Université de Montréal

Comparaison des effets de la lovastatine et de la pravastatine sur les niveaux tissulaires d'ubiquinone et de 4-hydroxynonénal

Par

Guy Rousseau

Sciences pharmaceutiques, Université de Montréal

Faculté de pharmacie

Thèse présentée à la Faculté des études supérieures
en vue de l'obtention du grade de
Philosophiæ Doctor (Ph.D.
En Sciences Pharmaceutiques
option pharmacologie

Février 1999

© Guy Rousseau, 1999


SOMMAIRE

      La formation réduite de l'acide mévalonique, due à l'inhibition de l'HMG-CoA réductase suite à un traitement aux statines, peut entraîner une baisse des niveaux d'ubiquinone. L'ubiquinone, membre obligatoire de la chaîne de transfert d'électrons, joue un rôle important dans la bioénergie mitochondriale, et on lui accorde un rôle antioxydant. L'ubiquinone serait le seul antioxydant liposoluble synthétisé de novo. Une baisse des niveaux d'ubiquinone pourrait expliquer certains effets nocifs caractéristiques tels les myopathies.

      Suite à des publications indiquant que les statines pouvaient diminuer les niveaux d'ubiquinone, nous avons entrepris de comparer les effets de deux statines, la lovastatine (liposoluble) et la pravastatine (hydrosoluble) sur les niveaux d'ubiquinone sanguins et tissulaires. Nous avons comparé ces deux statines en raison de leur distribution différente dans les tissus.

      Pour mesurer les niveaux d'ubiquinone, nous avons mis au point une méthode de chromatographie liquide de haute résolution (HPLC) sensible, reproductible et précise.

      Ensuite, dans une première étude, nous avons comparé les effets de la lovastatine et de la pravastatine, chez le rat, (à des doses de 0, 20, 40 ou 80 mg/kg/jour) sur les niveaux d'ubiquinone-9 et 10 dans le sang, le myocarde, le muscle et le foie. La lovastatine et la pravastatine ont diminué les concentrations d'ubiquinone dans le myocarde, le muscle et le sang. L'effet plus prononcé de la lovastatine a été attribué à ses concentrations tissulaires plus élevées. Seul l'effet observé avec la lovastatine était relié à la dose.

      Puisque le rat possède une immense capacité pour compenser l'inhibition de l'HMG-CoA réductase par les statines, ce qui pourrait expliquer l'absence d'effet des statines sur les lipides plasmatiques dans notre première étude, nous avons reproduit cette expérience dans un modèle qui reflète mieux la réponse chez l'humain, le hamster. Il importait de vérifier si une baisse des niveaux tissulaires d'ubiquinone serait accompagnée par une baisse dans la capacité des tissus à résister à un stress oxydatif. Nous avons émis l'hypothèse selon laquelle cette baisse se traduirait par une augmentation des produits de peroxydation. Nous avons choisi de mesurer le 4-hydroxynonénal (HNE), produit de peroxydation endogène le plus cytotoxique, et le 1,4-dihydroxynonène (DHN), un métabolite important, par une méthode de chromatographie en phase gazeuse et spectroscopie de masse (GCMS).

      Dans cette deuxième étude, nous avons comparé les effets de la lovastatine et de la pravastatine, à une dose de 20 mg/kg/jour, sur les niveaux d'ubiquinone, de HNE et de DHN, chez le hamster hypercholestérolémique. Nous avons mesuré le HNE et le DHN liés aux protéines, par une liaison thioéther, dans le myocarde pour les raisons suivantes : i) c'est un marqueur de la peroxydation lipidique; ii) le myocarde est plus sensible aux dommages oxydatifs en raison de ses défenses antioxydantes différentes des autres tissus; iii) le HNE induit des dommages aux cardiomyocytes; et iv) c'est dans cet organe que nous avons observé les baisses d'ubiquinone les plus significatives. Les faibles niveaux d'ubiquinone sont associés à plusieurs maladies coronariennes.

      Les résultats de cette deuxième étude ont confirmé que les deux statines diminuaient les niveaux d'ubiquinone de façon similaire. Les résultats chez le rat peuvent être attribués au comportement lipidique particulier et spécifique d'espèce. Chez le hamster, plutôt que l'augmentation anticipée des niveaux de HNE, nous avons observé une baisse qui était similaire pour les deux statines. Contrairement à notre hypothèse de départ, un traitement avec des statines n'entraînerait pas une augmentation de la peroxydation lipidique dans le myocarde. Toutefois, puisque dans nos conditions expérimentales, le myocarde n'a pas été soumis à un stress oxydatif aigu, nous ne pouvons exclure la possibilité d'une augmentation des niveaux de HNE conséquente à un stress oxydatif.

      Cette baisse des niveaux de HNE lié aux protéines pourrait s'expliquer de deux façons : (i) la pravastatine et la lovastatine ont une activité antioxydante qui pourrait compenser pour la baisse des niveaux d'ubiquinone et (ii) dans le myocarde, l'ubiquinone exercerait une activité pro-oxydante.

      En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse montrent que la lovastatine et la pravastatine diminuent les niveaux d'ubiquinone dans le myocarde, le muscle squelettique et le sang. Dans le myocarde, cette baisse d'ubiquinone n'est pas associée à une augmentation du HNE ou du DHN, des produits de la peroxydation lipidique. Il n'y aurait donc aucun avantage à utiliser la lovastatine ou la pravastatine chez des patients ayant des conditions pathologiques préexistantes associées à des niveaux d'ubiquinone diminués dans le myocarde. En outre, les résultats de cette thèse évoquent la possibilité (i) d'un autre mécanisme par lequel ces deux statines exerceraient leurs effets bénéfiques, soit par une activité antioxydante et, (ii) d'une activité pro-oxydante de l'ubiquinone dans le myocarde.


LISTE DES ABRÉVIATIONS

ACAT 
Acétyl-CoA cholestérol acyl transférase
ADN 
Acide désoxyribonucléique
ADP 
Adénosine diphosphate
AGPI 
Acides gras polyinsaturés
Apo 
Apolipoprotéines
ARN 
Acide ribonucléique
ARNm 
Acide ribonucléique messager
AS 
Athérosclérose
ATP 
Adénosine triphosphate
BHT 
 Hydroxytoluène tert-butylé
CE
Ester de cholestérol
CETP 
Protéine de transfert de l'ester de cholestérol
CK 
Créatine kinase
cGMP 
Guanosine-monophosphate cyclique
CH 
Cholestérol
CM 
Chylomicron
C-OH 
Acide ascorbique
CYP
Cytochrome P450
DHN 
1,4-dihydroxynonène
DHN-MA 
Acide mercapturique 1,4-dihydroxynonène
EDRF 
Facteur relaxant dérivé de l'endothélium
ERO
Espèces réactives dérivées de l'oxygène
EXCEL 
Expanded Clinical Evaluation of Lovastatin
FAD 
Flavine adénine dinucléotide
FADH2
Flavine adénine dinucléotide, forme réduite
FC 
Cholestérol libre
Fes 
Protéines fer-soufre
FH 
Hypercholestérolémie familiale
GCMS 
Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse
GSH 
Glutathion
GSH-Px 
Glutathion peroxydase
GSSG 
Glutathion oxydé
H2O2 
peroxyde d'hydrogène
HDL 
Lipoprotéines de haute densité
HMG-CoA 
Hydroxy-3 méthyl-3 glutaryl coenzyme A
HNE 
4-hydroxynonénal
HOCL 
Acide hypochlorique
HPLC 
Chromatographie liquide de haute résolution
IDL 
Lipoprotéines de densité intermédiaire
Jm 
Activité des récepteurs LDL dans le foie
Jt 
Taux de formation de LDL
L· 
Radical lipidique
LCAT 
Lécithine cholestérol acyltransférase
LDH 
Lactate déshydrogénase
LDL 
Lipoprotéines de faible densité
LH 
Acide gras
LOH 
Acide hydroxyle
LOO· 
Radical peroxyde
LOOH 
Hydroxylipoperoxydes
MAAS 
Multicentre Anti-Atheroma Study
MC 
Maladie coronarienne
MDA 
Malondialdéhyde
MMP 
Métalloprotéinase
MPO 
Myéloperoxydase
NAD 
Nicotinamide adénine dinucléotide
NADH
Nicotinamide adénine dinucléotide, forme réduite
NADPH
Nicotinamide adénine dinucléotide phosphate, forme réduite
NO 
oxyde nitrique
NOEL 
no observed effect level
1O2 
oxygène singulet
O2·
anion superoxyde
OH- 
Radical hydoxyde
OSC 
2,3-oxydosqualène  lanostérol cyclase
PL 
Phospholipide
PP 
Pyrophosphate
PLase 
Phospholipase
PLOOH-GSH-Px 
Phospholipide-hydroperoxyde-glutathion peroxydase
4S 
Scandinavian Simvastatin Survival Study
Qox 
Ubiquinone (forme oxydée)
QH 
Ubiquinol (forme réduite de l'ubiquinone)
R· 
Radical organique
RH 
Molécules organiques
ROO· 
Radical peroxyle
ROOH 
Hydroxyperoxydes
RO· 
Radical alcoxyle
ROS 
Espèces réactives dérivées de l'oxygène
SDS 
Dodécylsulfate sodique
Se-GSH-Px 
Glutathion peroxydase sélénium-dépendante
SOD 
Superoxyde dismutase
SQH 
Ubisemiquinone
SR 
Récepteurs piégeurs
Statines 
Inhibiteur de l'HMG-CoA réductase
t½ 
Demi-vie
TBAR 
Thiobarbituric acid reactive substances
TG 
Triglycérides
VEGF 
Facteur de croissance de l'endothélium vasculaire
VLDL 
Lipoprotéines de très faible densité
XO 
Xanthine oxydase

      pour Gilberte Geoffroy


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