Pharmacogénétique de l’irinotécan: la carboxylestérase 2

Résumé:

L’irinotécan, un médicament utilisé dans le traitement des cancers colorectaux avancés, est une prodrogue nécessitant une activation en SN-38 par la carboxylestérase 2 (CES2). L’existence de polymorphismes fonctionnels sur le gène codant pour cet enzyme pourrait expliquer la variabilité individuelle d’activité et/ou de toxicité de ce médicament. Nous-mêmes et d’autres équipes ont exploré cette possibilité en recherchant des single nucleotide polymorphisms (SNP) et leurs conséquences fonctionnelles.

Dans l’étude de Charasson et al. [1], une série de 115 échantillons d’ADN humains ont été étudiés par chromatographie à haute performance en conditions dénaturantes et séquençage de produits de PCR. Un total de 11 SNP ont été identifiés, aucun d’eux n’entraînant de variation au niveau de la séquence de la protéine. Ils sont répartis en 10 génotypes distincts s’ajoutant au type sauvage. La fonctionnalité de ces variations a été étudiée dans 60 échantillons de foie humain par mesure de l’expression du gène CES2 par RT-PCR en temps réel et de l’activité carboxylestérase utilisant l’irinotécan comme substrat. Ces paramètres n’étaient pas significativement différents de ceux évalués dans les échantillons de génotype sauvage.

L’étude de Wu et al. [23] a été conduite sur 78 échantillons de foie humain et le génotype a été réalisé sur la totalité du gène des échantillons présentant les activités la plus élevée et la plus faible. Un total de 15 SNP ont été identifiés, partiellement identiques à ceux de l’autre étude. Ils sont associés par un fort déséquilibre de liaison et par une spécificité ethnique marquée de leur distribution en 12 haplotypes différents. Il existe une diminution non significative de l’expression du gène CES2 dans un haplotype contenant un SNP au niveau du promoteur du gène, mais pas de différence d’activité enzymatique entre haplotypes variant et sauvage.

En se basant sur ces deux études et sur deux autres études préliminaires, on peut conclure que le gène CES2 présente plusieurs polymorphismes, dont aucun ne semble impliqué de façon significative dans l’activité de l’enzyme, ni par conséquent dans l’activation de l’irinotécan.

Abstract:

Irinotecan, a drug widely used in the treatment of advanced colorectal cancers, is a prodrug requiring activation to SN-38 by carboxylesterase 2 (CES2). The existence of functional polymorphisms in the gene encoding this enzyme could explain the individual variability in drug efficacy and/or toxicity. We, among others, have explored this possibility in looking for single nucleotide polymorphisms (SNP) and their functional consequences.

In the study of Charasson et al. [1], a series of 115 human DNA samples were studied by denaturing high-performance liquid chromatography and sequencing of PCR products. A total of 11 SNPs were identified, none of them able to alter the amino-acid sequence of the protein. They were distributed in 10 distinct genotypes in addition to the wild type. The functionality of the variations identified was studied in 60 human liver samples by measuring CES2 gene expression by real-time RT-PCR of mRNA extracts and carboxylesterase activity using irinotecan as a substrate. These were not significantly different from those measured in wildtype samples.

The study of Wu et al. [23] was conducted on 78 human liver samples and genotyping was performed on the whole gene of the samples presenting the highest and the lowest carboxylesterase activity. A total of 15 SNPs were identified, partially identical to those identified in the other study. There was a strong linkage disequilibrium and a marked ethnic specificity of the distribution into 12 different haplotypes. There was a non-significant reduction in CES2 gene expression in one haplotype, involving a SNP in the promoter of the gene, but no significant difference in enzyme activity between haplotypes.

Based on these two studies and on two other preliminary studies, it can be concluded that the CES2 gene presents several polymorphisms, none of which seems involved in significant variations in protein activity and, therefore, in irinotecan activation.