Exploration in vitro et ex vivo du pouvoir inhibiteur des anti-inflammatoires non stéroïdiens vis-à-vis des iso-enzymes de la cyclooxygénase

A review of the literature shows that whether the inhibitory potency of nonsteroidal anti-inflammatory drugs on cyclooxygenase (COX) iso-enzymes, when given therapeutically in humans, can be predicted from their in vitro concentration-response curves using the whole blood assay is unknown. Therefore, wedetermined the inhibition of blood COX iso-enzymes in 24 healthy male volunteers aged 20 to 27 years, in vitro before any drug intake and ex vivo after single and repeated intake of either 7.5 mg meloxicam once, 400 mg ibuprofent.i.d. or 75 mg diclofenac SR once, taken in a randomized cross-over design. Production of thromboxane B2 (TxB2) during clotting and of prostaglandin E2 (PGE2) during endotoxin exposure served as indicators ofplatelet COX-1 and monocyte COX-2 activity respectively. Drug were determined in plasma by HPLC, with a chiral separation of ibuprofen and free fractions after equilibrium dialysis. lntra-subject variation for COX-1 and COX-2 at baseline was at 26 ± 18 % and 18 ± 13 % respectively and inter-subject variation at 39%.and36% respectively. The ratios of ICsos and, at best, of IC80s revealed diclofenac and meloxicam as selective COX-2 inhibitors and ibuprofen as a preferential COX-1 inhibitor in vitro. However, after oral intake, ibuprofen inhibited ex vivo COX-2 by 80 % whereas diclofenac inhibited COX-1 by 70.%. Meloxicaminhibited COX-1 from 30 to 55 % depending on the repetition of the dose and increase in plasma concentrations. Using in vitro dose-response curves, the in vivo inhibitory potency of diclofenac was estimated adequately from its circulating concentration ([- 0.18;0.21] for COX-1 and [- 0.13;-0.03] for COX-2) but thiswas not the case for ibuprofen on COX-2 ([- 0.14;0.27]) and meloxicam on COX-1 ([0.31; 1.05]). The limited predictability of the system was not improved through considering the unbound fraction of the drugs or the variable chiral inversion of ibuprofen. ln conclusion, assessment of COX-2 selectivity based on in vitro studiesand pharmacological modelling has a limited clinical relevance and investigation of COX selectivity at therapeutic plasma concentrations of NSAIDs using the ex vivo whole blood assay is required.Une revue de la littérature montre que l'on ne sait pas si, en condition de prescription chez l'Homme, les pouvoirs inhibiteurs des anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) sur les iso-enzymes de la cyclooxygénase (COX), peuvent être prédits à partir des inhibitions mesurées in vitro en utilisant le sang comme sourced'enzymes. C'est pourquoi nous avons comparé, dans une étude randomisée, croisée, le niveau d'inhibition des iso-enzymes de COX chez 24 hommes volontaires, âgés de 20 à 27 ans, in vitro avant toute prise d'AINS et exvivo après prise unique ou répétée de 7,5 mg/j de meloxicam ou 400 mg x3 d'ibuprofène ou 75 mg de diclofénac LP. La production de thromboxane E2 (TxB,) durant la coagulation spontanée et de prostaglandine E2 (PGEz) après stimulation par 10[micro]g de LPS ont servi d'indicateurs de l'activité COX-1 plaquettaire et COX-2 monocytaire respectivement. Le dosage plasmatique des AINS a été réalisé par HPLC, avec dosage stéréosélectif de l'ibuprofène et mesure des fractions libres après dialyse à l'équilibre. La variation intraindividuelle de l'activité basale de COX-I et COX-2 était de 26 ± 18 % et 18 ± 13 % respectivement et lavariation inter-individuelle de 39% et 36% respectivement. Les rapports d'IC[indice 50]s et d'IC [indice]80s ont montré que lediclofénac et le meloxicam sont des inhibiteurs sélectifs de COX-2 et l'ibuprofène un inhibiteur préférelltiel deCOX-1 in vitro. Cependant, après prise orale d'ibuprofène, COX-2 est inhibée à 80 % ex vivo alors que le diclofénac inhibe COX-1 à 70 %. Le meloxicam inhibe COX-1 de 30 à 55 % en fonction de la répétition des prises et de l'augmentation des concentrations plasmatiques. En utilisant les courbes concentration-activitéCOX établies in vitro,.le pouvoir inhibiteur du diclofénac in vivo a été estimé correctement à partir de sa concentration sanguine ([- 0,18;0,21] pour COX-1 et [- 0,13;- 0,03] pour COX-2), ce qui n'est pas le cas pour l'ibuprofene sur COX-2 ([- 0,14;0,27]) et le meloxicam sur COX-1 ([0.31;1.05]). La prédiction limitéedu système n'a pas été améliorée en prenant en compte la fraction libre des médicaments et l'inversion chirale de l'ibuprofène. Nous en concluons que le profil de sélectivité d'un AINS mesuré in vitro ne peut être extrapolé aux conditions cliniques de prescription et que sa sélectivité pour les COXs doit être déterminée ex vivo aux concentrations thérapeutiques anti-inflammatoires