Cheminformatic studies of molecular properties and their influence on bioactivity in the context of drug discovery

Molecular shape has long been known to be an important property for the process of molecular recognition. Previous studies postulated the existence of a drug-like shape space that could be used to artificially bias the composition of screening libraries, with the aim to increase the chance of success in Hit Identification. In this work, it was analysed to which extend this assumption holds true. Normalized Principal Moments of Inertia Ratios (NPRs) have been used to describe the molecular shape of small molecules. It was investigated, whether active molecules of diverse targets are located in preferred subspaces of the NPR shape space. Results illustrated a significantly stronger clustering than could be expected by chance, with parts of the space unlikely to be occupied by active compounds. Furthermore, a strong enrichment of elongated, rather flat shapes could be observed, while globular compounds were highly underrepresented. This was confirmed for a wide range of small molecule datasets from different origins. Active compounds exhibited a high overlap in their shape distributions across different targets, making a purely shape­ based discrimination very difficult. An additional perspective was provided by comparing the shapes of protein binding pockets with those of their respective ligands. Although more globular than their ligands, it was observed that binding sites shapes exhibited a similarly skewed distribution in shape space: spherical shapes were highly underrepresented. This was different for unoccupied binding pockets of smaller size. These were on the contrary identified to possess a more globular shape. The relation between shape complementarity and exhibited bioactivity was analysed; a moderate correlation between bioactivity and parameters including pocket coverage, distance in shape space, and others could be identified, which reflects the importance of shape complementarity. However, this also suggests that other aspects are of relevance for molecular recognition. A subsequent analysis assessed if and how shape and volume information retrieved from pocket or respective reference ligands could be used as a pre-filter in a virtual screening approach. ln Lead Optimization compounds need to get optimized with respect to a variety of pararneters. Here, the availability of past success stories is very valuable, as they can guide medicinal chemists during their analogue synthesis plans. However, although of tremendous interest for the public domain, so far only large corporations had the ability to mine historical knowledge in their proprietary databases. With the aim to provide such information, the SwissBioisostere database was developed and released during this thesis. This database contains information on 21,293,355 performed substructural exchanges, corresponding to 5,586,462 unique replacements that have been measured in 35,039 assays against 1,948 molecular targets representing 30 target classes, and on their impact on bioactivity . A user-friendly interface was developed that provides facile access to these data and is accessible at http//www.swissbioisostere.ch. The ChEMBL database was used as primary data source of bioactivity information. Matched molecular pairs have been identified in the extracted and cleaned data. Success-based scores were developed and integrated into the database to allow re-ranking of proposed replacements by their past outcomes. It was analysed to which degree these scores correlate with chemical similarity of the underlying fragments. An unexpectedly weak relationship was detected and further investigated. Use cases of this database were envisioned, and functionalities implemented accordingly: replacement outcomes are aggregatable at the assay level, and it was shawn that an aggregation at the target or target class level could also be performed, but should be accompanied by a careful case-by-case assessment. It was furthermore observed that replacement success depends on the activity of the starting compound A within a matched molecular pair A-B. With increasing potency the probability to lose bioactivity through any substructural exchange was significantly higher than in low affine binders. A potential existence of a publication bias could be refuted. Furthermore, often performed medicinal chemistry strategies for structure-activity-relationship exploration were analysed using the acquired data. Finally, data originating from pharmaceutical companies were compared with those reported in the literature. It could be seen that industrial medicinal chemistry can access replacement information not available in the public domain. In contrast, a large amount of often-performed replacements within companies could also be identified in literature data. Preferences for particular replacements differed between these two sources. The value of combining different endpoints in an evaluation of molecular replacements was investigated. The performed studies highlighted furthermore that there seem to exist no universal substructural replacement that always retains bioactivity irrespective of the biological environment. A generalization of bioisosteric replacements seems therefore not possible. - La forme tridimensionnelle des molécules a depuis longtemps été reconnue comme une propriété importante pour le processus de reconnaissance moléculaire. Des études antérieures ont postulé que les médicaments occupent préférentiellement un sous-ensemble de l'espace des formes des molécules. Ce sous-ensemble pourrait être utilisé pour biaiser la composition de chimiothèques à cribler, dans le but d'augmenter les chances d'identifier des Hits. L'analyse et la validation de cette assertion fait l'objet de cette première partie. Les Ratios de Moments Principaux d'Inertie Normalisés (RPN) ont été utilisés pour décrire la forme tridimensionnelle de petites molécules de type médicament. Il a été étudié si les molécules actives sur des cibles différentes se co-localisaient dans des sous-espaces privilégiés de l'espace des formes. Les résultats montrent des regroupements de molécules incompatibles avec une répartition aléatoire, avec certaines parties de l'espace peu susceptibles d'être occupées par des composés actifs. Par ailleurs, un fort enrichissement en formes allongées et plutôt plates a pu être observé, tandis que les composés globulaires étaient fortement sous-représentés. Cela a été confirmé pour un large ensemble de compilations de molécules d'origines différentes. Les distributions de forme des molécules actives sur des cibles différentes se recoupent largement, rendant une discrimination fondée uniquement sur la forme très difficile. Une perspective supplémentaire a été ajoutée par la comparaison des formes des ligands avec celles de leurs sites de liaison (poches) dans leurs protéines respectives. Bien que plus globulaires que leurs ligands, il a été observé que les formes des poches présentent une distribution dans l'espace des formes avec le même type d'asymétrie que celle observée pour les ligands: les formes sphériques sont fortement sous­ représentées. Un résultat différent a été obtenu pour les poches de plus petite taille et cristallisées sans ligand: elles possédaient une forme plus globulaire. La relation entre complémentarité de forme et bioactivité a été également analysée; une corrélation modérée entre bioactivité et des paramètres tels que remplissage de poche, distance dans l'espace des formes, ainsi que d'autres, a pu être identifiée. Ceci reflète l'importance de la complémentarité des formes, mais aussi l'implication d'autres facteurs. Une analyse ultérieure a évalué si et comment la forme et le volume d'une poche ou de ses ligands de référence pouvaient être utilisés comme un pré-filtre dans une approche de criblage virtuel. Durant l'optimisation d'un Lead, de nombreux paramètres doivent être optimisés simultanément. Dans ce contexte, la disponibilité d'exemples d'optimisations réussies est précieuse, car ils peuvent orienter les chimistes médicinaux dans leurs plans de synthèse par analogie. Cependant, bien que d'un extrême intérêt pour les chercheurs dans le domaine public, seules les grandes sociétés pharmaceutiques avaient jusqu'à présent la capacité d'exploiter de telles connaissances au sein de leurs bases de données internes. Dans le but de remédier à cette limitation, la base de données SwissBioisostere a été élaborée et publiée dans le domaine public au cours de cette thèse. Cette base de données contient des informations sur 21 293 355 échanges sous-structuraux observés, correspondant à 5 586 462 remplacements uniques mesurés dans 35 039 tests contre 1948 cibles représentant 30 familles, ainsi que sur leur impact sur la bioactivité. Une interface a été développée pour permettre un accès facile à ces données, accessible à http:/ /www.swissbioisostere.ch. La base de données ChEMBL a été utilisée comme source de données de bioactivité. Une version modifiée de l'algorithme de Hussain et Rea a été implémentée pour identifier les Matched Molecular Pairs (MMP) dans les données préparées au préalable. Des scores de succès ont été développés et intégrés dans la base de données pour permettre un reclassement des remplacements proposés selon leurs résultats précédemment observés. La corrélation entre ces scores et la similarité chimique des fragments correspondants a été étudiée. Une corrélation plus faible qu'attendue a été détectée et analysée. Différents cas d'utilisation de cette base de données ont été envisagés, et les fonctionnalités correspondantes implémentées: l'agrégation des résultats de remplacement est effectuée au niveau de chaque test, et il a été montré qu'elle pourrait également être effectuée au niveau de la cible ou de la classe de cible, sous réserve d'une analyse au cas par cas. Il a en outre été constaté que le succès d'un remplacement dépend de l'activité du composé A au sein d'une paire A-B. Il a été montré que la probabilité de perdre la bioactivité à la suite d'un remplacement moléculaire quelconque est plus importante au sein des molécules les plus actives que chez les molécules de plus faible activité. L'existence potentielle d'un biais lié au processus de publication par articles a pu être réfutée. En outre, les stratégies fréquentes de chimie médicinale pour l'exploration des relations structure-activité ont été analysées à l'aide des données acquises. Enfin, les données provenant des compagnies pharmaceutiques ont été comparées à celles reportées dans la littérature. Il a pu être constaté que les chimistes médicinaux dans l'industrie peuvent accéder à des remplacements qui ne sont pas disponibles dans le domaine public. Par contre, un grand nombre de remplacements fréquemment observés dans les données de l'industrie ont également pu être identifiés dans les données de la littérature. Les préférences pour certains remplacements particuliers diffèrent entre ces deux sources. L'intérêt d'évaluer les remplacements moléculaires simultanément selon plusieurs paramètres (bioactivité et stabilité métabolique par ex.) a aussi été étudié. Les études réalisées ont souligné qu'il semble n'exister aucun remplacement sous-structural universel qui conserve toujours la bioactivité quel que soit le contexte biologique. Une généralisation des remplacements bioisostériques ne semble donc pas possible.

Comparaison de l'Ambu® aScope 2 versus fibroscope conventionnel pour l'intubation trachéale des patients avec colonne cervicale immobilisée par une minerve

La prise en charge des voies aériennes est un aspect majeur de l'anesthésie dont le défaut de gestion reste la première cause de mortalité per-anesthésique. La fibroscopie reste à l'heure actuelle une technique clé pour la gestion des situations d'intubation difficiles, mais les fibroscopes standards réutilisables sont couteux, fragiles et doivent être nettoyés et désinfectés entre chaque utilisation. L'apparition sur le marché de l'Ambu ®aScope?2, vidéoscope souple à usage unique pourrait servir d'alternative si ses capacités d'intubation dans des situations cliniques difficiles étaient démontrées. Plusieurs études existaient démontrant l'efficacité de cet appareil sur des mannequins en situation standard ou difficile simulée, mais aucune n'avait testé son efficacité dans des situations difficiles sur patients réels, l'expérience dans se domaine se limitant à quelques case reports. Le but de cette étude était de comparer l'Ambu ®aScope?2 au fibroscope conventionnel dans des situations d'intubation difficiles sur patients réels. Après leur accord, 100 patients prévus pour une chirurgie élective nécessitant une intubation oro-trachéale ont été répartis de façon aléatoire en deux groupes homogènes de 50. La difficulté d'intubation était induite par la mise en place d'une minerve semi-rigide après anesthésie générale, empêchant ainsi toute mobilisation cervicale et limitant grandement l'ouverture de bouche. Les points de comparaisons étaient : Succès ou échec d'intubation, temps nécessaire pour la procédure, difficulté subjective du geste et qualité de vision des structures anatomiques. Tous les patients ont été intubés avec succès dans les deux groupes dans des délais tout à fait satisfaisant. Cependant, le temps nécessaire à l'obtention d'un positionnement correct du tube dans la trachée était significativement plus long avec l'Ambu ®aScope?2. Par ailleurs, la qualité de vision, tout en restant suffisante pour permettre l'intubation était globalement moins bonne avec l'appareil à usage unique. Quand à la difficulté subjective du geste, elle était plus souvent classée intermédiaire ou difficile dans ce groupe, sans pour autant que la différence soit significative. Les difficultés étaient principalement dues à un manque de mobilité de la partie flexible, l'absence de canal d'aspiration des sécrétions et une lentille de moins bonne qualité, troublant la vision au contacte de la salive. Bien que le taux de succès des intubations soit identique dans les deux groupes, il est probable que la solide expérience de l'anesthésiste en matière de fibroscopie ait permis de contourner les conditions plus difficiles du groupe de l'Ambu ®aScope?2 et ses performances techniques inférieures. Il est donc difficile de le recommander comme alternative équivalentes au fibroscope conventionnel pour les diverses situations d'intubation difficiles que l'on peut rencontre en clinique.

Psychothérapies de groupe d'auteurs de violence sexuelle: intérêt d'un traitement de groupe combiné avec un suivi individuel

Parmi les traitements psychothérapeutiques destinés aux auteurs de violence sexuelle, les psychothérapies de groupe se sont avérées d'emblée une modalité thérapeutique pertinente. Sur un plan psychodynamique, les psychothérapies de groupe sont souvent proposées en parallèle à un suivi individuel. Toutefois, les effets de la combinaison d'un suivi de groupe à un suivi individuel n'ont été que peu étudiés. Au travers de vignettes cliniques extraites de séances individuelles et de groupe, cet article a pour but de présenter les effets sur le déroulement de suivis psychothérapeutiques psychodynamiques proposés à des auteurs de violences sexuelles. Enfin, au vu de l'effet positif constaté, la pertinence et l'indication d'un tel dispositif sont discutées.

Adéquation et efficacité de l'Adalimumab dans une cohorte suisse multicentrique de patients avec maladie de Crohn

Résumé De nombreux essais cliniques randomisés ont démontré l'efficacité de l'adalimumab chez les patients atteints de maladie de Crohn modérée à sévère. Néanmoins, l'expérience sur le long terme est très limitée dans la pratique médicale quotidienne. But : Vérifier l'efficacité, la sûreté et l'adéquation de l'adalimumab dans une cohorte suisse multicentrique de patients atteints de maladie de Crohn. Méthode : Nous avons étudié rétrospectivement les dossiers de patients atteints de la maladie de Crohn traités par adalimumab sur une période de 3 ans. L'activité de la maladie a été mesurée par l'Index de Harvey-Bradshaw (HBI). Une rémission correspondant à un score <4 points et une réponse clinique à une diminution du HBI de >3 points par rapport au score pré-traitement. Pour évaluer l'adéquation de l'adalimumab, nous avons utilisé les critères développés par l'European Panel on the Appropriateness of Crohn's disease Therapy (EPACT II). Résultats : Les dossiers de 55 patients ont été analysés. Le taux de rémission et de réponse observés après 4 à 6 semaines était respectivement de 52.7% et 83.6%. La rémission a été maintenue à 12, 24 et 52 semaines chez respectivement 89.6%, 72.4% et 44.7% des patients. La rémission et la réponse clinique au traitement n'étaient pas correlés au status tabagique du patient, à la localisation ou la durée de la maladie, à la dose totale reçue le premier mois ou à un précédent traitement par infliximab. Le taux de rémission après 4 à 6 semaines de traitement était significativement plus élevé chez les patients ayant développés une intolérance à l'infliximab par rapport à ceux devenus réfractaires à ce traitement. L'adalimumab a été globalement bien toléré. 59 % des indications à l'adalimumab ont été adéquates. Conclusion : L'adalimumab peut être considéré comme un traitement efficace et approprié à long terme chez les patients avec une maladie de Crohn modérée à sévère.

La responsabilité entre éthique et religion. Discussion avec Paul Ricoeur

(Résumé de l'ouvrage) Ethique de la biologie, mais aussi éthique de la science, des affaires, des assurances, de lentreprise, du corps et de la sexualité, de la communication, de lenvironnement, de la famille... Les champs dapplication de léthique sont sans limites. ... Composé de trois parties, cet ouvrage présente dabord les grandes options philosophiques (libéralisme, utilitarisme, éthique de la discussion, etc.) et les grandes figures (Aristote, Kant, Spinoza, Heidegger, Foucault, etc.) en matière déthique, puis les différents domaines concernés, et enfin les grands débats (pour ou contre la pornographie, le clonage, l'euthanasie, l'éducation, l'avortement...). Écrit de façon pédagogique, il donne une bibliographie très actuelle pour chaque entrée, un index des thèmes et des noms. L'ouvrage rassemble plus de cinquante intervenants francophones. ...

Prise en charge par une équipe pluridisciplinaire des patients avec multiples vulnérabilités dans un service d'urgence

Introduction: Les centres d'urgence se trouvent régulièrement confrontés à des patients avec de multiples vulnérabilités médico-sociales qui recourent préférentiellement aux urgences pour y recevoir des soins de bases. Leurs fréquentes consultations contribuent à encombrer les urgences : dans notre service d'urgence entre avril 2008 et mars 2009, une étude ayant pour but de caractériser ces patients a montré que 14 % de l'ensemble des consultations ont été causées par 5 % des patients admis > 4 x/an.Matériel et méthode: Cohorte prospective des patients admis aux urgences et présentant des critères touchant > 3 axes de vulnérabilités sur les 5 axes reconnus habituellement (déterminants somatiques, de santé mentale, comportemental, social, de consommation de soins). Les patients inclus ont été soit signalés par le personnel médico-infirmier des urgences, soit dépistés par une équipe pluridisciplinaire (2 infirmières, 1 assistant social, 1 médecin) durant les jours ouvrables du 1.9.2010 au 14.12.2010.Résultats: 75 patients ont été inclus (65 % d'hommes). La moyenne d'âge était de 43 ans. 59 % étaient des migrants en provenance de : Europe (22 %), Afrique (22 %), Asie (12 %), Amériques du Sud (6 %) et du Nord (1 %). Les vulnérabilités les plus fréquentes étaient: somatiques 76 % (maladies aiguës/chroniques sévères 50 %, mauvaise adhérence thérapeutique 40 %), liées à la santé mentale 65 % (troubles anxieux et dépressifs 54 %), comportementales 80 % (addictions aux substances 73 %), sociales 93 % (absence de domicile fixe 31 %, absence d'assurance-maladie 15 %, barrières linguistiques 24 %, à l'assistance sociale 46 %) et consommation de soins (> 4 visites aux urgences/an 57 %, absence de médecin de premier recours 33 %). La charge de travail moyenne pour orienter ces patients vers des structures de santé primaire était de 3 heures/cas. Les interventions ont été d'évaluer le réseau de soins déjà impliqué (98 %), de réorienter dans le réseau ambulatoire (64 %) ou vers les services sociaux (37 %).Conclusion: Les vulnérabilités multiples sont relativement peu fréquentes dans notre service d'urgence mais leur complexité requiert des ressources qui dépassent ce que peuvent offrir des équipes de soins habituelles aux urgences. Une prise en charge individuelle par une équipe pluridisciplinaire est susceptible de fournir ces ressources et de réorienter ces patients vers des structures ambulatoires adaptées à leurs besoins.

Impact du traitement par hormone de croissance sur la composition corporelle et le métabolisme osseux d'enfants nés avec un retard de croissance intra-utérin

Le retard de croissance intra-utérin (RCIU) est défini par une taille et un poids inférieurs au P10 pour l'âge gestationnel. Il est caractérisé, entre autre par une altération de la croissance foetale aboutissant à une résistance à l'hormone de croissance (HC). Bien que la majorité des sujets présente un certain rattrapage en taille, certains développent un retard de croissance ultérieur permanent. L'idée est donc née de traiter ces sujets par haute dose d'HC biosynthétique. La question des risques d'un tel traitement s'est posée en raison de l'effet diabétogène de l'HC et des modifications qu'elle peut induire sur la masse maigre, la masse grasse et la densité osseuse. Le but de l'étude a été d'évaluer l'impact sur la croissance et sur le volet métabolique. Dix enfants prépubères ayant présenté un RCIU sans croissance de rattrapage spontanée ont été traités par HC recombinante à des doses supra physiologiques (53-67 g/kg/jour). La taille, le poids, la taille assise ont été mesurés et des dosages d'IGF1, IGFBP3, glycémie et insuline ont été faits sur une base semestrielle alors qu'une densitométrie osseuse a été faite annuellement sur une période de 3 ans. Le gain en taille a été spectaculaire (+ 1.78 DS), correspondant à plus de 10 cm (p < 0.001). Sous traitement, l'insulinémie et le HOMA ont augmenté sans que ces augmentations soient significatives. La tolérance glucidique est restée dans la norme au prix d'une augmentation de la sécrétion d'insuline. La masse grasse a diminué alors que la masse maigre et la densité osseuse ont augmenté de façon significative. Ces résultats correspondent aux travaux d'autres groupes. Il reste à démontrer que l'hyperinsulinisme transitoire induit par l'HC n'ait pas d'effet néfaste à long terme et en particulier sur le risque de développer ou aggraver un syndrome métabolique à l'âge adulte.