Metabolism study of tyrosine kinase inhibitors, characterization of new reactive metabolites of pazopanib and sunitinib by a biomimetic catalytic approach and potential involvement in their adverse effects

Le pazopanib et le sunitinib sont des inhibiteurs de tyrosine kinases (ITK) indiqués dans le traitement de différents cancers. Ils s'administrent par voie orale au long cours et sont fortement métabolisés au niveau hépatique par les cytochromes P450. Ils sont associés à une hépatotoxicité sévère et à la survenue d'interactions médicamenteuses qui pourraient être liées à leurs métabolites, notamment à la formation de métabolites réactifs. En utilisant un système catalytique chimique biomimétique, composé d'une métalloporphyrine et d'un donneur d'atome d'oxygène, des aldéhydes aromatiques réactifs ont été caractérisés pour la première fois pour ces deux ITK. Ils ont aussi été détectés dans des incubations de microsomes hépatiques humains, un modèle validé de métabolisme hépatique, et dans des prélèvements plasmatiques de patients traités par pazopanib ou sunitinib. La réactivité de ces aldéhydes aromatiques vis-à-vis des amines a été mise en évidence in vitro sous la forme d'adduits avec les chaînes latérales des résidus lysine de protéines humaines, le CYP3A4 et l'albumine. Ces résultats conduisent à considérer l'implication des métabolites aldéhydes réactifs du pazopanib et du sunitinib dans l'hépatotoxicité et la survenue d'interactions médicamenteuses in vivo. Afin de réaliser un suivi du ratio métabolique en cas de suspicion d'interaction médicamenteuse ou d'inobservance, une méthode UPLC-MS/MS pour la (semi)-quantification simultanée du pazopanib et de ses métabolites hydroxylés et N-déméthylé dans le plasma a été développée et validée. Elle permettra aussi d'étudier les relations entre les concentrations plasmatiques en métabolites et la survenue de toxicités au cours d'études pharmacocinétiques.Pazopanib and sunitinib are tyrosine kinase inhibitors (TKI) approved for the treatment of various cancers. They are taken orally for a long time and are extensively metabolized in the liver by cytochromes P450. They are associated with serious hepatotoxicity and drug-drug interactions that may be related to their metabolites, including the formation of reactive metabolites. Using a biomimetic chemical catalytic system, composed of a metalloporphyrin and a single oxygen atom donor, reactive aromatic aldehydes were characterized for the first time for these two TKI. They were also detected in human liver microsomal incubations, considered as a reliable model of hepatic metabolism, and in plasma samples of patients treated with pazopanib or sunitinib. The reactivity of these aromatic aldehydes with amines has been demonstrated in vitro since adducts on lysine side chains of human proteins, CYP3A4 and albumin, have been detected. These results lead to consider the involvement of pazopanib and sunitinib reactive aldehydes in the onset of hepatotoxicity and drug-drug interactions in vivo. In order to monitor the drug to metabolite ratio on suspicion of drug-drug interaction or noncompliance, an UPLC-MS/MS method for the simultaneous determination of pazopanib and its hydroxylated and N-desmethyl metabolites in plasma has been developed and validated. The study of relationships between metabolite plasma levels and the occurrence of toxicities in pharmacokinetic studies will also be possible