Les métabolites cachés du pexidartinib cartographiés chez la souris, révélant des voies toxiques

Pexidartinib (PEX, TURALIO®) est un inhibiteur de tyrosine kinase ciblant CSF1R et c-KIT, approuvé pour le traitement de la tumeur ténosynoviale à cellules géantes. Malgré son utilité clinique, PEX fait l'objet d'un avertissement encadré (black box warning) de la FDA en raison de cas de lésions hépatiques graves et fatales. Le mécanisme sous-jacent de cette hépatotoxicité demeure inconnu, et des études pharmacocinétiques humaines antérieures utilisant du PEX radiomarqué ont laissé environ 28 % de la radioactivité récupérée chimiquement non identifiée — ce qui suggère des lacunes importantes dans la compréhension de son devenir métabolique.

Pour y remédier, des chercheurs ont administré PEX par voie orale à des souris mâles C57BL/6NJ (80 mg/kg) et ont collecté des échantillons de fèces, d'urine, de plasma et de foie. À l'aide d'une LC ultra-haute performance couplée à un spectromètre de masse Q Exactive Orbitrap haute résolution, combinée à une métabolomique non ciblée et à une chimiométrie OPLS-DA, l'équipe a réalisé un profilage métabolique complet dans les quatre types d'échantillons.

Trente des 31 métabolites de phase I précédemment caractérisés dans des microsomes hépatiques humains et murins ont été détectés in vivo chez la souris, confirmant une forte concordance interspécifique dans le métabolisme de phase I de PEX. De manière critique, l'étude a identifié 28 métabolites de phase II non observés précédemment in vivo : 12 glucuronides, 6 sulfates, 1 conjugué glucosé, 2 adduits glutathion (GSH), 1 adduit cystéinyl-glycine et 6 adduits N-acétylcystéine (NAc) — dont 24 n'avaient jamais été rapportés auparavant. La détection des adduits GSH-PEX et de leurs produits de dégradation en aval (dont les adduits NAc) constitue la première preuve directe in vivo que PEX génère des métabolites réactifs capables de se lier aux macromolécules, en cohérence avec des résultats in vitro antérieurs obtenus dans des hépatocytes humains.

Les fèces représentaient la principale voie d'excrétion du PEX inchangé, avec une abondance fécale de PEX 1 574 fois supérieure par unité de volume à celle de l'urine — ce qui reflète les données pharmacocinétiques humaines. Dans le plasma, le métabolite hydroxylé M2 (38,7 %), la cétone M7 (12,5 %) et le fragment aminopyridine M12 (19,5 %) constituaient les espèces circulantes prédominantes. Dans le foie, M12 (aminopyridine, 37,1 %), M7 (17,3 %) et le PEX dioxydé M8 (11,9 %) prédominaient, suggérant une accumulation hépatique de métabolites oxydatifs spécifiques. De plus, les produits de réactions inhabituelles de clivage de liaisons carbone-carbone — précédemment identifiés dans des microsomes — ont été confirmés in vivo et leurs conjugués de phase II caractérisés pour la première fois.

Ces résultats ont des implications significatives pour la compréhension de l'hépatotoxicité de PEX. Les intermédiaires réactifs capturés sous forme d'adduits GSH et NAc peuvent modifier de manière covalente des protéines et du DNA, déclenchant potentiellement une lésion hépatique à médiation immunitaire ou à effet cytotoxique direct. L'approche métabolomique utilisée ici a permis de détecter des métabolites qui auraient été manqués par les méthodes basées sur le radiomarquage, notamment ceux perdant le carbone marqué lors du clivage C-C. Ce travail fournit une cartographie métabolique pour de futures études mécanistiques, notamment le recours à des modèles murins knockout CYP3A, afin d'isoler les métabolites causalement liés aux lésions hépatiques.