Etude expérimentale du mécanisme néphrotoxique du tacrolimus et des effets pharmacodynamiques de ses métabolites

Experimental study of tacrolimus nephrotoxic mechanism and the pharmacodynamic effects of its metabolites

• Auteur / Autrice : Hassan Aouad
• Direction : Pierre Marquet, Marie Essig
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacologie, infectiologie et sciences du médicament
• Date : Soutenance le 27/09/2021
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Biologiques et Santé (Limoges ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pharmacologie et Transplantation
• Jury : Président / Présidente : Olivier Laprévote
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Marquet, Marie Essig, Chantal Barin-Le Guellec
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Olivier Laprévote, Nicolas Pallet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tacrolimus

Mots clés libres

Tacrolimus

Métabolites

Néphrotoxicité

Protéomique

Métabolomique

Spectrométrie de masse haute résolution

Interaction pharmacodynamique

Tacrolimus

Metabolites

Nephrotoxicity

Proteomics

Metabolomics

High resolution mass spectrometry

Pharmacodynamic interaction

Résumé

Le tacrolimus est un immunosuppresseur de la famille des inhibiteurs de la calcineurine largement utilisé pour le traitement des patients transplantés ou souffrant de maladies autoimmunes. Le tacrolimus est caractérisé par une très forte variabilité interindividuelle et un risque d’effets indésirables graves, tels qu’une néphrotoxicité, dont les origines restent mal comprises. Ce travail se divise en deux axes principaux. Le premier a exploré le mécanisme de néphrotoxicité du tacrolimus sur la lignée cellulaire tubulaire LLC-PK1, par une double approche protéomique et métabolomique. Le deuxième a investigué la structure des métabolites du tacrolimus par spectrométrie de masse haute résolution et étudié leurs profils pharmacocinétiques chez des patients transplantés rénaux métaboliseurs lents ou rapides, ainsi que leur impact sur l’effet immunosuppresseur du tacrolimus. Cette recherche translationnelle a montré que le tacrolimus modifie différentes voies métaboliques des cellules tubulaires proximales, tels que le métabolisme énergétique et la gluconéogenèse et apporte pour la première fois des résultats expérimentaux suggérant que les métabolites du tacrolimus sont capables de diminuer l’activité immunosuppressive du tacrolimus par une interaction pharmacodynamique.

Tacrolimus is calcineurin inhibitor with immunosuppressive properties widely used for the treatment of transplant patients and patients suffering from autoimmune diseases. It is characterized by very large inter-individual variability and serious adverse effects such as nephrotoxicity, the origins of which remain poorly understood. This work is divided into two main axes. The first one explored the mechanism of tacrolimus nephrotoxicity on a LLC-PK1 renal tubular cell line using combined proteomics and metabolomics analyses. The second investigated the structure of tacrolimus metabolites by high resolution mass spectrometry and studied their 12-hour pharmacokinetic profiles in two groups of renal transplant patients, poor and extensive metabolizers, as well as their impact on the immunosuppressive effect of tacrolimus. This translational research showed that tacrolimus is able to impact different metabolic pathways in proximal tubular cells, such as energy metabolism and gluconeogenesis. Furthermore, it provides for the first-time experimental results suggesting that tacrolimus metabolites are able to decrease the immunosuppressive activity of tacrolimus through a pharmacodynamic interaction.