Étude du métabolisme hépatique des xénobiotiques à l’aide d’un modèle de foie porcin perfusé ex vivo : exemple du tramadol

Objectifs La connaissance du métabolisme des xénobiotiques et leur répartition dans l’organisme représente un challenge en toxicologie analytique et nécessite des outils et des modèles performants. Nous présentons ici un modèle de métabolisation par foie de porc perfusé ex vivo à l’aide d’une machine de perfusion normothermique (MPN) permettant de recréer les conditions physiologiques et ainsi conserver les fonctions métaboliques de l’organe. Ce modèle a été utilisé pour suivre le devenir du tramadol et de ses 5 principaux métabolites dans le sang et la bile. Cette étude a pour objectif d’évaluer la pertinence du foie de porc sur MPN comme un modèle préclinique pour étudier le métabolisme des xénobiotiques. Méthode Des foies (n=5) de porcs mâles de race « large white », âgés de 3–4 mois et pesant environ 80kg, ont été prélevés après 1heure d’ischémie chaude suivi de 3heures en ischémie froide puis reperfusé sur une MPN (LiverAssist®, XVIVO) à l’aide de 2litres de sang total autologue à 38°C. Le cholédoque a été canulé afin de recueillir la bile. Le tramadol (100mg/L) a été administré en bolus dans le sang à T0. Les concentrations de tramadol et ses métabolites (M1 à M5) ont été mesurées à différents temps dans le sang (0 ; 1 ; 7,5 ; 15 ; 30 ; 60 ; 90 et 120minutes) et dans la bile (30 ; 60 ; 90 et 120minutes). Les dosages ont été réalisées avec une approche ciblée par chromatographie liquide (CL) couplée à la spectrométrie de masse en tandem (SM/SM (Xevo TQ-XS Waters®). Une approche non ciblée a été réalisée par CL-SM/SM haute résolution (Q-Exactive, ThermoScientific®). Résultats Dans le sang, la concentration de tramadol est en moyenne de 343ng/mL à T0 et diminue très rapidement pour être inférieure à 1ng/mL au bout de 30minutes. Son métabolite principal, le O-desmethyltramadol (M1) apparaît dès la 1ère minute dans le sang et décroît rapidement avec une concentration inférieure à 1ng/mL à 90minutes. Les autres métabolites N-desmethyl-tramadol (M2), M3, M4 et M5 ont des intensités de détection faibles et une cinétique d’élimination proche du M1 : avec un pic d’intensité à 7,5minutes avec une diminution rapide. Les dérivés glucuroconjugués (O-DMT-Gluc 426,2131m/z, O,N-demethyl-Gluc 412.1977m/z et O,N,N-Tridesmethyl-Gluc 398.1815m/z) ont une intensité importante et augmentent jusqu’à 120minutes. Dans la bile, le tramadol et ses métabolites sont détectables dès 30minutes et le restent à 60, 90 et 120minutes. Conclusion Le suivi des concentrations du tramadol et de ses métabolites nous permet de mettre en évidence une élimination très rapide du tramadol dans ce modèle de foie porcin perfusé ex vivo en condition quasi-physiologique. De plus, l’apparition rapide (dès 1minute) de métabolites montre une capacité de métabolisme très importante. Les métabolite M1 et M2 étant respectivement produits par le CYP2D6 et le CYP3A4, nous pouvons observer que ces 2 voies de métabolisation sont présentes dans ce modèle. De plus, la quantité importante de métabolites glucuronjugués montre que ce modèle possède un bon métabolisme de phase II. Enfin, la possibilité de recueil de la bile dans ce modèle représente une perspective intéressante pour l’étude du métabolisme des xénobiotiques en toxicologie médicolégale. Ce modèle semble donc métaboliquement similaire au métabolisme hépatique humain mais de façon accéléré et représente donc un modèle pertinent en toxicologie.