roques bp, garbay-jaureguiberry c, oberlin r, anteunis ak & lala … · 2020. 5. 5. · 2...
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Roques BP, Garbay-Jaureguiberry C, Oberlin R, Anteunis AK & Lala AK, Nature (1976) 262, 778-779.
Conformation of Met5-enkephalin determined by high fieldPMR spectroscopy
(DPLPE)
(DPDPE)
Tyr-D-Ser-Gly-Phe-Leu-Thr (DSLET)
Tyr-D-Thr-Gly-Phe-Leu-Thr (DTLET)
Potency of opioid peptides to inhibit the binding of [3H]DAGO and [3H]DTLETfrom rat brain tissue at 35°C.
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From Besse D, Lombard M.C., Perrot S. & Besson J.M., Neurosci. (1992) 50 921-933.
The four different examples correspond to rats with: asham operation on the left sciatic nerve (sham), a looseligation of the right sciatic nerve and a sham operation onthe left one (lig.), a section of the right sciatic nerve (sec.)and a right T13-S2 dorsal rhizotomy (rhiz.).
Individual examples of autoradiograms showing the binding of 3 nM [3H]DAMGO (MOR) and 3 nM[3H]DTLET (DOR) at two weeks post-lesion in the L4 lumbar segment of rat spinal cord
Time-related modifications in 3 nM [3H]DAMGO and 3 nM[3H]DTLET specific binding in laminae I and II of the L4segment for intact rats, shamA rats with a right sciatic nervesection.
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Autoradiographic study of µ and ∂ opioid binding sites andneutral endopeptidase-24.11 in rat dorsal root rhizotomy
From J.M. Zajac, M.C. Lombard, M. Peschanski, J.M. Besson & B.P. Roques. Brain Research (1989) 477, 400-403.
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[3H]DAGO (µ)
[3H]DTLET ( )
[3H]HACBO-Gly (NEP)
Photomicrographs illustrating carrageenin-evoked c-Fosprotein immunoreactivity in frontal sections (40 µm) of thedosal horm at the level of l4-L5 segments.
From Le Guen S., Noble F., Fournié-Zaluski, MC., Roques BP, Besson JM. & Buritova J..Eur. J. Pharmacol. (2002) 441, 141-150.
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RB101(S), a dual inhibitor of enkephalinases does not induce antinociceptive tolerance,or cross-tolerance with morphine: a c-Fos study at the spinal level
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Travaux effectués en collaboration entre nos deux unités
1 • concernant la distribution des récepteurs mu, delta, kappa, et inhibiteurs d’enzyme
1987. J.M. ZAJAC, P. DELAY-GOYET, M. PESCHANSKI, N. SALES, Y. CHARNAY, G. GUILBAUD, Y. AGID and B.P. ROQUES.Proceedings of Colloquim of Protides of Biological Fluids, H. Peeters, Ed., Pergamon Press Oxford, 1987, 35, pp. 157-160."Distribution in the brain spinal cord (rat and human of enkephalin targets (mu, delta opioid receptors and enekphalinase) in variousphysiophathological conditions ».
1988. J.M. ZAJAC, M. PESCHANSKI, J.M. BESSON and B.P. ROQUES.in Pain Res. Clinical Management, .R. Dubner, G.F. Gebhart and M.R. Bond Eds., Elsevier Science Publishers, Amsterdam, 1988, vol. 3, 436-441."High resolution autoradiography of opioid receptors and enkephalinase in the rat spinal cord".
1989. J.M. ZAJAC, M.C. LOMBARD, M. PESCHANSKI, J.M. BESSON and B.P. ROQUES.Brain Res., 1989, 477, 400-403."Autoradiographic study of mu and delta opioid binding sites and neutral endopeptidase 24-11 in rat after dorsal root rhizotomy".
1989. J.M. BESSON, M.C. LOMBARD, J.M. ZAJAC, D. BESSE, M. PECHANSKI and B.P. ROQUES.Proc. of Sensory Information in the Superficial Dorsal Horn of the Spinal Cord, F. Cervero, G.J. Bennett and P.M. Headlay Eds., Plenum PublishingCorporation, 1989, pp. 415-428."Opioid receptors in the dorsal horn of intact and deafferented rats : autoradiographic and electrophysiological studies".
1990. D. BESSE, M.C. LOMBARD, J.M. ZAJAC, B.P. ROQUES and J.M. BESSON.International Narcotic Research Conference 1989, Progress in Clinical and Biological Research, vol. 328, A.L. Liss Inc., New York, 1990, 179-182."The use of [3H]DAGO to label projections of this primary afferent fibres at the super ficial dorsal horn level of the rat spinal cord".
1990. D. BESSE, M.C. LOMBARD, J.M. ZAJAC, B.P. ROQUES and J.M. BESSON.International Narcotic Research Conference 1989, Progress in Clinical and Biological Research, vol. 328, A.L. Liss Inc., New York, 1990, 183-186."Pre- and post-synaptic location of mu, delta and kappa opioid receptors in the superficial layers of the dorsal horn of the rat spinal cord ».
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2 • utilisation de cFos
1994. C. ABBADIE, P. HONORE, M.C. FOURNIE-ZALUSKI, B.P. ROQUES and J.M. BESSON.Eur. J. Pharmacol., 1994, 258, 215-227."Effects of opioids and non-opioids on c-Fos-like immunoreactivity induced in rat lumbar spinal cord neurons induced by noxious heat stimulation".
1997. P. HONORE, J. BURITOVA, M.C. FOURNIE-ZALUSKI, B.P. ROQUES and J.M. BESSON.J. Pharm. Exp. Ther., 1997, 281 (1), 208-217."Antinociceptive effects of RB 101, a complete inhibitor of enkephalin-catabolizing enzymes, are enhanced by a CCK-B receptor antagonist as revealedby noxiously-evoked spinal C-Fos expression in the rat".
1999. S. LE GUEN, P. HONORÉ, G. CATHELINE, M.C. FOURNIÉ-ZALUSKI, B.P. ROQUES, & J.M. BESSON.Brain Res. 1999, 834(1-2), 200-206."The effects of RB 101, a complete inhibitor of enkephalin-catabolizing enzymes, on carrageenin-induced spinal c-Fos expression are completelyblocked by ß-funaltrexamine, a selective µ-opioid receptor antagonist".
2002. S. LE GUEN, F. NOBLE, M.-C. FOURNIÉ-ZALUSKI, B.P. ROQUES, J.-M. BESSON, & J. BURITOVA.Eur. J. Pharmacol., 2002, 441(3), 141-150."RB 101(s), a dual inhibitor of enkephalinases does not induce antinociceptive tolerance, or cross-tolerance with morphine : a c-Fos study at the spinal level »
2003. S. LE GUEN, G. CATHELINE, M.-C. FOURNIÉ-ZALUSKI, B.P. ROQUES, J.-M. BESSON & J. BURITOVA.Brain Res. 2003, 967, 106-112.Further evidence for the interaction of m- and d-opioid receptors in the antinociceptive effects of the dual inhibitor of enkephalin catabolism, RB 101(S). A spinal c-Fos protein study in the rat under carrageenin inflammation.
2003. J. BURITOVA, S. LE GUEN, M.-C. FOURNIÉ-ZALUSKI, B.P. ROQUES & J.M. BESSON.Eur. J. Pain 2003, 7(3), 241-249.Antinociceptive effects of RB 101(S), a complete inhibitor of enkephalin-catabolizing enzymes, are enhanced by (+)-HA966, a functional NMDA receptor antagonist : A c-Fos study in the rat spinal cord.
Travaux effectués en collaboration entre nos deux unités
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3 • études pharmacologiques des opioïdes sélectifs et des inhibiteurs d’enképhalinases sélectifs ou mixtes
1986. J.M. BENOIST, V. KAYSER, G. GACEL, J.M. ZAJAC, M. HAUTRON, B.P. ROQUES and G. GUILBAUD.Brain Res., 1986, 398, 49-56."Differential depressive action of two mu and delta opioids ligands on neuronal responses to noxious stimuli in the thalamic ventrobasal complex of rat ».
1986. A. NEIL, V. KAYSER, G. GACEL, J.M. BESSON and G. GUILBAUD.Eur. J. Pharmacol., 1986, 130, 203-208."Opioid receptor types and antinociceptive activity in chronic inflammation: both kappa and mu opiate agonistic effects are enhanced in arthritic rats".
1989. V. KAYSER, M.C. FOURNIE-ZALUSKI, G. GUILBAUD and B.P. ROQUES.Brain Res., 1989, 497, 94-101."Potent antinociceptive effects of kelatorphan (a highly efficient inhibitor of multiple enkephalin degrading enzymes) systemically administered in normal and arthritic rats".
1989. P. DELAY-GOYET, V. KAYSER, J.M. ZAJAC, G. GUILBAUD, J.M. BESSON and B.P. ROQUES.Neuropharmacol., 1989, 28(12), 1341-1348."Lack of significant changes in mu, delta opioid binding sites and neutral endopeptidase EC 3.4.24.11 in the brain and spinal cord of arthritic rats".
1993. J.A. DESMEULES, V. KAYSER, G. GACEL, G. GUILBAUD and B.P. ROQUES Brain Res., 1993, 611, 243-248."The highly selective delta agonist BUBU induces an analgesic effect in normal and arthritic rat and this action in not affected by repeated administration of low doses of morphine.
1993. S. PERROT, V. KAYSER, M.C. FOURNIE-ZALUSKI, B.P. ROQUES and G. GUILBAUD.Eur. J. Pharmacol., 1993, 241, 129-133."Antinociceptive effect of systemic PC 12, a prodrug mixed inhibitor of enkephalin-degrading enzymes, in normal and arthritic rats ».
Travaux effectués en collaboration entre nos deux unités
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1991. B.P. ROQUES.in Towards a New Pharmacotherapy of Pain, DAHLEM Conference report, A.I. Basbaum and J.M. Besson, Eds, Chichester, J. Wiley & Sons Ltd., 1991, 257-277."What are the relevant features of the distribution, selective binding and metabolism of opioid peptides and how can these beapplied to drug design ?".
1992. J.M. BESSON et B.P. ROQUES.La Douleur : Au-delà des Maux, Editions des Archives Contemporaines, 1992, 39-48."Stratégie moderne dans le développement de nouveaux analgésiques : de l'opium aux endomorphines".
1992. J.M. BESSON and B.P. ROQUES.The Puzzle of PAIN, Gordon and Breach Art International , 1992, 38-48."Modern strategies in the development of new analgesics : from opium to endogenous opioids".
Travaux effectués en collaboration entre nos deux unités
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From D.L. Donnelly-Roberts, Abbott Laboratories.
La suppression de la douleur : un objectif loin d’être atteint …
Depuis des décennies aucun analgésique innovant aussi puissant que la morphine mais dépourvu de ses effets indésirables majeurs n’a été mis sur le marché.Le besoin de nouveaux analgésiques est urgent aussi bien pour traiter les douleurs aigües permanentes (cancers, accidents graves, etc) que les douleurs neuropathiques (allodynie, hyperalgésie) dues à des lésions ou affections les produisant au niveau des terminaisons et fibres périphériques avec projection centrale.Pas de traitement réellement efficace, nombreux effets secondaires pour les anticonvulsivants et les antidépresseurs.
La découverte des récepteurs opioïdes et de leurs agonistes endogènes,les enképhalines, avait laissé espérer le développement d’une « endomorphine idéale » … !
Les raisons de l’échec, les moyens de le surmonter.
EOSECS
EOSECS
EOS, ECS
Attacking pain at
its source
Relieving or reducing pain at its source More than 50% of MO effects are attributable to
peripheral neurons (nociceptors)
(From Roques, B.P., Fournié-Zaluski, M.C. and Wurm, M., Nature Reviews Drug Discovery, 2012))
Three levels of pain control by endogenous opioid system (EOS)and endogenous cannabinoids system (ECS)
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NEP
Contrôle de la douleur par exaltation del’action des morphines endogènes
YGGFM(L) YFGGFM(L)
Y+ GGPM(L)
YGG+ FM(L)
APN
PENK
ENKs
MOR, DOR
Zn Zn
ENKsSV
Plasma membrane
cytosol
DENKI DENKI
Extended synaptic area
Opioid signaling
(Exogènes)
Récepteurs opioïdes
Morphine
DORMOR
Hyperstimulation ubiquitaire de tous les récepteurs opioïdes (ORs)même ceux qui ne sont pas impliqués dans le contrôle de la douleur.
Effets indésirables
Tyr – Gly – Gly – Phe – Met (Leu)Enképhalines(Endogènes)
APN NEP
Stimulation restreinte aux sites où les ENKs sontsecrétées en quantité suffisante sous l’effet d’un
stimulus (ex. douleur). Idée : développer des inhibiteurs mixtes (DENKIs) bloquant NEP et APN qui agiront sélectivement sur un nombre limité de ORs.
Absence d’effet indésirable
Roques, B.P., Fournié-Zaluski, M.C. and Wurm, M., Nature Reviews Drug Discovery, 2012, 11, 292-311.
The two leading families of DENKIs
8x10-9M
2x10-9M
3x10-9M4x10-9M
APN NEP
Enkephalins
Tyr -Gly -Gly -Phe -Met(Leu)
Cascade ester (*)
(*) Increases bio -availability
PL 37PL800 PL804
PL804PL800
NEPAPN
(*) Increases bio -availability
Cascade carbamate (*)
PL 265
PL 254
PL
Enkephalins
Tyr -Gly -Gly -Phe -Met(Leu)
254
Ki = 8 nMKi = 2 nM
Ki = 4 nMKi = 3 nM
PL37 : R1 = H ; R2 = -CH(CH3)OCOOEt
PL265 : R1 = CH3 ; R2 = CH3 ; NH3+ = -NH-COO-CH(CH3)-OCOIPr
PL254 : R1 = CH3 ; R2 = CH3 ; NH3+
Effect of DENKIs on the extracellular efflux of Met-enkephalinin the nucleus accumbens, periaqueductal grey (PAG) and cerebrospinalfluid (CSF) Microdialysis or superfusion in awake and freely moving rats
Bourgoin S. et al., JPET, 1986.
Sub-arachnoidal
PAGNucleus accumbens
artificial CSF
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Potentiation de l’action de la Met-enkephaline (ME) sur les neurones du locus coeruleus par le kélatorphan.Absence d’effet propre du kélatorphan.
Exogenous ME (or MO) applied by pressure pulse () on slice containing the LC, leads to hyperpolarization. The response is amplified by kelatorphan (J.T. Williams et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 243(1), 397-401, 1987)
De ce fait les DENKIs n’ont pas d’effet indésirable sur la respiration tant chez l’animal (E. Boudinot et al., Pain 90, 7-13 (2001) que chez l’homme (étudeclinique du PL37)
Le locus coeruleus est une structure cérébrale impliquée dans le contrôle de la respiration et du rythme cardiaque ainsi que dans les phénomènes addictifs.
Le Kelatorphan seul est inactif indiquant l’existence d’une libération basaletrès faible des ENKs dans cette structure
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Puissance analgésique similaire de la morphine et des enképhalines par voiei.v. dans les modèles des douleurs aiguës.
i.c.v. in miceED50 Met-E+kelatorphan (50 µg) : 1.2 nmol/mouse (Fournié-Zaluski, EJP 1984)ED50 MO : 0.63 nmol/mouse; ED50 Met-E : 330 nmol/mouse (Interussi, PNAS 1980)
vehicle (EtOH/cremophor/H2O) improving BBB crossing
Comparison between i.v. morphine and i.v. PL37 in the Hot Plate Test (HPT)
% analgesia = 100 x (test latency – control latency) / (cut-off time – control latency)
** p<0.01*** p<0.001
25
50
75
100
1 mg/kg 2 mg/kg 3 mg/kg
Morphine PL37
% a
nal
gesi
a
PL37, ED50 1.8 mg/kg
MO, ED50 1.6 mg/kg
**
**
***
***
***
***
vs. vehicle
Dunnett’s t test
Toutes les réponses sontinhibées par pré-administration de naloxone
Analgesic effects of morphine or PL37 injected i.v. 10 min before the test in the hot plate test in mice (jump response).
Points represent the percentage of analgesia for n = 8 mice
Control group corresponds to i.v. administration of vehicle.
PL37 ED50 par remplacementdu chrémophor ou du tween 80 par une cyclodextrineutilisable chez l’homme
i.v. perf douleur aigüe ?
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Induction of peripheralnociceptors hyperexcitability
Schwann cellBlood capillaryOligodendrocyte
EOS and neuropathic pain
NORMAL STATE
NEUROPATHIC STATE
Spontaneous discharges by experexpression of Na+ channels in injured nerves
Slow weakly myelinated (∆ds) and unmyelinated (C) fibers
Fast myelinated fibers Aa, Aß
non noxiousstimuli
noxious
stimuli(allodynia)
noxious
stimuli(hyperalgesia)
to spinalcord
( ) Hyperexpression of ORsenrichment in ENKs
Sites ofDENKIs action
Induction of peripheralnociceptors hyperexcitability
(Alteration of Blood Nerve Barrier with transfert ofpronociceptive compounds; TNF, interleukins, cytokines, …)
(intact Blood Nerve Barrier)
to spinalcord
to spinalcord
non noxiousstimuli
to spinalcord
Pain modulation by descending systems
central
sensitization
Hyperactivation of Glu system.
Reduction of GABA system.
Final State
Ex. tactile
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PL37 reduction of neuropathic pain (allodynia and thermal hyperalgesia) induced by partial ligation of sciatic nerve in mice
**p<0.001; *p<0.05 versus baseline values; ##p<0.01 ; #p<0.05 versus vehicle (post injection). 2 way ANOVA followed by Bonferroni’s multiple comparison test.
PL37, 10 mg/kg/po
vehicle
Before admin. of PL37
20-40 mn after gavage
01234567
# # #
paw
wit
hd
raw
al(s
)
0.6
10 mg/kg/po 20 mg/kg/po 40 mg/kg/po
1.3IPSILATERAL,
sham-operated
IPSILATERAL, sciatic nerve injury
***p<0.001 versus baseline values; ###p<0.001, #p<0.05 versus vehicle (post injection). 2-way ANOVA followed by Bonferroni’s multiple comparison test.
Plantar test
Seltzer’s model
von Frey Test
The effect of PL37 is reversed by prior administration of naloxone methiodide (not shown here)
PL37 is active per os at the peripheral level in a model of inflammatory pain.
Administration of the peripherally selective opioid
antagonist naloxone methiodide (i.p.) antagonized
antinociception elicited by oral administration of PL37
(100 mg/kg).
PL37 activates peripheral opioid receptors
Antinociceptive effects of PL37 (100 mg/kg/po) on vocalization threshold to paw pressure in rats with
carrageenan-induced hindpaw inflammation
BaselinevehiclePL37100
200
300
400
inflamed paw
# # #
Voca
lizat
ion
thre
shol
d (g
)
0 20 40 600
100
200
300
400
500 vehiclePL37/NaClPL37/Nlxe-MET
Time, mn
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First demonstration of synergistic interaction between gabapentin and DENKI-protected endogenous opioids in neuropathic pain alleviation (thermal hyperalgesia).
Collaboration with Ana Baamonde, Universidad de Oviedo, Spain
Experimental ED50
(with synergy) : 7.03
Computed ED50without synergy : 12.8
PL265 and gabapentin show the same synergistic effects in this model
Other synergistic effects are observed between PL37 or PL265 and P2X3R, CCKBR antagonists and CB2R agonists
Synergistic effects of PL37 combinedwith gabapentin, both at subactive
doses.
PL37 antihyperalgesic effect is reversed by naloxone
methiodide. Isobolographic analysis
Peripheral analgesia.
PL37
NAL-MET
25 25- -
2 2- - 2
- 25 25-
- - 2
Menendez et al. Eur. J. Pharmacol., 2008
Synergistic antihyperalgesic effects of oral PL37 and gabapentin in murine tibial osteosarcoma
• Efficacité démontrée du PL37 en addition à la prégabaline (Lyrica®)
• Efficacité illustrée par la baisse concomitante des scores de douleur après 4 semaines de traitement, ainsi que par les questionnaires de Qualité de Vie et de douleur neuropathique
• L’amélioration observée de -1,2 sur les scores de douleur semble indiquer plutôt un effet additif (et non synergique) du PL37 et de la prégabaline (expérience de pharmaco animale en cours pour confirmation)
• La sécurité et la tolérance du PL37 sont excellentes
PL37 Phase 2a p.o.: en résumé
Résultats préléminaires présentés par le Dr Michel WUR (Pharmaleads) à un mini symposium sur la douleur à Montpellier. Egalement présentés officiellement au prochain congrès du IASP cette semaine au Japon par le Dr Michel WURM
Résultats : Preuve de concept obtenue en addition à la prégabaline
Les patients sous prégabaline et PL37 voient leur score de douleur diminuer de façon régulière au cours du temps
Evolution du score de douleur pour les patients sous prégabaline
Run-in period Treatment period
Pregabalin+ Placebo
Pregabalin+ PL37
Résultats préléminaires présentés par le Dr Michel WUR (Pharmaleads) à un mini symposium sur la douleur à Montpellier. Egalement présentés officiellement au prochain congrès du IASP cette semaine au Japon par le Dr Michel WURM
From Rice A.S.C. et al. The Lancet (2014) 383, 1637-1647.
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