Un nouveau médicament à base de vitamine K élimine les crises d'épilepsie résistantes aux médicaments chez la souris

Revue par Emily Henderson, B.Sc.6 juil.2020

Dans l’article de couverture du numéro du 11 juin Journal of Medicinal Chemistry, une équipe de chercheurs de l'Université médicale de Caroline du Sud, dirigée par Sherine Chan, Ph.D., et James Chou, Ph.D., rapporte qu'un nouveau médicament à base de vitamine K s'est avéré efficace dans les modèles murins de médicaments- crises résistantes.

Chan et Chou, tous deux professeurs associés au Département de découverte de médicaments et de sciences biomédicales du College of Pharmacy de MUSC, sont deux des co-fondateurs de Neuroene Therapeutics, une start-up ayant pour mission de développer des thérapies pour les affections résistantes aux médicaments, telles que l'épilepsie, causée par un dysfonctionnement mitochondrial.

Sur les 3,4 millions de patients atteints d'épilepsie aux États-Unis, environ un tiers vivent avec une épilepsie résistante aux médicaments, ce qui signifie que leurs crises ne peuvent pas être contrôlées. Des crises incontrôlées peuvent survenir soudainement, sans avertissement, ce qui augmente le risque de blessures pour les patients et réduit la qualité de vie. Ces patients ont un besoin urgent de nouvelles options de traitement.

Le composé développé par Chan et Chou, une forme modifiée de vitamine K naturelle, a complètement éliminé l'activité de saisie dans les modèles murins.

Ce qui est cool avec notre médicament, c'est qu'il est biodisponible par voie orale, a une excellente pénétration dans le cerveau, est rapidement distribué dans le système nerveux central et est bien toléré chez la souris et le rat. « 

Sherine Chan, Ph.D., chercheuse, Université médicale de Caroline du Sud

« C'est tellement excitant parce que c'est une nouvelle classe de composé médicamenteux anti-épileptique, et ce sont littéralement des vitamines », a déclaré Chou. « Il est structurellement unique et contrairement à beaucoup de composés sur le marché. »

L'analogue réussi de la vitamine K a été développé avec 22 autres composés, qui étaient tous des modifications de la molécule de vitamine K naturelle. Tous les candidats ont été testés pour leur efficacité à contrôler les crises dans différents types d'épilepsie chez la souris. Les auteurs pensent que c'est la structure unique qu'ils ont conçue pour cette molécule particulière qui la rend efficace pour contrôler les crises résistantes aux médicaments ou réfractaires.

L'épilepsie peut être causée par un dysfonctionnement mitochondrial dans les cellules du cerveau qui affecte leur capacité à produire de l'énergie. Chan et Chou ont une longue histoire de travail sur les conditions causées par la dysfonction mitochondriale et, depuis leur début au MUSC en 2009, ils travaillent ensemble pour développer des traitements pour la dysfonction mitochondriale.

« Les mitochondries produisent la majeure partie de l'énergie de la cellule », a expliqué Chan. « Lorsque les mitochondries sont endommagées, les cellules ont du mal à produire suffisamment d'énergie. Les cellules cérébrales nécessitent une quantité importante d'énergie, et donc le dysfonctionnement mitochondrial affecte leur fonction. Ce dysfonctionnement est une cause sous-jacente de nombreuses maladies neurologiques, dont l'épilepsie, la maladie de Parkinson et rare troubles mitochondriaux. « 

Le traitement avec le composé a augmenté la capacité des cellules cérébrales à produire de l'énergie, a montré l'étude. Les chercheurs pensent que cela pourrait être la clé pour déterminer le mécanisme par lequel l'analogue de la vitamine K fonctionne réellement pour contrôler les crises.

L'étude a testé le médicament dans des cellules cérébrales de souris, suivie d'un modèle de saisie de poissons zèbres largement utilisé et enfin de plusieurs modèles de saisie de souris représentant différents types d'épilepsie. Après avoir obtenu des résultats prometteurs dans les cellules du cerveau et les poissons zèbres, l'équipe était ravie de voir qu'ils pouvaient éliminer l'activité de saisie chez toutes les souris testées, a déclaré Chou.

Selon Chan, peu d'options de traitement sont actuellement disponibles pour les personnes atteintes d'épilepsie résistante aux médicaments. « Les traitements comprennent le fait de suivre un régime cétogène, l'implantation d'un appareil de neurostimulation sensible dans le cerveau, la stimulation du nerf vague (via un implant dans le cerveau) et la chirurgie de l'épilepsie », a-t-elle ajouté.

En plus d'être invasifs, ces traitements ne sont pas efficaces à 100%. Ils sont également généralement associés à d'autres médicaments anti-épileptiques à large spectre. L'utilisation d'implants dans le cerveau comporte également un risque d'infection et de complications chirurgicales.

Les quelque 25 médicaments anti-épileptiques actuellement sur le marché sont utilisés pour une variété de types de crises. Beaucoup de ces médicaments sont utilisés en combinaison, et beaucoup peuvent avoir des effets secondaires toxiques, a déclaré Chan, en particulier pour les patients atteints de dysfonction mitochondriale. En revanche, le nouvel analogue de la vitamine K reste non toxique jusqu'à une dose de 800 mg / kg et protège la santé mitochondriale.

Chou a souligné qu'il y avait encore un long chemin à parcourir avant que les patients puissent bénéficier de ce nouveau composé dans la clinique. La prochaine étape pour Neuroene est d'obtenir un financement fédéral et / ou un investissement privé pour faire passer le composé par le biais de la demande de nouveau médicament d'investigation auprès de la Food and Drug Administration. Il s'agit d'une étape préclinique cruciale pour déterminer l'innocuité et l'efficacité du composé avant qu'il ne soit testé dans des essais cliniques humains. Si le financement est disponible, Chou prévoit que le composé pourrait être en essai clinique d'ici deux ans.

Chan et Chou sont optimistes que cette nouvelle classe de médicaments sera une nouvelle option de traitement importante, non seulement pour l'épilepsie mais aussi pour d'autres troubles de la dysfonction mitochondriale tels que la maladie de Parkinson.

« Nous visons un nouveau mécanisme d'action – la dysfonction mitochondriale – qui est une grande cause sous-jacente des maladies neurologiques », a déclaré Chan. « Si vous êtes en mesure de protéger vos mitochondries et de les aider à bien fonctionner et à produire suffisamment d'énergie, vous aiderez vos cellules cérébrales à rester en vie et à faire leur travail. C'est ainsi que nous pensons que ce composé aide à lutter contre les maladies neurologiques. »