Étude du rôle des métabolites microbiens sur la pharmacocinétique du tacrolimus à travers la régulation du transporteur d’efflux ABCB1

Details

Supervisors

Elens, Laure ; Bindels, Laure B.

Faculty

Faculté de pharmacie et des sciences biomédicales

Degree label

Master [120] en sciences biomédicales, à finalité approfondie

Abstract

Le tacrolimus (TAC) est un immunosuppresseur largement utilisé pour éviter un rejet suite à une greffe d’organe solide. Il possède une fenêtre thérapeutique étroite et il est caractérisé par de fortes variabilités pharmacocinétiques (PK) inter- et intra-individuelles. Dans ce travail de recherche, nous nous intéressons au lien qui existe entre la composition du microbiote intestinal et la PK du TAC au travers des modulations de l’expression de la pompe d’efflux ATP dépendante, ABCB1 (anciennement dénommée P-glycoprotéine ou P-gp). Ce mémoire a pour objectif d’étudier la relation entre l’exposition à certains métabolites microbiens et l’expression de la pompe d’efflux ABCB1. Cette question de recherche fait suite à une expérience préliminaire in vivo réalisée au laboratoire ayant montré une baisse d’exposition sanguine au TAC après 5 jours de traitement oral par le TAC (3mg/kg/jour) chez les souris ayant un microbiote avec une baisse de la charge bactérienne par un cocktail d’antibiotiques (ATB) administré via l’eau de boisson par rapport à des souris contrôles possédant un microbiote non altéré. Une seconde expérience explorant les possibles changements d’expression des gènes codant pour les protéines impliquées dans les processus PK du TAC, a permis de mettre en évidence une surexpression du gène abcb1 au niveau proximal du petit intestin chez les souris sous antibiothérapie. Ces observations nous permettent de formuler l’hypothèse que certains métabolites bactériens seraient capables de moduler l’expression de cette protéine au niveau intestinal via un mécanisme encore inconnu. Pour comprendre la possible relation entre l’exposition aux métabolites bactériens et l’expression d’ABCB1 (mesuré par RT-qPCR), nous avons tout d’abord développé un modèle expérimental in vitro qui consiste à mettre des cellules Caco-2 en présence ou non de solution fécale murine préparée à partir de selles collectées in vivo après traitement ou non aux ATB. Ensuite, afin d’identifier quels sont les métabolites responsables de la modulation de cette expression d’ABCB1, nous avons exposé ce même modèle Caco-2 à plusieurs métabolites dont des acides gras à chaine courte et des acides biliaires primaires et secondaires à des concentrations mimant les conditions physiologiques chez l’homme. Les résultats obtenus après l’exposition des cellules aux solutions fécales confirment notre hypothèse de départ à savoir une baisse significative de l’expression d’ABCB1 suite à l’exposition des cellules Caco-2 aux solutions fécales préparées à partir des fèces des souris non traitées aux ATB. Les résultats concernant l’exposition des Caco-2 aux métabolites ne permettent toutefois pas de conclure sur les métabolites responsables de cette observation. En effet, nous observons que certains métabolites, plus spécifiquement le mélange des acides gras choisis et le butyrate seul, ont la capacité d’augmenter l’expression d’ABCB1 de manière significative, ce qui va à l’encontre de notre observation originelle, à savoir une baisse d’expression d’abcb1 chez les souris ayant un microbiote intact (i.e. non traitées aux ATB). Ces données sont à mettre en regard avec la littérature publiée à ce jour dans le domaine étant donné que les métabolites que nous avons testés ne sont pas les seuls candidats possibles et que notre modèle ne prend pas en compte les différentes compétitions des métabolites entre eux pour ces mécanismes de régulation. Ces expériences ont pour but d’améliorer notre connaissance de la PK du TAC et surtout d’identifier de nouveaux facteurs responsables des variabilités observées afin de pouvoir aider à améliorer les stratégies thérapeutiques et notamment, la définition d’un dosage spécifique à chaque patient en fonction de la composition microbienne ou éventuellement de la prise d’une antibiothérapie.