Effect of RasGAP N2 fragment-derived peptide on tumor growth in mice.

Peptides that interfere with the natural resistance of cancer cells to genotoxin-induced apoptosis may improve the efficacy of anticancer regimens. We have previously reported that a cell-permeable RasGAP-derived peptide (TAT-RasGAP(317-326)) specifically sensitizes tumor cells to genotoxin-induced apoptosis in vitro. Here, we examined the in vivo stability of a protease-resistant D-form of the peptide, RI.TAT-RasGAP(317-326), and its effect on tumor growth in nude mice bearing subcutaneous human colon cancer HCT116 xenograft tumors. After intraperitoneal injection, RI.TAT-RasGAP(317-326) persisted in the blood of nude mice for more than 1 hour and was detectable in various tissues and subcutaneous tumors. Tumor-bearing mice treated daily for 7 days with RI.TAT-RasGAP(317-326) (1.65 mg/kg body weight) and cisplatin (0.5 mg/kg body weight) or doxorubicin (0.25 mg/kg body weight) displayed reduced tumor growth compared with those treated with either genotoxin alone (n = 5-7 mice per group; P = .004 and P = .005, respectively; repeated measures analysis of variance [ANOVA, two-sided]). This ability of the RI.TAT-RasGAP(317-326) peptide to enhance the tumor growth inhibitory effect of cisplatin was still observed at peptide doses that were at least 150-fold lower than the dose lethal to 50% of mice. These findings provide the proof of principle that RI.TAT-RasGAP(317-326) may be useful for improving the efficacy of chemotherapy in patients.

Assessment of the chemosensitizing activity of TAT-RasGAP317-326 in childhood cancers.

Although current anti-cancer protocols are reasonably effective, treatment-associated long-term side effects, induced by lack of specificity of the anti-cancer procedures, remain a challenging problem in pediatric oncology. TAT-RasGAP317-326 is a RasGAP-derived cell-permeable peptide that acts as a sensitizer to various anti-cancer treatments in adult tumor cells. In the present study, we assessed the effect of TAT-RasGAP317-326 in several childhood cancer cell lines. The RasGAP-derived peptide-induced cell death was analyzed in several neuroblastoma, Ewing sarcoma and leukemia cell lines (as well as in normal lymphocytes). Cell death was evaluated using flow cytometry methods in the absence or in the presence of the peptide in combination with various genotoxins used in the clinics (4-hydroperoxycyclophosphamide, etoposide, vincristine and doxorubicin). All tested pediatric tumors, in response to at least one genotoxin, were sensitized by TAT-RasGAP317-326. The RasGAP-derived peptide did not increase cell death of normal lymphocytes, alone or in combination with the majority of the tested chemotherapies. Consequently, TAT-RasGAP317-326 may benefit children with tumors by increasing the efficacy of anti-cancer therapies notably by allowing reductions in anti-cancer drug dosage and the associated drug-induced side effects.

Ewing sarcoma cancer stem cells : from mechanisms to therapeutic targeting

Le sarcome d'Ewing (SE) est la 2ème tumeur des os la plus fréquente chez les enfants, et le pronostic est sombre au stade métastatique. La pathogenèse du SE repose sur une translocation, provocant la fusion du domaine activateur du facteur de transcription EWS, avec la partie liant l'ADN de la protéine FLI-1. Les cellules souches cancéreuses (CSC) sont supposées être les moteurs de la croissance tumorale, et représente de ce fait des cibles thérapeutiques préférentielles. Dans ce travail nous nous sommes efforcés de comprendre, ainsi que de cibler les mécanismes liés à l'émergence des CSC dans le sarcome d'Ewing. La formation des CSC du ES est liée à un défaut de maturation des miRNAs provoqué par une sous-expression d'un gène, TARBP2, dans les CSC. Ce défaut de maturation peut être corrigé par un traitement des cellules avec de l'enoxacine, une fluoroquinolone utilisée pour traiter les infections urinaires. L'enoxacine seule n'étant pas suffisante pour éradiquer les tumeurs in vivo, nous avons testé la combinaison d'une thérapie ciblée sur les CSC avec une chimiothérapie classique, la doxorubicine, ciblant les cellules différentiées. In vitro l'enoxacine induit l'apoptose dans les CCS sans affecter les cellules différentiées, alors que à l'inverse, la doxorubicine n'affecte que les cellules de la « masse » tumorale. In vivo la combinaison de ces deux drogues inhibe la croissance de tumeurs provenant de cellules primaires xenotranplantées et éradique les CSCs. Nos résultats mettent en lumière une nouvelle approche thérapeutique directement applicable pour le sarcome d'Ewing, et pourraient ainsi rapidement déboucher sur des essais cliniques. Dans la deuxième partie de ce travail nous avons essayé de comprendre comment EWS-FLI1, la protéine de fusion issue de la translocation chromosomique du sarcome d'Ewing conduit à la génération des CSC. Pour cela nous avons effectué des ChIPseq (immunoprecipitation de la chromatine suivi de séquençage) pour EWS-FLI1 ainsi que pour certaines modifications histoniques. -- Ewing sarcoma family tumors (ESFT) are the second most frequent bone tumors in children and have a high rate of recurrence when metastatic at presentation. The pathogenesis of Ewing sarcoma is underlayed by a translocation, leading to the fusion of the trans-activating domain of EWS with the FLU DNA binding domain. Cancer stem cells (CSCs) are thought to be the driving force of tumor growth. In this work we focused on understanding the mechanisms underlying ESFT CSC emergence as well as defining targeted therapeutic strategies. Emergence of CSCs in ESFT has been shown to arise from a defect in TARBP2-dependent microRNA maturation, which can be corrected by exposure to the fluoroquinolone enoxacin. As enoxacin alone is not sufficient to reverse tumor growth in vivo, we assessed the effect of combining a drug that abrogates CSC properties with doxorubicin, a standard-of-care therapy in ESFT. Primary ESFT CSCs and bulk tumor cells were treated with different concentration of drugs and displayed divergent responses to doxorubicin and enoxacin. Doxorubicin, which targets the tumor bulk, displayed toxicity toward primary adherent ESFT cells in culture but not to CSC-enriched ESFT spheres. Conversely, enoxacin induced apoptosis but only in ESFT spheres and specifically on the CD133+ population. In combination, the two drugs markedly depleted CSC and strongly reduced primary growth in xenograft assays of two primary ESFT. Our results identify a potentially attractive therapeutic strategy for ESFT that combines mechanism-based targeting of CSC using a low toxicity antibiotic with a standard-of-care cytotoxic drug, offering immediate applications for clinical evaluation. In the second part of this work we performed chromatin immunopercipitation on CSCs and bulk cells for EWS-FLI1 binding as well as some chromatin modifications, and concluded that EWS-FLI1 shows cell context dependent binding.

Randomized study of reduced-intensity chemotherapy combined with imatinib in adults with Ph-positive acute lymphoblastic leukemia.

In this study, we randomly compared high doses of the tyrosine kinase inhibitor imatinib combined with reduced-intensity chemotherapy (arm A) to standard imatinib/hyperCVAD (cyclophosphamide/vincristine/doxorubicin/dexamethasone) therapy (arm B) in 268 adults (median age, 47 years) with Philadelphia chromosome-positive (Ph+) acute lymphoblastic leukemia (ALL). The primary objective was the major molecular response (MMolR) rate after cycle 2, patients being then eligible for allogeneic stem cell transplantation (SCT) if they had a donor, or autologous SCT if in MMolR and no donor. With fewer induction deaths, the complete remission (CR) rate was higher in arm A than in arm B (98% vs 91%; P = .006), whereas the MMolR rate was similar in both arms (66% vs 64%). With a median follow-up of 4.8 years, 5-year event-free survival and overall survival (OS) rates were estimated at 37.1% and 45.6%, respectively, without difference between the arms. Allogeneic transplantation was associated with a significant benefit in relapse-free survival (hazard ratio [HR], 0.69; P = .036) and OS (HR, 0.64; P = .02), with initial white blood cell count being the only factor significantly interacting with this SCT effect. In patients achieving MMolR, outcome was similar after autologous and allogeneic transplantation. This study validates an induction regimen combining reduced-intensity chemotherapy and imatinib in Ph+ ALL adult patients and suggests that SCT in first CR is still a good option for Ph+ ALL adult patients. This trial was registered at www.clinicaltrials.gov as #NCT00327678.

MYC-IG rearrangements are negative predictors of survival in DLBCL patients treated with immunochemotherapy: a GELA/LYSA study.

Diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) with MYC rearrangement (MYC-R) carries an unfavorable outcome. We explored the prognostic value of the MYC translocation partner gene in a series of MYC-R de novo DLBCL patients enrolled in first-line prospective clinical trials (Groupe d'Etudes des Lymphomes de l'Adulte/Lymphoma Study Association) and treated with rituximab-anthracycline-based chemotherapy. A total of 774 DLBCL cases characterized for cell of origin by the Hans classifier were analyzed using fluorescence in situ hybridization with BCL2, BCL6, MYC, immunoglobulin (IG)K, and IGL break-apart and IGH/MYC, IGK/MYC, and IGL/MYC fusion probes. MYC-R was observed in 51/574 (8.9%) evaluable DLBCL cases. MYC-R cases were predominantly of the germinal center B-cell-like subtype 37/51 (74%) with no distinctive morphologic and phenotypic features. Nineteen cases were MYC single-hit and 32 cases were MYC double-hit (MYC plus BCL2 and/or BCL6) DLBCL. MYC translocation partner was an IG gene in 24 cases (MYC-IG) and a non-IG gene (MYC-non-IG) in 26 of 50 evaluable cases. Noteworthy, MYC-IG patients had shorter overall survival (OS) (P = .0002) compared with MYC-negative patients, whereas no survival difference was observed between MYC-non-IG and MYC-negative patients. In multivariate analyses, MYC-IG predicted poor progression-free survival (P = .0051) and OS (P = .0006) independently from the International Prognostic Index and the Hans classifier. In conclusion, we show in this prospective randomized trial that the adverse prognostic impact of MYC-R is correlated to the MYC-IG translocation partner gene in DLBCL patients treated with immunochemotherapy. These results may have an important impact on the clinical management of DLBCL patients with MYC-R who should be routinely characterized according to MYC partner gene. These trials are individually registered at www.clinicaltrials.gov as #NCT00144807, #NCT01087424, #NCT00169143, #NCT00144755, #NCT00140660, #NCT00140595, and #NCT00135499.

Drug-induced mitochondrial dysfunction and cardiotoxicity.

Mitochondria has an essential role in myocardial tissue homeostasis; thus deterioration in mitochondrial function eventually leads to cardiomyocyte and endothelial cell death and consequent cardiovascular dysfunction. Several chemical compounds and drugs have been known to directly or indirectly modulate cardiac mitochondrial function, which can account both for the toxicological and pharmacological properties of these substances. In many cases, toxicity problems appear only in the presence of additional cardiovascular disease conditions or develop months/years following the exposure, making the diagnosis difficult. Cardiotoxic agents affecting mitochondria include several widely used anticancer drugs [anthracyclines (Doxorubicin/Adriamycin), cisplatin, trastuzumab (Herceptin), arsenic trioxide (Trisenox), mitoxantrone (Novantrone), imatinib (Gleevec), bevacizumab (Avastin), sunitinib (Sutent), and sorafenib (Nevaxar)], antiviral compound azidothymidine (AZT, Zidovudine) and several oral antidiabetics [e.g., rosiglitazone (Avandia)]. Illicit drugs such as alcohol, cocaine, methamphetamine, ecstasy, and synthetic cannabinoids (spice, K2) may also induce mitochondria-related cardiotoxicity. Mitochondrial toxicity develops due to various mechanisms involving interference with the mitochondrial respiratory chain (e.g., uncoupling) or inhibition of the important mitochondrial enzymes (oxidative phosphorylation, Szent-Györgyi-Krebs cycle, mitochondrial DNA replication, ADP/ATP translocator). The final phase of mitochondrial dysfunction induces loss of mitochondrial membrane potential and an increase in mitochondrial oxidative/nitrative stress, eventually culminating into cell death. This review aims to discuss the mechanisms of mitochondrion-mediated cardiotoxicity of commonly used drugs and some potential cardioprotective strategies to prevent these toxicities.

Cancer therapy-related toxicity in the immature testis

Infertility is a common late effect of childhood cancer treatment. Testicular toxicity can clinically be first detected after the onset of pubertal maturation of the patients when the testis does not grow, spermatogenesis does not initiate and serum levels of gonadotrophins rise. Improved prognosis for childhood cancer has resulted in a growing number of childhood cancer survivors with late effects. In our study, we developed novel tools for detecting cancer therapy-related testicular toxicity during development. By using these methods the effects of the tyrosine kinase inhibitor imatinib mesylate, chemotherapy agent doxorubicin and irradiation on testicular development were investigated in rat and monkey. Patients with chronic myeloid leukemia and some patients with acute lymphoblastic leukemia have fusion gene BCR-ABL which codes for abnormal tyrosine kinase protein. Imatinib mesylate (Glivec®) inhibits activity of this protein. In addition, imatinib inhibits the action of the c-kit and PDGF –receptors, which are both important for the survival and proliferation of the spermatogonial stem cell pool. Imatinib exposure during prepubertal development disturbed the development and the growth of the testis. Spermatogonial stem cells were also sensitive to the toxic effects of doxorubicin and irradiation during the initiation phase of spermatogenesis. In addition, the effect of the treatment of acute lymphoblastic leukemia on germ cell numbers and recovery of reproductive functions after sexual maturation was investigated. Therapy for childhood acute lymphoblastic leukemia seldom results in infertility. The present study gives new information on the mechanisms by which cancer treatments exert their gonadal toxicity in immature testis.

Linfoma esofágico primário

We describe the case of a 54 year old woman seen with an esophageal mass diagnosed as a primary esophageal lymphoma. The main symptom was dysphagia of seven months duration. The treatment consisted in resection of the tumor, and reconstruction of the defect with a reversed pleural flap, followed by a chemotherapy regimen that consisted of five drugs, cyclophosphamid, prednisone, doxorubicin, rituximab and vincristine (R-CHOP). The patient developed an esophageal pleural fistula treated with pleural drainage and irrigation that closed in 45 days. Two and one half years later she is doing well and disease free.

Variations in the body mass index in Brazilian women undergoing adjuvant chemotherapy for breast cancer

PURPOSE:To evaluate variations in the body mass index in patients undergoing adjuvant chemotherapy for breast cancer, and to associate these changes with patient's age and adjuvant chemotherapy regimen.METHODS:We performed a retrospective cohort study in order to correlate any variation in the body mass index before and after adjuvant chemotherapy with patient's age and adjuvant chemotherapy regimen. Patients who received any form of prior hormone therapy, such as tamoxifen or aromatase inhibitors, were excluded. We selected data for 196 patients with stage I to III breast cancer who were treated by radical or conservative surgery and received adjuvant chemotherapy at the Cancer Institute of the State of São Paulo, Brazil.RESULTS:Before adjuvant chemotherapy, 67.8% of patients were classified as overweight or obese according to their body mass indices. Around 66.3% (95% CI 59.7–73.0) of the patients exhibited an increase in the body mass index after adjuvant chemotherapy. The average age of all patients was 56.3±11.3 years. Participants whose body mass index increased were younger than those with no increase (54.7±11.1 versus 59.3±11.2 years; p=0.007). Patients were treated with the following adjuvant chemotherapy regimens: doxorubicin, cyclophosphamide, and paclitaxel (AC-T, 129 patients, 65.8%); 5-fluoracil, doxorubicin, and cyclophosphamide (36 patients, 18.4%); cyclophosphamide, methotrexate, and 5-fluoracil (16 patients, 8.2%); docetaxel and cyclophosphamide (7 patients, 3.6%); and other regimen (8 patients, 4.1%). The AC-T regimen showed a statistically significant association with increase in the body mass index (p<0.001 by ANOVA).CONCLUSIONS:Most patients with breast cancer showed an increase in the body mass index after adjuvant chemotherapy, especially after the AC-T chemotherapy regimen.

Co-culture of apoptotic breast cancer cells with immature dendritic cells: a novel approach for DC-based vaccination in breast cancer

A dendritic cell (DC)-based vaccine strategy could reduce the risk of recurrence and improve the survival of breast cancer patients. However, while therapy-induced apoptosis of hepatocellular and colorectal carcinoma cells can enhance maturation and antigen presentation of DCs, whether this effect occurs in breast cancer is currently unknown. In the present study, we investigated the effect of doxorubicin (ADM)-induced apoptotic MCF-7 breast cancer cells on the activation of DCs. ADM-induced apoptotic MCF-7 cells could effectively induce immature DC (iDC) maturation. The mean fluorescence intensity (MFI) of DC maturity marker CD83 was 23.3 in the ADM-induced apoptotic MCF-7 cell group compared with 8.5 in the MCF-7 cell group. The MFI of DC co-stimulatory marker CD86 and HLA-DR were also increased after iDCs were treated with ADM-induced apoptotic MCF-7 cells. Furthermore, the proliferating autologous T-lymphocytes increased from 14.2 to 40.3% after incubated with DCs induced by apoptotic MCF-7 cells. The secretion of interferon-γ by these T-lymphocytes was also increased. In addition, cell-cell interaction between apoptotic MCF-7 cells and iDCs, but not soluble factors released by apoptotic MCF-7 cells, was crucial for the maturation of iDCs. These findings constitute a novel in vitro DC-based vaccine strategy for the treatment of breast cancer by ADM-induced apoptotic MCF-7 cells.

RNAi-mediated knockdown of FANCF suppresses cell proliferation, migration, invasion, and drug resistance potential of breast cancer cells

Fanconi anemia complementation group F protein (FANCF) is a key factor, which maintains the function of FA/BRCA, a DNA damage response pathway. However, the functional role of FANCF in breast cancer has not been elucidated. We performed a specific FANCF-shRNA knockdown of endogenous FANCF in vitro. Cell viability was measured with a CCK-8 assay. DNA damage was assessed with an alkaline comet assay. Apoptosis, cell cycle, and drug accumulation were measured by flow cytometry. The expression levels of protein were determined by Western blot using specific antibodies. Based on these results, we used cell migration and invasion assays to demonstrate a crucial role for FANCF in those processes. FANCF shRNA effectively inhibited expression of FANCF. We found that proliferation of FANCF knockdown breast cancer cells (MCF-7 and MDA-MB-435S) was significantly inhibited, with cell cycle arrest in the S phase, induction of apoptosis, and DNA fragmentation. Inhibition of FANCF also resulted in decreased cell migration and invasion. In addition, FANCF knockdown enhanced sensitivity to doxorubicin in breast cancer cells. These results suggest that FANCF may be a potential target for molecular, therapeutic intervention in breast cancer.

Metronomic chemotherapy in the neoadjuvant setting: results of two parallel feasibility trials (TraQme and TAME) in patients with HER2+ and HER2− locally advanced breast cancer

Neoadjuvant chemotherapy has practical and theoretical advantages over adjuvant chemotherapy strategy in breast cancer (BC) management. Moreover, metronomic delivery has a more favorable toxicity profile. The present study examined the feasibility of neoadjuvant metronomic chemotherapy in two cohorts [HER2+ (TraQme) and HER2− (TAME)] of locally advanced BC. Twenty patients were prospectively enrolled (TraQme, n=9; TAME, n=11). Both cohorts received weekly paclitaxel at 100 mg/m2 during 8 weeks followed by weekly doxorubicin at 24 mg/m2 for 9 weeks in combination with oral cyclophosphamide at 100 mg/day (fixed dose). The HER2+ cohort received weekly trastuzumab. The study was interrupted because of safety issues. Thirty-six percent of patients in the TAME cohort and all patients from the TraQme cohort had stage III BC. Of note, 33% from the TraQme cohort and 66% from the TAME cohort displayed hormone receptor positivity in tumor tissue. The pathological complete response rates were 55% and 18% among patients enrolled in the TraQme and TAME cohorts, respectively. Patients in the TraQme cohort had more advanced BC stages at diagnosis, higher-grade pathological classification, and more tumors lacking hormone receptor expression, compared to the TAME cohort. The toxicity profile was also different. Two patients in the TraQme cohort developed pneumonitis, and in the TAME cohort we observed more hematological toxicity and hand-foot syndrome. The neoadjuvant metronomic chemotherapy regimen evaluated in this trial was highly effective in achieving a tumor response, especially in the HER2+ cohort. Pneumonitis was a serious, unexpected adverse event observed in this group. Further larger and randomized trials are warranted to evaluate the association between metronomic chemotherapy and trastuzumab treatment.

MicroRNA-34 induces cardiomyocyte apoptosis and accounts for the anti-apoptotic effect of Tanshinone IIA in myocardial infarction

MicroARN (miARN) ont récemment émergé comme un acteur central du gène réseau de régulation impliqués dans la prise du destin cellulaire. L'apoptose, un actif processus, par lequel des cellules déclenchent leur auto-destruction en réponse à un signal, peut être contrôlé par les miARN. Il a également été impliqué dans une variété de maladies humaines, comme les maladies du cœur, et a été pensé comme une cible pour le traitement de la maladie. Tanshinone IIA (TIIA), un monomère de phenanthrenequinones utilisé pour traiter maladies cardiovasculaires, est connu pour exercer des effets cardioprotecteurs de l'infarctus du myocarde en ciblant l'apoptose par le renforcement de Bcl-2 expression. Pour explorer les liens potentiels entre le miARN et l'action anti-apoptotique de TIIA, nous étudié l'implication possible des miARN. Nous avons constaté que l'expression de tous les trois membres de la famille miR-34, miR-34a, miR-34b et miR-34c ont été fortement régulée à la hausse après l'exposition soit à la doxorubicine, un agent endommageant l'ADN ou de pro-oxydant H2O2 pendant 24 heures. Cette régulation à la hausse causé significativement la mort cellulaire par apoptose, comme déterminé par fragmentation de l'ADN, et les effets ont été renversés par les ARNs antisens de ces miARN. Le prétraitement des cellules avec TIIA avant l'incubation avec la doxorubicine ou H2O2 a empêché surexpression de miR-34 et a réduit des apoptose. Nous avons ensuite établi BCL2L2, API5 et TCL1, en plus de BCL2, comme les gènes nouveaux cibles pour miR-34. Nous avons également élucidé que la répression des ces gènes par MiR-34 explique l'effet proapoptotique dans les cardiomyocytes. Ce que la régulation positive de ces gènes par TIIA realisée par la répression de l'expression de miR-34 est probable le mécanisme moléculaire de son effet bénéfique contre ischémique lésions cardiaques.

Les répercussions de l’insuffisance rénale chronique sur le transport des médicaments

L’insuffisance rénale chronique (IRC) affecte 13 % de la population américaine et son incidence ne cesse d’augmenter. Malgré un ajustement des doses de médicaments administrés en fonction du taux de filtration glomérulaire du patient urémique, près de 40 % des patients reçoivent une dose trop élevée en raison de modifications de l’élimination extrarénale des médicaments chez ces patients. Il est connu que l’IRC affecte l’élimination métabolique des médicaments par les cytochromes P450 et les enzymes de biotransformation de phase II. Nous avons aussi démontré, chez le rat, que l’IRC affecte l’expression et l’activité de transporteurs de médicaments intestinaux entraînant une augmentation de la biodisponibilité de certains médicaments. On retrouve des transporteurs de médicaments dans de nombreux organes comme le foie, les reins et la barrière hématoencéphalique (BHE) où ils jouent des rôles importants dans les éliminations biliaire et rénale et la pénétration des médicaments au cerveau. Le but de ce travail était de mesurer, chez des rats néphrectomisés, les impacts de l’IRC sur l’expression protéique et génique et l’activité des transporteurs de médicaments hépatiques, rénaux et cérébraux. Les transporteurs étudiés sont de la famille des transporteurs ABC (P-glycoprotéine, multidrug-resistance related protein, breast cancer resistance protein) ou des solute carriers (organic anion transporter, organic anion transporting protein). Aussi, une étude réalisée chez l’humain visait à évaluer la pharmacocinétique de deux médicaments : la fexofénadine, un médicament majoritairement transporté, et le midazolam, un substrat du cytochrome P450 3A4, chez des sujets dialysés. Nos résultats montrent que, chez le rat, l’IRC entraîne des modulations de l’expression des transporteurs d’influx et d’efflux hépatiques pouvant entraîner des diminutions du métabolisme hépatique et de l’excrétion biliaire des médicaments. Dans le rein, nous avons démontré des modulations de l’expression des transporteurs de médicaments. Nous avons aussi démontré que l’IRC diminue l’élimination urinaire de la rhodamine 123 et favorise l’accumulation intrarénale de médicaments transportés comme la benzylpénicilline et la digoxine. À la BHE, nous avons démontré des diminutions de l’expression des transporteurs de médicaments. Toutefois, nous n’avons pas observé d’accumulation intracérébrale de trois substrats utilisés (digoxine, doxorubicine et vérapamil) et même une diminution de l’accumulation intracérébrale de la benzylpénicilline. Il semble donc que, malgré les modulations de l’expression des différents transporteurs de médicaments, l’intégrité et la fonction de la BHE soient conservées en IRC. Chez l’humain, nous avons démontré une augmentation de la surface sous la courbe de la fexofénadine chez les sujets dialysés, comparativement aux témoins, suggérant une altération des mécanismes de transport des médicaments chez ces patients. Nous n’avons, toutefois, pas observé de modification de la pharmacocinétique du midazolam chez les patients dialysés, suggérant une activité métabolique normale chez ces patients. Un ou des facteurs s’accumulant dans le sérum des sujets urémiques semblent responsables des modulations de l’expression et de l’activité des transporteurs de médicaments observées chez le rat et l’humain. Ces travaux mettent en évidence une nouvelle problématique chez les sujets urémiques. Nous devons maintenant identifier les mécanismes impliqués afin d’éventuellement développer des stratégies pour prévenir la toxicité et la morbidité chez ces patients.

Novel non phospholipid liposomes with high sterol content : development and characterization

Les liposomes sont des nanovecteurs polyvalents et prometteurs quant à leur utilisation dans plusieurs domaines. Il y a une décennie, un nouveau type de liposome constitué d’amphiphiles monoalkylés et de stérols est né fortuitement dans notre groupe. Ils sont nommés Stérosomes puisqu’ils contiennent une grande proportion de stérols, entre 50 et 70 mol %. Les objectifs de cette thèse sont de développer de nouvelles formulations de Stérosomes ayant des caractéristiques spécifiques et d’acquérir une compréhension plus profonde des règles physicochimiques qui dictent leur comportement de phase. Nous avons spécifiquement examiné le rôle de motifs moléculaires des stérols, de la charge interfaciale et de la capacité à former des liaisons H dans les interactions intermoléculaires menant à l’autoassemblage. Le comportement de phase a été caractérisé par calorimétrie différentielle à balayage (DSC), par spectroscopie infrarouge (IR) et par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire du deutérium (²H NMR). Premièrement, nous avons établi certaines corrélations entre la structure des stérols, leur tendance à former des bicouches fluides en présence d'amphiphile monoalkylé et la perméabilité des grandes vésicules unilamellaires (LUV) formées. La nature des stérols module les propriétés de mélange avec de l’acide palmitique (PA). Les stérols portant une chaîne volumineuse en position C17 sont moins aptes à induire des bicouches fluides que ceux qui ont une chaîne plus simple, comme celle du cholestérol. Un grand ordre de la chaîne alkyle de PA est un effet commun à tous les stérols investigués. Il a été démontré que la perméabilité des LUV peut être contrôlée en utilisant des stérols différents. Cependant, ces stérols n’ont aucun impact significatif sur la sensibilité des Stérosomes au pH. Afin de créer des liposomes qui sont sensibles au pH et qui ont une charge positive à la surface, des Stérosomes composés de stéarylamine et de cholestérol (Chol) ont été conçus et caractérisés. Il a été conclu que l’état de protonation de l’amine, dans ce travail, ou du groupe carboxylique, dans un travail précédent, confère une sensibilité au pH et détermine la charge à la surface du liposome. Les premiers Stérosomes complètement neutres ont été fabriqués en utilisant un réseau de fortes liaisons H intermoléculaires. Le groupe sulfoxyde est capable de former de fortes liaisons H avec le cholestérol et les molécules d’eau. Une bicouche fluide métastable a été obtenue, à la température de la pièce, à partir d'un mélange équimolaire d’octadécyl méthyl sulfoxyde (OMSO) et de Chol. Ce comportement distinct a permis d’extruder le mélange pour former des LUV à la température de la pièce. Après 30 h, le temps de vie de la phase métastable, des Stérosomes stables et imperméables existaient toujours sous une forme solide. Un diagramme de température-composition a été proposé afin de résumer le comportement de phase des mélanges d’OMSO/Chol. Finalement, nous avons élaboré des Stérosomes furtifs en incorporant du polyéthylène glycol (PEG) avec une ancre de cholestérol (PEG-Chol) à l’interface de Stérosomes de PA/Chol. Jusqu’à 20 mol % de PEG-Chol peut être introduit sans perturber la structure de la bicouche. La présence du PEG-Chol n’a aucun impact significatif sur la perméabilité de la LUV. L'encapsulation active de la doxorubicine, un médicament contre le cancer, a été réalisée malgré la faible perméabilité de ces LUV et la présence du PEG à l’interface. L’inclusion de PEG a modifié considérablement les propriétés de l’interface et a diminué la libération induite par la variation de pH observée avec des LUV nues de PA/Chol. Cette formulation inédite est potentiellement utile pour l’administration intraveineuse de médicaments.