La toxine Botulinique de type A

• Bref historique• Structure et fonction de la toxine botulinique de type A et de

ses protéines associées• Mode d’action de la toxine botulinique• Les toxines botuliniques sont différentes et uniques

BREF HISTORIQUE

Approbation aux Etats-Unis par la FDA de BOTOX® pour le traitement

de dystonie cervicale, le strabisme, et le blépharospasme

1991

VISTABEL® 1ère toxine approuvée en Europe pour une

utilisation cosmétique (glabelle)

20031970s – 1980s

Premiers développements

cliniques: blépharospasme

et strabisme

2002 2009

Azzalure et Bocouture

Toxine Botulinique de type A -

Structure Moléculaire et

Notion de Produit Biologique

Clostridium botulinum

Les toxines botuliniques sont produites par la bactérie Clostridium botulinum qui:

– est une bactérie anaérobie dont les spores se trouvent dans le sol

– qui se développe dans les conditions:• température >10oC• milieu anaérobie • pH 4.6

– s’autolyse et libère la toxine native sous plusieurs formes plus ou moins complexées dépendant de la souche bactérienne

Toxine de Clostridium BotulinumStructure moléculaire unique

Neurotoxine + Protéines annexes non-toxiques

Schantz EJ Gasper E (1975) Jpn J Med Sci Biol 28:66-69

Clostridium Botulinum est une bactérie anaérobie gram + en forme de batonnet qui produit sept serotypes distincts de neurotoxines (A, B, C1,

D, E, F, G).

Stabilisation de la protéine de 150 kDa contre le stress thermique et

au stress lié au pH.4–6

Ecran des épitopes antigéniques sur la chaîne lourde de 150 kDa.7

Protection de la neurotoxine 150 kDa contre la dégradation enzymatique.1–3

Rôle des protéines accessoires

1. Chen et al. Inf Immun 1998;66:2420–5.2. Ohishi et al. Inf Immun 1977;16:107–9.3. Wagman. Arch Biochem Biophys 1963;100:414–21.4. Kukreja & Singh. Biochem 2007;46:14316–24.

5. Shimizu et al. Toxicon 2008;51:21.6. Cheng et al. Toxicology 2008;249:123–9. 7. Chen et al. Inf Immun 1997;65:626–30. Figure adapted from Hasegawa et al. J Biol Chem 2007;282:24777–83.

Des données in vitro démontrent:

Formation d’anticorps

HAHA

HA

HANTNH

HA

HA

HA

NEUTRALISANT

Dirigé contre la neurotoxine - terminaison C de la chaîne longue

NON-NEUTRALISANT

Dirigé contre les protéines accessoires HA/NTNH

1. Atassi. Mov Disord 2004;19 (Suppl 8):S68–4

AUCUN effet sur l’activité biologique de la neurotoxine

Neutralisent l’activité biologique de la neurotoxine

partiellement ou complétement

Dose1

Fréquence1

Prédisposition génétique1

Différentes Méthodes de Fabrication des Neurotoxines Botuliniques

• Les neurotoxines botuliniques sont classées parmi les produits biologiques– dérivés d'organismes vivants (bactéries)– le type d'excipients ainsi que le procédé de fabrication

impactent les propriétés pharmacocinétiques (diffusion + migration)

– Il n' y a pas de produits biologiques "génériques" ni "biosimilaires"

• “Le procédé de fabrication définit le produit”

Fabrication et formulation des différentes toxines botuliniques: le procédé définit le produit

Allergan toxin®1 Ipsen toxin2 Merz toxin3

1ère approbation 1989 / 2003 1990 / 2009 2005/2009

Sérotype A A A

souche Hall Hall¥

Recepteur/cible SV2/SNAP-25 SV2/SNAP-25 SV2/SNAP-25

Procédé Cristallisation Chromatographie Chromatographie

Taille du complexeHomogénéité

~900 kDa4

Homogeneous~400 kDa6

Heterogenous150 kDa

Homogeneous

Excipients HSA (500 µg)Chlorure de sodium

HSA (125 µg)Lactose

HSA (1 mg)Sucrose

StabilisationSolubilisationpH

Séchage sous videSolution saline

~7

LyophilisationSolution saline

~7

LyophilisationSolution saline

~7

Units (U/vial) 100 / 50 500 / 125 100 / 50

1. Allergan toxin SPC 2003. 2. Ipsen toxin SPC, Ipsen, 2009. 3. Merz toxin SPC, Merz, 2006.

SIM

ILIT

UD

ESD

IFFE

REN

CES

4. Schantz & Johnson. Microbial Rev 1992;56:80–99. 5. Panjwani et al. Botulinum J 2008 ;1:153–66.6. http://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/nda/2009/125274s000_ChemR.pdf

Produit Biologique: caractéristiques biochimiques déterminent les profiles thérapeutiques1,2

Les différences biochimiques des spécialités disponibles

Affinité accepteur Cible intracellulaire Taille complexe Formulation

Dose Efficacité Durée d'action Tolérance/sécurité

entrainent des différences de profiles thérapeutiques

Les BoNTA sont différentes ET les unités sont spécifiques et non-interchangeables

US FDA Alert [08/2009]: information for healthcare professionals

• OnabotulinumtoxinA (BOTOX®/BOTOX® Cosmetic)• AbobotulinumtoxinA (Dysport®)• IncobotulinumtoxinA (Xeomin®)

« Les unités sont spécifiques à chaque toxine botulinique, les doses et unités d’activité biologique ne peuvent pas être comparées ou converties d’une toxine à une autre.

Cette nouvelle terminologie renforce ces différences et le manque d’interchangeabilité entre les produits. »

www.fda.gov/Drugs/DrugSafety

Mode d'action au niveau

du muscle strié

• Injection intramusculaire

• Dénervation chimique locale et temporaire de la plaque motrice

• Inhibe la libération du neuromédiateur ACh au niveau des terminaisons nerveuses

• Le muscle se réinerve progressivement par formation de nouvelles terminaisons nerveuses

• Efficacité constatée de 3-4 mois environ

Myorelaxant à action périphérique

*

Transmission Neuromusculaire Normale

Simpson, L. L. (1995) Mov Disord.10: 362-70; Graphique: Arnon Stephen S et al. JAMA 2001 Feb 28;285(8):1059-1070

1:contraction musculaire : fusion des vésicules d’Ach au niveau de la menbrane présynaptique du motoneurone et libération de l’Ach dans la fente synaptique

*

2- Clivage par la chaine légère de la toxine botulinique du SNAP 25 empêchant la libération de l’Ach : BoNT/A = SNAP 25BoNT/B = VAMP

Toxine Botulinique - Mécanisme d'Action

Simpson, L. L. (1995) Mov Disord.10: 362-70; Graphic: Arnon Stephen S et al. JAMA 2001 Feb 28;285(8):1059-1070

• Blocage :

• 1-Chaine légère de la toxine libérée dans le cytosol

• 2-Clivage de la protéine SNAP-25

• 3-Blocage de la liaison des vésicules d’acétylcholine à la terminaison nerveuse

• 4-Inhibition de la libération de l’acétylcholine

• Repousse nerveuse : émission de bourgeons de la terminaison nerveuse

• Rétablissement de la connexion neurologique : libération d’acétylcholine à partir des bourgeons et régulation par des récepteurs nicotiniques. Neurotransmission fonctionnelle

• Régression des bourgeons : après un certain temps, la formation de nouvelles terminaisons rétablit une conduction normale

• restitution ad integrum de la jonction NM

De Paiva et al. Proc Natl Acad Sci U S A 1999; 96: 3200–3205.

Toxine Botulinique - Mécanisme d'Action Réversible

Muscles Faciaux

• Les muscles faciaux bougent en réponse à nos pensées, sentiments, émotions and impulsions

• Pour obtenir des résultats optimaux en esthétique faciale il est nécessaire de connaitre et de comprendre parfaitement l’anatomie du visage

• Les muscles du visage comportent:

Levator labii superioris alaeque nasi

Corrugator

Frontalis

Orbicularis oculi

Procerus

Depressor anguli oris

Depressor septi

Nasalis (transversal)

Levator labii

superioris

Masseter

Orbicularis ori

Muscles complexes de la Glabelle• Les rides de la glabelle sont formées par l’action des muscles

suivants:

Werschler & Baumann. Skin Aging 2001; 9:36–42.

Frontalis Contraction elevates the brows

Corrugator Contraction squeezes

the brows medially

Orbicularis oculiContraction pulls brows medially and inferiorl)

Procerus Contraction pulls the brow

inferiorly

Les Rides de la glabelle

• Les rides de la Glabelle sont des rides verticales visibles lors du froncement entre les 2 sourcils

• Elles sont dynamiques, conséquence de l’attraction sur la peau par la musculature profonde1

• La toxine botulinique de type A bloque la libération d’acétylcholine au niveau présynaptique de la terminaison nerveuse cholinergique conduisant à la dénervation du muscle et donc à une paralysie2

1. Pierard & LaPiere. Arch Dermatol 1989;125:1090–2.

Traitement des rides glabellaires

• Les toxines botuliniques sont indiquées dans la correction temporaire des rides verticales intersourcilières modérées à sévères observées lors du froncement des sourcils, chez l'adulte de moins de 65 ans, lorsque la sévérité de ces rides entraîne un retentissement psychologique important chez le patient.

Contre-indications• Elles sont contre-indiquées :

– En cas d’hypersensibilité connue à la toxine botulinique de type A ou à l’un des constituants du produit

– En cas de myasthénie grave ou de syndrome de Lambert-Eaton– En cas d’infection au point d’injection.