Modèle d'un perturbateur endocrinien a activité antiandrogénique: Le flutamide:

Le flutamide est une molécule de synthèse a propriété antiandrogène non stéroïdienne. De part sa structure, il agit comme un antagoniste du récepteur aux androgène (AR) (fig.38). Il se fixe de façon compétitive sur le AR sans l'activer.

Dans le cadre médical, le flutamide est utilisé dans le traitement des cancers de la prostate métastasés et ce, dans le cadre d'une thérapie dite "de privation androgénique" en association avec une castration médicale ou chirurgicale [540-542], la castration à elle seule ne diminuant pas la sécrétion des hormones stéroïdiennes. Le flutamide est également préconisé dans les cas d’hirsutisme majeur chez la femme [543, 544].

Figure 38: Structure chimique du flutamide et de son métabolite l'hydroxyflutamide comparée à celle

de la testostérone et de la DHT.

Par ailleurs, le flutamide est fréquemment utilisé comme molécule de référence dans les études conventionnelles de toxicologie (test de Hershberger, études suivant la ligne directrice 407 de l’OCDE,…) ou visant à détecter ou comparer les effets de composés ayant une activité potentielle de type PE à activité antiandrogénique [545-549].

De point de vue toxicologique, il est aussi utilisé comme molécule de référence pour doser la bioactivité d'une pollution par un mélange de PEs à activité antiandrogènique dans la nature. En effet, l'activité antiandrogénique d'une mixture de PEs antiandrogène a été évaluée en Concentration Equivalente de Flutamide (FEQ) [550-553].

5-1- Mode d'action du flutamide:

Le flutamide est rapidement absorbé par l'organisme et métabolisé en 2-hydroxyflutamide dans le foie. Chez l’homme, le pic plasmatique de flutamide est atteint en deux heures environ, et la demi-vie plasmatique de son métabolite, l’hydroxyflutamide, est d'environ six heures chez les sujets jeunes et de huit heures chez le sujet âgé.

Figure 39: Mécanisme d'action du flutamide sur sa cellule cible. En se fixant sur le AR, le flutamide

empêche la fixation des ligands naturels (T ou DHT) et inhibe ainsi la transcription des gènes cibles.

Les effets du flutamide passent principalement par son métabolite capable de se lier à l’AR et d'empêcher ainsi la liaison des androgènes endogènes (testostérone et DHT) à leur récepteur au niveau des cellules cibles [554-557] (fig.39). Le flutamide ou l'hydroxyflutamide empêchent aussi la liaison de l’AR au niveau des éléments de réponse aux androgènes (ARE) modulant ainsi la transcription des gènes androgéno-dépendants [554, 555, 558]. Leflutamide est également capable de bloquer le rétrocontrôle de la testostérone au niveau de l’axe hypothalamo-hypophysaire ce qui induit une augmentation de la concentration sérique de LH et de testostérone, provoquant une surstimulation des cellules de Leydig [559].

5-2-Effet d'une exposition fœtale au flutamide:

La production d’androgènes pendant la vie fœtale est indispensable au développement normal de l’appareil reproducteur. La testostérone est nécessaire au développement des testicules et à la différenciation des canaux de Wolf en épididyme, vésicules séminales et canaux déférents, alors que la DHT produite localement stimule le développement de la prostate ainsi que les organes génitaux externes, et inhibe le développement des mamelons. Ainsi, l’exposition à des antiandrogènes pendant la vie fœtale perturbe le développement androgéno-dépendant de l’appareil reproducteur mâle.

Des études ont montré que des rats mâles exposés in utero au flutamide développent certaines anomalies génitales à l’âge adulte caractéristiques telles que la cryptorchidie, l'atrophie de la prostate, la féminisation des organes génitaux externes, la rétention des mamelons, la diminution du poids des testicules, l'augmentation de l'incidence des hypospadias [560] ou encore une altération de la spermatogenèse [559, 561-566].

Une modification de l'expression des principales connexines dans l'épididyme caudal de rats exposés à de faibles doses de flutamide pendant la période néonatale, altère le bon fonctionnement des processus de maturation, transport et stockage spermatique [567, 568]. Des anomalies affectant les cellules germinales sont aussi observées chez le rat; elles seraient liées à une activation chronique de l’apoptose via une activation de caspases effectrices et de facteurs pro-apoptotiques, ainsi qu’une inhibition de facteurs anti-apoptotiques [569, 570][571, 572]. Cette apoptose touche spécifiquement les spermatocytes et les spermatides au sein des tubes séminifères en stades androgéno-dépendants VI-VIII [569, 572].

Le flutamide peut également altérer le fonctionnement des cellules de Sertoli lors de la spermiogenèse en altérant les jonctions spécialisées entre les cellules de Sertoli et les spermatides, ainsi que l’acrosome et le noyau des spermatides[573-575].

Il est intéressant de noter qu'une modification de la dose de flutamide ou du temps d'exposition va entrainer des effets plus ou moins délétères lors d'une exposition fœtale

[576][577-579] suggérant l'importance de cette fenêtre d'exposition péri-natale dans le développement de pathologies à l'âge adulte. Ainsi des rats mâles exposés in utero au flutamide présentent des taux de testostérone, de FSH et LH normaux à l’âge adulte [580]

alors qu'un traitement néonatal de rongeurs induit dans le testicule prépubère une augmentation du taux de testostérone intratesticulaire [581].

5-3- Effet d'une exposition adulte au flutamide:

Chez l’adulte par contre, les androgènes jouent un rôle important dans la croissance et le maintien des fonctions de l’appareil reproducteur. Le flutamide exerce une forte inhibition sur l’action de la testostérone au niveau des organes androgéno-dépendants, induisant une altération de la croissance de ces tissus

L’administration de flutamide à des rats mâles adultes engendre un dérèglement de la balance hormonale, par augmentation du niveau de LH et de testostérone [582] qui est accompagnée, chez le poisson zèbre, d'une diminution de la 11-kétotestostérone plasmatique

[583]. Une diminution du poids des organes androgéno-dépendants et une hyperplasie des cellules de Leydig sont également observées [545, 546, 584]. Des études effectuées sur le rat adulte rapportent également l’effet du flutamide sur la spermatogenèse, où une dégénérescence des spermatocytes et une diminution du nombre de spermatides rondes et allongées sont observées [559].

L’exposition d’animaux adultes à des doses quasi comparables à celles utilisées in

utero cause des effets similaires au niveau du testicule (apoptose des cellules germinales par

exemple). Toutefois, alors qu’une exposition fœtale provoque une apoptose chronique des cellules germinales adultes, une exposition chez l’adulte provoque des altérations testiculaires réversibles après arrêt du traitement [585].

Enfin, certaines études ont montré que le flutamide est capable d’induire une modulation de l’expression de gènes androgéno-dépendants parmi lesquels les gènes codant le

Cyp26a1 (intervient dans le catabolisme de l'acide retinoique) [583], Cyp11a1 (P450scc), la

3β-hydroxystéroïde déhydrogénase de type I (3βHSD), la protéine StAR, la lactose déhydrogénase-c et les sous-unités LHβ et FSHβ [585, 586].Il agit aussi sur l'expression de protéines clés des jonction inter-cellulaires telles que la Connexine 43 (Cx43) ou c-Src, modulant ainsi la dissociation du complexe N-cadherine -- catenine et altérant le bon maintien de la barrière hémato-testiculaire [584, 587]. Le flutamide peut encorealtérer la méiose dans la lignée germinale en agissant sur l'expression des gènes nanos1, dmc1 et sycp3[583].