Royaume du Maroc Université Mohamed V
Faculté de Médecine et de Pharmacie de Rabat
Centre d’études doctorales des Sciences de la Vie et de la Santé
Table des matières
Thèse de Doctorat
Titre
SYNTHESE, ETUDE DE LA BIODISPONIBILITE, DE
LA PERMEABILITE ET DE L’ACTIVITE DE
NOUVEAUX DERIVES BENZIMIDAZOLES.
Formation Doctorale : Sciences du Médicament
Présentée par
Zineb KHALIL
Présentée et soutenue publiquement le 31/07/2017, Devant le jury composé de
Pr. Jamal LAMSAOURI FMPR, Université Mohammed V, Rabat Président
Pr. Jamal TAOUFIK FMPR, Université Mohammed V, Rabat Directeur de thèse
Pr. Mohamed OUKESSOU IAV Hassan II, Rabat Rapporteur
Pr. M’hammed ANSAR FMPR, Université Mohammed V, Rabat Rapporteur
Pr. Moulay El Abbes FAOUZI FMPR, Université Mohammed V, Rabat Rapporteur Pr. Badr Eddine EL MIMOUNI
Pr. Jaouad EL HARTI
FMPR, Université Mohammed V, Rabat FMPR, Université Mohammed V, Rabat
Examinateur Examinateur
N° de thèse 13/16 CSVS Année 2017
Table des matières ... 1
Liste des tableaux : ... 6
Liste des figures : ... 7
Liste des abréviations : ... 10
Introduction générale : ... 12 A. PARTIE BIBLIOGRAPHIQUE : ... 16 Chapitre I : L’hydatidose ... 17 1. Définition : ... 17 2. Historique : ... 17 3. Epidémiologie de l’hydatidose : ... 18 3.1 A l’échelle mondiale : ... 19 3.2 A l’échelle nationale : ... 20 4. Parasitologie de l’hydatidose : ... 22 4.1 Classification : ... 22 4.2 Morphologie : ... 23 4.3 Le cycle parasitaire : ... 26 5. Traitement de l’hydatidose : ... 27 5.1 Traitement chirurgical : ... 28
5.2 Traitement percutané (ponction-aspiration-injection-réaspiration) : ... 28
5.3 Traitement médical : ... 29
Chapitre II : L’albendazole ... 33
1. Historique : ... 33
2. Caractéristiques physicochimiques de l’albendazole : ... 33
3. Procédés de synthèse de l’Albendazole : ... 34
4. Caractéristiques pharmacocinétiques : ... 38
4.1 Absorption : ... 38
4.2 Métabolisme de l’Albendazole : ... 38
4.3 Voies d’oxydation de l’albendazole : ... 40
4.4 Distribution et élimination de l’albendazole : ... 41
4.5 Interactions pharmacocinétiques /Albendazole: ... 41
5. Indications et mode d’action : ... 42
6. Durée du traitement : ... 44
7. Précaution d'emploi, effets indésirables : ... 44
Chapitre III : Les méthodes d’amélioration de la solubilité et de la biodisponibilité des molécules très peu solubles (cas de l’albendazole). ... 46
1. Classification BCS : ... 46
2. Les formulations galéniques : ... 47
2.1 Complexation Albendazole - Cyclodextrine : ... 48
2.2 Autres formulations : ... 50
3. Les méthodes chimiques : ... 54
3.1 Les Prodrogues de l’Albendazole : ... 54
3.2 Les analogues de l'Albendazole : ... 60
Chapitre IV : Etude de l’absorption intestinale des principes actifs ... 63
1. La culture cellulaire Caco-2 : ... 63
2. La perfusion intestinale : ... 64
3. Les chambres d’Ussing : ... 64
B. PARTIE EXPERIMENTALE : ... 70
Chapitre I : Synthèse et étude physicochimique de nouvelles prodrogues de l’albendazole. ... 71
I. Introduction: ... 72
II. Matériels et méthodes: ... 73
1. Les solvants et réactifs utilisés : ... 73
2. Réaction chimique : ... 73
3. Procédure générale de synthèse des dérivés de l’Albendazole (1a-e) : ... 74
4. Rendements : ... 74
5. Dénomination : ... 74
6. Spectrométrie de résonance magnétique nucléaire du proton et de carbone 13 (RMN 1H, RMN 13C) : ... 74
7. Spectrométrie Infra Rouge : ... 75
8. Point de fusion : ... 75
9. Chromatographie : ... 75
III. Résultats: ... 75
1. Mécanisme réactionnel : ... 76
2. Propriétés physicochimiques des dérivés de l’Albendazole : ... 77
3. Monographies des produits synthétisés : ... 77
IV. Conclusion : ... 91
Chapitre II : Etude de l’activité antiparasitaire in vitro des nouvelles prodrogues de l’albendazole. ... 92
I. Introduction : ... 93
2. Les produits ciblés : ... 94
3. Collecte des scolex d’Echinococcus granulosus : ... 95
4. Protocole des prélèvements des scolex : ... 95
5. Appréciation de la fertilité et la viabilité des scolex : ... 96
6. Mise au point du protocole de l’étude: ... 98
7. Analyse statistique: ... 98
III. Résultats : ... 100
IV. Discussion : ... 103
V. Conclusion : ... 104
Chapitre III : Evaluation de la perméabilité intestinale des nouvelles prodrogues de l’albendazole dans le modèle des chambres d’Ussing. ... 105
I. Introduction : ... 106
II. Matériels et méthodes : ... 107
1. Produits et réactifs : ... 107
2. Les produits ciblés : ... 107
3. Appareillages : ... 108
4. Matériel biologique : ... 108
5. Conditions chromatographiques d’HPLC: ... 109
6. Optimisation de la chambre d’Ussing : ... 109
7. Etude de la perméabilité du jéjunum de rat : ... 109
8. Paramètres étudiés : ... 110
9. Analyse statistique : ... 110
III. Résultats: ... 111
1. Résultats de la validation de la méthode de dosage par HPLC : ... 111
2. Résultats des chambres d’Ussing : ... 115
IV. Discussion : ... 121
V. Conclusion : ... 123
Chapitre IV : Développement et validation d’une méthode de dosage des principaux métabolites de l’albendazole dans le plasma humain par CLHP et étude pharmacocinétique comparative entre l’albendazole (ABZ) et une prodrogue de synthèse (ABZBoc). ... 124
I. Introduction : ... 125
II. Matériels et méthodes : ... 126
1. Cadre de travail : ... 126
2. Protocole de la validation de la méthode de dosage des métabolites de l’albendazole par HPLC : ... 126
3. Protocole de l’étude pharmacocinétique comparative entre Albendazole (ABZ) et de son
dérivé de synthèse (ABZBoc) : ... 130
III. Résultats : ... 132
1. Résultats de la validation de la méthode de dosage des métabolites de l’albendazole par HPLC : ... 132
2. Etude pharmacocinétique comparative entre Albendazole (ABZ) et de son dérivé de synthèse (ABZBoc). ... 137
IV. Discussion : ... 141
1. Validation de la méthode de dosage des métabolites de l’albendazole par HPLC : ... 141
2. Etude pharmacocinétique comparative entre Albendazole (ABZ) et son dérivé de synthèse (ABZBoc). ... 141
Conclusion générale : ... 144
Perspectives : ... 146
Références bibliographiques: ... 147
Titres et travaux scientifiques : ... 160
Résumé: ... 177
Abstract:………179
Liste des tableaux :
Tableau 1 : Résultats des tests in vitro de l’activité scolicide de l’Albendazole et de ses différents dérivés, incubés 15min (n=5). ... 101 Tableau 2 : Résultats de la linéarité de la méthode de dosage de l’albendazole par CLHP dans la solution Ringer. ... 112 Tableau 3 : Moyenne des concentrations absorbées d’albendazole et des deux prodrogues 1a et 1d à travers les chambres d’Ussing au cours des 4 heures, (n=6) : ... 118 Tableau 4 : Résultats du flux de l’Albendazole et des prodrogues 1a et 1d à travers les chambres d’Ussing exprimés en nmol/cm².h (Moyenne ± SD), (n = 6). ... 119 Tableau 5 : Résultats de la perméabilité apparente de l’Albendazole et des prodrogues 1a et 1d à travers les chambres d’Ussing exprimés en cm²/s (Moyenne ± SD), (n = 6). ... 121 Tableau 6 : Résultats de la validation par HPLC de la méthode de dosage des métabolites de l’albendazole. ... 135 Tableau 7 : Résumé de l’ensemble des pourcentages de recouvrements calculés pour l’ABZSO. ... 136 Tableau 8 : Résumé de l’ensemble des pourcentages de recouvrements calculés pour l’ABZSO2 .. 136
Tableau 9 : Paramètres pharmacocinétiques (moyenne ± SD) de l’albendazole sulfoxide (ABZSO) après l'administration orale de l'albendazole (10 mg.kg-1) et son dérivé ABZBoc à deux groupes de chiens. Différence significative à p<0.05. ... 139 Tableau 10 : Paramètres pharmacocinétiques (moyenne ± SD) de l’albendazole sulphone (ABZSO2)
après l'administration orale de l'ABZ (10 mg.kg-1) et l’ABZBoc à deux groupes de chiens. Différence
Listes des figures :
Figure 1 : Principaux chercheurs qui ont marqué l’histoire de l’échinococcose [12]. ... 18
Figure 2 : Répartition géographique de l’hydatidose (Photo empruntée de l’EMC [15]). ... 20
Figure 3 : Adulte de l’Echinococcus granulosus [22]. ... 24
Figure 4 : Œuf d’Echinococcus granulosus (Image empruntée du [8]. ... 24
Figure 5 : Schéma de la structure du métacestode d’Echinococcus granulosus [15]. ... 26
Figure 6: Cycle évolutif de l’Echinococcus granulosus [26]. ... 27
Figure 7 : Structure chimique du praziquantel. ... 30
Figure 8 : Structure chimique du Benzimidazole. ... 31
Figure 9: Structure chimique du Mèbendazole. ... 31
Figure 10: Structure chimique du Flubendazole. ... 32
Figure 11: Structure chimique de l’Albendazole. ... 33
Figure 12 : Préparation de l’Albendazole à partir du 3-chloro-6-nitroacétanilide. ………...35
Figure 13 : Schéma réactionnel de la préparation de l’Albendazole à partir d’un Thiocyanate 2-nitro-aniline [47]. ... 36
Figure 14 : Préparation de l’Albendazole à partir du méta-dichlorobenzène [46] ... 37
Figure 15: Courbe d’absorption de l’Albendazole dans le tractus gastrointestinal (A) : absorption gastrique ; (B) : Duodénum, Jéjunum, Iléon, et Colon. ... 38
Figure 16 : Structure chimique de l’Albendazole (ABZ) et ses trois métabolites ABZSO, ABZSO2 et ABZSO2NH2. ... 39
Figure 17 : Les profils des concentrations des trois métabolites dtectés dans le sérum des sujets après la prise d’une dose orale de l’Albendazole. ... 40
Figure 18 : Modes d’actions d’une molécule de benzimidazoles [Prichard, 2001]. ... 44
Figure 19: Classification BCS. ... 46
Figure 20: Structure de l’α, la β et la Ω cyclodextrine. ... 48
Figure 21: Représentation du complexe de l’Albendazole (bleu) et la Me-β-CD (jaune) [87]. ... 49
Figure 22: Profils de dissolution de l'Albendazole avec et sans chitosane [91]. ... 50
Figure 23: Photomicrographies obtenue par Microscope électronique à balayage [101]: ... 52
Figure 24: Formule du nétobimine [107]. ... 54
Figure 25 : Les prodrogues de l’albendazole synthétisés par Hernandez Luis et al. [108]. ... 55
Figure 26 : Les prodrogues de l’Albendazole synthétisés par Hernandez Luis et al [109]. ... 56
Figure 27: Les prodrogues N-phosphonooxyméthyle à partir de la molécule benzimidazole-carbamate. ... 56
Figure 28: Structures chimiques des dérivés amides de l’albendazole [111]. ... 57
Figure 30 : Structures chimiques de quelques dérivés de l’albendazole N-substitués par un phényl
mono ou disubstitué par un chlor [111]. ... 59
Figure 31 : Structure chimique d’ABZBoc [112]. ... 60
Figure 32 : Analogues trifluorés du benzimidazole [113]. ... 60
Figure 33 : Analogues chlorés de l'albendazole [114]. ... 61
Figure 34 : Analogues de l’albendazole [115]. ... 62
Figure 35 : Représentation schématique d'une culture de cellules [116]. ... 64
Figure 36: Les différentes techniques d’étude du passage des xénobiotiques à travers la membrane biologique. ... 65
Figure 37: Schéma du principe de chambre de perméation d’Ussing. ... 66
Figure 38 : Synthèse chimique des prodrogues esters de l’Albendazole. ... 73
Figure 39 : Structures chimiques des prodrogues esters de l’Albendazole synthétisées « 1a-e ». ... 76
Figure 40 : Mécanisme réactionnel de synthèse des prodrogues de l’albendazole. ... 77
Figure 41: Exemple d’un spectre IR du benzyl (2- (méthoxycarbonyl)amino)-5-(propylthio)- benzimidazol-2-yl) carbamate « 1d ». ... 78
Figure 42 : Exemple d’un spectre RMN 13C du benzyl (2- (méthoxycarbonyl)amino)-5-(propylthio)- benzimidazol-2-yl) carbamate « 1d ». ... 79
Figure 43 : Exemple d’un spectre RMN 1H du benzyl (2-(méthoxycarbonyl)amino)-5-(propylthio)- benzimidazol-2-yl) carbamate « 1d ». ... 80
Figure 44 : Structures chimiques d’albendazole « ABZ » et des prodrogues synthétisées « 1a-e » et testées. ... 95
Figure 45 : Membrane proligère d’un kyste hydatique pulmonaire provenant du service de chirurgie thoracique (Hôpital Avicenne de Rabat). ... 96
Figure 46 : Photo de scolex récupérés après raclage de la membrane d’un kyste hydatique, Vue par microscope électronique à (× 10). ... 97
Figure 47 : Un scolex d’Echinococcuse granulosus au microscope électronique (× 40). ... 97
Figure 48 : Schéma du protocole utilisé pour tester l’activité antiparasitaire scolicide de notre produit de synthèse. ... 99
Figure 49 : Coloration vitale des scolex d’Echinococcus. Granulosus exposés au DMSO, Grossissement × 10. ... 100
Figure 50 : Profils d’inhibition des scolex exposés à l’albendazole et les différentes prodrogues testées (1a, 1b, 1c, 1d et 1e), exprimés en pourcentage (%). ... 102
Figure 51 : Coloration post vitale des scolex d’E. Granulosus exposés à l’Albendazole, grossissement × 10. ... 102
Figure 52: Structures des deux prodrogues (1a et 1d) testées dans les chambres d’Ussing. ... 108
Figure 53 : Chromatogramme CLHP d’une solution de l’Albendazole (1µg/ml) dans la solution Ringer. ... 112
Figure 55 : Chromatogrammes de deux concentrations de la prodrogue « 1a » déterminés par HPLC dans la solution Ringer en utilisant la méthode de dosage développée………117 Figure 56 : Courbe d’étalonnage de la prodrogue « 1d » validé au niveau de la solution Ringer. ... 116 Figure 57 : Courbe d’étalonnage de la prodrogue « 1a » validé au niveau de la solution Ringer. ... 117 Figure 58 : Profils des concentrations absorbées en fonction du temps de l’Albendazole et des prodrogues 1a et 1d mesurées dans le compartiment séreux des chambres d’ussing, avec (n=6). ... 118 Figure 59 : Profils du flux de l’Albendazole et des deux prodrogues 1a et 1d à travers les chambres d’Ussing en fonction du temps. ... 120 Figure 60 : Perméabilité apparente de l’albendazole et des deux prodrogues calculée à travers la muqueuse jéjunale du rat sur une période de flux de 4h à travers les chambres d’Ussing. ... 121 Figure 61 : Structure chimique du dérivé ester de l’albendazole (ABZBoc) et sa conversion possible en albendazole (ABZ) [112]. ... 125 Figure 62 : Spectres d’absorbance de l’Albendazole sulfoxide (ABZSO) et sulfone (ABZSO2), ainsi
que le mèbendazole (MEB). ... 132 Figure 63: Chromatogramme des principaux métabolites d’albendazole séparés selon la méthode HPLC en présence de l’étalon interne (MEB). ... 133 Figure 64 : Chromatogramme de l’étalon interne (le mèbendazole) analysé par HPLC au niveau du plasma. ... 133 Figure 65 : Courbes d'étalonnages des deux métabolites d’albendazole analysés au niveau du plasma. ... 134 Figure 66 : Profils pharmacocinétiques (moyenne ± SD) du principal métabolite de l’albendazole (Albendazole Sulfoxyde - ABZSO) ; (n = 5,*Différence significative à p < 0.05). ... 138 Figure 67 : Profils pharmacocinétiques (moyenne ± SD) de l’albendazole sulfone (ABZSO2) ; (n =
Liste des abréviations :
ABZ ABZ-30 ABZSO ABZSO2 ABZNH2SO2 ABZBoc ABZ-CH AUC BTBA BZD BCS CYP CLHP CCM CMI CV CaCl2 Cmax CD CGTase C-β-CD CH CNRST DCI DMF DMSO DHA DS ddp FMO FBZ AlbendazoleAlbendazole émulsionné avec 30% d'huile de soja Albendazole Sulfoxyde
Albendazole Sulfone
Amino sulfone de l’albendazole
1-tert-butyloxycarbonyl-5-propylthio-1H-benzimidazole-2 ylcarbamate de méthyle Albendazole-chitosane
Surface sous la courbe
Bromure de tétra-nbutylammonium Benzimidazoles
Système de classification Biopharmaceutique Cytochrome
Chromatographie liquide à haute performance Chromatographies sur couche mince
Concentration minimale inhibitrice Coefficient de variation Chlorure de calcium Concentration maximale Cyclodextrines Cyclodextrine glucosyltransférase Citrate-β cyclodextrine Chitosane
Centre National pour la Recherche Scientifique et Technique Dénomination Commune Internationale
Diméthylformamide Diméthylsulphoxide Acide docosahexaénoïque Dispersions solides Différence de potentiel
Flavine monooxygénase dépendante Flubendazole
FAD FDA HIV HD HI IR Icc K2CO3 LNCM LOD LOQ MEB MgCl2 MP NaCl NaHCO3 (NH4)3PO4 NFS PAIR PZQ Papp P188 RMN SMEDDS SPSS Tmax UV TMS
Flavine Adénine Dinucléotide Food And Drug Administration Virus de l'immunodéficience humaine Hôte définitif
Hôte intermédiaire Infra Rouge
Courant de court-circuit Carbonate de potassium
Laboratoire national de contrôle des médicaments Seuil de détection Seuil de quantification Mèbendazole Chlorure de magnésium Microparticules Chlorure de sodium Bicarbonate de sodium Phosphate d’ammonium Numération-formule sanguine ponction-aspiration-injection-respiration Praziquantel Perméabilité apparente Poloxamère 188
Résonance Magnétique Nucléaire
Self-Micro Emulsifying Drug Delivery System Statistical Package for the Social Sciences Temps d’obtention de la concentration maximale Ultra-violet
Le kyste hydatique ou hydatidose ou Echinococcose kystique, est chez l’Homme l’une des helminthiases les plus fréquentes et les plus préoccupantes, due au développement tissulaire de la forme larvaire du tænia du chien : l’Echinococcus granulosus [1].
Il s’agit d’une zoonose majeure cosmopolite, sévissant à l’état endémique dans de nombreux pays du bassin méditerranéen, notamment le Maroc, l’Algérie, la Tunisie, l’Italie, la Grèce, la Turquie, ainsi qu’en Océanie et en Amérique du Sud. Ces régions ont en commun un certain nombre de facteurs qui peuvent expliquer la fréquence de cette maladie, à savoir, l’élevage de moutons, le nombre important de chiens errants et une humidité propice à l’entretien des oeufs dans le milieu extérieur, facteurs auxquels s’ajoute souvent une hygiène défectueuse
[2].
Au Maroc, l’hydatidose représente un véritable problème de santé publique avec un taux annuel d’incidence de 12 cas pour 100 000 habitants [3].
Le Maroc est considéré comme une zone hautement endémique avec des prévalences élevées aussi bien chez les animaux d’élevage que chez l’Homme. En effet, 759 cas de kystes hydatiques, ont été opérés ou traités médicalement au niveau des différents centres hospitaliers marocains au cours de l’année 2014 [4], Le coût moyen de l’intervention chirurgicale et des soins médicaux, est estimé à 9000Dh/cas, et en cas de complication il pourrait atteindre 27.000Dh [4]. Un coût qui demeure de loin sous-estimé étant donné que les pertes liées à l’invalidité, à l’inactivité temporaire et à la diminution de la qualité de vie ne sont pas prises en considération.
Ainsi, le contrôle de l’hydatidose kystique s’avère primordial et doit figurer parmi les priorités majeures de la santé publique ;
Le traitement de cette pathologie fait appel essentiellement à la chirurgie, qui comporte une morbidité et une mortalité non négligeables, d’où l’intérêt dans plusieurs cas du traitement médical dont le principal représentant est l’Albendazole. Ce composé présente une réelle alternative à la chirurgie surtout pour le traitement des patients âgés ou porteurs d’hydatidoses multiples ou récidivantes, chez lesquels la chirurgie est contre indiquée.
En dépit de son utilisation générale contre les parasites systémiques, son efficacité est souvent limitée par une mauvaise absorption intestinale due principalement à sa faible solubilité aqueuse (environ 0,5 mg/l). Par conséquent, pour atteindre des concentrations plasmatiques
longues durées, et des doses élevées ce qui provoque des effets indésirables notamment hépatiques.
Des tentatives pour augmenter la solubilité et surmonter le problème d'absorption de l’albendazole ont été décrites dans la littérature, soit par l'utilisation de différentes formulations (moyens physiques) ou bien par la conception et la synthèse de dérivés de l’Albendazole (méthodes chimiques).
Notre laboratoire développe depuis de nombreuses années un axe de recherche consacré particulièrement à la synthèse et à l’évaluation biologique de différentes séries de dérivés de l’albendazole.
Ce travail de thèse s’inscrit dans ce cadre, il a pour objectif de tenter de changer l’absorption de la molécule de l’Albendazole par voie chimique, par la synthèse de nouvelles prodrogues sous forme d’esters à solubilité modifiée dans l’espoir d’en améliorer la biodisponibilité. Pour cela, l’étude de l’activité et du comportement in vitro et in vivo de certaines prodrogues synthétisées a été réalisée.
Ce manuscrit s’articule autour de deux grandes parties:
Une première partie bibliographique qui présente brièvement des rappels sur la maladie hydatique, une présentation de l’albendazole, de ses propriétés pharmacologiques ainsi que son effet thérapeutique et ses limites d’utilisation. Puis, nous avons détaillé les différentes méthodes décrites dans la littérature et utilisées pour tenter d’améliorer sa biodisponibilité.
La seconde partie du manuscrit, qui concerne les travaux expérimentaux, est divisée en 4 chapitres:
Le chapitre I rapporte la synthèse et l’étude physicochimique d’une nouvelle série de prodrogues de l’albendazole, préparées au laboratoire de chimie thérapeutique.
Dans le chapitre II nous exposons les résultats de l’étude de l’activité anti-échinococcus des nouvelles prodrogues de l’albendazole synthétisées,
Le chapitre III porte sur l’étude de la perméabilité intestinale de l’albendazole, ainsi que deux de ses nouvelles prodrogues de synthèse dans le modèle des chambres d’Ussing.
Le chapitre IV se divise en deux parties :
La première partie concerne le développement d’une méthode de dosage des principaux métabolites d’albendazole dans le plasma par chromatographie liquide à haute performance (CLHP).
La deuxième partie présente l’étude de la biodisponibilité d’un nouveau dérivé de l’albendazole « ABZBoc : 1-tert-butyloxycarbonyl-5-propylthio-1H-benzimidazole-2 ylcarbamate de méthyle » précédemment synthétisé au laboratoire, après administration par
Chapitre I : L’hydatidose
1. Définition :
L’échinococcose/hydatidose kystique, communément connue comme la maladie hydatique ou l’hydatidose est une zoonose parasitaire majeure. Elle se caractérise par le développement dans les tissus et les viscères, principalement le foie et les poumons des herbivores, et des omnivores y compris l’Homme, de larves vésiculaires ou hydatides, de la forme larvaire du taenia Echinococcus. Granulosus [5].
2. Historique :
L’hydatidose est une maladie parasitaire de découverte très ancienne. Hippocrate a décrit la maladie comme suit : « quand le foie plein d’eau se rompt dans l’épiploon, le ventre se remplit d’eau et les malades meurent (quibus lupas aqua plenum in omentum erupit, his venter aqua) ». En outre, il a comparé les kystes aux tumeurs remplies d’eau suite à l’observation des lésions à l’autopsie du bétail [2,6]. A la fin du XVIIème siècle, Redi avec d’autres auteurs, soupçonnent l’origine parasitaire du kyste hydatique mais c’est seulement en 1782 que Goeze démontre qu’il s’agit d’un cestode en retrouvant les scolex en abondance dans la cavité de la tumeur. Depuis cette date, certains événements ont marqué la caractérisation de la maladie [7,
8, 9, 10] :
1804 : R. Laennec met en évidence la différence entre l’hydatidose humaine et animale;
1821 : Bresher identifie le parasite ;
1835 : Von Siebold identifie le mode de transmission ;
1862 : Leuckart et Heubner réalisent au laboratoire à partir de scolex d’origine humaine, la reproduction expérimentale du cycle ;
1872 : Nauxyn en Allemagne et Kabb en Islande, réalisent au laboratoire à partir de scolex d’origine humaine, la reproduction expérimentale du cycle ;
1901 : Mise en évidence du mécanisme anaphylactique que provoque le parasite; 1950 : Etude de la thérapeutique de la maladie à l’occasion du premier congrès
mondial sur le kyste hydatique à Aigre ;
1951 : Rausch et Schiller individualisent pour la première fois l’Echinococcus multilocularis de l’Echinococcus granulosus ;
1974 : Heath et al ont rapporté l’effet létal d’un dérivé des Benzimidazoles carbamates, le mébendazole, sur les kystes secondaires d’Echinococcus granulosus chez la souris ;
1977 : date de première utilisation avec succès d’un traitement médical chez l’homme. C’est le mébendazole (Vermox®) qui est testé en premier par Bekhti et al chez 4 patients porteurs d’hydatidose hépatique ;
Depuis 1980, l’albendazole est devenu le traitement médical de référence parce qu’il est nettement supérieur au mèbendazole;
1986 : le traitement percutané de l’hydatidose hépatique par ponction, aspiration, injection, reaspiration (PAIR) est bien codifié ;
1961-1996 : Etablissement des tests immunologiques par Fisherman, de l’électrophorèse par Capron et l’utilisation de l’ultrasonographie pour le diagnostic du kyste hydatique.
Au Maroc, c’est à Marrakech en 1919, que furent recueillis par Bouin et Jazas les premiers documents d'ordre exclusivement vétérinaire, concernant la maladie hydatique. Par ailleurs, les premières recherches entreprises par Dekes et Martin en 1923 insistaient sur la fréquence élevée de l’hydatidose humaine au Maroc[11].
Depuis ce temps, l'échinococcose a fait l’objet de plusieurs travaux de recherche et fut décrite dans une multitude d’articles scientifiques publiés par des chercheurs, qui ont marqué l’histoire de l’échinococcose kystique (figure n°1), car elle est non seulement l'une des maladies parasitaires les plus répandues dans le monde, mais également l’une des maladies les plus coûteuses en égard aux difficultés du traitement et de la prévention [12].
Figure 1 : Principaux chercheurs qui ont marqué l’histoire de l’échinococcose [12].
3.1 A l’échelle mondiale :
L’hydatidose sévit de façon endémique dans de nombreux pays du bassin méditerranéen, surtout au Maroc, en Algérie, en Tunisie, en Italie, en Grèce, en Turquie, ainsi qu’en Océanie et en Amérique du Sud [13].
En Europe, la distribution de l’hydatidose est inégale caractérisée par des taux de prévalence très faibles dans certains pays du nord et du centre (en Islande la maladie est éradiquée depuis 1960 [2] et des taux de prévalence moyens ou élevés au niveau du littoral de la méditerranée (Bulgarie, Grèce, Italie, Portugal, Roumanie).
En Amérique Latine, on rencontre surtout la maladie en Argentine, au Brésil, au Pérou, en Uruguay et au Chili avec des taux de prévalence élevés, ainsi qu’au Moyen Orient (Iran, Irak, Turquie).
Aux États-Unis, entre 50 et 150 cas d’hydatidose sont annuellement importés par la population immigrée d’Asie Centrale et du Moyen-Orient. En Chine, 26 000 cas d’hydatidose ont été opérés ces 40 dernières années dans six provinces. En Afrique du Nord, elle touche surtout la Tunisie, le Maroc et l’Algérie.
En Afrique de l’Est, c’est au Kenya dans la région de Turkana que la prévalence est la plus élevée du monde : 6,6% chez l’homme. On ne connaît pas précisément les raisons de la rareté de l’hydatidose humaine en Afrique de l’Ouest et en Australie, alors que la maladie est présente dans le bétail. L’hypothèse de l’existence d’une souche d’Echinococcus granulosus particulière a été évoquée. Les taux d’incidence régressent en Nouvelle-Zélande, à Chypre et en Tasmanie grâce aux mesures préventives (Figure n° 2) [14].
Figure 2: Répartition géographique de l’hydatidose (Photo empruntée de l’EMC [15]). 3.2 A l’échelle nationale :
Au Maroc, l’hydatidose est considérée comme un problème de santé publique en raison de son impact économique sur les productions animales (importance du secteur de l’élevage) et de son impact social sur la santé humaine.
Les provinces les plus touchées sont celles de la région Chaouia Ourdigha, Meknès Tafilalt et Doukkala Abda.
Elle est fréquente dans notre pays surtout dans les régions rurales en raison des coutumes d’élevage, le nombre considérable de chiens errants, l’infrastructure médiocre au niveau des abattoirs ruraux, l’ignorance par la population de la gravité de la maladie et du mode de sa transmission, ainsi que les conditions climatiques qui favorisent l’entretien du matériel infestant. Ce sont ces principaux facteurs qui font de notre pays une zone de haute endémie [16]. Ainsi, et pour ces raisons, elle revêt une importance particulière et a fait l’objet de nombreuses études épidémiologiques aussi bien chez l’Homme que chez le chien (hôte définitif) et les herbivores domestiques (hôtes intermédiaires).
Selon une étude épidémiologique rétrospective de l’hydatidose s’étalant sur une période de 27 ans, qui a permis de colliger 21 885 cas d’hydatidose, enregistrés dans toutes les provinces du Maroc entre 1980 et 2007, la distribution géographique de la maladie montre une prédominance notable dans les régions Centre Sud, Centre Nord et l’Oriental, régions où la sédentarisation de l’élevage tend à se développer [143]. La répartition des cas d’hydatidose par milieu, montre que 65% des cas sont issus du milieu rural. La répartition par sexe montre une prédominance du sexe féminin, avec 62,8 % des cas, vu le contact fréquent des femmes avec les chiens.
Selon la direction de l’épidémiologie et de lutte contre les maladies [11] et suite à la mise en place d’un registre de collecte des données au niveau de tous les services de chirurgie des CHU et des hôpitaux provinciaux du royaume entre 2009 et 2015 on a noté :
En 2009 : 1685 cas opérés de kyste hydatique contre 1627 cas en 2008 représentant une incidence moyenne de (5,4cas/100.000 habitants) contre (5,2 cas/100.000 habitants), soit une stabilité dans le nombre de cas opérés.
En 2010 : 1576 cas prise en charge par les différents hôpitaux représentant une incidence moyenne de (4,9 /100.000 habitants).
En 2012 : la notification de 1082 cas opérés de kyste hydatique représentant une incidence moyenne de (3,4/100.000 habitants).
En 2013 : 968 cas opérés ou traités médicalement représentant une incidence moyenne de (2,9/100.000 habitants) soit une diminution de 11% par rapport à l’année 2012. En 2014/2015 : Au cours de ces deux années la situation épidémiologie a été marquée
par la notification de 759 cas opérés en 2014 contre 601 cas pour l’année 2015, soit une diminution de 21,6% par rapport à l’année 2013 et représentant une incidence moyenne de (2,19 cas/100.000 habitants).
L’analyse de cette étude montre que :
La répartition des cas d’hydatidose en fonction du milieu laisse apparaitre que 64 % des cas sont enregistrés en milieu rural contre 36% en milieu urbain.
La répartition des cas par sexe montre une prédominance féminine estimée à 63 % contre 37% de sexe masculin.
Toutes les tranches d’âge des deux sexes sont touchées avec une prédominance de la population adulte de 20 à 40 ans et la population infantile de moins de 20 ans qui sont respectivement de 18,57% et 17,12% en 2014.
Concernant la répartition de la maladie par organe, on constate que le foie reste l’organe le plus touché par la maladie, avec 83% des cas prise en charge, suivi des poumons avec environ 13% des cas. Ces deux organes représentent à eux seuls 95.5 % des localisations, les formes associés Foie + poumon et Foie + péritoine constituent 0,5% de l’ensemble des cas notifiés en 2015 [11].
4. Parasitologie de l’hydatidose :
4.1 Classification :
L’Echinococcus granulosus est un parasite appartenant [17, 18].
- au phylum des PLATHELMINTHES : c’est un triploblaste acoelomique, aplati dorso-ventralement, au corps mou, muni d’un système d’excrétion protonéphrotique ;
- à la classe des CESTODES : c’est un endoparasite sans intestin, dont le tégument externe est constitué d’un tissu syncytial (zone d’échange) portant des microtriches ;
- à la sous-classe des EUCESTODES : c’est un ver « ruban » (true tapeworm), dont la forme adulte est caractérisée par un corps allongé (strobile) constitué d’une suite linéaire d’organes de reproduction (proglottis), et une spécialisation de la partie antérieure en un organe d’attachement (scolex) ; ce ver est hermaphrodite avec un cycle biologique indirect ;
- à l’ordre des TETRACESTODE ou CYCLOPHYLLIDEA : le scolex porte 4 ventouses musculaires lisses et un rostellum généralement armé de crochets, le strobile est constitué de proglottis à différents stades de développement et clairement démarqués les uns des autres par une segmentation externe, les pores génitaux sont marginaux et simples, les oeufs sont arrondis, non operculés, et contiennent des oncosphères non-ciliées à 6 crochets ;
- à la famille des TAENIIDES : le rostellum porte le plus souvent une double rangée de crochets, l’appareil génital est impair dans chaque proglottis et les pores génitaux marginaux alternent les oeufs ont une coquille dure à striation radiale (embryophore) ; les vers adultes vivent dans l’intestin grêle d’un carnivore, et l’hôte intermédiaire est toujours un mammifère ; - au genre ECHINOCOCCUS : la forme adulte ne mesure que quelques millimètres de long et comporte rarement plus de 5 segments ; elle est insérée profondément entre les villosités de l’intestin grêle de l’hôte définitif (cette localisation en profondeur lui est possible grâce à sa
petite taille, tandis que les autres Taenias sont contraints de se fixer plus superficiellement) ; les larves ont une faible spécificité d’hôte et un grand potentiel de reproduction.
A l’intérieur du genre Echinococcus la définition des différentes espèces s’est toujours basée sur la morphologie des parasites adultes et des métacestodes (forme larvaire), en combinaison avec des paramètres biologiques et épidémiologiques.
Six espèces ont été reconnues : E. Granulosus, E. Multilocularis, E. Oligarthus, E. Vogeli, E.
Shiquicus et E. Felidis [19]. D'un point de vue médical et sur le plan de la santé publique,
deux espèces posent des problèmes d'importance clinique, Echinococcus granulosus (provoquant l'échinococcose hydatique), et Echinococcus multilocularis (causant l’échinococcose alvéolaire). Nous nous intéresserons seulement à E.granulosus et le terme « échinococcose » fera uniquement référence à l’échinococcose à E. granulosus.
4.2 Morphologie :
La forme adulte [20, 21]:
La forme adulte d’Echinococcus granulosus est sous forme d’un petit ver plat segmenté, mesurant 3 à 8 mm de longueur, composé d’une tête (ou scolex), d’un cou et d’anneaux, le dernier formant un sac rempli d’œufs.
- Le scolex porte 4 ventouses et un rostre saillant muni d’une double couronne de 30 à 50 crochets (Figure 3) :
- Le cou est court.
- Les anneaux sont au nombre de 3 constituant une chaîne appelée strobile: Le 1er, dit segment immature, ressemble au cou.
Le 2ème, dit segment mûr, contient un ovaire et une poche de cire contenant 44 testicules avec un pore génital à son extrémité.
Le 3ème anneau, le plus grand par sa taille (environ le tiers du parasite adulte), constitue le segment gravide (ovogène), contenant un utérus avec des invaginations latérales renfermant 400 à 700 œufs infectants. Les segments ovigères se détachent tous les 14 jours.
L’intestin du chien peut contenir entre 10 à 25 000 parasites ; la moyenne étant de 200 vers par chien. La plupart des parasites sont attachés aux villosités dans le tiers supérieur de l’intestin grêle. La longévité des parasites est en moyenne d’une année avec des périodes comprises entre 6 et 20 mois [21].
Figure 3 : Adulte de l’Echinococcus granulosus [22].
L’œuf :
L’oeuf est ovoïde de 30 à 40 μm de diamètre, protégé par une coque épaisse et striée (figure n°4). Il contient un embryon hexacanthe à six crochets où 200 à 800 oeufs vont naître de l’anneau gravide, éliminés dans le milieu extérieur avec les selles du chien et qui seront ingérés par l’hôte intermédiaire (le mouton). Leur survie dans le sol dépend des conditions d’humidité et de température. Ils sont très résistants en milieu naturel humide mais ils sont rapidement détruits par la dessiccation. Les agents chimiques, engrais ou désinfectants n’altèrent pas leur vitalité.
La forme larvaire ou kyste hydatique :
Elle est identique chez l’homme et l’animal et se développe dans les organes de l’hôte intermédiaire (foie, poumon etc.). L’amorce de la vésiculation de l’hydatide se fait dès le 5ème jour après l’infestation et sa vitesse de maturation est lente, dépendante de l’espèce hôte et du viscère parasité.
Le kyste est une sphère creuse de 3 à 5 cm contenant un liquide et des vésicules (Figure n° 5).
La paroi du kyste est constituée d’une double membrane interne et externe qui sont accolées l’une à l’autre. La membrane externe ou cuticule, d’aspect blanc laiteux et de nature mucopolysaccharidique favorise le passage de substances nutritives vers l’intérieur du kyste et protège le parasite des réactions immunologiques de l’organisme. Sa face interne est tapissée par une seconde membrane, proligère ou germinative à partir de laquelle vont naître les capsules proligères contenant chacune jusqu’à 12 protoscolex. C’est contre cette membrane interne que l’action des médicaments antiparasitaires est dirigée. Les vésicules proligères et les protoscolex libres forment le sable hydatique. La lumière du kyste est remplie par un liquide limpide, eau de roche et stérile qui exerce une pression positive d’environ 80 cm d’eau, refoulant les membranes et le parenchyme voisin. Au cours de l’évolution du kyste hydatique peuvent apparaître des vésicules filles, naissant de la membrane proligère, endogènes (flottant dans le liquide hydatique) ou exogènes (se développant dans la cuticule). En dehors du kyste se développe l’adventice ou le périkyste. C’est une formation non parasitaire qui résulte de l’écrasement des tissus avoisinant au kyste hydatique, qui se transforment en coque fibroconjonctive dure, épaisse et riche en néovaisseaux. Ce périkyste est souple au départ, devient épais et rigide avec l’évolution.
Figure 5 : Schéma de la structure du métacestode d’Echinococcus granulosus [15].
4.3 Le cycle parasitaire [23]:
L’Echinococcus granulosus requiert deux mammifères pour compléter son cycle: un hôte définitif (HD) et un hôte intermédiaire (HI).
L’hôte définitif est le chien et plus rarement un autre canidé (le loup, l’hyène) et l’hôte intermédiaire est un herbivore domestique souvent le mouton qui broute au ras du sol, et viennent ensuite les bovins, les chèvres et les porcins [23].
L’homme s’insère accidentellement dans le cycle parasitaire et prend la place de l’hôte intermédiaire (HI). Il contracte la maladie accidentellement en ingérant les oeufs par voie directe (chien : léchage, caresses), et plus rarement par voie indirecte (eau, fruits, légumes souillés par les oeufs) ; sans pour autant pouvoir la transmettre, c’est une impasse
parasitaire.
Les oeufs embryonnés, éliminés dans le milieu extérieur avec les matières fécales du chien, sont ingérés par l’hôte intermédiaire (HI), pénètrent la paroi digestive, gagnent le foie par le système porte (le site le plus fréquemment affectée 50 à 70%), alors que dans 25 à 40% des cas il passe dans les poumons par l’intermédiaire des veines sus-hépatiques. Si ce deuxième barrage est forcé, l’embryon hexacanthe passe dans le coeur gauche, puis dans la grande circulation dans 10% des cas et sera embolisé dans les différents viscères (rein, rate, squelette, cerveau, muscles, glandes, etc…) [24, 25].
La localisation peut se faire en n’importe quel point de l’organisme par la circulation générale. Une fois dans le viscère, l’embryon se transforme en larve hydatide. Le cycle est fermé lorsque le chien dévore les viscères (foie, poumons) des moutons parasités (Figure 6).
Figure 6 : Cycle évolutif de l’Echinococcus granulosus (Bouzakri et al, 2004 [26]).
5. Traitement de l’hydatidose :
En pratique, les différents moyens de traitement des kystes hydatiques chez l’Homme sont : La chirurgie ;
La PAIR (ponction-aspiration-injection-réaspiration) ; La chimiothérapie ;
L’approche attendre et observer (watch and wait).
Actuellement la chirurgie reste le traitement qui a le plus grand potentiel d’élimination des kystes d’Echinococcus granulosus et conduit à une guérison complète.
L’efficacité peut atteindre 90 % si la maladie n’est pas dans un état très avancé ou si le kyste n’a pas une localisation à risque. Cependant la chirurgie peut ne pas être applicable chez certains patients en particulier ceux présentant de multiples kystes localisés dans plusieurs organes et ceux présentant des kystes d’accès chirurgical difficile. Dans ces différents cas l’introduction de la chimiothérapie et de la technique PAIR
(ponction-aspiration-injection-nécessitent sûrement pas de chirurgie c’est l’approche attendre et observer (watch and wait) qui est appliquée [27].
5.1 Traitement chirurgical :
La chirurgie est indiquée pour :
- les kystes hépatiques uniloculaires situés superficiellement et qui peuvent se rompre spontanément ou à la suite d’un traumatisme ;
- pour les kystes infectés ;
- pour les kystes communicants avec les voies biliaires où exerçant une pression sur les organes adjacents ;
- pour les kystes des poumons, des os, des reins et du cerveau.
Les contre-indications peuvent être multiples surtout chez les patients âgés, les femmes enceintes, les cardiopathies sévères, les polykystoses. Les risques per-opératoires sont le choc anaphylactique, cardiovasculaire ou hémorragique. Parmi les principaux inconvénients que présente la chirurgie, le taux de récidive est loin d’être négligeable (de 2 à 10%) pour cela une chimiothérapie doit être associée [28].
5.2 Traitement percutané (ponction-aspiration-injection-réaspiration) :
L’efficacité du traitement percutané (PAIR) dit «moderne» est non seulement démontrée mais parait des plus remarquables au vu des expériences rapportées, tout au moins pour les kystes accessibles [29].
C’est une méthode qui consiste à introduire une aiguille au niveau du kyste sous guidage échographique, à l’aspiration immédiate du contenu du kyste, l’injection d’une solution hypertonique protoscolicide (chlorure de sodium hypertonique à 20% ou alcool à 95%) à la ré-aspiration du contenu du kyste après 15 à 20 minutes; ce qui permet d’inactiver le parasite, de détruire la membrane proligère, d’évacuer le contenu du kyste et d’obtenir l’oblitération de la cavité résiduelle [27].
Cette technique est associée à une chimiothérapie à base de benzimidazoles, 4 jours avant l’intervention et un mois après l’intervention pour l’Albendazole, contre 3 mois pour le Mèbendazole. Cette méthode est moins invasive, moins traumatisante et moins coûteuse que la chirurgie classique et permet d’atteindre des kystes jusque-là inopérables, du fait de leur localisation ou de leur nombre [20].
Elle est aussi recommandée dans le cas des kystes inopérables et chez les patients qui refusent une intervention chirurgicale.
5.3 Traitement médical :
Jusqu’à 1977, date de la première utilisation avec succès d’un traitement médical chez l’Homme, la chirurgie était l’unique solution thérapeutique pour traiter la maladie hydatique [30].
La mise au point d’un traitement médical a apporté de nombreux avantages pour plusieurs raisons :
L’hydatidose à E. granulosus est une maladie bénigne à évolution lente.
L’existence de contre-indications (temporaires ou définitives) à la chirurgie liées au siège de certaines lésions d’accès difficile, au terrain de certains patients (patients inopérables ou porteurs de kystes multiples) et parfois aux longues listes d’attente dans les hôpitaux de certains pays de haute endémie.
La chirurgie curative par périkystectomie totale n’est pas toujours réalisable, avec une mortalité opératoire qui n’est pas nulle, majorée lors de la deuxième intervention de 4% à 6% pour atteindre les 20% lors de la troisième intervention.
L’action scolicide du traitement médical a été d’abord constatée in vitro puis confirmée chez l’animal, et rapidement les premiers résultats cliniques ont été publiés sur le traitement par les benzimidazoles carbamates ; ce qui a mené une nouvelle ère dans la prise en charge de l’hydatidose.
Avant 1970, l’arsenal thérapeutique médical pour l’hydatidose était composé par les antipaludéens de synthèse (la chloroquine, l’amodiaquine puis le proguanil) et l’antigénothérapie qui se sont soldés par des échecs.
C’est seulement après 1970, avec le développement d’autres traitements plus efficaces (notament le Praziquantel (PZQ) et les Benzimidazole-carbamates) que la chimiothérapie pratique est devenu possible. [31,32].
Depuis cette date, plusieurs études utilisant des benzimidazoles carbamates ne cessent de rapporter des résultats intéressants, allant de la réduction de la taille des kystes avant la chirurgie, à la guérison complète de certains kystes sous le seul traitement médical. Cette thérapeutique a été initialement utilisée pour les malades jugés inopérables.
Plus tard, d’autres indications ont été proposées plus particulièrement pour réduire la taille des kystes et stériliser leurs contenus avant la chirurgie, évitant ainsi les risques de dissémination secondaire, et en postopératoire pour agir aussi bien sur les kystes passés inaperçus, que sur les éventuels scolex disséminés au cours de la chirurgie, empêchant ainsi leur évolution kystique. Le traitement médical était aussi prescrit pour encadrer les ponctions à l’aiguille des kystes hépatiques sous contrôle échographique.
Le Praziquantel :
Certaines équipes ont rapporté la supériorité de l’association thérapeutique de l’Albendazole au praziquantel (ABZ-PZQ) à l’utilisation de l’Albendazole (ABZ) seul car il agit en synergie avec l’Albendazole en potentialisant son action scolicide [33-34]. Par contre, l’efficacité du
praziquantel (PZQ) seul n’est pas démontrée [35].
Figure 7 : Structure chimique du praziquantel.
Les composés benzimidazolés:
Depuis la découverte du thiabendazole en 1961 (n’est plus commercialisée actuellement vue sa toxicité supérieure) [36, 37], plusieurs dérivés benzimidazolés (BZD), représentés par le parbendazole en 1967, le cambendazole en 1970, le mébendazole en 1971, et l’oxibendazole en 1973 ont été développés pour traiter les maladies helminthiques. Cependant c’est la découverte de composés soufrés comme le fenbendazole en 1974, l’oxfendazole et l’albendazole en 1976 qui a été à l’origine de l’utilisation massive de cette famille de médicaments en médecine vétérinaire.
Aujourd’hui, le nombre des benzimidazoles a augmenté et tous n’ont pas des propriétés anthelminthiques. C’est le cas de certains inhibiteurs de la pompe à protons (comme l’oméprazole), d’antagonistes des récepteurs de l'angiotensine 2 (comme le candésartan),
d’anti-histaminiques (comme l’astémizole), d’inhibiteurs calciques (comme le mibéfradil) ou de neuroleptiques (comme le pimozide).
Toutes les molécules de ce groupe partageant une structure chimique commune (Figure n° 8),
résultant de l’accolement d’un noyau benzénique au noyau d’imidazole.
Figure 8 : Structure chimique du Benzimidazole.
- Le mèbendazole (MBZ) était le premier dérivé BZD testé pour le traitement de l’hydatidose dans les années 1970 [2, 25]. Toutefois, en raison de sa mauvaise absorption digestive (10 à 20 % de la dose ingérée) responsable de taux sériques et intra-kystiques très faibles, à cause d’un effet de premier passage hépatique important, l’efficacité thérapeutique attendue n’était obtenue qu’à des doses élevées (50mg/kg par jour) et pour une durée prolongée de quelques mois à quelques années [38, 39].
Figure 9 : Structure chimique du Mèbendazole.
- Par la suite, deux autres molécules du groupe ont été étudiées : le flubendazole (FBZ) et l’albendazole (ABZ).
- Le flubendazole (FBZ) est un analogue para-fluoré du mèbendazole (MBZ) et il lui est comparable en ce qui concerne ses propriétés antiparasitaires (5 à 10 % de la dose ingérée par voie buccale). L’adjonction de l’atome de fluor a pour but d’empêcher sa tératogénicité et son
embryotoxicité. Malgré l’absence de tératogénicité observée chez l’animal, le flubendazole (FBZ) n’est pas donné à la femme enceinte par précaution comme les autres benzimidazoles.
Figure 10 : Structure chimique du Flubendazole.
- Au début des années 1980, l’albendazole (ABZ) étant le dernier né des benzimidazolés en médecine humaine, s’est avéré d’efficacité nettement supérieur que celle du Mèbendazole (MBZ) et il est le traitement médical de choix de l’hydatidose [40].Ceci est dû au fait que le taux sérique de son métabolite actif, le sulfoxyde de l’Albendazole, est 100 fois supérieur à celui du MBZ avec également une concentration intrakystique et une efficacité supérieure [41].
Chapitre II :
L’
Albendazole
1. Historique :
L’albendazole (ABZ) est le chef de file des benzimidazolés méthylcarbamate, découvert en 1972 par Theodorides et al. dans les laboratoires de santé animale SmithKline [42], il est largement utilisé en médecine vétérinaire et humaine comme un agent antiparasitaire à large spectre actif contre les nématodes (vers ronds) du tube digestif, aussi bien à l’état adulte que larvaire [43, 44]. N H N NH OCH3 S H7C3 O
Figure 11 : Structure chimique de l’Albendazole.
2. Caractéristiques physicochimiques de l’albendazole :
Les propriétés physico-chimiques de l’Albendazole peuvent avoir un effet critique sur la solubilité et la biodisponibilité de cette molécule.
Selon la pharmacopée européenne, l’albendazole est une poudre blanche à faiblement jaunâtre, pratiquement insoluble dans l’eau, facilement soluble dans l’acide formique anhydre, très peu soluble dans le chlorure de méthylène, pratiquement insoluble dans l’alcool.
L’étude des propriétés physicochimiques de l’albendazole in vitro (solubilité, pK, dissolution) a montré que la solubilité de l’albendazole était la plus élevée dans le diméthylsulfoxyde, le chloroforme et l'acide acétique et il se comporte comme une molécule amphotère avec des valeurs pK de 10,26 ± 0,17% [45].
Le point de fusion de la molécule se situe entre 208°et 210°C.
L’albendazole a pour formule brute : C12H15N3O2S et un poids moléculaire de 265,33g/mole.
Il lui correspond plusieurs noms chimiques dans la pharmacopée (figure n°11):
N (propylthio-5, benzimidazolyl) 2, carbamate de méthyle ou, Méthyl [5-(propylthio)-1H-benzimidazol-2-yl] carbamate ou, Propylthio-5 1H-benzimidazolyl-2 carbamate de methyle.
Les proportions relatives des différents éléments sont : C: 54,32 % ; H : 5,7 % ; N : 15,84 % ; O: 12,06 % ; S : 12,09 %.
3. Procédés de synthèse de l’Albendazole :
Différents procédés de préparation de l’albendazole ont été rapportés par la littérature.
3.1 Préparation de l’Albendazole à partir du 3-chloro-6-nitroacétanilide [46] :
Le 3-chloro-6-nitroacétanilide (I) est condensé avec le propylmercaptane (A) en présence de NaOH au reflux aqueux pour produire le 2-nitro-5-propylthioaniline (II), qui est réduit avec H2 et le palladium sur charbon ((Pd)/C) dans l'éthanol pour donner le
4-propylthio-orthophénylènediamine (III). La cyclisation de (III) avec du bromure de cyanogène donne le 2- amino-5-propylthiobenzimidazole (IV), qui est finalement condensé avec du chloroformiate de méthyle. Il peut être condensé directement avec un mélange de cyanamide et du chloroformiate de méthyle ou avec du carbométhoxycyanamide (B). Toutes ces condensations sont effectuées en milieu basique (figure n°12).
Figure 12 : Préparation de l’Albendazole à partir du 3-chloro-6-nitroacétanilide.
3.2 Préparation de l’Albendazole à partir d’un Thiocyanate 2-nitro-aniline [47]:
En 2012, Rane et al ont rapporté un procédé pour la préparation de l’Albendazole :
- La réaction du 2-nitro-aniline (VI) avec le thiocyanate d'ammonium en présence du dichlore permet d’obtenir le 2-nitro-4-thiocyanoaniline (V);
- Le traitement du composé (V) par une solution d’hydroxyde de sodium, suivie d’une réaction de substitution nucléophile avec le bromure de propyle accède par catalyse de transfert de phase au 2-nitro-4-thiocyanoaniline (III) ; La réduction du groupe nitro du composé III conduit au 4- propylthio-ortho-phénylène diamine (II) ;
- La condensation de la 4-propylthio-ortho-phénylène diamine (II) avec le
carbométhoxycyanamide permet de former l’Albendazole (I).
Figure 13 : Schéma réactionnel de la préparation de l’Albendazole à partir d’un Thiocyanate 2-nitro-aniline [47].
3.3 Préparation de l’Albendazole à partir du méta-dichlorobenzène :
Un nouveau procédé de production de l’Albendazole, se fait à partir du
méta-dichlorobenzène en tant que matière de départ [46].
La figure n° 14illustre les réactions de synthèse:
(I) Réaction de nitration: La réaction de nitration du méta-dichlorobenzène à l’aide d’un mélange d'acide sulfurique concentré et d'acide nitrique donne le 2,4-dichloro-1-nitrobenzène. (II) Réaction d'amination : La substitution du chlore par un groupe amino permet d’obtenir la 5-chloro-2-nitroaniline.
(III) Réaction de condensation: La 2-nitro-5-propylthioaniline est détenue à partir d’une condensation de la 5-choloro-2-nitroaniline avec le propanethiol en présence d’une base. (IV) Réaction de réduction: le groupe nitro de la 5-chloro-2-nitroalinine est réduit en groupe amino pour conduire à la 4-propylthio-ortho-phénylène diamine.
(V) Réaction de cyclisation: l’Albendazole est obtenu par réaction de cyclisation de la 4-propylthio-ortho-phénylène diamine et le carbométhoxycyanamide.
Figure 14 : Préparation de l’Albendazole à partir du méta-dichlorobenzène[46]. NC‐NH‐COOCH3
4. Caractéristiques pharmacocinétiques :
4.1 Absorption :L’absorption de l’albendazole est faible par le tractus gastro-intestinal après administration orale, elle est d'environ 5 % chez l’homme, de 20 à 30% chez les rats et les souris et 50% chez les bovins [48]. La résorption peut être améliorée jusqu'à 5 fois chez les humains par l’ingestion d’aliments riches en lipides qui contribue à une plus grande dissolution de la drogue dans la matrice lipidique de la nourriture [49].
Il est connu que l'albendazole traverse les membranes plasmatiques par diffusion passive en raison de sa lipophilie, mais l'existence de mécanismes de transport supplémentaires ne peut être exclue [50].
Selon une étude réalisée par Jung et al. [45] pour déterminer le taux d’absorption de l’Albendazole dans les différentes parties de l’intestin (le duodénum, le jéjunum, l'iléon et du côlon), l’albendazole se comporte comme une molécule neutre (non ionisé entre pH 6 et 9), et s’absorbe le long de l’intestin avec un ordre décroissant : iléon> jéjunum> colon> duodénum. Par contre l'absorption dans l'estomac est plus élevée que dans les autres régions du tractus gastro-intestinal. Il y a donc une meilleure absorption de l’Albendazole à pH acide (Figure n°15).
Figure 15 : Courbe d’absorption de l’Albendazole dans le tractus gastrointestinal (A) : absorption gastrique ; (B) : Duodénum, Jéjunum, Iléon, et Colon.
4.2 Métabolisme de l’Albendazole :
Après administration orale, l’albendazole est rapidement et quasi intégralement métabolisé lors du premier passage hépatique. Il n’est plus décelable dans le plasma du fait de son métabolisme hépatique et intestinal qui consiste essentiellement en son oxydation générant deux principaux métabolites identifiés dans le plasma et l’urine [51] l’albendazole sulfoxyde
(ABZSO), nommé aussi le ricobendazole pharmacologiquement actif, dont une partie est soumise à une seconde étape irréversible et plus lente pour former l’albendazole sulfone (ABZSO2), puis l’amino sulfone de l’Albendazole (ABZSO2NH2) respectivement, des
métabolites qui ne possèdent pas d’action anthelminthique (Figure n°16).
Albendazole (ABZ) ↓
Albendazole suplhoxide (ABZSO) ↓
Albendazole sulfone (ABZSO2)
↓
Benzimidazole 2 aminosulfone (ABZSO2NH2)
Figure 16 : Structure chimique de l’Albendazole (ABZ) et ses trois métabolites ABZSO, ABZSO2 et
D’après des études pharmacocinétiques réalisés, le composé parent est indétectable dans le plasma après administration chez l'homme [52,53], les rats [54], les moutons [56], les bovins [55] et d'autres espèces et de faibles quantités des métabolites d’ABZ en particulier l’ABZSO2
et l’ABZSO2NH2 se trouvent dans les fluides biologiques en raison de la faible absorption de
la drogue principale d’ABZ chez l’Homme [57].
D’après une étude rapportée par Mirfazaelian et al. [58], la quantification des concentrations des trois métabolites d’albendazole [ABZSO, ABZSO2 et ABZSO2NH2], suite à une
administration orale d’une dose de l’Albendazole (800mg) chez des sujets sains, a montré que le sulfoxyde de l’Albendazole (ABZSO) était le principal métabolite détecté avec une concentration plasmatique maximale de 650ng/ml, suivis de l’ABZSO2NH2 (40ng/ml) puis de
l’ABZSO2 (12ng/ml) et aucune trace de l’Albendazole n’a été détectée dans les échantillons
de sérum analysés. Ce résultat est en corrélation avec le métabolisme rapide d’ABZ en ABZSO et l’oxydation lente d’ABZSO en ABZSO2. (Figure n°17)
Figure 17 : Les profils des concentrations des trois métabolites dtectés dans le sérum des sujets après la prise d’une dose orale de l’Albendazole.
4.3 Voies d’oxydation de l’albendazole :
Deux systèmes enzymatiques microsomaux différents sont responsables de l’oxydation séquentielle de l’albendazole. Un système de flavine monooxygénase FAD (Flavine Adénine Dinucléotide) et un système dépendant du cytochrome P450 (CYP450) [59].
Dans les microsomes hépatiques humains l’oxydation de l’albendazole en sulfoxyde de l’Albendazole est réalisée par une flavine monooxygénase dépendante (probablement FMO3, la forme majeure dans le foie humain) ainsi que le cytochrome P450 principalement CYP1A2 et CYP3A4 [60], tandis que l’oxydation du sulfoxyde en albendazole sulfone est catalysée seulement par un système dépendant du cytochrome P450 [61] et principalement par la sous-famille CYP1A [62].
L'implication des deux voies dans le métabolisme de l’Albendazole a été observée chez plusieurs espèces animales et aussi chez l’homme [62]. De plus, des données récentes suggèrent que le CYP3A4 peut être le facteur clé du métabolisme de l'albendazole dans le foie et dans l'intestin[63].
L’Albendazole sulfoxide (ABZSO) se présente généralement sous forme de deux énantiomères, les énantiomères (-) et (+), produits à partir de l’Albendazole; il a été démontré que l’Albendazole sulfoxide (+) est associé à l'activité de la flavine monooxygénase dépendante (FMO), alors que CYP450 (CYP3A4) participe à la production de l’énantiomère (-) [64]. Cette participation des deux voies du métabolisme de l’albendazole a été observée chez les humains, les rats [65], ainsi que dans d'autres espèces domestiques.
4.4 Distribution et élimination de l’albendazole :
La concentration plasmatique en sulfoxyde qui est le métabolite actif circulant prépondérant atteint son maximum environ 2 heures et demie après son administration. Il est lié aux protéines plasmatiques à 70% avec une demi-vie plasmatique d’environ 8 heures et demie chez l’homme, avec de grande variabilité interindividuelle des taux plasmatiques dû à la faible solubilité du médicament [45].
Le sulfoxyde d’albendazole et ses métabolites sont largement distribués dans tout le corps; alors que l’élimination se produit en très grande partie sous forme de métabolites dans la bile [49]. Batzias et al. ont rapporté pour la première fois la présence des métabolites d’albendazole dans les spermatozoïdes, le plasma séminal des moutons à des niveaux bas (46,5 ng/ml pour l’ABZSO, 7,5 ng/ml pour l’ABZSO2 et 12 ng/ml pour ABZSO2NH2) [66].
4.5 Interactions pharmacocinétiques /Albendazole:
- Nagy et al. ont constaté une diminution des profils plasmatiques des métabolites d’albendazole après l’administration de la cimétidine et/ou le jus de pamplemousse,
- En 2006 Na-Bangchang et al. ont évalué les interactions pharmacocinétiques et la tolérance de l’albendazole suite à des traitements combinés avec le praziquantel et/ou l’ivermectine sur un échantillon de 23 volontaires sains. Ils ont observé une amélioration dans les paramètres pharmacocinétiques de sulfoxyde d’albendazole en particulier (AUC0-∞, Cmax et Tmax)
lorsque les trois médicaments ont été administrés simultanément sans être considérée comme des interactions médicamenteuses [68].
- D’un autre côté, Suarez et al en 2014 ont rapporté que l'exposition systémique du sulfoxyde d’albendazole chez des agneaux a été sensiblement modifiée par la présence de lévamisole et/ou l'ivermectine, les profils de concentration plasmatique en sulfoxyde d’albendazole (ABZSO) étaient significativement plus faibles après le traitement combiné, cette modification est en relation avec l’interaction au niveau d’efflux de transporteur [69].
- L'effet du clotrimazole a également été étudié après incubation avec l’albendazole, où la formation de l’albendazole sulfone a été complètement inhibée à la concentration de 50M pour les incubations intestinales contre 50% d’inhibition pour les incubations hépatiques [51]. - D’un autre coté et afin d'évaluer les mécanismes impliqués dans l'élimination intestinale du sulfoxyde d’albendazole (ABZSO), une étude a examiné l’influence des inhibiteurs métaboliques co-administrés avec l’albendazole (ABZ) et leurs conséquences pharmacocinétiques chez le rat et le mouton. Les résultats ont montré que [63]:
L’oxfendazole, l'ampicilline et la cyclosporine ont réduit significativement l'élimination du sulfoxyde d’albendazole (ABZSO) de 25,5%, 34,9% et de 38,7% respectivement, par contre une augmentation de l'élimination intestinale a été induite avec le glucose.
une augmentation de la biodisponibilité du sulfoxyde d’albendazole de 43% chez le rat contre 53,68% chez les moutons a été notée après la co-administration d’albendazole (ABZ) avec le vérapamil (un inhibiteur de la P-glycoprotéine).
5. Indications et mode d’action :
- L’albendazole dispose d’une activité polyvalente contre les nématodes du tube digestif, aussi bien à l’état adulte que larvaire, due à un seul ou plusieurs parasites tels que l’ascaris, l’ankylostomes, les oxyures, le trichocéphale, et le trichostrongylus), un peu moins sur les anguillules, il est également actif sur les trichines et très actif sur la plupart des larves de
nématodes [70], et les larves de quelques cestodes (Echinococcus granulosus « Hydatidose et kyste hydatique » et échinococcose alvéolaire) [45]. Il présente aussi un effet inhibiteur clair sur le développement des œufs de Fasciola hepatica [71].
Son intérêt thérapeutique a également été démontré contre une grande variété de parasitoses telles que la neurocysticercose [72] et la filariose lymphatique [73]. Il est également utilisé pour traiter les infections microsporidiales et cryptosporidiales, les maladies émergentes avec le virus de l'immunodéficience humaine HIV [74,75]. De plus, il a une capacité possible à traiter les carcinomes hépatiques [76] et il présente aussi une activité antitumorale [77, 78]. Le premier mode d’action de l’albendazole réside en action sur le cytosquelette des helminthes par inhibition de la polymérisation micro-tubulaire, qui résulte de la liaison avec la β-tubuline protéine du cytosquelette eucaryote, ce qui entraîne une immobilisation puis une mort lente des parasites sensibles [79].
Les benzimidazoles en général possèdent une toxicité hautement sélective pour les parasites en raison d’une importante affinité de liaison qui se manifeste envers les β-tubulines des parasites à des concentrations bien inférieures à celles concourant à la liaison avec les protéines de mammifères. Les helminthes adultes doivent maintenir une balance alimentaire avantageuse et doivent transporter et métaboliser le glucose pour vivre, le second mode d’action est la réduction du transport du glucose, bloquant ainsi l'absorption du glucose par les parasites et provoquant leur mort.
