AntiVEGF : mecanismes

Anti VEGF: Principales molécules et principes d’action JF. Girmens CHNO des Quinze-Vingts Service IV & C.I.C. (Pr. Sahel)

Introduction
DMLA exsudative, rétinopathie diabétique, OVR
Parmi les causes principales de malvoyance
Points communs
Hyper-perméabilité vasculaire
Œdème rétinien et DSR
Prolifération néovasculaire
Traitements souvent décevants, voire impossibles
Photocoagulation laser
IVT Triamcinolone
Photothérapie dynamique
Efficacité (parfois) partielle
Contre-indications
Effets secondaires
VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Autres cibles Conclusion

VEGF
VEGF :
principal stimulus angiogénique
responsable de la néovascularisation
Facteur de perméabilité vasculaire
Néovascularisation
Œdème maculaire
principales causes de perte sévère d'acuité visuelle
DMLA
Diabète
OVR
VEGF est le principal responsable
de la perte de vision de nombreux patients

Historique
1948: Hypothèse du facteur X
Michaelson IC. Trans Ophthalmol Soc UK. 1948;68:137-80
1983: Facteur de perméabilité vasculaire,
sécrété par les tumeurs
Senger DR & al. Science. 1983;219:983-985
1989: Facteur angiogénique (VEGF)
Ferrara N, Henzel WJ. 1989;161:851-858
1994: VEGF et pathologies oculaires
Aiello LP & al. N Engl J Med. 1994;331:1480-87
1999: premiers essais des anti-VEGF chez des patients atteints de DMLA

VEGF
Famille de facteurs de croissance
A, B, C, D, E, Placental GF
Principal régulateur de l’angiogenèse : A
121, 145, 148, 162, 165, 183, 189, 206 (aa)
121 & 165 les plus produites au niveau rétinien
Isoforme ≥ 165 aa : 2 domaines
Liaison aux récepteurs du VEGF
Présent dans toutes les isoformes
Liaison à l’héparine
Absent dans les isoformes diffusibles < 165 aa
Clivable par la plasmine -> VEGF 110

Récepteurs au VEGF
2 récepteurs
VEGFR-1 (Flt-1)
Rôle encore débattu
VEGFR-2 (KDR/Flk-1)
Principal médiateur de l’effet angiogénique
Activation d’un domaine tyrosine-kinase intracellulaire
Survie, prolifération, migration des cellules endothéliales vasculaires
Augmentation de perméabilité vasculaire
Effet pro-inflammatoire

Propriétés
Inducteur de perméabilité vasculaire
Altération des cellules endothéliales
Formation de fenêtres
Dissolution des jonctions étanches
Effets pro-inflammatoires
Récepteurs au VEGF présents sur les cellules inflammatoires
Cellules inflammatoires fabriquent et relarguent du VEGF
Participation des cellulles inflammatoires à la rupture de la BHE
Stimulateur de l’angiogenèse…

Angiogenèse
A distinguer de la vasculogenèse
Formation de vaisseaux pendant l’embryogenèse
Processus complexe aboutissant à la formation de vaisseaux
Cellules endothéliales normalement quiescentes
Angiogenèse si production de facteurs de croissance
Ischémie
Réparation tissulaire
Processus pathologique
Tumoral
Dégénératif
inflammatoire
Pathologie
Oph
DMLA, diabète...
Cancer
Effets bénéfiques
Remodelage cardiaque
Cicatrisation

Processus complexe
Vasodilatation des vx préexistants
Augmentation de perméabilité vasculaire
Dégradation de la matrice extracellulaire
Activation et prolifération de cellules endothéliales
Migration et constitution de colonnes
Différentiation des cellules
Maturation et remodelage

Rôle dans la physiologie oculaire
VEGF et récepteurs présents dans l’œil sain
Récepteurs à la surface des cellules endothéliales (VEGF FR1 & 2)
Fortes concentrations de VEGF dans l’EP
Rôles :
Développement embryologique de la vascularisation normale
Maintien d’un flux sanguin suffisant
Trophique pour la choriocapillaire
Maintien de la fenestration
Essentiel pour son développement
Marneros AG & al. Am J Pathol. 2005 Nov;167(5):1451-9
Neuroprotecteur
Storkebaum E & al. VEGF: once regarded as a specific angiogenic factor, now implicated in neuroprotection. Bioessays. 2004;26:943-954.

VEGF en pathologie
VEGF est nécessaire et suffisant pour produire une néovascularisation pathologique
Inhibition par les anti-VEGF
Du développement de NV sous-rétiniens
De la croissance de NV sous-rétiniens déjà présents
VEGF présent dans les membranes néovasculaires
DMLA
Rétinopathie diabétique
Niveau corrélé à la gravité de la RD

VEGF en pathologie Aiello LP & al. N Engl J Med. 1994;331:1480-87 VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Autres cibles Conclusion

Anti - VEGF…

Cibles JAMA 2005;293(12):1509-13 VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Autres cibles Conclusion © oph.girmens.fr

Pegaptanib (Macugen®)
Aptamer (28 nucléotides), 50 kDa
Agit comme un anticorps
Non immunogène
Couplé à 2 chaines de polyéhylène glycol
Augmenter la demi-vie
Haute affinité pour le VEGF 165
Fixation sur le domaine de liaison du VEGF à l’héparine
L’empêche de se fixer sur ses récepteurs
VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Macugen Autres cibles Conclusion

Blocage sélectif
Blocage VEGF 165
Pas de différence entre inhibition du VEGF 164 et inhibition non sélective
Ishida S. & al. J Exp Med 2003;198:483-9 VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Macugen Autres cibles Conclusion

Blocage sélectif
Blocage VEGF 165
Pas de différence entre inhibition du VEGF 164 et inhibition non sélective
Sans effet sur vascularisation physiologique
Ishida S. & al. J Exp Med 2003;198:483-9
Contrairement au blocage non sélectif
Inai T & al. Am J Pathol 2004;1:35-52

Passage systémique ?
Après IVT 3 mg (10x la dose utilisée) :
Demi-vie plasmatique : 10 jours
Concentration plasmatique max : 80 ng/ml
Siddiqui MA, Keating GM. Drugs 2005;65:1571–7.

Administration toutes les 6 semaines
0,3 mg / 90 µl
Seringue préremplie / Aiguille préfixée
Conservation 2 – 8 °C
FDA : Déc. 2004
ATU : Déc. 2005
AMM : juin 2006
VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Macugen Autres cibles Conclusion © oph.girmens.fr

Ranibizumab (Lucentis®)
Fragment d’anticorps monoclonal humanisé
« Dérive » du bevacizumab (Avastin®)
3 fois plus petit (48 kDa)
Affinité x 100
Pénétration de toutes les couches rétiniennes
Affinité pour toutes les isoformes du VEGF-A
VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Lucentis Autres cibles Conclusion

Passage systémique après IVT
Etudes préclinique (singe)
Demi-vie dans le vitré : 3 jours
Niveau plasmatique max : 150 ng/ml
Demi-vie 3,5 jours
Geaudrault J & al. Invest Ophthalmol Vis Sci 2005;46:726-33
1 heure après IVT 0.3 mg
< 0.300 ng/ml chez 73 % des patients
Moyenne : 1.01 ng/ml
28 jours après IVT 0.3 mg
< 0.300 ng/ml chez 96 % des patients
IVT 0.5 mg mensuelle
Concentrations plasmatique < seuil d’activité anti-VEGF
Haughney PC & al. ARVO 2005

Administration toutes les 4 semaines
10 mg / ml
Flacon 3 mg / 0.3 ml
Dose=0.5 mg/0.05ml
Conservation 2 – 8 °C
FDA : Juin 2006
ATU 4 déc. 2006 puis AMM juin 2007 (?)
VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Lucentis Autres cibles Conclusion © oph.girmens.fr

Bevacizumab (Avastin®)
Ac monoclonal recombinant humanisé
150 kDa
Liaison à haute affinité à toutes les isoformes du VEGF
Blocage des liaisons aux VEGFR-1 & 2
L.G. Presta & al. Cancer Res 57 (1997) 4593–4599
VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Avastin Autres cibles Conclusion

AMM européenne (12 jan. 2005) :
Traitement de première ligne
cancer colorectal métastatique
5mg/kg, 1 perf. IV tous les 15 jours.

Avastin IV en traitement DMLA ?
Anti-VEGF intravitréens (ranibizumab+++)
Résultats prometteurs
AMM : fin 2006
« Parenté » Bevacizumab – Ranibizumab
Absence de barrière pour atteindre la cible
Pathologie bilatérale
Risques des injections intravitréennes
Demi-vie plus longue en IV ?

Avastin en IVT
Mai 2005: premières injections aux USA
Février 2006 79 patients Avril 2006 266 patients VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Avastin Autres cibles Conclusion

... Et dès février 2006 aux XV-XX...
Salle blanche
Sous hotte
Flux laminaire
Seringues préremplies
1.25 mg / 0.1 ml
Dose « empirique »
Poids molaire
0.05 ml = 1.25 mg
Conservation 15 jours (4°)
Bakri SJ & al. Six-month stability of bevacizumab (Avastin) binding to vascular endothelial growth factor after withdrawal into a syringe and refrigeration or freezing). Retina 2006;26(5):519-22 VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Avastin Autres cibles Conclusion © oph.girmens.fr

... Avant publication de données de tolérance
Absence de toxicité rétinienne
Cultures cellulaires
Retina 2006;26(5):512-8
Br J Ophthalmol 2006;90(10):1316-21
Histologique
Retina 2006;26:257-61
Br J Ophthalmol 2006;90(9):1178-82
Electrophysiologique
Animal
Retina 2006;26:882-8
Homme
Retina 2006;26:270-4
Profil de tolérance clinique
Recueil des effets secondaires sur internet
Br J Ophthalmol 2006;90(11):1444-9

Avastin vs. Lucentis ?
Aucune étude comparative directe à ce jour
Résultats des études pilotes souvent meilleurs /
études randomisée...
Affinité Avastin < Lucentis
Demi vie Avastin > Lucentis (?)
Dose Avastin arbitraire
Pas d’étude pharmacocinétique
Diffusion intra-rétinienne ?
VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Avastin ou Lucentis ? Autres cibles Conclusion

Efficacité vs mauvaise pénétration ?
Etude chez primate, 25µg
Mauvaise pénétration intra-rétinienne après inj. intra-vitréenne d’Ac (IgG)
Développement du ranibizumab
Mordenti & al. Toxicol Pathol 1999;27:536-44
... Pourtant ça marche !

Efficacité vs mauvaise pénétration ?
Meilleure perméabilité de la rétine âgée
DSR ?
sang ?
Dose injectée
50x plus élevée
Absence de MLI /fovea humaine
Absence de couche plexiforme interne
Imperméable au molécules >76kD
Shahar R & al. Retina 2006;26:262-269 VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Avastin ou Lucentis ? Autres cibles Conclusion

Effets indésirables systémiques
Utiliser un Ac entier (demi-vie longue) augmente le risque d’effets systémiques
Perfusion répétées d’Avastin :
En association à chimiothérapie
5 à 15 mg/kg par perfusion
Hypertension artérielle
Hémorragies
Protéinurie
Accidents thrombo-emboliques
Artériels (AVC/AIT, IdM…) : 4% vs. 2%
Veineux (TVP, EP…)
Avastin IV en monothérapie :
Néovascularisation (DMLA / Myopie forte)
5 mg/kg
HTA (7/9 patients), controlée par monothérapie
Michels S & al. Ophthalmology 2005;112:1035-47
Nguyen QD & al. Br J Ophthalmol 2005;89:1368-70

Lucentis IVT 6 (4.3%) 3 (2.2%) 3 (2.1%) Total 0 0 0 AVC hémorragique 1 (0.7%) 1 (0.7%) 1 (0.7%) AVC ischémique 3 (2.1%) 1 (0.7%) 1 (0.7%) Infarctus du myocarde 2 (1.4%) 1 (0.7%) 1 (0.7%) Décès Ranibizumab 0.5 mg (n=140) Ranibizumab 0.3 mg (n=137) PDT (n=143) VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Avastin ou Lucentis ? Autres cibles Conclusion

Lucentis IVT VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Avastin ou Lucentis ? Autres cibles Conclusion 4 (1.7%) 2 (0.8%) 2 (0.8%) Accidents thrombo-emboliques -4 / -1 -1 / -2 -2 / -2 Variations moyennes (mmHg) 1 (0.4%) 1 (0.4%) 1 (0.4%) Infarctus du myocarde 20 (8.4%) 20 (8.4%) 23 (9.7%) Hypertension 3 (1.3%) 1 (0.4%) 1 (0.4%) AVC 2 (0.8%) † 1 (0.4%)* 0 Décès Ranibizumab 0.5 mg (n=239) Ranibizumab 0.3 mg (n=238) Sham (n=236)

Avastin IVT
Déclaration des effets secondaires sur internet

Avastin IVT
70 centres
USA, Brésil, Argentine, Costa Rica, Venezuela, Mexique, Israel, Allemagne, Autriche
7.113 injections / 5.228 patients
EI liés à l’injection :
11 érosions cornéennes (0,15%)
3 décollements de rétine (0,04%)
1 traumatisme cristalinien (0,01%) & 1 cataracte (0,01%)
1 endophthalmie (0,01%)
EI liés au médicament :
15 HTA (0,21%)
10 cas d’inflammation (0,15%)
10 cas de BAV brutale (0,15%)
3 hémorragies sous-rétiniennes (0,04%)
1 HTO (0,01%)
1 AIT (0,01%) & 2 AVC (0,03%)
1 OACR (0,01%)
1 décès (0,01%)
Fung AE & al. Br J Ophthalmol. 2006 Nov;90(11):1344-9

Macugen vs Lucentis/Avastin ?
Pas d’étude comparative directe
Etudes randomisées non comparables
Groupes de malades différents
Logiquement, inhiber toutes les isoformes du VEGF devrait être plus efficace...
MAIS...
VEGF 165 est le principal médiateur d’angiogenèse
Problème de la tolérance de la non-sélectivité au long cours
Recul max. actuel = 2 ans.
Lucentis®/Avastin® puis Macugen® ?
Ophthalmic Surg Lasers Imaging 2006 Nov-Dec;37(6):446-54
VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Sélectif ou non ? Autres cibles Conclusion

L’avenir

siRNA
ARN interférents correspondent à l’application thérapeutique d’un mécanisme de défense cellulaire contre l’infection virale
ARN infectieux peut d’associer à de petits fragments d’ARN (bases complémentaires)
Induisent dégradation des ARN
Administration
Electroporation
Transfection
nanoparticules

siRNA VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Autres cibles Conclusion

Cand-5 (Acuity pharmaceuticals) VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Autres cibles Conclusion

Sirna 027 (Sirna therapeutics) siRNA027 VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Autres cibles Conclusion

Analogue des récepteurs : VEGF Trap (Regeneron) VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Autres cibles Conclusion

Inhibiteurs Tyrosine Kinase Vatalanib/PTK787 (Novartis), AG-013958 (Pfizer) VEGF Anti-VEGF Cibles actuelles Autres cibles Conclusion

Conclusion
Anti-VEGF trouvent une application dans de nombreuses pathologies
Efficacité (QS)
Engouement important
Incertitudes nombreuses
Rythme et durée d’administration
Combinaison de traitements
Tolérance au long cours & effets secondaires potentiels
Locaux
Neuroprotection et homéostasie rétiniennes
Systémiques
Rôles physiologiques du VEGF
Problème de la répétition et nombre d’injections
Formes retard ?
Autres formes d’administrations ?

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AntiVEGF : mecanismes

by Jean-Francois GIRMENS on Feb 06, 2007

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