Novel FGFR1 Mutations in Kallmann Syndrome and Normosmic Idiopathic Hypogonadotropic Hypogonadism: Evidence for the Involvement of an Alternatively Spliced Isoform

OBJECTIVE: To determine the prevalence of fibroblast growth factor receptor 1 (FGFR1) mutations and their predicted functional consequences in patients with idiopathic hypogonadotropic hypogonadism (IHH). DESIGN: Cross-sectional study. SETTING: Multicentric. PATIENT(S): Fifty unrelated patients with IHH (21 with Kallmann syndrome and 29 with normosmic IHH). INTERVENTION(S): None. MAIN OUTCOME MEASURE(S): Patients were screened for mutations in FGFR1. The functional consequences of mutations were predicted by in silico structural and conservation analysis. RESULT(S): Heterozygous FGFR1 mutations were identified in six (12%) kindreds. These consisted of frameshift mutations (p.Pro33-Alafs*17 and p.Tyr654*) and missense mutations in the signal peptide (p.Trp4Cys), in the D1 extracellular domain (p.Ser96Cys) and in the cytoplasmic tyrosine kinase domain (p.Met719Val). A missense mutation was identified in the alternatively spliced exon 8A (p.Ala353Thr) that exclusively affects the D3 extracellular domain of FGFR1 isoform IIIb. Structure-based and sequence-based prediction methods and the absence of these variants in 200 normal controls were all consistent with a critical role for the mutations in the activity of the receptor. Oligogenic inheritance (FGFR1/CHD7/PROKR2) was found in one patient. CONCLUSION(S): Two FGFR1 isoforms, IIIb and IIIc, result from alternative splicing of exons 8A and 8B, respectively. Loss-of-function of isoform IIIc is a cause of IHH, whereas isoform IIIb is thought to be redundant. Ours is the first report of normosmic IHH associated with a mutation in the alternatively spliced exon 8A and suggests that this disorder can be caused by defects in either of the two alternatively spliced FGFR1 isoforms.

A novel derivative of the chelon desferrioxamine for site-specific conjugation to antibodies.

We describe the preparation of the modified chelator aminooxyacetyl-ferrioxamine, and the replacement of its iron atom by 67Ga at high specific activity. The aminooxy function of this compound was allowed to react with the aldehyde groups generated by the periodate oxidation of the oligosaccharide of a mouse IgG1 monoclonal antibody (MAb) directed against carcino-embryonic antigen (CEA). The use of the aminooxy group allowed a stable bond to be formed between the chelon and the antibody with no need for reduction. Iron was removed from the ferrioxamine moiety and replaced by 67Ga either before or after conjugation of the chelon to the antibody. In either case the labelled antibody was injected into nude mice bearing a human colon carcinoma having the appropriate antigenicity. Unoxidized antibody, labelled with 125I by conventional methods, was co-injected as an internal control. Additional control experiments were carried out with a non-immune IgG using the same 67Ga-labelled modified chelon as above. The in vivo distribution of the modified antibodies was evaluated at various times between 24 and 96 hr after injection. The methods used were gamma-camera imaging and, more quantitatively, gamma-counting of the various organs after dissection. Interestingly, with the metal-chelon-labelled antibody, the intensity and specificity of tumor labelling was comparable and in some cases superior to the results obtained with radio-iodinated antibody. In particular, there was almost no increase in liver and spleen uptake of radioactive metal relative to radio-iodine, contrary to what has been observed with most antibodies labelled with 111In after conjugation with DTPA.

Application de la modélisation moléculaire à de nouvelles approches thérapeutiques du cancer [Application of molecular modeling to new therapeutic cancer approaches].

Recent progress in the experimental determination of protein structures allow to understand, at a very detailed level, the molecular recognition mechanisms that are at the basis of the living matter. This level of understanding makes it possible to design rational therapeutic approaches, in which effectors molecules are adapted or created de novo to perform a given function. An example of such an approach is drug design, were small inhibitory molecules are designed using in silico simulations and tested in vitro. In this article, we present a similar approach to rationally optimize the sequence of killer T lymphocytes receptors to make them more efficient against melanoma cells. The architecture of this translational research project is presented together with its implications both at the level of basic research as well as in the clinics.

Genetic relationship of diarrheagenic Escherichia coli pathotypes among the enteropathogenic Escherichia coli O serogroup

The genetic relationship among the Escherichia coli pathotypes was investigated. We used random amplified polymorphic DNA (RAPD) data for constructing a dendrogram of 73 strains of diarrheagenic E. coli. A phylogenetic tree encompassing 15 serotypes from different pathotypes was constructed using multilocus sequence typing data. Phylogram clusters were used for validating RAPD data on the clonality of enteropathogenic E. coli (EPEC) O serogroup strains. Both analyses showed very similar topologies, characterized by the presence of two major groups: group A includes EPEC H6 and H34 strains and group B contains the other EPEC strains plus all serotypes belonging to atypical EPEC, enteroaggregative E. coli (EAEC) and enterohemorrhagic E. coli (EHEC). These results confirm the existence of two evolutionary divergent groups in EPEC: one is genetically and serologically very homogeneous whereas the other harbors EPEC and non-EPEC serotypes. The same situation was found for EAEC and EHEC.

Access of extracellular cations to their binding sites in Na,K-ATPase: role of the second extracellular loop of the alpha subunit.

Na,K-ATPase, the main active transport system for monovalent cations in animal cells, is responsible for maintaining Na(+) and K(+) gradients across the plasma membrane. During its transport cycle it binds three cytoplasmic Na(+) ions and releases them on the extracellular side of the membrane, and then binds two extracellular K(+) ions and releases them into the cytoplasm. The fourth, fifth, and sixth transmembrane helices of the alpha subunit of Na,K-ATPase are known to be involved in Na(+) and K(+) binding sites, but the gating mechanisms that control the access of these ions to their binding sites are not yet fully understood. We have focused on the second extracellular loop linking transmembrane segments 3 and 4 and attempted to determine its role in gating. We replaced 13 residues of this loop in the rat alpha1 subunit, from E314 to G326, by cysteine, and then studied the function of these mutants using electrophysiological techniques. We analyzed the results using a structural model obtained by homology with SERCA, and ab initio calculations for the second extracellular loop. Four mutants were markedly modified by the sulfhydryl reagent MTSET, and we investigated them in detail. The substituted cysteines were more readily accessible to MTSET in the E1 conformation for the Y315C, W317C, and I322C mutants. Mutations or derivatization of the substituted cysteines in the second extracellular loop resulted in major increases in the apparent affinity for extracellular K(+), and this was associated with a reduction in the maximum activity. The changes produced by the E314C mutation were reversed by MTSET treatment. In the W317C and I322C mutants, MTSET also induced a moderate shift of the E1/E2 equilibrium towards the E1(Na) conformation under Na/Na exchange conditions. These findings indicate that the second extracellular loop must be functionally linked to the gating mechanism that controls the access of K(+) to its binding site.

Ultramarathon is an outstanding model for the study of adaptive responses to extreme load and stress.

ABSTRACT: Ultramarathons comprise any sporting event involving running longer than the traditional marathon length of 42.195 km (26.2 miles). Studies on ultramarathon participants can investigate the acute consequences of ultra-endurance exercise on inflammation and cardiovascular or renal consequences, as well as endocrine/energetic aspects, and examine the tissue recovery process over several days of extreme physical load. In a study published in BMC Medicine, Schütz et al. followed 44 ultramarathon runners over 4,487 km from South Italy to North Cape, Norway (the Trans Europe Foot Race 2009) and recorded daily sets of data from magnetic resonance imaging, psychometric, body composition and biological measurements. The findings will allow us to better understand the timecourse of degeneration/regeneration of some lower leg tissues such as knee joint cartilage, to differentiate running-induced from age-induced pathologies (for example, retropatelar arthritis) and finally to assess the interindividual susceptibility to injuries. Moreover, it will also provide new information about the complex interplay between cerebral adaptations/alterations and hormonal influences resulting from endurance exercise and provide data on the dose-response relationship between exercise and brain structure/function. Overall, this study represents a unique attempt to investigate the limits of the adaptive response of human bodies.Please see related article: http://www.biomedcentral.com/1741-7015/10/78.

Examining the Agreement of Structural Loss Measured With Heidelberg Retinal Tomograhy and Functional Loss With Standard Automated Perimetry (SAP; Octopus), Pulsar Perimetry (PP), and Moorfields Motion Displacement Test (MDT) Perimetry

Purpose: To examine the relationship of functional measurements with structural measures. Methods: 146 eyes of 83 test subjects underwent Heidelberg Retinal Tomography (HRTIII) (disc area<2.43, mphsd<40), and perimetry testing with Octopus (SAP; Dynamic), Pulsar (PP; TOP) and Moorfields MDT (ESTA). Glaucoma was defined as progressive structural or functional loss (20 eyes). Perimetry test points were grouped into 6 sectors based on the estimated optic nerve head angle into which the associated nerve fiber bundle enters (Garway-Heath map). Perimetry summary measures (PSM) (MD SAP/ MD PP/ PTD MDT) were calculated from the average total deviation of each measured threshold from the normal for each sector. We calculated the 95% significance level of the sectorial PSM from the respective normative data. We calculated the percentage agreement with group1 (G1), healthy on HRT and within normal perimetric limits, and group 2 (G2), abnormal on HRT and outside normal perimetric limits. We also examined the relationship of PSM and rim area (RA) in those sectors classified as abnormal by MRA (Moorfields Regression Analysis) of HRT. Results: The mean age was 65 (range= [37, 89]). The global sensitivity versus specificity of each instrument in detecting glaucomatous eyes was: MDT 80% vs. 88%, SAP 80% vs. 80%, PP 70% vs. 89% and HRT 80% vs. 79%. Highest percentage agreement of HRT (respectively G1, G2, sector) with PSM were MDT (89%, 57%, nasal superior), SAP (83%, 74%, temporal superior), PP (74%, 63%, nasal superior). Globally percentage agreement (respectively G1, G2) was MDT (92%, 28%), SAP (87%, 40%) and PP (77%, 49%). Linear regression showed there was no significant trend globally associating RA and PSM. However, sectorally the supero-nasal sector had a statistically significant (p<0.001) trend with each instrument, the associated r2 coefficients are (MDT 0.38 SAP 0.56 and PP 0.39). Conclusions: There were no significant differences in global sensitivity or specificity between instruments. Structure-function relationships varied significantly between instruments and were consistently strongest supero-nasally. Further studies are required to investigate these relationships in detail.

Targeting of DNA polymerase to the adenovirus origin of DNA replication by interaction with nuclear factor I.

Efficient initiation by the DNA polymerase of adenovirus type 2 requires nuclear factor I (NFI), a cellular sequence-specific transcription factor. Three functions of NFI--dimerization, DNA binding, and activation of DNA replication--are colocalized within the N-terminal portion of the protein. To define more precisely the role of NFI in viral DNA replication, a series of site-directed mutations within the N-terminal domain have been generated, thus allowing the separation of all three functions contained within this region. Impairment of the dimerization function prevents sequence-specific DNA binding and in turn abolishes the NFI-mediated activation of DNA replication. NFI DNA-binding activity, although necessary, is not sufficient to activate the initiation of adenovirus replication. A distinct class of NFI mutations that abolish the recruitment of the viral DNA polymerase to the origin also prevent the activation of replication. Thus, a direct interaction of NFI with the viral DNA polymerase complex is required to form a stable and active preinitiation complex on the origin and is responsible for the activation of replication by NFI.

Epithelial sodium channel/degenerin family of ion channels: a variety of functions for a shared structure.

The recently discovered epithelial sodium channel (ENaC)/degenerin (DEG) gene family encodes sodium channels involved in various cell functions in metazoans. Subfamilies found in invertebrates or mammals are functionally distinct. The degenerins in Caenorhabditis elegans participate in mechanotransduction in neuronal cells, FaNaC in snails is a ligand-gated channel activated by neuropeptides, and the Drosophila subfamily is expressed in gonads and neurons. In mammals, ENaC mediates Na+ transport in epithelia and is essential for sodium homeostasis. The ASIC genes encode proton-gated cation channels in both the central and peripheral nervous system that could be involved in pain transduction. This review summarizes the physiological roles of the different channels belonging to this family, their biophysical and pharmacological characteristics, and the emerging knowledge of their molecular structure. Although functionally different, the ENaC/DEG family members share functional domains that are involved in the control of channel activity and in the formation of the pore. The functional heterogeneity among the members of the ENaC/DEG channel family provides a unique opportunity to address the molecular basis of basic channel functions such as activation by ligands, mechanotransduction, ionic selectivity, or block by pharmacological ligands.

Constitutive activity of receptors coupled to guanine nucleotide regulatory proteins.

Adrenoceptors are prototypic members of the superfamily of seven transmembrane domain, G protein-coupled receptors. Study of the properties of several mutationally activated adrenoceptors is deepening understanding of the normal functioning of this ubiquitous class of receptors. The new findings suggest an expansion of the classical ternary complex model of receptor action to include an explicit isomerization of the receptors from an inactive to an active state which couples to the G protein ('allosteric ternary complex model'). This isomerization involves conformational changes which may occur spontaneously, or be induced by agonists or appropriate mutations which abrogate the normal 'constraining' function of the receptor, allowing it to 'relax' into the active conformation. Robert Lefkowitz and colleagues discuss the physiological and pathophysiological implications of these new insights into regulation of receptor activity.

Antigenicity and immunogenicity of Melan-A/MART-1 derived peptides as targets for tumor reactive CTL in human melanoma.

Some cancer patients mount spontaneous T- and B-cell responses against their tumor cells. Autologous tumor reactive CD8 cytolytic T lymphocyte (CTL) and CD4 T-cell clones as well as antibodies from these patients have been used for the identification of genes encoding the target antigens. This knowledge opened the way for new approaches to the immunotherapy of cancer. In this review, we describe the characterization of the structure-function properties of the melanocyte/melanoma tumor antigen Melan-A/MART-1, the assessment of the T-cell repertoire available against this antigen in healthy individuals, and the analysis of naturally acquired and/or vaccine-induced CTL responses to this antigen in patients with metastatic melanoma.

Cooperation of breast cancer proteins PALB2 and piccolo BRCA2 in stimulating homologous recombination.

Inherited mutations in human PALB2 are associated with a predisposition to breast and pancreatic cancers. PALB2's tumor-suppressing effect is thought to be based on its ability to facilitate BRCA2's function in homologous recombination. However, the biochemical properties of PALB2 are unknown. Here we show that human PALB2 binds DNA, preferentially D-loop structures, and directly interacts with the RAD51 recombinase to stimulate strand invasion, a vital step of homologous recombination. This stimulation occurs through reinforcing biochemical mechanisms, as PALB2 alleviates inhibition by RPA and stabilizes the RAD51 filament. Moreover, PALB2 can function synergistically with a BRCA2 chimera (termed piccolo, or piBRCA2) to further promote strand invasion. Finally, we show that PALB2-deficient cells are sensitive to PARP inhibitors. Our studies provide the first biochemical insights into PALB2's function with piBRCA2 as a mediator of homologous recombination in DNA double-strand break repair.

Structure-fonction de MARCH1, une E3 ubiquitine ligase régulant la présentation antigénique par le CMH II

Les molécules classiques du CMH de classe II sont responsables de la présentation de peptides exogènes par les cellules présentatrices d’antigène aux lymphocytes T CD4+. Cette présentation antigénique est essentielle à l’établissement d’une réponse immunitaire adaptative. Cependant, la reconnaissance d’auto-antigènes ainsi que l’élimination des cellules du Soi sont des problèmes à l’origine de nombreuses maladies auto-immunes. Notamment, le diabète et la sclérose en plaque. D’éventuels traitements de ces maladies pourraient impliquer la manipulation de la présentation antigénique chez les cellules dont la reconnaissance et l’élimination engendrent ces maladies. Il est donc primordial d’approfondir nos connaissances en ce qui concerne les mécanismes de régulation de la présentation antigénique. La présentation antigénique est régulée tant au niveau transcriptionnel que post-traductionnel. Au niveau post-traductionnel, diverses cytokines affectent le processus. Parmi celles-ci, l’IL-10, une cytokine anti-inflammatoire, cause une rétention intracellulaire des molécules du CMH II. Son mécanisme d’action consiste en l’ubiquitination de la queue cytoplasmique de la chaîne bêta des molécules de CMH II. Cette modification protéique est effectuée par MARCH1, une E3 ubiquitine ligase dont l’expression est restreinte aux organes lymphoïdes secondaires. Jusqu’à tout récemment, il y avait très peu de connaissance concernant la structure et les cibles de MARCH1. Considérant son impact majeur sur la présentation antigénique, nous nous sommes intéressé à la structure-fonction de cette molécule afin de mieux caractériser sa régulation ainsi que les diverses conditions nécessaires à son fonctionnement. Dans un premier article, nous avons étudié la régulation de l’expression de MARCH1 au niveau protéique. Nos résultats ont révélé l’autorégulation de la molécule par formation de dimères et son autoubiquitination. Nous avons également démontré l’importance des domaines transmembranaires de MARCH1 dans la formation de dimères et l’interaction avec le CMH II. Dans un second article, nous avons investigué l’importance de la localisation de MARCH1 pour sa fonction. Les résultats obtenus montrent la fonctionnalité des motifs de localisation de la portion C-terminale de MARCH1 ainsi que la présence d’autres éléments de localisation dans la portion N-terminale de la protéine. Les nombreux mutants utilisés pour ce projet nous ont permis d’identifier un motif ‘‘VQNC’’, situé dans la portion cytoplasmique C-terminale de MARCH1, dont la valine est requise au fonctionnement optimal de la molécule. En effet, la mutation de la valine engendre une diminution de la fonction de la molécule et des expériences de BRET ont démontré une modification de l’orientation spatiale des queues cytoplasmiques. De plus, une recherche d’homologie de séquence a révélé la présence de ce même motif dans d’autres ubiquitines ligases, dont Parkin. Parkin est fortement exprimée dans le cerveau et agirait, entre autre, sur la dégradation des agrégats protéiques. La dysfonction de Parkin cause l’accumulation de ces agrégats, nommés corps de Lewy, qui entraînent des déficiences au niveau du fonctionnement neural observé chez les patients atteints de la maladie de Parkinson. La valine comprise dans le motif ‘’VQNC’’ a d’ailleurs été identifiée comme étant mutée au sein d’une famille où cette maladie est génétiquement transmise. Nous croyons que l’importance de ce motif ne se restreint pas à MARCH1, mais serait généralisée à d’autres E3 ligases. Ce projet de recherche a permis de caractériser des mécanismes de régulation de MARCH1 ainsi que de découvrir divers éléments structuraux requis à sa fonction. Nos travaux ont permis de mieux comprendre les mécanismes de contrôle de la présentation antigénique par les molécules de CMH II.

Conception, synthèse et diversification de l'azaGly-Pro : un mime de tour beta, outil d'étude structure-activité : application au développement d'un nouvel agent tocolytique

Les accouchements prématurés constituent un problème médical majeur en constante augmentation et ce, malgré tous les efforts mis en œuvre afin de contrer le déclenchement des contractions avant terme. Cette thèse relate du ''design'' rationnel d'un nouvel agent thérapeutique (i.e., tocolytique) qui serait capable de 1) arrêter les contractions, et 2) prolonger la gestation. Pour ce faire, une nouvelle cible, la prostaglandine F2α et son récepteur ont été sélectionnés et le peptidomimétisme a été choisi afin de résoudre cette problématique. L'introduction contient un historique rapide de la conception à la synthèse (''drug design'') du peptide parent, le PDC113, premier peptide a avoir démontré des aptitudes tocolytiques suffisantes pour faire du peptidomimétisme. La deuxième partie de l'introduction présente les concepts du peptidomimétisme appliqués au PDC113 qui ont permis d'accéder au PDC113.824, inhibiteur allostérique du récepteur de la prostaglandine F2α, et explique comment ce mime nous a permis d'élucider les mécanismes de signalisation intracellulaire impliqués dans la contraction musculaire lisse. Cette thèse présente la conception, la synthèse et l'étude structure-activité de mimes de repliement de tour β au sein du mime peptidique original (PDC113.824) dans lequel nous avons remplacé l'azabicycloalkane central (l'indolizidin-2-one) par une série d'autres azabicycloalcanes connus et des acides aza-aminés dont nous avons élaboré la synthèse. Dans un premier temps, une nouvelle stratégie de synthèse en solution de l'aza-glycyl-proline à partir de la diphényle hydrazone et du chloroformate de p-nitrophényle a été réalisée. Cette stratégie a permis d'éliminer les réactions secondaires de cyclisation intramoléculaires communément obtenues lors de l'introduction d'acides aza-aminés avec les protections traditionnelles de type carbamate en présence de phosgène, mais aussi de faciliter l'accès en une étape à des dérivés peptidiques du type aza-glycyle. L'élongation de l'aza-glycyl-proline en solution nous a permis d'accéder à un nouveau mime tetrapeptidique du Smac, un activateur potentiel de l'apoptose au sein de cellules cancéreuses. Par la suite, nous avons développé une stratégie de diversification sélective de l'azote α du résidu azaglycine en utilisant différents types d'halogénures d'alkyle en présence de tert-butoxyde de potassium. Afin de valider le protocole d'alkylation de l'aza-dipeptide, différents halogénures d'alkyle ont été testés. Nous avons également démontré l'utilité des aza-dipeptides résultants en tant que ''building block'' afin d'accéder à une variété d'azapeptides. En effet, l'aza-dipeptide a été déprotégée sélectivement soit en N-terminal soit en C-terminal, respectivement. D'autre part, la libération de l'amine de l'ester méthylique de l'aza-alkylglycyl-proline a conduit à une catégorie de composés à potentiel thérapeutique, les azadicétopipérazines (aza-DKP) par cyclisation intramoléculaire. Enfin, notre intérêt quant au développement d'un nouvel agent tocolytique nous a amené à développer une nouvelle voie de synthèse en solution du PDC113.824 permettant ainsi d'élucider les voies de signalisation intracellulaires du récepteur de la prostaglandine F2α. Afin de valider l'importance de la stéréochimie et d'étudier la relation structure/ activité du mime, nous avons remplacé l'indolizidin-2-one (I2aa) centrale du PDC113.824 par une série d'autres azabicycloalcanes et azadipeptides. Les azabicycloalcanes D-I2aa, quinolizidinone, et indolizidin-9-one ont été synthétisés et incorporés au sein du dit peptide ne donnant aucune activité ni in vitro ni ex vivo, validant ainsi l'importance du tour β de type II' pour le maintien de l'activité biologique du PDC113.824. Finalement, l'insertion d'une série de dérivés aza(alkyl)glycyl-prolyles a mené à de nouveaux inhibiteurs allostériques du récepteur de la PGF2α, l'un contenant l'azaglycine et l'autre, l'azaphénylalanine. Cette thèse a ainsi contribué, grâce à la conception et l'application de nouvelles méthodes de synthèse d'aza-peptides, au développement de nouveaux composés à potentiel thérapeutique afin d'inhiber le travail prématuré.

Développement de modèles prédictifs de la toxicocinétique de substances organiques

Les modèles pharmacocinétiques à base physiologique (PBPK) permettent de simuler la dose interne de substances chimiques sur la base de paramètres spécifiques à l’espèce et à la substance. Les modèles de relation quantitative structure-propriété (QSPR) existants permettent d’estimer les paramètres spécifiques au produit (coefficients de partage (PC) et constantes de métabolisme) mais leur domaine d’application est limité par leur manque de considération de la variabilité de leurs paramètres d’entrée ainsi que par leur domaine d’application restreint (c. à d., substances contenant CH3, CH2, CH, C, C=C, H, Cl, F, Br, cycle benzénique et H sur le cycle benzénique). L’objectif de cette étude est de développer de nouvelles connaissances et des outils afin d’élargir le domaine d’application des modèles QSPR-PBPK pour prédire la toxicocinétique de substances organiques inhalées chez l’humain. D’abord, un algorithme mécaniste unifié a été développé à partir de modèles existants pour prédire les PC de 142 médicaments et polluants environnementaux aux niveaux macro (tissu et sang) et micro (cellule et fluides biologiques) à partir de la composition du tissu et du sang et de propriétés physicochimiques. L’algorithme résultant a été appliqué pour prédire les PC tissu:sang, tissu:plasma et tissu:air du muscle (n = 174), du foie (n = 139) et du tissu adipeux (n = 141) du rat pour des médicaments acides, basiques et neutres ainsi que pour des cétones, esters d’acétate, éthers, alcools, hydrocarbures aliphatiques et aromatiques. Un modèle de relation quantitative propriété-propriété (QPPR) a été développé pour la clairance intrinsèque (CLint) in vivo (calculée comme le ratio du Vmax (μmol/h/kg poids de rat) sur le Km (μM)), de substrats du CYP2E1 (n = 26) en fonction du PC n octanol:eau, du PC sang:eau et du potentiel d’ionisation). Les prédictions du QPPR, représentées par les limites inférieures et supérieures de l’intervalle de confiance à 95% à la moyenne, furent ensuite intégrées dans un modèle PBPK humain. Subséquemment, l’algorithme de PC et le QPPR pour la CLint furent intégrés avec des modèles QSPR pour les PC hémoglobine:eau et huile:air pour simuler la pharmacocinétique et la dosimétrie cellulaire d’inhalation de composés organiques volatiles (COV) (benzène, 1,2-dichloroéthane, dichlorométhane, m-xylène, toluène, styrène, 1,1,1 trichloroéthane et 1,2,4 trimethylbenzène) avec un modèle PBPK chez le rat. Finalement, la variabilité de paramètres de composition des tissus et du sang de l’algorithme pour les PC tissu:air chez le rat et sang:air chez l’humain a été caractérisée par des simulations Monte Carlo par chaîne de Markov (MCMC). Les distributions résultantes ont été utilisées pour conduire des simulations Monte Carlo pour prédire des PC tissu:sang et sang:air. Les distributions de PC, avec celles des paramètres physiologiques et du contenu en cytochrome P450 CYP2E1, ont été incorporées dans un modèle PBPK pour caractériser la variabilité de la toxicocinétique sanguine de quatre COV (benzène, chloroforme, styrène et trichloroéthylène) par simulation Monte Carlo. Globalement, les approches quantitatives mises en œuvre pour les PC et la CLint dans cette étude ont permis l’utilisation de descripteurs moléculaires génériques plutôt que de fragments moléculaires spécifiques pour prédire la pharmacocinétique de substances organiques chez l’humain. La présente étude a, pour la première fois, caractérisé la variabilité des paramètres biologiques des algorithmes de PC pour étendre l’aptitude des modèles PBPK à prédire les distributions, pour la population, de doses internes de substances organiques avant de faire des tests chez l’animal ou l’humain.