Pharmacologie expérimentale
Aperçu des sections
-
Enseignant de la matière: Dr BERRADIA Amina
Contact: amina.berradia@univ-tlemcen.dz
Volume horaire: 40 heures
Modalités d’évaluation: examens trimestriels, notes TP.
-
-
1. Définir les principes du screening pharmacologique (primaire, secondaire et haut débit).
2. Distinguer, à partir d'exemples concrets, une réponse qualitative d'une réponse quantitative.
3. Comparer les méthodes de découverte d'un médicament : l'approche empirique traditionnelle
versus la modélisation informatique moderne.
4. Justifier le choix d'un modèle expérimental et d'un type de modèle pour une recherche donnée.
-
-
-
- Comprendre la notion de cible biologique (récepteur, enzyme, canal ionique)et l'interaction ligand-récepteur.
- Savoir identifier les variables (indépendantes et dépendantes) dans un protocole expérimental.
- Distinguer entre une donnée catégorielle (présence/absence) et une donnée continue (mesure numérique).
-
-
-
-
Au département de pharmacie, dans le bureau des enseignants de pharmacologie, Chaque mardi et jeudi matin de 11h00 à 12h30
-
-
-
La recherche pharmacologique constitue un processus multidisciplinaire complexe dont l'objectif final est la découverte de nouveaux agents thérapeutiques plus efficaces et présentant moins d'effets secondaires que ceux existants.
-
-
-
Schématiquement, deux méthodes sont possibles pour parvenir au développement d'un médicament :
1. La recherche empirique
La source la plus ancienne de médicaments a été l'observation des effets exercés sur l'homme ou l'animal par des substances végétales. [cf. Fleming]
- Exemple: les hémorragies constatées sur les bovins nourris de fourrage de trèfle, à l'origine de nos anticoagulants oraux, anti-vitamine K.
Certains sont issus des médecines traditionnelles ou de la pratique des poisons(curare, belladone).
- Exemple: l'écorce de saule, utilisée depuis des siècles contre la fièvre et les douleurs «rhumatismales» nous a donné l'aspirine, et sa filiation d'anti-inflammatoires non-stéroïdiens.
La recherche empirique∗ des effets biologiques des substances chimiques a été systématisée dans le criblage (screening).
2. La modélisation informatique
Elle consiste à identifier précisément l'anomalie biochimique à l'origine d'une maladie, puis à concevoir une molécule capable de la corriger. Une fois la cible (le récepteur) identifiée, il s'agit de synthétiser une molécule s'y adaptant parfaitement, pour pouvoir se fixer dessus et l'inhiber ou la stimuler.
Toutes les données concernant la configuration tridimensionnelle de la cible sont traitées informatiquement pour parvenir à modéliser une molécule dont la composition chimique et la configuration dans l'espace permettent un accouplement parfait.
-
-
-
En pratique, les études pharmacodynamiques se subdivisent en 2 phases:∗
- La première phase est celle du « screening ».
- La seconde phase comporte souvent, chez différentes espèces animales des études approfondies précisant l'effet observé chez l'animal sain ou chez l'animal malade.
1. Screening à haut débit
Le screening à haut débit (High Throughput Screening, HTS) repose sur des technologies automatisées capables d'évaluer simultanément des milliers de molécules. Cette approche accélère considérablement l'identification de composés prometteurs tout en réduisant le temps et les ressources nécessaires au développement de nouveaux médicaments.
2. Screening primaire
Le screening primaire, également appelé screening général, représente la première étape de sélection des molécules. Il s'appuie sur des tests simples, rapides, reproductibles et peu coûteux afin d'examiner un grand nombre de composés. Son objectif est de mettre en évidence ceux qui présentent une activité biologique potentielle et d'écarter les molécules inactives ou présentant un profil défavorable.
3. Screening secondaire
Les molécules sélectionnées lors du screening primaire font ensuite l'objet d'un screening secondaire, plus spécifique et approfondi. Cette étape permet de confirmer l'activité pharmacologique observée, d'en évaluer l'intensité, de préciser les effets recherchés ainsi que les effets indésirables éventuels, et d'étudier les relations entre la structure chimique des molécules et leur activité biologique.
Une fois ce screening effectué, le travail n'est pas terminé. Les quelques composés retenus doivent être étudiés du point de vue de leur toxicité et de leur efficacité potentielle; ils seront aussi améliorés pour les rendre le plus actif possible.
-
-
-
La réponse pharmacologique constitue un élément fondamental de l'évaluation de l'activité d'un médicament. Elle peut être analysée selon deux approches complémentaires : qualitative et quantitative.
1. Réponses qualitatives ou du tout ou rien
La réponse au cours de l'essai est caractérisée par la présence ou l'absence d'une action:
Exemples
- Animal présentant ou non des convulsions après injection de sulfate de strychnine.
- Animal survivant ou succombant à un traitement.
- Animal criant ou demeurant silencieux à l'application d'un stimulus douloureux après traitement par un analgésique.
2. Réponses quantitatives (finalité à visée pragmatique)
La réponse pharmacologique peut être continue (graduelle), lorsqu'elle varie de manière progressive dans les limites physiologiques, ou discontinue, lorsqu'elle varie par unités ou fractions d'unités.
Exemples
- Réponse continue : modification de la pression artérielle après injection de diverses doses d'adrénaline ; poids des vésicules séminales du rat traité par divers androgènes ; contraction de l'intestin isolé sous l'influence de l'histamine.
La réponse graduelle est souvent d'une expression assez difficile.
- Réponse discontinue : nombre de petits dans une portée de souris ; variation du pourcentage d'éléments figurés du sang après divers traitements ; nombre de toux chez le chat après irritation des voies aériennes et traitement par antitussif.
-
Symptômes évalués par rapport à l'activité pharmacodynamique de quelques médicaments Activités pharmacodynamiques Symptômes évaluésAnti-inflammatoire Œdème Antipyrétique Température corporelleAnalgésique Perception douloureuseAntitussif Toux anti hypertensive Tension artérielle -
Quantification de la réponse : Détermination de la dose efficace 50
La DE50∗ est la dose qui inhibe l'apparition de 50 du symptôme de la pathologie expérimentale induite chez les animaux de laboratoire.
En pharmacologie expérimentale la mise en évidence d'une activité pharmacologique se fait toujours par rapport au lot témoin, constitué d'animaux recevant uniquement le véhicule (eau physiologique, eau distillée).
La substance à tester est à administrer à différentes doses chez les lots essais, soit une dose par lot d'animaux.∗
-
-
-
Un modèle expérimental est une préparation ou un système utilisé pour reproduire un effet pharmacologique en dehors du sujet original.
4.1. Modèles moléculaires, cellulaires, organes isolés et animaux.
Les modèles expérimentaux sont classés selon leur niveau de complexité biologique.
- Les modèles moléculaires étudient les interactions entre une molécule et sa cible biologique (récepteur, enzyme ou canal ionique). Ils permettent d'identifier rapidement une activité pharmacologique potentielle.
- Les modèles cellulaires utilisent des cellules en culture afin d'analyser les effets d'une substance sur leur fonctionnement, leur viabilité ou leurs voies de signalisation. Ils constituent une étape essentielle pour comprendre les mécanismes d'action.
- Les modèles sur organes isolés évaluent les effets d'un médicament sur un organe ou un tissu maintenu en conditions expérimentales. Ils permettent de mesurer directement les réponses physiologiques tout en limitant l'influence des autres systèmes de l'organisme.
- Les modèles animaux reproduisent le fonctionnement d'un organisme entier. Ils sont utilisés pour étudier la pharmacocinétique, la pharmacodynamie, l'efficacité thérapeutique et les effets indésirables avant les essais chez l'être humain.
4.2. Justification scientifique, économique et éthique du choix du modèle
Le choix d'un modèle expérimental repose sur plusieurs critères complémentaires.
- Sur le plan scientifique, le modèle doit être pertinent pour reproduire le phénomène étudié et fournir des résultats fiables, reproductibles et transposables à la pratique clinique.
- Sur le plan économique, il est préférable d'utiliser des modèles simples et peu coûteux lorsque ceux-ci permettent d'obtenir les informations nécessaires. Cette approche contribue à réduire les délais et les coûts du développement des médicaments.
- Sur le plan éthique, l'utilisation des animaux est strictement encadrée. Le choix du modèle doit respecter le principe des 3R : Remplacer les animaux par des méthodes alternatives lorsque cela est possible, Réduire le nombre d'animaux utilisés et Raffiner les protocoles afin de limiter la douleur et le stress. L'objectif est d'obtenir des résultats scientifiques de qualité tout en garantissant le respect du bien-être animal.
-
-
-
- H.Toumi: Cours de pharmacologie générale du cursus de pharmacie,
- A.Ghorab: Modèles expérimentaux de la dépression chez le rat et la souris, mémoire de fin d'étude DEMS, Pharmacologie, 2003.
- J.Dumas: Les animaux de laboratoire (Anatomie, Particularités physiologiques, Hématologie, Maladies
- naturelles, Expérimentation), collection de l'institut Pasteur, Edition médicale Flammarion, 1954.
- M.DAOUED BRIKCI: Techniques de pharmacologie, office des publications universitaires,Février 1989.
- Bioethics.agrocampus.ouest.euf/pdf 2007
-