Imagerie moléculaire pour l’étude des répercussions pharmacocinétiques des transporteurs hépatiques

Abstract

La distribution des médicaments du sang vers les tissus, où ils exercent leurs effets pharmacologiques et/ou toxiques, implique des transporteurs qui régulent leur passage membranaire. Chaque interface biologique présente un profil spécifique d’expression des transporteurs. Les Organic Anion-Transporting Polypeptides (OATP) sont majoritairement exprimés dans le foie où ils participent à l’élimination hépatique de nombreux médicaments, avec d’autres transporteurs hépatocytaires. Certains OATP sont exprimés dans d’autres organes où leurs répercussions pharmacocinétiques restent mal connues. Des méthodes d’imagerie moléculaire permettent l’étude non invasive de ces transporteurs grâce à la détection de sondes pouvant être quantifiées au niveau tissulaire. Deux exemples sont présentés ici, permettant de mesurer sélectivement l’importance du transport OATP à l’interface sang-tissu : (i) la [^99mTc]mébrofénine, un radiopharmaceutique de scintigraphie hépatobiliaire qui a été employé chez le rat afin de valider un protocole d’inhibition pharmacologique ciblé, transposable chez l’Homme, permettant de distinguer l’activité OATP sinusoïdale de l’activité d’excrétion biliaire, de manière non invasive ; (ii) le [¹¹C]glyburide, une nouvelle sonde OATP développée pour l’imagerie tomographie par émission de positons (TEP) utilisée pour la première fois chez l’Homme. Une approche d’acquisition corps-entier dynamique a permis de quantifier l’activité OATP dans les tissus hépatiques et extra-hépatiques afin d’évaluer in vivo l’importance pharmacocinétique de ces transporteurs. L’imagerie translationnelle ouvre des perspectives d’études pharmacocinétiques originales, jusqu’alors inenvisageables chez l’Homme. Le développement de radiopharmaceutiques dédiés à la mesure de l’activité des transporteurs et l’optimisation de l’analyse des données d’imagerie qui en sont issues permettent d’en apprécier les répercussions fonctionnelles sur les étapes de distribution et d’élimination.

The distribution of drugs from blood to tissues, where they exert their pharmacological and/or toxic effects, involves transporters that regulate their membrane passage. Each biological interface has its specific transporter expression profile. Organic Anion-Transporting Polypeptides (OATPs) are predominantly expressed in the liver, where they are involved in the hepatic elimination of many drugs, along with other hepatocyte transporters. Some OATPs are expressed in other organs, where their pharmacokinetic impact remains poorly understood. Molecular imaging methods enable these transporters to be studied non-invasively, thanks to the detection of probes that can be quantified at the tissue level. Two examples are presented here, enabling the importance of OATP transport at the blood-tissue interface to be measured selectively: (i) [^99mTc]mebrofenin, a radiopharmaceutical for hepatobiliary scintigraphy, was used in rats to validate a targeted pharmacological inhibition protocol, transposable to humans, enabling sinusoidal OATP activity to be distinguished from biliary excretion activity, in a non-invasive manner; (ii) [¹¹C]glyburide, a new OATP probe developed for positron emission tomography (PET) imaging, used for the first time in humans. A dynamic whole-body acquisition approach enabled quantification of OATP activity in hepatic and extra-hepatic tissues to assess the pharmacokinetic importance of these transporters in vivo. Translational imaging opens new prospects for original pharmacokinetic studies, hitherto unthinkable in humans. The development of radiopharmaceuticals dedicated to the measurement of transporter activity, and the optimization of the analysis of the resulting imaging data, enable us to assess their functional repercussions on the distribution and elimination stages.