Interaction médicamenteuse-médicament entre l’eugénol et le repaglinide dans le diabète sucréel de type 2 et son mécanisme potentiel

Résumé

Cette étude visait à explorer les interactions médicamenteuse potentielles entre l’eugénol (EUG) et le repaglinide (RPG) chez des patients atteints de diabète sucré de type 2 (DT2).

Résumé

Cette étude a étudié l’interaction potentielle médicamente-médicament (DDI) entre l’eugénol (EUG) et le repaglinide (RPG) chez le diabète sucré de type 2 (DT2). Un modèle de rat DT2DM a été établi en utilisant un régime riche en graisses et la streptozotocine (STZ). Le groupe à dose unique a reçu 0,4 mg/kg de RPG, et les groupes co-administrés ont été pré-traités avec de l’EUG (50, 100, 150 mg/kg) pendant sept jours avant de recevoir une dose unique de RPG (0,4 mg/kg). La glycémie et les paramètres pharmacocinétiques de la RPG ont été évalués dans les échantillons plasmatiques de rats. L’effet de l’EUG sur la stabilité métabolique du RPG et l’activité du cytochrome P3A (CYP3A) a été évalué chez les microsomes hépatiques (RLM) de rat. Chez les rats atteints de diabète de type 2, le traitement par RPG a montré un effet hypoglycémique, qui a été renforcé par la co-administration d’EUG de manière dépendante de la dose (p < 0,001). La co-administration d’EUG a influencé la pharmacocinétique du RPG en augmentant la surface sous la courbe (AUC, augmentation de 88,64 %, 164,59 % et 244,72 % par rapport à un RPG unique, p < 0,001), la concentration plasmatique maximale (C_max, augmentation de 18,61 %, 53,58 %, et 77,63 % par rapport à un RPG simple, p < 0,01), la concentration maximale (T_max, 1,0 h pour la co-administration d’EUG contre 0,5 h pour un RPG simple), demi-vie (t_1/2, prolongé 33,86 %, 49,61 % et 88,19 % par rapport à un RPG simple, p < 0,01), le temps moyen de rétention (MRT, prolongé 17,62 %, 26,42 %, 44,04 % par rapport à un RPG, p < 0,001), et la diminution du taux de résolution (Clz/F, diminution de 48,92 %, 63,31 % et 74,10 % par rapport à un RPG, p < 0,001) de manière dépendante de la dose. In vitro L’étude RLM, EUG, a amélioré la stabilité métabolique de la RPG en prolongeant la demi-vie (44,09 ± 3,25 min) et en réduisant la clairance intrinsèque (30,55 ± 3,69 μL/min/mg de protéines). L’EUG a également inhibé l’activité du CYP3A avec un IC₅₀ de 7,90 ± 1,79 μM. La co-administration de l’EUG a favorisé l’effet hypoglycémique du RPG en augmentant l’exposition systémique au RPG chez les rats DT2, potentiellement en améliorant la stabilité métabolique du RPG et en inhibant l’activité du CYP3A.

Introduction

Le diabète sucré de type 2 (DT2DM) est un trouble métabolique chronique caractérisé par une résistance à l’insuline ou une diminution de l’efficacité insulinique, qui touche des millions de personnes dans le^{monde 1}. Des interactions complexes avec la susceptibilité génétique et les facteurs liés au mode de vie sont impliquées dans le DT2, entraînant une absorption du glucose altérée, une gluconéogenèse hépatique excessive et une inflammation chronique de faible^{grade 2}. La DT2 peut entraîner de graves complications si elle est mal traitée, notamment des maladies cardiovasculaires, des maladies rénales, des rétinopathies et des neuropathies, ce qui affecte significativement la qualité de vie des patients et augmente la^{mortalité 2}. Les traitements médicamenteux actuels de la DT2 incluent la metformine, les médicaments sulfonylurés, les agonistes des récepteurs GLP-1, les inhibiteurs de DPP-4, etc^{. 3}. Le repaglinide (RPG) est un type de méglitinide à action courte qui agit en stimulant la sécrétion d’insuline et possède la caractéristique d’une flexibilité^{dosissée 4}. Comparées aux sulfonylurées, les glinides offrent un meilleur contrôle de l’hyperglycémie postprandiale, réduisent le risque de certains effets indésirables tels que l’hypoglycémie, et présentent un profil de sécurité plus favorable, en particulier chez les patients en insuffisance^{rénale 5,6}. La RPG est rapidement absorbée après administration orale, atteignant généralement des concentrations plasmatiques maximales en 30 à 60 minutes, et sa courte demi-vie entraîne une brève stimulation de la libération d’insuline. Cliniquement, la RPG est utilisée soit en monothérapie, soit en combinaison avec d’autres agents antihyperglycémiques oraux pour optimiser le contrôle^{glycémique 7}. Cependant, son application clinique est limitée par une faible biodisponibilité orale (environ 56 %), un métabolisme hépatique rapide et un risque potentiel d’hypoglycémie 8,9,10,11,12,13,14. Ces inconvénients soulignent la nécessité d’une stratégie de traitement globale.

L’eugénol (EUG), chimiquement connu sous le nom de 4-allyl-2-méthoxyphénol, est un composé organique dont la formule chimique est C_{10H 12O 2}¹⁵. L’EUG est un liquide incolore à jaune pâle et constitue un composé phénolique actif, principalement présent dans les clous de girofle (Eugenia caryophyllata Thunb.) et d’autres plantes^{aromatiques 16}. L’EUG a attiré beaucoup d’attention en raison de ses diverses propriétés pharmacologiques, notamment des activités antioxydantes, anti-inflammatoires, antibactériennes, analgésiques et^{antitumorales} 17,18,19. Des études récentes ont démontré que l’EUG a montré une valeur potentielle en tant que thérapie adjuvante pour la DT2DM, car les preuves expérimentales in vitro et in vivo indiquent que l’EUG améliore la sensibilité à l’insuline, favorise l’absorption du glucose dans les tissus périphériques, inhibe la gluconéogenèse hépatique et protège la fonction des cellules β pancréatiques^20,21. Ces mesures multifacettes, combinées à une toxicité^{relativement faible 22}, positionnent l’EUG comme un candidat médicament naturel très prometteur, capable de compléter les lacunes des médicaments cliniques traditionnels et d’atténuer les complications liées au DT2DM grâce à un mécanisme synergique.

Les enzymes cytochrome P450 (P450) jouent un rôle crucial dans le métabolisme des médicaments et médiatisent les interactions médicamenteuse (DDI) en induisant ou en inhibant certains sous-types, ce qui est d’une importance vitale pour un traitement médicamenteux sûr^{et efficace 23}. Notamment, la RPG est principalement métabolisée dans le foie par CYP2C8 et CYP3A4^24,25. Lorsqu’elle est coadministrée avec la quercétine (QCT), elle améliore la biodisponibilité in vivo du RPG en inhibant le métabolisme hépatique en premier passage et le métabolisme systémique via les CYP450s²⁶. Il a également été rapporté que l’EUG supprime l’activité des CYP450, notamment 1A2, 2C9, 2D6 et 3A4, de manière dépendante de la concentration, indiquant des interactions potentielles lorsque l’EUG est co-administrée avec des médicaments métabolisés par ces^{enzymes 27}. Malgré le potentiel prometteur de l’EUG comme thérapie complémentaire pour le DT2 et la susceptibilité connue du RPG aux DDI médiés par le CYP, il reste incertain si l’EUG modifie l’exposition systémique, la stabilité métabolique ou le métabolisme médié par le CYP3A du RPG. Étant donné que l’EUG et le RPG sont susceptibles d’être co-administrés en pratique clinique ou en compléments alimentaires, le manque de données DDI entre eux présente un risque potentiel de modifications involontaires des concentrations plasmatiques du RPG. De telles modifications pourraient entraîner soit une réduction de l’efficacité thérapeutique, soit un risque accru d’hypoglycémie. Ainsi, ce manque de preuves représente un obstacle important à la combinaison rationnelle et sûre des produits naturels avec les antidiabétiques conventionnels. Il est donc essentiel d’évaluer systématiquement l’effet de l’EUG sur la pharmacocinétique et la pharmacodynamique du RPG et d’élucider le mécanisme métabolique sous-jacent, en mettant particulièrement l’accent sur l’activité du CYP3A. Au vu des preuves ci-dessus, on pourrait supposer que l’EUG pourrait influencer le métabolisme du RPG en modifiant l’activité du CYP450. Il s’agit de la première étude à étudier l’interaction EUG–RPG dans un contexte T2DM. Les résultats devraient combler un déficit de connaissances critique et fournir une base mécaniste pour optimiser la co-administration sûre de l’EUG et du RPG dans la gestion T2DM. Si la coadministration est envisagée, il convient de prendre en compte le potentiel d’une exposition accrue au RPG, et les signes d’hypoglycémie doivent être surveillés, en particulier lorsque l’EUG est pris à fortes doses ou sous forme de complément concentré. De plus, bien que les rats expriment des isoformes de CYP3A fonctionnellement analogues à celles de l’humain CYP3A4, l’extrapolation directe des résultats quantitatifs à l’humain nécessite une prudence en raison des différences entre les espèces dans l’expression enzymatique et l’activité catalytique.

Protocole

Cette étude a été approuvée par le Comité d’éthique de l’Académie chinoise des sciences médicales du Jilin (date : 2024.11.21/No.2024112) conformément aux directives^{ARRIVE 28}. Les réactifs et l’équipement utilisés sont listés dans le tableau des matériaux.

1. Conditions de logement des animaux

Les rats mâles de Sprague-Dawley (200–250 g) étaient logés dans une salle pour animaux de laboratoire dans les conditions suivantes : température : 22 °C ± 2 °C, humidité relative : 40–60 %, et un cycle clair/obscur de 12 heures, avec un accès libre à la nourriture et à l’eau permettant une semaine d’acclimatation^29,30.

2. Modélisation animale, traitement et traitement des échantillons

La taille de l’échantillon a été déterminée à partir d’une analyse de puissance utilisant le test F (G*Power 3.1.9.7). Une analyse de puissance a priori a été réalisée avec une taille d’effet de 0,6, un niveau α de 0,05 et une puissance désirée de 0,8, ce qui a donné une taille d’échantillon totale de 55. Ce calcul indiquait qu’au moins 9 rats étaient nécessaires par groupe. Par conséquent, dix rats par groupe ont été utilisés, atteignant une puissance réelle de 0,86.

Avant l’établissement du modèle T2DM, tous les rats étaient à jeûne pendant 12 heures. Ensuite, ils ont été divisés aléatoirement en deux groupes : le groupe témoin (n = 10) et le groupe T2DM (n = 50). L’établissement du modèle du rat T2DM a été réalisé selon la méthode précédemment^{rapportée 31}. En résumé, les rats du groupe DT2DM ont été nourris avec un régime riche en graisses (avec une teneur en matières grasses de 60 %) pendant 4 semaines consécutives, puis ont reçu une injection intrapéritonéale unique de 30 mg/kg de STZ dissous dans un tampon stérile de citrate (pH 4,4). Trois jours après l’injection STZ, la glycémie dans la veine de la queue des rats a été mesurée à l’aide d’un glucomètre sanguin, et les rats ayant une concentration de glucose supérieur à 16,7 mmol/L ont été considérés comme ayant établi avec succès la DT2DM. Pour le groupe témoin, les rats ont reçu un régime alimentaire normal et des injections intraperitonéales de 0,9 % de solution saline normale sur la même période que le groupe DT2.

Les rats T2DM étaient ensuite divisés en quatre groupes avec 10 rats dans chaque groupe : le groupe T2DM + RPG (RPG unique), le groupe T2DM + RPG + EUG (50 mg/kg) (co-RPG+EUG 50 mg/kg), le groupe T2DM + RPG + EUG (100 mg/kg) (co-RPG+EUG 100 mg/kg), et le groupe T2DM + RPG + EUG (150 mg/kg) (co-RPG+EUG 150 mg/kg). Après un jeûne de 12 heures, les rats du groupe RPG unique ont reçu par voie orale 0,4 mg/kg RPG (suspendus dans une solution saline normale) à l’aide d’une aiguille^{de gavage 26}. Les rats des groupes co-RPG+EUG ont reçu par voie orale respectivement 50, 100 et 150 mg/kg d’EUG, une fois par jour pendant sept jours consécutifs, et le huitième jour, après une période supplémentaire de jeûne de 12 heures, le groupe co-administré a reçu en plus 0,4 mg/kg RPG par voie intragastrique. Par la suite, les paramètres de la glycémie ont été évalués à partir d’échantillons sanguins prélevés dans la veine de la queue.

Pour l’analyse pharmacocinétique, l’échantillon sanguin (0,2 mL) a été prélevé dans le plexus veineux orbitaire postérieur des rats dans les tubes de microcentrifuge héparinisés à différents moments (0,25 h, 0,5 h, 1 h, 2 h, 4 h, 6 h et 8 h après la dose). Après la collecte, les échantillons étaient centrifugés (1500 × g, 10 min, 4 °C) pour séparer le plasma (jaune pâle, clair), qui était stocké à -80 °C jusqu’à l’analyse. Les échantillons de plasma ont ensuite été analysés pour la concentration de RPG en utilisant la méthode HPLC décrite à l’étape 4.

3. Étude du métabolisme dans les microsomes hépatiques de rats regroupés

Pour étudier le mécanisme sous-jacent aux changements pharmacocinétiques in vivo , l’effet de l’EUG sur la stabilité métabolique du RPG et l’activité CYP3A a été évalué dans le RLM. La RPG (3 μM) a été incubée avec ou sans EUG dans un tampon PBS à 37 °C avec un volume total de 200 μL, incluant RLM (0,5 mg/mL de protéine microsomale) et un système de régénération NADPH (1,3 mM de NADP, 3,54 mM de glucose 6-phosphate, 0,4 U/mL de glucose 6-phosphate déshydrogénase, et 3,3 mM de_{MgCl 2}). Après une pré-incubation de 5 minutes à 37 °C sans NADPH, la réaction a été initiée par l’ajout du système de régénération NADPH. Le mélange était ensuite incubé à 37 °C dans un bain-marie secoué. À différents moments d’incubation (0 min, 5 min, 15 min, 30 min, 45 min, 60 min), des échantillons de 30 μL étaient prélevés et transférés dans un tube de microcentrifuge avec de l’acétonitrile glacé pour mettre fin à la réaction. Les échantillons ont été centrifugés (12 000 × g pendant 10 minutes à 4 °C) pour obtenir le surnageant (clair). Les surnatants résultants ont ensuite été analysés pour la concentration de RPG en utilisant la même méthode HPLC détaillée à l’étape 4.

4. Analyse HPLC

La concentration de RPG dans le plasma (de l’étape 2) et les incubations microsomales (de l’étape 3) a été analysée à l’aide de la méthode HPLC rapportée par Kim et ^al.26. Les étapes spécifiques de l’opération sont les suivantes : des échantillons (120 μL) ont été mélangés avec 300 μL d’acétonitrule contenant du kétoconazole (standard interne, 100 ng/mL) pour obtenir une précipitation protéique. Ensuite, le mélange était tourbillonné et centrifugé à 15 000 × g pendant 10 minutes à 4 °C. Le surnageant était transféré dans un tube centrifugeuse à microcolonnes et évaporé à 25 °C sous une atmosphère d’azote. Les résidus après séchage étaient redissous avec une phase mobile de 50 μL, puis transformés en vortex et centrifugés. Par la suite, 40 μL du surnageant ont été injectés dans la colonne HPLC (250 mm × 4,6 mm, taille de particule 5 μm). La colonne a été éluée à 25 °C en mode élution isocratique avec un tampon phosphate de 10 mM (pH 6,0) et un acétonitrile (rapport volumique 46,4 : 53,6), avec un débit de 1 mL/min. L’éluent a été surveillé à l’aide d’un détecteur à fluorescence d’une longueur d’onde d’excitation de 240 nm.

5. Analyse statistique

Des logiciels d’analyse pharmacocinétique ont été utilisés pour calculer les paramètres pharmacocinétiques, notamment AUC, C_max, T_max, t_1/2, MRT et clearance. Des logiciels d’analyse statistique et de graphiques étaient utilisés pour la génération de figures et l’analyse des données. Toutes les données ont été présentées en moyenne ± écart-type. Les différences entre les groupes ont été analysées à l’aide d’ANOVA unidirectionnelle (pour les comparaisons de niveaux de glucose) ou d’ANOVA bidirectionnelle (pour la comparaison des paramètres pharmacocinétiques), selon le cas, suivies du test post hoc de Tukey pour les comparaisons multiples. L’effet de l’EUG sur l’activité de CYP3A a été évalué à l’aide d’une analyse de régression non linéaire. Une valeur p < 0,05 était considérée comme statistiquement significative.

La demi-vie de l’EUG sur la stabilité métabolique RPG dans la RLM a été calculée par :
t_1/2 (min) = 0,693/ln(C_t/_{C 0} × 100).

Taux de dégagement intrinsèque (μL/min/mg de protéine) = v × 0,693/_{t 1/2} ;
v (μL/mg) = volume d’incubation/concentration de protéines.

Résultats

L’EUG a favorisé l’effet hypoglycémique du RPG chez les rats atteints de diabète de type 2
Le taux de glucose sanguin des rats du groupe T2DM était augmenté (p < 0,001, IC 95 % : -13,90~-11,32) par rapport au groupe témoin, indiquant la conduction réussie du modèle T2DM (Figure 1A). L’administration d’un seul RPG a supprimé le taux de glucose sanguin chez les rats atteints de diabète de type 2 (p < 0,001, IC 95 % : 5,26~...

Discussion

La DT2 est une maladie métabolique chronique nécessitant un traitement à long terme, et les patients doivent souvent prendre plusieurs médicaments en raison de conditions sous-jacentes telles que les maladies cardiovasculaires et^{les maladies rénales 32}. Le risque de DDI augmente significativement avec la co-administration des médicaments, car cela peut affecter l’absorption, le métabolisme ou l’efficacité des hypoglycémies, ce qui peut entraîner des risques aigus ...

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
acétonitrile	Merck, Germany	34851	≥99,9%
colonne chromatographique	Phenomenex, USA	00G-4041-E0	250 mm × 4,6 mm, taille des particules 5 µm
DAS	Beijing Bozhiyin, China	-	3,0
EUG	MUST Bio-technology, China	A0074	pureté ≥99%
GraphPad Prism	GraphPad Software, USA	-	9.0.0
Chromatographie liquide haute performance	Shimadzu Corporation, Japan	228-45147-42	RF-20A
kétoconazole	Merck, Germany	K1003	Pureté 99,0-101,0%
Rats Sprague-Dawley mâles	Shanghai Animal Center, China	-	200–250 g
NADPH	Merck, Germany	10107824001	97% (poids sec)
Glucomètre OneTouch Ultra2	Life Scan Inc., USA	https://shop.onetouch.com/onetouch-sup-reg-sup-ultra-sup-reg-sup-2-meter/product/OTSUS05_0019	-
PBS	Merck, Germany	P4474	pH 7,4
RLM	Merck, Germany	M9066	-
RPG	Merck, Germany	R9028	pureté ≥98%
STZ	Merck, Germany	S0130	≥98% (HPLC)
EUG, eugénol ; RPG, repaglinide ; RLM, microsomes hépatiques de rat ; NADPH, β-Nicotinamide adénosine dinucléotide phosphate ; STZ, streptozotocine ; PBS, tampon de phosphate de pH 7,4.