A high-fructose diet impairs basal and stress-mediated lipid metabolism in healthy male subjects

Rapport de synthèse : La consommation de boissons sucrées contenant du fructose a remarquablement augmenté ces dernières décennies et, on pense qu'elle joue un rôle important dans l'épidémie actuelle d'obésité et de troubles métaboliques. Des études faites sur des rats ont montré qu'une alimentation riche en sucre ou fructose induisait une obésité, une résistance à l'insuline, diabète, dyslipidémie et une hypertension artérielle, tandis que chez l'homme, une alimentation riche en fructose conduit, après quelques jours, au développement d'une hypertryglycémie et une résistance hépatique à l'insuline. Nous avons entrepris une étude de 7 jours d'alimentation riche en fructose ou d'une alimentation contrôlée chez six hommes en bonne santé. Les NEFA plasmatiques et la beta-hydroxybutyrate, l'oxydation nette de lipide (calorimétrie indirecte) et l'oxydation exogène de lipide (13 CO2) ont été surveillés dans des conditions basales, et après un chargement en lipide (huile d'olive marqué au 13C-trioléine), puis durant un stress mental standardisé. La clearance de lactate et les effets métaboliques de la perfusion de lactate exogène ont également été évalués. Nos résultats ont montré que l'alimentation riche en fructose diminue la concentration plasmatique de NEFA, de beta-hydroxybutyrate de même que l'oxydation des lipides dans les conditions de bases et après surcharge en lipides. De plus, l'alimentation riche en fructose amortie l'augmentation des NEFA plasmatique et l'oxydation des lipides exogènes durant le stress mental. Elle augmente également la concentration basale de lactate et la production de lactate de respectivement 31.8% et 53.8%, tandis que la clearance du lactate reste inchangée. L'injection de lactate diminue le taux des NEFA lors de l'alimentation de contrôle et l'alimentation de base, et l'oxydation nette de lipide lors de l'alimentation de contrôle et l'alimentation riche en fructose. Ces résultats indiquent que 7 jours d'alimentation riche en fructose inhibent remarquablement la lipolyse et l'oxydation des lipides. L'alimentation riche en fructose augmente aussi la production de lactate, et l'augmentation de l'utilisation de lactate peut contribuer à supprimer l'oxydation des lipides. Abstact : The effects of a 7 d high-fructose diet (HFrD) or control diet on lipid metabolism were studied in a group of six healthy lean males. Plasma NEFA and β-hydroxybutyrate concentrations, net lipid oxidation (indirect calorimetry) and exogenous lipid oxidation (13CO2 production) were monitored in basal conditions, after lipid loading (olive oil labelled with [13C] triolein) and during a standardised mental stress. Lactate clearance and the metabolic effects of an exogenous lactate infusion were also monitored. The HFrD lowered plasma concentrations of NEFA and (β-hydroxybutyrate as well as lipid oxidation in both basal and after lipid-loading conditions. In addition, the HFrD blunted the increase in plasma NEFA and exogenous lipid oxidation during mental stress. The HFrD also increased basal lactate concentrations by 31.8%, and lactate production by 53.8 %, while lactate clearance remained unchanged. Lactate infusion lowered plasma NEFA with the control diet, and net lipid oxidation with both the HFrD and control diet. These results indicate that a 7 d HFrD markedly inhibits lipolysis and lipid oxidation. The HFrD also increases lactate production, and the ensuing increased lactate utilisation may contribute to suppress lipid oxidation.

Increased plasma levels of N-terminal brain natriuretic peptide (NT-proBNP) in type 2 diabetic patients with vascular complications

Résumé : Les concentrations plasmatiques du peptide natriurétique de type B sont augmentées chez les diabétiques de type 2 atteints de complications vasculaires. But : Les concentrations plasmatiques du peptide natriurétique de type B (NT-proBNP) sont augmentées chez les diabétiques de type 2 atteints de complications vasculaires. Les concentrations plasmatiques du peptide natriurétique de type B (BNP), ou de sa pro-hormone (NT-proBNP), sont reconnues depuis peu comme marqueur de choix de la dysfonction cardiaque. Les diabétiques de type 2 sont à haut risque de développer des complications cardiovasculaires. L'objectif de cette étude a été de déterminer si les concentrations plasmatiques de NT-proBNP étaient comparables chez des diabétiques de type 2 avec ou sans complications vasculaires. Méthodes : Nous avons mesuré le NT-proBNP plasmatique chez 54 diabétiques de type 2, 27 sans complications micro- ou macrovasculaires et 27 présentant des complications soit micro- soit macrovasculaires, soit les deux. Le même dosage a été effectué chez 38 témoins sains, appariés pour l'âge et le sexe avec les diabétiques. Résultat : Le NT-proBNP plasmatique était plus élevé chez les diabétiques avec complications (médiane 121 pg/ml, intervalle interquartile 50-240 pg/ml) que chez ceux sans complications (37 pg/ml, 21-54 pg/ml, P < 0,01). Comparés au groupe témoin (55 pg/ml, 40-79 pg/ml), seuls les diabétiques avec complications vasculaires avaient un NT-proBNP plasmatique significativement augmenté (P < 0,001). Chez les diabétiques la maladie coronarienne et la néphropathie (définie selon l'excrétion urinaire d'albumine) étaient chacune associée de façon indépendante avec une augmentation des concentrations plasmatiques de NT-proBNP. Conclusion : Chez les diabétiques de type 2 souffrant de complications micro- ou macrovasculaires, les concentrations plasmatiques de NT-proBNP sont augmentées par rapport à celles des malades indemnes de complications vasculaires. L'augmentation de sécrétion de ce peptide est associée de façon indépendante avec la maladie coronarienne et la néphropathie. La mesure du NT-proBNP plasmatique pourrait donc être utile pour dépister la présence de complications micro- ou macrovasculaires.

Cerebral extracellular lactate increase is predominantly non ischemic in patients with severe traumatic brain injury

Le cerveau est l'organe avec les besoins en énergie les plus élevés du corps humain, et le glucose est un substrat énergétique cérébral essentiel. Ces dernières décennies, la compréhension de la neuroénergétique a beaucoup évolué et un rôle du lactate comme substrat énergétique important a été mis en évidence, notamment suite à l'introduction du modèle de l'ANLS (astrocyte-neuron lactate shuttle). Selon celui-ci, les astrocytes convertissent le glucose en lactate par réaction de glycolyse, puis il est transporté jusqu'aux neurones qui l'utilisent comme source d'énergie à travers le cycle de Krebs. Chez l'homme, divers travaux récents ont montré que le lactate peut servir de « carburant » cérébral chez le sujet sain, après effort intense ou chez le patient diabétique. La régulation métabolique et le rôle du lactate après lésion cérébrale aiguë sont encore peu connus. Présentation de l'article Le but de ce travail a été d'étudier le métabolisme cérébral du lactate chez les patients atteints de traumatisme crânien (TCC) sévère. Nous avons émis l'hypothèse que l'augmentation du lactate cérébral chez ces patients n'était pas associée de manière prédominante à une hypoxie ou une ischémie mais plutôt à une glycolyse aérobie, et également à une perfusion cérébrale normale. L'étude a porté sur une cohorte prospective de 24 patients avec TCC sévère admis au service de médecine intensive du CHUV (centre hospitalier universitaire vaudois), monitorés par un système combinant microdialyse cérébrale (outil permettant de mesurer divers métabolites cérébraux, tels que le lactate, le pyruvate et le glucose), mesure de la pression cérébrale en oxygène et de la pression intracrânienne. Cet outil nous a permis de déterminer si l'élévation du lactate était principalement associée à une glycolyse active ou plutôt à une hypoxie. L'utilisation du CTde perfusion a permis d'évaluer la relation entre les deux patterns d'élévation du lactate (glycolytique ou hypoxique) et la perfusion cérébrale globale. Nos résultats ont montré que l'augmentation du lactate cérébral chez les patients avec TCC sévère était associée de manière prédominante à une glycolyse aérobie plutôt qu'à une hypoxie/ischémie. D'autre part, nous avons pu confirmer que les épisodes de lactate glycolytique étaient toujours associés à une perfusion cérébrale normale ou augmentée, alors que les épisodes de lactate hypoxique étaient associés à une hypoperfusion cérébrale. Conclusions et perspectives Nos résultats, qui ont permis de mieux comprendre le métabolisme cérébral du lactate chez les patients avec TCC sévère, soutiennent le concept que le lactate est produit dans des conditions aérobes et pourrait donc être utilisé comme source d'énergie par le cerveau lésé pour subvenir à des besoins augmentas. Etant donné que la dysfonction énergétique est une des probables causes de perte neuronale après traumatisme crânien, ces résultats ouvrent des perspectives thérapeutiques nouvelles après agression cérébrale chez l'homme, visant à tester un potentiel effet neuroprotecteur via l'administration de lactate exogène.

Pyoderma gangrenosum after minor trauma in a pregnant woman, mistaken for necrotizing fasciitis: report of a case and literature review.

Abstract Background: Pyoderma gangrenosum is an ulcerative, non-infectious skin disorder. However, it can be mistaken as necrotizing fasciitis, a life-threatening infective condition. We describe here a case of pyoderma gangrenosum after minor trauma treated as necrotizing fasciitis. METHODS: Case report and literature review. CASE REPORT: A 27-year-old pregnant nurse had a pretibial wound after a fall on a rough surface. When erythema developed and no response to empirical antibiotic therapy was observed, multiple debridements were performed. Paradoxically, her condition became worse. The diagnosis of pyoderma gangrenosum was suspected. Treatment with corticosteroids was started and this was successful. CONCLUSION: Pyoderma gangrenosum can mimic infectious necrotizing fasciitis. Differentiating these two conditions is important because mistreatment of pyoderma can lead to disfigurement.

Fat oxidation kinetics during exercise in obese individuals

Introduction An impaired ability to oxidize fat may be a factor in the obesity's aetiology (3). Moreover, the exercise intensity (Fatmax) eliciting the maximal fat oxidation rate (MFO) was lower in obese (O) compared with lean (L) individuals (4). However, difference in fat oxidation rate (FOR) during exercise between O and L remains equivocal and little is known about FORs during high intensities (>60% ) in O compared with L. This study aimed to characterize fat oxidation kinetics over a large range of intensities in L and O. Methods 12 healthy L [body mass index (BMI): 22.8±0.4] and 16 healthy O men (BMI: 38.9±1.4) performed submaximal incremental test (Incr) to determine whole-body fat oxidation kinetics using indirect calorimetry. After a 15-min resting period (Rest) and 10-min warm-up at 20% of maximal power output (MPO, determined by a maximal incremental test), the power output was increased by 7.5% MPO every 6-min until respiratory exchange ratio reached 1.0. Venous lactate and glucose and plasma concentration of epinephrine (E), norepinephrine (NE), insulin and non-esterified fatty acid (NEFA) were assessed at each step. A mathematical model (SIN) (1), including three variables (dilatation, symmetry, translation), was used to characterize fat oxidation (normalized by fat-free mass) kinetics and to determine Fatmax and MFO. Results FOR at Rest and MFO were not significantly different between groups (p≥0.1). FORs were similar from 20-60% (p≥0.1) and significantly lower from 65-85% in O than in L (p≤0.04). Fatmax was significantly lower in O than in L (46.5±2.5 vs 56.7±1.9 % respectively; p=0.005). Fat oxidation kinetics was characterized by similar translation (p=0.2), significantly lower dilatation (p=0.001) and tended to a left-shift symmetry in O compared with L (p=0.09). Plasma E, insulin and NEFA were significantly higher in L compared to O (p≤0.04). There were no significant differences in glucose, lactate and plasma NE between groups (p≥0.2). Conclusion The study showed that O presented a lower Fatmax and a lower reliance on fat oxidation at high, but not at moderate, intensities. This may be linked to a: i) higher levels of insulin and lower E concentrations in O, which may induce blunted lipolysis; ii) higher percentage of type II and a lower percentage of type I fibres (5), and iii) decreased mitochondrial content (2), which may reduce FORs at high intensities and Fatmax. These findings may have implications for an appropriate exercise intensity prescription for optimize fat oxidation in O. References 1. Cheneviere et al. Med Sci Sports Exerc. 2009 2. Holloway et al. Am J Clin Nutr. 2009 3. Kelley et al. Am J Physiol. 1999 4. Perez-Martin et al. Diabetes Metab. 2001 5. Tanner et al. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2002

Activity assays and immunoassays for plasma Renin and prorenin: information provided and precautions necessary for accurate measurement.

BACKGROUND: Measurement of plasma renin is important for the clinical assessment of hypertensive patients. The most common methods for measuring plasma renin are the plasma renin activity (PRA) assay and the renin immunoassay. The clinical application of renin inhibitor therapy has thrown into focus the differences in information provided by activity assays and immunoassays for renin and prorenin measurement and has drawn attention to the need for precautions to ensure their accurate measurement. CONTENT: Renin activity assays and immunoassays provide related but different information. Whereas activity assays measure only active renin, immunoassays measure both active and inhibited renin. Particular care must be taken in the collection and processing of blood samples and in the performance of these assays to avoid errors in renin measurement. Both activity assays and immunoassays are susceptible to renin overestimation due to prorenin activation. In addition, activity assays performed with peptidase inhibitors may overestimate the degree of inhibition of PRA by renin inhibitor therapy. Moreover, immunoassays may overestimate the reactive increase in plasma renin concentration in response to renin inhibitor therapy, owing to the inhibitor promoting conversion of prorenin to an open conformation that is recognized by renin immunoassays. CONCLUSIONS: The successful application of renin assays to patient care requires that the clinician and the clinical chemist understand the information provided by these assays and of the precautions necessary to ensure their accuracy.

Metabolic compartmentalization in the human cortex and hippocampus: evidence for a cell- and region-specific localization of lactate dehydrogenase 5 and pyruvate dehydrogenase.

BACKGROUND: For a long time now, glucose has been thought to be the main, if not the sole substrate for brain energy metabolism. Recent data nevertheless suggest that other molecules, such as monocarboxylates (lactate and pyruvate mainly) could be suitable substrates. Although monocarboxylates poorly cross the blood brain barrier (BBB), such substrates could replace glucose if produced locally.The two key enzymatiques systems required for the production of these monocarboxylates are lactate dehydrogenase (LDH; EC1.1.1.27) that catalyses the interconversion of lactate and pyruvate and the pyruvate dehydrogenase complex that irreversibly funnels pyruvate towards the mitochondrial TCA and oxydative phosphorylation. RESULTS: In this article, we show, with monoclonal antibodies applied to post-mortem human brain tissues, that the typically glycolytic isoenzyme of lactate dehydrogenase (LDH-5; also called LDHA or LDHM) is selectively present in astrocytes, and not in neurons, whereas pyruvate dehydrogenase (PDH) is mainly detected in neurons and barely in astrocytes. At the regional level, the distribution of the LDH-5 immunoreactive astrocytes is laminar and corresponds to regions of maximal 2-deoxyglucose uptake in the occipital cortex and hippocampus. In hippocampus, we observed that the distribution of the oxidative enzyme PDH was enriched in the neurons of the stratum pyramidale and stratum granulosum of CA1 through CA4, whereas the glycolytic enzyme LDH-5 was enriched in astrocytes of the stratum moleculare, the alveus and the white matter, revealing not only cellular, but also regional, selective distributions. The fact that LDH-5 immunoreactivity was high in astrocytes and occurred in regions where the highest uptake of 2-deoxyglucose was observed suggests that glucose uptake followed by lactate production may principally occur in these regions. CONCLUSION: These observations reveal a metabolic segregation, not only at the cellular but also at the regional level, that support the notion of metabolic compartmentalization between astrocytes and neurons, whereby lactate produced by astrocytes could be oxidized by neurons.

Pharmacokinetic and pharmacogenetic factors influencing plasma and cellular antiretroviral drug disposition

Abstract: The improvement in antiretroviral drug therapy has transformed HIV infection into a chronic disease. However, treatment failure and drug toxicity are frequent. Inadequate response to treatment is clearly multifactorial and, therefore, dosage individualisation based on demographic factors, genetic markers and measurement of cellular and plasma drug level may enhance both drug efficacy and tolerability. At present, antiretroviral drugs levels are monitored in plasma, whereas only drugs penetrating into cells are able to exert an antiviral activity, suggesting that cellular drug determination may more confidently reflect drug exposure at the site of pharmacological action. The overall objective of this thesis is to provide a better understanding of the Pharmacokinetic and pharmacogenetic factors influencing the plasma and cellular disposition of antiretroviral drugs. To that endeavour, analytical methods for the measurements of plasma and cellular drug levels have been developed and validated using liquid chromatography methods coupled with ultraviolet and tandem mass spectrometry detection, respectively. Correlations between plasma and cellular exposures were assessed during observational and experimental studies. Cytochrome (CYP) 2B6, efflux transporters (ABCB1, ABCC1, ABCC2 and ABCG2) and orosomucoid (ORM) polymorphisms were determined and were related to plasma and cellular exposures, as well as toxicity of antiretroviral drugs. A Pharmacokinetic population model was developed to characterise inter- and intra-patient variability of atazanavir pharmacokinetics, and to identify covariates influencing drug disposition. In that context, a Pharmacokinetic interaction study between atazanavir and lopinavir, both boosted with ritonavir, has beén conducted to assess the safety and pharmacokinetics of this boosted double-protease inhibitors regimen. Well to moderately-correlated cellular and plasma drug levels are .observed or protease inhibitors, whereas for efavirenz and nevirapine these correlations are weak. Cellular exposure, and CYP2B6 genotype (516G>T) are predictors of efavirenz neuropsychological toxicity. Nevirapine plasma exposure is also influenced by CYPZB6 polymorphism. Nelfinavir cellular exposure appears to be significantly associated only with ABCB1 genotype (3435C>T and intron 26 + 80T>C). Indinavir and lopinavir clearance and lopinavir cellular/plasma exposure ratio are influenced by the concentration of the variant S of ORM, suggesting-a specific binding of these drugs to this variant. Nelfinavir and efavirenz are not influenced by ORM concentration and phenotype. The Pharmacokinetic parameters of atazanavir are adequately described by our population model. The atazanavir-lopinavir interaction study indicates no influence on plasma and cellular atazanavir pharmacokinetics, while limited decrease in lopinavir concentrations was observed after atazanavir addition. The residual variability unexplained by the considered variables suggests that other covariates either uncontrolled at present or remaining to be identified, such as genetic and environmental factors influence antiretroviral drug pharmacokinetics, with substantial impact on treatment efficacy and tolerability. In that context, a comprehensive approach taking into account drug pharmacokinetics and patient genetic background is expected to contribute to increase treatment success, and to reduce the occurrence of adverse drug reactions by stratifying patients in an individualised antiretroviral therapy approach. Résumé Facteurs pharmacocinétiques et pharmacogénétiques influençant l'exposition plasmatique et cellulaire des antirétroviraux Les progrès de la thérapie antirétrovirale ont transformé l'infection par le VIH d'une affection mortelle à une maladie chronique. En dépit de ce succès, l'échec thérapeutique et la toxicité médicamenteuse restent fréquents. Une réponse inadéquate au traitement est clairement multifactorielle et une individualisation de la posologie des médicaments qui se baserait sur les facteurs démographiques et génétiques des patients et sur les taux sanguins des médicaments pourrait améliorer à la fois l'efficacité et la tolérance de la thérapie. Par ailleurs, seules les concentrations plasmatiques sont actuellement considérées pour le suivi thérapeutique des médicaments, alors que les taux cellulaires pourraient mieux refléter l'activité de ses médicaments qui agissent au niveau intracellulaire. L'objectif global de cette thèse était de mieux comprendre les facteurs pharmacocinétiques et pharmacocénétiques influençant l'exposition plasmatique et cellulaire des médicaments antirétroviraux. A cet effet, des méthodes pour quantifier les concentrations plasmatiques et cellulaires des antirétroviraux ont été développées et validées en utilisant la chromatographie liquide couplée à la détection ultraviolette et la spectrométrie de masse en tandem, respectivement. La corrélation entre l'exposition cellulaire et plasmatique de ces médicaments a été étudiée lors d'études observationnelles et expérimentales. Les polymorphismes du cytochrome (CYP) 2B6, ainsi que des transporteurs d'efflux (ABCB1, ABCC1, ABCC2 et ABCG2) et de l'orosomucoïde (ORM) ont été déterminés et corrélés avec l'exposition plasmatique et cellulaire des antirétroviraux, ainsi qu'à leur toxicité. Un modèle de pharmacocinétique de population a été établi afin de caractériser la variabilité inter- et intra-individuelle de l'atazanavir, et d'identifier les covariables pouvant influencer le devenir de ce médicament. Dans ce contexte, une étude d'interaction entre l'atazanavir et le lopinavir a été effectuée afin de déterminer la sécurité et le profil pharmacocinétique de ce régime thérapeutique. Des corrélations modérées à bonnes ont été observées entre les taux cellulaires et plasmatiques des inhibiteurs de protéase, alors que pour l'efavirenz et la névirapine ces corrélations sont faibles. L'exposition cellulaire, ainsi que le génotype du CYP2B6 (516G>T) sont des indices de la toxicité neuropsychologique de l'efavirenz. L'exposition plasmatique de la névirapine est également influencée par le polymorphisme du CYPZB6. L'exposition cellulaire du nelfinavir est significativement associée au génotype du ABCB1 (3435C>T et intron 26 + 80T>C). La clairance de l'indinavir et du lopinavir, ainsi que le rapport entre exposition cellulaire et plasmatique du lopinavir sont influencés par la concentration du variant S de l'ORM, suggérant une liaison spécifique de ces médicaments à ce variant. La clairance du nelfinavir et de l'efavirenz n'est pas influencée ni par la concentration ni par le phénotype de l'ORM. Les paramètres pharmacocinétiques de l'atazanavir ont été décrits de façon adéquate par le modèle de population proposé. De plus, le lopinavir n'influence pas les concentrations plasmatiques et cellulaires de l'atazanavir; alors que celui-ci conduit à une baisse limitée des taux de lopinavir. L'importante variabilité pharmacocinétique des antirétroviraux suggère que d'autres facteurs génétiques et environnementaux -qui restent encore à découvrir- influencent également leur disponibilité. Dans un proche futur, une prise en charge qui tienne. compte de la pharmacocinétique des médicaments et des caractéristiques génétiques du patient devrait permettre d'individualiser le traitement, contribuant certainement à une amélioration de la réponse thérapeutique et à une diminution de la toxicité. Résumé grand public Facteurs pharmacocinétiques et pharmacogénétiques influençant l'exposition plasmatique et cellulaire des antirétroviraux Les progrès effectués dans le traitement de l'infection par le virus de l'immunodéficience humaine acquise (VIH), ont permis de transformer une maladie avec un pronostic sombre, en une maladie chronique traitable avec des médicaments de plus en plus efficaces. Malgré ce succès, de nombreux patients ne répondent pas de façon optimale à leur traitement et/ou souffrent d'effets indésirables médicamenteux entraînant fréquemment une modification de leur thérapie. Actuellement, le suivi de la réponse au traitement s'effectue par la mesure chez les patients de la quantité de virus et du nombre des cellules immunitaires dans le sang, ainsi que par la concentration sanguine des médicaments administrés. Cependant, comme le virus se réplique à l'intérieur de la cellule, la mesure des concentrations médicamenteuses au niveau intracellulaire pourrait mieux refléter l'activité pharmacologique au site d'action. De plus, il a été possible de mettre en évidence la grande variabilité des concentrations plasmatiques de médicaments chez des patients prenant pourtant la même dose de médicament. Comme cette variabilité est notamment due à des facteurs génétiques qui sont susceptibles d'influencer la réponse au traitement antirétroviral, des analyses génétiques ont été également effectuées chez ces patients. Cette thèse a eu pour objectif de mieux comprendre les facteurs pharmacologiques et génétiques influençant l'activité et la toxicité des médicaments antirétroviraux afin de réduire la variabilité de la réponse thérapeutique. A cet effet, une méthode de dosage permettant la quantification des médicaments anti-HIV au niveau intracellulaire a été développée. Par ailleurs, nos études ont également porté .sur les variations génétiques influençant la quantité et l'activité des protéines impliquées dans le métabolisme et dans le transport des médicaments antirétroviraux. Enfin, les conséquences de ces variations sur la réponse clinique et la toxicité du traitement ont été évaluées. Nos études ont mis en évidence des associations significatives entre les variations génétiques considérées et la concentration sanguine, cellulaire et la toxicité de quelques médicaments antirétroviraux. La complémentarité des connaissances pharmacologiques, génétiques et virales pourrait aboutir à une stratégie globale permettant d'individualiser le traitement et la dose administrée, en fonction des caractéristiques propres de chaque patient. Cette approche pourrait contribuer à une optimisation du traitement antirétroviral dans la perspective d'une meilleure- efficacité thérapeutique à long terme et d'une diminution des effets indésirables rencontrés.

Intravenous streptomycin dosing regimen in a patient undergoing hemodialysis: Plasma level monitoring and pharmacokinetic simulation

Introduction: Streptomycin, as other aminoglycosides, exhibits concentration-dependent bacterial killing but has a narrow therapeutic window. It is primarily eliminated unchanged by the kidneys. Data and dosing information to achieve a safe regimen in patients with chronic renal failure undergoing hemodialysis (HD) are scarce. Although main adverse reactions are related to prolonged, elevated serum concentrations, literature recommendation is to administer streptomycin after each HD. Patients (or Materials) and Methods: We report the case of a patient with end-stage renal failure, undergoing HD, who was successfully treated with streptomycin for gentamicin-resistant Enterococcus faecalis bacteremia with prosthetic arteriovenous fistula infection. Streptomycin was administered intravenously 7.5 mg/kg, 3 hours before each dialysis (3 times a week) during 6 weeks in combination with amoxicillin. Streptomycin plasma levels were monitored with repeated blood sampling before, after, and between HD sessions. A 2-compartment model was used to reconstruct the concentration time profile over days on and off HD. Results: Streptomycin trough plasma-concentration was 2.8 mg/L. It peaked to 21.4 mg/L 30 minutes after intravenous administration, decreased to 18.2 mg/L immediately before HD, and dropped to 4.5 mg/L at the end of a 4-hour HD session. Plasma level increased again to 5.7 mg/L 2 hours after the end of HD and was 2.8 mg/L 48 hours later, before the next administration and HD. The pharmacokinetics of streptomycin was best described with a 2-compartment model. The computer simulation fitted fairly well to the observed concentrations during or between HD sessions. Redistribution between the 2 compartments after the end of HD reproduced the rebound of plasma concentrations after HD. No significant toxicity was observed during treatment. The outcome of the infection was favorable, and no sign of relapse was observed after a follow-up of 3 months. Conclusion: Streptomycin administration of 7.5 mg/kg 3 hours before HD sessions in a patient with end-stage renal failure resulted in an effective and safe dosing regimen. Monitoring plasma levels along with pharmacokinetic simulation document the suitability of this dosing scheme, which should replace current dosage recommendations for streptomycin in HD.

Determination of oseltamivir and oseltamivir carboxylate in human plasma by liquid chromatography-tandem mass spectrometry

Introduction: Oseltamivir phosphate (OP), the prodrug of oseltamivir carboxylate (OC; active metabolite), is marketed since 10 years for the treatment of seasonal influenza flu. It has recently received renewed attention because of the threat of avian flu H5N1 in 2006-7 and the 2009-10 A/H1N1 pandemic. However, relatively few studies have been published on OP and OC clinical pharmacokinetics. The disposition of OC and the dosage adaptation of OP in specific populations, such as young children or patients undergoing extrarenal epuration, have also received poor attention. An analytical method was thus developed to assess OP and OC plasma concentrations in patients receiving OP and presenting with comorbidities or requiring intensive care. Methods: A high performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry method (HPLC-MS/MS) requiring 100-µL aliquot of plasma for quantification within 6 min of OP and OC was developed. A combination of protein precipitation with acetonitrile, followed by dilution of supernant in suitable buffered solvent was used as an extraction procedure. After reverse phase chromatographic separation, quantification was performed by electro-spray ionization-triple quadrupole mass spectrometry. Deuterated isotopic compounds of OP and OC were used as internal standards. Results: The method is sensitive (lower limit of quantification: 5 ng/mL for OP and OC), accurate (intra-/inter-assay bias for OP and OC: 8.5%/5.5% and 3.7/0.7%, respectively) and precise (intra-/inter-assay CV%: 5.2%/6.5% and 6.3%/9.2%, respectively) over the clinically relevant concentration range (upper limits of quantification 5000 ng/mL). Of importance, OP, as in other previous reports, was found not to be stable ex vivo in plasma on standard anticoagulants (i.e. EDTA, heparin or citrate). This poor stability of OP has been prevented by collecting blood samples on commercial fluoride/oxalate tubes. Conclusions: This new simple, rapid and robust HPLC-MS/MS assay for quantification of OP and OC plasma concentrations offers an efficient tool for concentration monitoring of OC. Its exposure can probably be controlled with sufficient accuracy by thorough dosage adjustment according to patient characteristics (e.g. renal clearance). The usefulness of systematic therapeutic drug monitoring in patients appears therefore questionable. However, pharmacokinetic studies are still needed to extend knowledge to particular subgroups of patients or dosage regimens.

Hypertension et vitamine D: retour sur la scène [Hypertension and vitamin D: not again].

Vitamin D deficiency , defined by a 25-OH vitamin D3 plasma level < 30 ng/ml, is highly prevalent in the population. Several observational studies have suggested that such a deficiency increases the risk of hypertension development. Vitamin D seems to have an inhibitory effect on renin secretion and might by this mechanism exert an antihypertensive effect. Recent randomized trials have failed however to demonstrate a blood pressure lowering effect of vitamin D supplementation.

LIF and sIL-2R plasma concentrations in IVF patients on the day of embryo transfer: predictive markers of IVF outcome.

Successful implantation is still the limiting step in IVF. We hypothesized that maternal plasma concentrations of certain cytokines at the time of embryo transfer could predict the likelihood of successful implantation and pregnancy. sIL-2R, IL-6, LIF, and MMP2 concentrations were measured in plasma from 160 IVF patients (natural and stimulated IVF cycles) on the morning of the embryo transfer (ET0) and 14days later (ET+14). Patients were ultimately subdivided into four groups depending on the IVF treatment outcome (pregnancy failure, biochemical pregnancy, first-trimester miscarriage and normal term delivery). In natural and stimulated IVF cycles at ET0, sIL-2R concentrations were threefold higher in biochemical pregnancies than in pregnancy failures (P=0.020), and in natural cycles only, 2.5-fold higher in normal term deliveries than in pregnancy failures (P=0.023). Conversely, in natural and stimulated IVF cycles at ET0, LIF concentrations were one third lower in biochemical pregnancies/first-trimester miscarriages compared with pregnancy failures (P=0.042). We suggest that high sIL-2R and low LIF concentrations in maternal plasma on the morning of the embryo transfer might be associated with increased risks of early pregnancy loss, while a basal level of sIL-2R is necessary for normal term delivery outcome. Both cytokine measurements might therefore be useful in the management of IVF patients, and modulation of their concentrations could be investigated as a therapeutic alternative for women with abnormal concentrations at the time of embryo transfer.

Contribution des facteurs génétiques et non génétiques au niveau de vitamine D chez des individus infectés par le VIH

La vitamine D est connue pour son rôle dans le métabolisme osseux et dans des nombreux autres systèmes. La fréquence de carence en vitamine D est élevée dans la population générale, et elle est encore plus élevée chez les individus infectés par le VIH. Des nombreuses études ont recherché les facteurs qu'influencent la concentration plasmatique de 25(OH)D dans la population générale. Notre travail a pour but d'analyser la contribution des facteurs génétiques et non génétiques qu'influencent le niveau de 25(OH)D plasmatique chez des individus infectés par le VIH. La population de notre étude est constituée par 552 patients de la SHCS d'ethnie caucasienne et ayant eu au moins une mesure de la concentration plasmatique de 25(OH)D. Nous avons développé un modèle de pharmacocinétique des populations pour étudier la contribution de chaque facteur inclus dans nos analyses. Les facteurs analysés étaient: le sexe, l'âge, le poids, le BMI, la hauteur, la saison, le tabagisme et 7 SNPs associés au niveau de 25(OH)D identifiés par les études d'association pangénomique. Ces SNPs sont situés sur 4 gènes impliqués dans le métabolisme de la vitamine D. Nous observons dans cette population une prévalence élevée de carence en vitamine D: 78.8% des patients ont eu des taux de 25(OH)D insuffisants et 53.1% avaient une déficience de 25(OH)D. De plus, nous observons que le niveau plasmatique de 25(OH)D est associé de façon statistiquement significative avec: la période de l'année (p≈3.42x10−42), le BMI (p≈0.006), le tabagisme (p≈0.009) et le SNP rs2282679 (p≈0.0035). Ce dernier se trouve sur le gène GC, qui est responsable du codage pour la transcription de la DBP, protéine qui sert au transport des métabolites de la vitamine D dans le plasma. Ces éléments nous permettent d'expliquer 8% de la variabilité interindividuelle totale des taux de 25(OH)D retrouvée dans cette population. Une grande partie de la variabilité interindividuelle doit encore être expliquée, mais notre étude nous a permis, d'un côté de confirmer l'influence de certains facteurs identifiés dans la population générale sur une population spécifique qui est particulièrement à risque de développer une carence en vitamine D et, de l'autre côté d'examiner la contribution des polymorphismes génétiques au métabolisme de la vitamine D. Les efforts pour comprendre toujours davantage les causes de carence en vitamine D sont importants pour pouvoir identifier les individus plus à risque, de façon à prévenir et mieux prendre en charge une condition qui est source importante de morbidité et de mortalité et qui est facile à traiter.

25-hydroxyvitamin D concentration is inversely associated with serum MMP-9 in a cross-sectional study of African American ESRD patients.

BACKGROUND: Circulating 25-hydroxyvitamin D [25(OH)D] concentration is inversely associated with peripheral arterial disease and hypertension. Vascular remodeling may play a role in this association, however, data relating vitamin D level to specific remodeling biomarkers among ESRD patients is sparse. We tested whether 25(OH)D concentration is associated with markers of vascular remodeling and inflammation in African American ESRD patients.METHODS: We conducted a cross-sectional study among ESRD patients receiving maintenance hemodialysis within Emory University-affiliated outpatient hemodialysis units. Demographic, clinical and dialysis treatment data were collected via direct patient interview and review of patients records at the time of enrollment, and each patient gave blood samples. Associations between 25(OH)D and biomarker concentrations were estimated in univariate analyses using Pearson's correlation coefficients and in multivariate analyses using linear regression models. 25(OH) D concentration was entered in multivariate linear regression models as a continuous variable and binary variable (<15 ng/ml and =15 ng/ml). Adjusted estimate concentrations of biomarkers were compared between 25(OH) D groups using analysis of variance (ANOVA). Finally, results were stratified by vascular access type.RESULTS: Among 91 patients, mean (standard deviation) 25(OH)D concentration was 18.8 (9.6) ng/ml, and was low (<15 ng/ml) in 43% of patients. In univariate analyses, low 25(OH) D was associated with lower serum calcium, higher serum phosphorus, and higher LDL concentrations. 25(OH) D concentration was inversely correlated with MMP-9 concentration (r = -0.29, p = 0.004). In multivariate analyses, MMP-9 concentration remained negatively associated with 25(OH) D concentration (P = 0.03) and anti-inflammatory IL-10 concentration positively correlated with 25(OH) D concentration (P = 0.04).CONCLUSIONS: Plasma MMP-9 and circulating 25(OH) D concentrations are significantly and inversely associated among ESRD patients. This finding may suggest a potential mechanism by which low circulating 25(OH) D functions as a cardiovascular risk factor.