlow de l'albumine, faisant passer de
2% à près de 10% la fraction libre d'aripiprazole [144]. La théophylline, la phénytoïne et le
méthotrexate présentent également une fraction liée significativement diminuée, passant
respectivement de 63%, 92% et 43% après ajout des molécules dans du plasma prélevés chez 9 patients
sains à 44, 76 et 28% dans le plasma de 12 patients hémodialysés [145].

Plusieurs limites doivent être soulevées dans ce travail. Dans un premier temps, certains
cofacteurs influant sur la PK des ICN n'ont pas pu être pris en compte (polymorphisme génétique [146],
alimentation [147], dysbiose intestinale [148]). Par ailleurs, le grand nombre de facteurs susceptibles
d'influencer la PK des ICN rend l'interprétation de l'association entre l'accumulation des TU et
l'exposition en tacrolimus délicate.

De même, la conception transversale de l'étude ne permet pas d'évaluer la toxicité liée à une
élévation des concentrations en TU ni les conséquences sur le long terme liées à une fluctuation plus
importante des concentrations en ICN dans le groupe des patients ayant des concentrations en TU plus
élevées (majoration du risque de rejet de greffe, altération de la fonction rénale, majoration du risque
de toxicité). Ainsi, un suivi des patients de la cohorte sur plusieurs années, avec de nouveaux dosages
des ICN et des TU, pourrait permettre d'étudier l'apparition des EIM chez les patients présentant des concentrations élevées en TU.

Enfin, les niveaux d'exposition plus faibles en TU chez les patients transplantés n'ont peut-être pas permis de mettre en évidence d'association pour toutes les TU dans notre étude. Le choix de se tourner vers des patients IRC non transplantés et vers une autre classe de médicament, comme les antivitamines-K qui sont des médicaments à MTE souvent surdosés et responsables de nombreux EIM chez les patients atteints de MRC [94], semble pertinent pour poursuivre l'étude de l'effet de l'accumulation des TU sur la PK des médicaments.

Notre étude présente également plusieurs points forts, comme l'utilisation d'une méthode validée et sensible permettant de déterminer les concentrations en TU connues pour être néfastes [130]. C'est également l'une des premières études qui cherche à évaluer l'association entre les concentrations en TU et les concentrations plasmatiques en médicaments dans une étude clinique.
Conclusion et perspectives

Chez les patients transplantés rénaux, que leur charge médicamenteuse importante expose à un risque accru d'EIM, l'utilisation du STP pour les immunosuppresseurs de type ICN (tacrolimus et ciclosporine) permet de limiter les fluctuations de leurs concentrations sanguines liées à une variabilité importante de leur PK. Lors de la MRC, des études montrent que l'accumulation des TU est également capable de modifier la PK des médicaments, exposant ainsi les patients à un risque de surdosage ou d'inefficacité thérapeutique. Dans ce contexte, notre hypothèse de travail est que l'accumulation des TU chez les patients transplantés rénaux peut perturber la PK des ICN. Ainsi, une association entre l'accumulation plasmatique de certaines TU et l'exposition sanguine en ICN dans une cohorte de patients transplantés rénaux a été recherchée.

Dans notre étude, menée chez 403 patients transplantés rénaux, nous avons montré une association significative entre les concentrations plasmatiques en IxS et l'exposition sanguine en tacrolimus. En revanche, les résultats ne mettent pas en évidence d'association significative avec la ciclosporine. Les deux ICN ne se liant pas aux mêmes protéines de transport, il serait intéressant de compléter notre étude par des expérimentation *in vitro* afin d'explorer l'hypothèse d'une interaction au niveau de la phase de distribution. De même, l'évaluation via une étude prospective, de l'impact clinique d'une interaction entre les TU et tacrolimus permettrait de mieux appréhender l'effet de l'accumulation des TU sur la toxicité des ICN notamment.

Toutefois, même si les mécanismes restent à explorer, nous montrons pour la première fois dans une cohorte de patients transplantés rénaux, une corrélation entre les concentrations de trois TU (IxS, pCS et urée) et l'exposition plasmatique en ICN.
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Annexes

Annexe I : Article original publié dans *Nephrology Dialysis Transplantation*
# Potential interactions between uraemic toxins and drugs: an application in kidney transplant recipients treated with calcineurin inhibitors

Camille André¹,², Gabriel Choukroun¹,³, Youssef Bennis¹,², Said Kamel¹,⁴, Anne Sophie Lemaire-Hurtel², Kamel Masmoudi², Sandra Bodeau¹,²,* and Sophie Liabeuf ID ¹,²,*

¹MP3CV Laboratory, EA7517, Jules Verne University of Picardie, Amiens, France, ²Department of Clinical Pharmacology, Amiens University Medical Center, Amiens, France, ³Department of Nephrology Dialysis and Transplantation, Amiens University Medical Center, Amiens, France and ⁴Department of Biochemistry, Amiens University Medical Center, Amiens, France

*These authors contributed equally to this work.
Correspondence to: Sophie Liabeuf; E-mail: liabeuf.sophie@chu-amiens.fr

## ABSTRACT

**Background.** The uraemic toxins that accumulate as renal function deteriorates can potentially affect drug pharmacokinetics. This study's objective was to determine whether plasma concentrations of certain uraemic toxins are correlated with blood concentrations of two immunosuppressants.

**Methods.** DRUGTOX was a cross-sectional study of 403 adult patients followed up after kidney transplantation and who had undergone therapeutic drug monitoring (TDM) of calcineurin inhibitors (tacrolimus or cyclosporin) between August 2019 and March 2020. For each patient, immunosuppressant trough concentrations ($C_0$) were measured in whole blood samples and then normalized against the total daily dose ($C_0$:D ratio). The sample was assayed for five uraemic toxins [urea, trimethyl-amine N-oxide (TMAO), indole acetic acid (IAA), *p*-cresylsulphate (PCS) and indoxylsulphate (IxS)] using liquid chromatography–tandem mass spectrometry.

**Results.** The median age was 56 years [interquartile range (IQR) 48–66] and the median estimated glomerular filtration rate was 41 mL/min/1.73 m² (IQR 30–57). Age, sex, body mass index (BMI), urea, IxS and PCS were significantly associated with an increment in the tacrolimus $C_0$:D ratio. A multivariate analysis revealed an independent association with IxS [odds ratio 1.36 (95% confidence interval 1.00–1.85)] after adjustment for sex, age and BMI, whereas adjustment for age weakened the association for PCS and urea. In a univariate logistic analysis, age, sex, BMI and the TMAO level (but not PCS, IxS, IAA or urea) were significantly associated with an increment in the cyclosporine $C_0$:D ratio.

**Conclusions.** Even though TDM and dose adaptation of immunosuppressants keep levels within the therapeutic window,

increased exposure to tacrolimus (but not cyclosporine) is associated with an accumulation of PCS, IxS and urea.

**Keywords:** cyclosporine, kidney transplantation, tacrolimus, uraemic toxins

## INTRODUCTION

Kidney disease has a major effect on overall health, both as a direct cause of morbidity and mortality and as an important risk factor for cardiovascular disease [1]. Patients with chronic kidney disease (CKD) typically present several comorbidities and thus require polymedication [2–4]. CKD patients having undergone kidney transplantation have the highest drug burden and the most complex drug regimens [5]. Immunosuppressive agents increase the complexity of patient care due to their pharmacokinetic variability and their low therapeutic index, which prompt a need for therapeutic drug monitoring (TDM).

Drug management is particularly difficult in CKD patients. Kidney disease directly affects drug pharmacokinetics and, in parallel with the decrease in the glomerular filtration rate (GFR) and tubular secretion, leads to a decrease in renal drug clearance. Furthermore, CKD modifies the absorption, distribution, metabolism and non-renal clearance of drugs [6].

As CKD progresses, many molecules accumulate as a result of the kidneys' decreased excretory capacity, such as compounds called uraemic toxins. They are defined in particular by their concentration-dependent deleterious effects. These molecules are classified, according to their molecular weight, into small molecules such as urea and trimethylamine N-oxide (TMAO), medium molecules and molecules
**What is already known about this subject?**

* In addition to affecting renal clearance of drugs, chronic kidney disease (CKD) changes the absorption, distribution, metabolism and non-renal clearance of drugs. As CKD progresses, the accumulation of uraemic toxins might contribute to changes in drug pharmacokinetics. Given the requirement for therapeutic drug monitoring (TDM) with most immunosuppressants, the latter are good models for understanding the potential impact of uraemic toxins on blood concentrations of drugs.

**What this study adds?**

* In 403 kidney transplant recipients, the blood tacrolimus concentration was significantly associated with plasma urea, indoxylsulphate (IxS) and *p*-cresylsulphate (PCS) levels. IxS and PCS bind to albumin with high affinity and might directly compete for tacrolimus binding sites on the protein, whereas urea might carbamylate albumin and thus modify tacrolimus binding. The blood concentration of cyclosporine (which mainly binds to lipoprotein rather than albumin) was not associated with plasma IxS, PCS and urea levels.

**What impact this may have on practice or policy?**

* Our findings have potential implications for other drugs that bind to albumin with high affinity (since an elevated free fraction might induce adverse drug reactions) and emphasize the need for more research on how to decrease uraemic toxin levels.

strongly bound to plasma proteins [such as *p*-cresylsulphate (PCS), indoxylsulphate (IxS) and indole acetic acid (IAA)]. All the aforementioned uraemic toxins accumulate when kidney function deteriorates and all have been linked to harmful effects on the cardiovascular system [7–11], bone and kidney in CKD patients [12, 13]. Uraemic toxins can also modify drug pharmacokinetics. For example, urea is able to carbamylate albumin [14, 15], which in turn alters the protein binding of many drugs. Several studies have shown that the interactions between uraemic toxins and organic anion transporters (OATs) 1/3 [16, 17] and other proteins [6, 18, 19] can affect renal or non-renal clearance of drugs and thus lead to toxin accumulation and toxicity. Among the drugs used in patients with CKD, immunosuppressants require TDM in order to maintain their concentration within the therapeutic range after kidney transplantation. The resulting dose adjustments are essential for preventing the onset of acute graft rejection and minimizing drug-related toxicity. The two calcineurin inhibitors tacrolimus and cyclosporine constitute the cornerstone of immunosuppressive treatment. They have similar pharmacological properties: low and variable bioavailability, major binding to plasma proteins, metabolism by cytochrome P450 3A4/5 and excretion in the bile [20]. The main difference between the two concerns the plasma protein to which the drug binds: albumin for tacrolimus and lipoprotein for cyclosporine. The impact of uraemic toxins on blood concentrations of these two immunosuppressants has not been comprehensively characterized [21]. Indeed, patients having undergone kidney transplantation could present a few years after transplantation with an elevation in uraemic toxin levels in line with estimated GFR (eGFR) decline.

Our starting hypothesis was that uraemic toxins influence the exposure of immunosuppressants. The study's objective was therefore to determine whether the accumulation of certain uraemic toxins was associated with differences in the blood concentrations of the immunosuppressants tacrolimus and cyclosporine.

## MATERIALS AND METHODS

The present results are reported according to the Strengthening the Reporting of Observational Studies in Epidemiology guidelines [22].

### Study design and participants

DRUGTOX was a cross-sectional study of adult patients being monitored after kidney transplantation at Amiens University Medical Centre (Amiens, France) and who underwent calcineurin inhibitor TDM between 4 August 2019 and 11 March 2020. The main inclusion criteria were age ≥18 years, kidney transplantation 12 months previously, treatment with a calcineurin inhibitor (tacrolimus or cyclosporine) and available calcineurin inhibitor assay data. Patients with acute graft rejection and/or who refused to participate were not included in the study.

In line with the study's objective, we planned to include 200 patients with an eGFR ≤40 mL/min/1.73 m² (since these patients usually present high uraemic toxin levels) and 200 patients with an eGFR >40 mL/min/1.73 m² (since these patients usually present low uraemic toxin levels). First, all consecutive patients meeting the inclusion criteria were included in one eGFR category or the other. Second, the eGFR >40 mL/min/1.73 m² group was the first to attain 200 patients;
thenceforth, only consecutive patients with eGFR ≤40 mL/min/1.73 m² were included (up to a limit of 200). Each patient was included once only.

Blood samples were analysed routinely in the pharmacology department in order to determine tacrolimus or cyclosporine trough concentrations during the follow-up of kidney transplant patients. Next, for each patient, levels of uraemic toxins were measured (after centrifugation) in unused plasma from the same initial sample.

In line with French legislation on non-interventional studies, approval by an investigational review board was neither required nor sought. However, the study was registered with the French National Data Protection Commission (Commission Nationale de l'Informatique et des Libertés, Paris, France; registration PI2019_843_0060). Patients were provided with information about the study and were free to refuse to participate. Due to French regulations, data are not available to share.

## Study endpoints

The study's objective was to determine whether the accumulation of certain uraemic toxins was associated with tacrolimus or cyclosporine exposure [evaluated by the ratio of tacrolimus or cyclosporine trough concentration ($C_0$) to the dose (D) in milligrams per kilogram ($C_0$:D)] and uraemic toxin concentrations. Confounding factors that might have modified calcineurin inhibitor pharmacokinetics, and thus exposure, were included in the analysis.

Given that clinicians routinely adjust the tacrolimus or cyclosporine dose (to maintain concentrations within the therapeutic range), we analysed the $C_0$:D ratio rather than $C_0$ alone.

## Collected data

The patients' sociodemographic (age and sex), anthropometric [body mass index (BMI)], clinical (blood pressure, aetiology of CKD, history of hypertension or liver disease and time since transplantation) and clinical biochemistry data [calcium, phosphate, glucose, uric acid, C-reactive protein (CRP), protein, albumin, aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT) and creatinine] were extracted from the medical records. We used the Modification of Diet in Renal Disease equation to calculate the eGFR [23]. CKD stages were evaluated according to the Kidney Disease: Improving Global Outcomes classification [24].

Each prescribed drug was recorded and classified as a strong or weak inhibitor or inducer of P450 cytochrome 3A4 or 3A5 (CYP3A4/5), an inhibitor or inducer of glycoprotein P (P-gp) and/or a compound that bound strongly to plasma proteins (Supplementary data, Table S1). For each patient, the total set of prescribed drugs was used to construct the following variables: at least one strong CYP3A4/5 inhibitor, at least one weak CYP3A4/5 inhibitor, at least one strong CYP3A4/5 inducer, at least one weak CYP3A4/5 inducer, at least one P-gp inhibitor, at least one P-gp inducer and at least one drug with major plasma protein binding.

## Tacrolimus and cyclosporine assays

Calcineurin inhibitor concentrations were determined using an European Medicines Agency validated liquid chromatography (Shimadzu, Marne-la-Vallée, France)–tandem mass spectrometry (Api3200, Sciex, Les Ulis, France) method. A sample of 50 µL of whole blood was deproteinized with 100 µL of a zinc sulphate solution containing a mixture of deuterated internal standards. The compounds were separated on a Luna Phenyl-Hexyl column (5 µm, 50 × 2.0 mm, Phenomenex, Le Pecq, France). The 1202.8 → 425.2 and 821.5 → 768.4 transitions were used to quantify cyclosporine and tacrolimus, respectively, after positive-mode electrospray ionization.

## Uraemic toxin assays

Blood levels of uraemic toxins (IAA, IxS, PCS and TMAO) were determined using liquid chromatography (Shimadzu, Marne-la-Vallée, France)–tandem mass spectrometry (3200 QTRAP, Sciex, Les Ulis, France) [25]. Briefly, uraemic toxins were extracted from 50 µL of plasma by adding 200 µL of an ice-cold acetonitrile solution containing internal standards ($^{13}$C$_6$-IxS, $d_4$-PCS and $d_9$-TMAO). The compounds were separated on a pentafluorophenyl propyl column (5 µm, 50 × 2.1 mm, Restek, Lisses, France) using a gradient of acetonitrile with 0.1% formic acid and ultrapure water with 0.1% formic acid and a flow rate of 0.8 mL/min. Data were acquired in multiple reaction monitoring mode after negative-mode electrospray ionization (for IxS and PCS) or positive-mode electrospray ionization (for IAA and TMAO) [26].

The Atellica CH Urea Nitrogen Assay (Siemens, Munich, Germany) was used to quantify urea nitrogen in human plasma.

## Statistical analyses

Baseline characteristics were described for all participants and by subgroup according to the baseline eGFR (<40 or ≥40 mL/min/1.73 m²). The results were expressed as the median [interquartile range (IQR)] or the frequency (percentage). Student's t-test, Mann-Whitney test or chi-squared test were used for intergroup comparisons.

For each uraemic toxin, the plasma levels at each CKD stage were compared by Kruskal-Wallis test. We used logistic regression models to estimate the odds ratios (ORs) and 95% confidence intervals (CIs) for uraemic toxins and other factors associated with the $C_0$:D ratio for tacrolimus and cyclosporine. First, univariate logistic analyses were performed for uraemic toxins and variables that might influence the $C_0$:D ratio for tacrolimus or cyclosporine. Variables with P-values >0.10 in the crude model were removed from the multivariate analyses. Due to the collinearity of the uraemic toxins tested, separate multivariate logistic regression models were built for each uraemic toxin with P > 0.10 in the crude model. Confounders included age, sex and BMI. As all uraemic toxins have a high correlation with eGFR, they are considered as a proxy of eGFR. As eGFR is in the causal
pathway of the association between uraemic toxins and C₀:D, it is not a confounding factor and multivariate models were not adjusted for eGFR.

Statistical analyses were performed with SPSS for Windows version 18.0 (SPSS, Chicago, IL, USA) and R version 3.5.0 (R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria).

## RESULTS

### Baseline characteristics

A total of 403 patients (250 men) were included in the study. The median age was 56 years (IQR 48–66). Hypertension was present in 97.2% of the study population and only one patient had liver failure. The time interval between kidney

<table><caption>Table 1. Baseline characteristics of the study population</caption><thead><tr><th rowspan="2">Variables</th><th rowspan="2">All patients<br>(N = 403)</th><th colspan="2">Baseline eGFR (MDRD equation; mL/min/1.73 m²)</th><th rowspan="2">P-value</th></tr><tr><th>eGFR > 40 (n = 203)</th><th>eGFR ≤ 40 (n = 200)</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>Demographic characteristics</strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Males, n (%)</td><td>250 (62.0)</td><td>142 (69.9)</td><td>108 (54.0)</td><td>0.001</td></tr><tr><td>Age (years), median (IQR)</td><td>56.0 (48.0–66.0)</td><td>54.00 (44.5–64.0)</td><td>59.0 (50.8–90.1)</td><td>0.0001</td></tr><tr><td>BMI (kg/m²), median (IQR)</td><td>26.5 (23.4–29.7)</td><td>26.3 (23.0–29.4)</td><td>26.5 (23.7–30.4)</td><td>0.153</td></tr><tr><td><strong>Clinical characteristics</strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>CKD stage, n (%)</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1</td><td>13 (3.2)</td><td>13 (6.4)</td><td></td><td>-</td></tr><tr><td>2</td><td>68 (16.9)</td><td>68 (33.5)</td><td></td><td>-</td></tr><tr><td>3</td><td>228 (56.5)</td><td>122 (60.1)</td><td>106 (53.0)</td><td>-</td></tr><tr><td>4</td><td>84 (20.8)</td><td></td><td>84 (42.0)</td><td>-</td></tr><tr><td>5</td><td>10 (2.5)</td><td></td><td>10 (5.0)</td><td>-</td></tr><tr><td>Cause of CKD, n (%)</td><td></td><td></td><td></td><td>0.840</td></tr><tr><td>Diabetes</td><td>20 (4.9)</td><td>12 (5.9)</td><td>8 (4.0)</td><td></td></tr><tr><td>Vascular disorder</td><td>26 (6.5)</td><td>10 (4.9)</td><td>16 (8.0)</td><td></td></tr><tr><td>Chronic glomerulonephritis</td><td>38 (9.4)</td><td>16 (7.9)</td><td>22 (11.0)</td><td></td></tr><tr><td>Polycystic kidney disease</td><td>63 (15.4)</td><td>31 (15.3)</td><td>31 (15.5)</td><td></td></tr><tr><td>Interstitial nephritis</td><td>5 (1.2)</td><td>2 (1.0)</td><td>3 (1.5)</td><td></td></tr><tr><td>Autoimmune disease</td><td>72 (17.9)</td><td>36 (17.7)</td><td>36 (18.0)</td><td></td></tr><tr><td>Genetic cause</td><td>45 (11.2)</td><td>24 (11.8)</td><td>21 (10.5)</td><td></td></tr><tr><td>Other causes</td><td>106 (26.3)</td><td>57 (28.1)</td><td>49 (24.5)</td><td></td></tr><tr><td>Several causes</td><td>29 (7.2)</td><td>15 (7.4)</td><td>14 (7.0)</td><td></td></tr><tr><td>Time since transplantation (months), median (IQR)</td><td>78.0 (40.0–158.5)</td><td>65.0 (32.5–138.0)</td><td>85.0 (48.0–179.2)</td><td>0.003</td></tr><tr><td>Transplantations, n (%)</td><td></td><td></td><td></td><td>0.312</td></tr><tr><td>1</td><td>359 (89.1)</td><td>177 (87.2)</td><td>182 (91.0)</td><td></td></tr><tr><td>2</td><td>41 (10.2)</td><td>25 (12.3)</td><td>16 (8.0)</td><td></td></tr><tr><td>3</td><td>2 (0.5)</td><td>1 (0.5)</td><td>1 (0.5)</td><td></td></tr><tr><td>4</td><td>1 (0.2)</td><td>0 (0.0)</td><td>1 (0.5)</td><td></td></tr><tr><td>SBP (mmHg), median (IQR)</td><td>142 (132–158)</td><td>140 (131–154)</td><td>144 (132–160)</td><td>0.160</td></tr><tr><td>DBP (mmHg), median (IQR)</td><td>80 (72–87)</td><td>80 (74–85)</td><td>80 (70.0–90)</td><td>0.720</td></tr><tr><td>PP (mmHg), median (IQR)</td><td>64 (54–75)</td><td>62 (53–70)</td><td>66 (54–79)</td><td>0.051</td></tr><tr><td>Hypertension, n (%)</td><td>392 (97)</td><td>195 (96)</td><td>196 (98)</td><td>0.381</td></tr><tr><td>Liver disease, n (%)</td><td>1 (0.3)</td><td>0 (0.0)</td><td>1 (0.5)</td><td>0.496</td></tr><tr><td><strong>Blood laboratory data, median (IQR)</strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Calcium (mmol/L)</td><td>2.41 (2.32–2.49)</td><td>2.43 (2.35–2.49)</td><td>2.39 (2.30–2.48)</td><td>0.034</td></tr><tr><td>Phosphate (mmol/L)</td><td>1.05 (0.91–1.20)</td><td>0.99 (0.87–1.09)</td><td>1.14 (0.99–1.30)</td><td>&lt;0.001</td></tr><tr><td>Protein (g/L)</td><td>67 (64–70)</td><td>68 (65–71)</td><td>66 (63–69)</td><td>&lt;0.001</td></tr><tr><td>Albumin (g/L)</td><td>38.9 (36.7–40.9)</td><td>39.4 (38.3–41.5)</td><td>37.5 (35.9–40.0)</td><td>0.009</td></tr><tr><td>Glucose (mmol/L)</td><td>5.4 (4.8–6.3)</td><td>5.3 (4.8–6.1)</td><td>5.5 (4.8–6.4)</td><td>0.583</td></tr><tr><td>AST (IU/L)</td><td>16 (13–21)</td><td>17.00 (13–22)</td><td>15 (12–19)</td><td>0.073</td></tr><tr><td>ALT (IU/L)</td><td>20 (15–27)</td><td>23 (16–29)</td><td>19 (14–24)</td><td>0.095</td></tr><tr><td>Creatinine (µmol/L)</td><td>146 (116–187)</td><td>116 (97–115)</td><td>187 (163–229)</td><td>&lt;0.0001</td></tr><tr><td>eGFR (MDRD; mL/min/1.73 m²)</td><td>41 (30–57)</td><td>57 (49–65)</td><td>30 (23–35)</td><td>&lt;0.0001</td></tr><tr><td>Uric acid (µmol/L)</td><td>471 (390–565)</td><td>446 (378–523)</td><td>509 (405–598)</td><td>0.0003</td></tr><tr><td>CRP (mg/L)</td><td>3.7 (0.6–9.0)</td><td>2.1 (0.6–5.5)</td><td>5.4 (0.6–13.5)</td><td>0.012</td></tr><tr><td><strong>Uraemic toxins, median (IQR)</strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Urea (mmol/L)</td><td>11.30 (8.20–15.65)</td><td>8.3 (6.45–9.80)</td><td>15.45 (12.07–20.60)</td><td>&lt;0.0001</td></tr><tr><td>TMAO (µg/mL)</td><td>0.71 (0.35–1.54)</td><td>0.42 (0.24–0.93)</td><td>1.17 (0.58–1.98)</td><td>&lt;0.0001</td></tr><tr><td>IAA (µg/mL)</td><td>0.39 (0.25–0.57)</td><td>0.35 (0.21–0.48)</td><td>0.45 (0.28–0.62)</td><td>&lt;0.0001</td></tr><tr><td>PCS (µg/mL)</td><td>4.32 (1.52–7.76)</td><td>3.02 (1.10–5.65)</td><td>5.80 (2.88–10.63)</td><td>&lt;0.0001</td></tr><tr><td>Ixs (µg/mL)</td><td>2.22 (1.22–3.43)</td><td>1.39 (0.86–2.21)</td><td>3.11 (2.24–5.45)</td><td>&lt;0.0001</td></tr></tbody></table>

DBP, diastolic blood pressure; PP, pulse pressure; SBP, systolic blood pressure; MDRD, Modification of Diet in Renal Disease.
<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>FIGURE 1: Plasma levels of uraemic toxins by CKD stage: (A) urea, (B) TMAO, (C) IAA, (D) PCS and (E) IxS.</figcaption></figure>

transplantation and study inclusion ranged from 1 to 40 years, with a median of 6.5 years. The median eGFR was 41 mL/min/ 1.73 m² (IQR 30–57) and the majority of the patients (56.5%) were at CKD Stage 3 (Table 1).

The group of patients with an eGFR <40 mL/min/1.73 m² was significantly older and had a higher median time since transplantation and a higher proportion of women when compared with the group with an eGFR >40 mL/min/1.73 m². When considering the laboratory data, patients with an eGFR <40 mL/min/1.73 m² had higher plasma levels of phosphate, uric acid, CRP and uraemic toxins (Table 1).

## Uraemic toxin levels

The data on plasma urea, TMAO, IAA, PCS and IxS levels are summarized by CKD stage in Figure 1 and Supplementary data, Table S2. For all the uraemic toxins studied here, the level rose progressively with the CKD stage and peaked at CKD Stages 4 and 5.

## Immunosuppressant treatment

A total of 248 patients were being treated with tacrolimus. The median dose was 4 mg/day (IQR 3–6), which corresponded to a median dose of 0.06 mg/kg/day (IQR 0.04–0.08). The median blood tacrolimus concentration was 7.2 ng/mL (IQR 5.6–8.5) and the median C₀:D ratio for tacrolimus was 123.7 (IQR 81.3–177.1) (Table 2).

Among the 155 patients being treated with cyclosporine, the median dose was 150 mg/day (IQR 120–175); this corresponded to a median dose of 1.82 mg/kg/day (IQR 1.5–2.25).

<table><caption>Table 2. TDM of tacrolimus and cyclosporine and data on potential drug interactions</caption><thead><tr><th>Variables</th><th>Values</th></tr></thead><tbody><tr><td>Characteristics of calcineurin inhibitors</td><td></td></tr><tr><td>Cyclosporine (n = 155)</td><td></td></tr><tr><td>Plasma concentration (ng/mL), median (IQR)</td><td>94.30 (74.20–123.00)</td></tr><tr><td>Dose (mg/day), median (IQR)</td><td>150.00 (120.00–175.00)</td></tr><tr><td>Dose (mg/kg/day), median (IQR)</td><td>1.82 (1.51–2.25)</td></tr><tr><td>Plasma concentration (ng/mL)/ dose (mg/kg/day), median (IQR)</td><td>52.89 (36.42–69.25)</td></tr><tr><td>Tacrolimus (n = 248)</td><td></td></tr><tr><td>Plasma concentration (ng/mL), median (IQR)</td><td>7.19 (5.65–8.51)</td></tr><tr><td>Dose (mg/day), median (IQR)</td><td>4.00 (3.00–6.00)</td></tr><tr><td>Dose (mg/kg/day), median (IQR)</td><td>0.06 (0.04–0.08)</td></tr><tr><td>Plasma concentration (ng/mL)/ dose (mg/kg/day), median (IQR)</td><td>123.70 (81.32–177.05)</td></tr><tr><td>Concomitant treatments, n (%)</td><td></td></tr><tr><td>At least one strong CYP3A4/5 inhibitor</td><td>14 (3.23)</td></tr><tr><td>At least one weak CYP3A4/5 inhibitor</td><td>5 (1.24)</td></tr><tr><td>At least one strong CYP3A4/5 inducer</td><td>6 (1.49)</td></tr><tr><td>At least one weak CYP3A4/5 inducer</td><td>3 (0.74)</td></tr><tr><td>At least one P-gp inhibitor</td><td>87 (21.34)</td></tr><tr><td>At least one P-gp inducer</td><td>5 (1.24)</td></tr><tr><td>At least one drug that binds strongly to plasma proteins</td><td>399 (98.76)</td></tr></tbody></table>

The median blood cyclosporine concentration was 94 ng/mL (IQR 74–123) and the median C₀:D ratio for cyclosporine was 52.9 (IQR 36.4–69.3) (Table 2).