R&D in the pharmaceutical industry: A world of small innovations

It is commonly argued that in recent years pharmaceutical companies have directed theirR&D towards small improvements of existing compounds instead of more risky drastic innovations. In this paper we show that the proliferation of these small innovations is likely to be linked to the lack of market sensitivity of a part of the demand to changes in prices. Compared to their social contribution, small innovations are relatively more profitable than large ones because they are targeted to the smaller but more inelastic part of the demand. We also study the effect of regulatory instruments such as price ceilings, copayments and reference prices and extend the analysis to competition in research.

How to Secure and Dispose of Unused Medicines, 2009

Prescription and over-the-counter drug abuse is an increasing concern in Iowa, and is the fastest growing form of youth substance abuse in America. Medicines can pose a danger to those who abuse them, and the improper disposal of pharmaceuticals can harm the environment.

Ecotoxicological approaches to assess the long-term effects of four anticancer drugs and metabolites on Daphnia pulex

The aquatic environment is exposed continuously and increasingly to chemical substances such as pharmaceuticals. These medical compounds are released into the environment after having being consumed and body-excreted by patients. Pharmaceutical residues are synthetic molecules that are not always removed by traditional sewage treatment processes and thus escape degradation. Among pharmaceuticals that escape sewage treatment plants (STPs), the anticancer drugs were measured in STP effluents and natural waters. In the aquatic environment, their long-term effects at low concentrations are sparsely known on non-target species. Tamoxifen is an anticancer drug that is widely prescribed worldwide for the prevention and treatment of hormone receptor-positive breast cancers. Two of its metabolites, i.e., endoxifen and 4-hydroxy- tamoxifen (4OHTam), have high pharmacological potency in vivo and such as tamoxifen, they are excreted via faeces by patients. Tamoxifen was measured in STP effluents and natural waters but, to the best of our knowledge, its metabolites concentrations in waters have never been reported. Imatinib is another and recent anticancer compound that targets specific tumour cells. This pharmaceutical is also body excreted and because of its increasing use in cancer treatment, imatinib may reach the natural water. The effects of tamoxifen and imatinib are unknown upon more than one generation of aquatic species. And the effects of 4OHTam, endoxifen have never been studied in ecotoxicology so far. The aims of this thesis were threefold. First, the sensitivity of D. pulex exposed to tamoxifen, 4OHTam, endoxifen or imatinib was assessed using ecotoxicological experiments. Ecotoxicology is the science that considers the toxic effects of natural or synthetic substances, such as pharmaceuticals, on organisms, populations, community and ecosystem. Acute and multigenerational (2-4 generations) tests were performed on daphnids considering several studied endpoints, such as immobilisation, size, reproduction, viability and intrinsic rate of natural increase. Additional prospective assays were designed to evaluate whether 1) low concentrations of tamoxifen and 4OHTam were able to induce toxic effects when used in combination, and 2) daphnids were able to recover when offspring were withdrawn from solutions carrying the pharmaceutical. Second, the stability of tamoxifen, 4OHTam and endoxifen in incubation medium was evaluated in solution exempted from daphnids. Because the nominal concentrations of tamoxifen, 4OHTam and endoxifen did not correspond to the measured, we provide a predictive method to estimate the concentrations of these chemicals during long-term ecotoxicological tests. Finally, changes in protein expressions were analysed in D. pulex exposed 2 or 7 seven days to tamoxifen using ecotoxicoproteomic experiments with a shot-gun approach inducing a peptide fractionation step. Our results show that tamoxifen, 4OHTam and endoxifen induced adverse effects in D. pulex at environmentally relevant concentrations. At very low concentrations, these molecules displayed unusual and teratogenic effects because morphological abnormalities were observed in offspring, such as thick and short antennas, curved spines, premature neonates and aborted eggs. Tamoxifen was the most toxic compound among the test chemicals, followed by 4OHTam, endoxifen and imatinib. Tamoxifen no-observed effect concentrations (NOECs) that were calculated for size, reproduction and intrinsic rate were below or in the range of the concentrations measured in natural waters, i.e., between 0.12 µg/L and 0.67 µg/L. For instance, the tamoxifen NOECs that were calculated for reproduction were between 0.67 and 0.72 µg/L, whereas the NOEC was < 0.15 µg/L when based on morphological abnormalities. The NOECs of 4OHTam were higher but still in the same order of magnitude as tamoxifen environmental concentrations, with a value of 1.48 µg/L. Endoxifen NOEC for the intrinsic rate of natural increase (r) and the reproduction were 0.4 and 4.3 µg/L, respectively. Daphnids that were withdrawn from tamoxifen and 4OHTam were not able to recover. Also, the reproduction of D. pulex was reduced when the treated animals were exposed to the combination of tamoxifen and 4OHTam while no effects were observed when these chemicals were tested individually at the same concentration. Among the anticancer drugs that were tested during this thesis, imatinib was the less toxic molecule towards D. pulex. No effects on size and reproduction were observed within two generations, except for the first whose reproduction decreased at the highest test concentration, i.e., 626 µg/L. Our results also underline the need to use measured or predicted concentrations instead of the nominal during aquatic experiments, particularly when lipophilic molecules are tested. Indeed, notable differences between nominal (i.e., theoretical) and measured concentrations were found with tamoxifen, 4OHTam and endoxifen at all test concentrations. A cost and time sustainable method was proposed to predict the test exposure levels of these chemicals during long-term experiments. This predictive method was efficient particularly for low concentrations, which corresponded to the test concentrations in multigenerational tests. In the ecotoxicoproteomic experiments a total of 3940 proteins were identified and quantified in D. pulex exposed to tamoxifen. These results are currently the largest dataset from D. pulex that is published and the results of proteomic analyses are available for the scientific community. Among these 3940 proteins, 189 were significantly different from controls. After protein annotation, we assumed that treated daphnids with tamoxifen had shifted cost-energy functions, such as reproduction, to maintain their basic metabolism necessary to survive. This metabolic cost hypothesis was supported by the presence of proteins involved in oxidative stress. Biomarkers for early detection of tamoxifen harmful effects on D. pulex were not discovered but the proteins of the vitellogenin-2 family (E9H8K5) and the ryanodine receptor (E9FTU9) are promising potential biomarkers because their expression was already modified after 2 days of treatment. In this thesis, the effects of tamoxifen, 4OHTam and endoxifen on daphnids raise questions about the potential impact of tamoxifen and 4OHTam in other aquatic ecosystems, and therefore, about metabolites in ecotoxicology. Because the NOECs were environmentally relevant, these results suggest that tamoxifen and 4OHTam may be interesting pharmaceuticals to consider in risk assessment. Our findings also emphasize the importance of performing long-term experiments and of considering multi-endpoints instead of the standard reproductive endpoint. Finally, we open the discussion about the importance to measure test exposures or not, during ecotoxicological studies. -- Les milieux aquatiques sont exposés continuellement à un nombre croissant de substances chimiques, notamment les médicaments issus de la médecine vétérinaire et humaine. Chez les patients, les substances administrées sont utilisées par le corps avant d'être éliminées par l'intermédiaire des excrétas dans le système d'eaux usées de la ville. Ces eaux rejoignent ensuite une station de traitement afin d'y éliminer les déchets. Dans le cas des molécules chimiques, il arrive que les processus de traitement d'eaux usées ne soient pas suffisamment efficaces et que ces molécules ne soient pas dégradées. Elles sont alors libérées dans le milieu aquatique avec les effluents de la station d'épuration. Une fois dans l'environnement, ces résidus de médicaments sont susceptibles d'induire des effets sur la faune et la flore aquatique, dont les conséquences à long terme et à faibles concentrations sont peu connues. Les anticancéreux sont une famille de médicaments qui peuvent échapper aux traitements des stations d'épuration et qui sont retrouvées dans le milieu aquatique naturel. Parmi ces substances, le tamoxifen est une molécule utilisée dans le monde entier pour prévenir et traiter les cancers hormonaux dépendant du sein, notamment. Une fois ingéré, le tamoxifen est transformé par le foie en métabolites dont deux d'entre eux, le 4-hydroxy-tamoxifen (4OHTam) et l'endoxifen, possèdent un affinité pour les récepteurs aux estrogènes et une efficacité sur les cellules tumorales supérieure au tamoxifen lui- même. Tout comme la molécule mère, ces métabolites sont principalement éliminés par l'intermédiaire des fèces. Le tamoxifen a déjà été mesuré dans les effluents de stations d'épuration et dans les eaux naturelles, mais aucune valeur n'a été reportée pour ses métabolites jusqu'à présent. Un autre anticancéreux, également éliminé par voie biliaire et susceptible d'atteindre l'environnement, est l'imatinib. Cette récente molécule a révolutionné le traitement et la survie des patients souffrant de leucémie myéloïde chronique et de tumeur stromales gastrointestinales. Les effets du tamoxifen et de l'imatinib sur plusieurs générations d'organismes aquatiques, tels que les microcrustacés Daphnia, sont inconnus et le 4OHTam et l'endoxifen n'ont même jamais été testés en écotoxicologie. Cette thèse s'est articulée autour de trois objectifs principaux. Premièrement, la sensibilité des D. pulex exposés au tamoxifen, 4OHTam, endoxifen et imatinib a été évaluée par l'intermédiaire de tests aigus et de tests sur deux à quatre générations. La mobilité, la taille, la reproduction, la viabilité et la croissance potentielle de la population ont été relevées au cours de ces expériences. Des tests supplémentaires, à but prospectifs, ont également été réalisés afin d'évaluer 1) la capacité de récupération des daphnies, lorsque leurs descendants ont été placés dans un milieu exempté de tamoxifen ou de 4OHTam, 2) les effets chez les daphnies exposées à une solution contenant de faibles concentration de tamoxifen et de 4OHTam mélangés. Le deuxième objectif a été d'évaluer la stabilité du tamoxifen, 4OHTam et endoxifen dilué dans le milieu des daphnies. Après analyses, les concentrations mesurées ne correspondaient pas aux concentrations nominales (c.-à-d., théoriques) et il a été nécessaire de développer une méthode efficace de prédiction des niveaux d'exposition lors de tests de longue durée réalisés avec ces trois molécules. Finalement, des changements dans l'expression des protéines chez des daphnies exposées au tamoxifen ont été investigués par l'intermédiaire d'expériences écotoxicoprotéomiques avec une approche dite de shot-gun avec une étape de fractionnement des protéines. Les résultats obtenus dans cette thèse montrent que le tamoxifen, le 4OHTam et l'endoxifen induisent des effets indésirables chez les daphnies à des niveaux d'exposition proches ou identiques aux concentrations du tamoxifen mesurées dans l'environnement, c'est-à-dire 0.12 et 0.67 µg/L de tamoxifen. Ces molécules ont induit des effets inhabituels tels que la production de : nouveau-nés anormaux, avec des antennes et des queues déformées, des prématurés et des oeufs avortés. Le tamoxifen fut la molécule la plus toxique pour les D. pulex suivie du 4OHTam, de l'endoxifen et enfin de l'imatinib. Lors des expériences sur plusieurs générations, les concentrations n'ayant statistiquement pas d'effet (c.à.d. NOEC en anglais) sur la taille, la reproduction et la croissance intrinsèque de la population étaient du même ordre de grandeur que les concentrations environnementales du tamoxifen. Par exemple, les NOECs du tamoxifen calculées pour la reproduction étaient de 0.67 et 0.72 µg/L, tandis que celle calculée sur la base des anomalies chez les nouveau-nés était < 0.15 µg/L. Les NOECs du 4OHTam se situaient entre 0.16 et 1.48 µg/L et celles de l'endoxifen pour la croissance intrinsèque de la population, ainsi que pour la reproduction, étaient de 0.4 et 4.3 µg/L, respectivement. Dans l'expérience basée sur la récupération des daphnies, la taille et la reproduction ont diminué bien que la descendance fût placée dans un milieu sans substances chimiques. Les daphnies exposées au mélange de tamoxifen et de 4OHTam ont produit moins de nouveau-nés que les contrôles, alors que ces concentrations n'ont pas induit d'effets lorsque testées individuellement. Finalement, l'imatinib n'a pas montré d'effets sur les deux générations testées. Seule la première génération exposée à la plus haute concentration (626 µg/L) a montré une diminution de la reproduction. Les résultats obtenus lors de l'évaluation de la stabilité du tamoxifen, 4OHTam et endoxifen dans le milieu des daphnies ont souligné l'importance d'utiliser des concentrations mesurées ou prédites en écotoxicologie. En effet, des différences notables entre concentrations nominales et mesurées ont été observées à toutes les concentrations et l'hypothèse d'un phénomène d'adsorption sur le verre des récipients a été posée. De ce fait, il a été nécessaire d'élaborer une méthode prédictive efficace et acceptable, en terme de temps et de coûts. Une régression polynomiale basée sur des concentrations mesurées et nominales a permis de prédire avec efficacité les faibles niveaux d'exposition utilisés lors d'expériences écotoxicologiques à long terme, sur plusieurs générations. Suite aux expériences d'écotoxicoprotéomiques, un total de 3940 protéines ont été identifiées et quantifiées chez des daphnies exposées au tamoxifen. Ce nombre est actuellement la plus large série de données publiées et mises à disposition pour la communauté scientifique. Parmi ces protéines, 189 sont significatives et possiblement reliées à des processus de reproduction et de stress. Sur cette base, nous avons émis l'hypothèse que les individus subissant un stress, lié à l'exposition au tamoxifen, ont utilisé leur énergie de base pour favoriser leur survie plutôt que la reproduction. Enfin, la détermination de bio-marqueurs exprimant des dommages précoces des daphnies exposées au tamoxifen n'a pas abouti en tant que telle, mais des protéines prometteuses, telle que la famille de viellogenin-2 (E9H8K5) et le récepteur à la ryanodine (E9FTU9), ont été exprimées après deux jours d'exposition déjà. Ces protéines pourraient faire l'objet d'investigations écotoxicoprotéomiques futures. Les résultats de cette thèse posent certaines questions quant au risque du tamoxifen, du 4OHTam et de l'endoxifen sur la faune et la flore aquatique et plus particulièrement sur les anticancéreux présents dans l'environnement. Les effets toxiques de ces molécules ont été observés à des concentrations environnementales et sur plusieurs générations. La question de considérer les métabolites, et ainsi les pro-médicaments, en écotoxicologie est soulevée, notamment parce que ces molécules peuvent être plus actives et efficaces que la molécule mère. Les expériences chroniques, sur plusieurs générations sont également à favoriser car elles offrent un meilleur reflet de la réalité environnementale que des essais aigus ou d'une génération. L'utilisation de la protéomique permet d'agrandir les connaissances sur les effets des médicaments à un niveau inférieur de l'organisation biologique et ainsi, de mieux comprendre de potentiels mécanismes d'action ou de déterminer de potentiels biomarqueurs. Finalement, il semble important de discuter de l'opportunité de mesurer les concentrations qui sont testées en écotoxicologie afin de ne pas sous-estimer le risque pour la faune et la flore aquatique.

Comparative sensitivity of tumor and non-tumor cell lines as reliable approach for in vitro cytotoxicity screening of lysine-based surfactants with potential pharmaceutical applications

Surfactants are used as additives in topical pharmaceuticals and drug delivery systems. The biocompatibility of amino acid-based surfactants makes them highly suitable for use in these fields, but tests are needed to evaluate their potential toxicity. Here we addressed the sensitivity of tumor (HeLa, MCF-7) and non-tumor (3T3, 3T6, HaCaT, NCTC 2544) cell lines to the toxic effects of lysine-based surfactants by means of two in vitro endpoints (MTT and NRU). This comparative assay may serve as a reliable approach for predictive toxicity screening of chemicals prior to pharmaceutical applications. After 24-h of cell exposure to surfactants, differing toxic responses were observed. NCTC 2544 and 3T6 cell lines were the most sensitive, while both tumor cells and 3T3 fibroblasts were more resistant to the cytotoxic effects of surfactants. IC50-values revealed that cytotoxicity was detected earlier by MTT assay than by NRU assay, regardless of the compound or cell line. The overall results showed that surfactants with organic counterions were less cytotoxic than those with inorganic counterions. Our findings highlight the relevance of the correct choice and combination of cell lines and bioassays in toxicity studies for a safe and reliable screen of chemicals with potential interest in pharmaceutical industry.

Rapid Improvement In Health-Related Quality Of Life In Gouty Arthritis Patients Treated With Canakinumab (Acz885) Compared To Triamcinolone Acetonide

Background : Canakinumab, a fully human anti-IL-1b antibody has been shown to control inflammation in gouty arthritis. This study evaluated changes in health-related quality of life (HRQoL) in patients treated with canakinumab or triamcinolone acetonide (TA).Methods : An 8-wk, dose-ranging, active controlled, single-blind study in patients (_18 to _80 years) with acute gouty arthritis flare, refractory to or contraindicated to NSAlDs and/or colchicine, were randomized to canakinumab 10, 25, 50, 90, 150mg sc or TA 40mg im. HRQoL was assessed using patient reported outcomes evaluating PCS and MCS, and subscale scores of SF-36_ [acute version 2]) and functional disability (HAQ-DI_).Results : In canakinumab 150mg group, the most severe impairment at baseline was reported for physical functioning and bodily pain; levels of 41.5 and 36.0, respectively, which improved in 7 days to 80.0 and 72.2 (mean increases of 39.0 and 35.6) and at 8 wks improved to 86.1 and 86.6 (mean increases of 44.6 and 50.6); these were higher than levels seen in the general US population. TA group, showed less improvement in 7 days (mean increases of 23.3 and 21.3 for physical function and bodily pain). Functional disability scores, measured by the HAQ-DI_ decreased in both treatment groups (Table 1).Conclusions : Gouty arthritis patients treated with canakinumab showed a rapid improvement in physical and mental well-being based on SF-36_ scores. In contrast to the TA group, patients treated with canakinumab showed improvement in 7 days in physical function and bodily pain approaching levels of the general population.Disclosure statement : U.A., A.F., V.M., D.R., P.S. and K.S. are employees and shareholders of Novartis Pharma AG. A.P. has received research support from Novartis Pharma AG. N.S. has received research support and consultancy fees from Novartis Pharmaceuticals Corporation, has served on advisory boards for Novartis, Takeda, Savient, URL Pharma and EnzymeRx, and is/has been a member of a speakers' bureau for Takeda. A.S. has received consultation fees from Novartis Pharma AG, Abbott, Bristol-Myers Squibb, Essex, Pfizer, MSD, Roche, UCB and Wyeth. All other authors have declared no conflicts of interest.

Canakinumab (Acz885) Relieves Pain And Controls Inflammation Rapidly In Patients With Difficult-To-Treat Gouty Arthritis : Comparison With Triamcinolone Acetonide

Background : Monosodium urate (MSU) crystals stimulate the productionof interleukin-1b (IL-1b), a potent inflammatory cytokine. Targeted IL-1b blockade with canakinumab, a fully human monoclonal anti-IL-1b antibody, is a novel treatment for gouty arthritis. Its effects on pain and inflammation in acute gouty arthritis flares were compared with triamcinolone acetonide (TA). TA has been shown to be effective in the treatment of acute gouty arthritis flares.Methods : This was an 8-week, dose-ranging, multicenter, blinded, active-controlled trial. Patients _18 to _80 years with an acute gouty arthritis flare, refractory to or contraindicated to NSAIDs and/or colchicine were randomized to one subcutaneous dose of canakinumab (10, 25, 50, 90, or 150 mg; n¼143) or one intramuscular dose of TA (40 mg; n¼57). Primary outcome was pain intensity at 72 hours post dose on VAS scale (0-100 mm). Secondary outcomes included Creactive protein (CRP), serum amyloid A (SAA), and physician's assessment of tenderness, swelling and erythema of target joint at 72 hours, 7 days, 4 and 8-weeks post dose.Results : 191/200 patients completed the study. Canakinumab showed a statistically significant dose response at 72 hours. The 150mg dose group reached superior pain relief compared to TA group starting from 24 hours as previously reported. At 72 hours post dose, 78% of canakinumab 150mg treated patients achieved _75% and 96% achieved _50% reduction in pain from baseline. In contrast, 45% and 61% of patients treated with TA achieved _75% and _50% pain reduction, respectively. Median CRP/SAA levels were normalized by Day 7 for all canakinumab doses above 10mg and remained below the upper limit of normal [(ULN): CRP 3.0 mg/L; SAA 6.7 mg/L)] for rest of the study. In TA group, median CRP levels remained above the ULN throughout the study while median SAA levels decreased below ULN only 28 days after first dose. At 72 hours post dose, canakinumab 150mg group was 3.2 (95% CI, 1.27-7.89) times more likely to have less joint tenderness and 2.7 (95% CI, 1.09-6.5) times more likely to have less joint swelling than TA group (p<0.05). At 72 hours post dose, erythema disappeared in 74.1% of patients receiving canakinumab150mg and 69.6% of patients receiving TA. At 7 days post dose, erythema was absent in 96.3% of canakinumab 150mg treated patients vs. 83.9% of patients receiving TA. The overall incidence of AEs was similar for canakinumab (41%) and triamcinolone acetonide (42%). Serious AEs (canakinumab treatment groups n¼4, TA n¼1) were not considered treatment-related by investigators. No discontinuationsdue to AEs occurred.Conclusions : Canakinumab 150mg provided superior pain relief compared to TA for acute flares in difficult-to-treat gouty arthritis patients. Canakinumab provided rapid normalization of markers of inflammation accompanied by reduction of clinical signs and symptoms of inflammation.Disclosure statement : U.A., V.M., D.R. and P.S. are shareholders and employees of Novartis Pharma AG. A.P. has received research support from Novartis Pharma AG. N.S. has received research support from and acts as a consultant for Novartis Pharmaceuticals Corporation, has served on advisory boards for Novartis, Takeda, Savient, URL Pharma and Enzyme Rx, and is/has been a member of a speakers' bureau for Takeda. A.S. has received consultancy fees from Novartis Pharma AG, Abbott, Wyeth, UCB, Roche, MSD, Pfizer, Essex and Bristol-Myers Squibb. All other authors have declared no conflicts of interest.

Characterization of board impurities with a Raman device

Erilaisia epäpuhtauksia kulkeutuu paperinvalmistusprosessiin ja monenlaisia saostumia muodostuu paperinvalmistuksen prosesseissa. Epäpuhtaudet voivat aiheuttaa prosessiongelmia sekä alentaa tuotteen laatua. Epäpuhtauksien alkuperän ja koostumuksen selvittäminen edellyttää usein erilaisten analyysimenetelmien käyttöä. Epäpuhtauksien luokittelu on useasti välttämätöntä ennen tarkempaa kemiallista analyysia. Paperinvalmistuksen epäpuhtauksien kvalitatiiviseen luokitteluun on yleisimmin käytetty mikroskopian, IR-spektroskopian ja analyyttisen pyrolyysin menetelmiä. Raman spektroskopia on harvinaisempi menetelmä paperiteollisuuden tutkimuksessa. Raman instrumenttien kehittyminen on ollut voimakasta viimeisen vuosikymmenen aikana. Raman spektroskopia onkin osoittanut mandollisuutensa polymeerien, lääketeollisuuden ja polttoaineteollisuuden tutkimuksissa. Tässä työssä tutkittiin erään elintarvikepakkauskartongin epäpuhtauksia Raman spektroskoopilla. Työn tavoitteena oli selvittää Raman analyysin käyttökelpoisuutta kartongin epäpuhtauksien online-luokittelussa. Tutkimukset suoritettiin Spectracoden RP-1 Raman instrumentilla. Tutkimukset osoittivat, että näytteen fluoresenssi ja näytteen hajoaminen asettavat rajoituksia epäpuhtauksien Raman analyysille. Epäpuhtauksien online-tunnistaminen toimii käytettäessä suuria lasertehoja ja säteilytysaikoja. Näytteiden laserherkkyys ja fluoresenssi rajoittavat kuitenkin suurien laiteparametrien käyttöä. Laiteparametrien pienentäminen johti mittauksien signaali-kohina suhteen alenemiseen, mikä puolestaan aiheutti online-tunnistuksen toimimattomuuden.

The anticancer drug metabolites endoxifen and 4-hydroxy-tamoxifen induce toxic effects on Daphnia pulex in a two-generation study.

Although pharmaceutical metabolites are found in the aquatic environment, their toxicity on living organisms is poorly studied in general. Endoxifen and 4-hydroxy-tamoxifen (4OHTam) are two metabolites of the widely used anticancer drug tamoxifen for the prevention and treatment of breast cancers. Both metabolites have a high pharmacological potency in vertebrates, attributing prodrug characteristics to tamoxifen. Tamoxifen and its metabolites are body-excreted by patients, and the parent compound is found in sewage treatment plan effluents and natural waters. The toxicity of these potent metabolites on non-target aquatic species is unknown, which forces environmental risk assessors to predict their toxicity on aquatic species using knowledge on the parent compounds. Therefore, the aim of this study was to assess the sensitivity of two generations of the freshwater microcrustacean Daphnia pulex towards 4OHTam and endoxifen. Two chronic tests of 4OHTam and endoxifen were run in parallel and several endpoints were assessed. The results show that the metabolites 4OHTam and endoxifen induced reproductive and survival effects. For both metabolites, the sensitivity of D. pulex increased in the second generation. The intrinsic rate of natural increase (r) decreased with increasing 4OHTam and endoxifen concentrations. The No-Observed Effect Concentrations (NOECs) calculated for the reproduction of the second generation exposed to 4OHTam and endoxifen were <1.8 and 4.3μg/L, respectively, whereas the NOECs that were calculated for the intrinsic rate of natural increase were <1.8 and 0.4μg/L, respectively. Our study raises questions about prodrug and active metabolites in environmental toxicology assessments of pharmaceuticals. Our findings also emphasize the importance of performing long-term experiments and considering multi-endpoints instead of the standard reproduction outcome.

The role of counterions in the membrane-disruptive properties of pH-sensitive lysine-based surfactants

Surfactants are among the most versatile and widely used excipients in pharmaceuticals. This versatility, together with their pH-responsive membrane-disruptive activity and low toxicity, could also enable their potential application in drug delivery systems. Five anionic lysine-based surfactants which differ in the nature of their counterion were studied. Their capacity to disrupt the cell membrane was examined under a range of pH values, concentrations and incubation times, using a standard hemolysis assay as a model for endosomal membranes. The surfactants showed pH-sensitive hemolytic activity and improved kinetics at the endosomal pH range. Low concentrations resulted in negligible hemolysis at physiological pH and high membrane lytic activity at pH 5.4, which is in the range characteristic of late endosomes. With increasing concentration, the surfactants showed an enhanced capacity to lyse cell membranes, and also caused significant membrane disruption at physiological pH. This observation indicates that, at high concentrations, surfactant behavior is independent of pH. The mechanism of surfactant-mediated membrane destabilization was addressed, and scanning electron microscopy studies were also performed to evaluate the effects of the compounds on erythrocyte morphology as a function of pH. The in vitro cytotoxicity of the surfactants was assessed by MTT and NRU assays with the 3T3 cell line. The influence of different types of counterion on hemolytic activity and the potential applications of these surfactants in drug delivery are discussed. The possibility of using pH-sensitive surfactants for endosome disruption could hold great promise for intracellular drug delivery systems in future therapeutic applications.

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The contribution of biodiversity and ecosystem services to our health care needs is significant, both for the development of modern pharmaceuticals (Chivian and Bernstein 2008; Newmann and Cragg 2007; see also chapter on contribution of biodiversity to pharmaceuticals in this volume) and for their uses in traditional medicine (WHO 2013). Long before the rise of pharmaceutical development, societies have been drawing on their traditional knowledge, skills and customary practices, using various resources provided to them by nature to prevent, diagnose and treat health problems. Today, these practices continue to inform health-care delivery at the level of local communities in many places around the world (WHO 2013). In socioecological contexts such as these, several resources used for food, cultural and spiritual purposes are also used as medicines (Unnikrishnan and Suneetha 2012). Traditional medicine practices provide more than health care to these communities; they are considered a way of life and are founded on endogenous strengths, including knowledge, skills and capabilities.

Reseptilääkkeiden lanseerausprosessi. Case: Ormox & Origlucon

Lääketeollisuuden tuotelanseerausten riskit ovat huomattavan suuria. Lääkkeiden tuotekehitysprojektien pitkä kesto ja valtaisat kustannukset ajavat yrityksen vaikeaan tilanteeseen. Lääkkeiden markkinoille tuonnin eli lanseerauksen on onnistuttava, jotta tuotekehityksen kustannukset voidaan kattaa. Tämän takia lääkkeiden lanseerauksen kehittäminen on yrityksille erittäin tärkeää. Lanseerauksen kehittäminen on samalla tutkimuksen pääongelma. Tutkielma keskittyy erityisesti suomalaisten reseptilääkkeiden lanseerausprosessin läpikäymiseen. Tutkielma jakautuu kahteen osaan: ensimmäinen osa käsittelee lanseerausta käsitteenä, lääkemarkkinoinnin erityispiirteitä sekä lanseerausprosessin teoriaa lääkeyhtiöiden näkökulmasta. Tutkielman toinen eli empiirinen osio, käsittelee Orion Pharman läpikäymää Ormox & Origlucon lanseerausta ja sen toteutusta. Erityisesti pyrittiin tunnistamaan, mitkä olivat keskeisimmät menestystekijät kyseisessä lanseerauksessa ja kuinka sitä voitaisiin kehittää. Ensimmäisenä menestystekijänä kyseisessä tutkimuksessa voidaan pitää hyvää markkinatuntemusta, jonka organisaatio oli koonnut toimiessaan aiempien lääkkeiden parissa. Toinen merkittävä menestystekijä on voimakas panostus, aina johdon tasolta asti, kyseiseen projektiin. Kolmantena tärkeänä menestystekijänä voidaan pitää tarvelähtöisyyttä, jonka avulla voitiin muotoilla asiakkaiden hyväksymä ja ymmärtämä markkinointiviesti. Keskeisimmiksi kehittämisen kohteiksi osoittautuivat sisäinen markkinointi, myyntitoiminnan organisointi sekä työn suunnittelun jatkuvuus.

Lääkepatentit - suojauksen merkitys lääkkeen elinkaaren aikana

Lääkemarkkinat ovat rahassa mitattuna erittäin merkittävät markkinat. Siksi suojauksen merkityksen tarkastelu lääkkeen elinkaaren vaiheissa on mielenkiintoista. Kulutushyödyke- ja lääkemarkkinat ovat luonteeltaan erilaiset lääkemarkkinoiden voimakkaan sääntelyn takia. Myös tutkimus- ja tuotekehityskulut lääkevalmisteilla ovat poikkeuksellisen suuria. Lääkekeksintöjä suojataan patenteilla. Lääkevalmisteen suoja-ajan umpeuduttua myyntihinta putoaa yleensä merkittävästi ja hyvin nopeasti. Lääkeyritysten keinoja välttää suoja-ajan päättymisen mukanaan tuomat myyntitulojen alenemiset ovat muun muassa kokonaan uusien innovaatioiden keksiminen, olemassa olevan lääkevalmisteen ominaisuuksien parantaminen sekä oman geneerisen valmisteen tuominen markkinoille. Tutkimuksen päätarkoituksena oli selvittää, kuvata ja analysoida kolmen kansantaloudellisesti hyvin merkittävän lääkeaineen elinkaaren vaiheita Suomessa. Tutkimuksessa tarkasteltiin suojauksen merkitystä lääkkeiden myyntiin ja kulutukseen sekä kilpailevien valmisteiden osuuteen markkinoilla. Tutkitut lääkeaineet olivat simvastatiini, bisoprololi ja sitalopraami. Tutkimuksessa pohdittiin lääkkeiden suojamekanismin merkitystä ja riittävyyttä eri sidosryhmille. Tutkimuksessa selvitettiin myös patentoinnin merkitystä lääkkeiden myynnin kehittymiseen ja kilpailevien lääkevalmisteiden lukumääriin elinkaaren eri vaiheissa. Tutkittujen valmisteiden patenttien umpeutuessa geneerisiä valmisteita tulee markkinoille pian ja lukumääräisesti paljon. Rinnakkaistuontivalmisteet eivät juuri alentaneet alkuperäislääkkeiden hintoja. Geneeriset valmisteet alensivat hintoja selvästi jopa useita kymmeniä prosentteja. Hintojen romahdus oli keskimäärin noin 75 %. Hintakilpailun takia alkuperäislääkkeen elinkaaren loppupuolella tukkumyynnin arvo koko ajan pieneni kulutuksen kasvaessa tasaisesti. Lisääntynyt hintakilpailu on lisännyt viranomaisille jätettävien hintahakemusten määrää oleellisesti. Hintakilpailusta hyötyvät sekä yhteiskunta ja kuluttajat alkuperäisvalmistajien ja apteekkien kustannuksella. Yhden maan myynnillä ei käytännössä ole nykyisillä suojamekanismeilla mahdollisuutta kattaa lääkkeen kehittämiseen käytettyjä kuluja. Tähän vaaditaan kansainvälisiä markkinoita.

Heart Rate Variability (HRV) modifications in adult hemiplegic patients after botulinum toxin type A (nt-201) injection.

BACKGROUND: The most important adverse effect of BoNT-A is the systemic diffusion of the toxin. There is some evidence that the administration of high doses can increase the risk of systemic diffusion and the development of clinically evident adverse effects, however an international consensus does not exist about its maximum dose. AIM: The aim of this study was to evaluate changes in autonomic heart drive induced by high doses (higher than 600 units) of incobotulinumtoxinA injection in spastic stroke patients. Moreover, the treatment safety by monitoring adverse events occurrence was assessed. DESIGN: Case control study. POPULATION: Eleven stroke survivors with spastic hemiplegia. METHODS: Patients were treated with intramuscular focal injections of IncobotulinumtoxinA (NT 201; Xeomin®, Merz Pharmaceuticals GmbH, Frankfurt, Germany). Doses were below 12 units/Kg. Each patient underwent an ECG recording before injection and 10 days after treatment. Linear and non-linear Heart Rate variability (HRV) measures were derived from ECGs with a dedicated software. RESULTS: None of the variable considered showed statistically significant changes after BoNT-A injection. CONCLUSION: The use of incobotulinumtoxinA in adult patients at doses up to 12 units/kg seems to be safe regarding autonomic heart drive. CLINICAL REHABILITATION IMPACT: The use of IncobotulinumtoxinA up to 600 units could be a safe therapeutic option in spastic hemiplegic stroke survivors.

Assessing the added value of wastewater-based epidemiology to monitor illicit drug use

Wastewater-based epidemiology consists in acquiring relevant information about the lifestyle and health status of the population through the analysis of wastewater samples collected at the influent of a wastewater treatment plant. Whilst being a very young discipline, it has experienced an astonishing development since its firs application in 2005. The possibility to gather community-wide information about drug use has been among the major field of application. The wide resonance of the first results sparked the interest of scientists from various disciplines. Since then, research has broadened in innumerable directions. Although being praised as a revolutionary approach, there was a need to critically assess its added value, with regard to the existing indicators used to monitor illicit drug use. The main, and explicit, objective of this research was to evaluate the added value of wastewater-based epidemiology with regards to two particular, although interconnected, dimensions of illicit drug use. The first is related to trying to understand the added value of the discipline from an epidemiological, or societal, perspective. In other terms, to evaluate if and how it completes our current vision about the extent of illicit drug use at the population level, and if it can guide the planning of future prevention measures and drug policies. The second dimension is the criminal one, with a particular focus on the networks which develop around the large demand in illicit drugs. The goal here was to assess if wastewater-based epidemiology, combined to indicators stemming from the epidemiological dimension, could provide additional clues about the structure of drug distribution networks and the size of their market. This research had also an implicit objective, which focused on initiating the path of wastewater- based epidemiology at the Ecole des Sciences Criminelles of the University of Lausanne. This consisted in gathering the necessary knowledge about the collection, preparation, and analysis of wastewater samples and, most importantly, to understand how to interpret the acquired data and produce useful information. In the first phase of this research, it was possible to determine that ammonium loads, measured directly in the wastewater stream, could be used to monitor the dynamics of the population served by the wastewater treatment plant. Furthermore, it was shown that on the long term, the population did not have a substantial impact on consumption patterns measured through wastewater analysis. Focussing on methadone, for which precise prescription data was available, it was possible to show that reliable consumption estimates could be obtained via wastewater analysis. This allowed to validate the selected sampling strategy, which was then used to monitor the consumption of heroin, through the measurement of morphine. The latter, in combination to prescription and sales data, provided estimates of heroin consumption in line with other indicators. These results, combined to epidemiological data, highlighted the good correspondence between measurements and expectations and, furthermore, suggested that the dark figure of heroin users evading harm-reduction programs, which would thus not be measured by conventional indicators, is likely limited. In the third part, which consisted in a collaborative study aiming at extensively investigating geographical differences in drug use, wastewater analysis was shown to be a useful complement to existing indicators. In particular for stigmatised drugs, such as cocaine and heroin, it allowed to decipher the complex picture derived from surveys and crime statistics. Globally, it provided relevant information to better understand the drug market, both from an epidemiological and repressive perspective. The fourth part focused on cannabis and on the potential of combining wastewater and survey data to overcome some of their respective limitations. Using a hierarchical inference model, it was possible to refine current estimates of cannabis prevalence in the metropolitan area of Lausanne. Wastewater results suggested that the actual prevalence is substantially higher compared to existing figures, thus supporting the common belief that surveys tend to underestimate cannabis use. Whilst being affected by several biases, the information collected through surveys allowed to overcome some of the limitations linked to the analysis of cannabis markers in wastewater (i.e., stability and limited excretion data). These findings highlighted the importance and utility of combining wastewater-based epidemiology to existing indicators about drug use. Similarly, the fifth part of the research was centred on assessing the potential uses of wastewater-based epidemiology from a law enforcement perspective. Through three concrete examples, it was shown that results from wastewater analysis can be used to produce highly relevant intelligence, allowing drug enforcement to assess the structure and operations of drug distribution networks and, ultimately, guide their decisions at the tactical and/or operational level. Finally, the potential to implement wastewater-based epidemiology to monitor the use of harmful, prohibited and counterfeit pharmaceuticals was illustrated through the analysis of sibutramine, and its urinary metabolite, in wastewater samples. The results of this research have highlighted that wastewater-based epidemiology is a useful and powerful approach with numerous scopes. Faced with the complexity of measuring a hidden phenomenon like illicit drug use, it is a major addition to the panoply of existing indicators. -- L'épidémiologie basée sur l'analyse des eaux usées (ou, selon sa définition anglaise, « wastewater-based epidemiology ») consiste en l'acquisition d'informations portant sur le mode de vie et l'état de santé d'une population via l'analyse d'échantillons d'eaux usées récoltés à l'entrée des stations d'épuration. Bien qu'il s'agisse d'une discipline récente, elle a vécu des développements importants depuis sa première mise en oeuvre en 2005, notamment dans le domaine de l'analyse des résidus de stupéfiants. Suite aux retombées médiatiques des premiers résultats de ces analyses de métabolites dans les eaux usées, de nombreux scientifiques provenant de différentes disciplines ont rejoint les rangs de cette nouvelle discipline en développant plusieurs axes de recherche distincts. Bien que reconnu pour son coté objectif et révolutionnaire, il était nécessaire d'évaluer sa valeur ajoutée en regard des indicateurs couramment utilisés pour mesurer la consommation de stupéfiants. En se focalisant sur deux dimensions spécifiques de la consommation de stupéfiants, l'objectif principal de cette recherche était focalisé sur l'évaluation de la valeur ajoutée de l'épidémiologie basée sur l'analyse des eaux usées. La première dimension abordée était celle épidémiologique ou sociétale. En d'autres termes, il s'agissait de comprendre si et comment l'analyse des eaux usées permettait de compléter la vision actuelle sur la problématique, ainsi que déterminer son utilité dans la planification des mesures préventives et des politiques en matière de stupéfiants actuelles et futures. La seconde dimension abordée était celle criminelle, en particulier, l'étude des réseaux qui se développent autour du trafic de produits stupéfiants. L'objectif était de déterminer si cette nouvelle approche combinée aux indicateurs conventionnels, fournissait de nouveaux indices quant à la structure et l'organisation des réseaux de distribution ainsi que sur les dimensions du marché. Cette recherche avait aussi un objectif implicite, développer et d'évaluer la mise en place de l'épidémiologie basée sur l'analyse des eaux usées. En particulier, il s'agissait d'acquérir les connaissances nécessaires quant à la manière de collecter, traiter et analyser des échantillons d'eaux usées, mais surtout, de comprendre comment interpréter les données afin d'en extraire les informations les plus pertinentes. Dans la première phase de cette recherche, il y pu être mis en évidence que les charges en ammonium, mesurées directement dans les eaux usées permettait de suivre la dynamique des mouvements de la population contributrice aux eaux usées de la station d'épuration de la zone étudiée. De plus, il a pu être démontré que, sur le long terme, les mouvements de la population n'avaient pas d'influence substantielle sur le pattern de consommation mesuré dans les eaux usées. En se focalisant sur la méthadone, une substance pour laquelle des données précises sur le nombre de prescriptions étaient disponibles, il a pu être démontré que des estimations exactes sur la consommation pouvaient être tirées de l'analyse des eaux usées. Ceci a permis de valider la stratégie d'échantillonnage adoptée, qui, par le bais de la morphine, a ensuite été utilisée pour suivre la consommation d'héroïne. Combinée aux données de vente et de prescription, l'analyse de la morphine a permis d'obtenir des estimations sur la consommation d'héroïne en accord avec des indicateurs conventionnels. Ces résultats, combinés aux données épidémiologiques ont permis de montrer une bonne adéquation entre les projections des deux approches et ainsi démontrer que le chiffre noir des consommateurs qui échappent aux mesures de réduction de risque, et qui ne seraient donc pas mesurés par ces indicateurs, est vraisemblablement limité. La troisième partie du travail a été réalisée dans le cadre d'une étude collaborative qui avait pour but d'investiguer la valeur ajoutée de l'analyse des eaux usées à mettre en évidence des différences géographiques dans la consommation de stupéfiants. En particulier pour des substances stigmatisées, telles la cocaïne et l'héroïne, l'approche a permis d'objectiver et de préciser la vision obtenue avec les indicateurs traditionnels du type sondages ou les statistiques policières. Globalement, l'analyse des eaux usées s'est montrée être un outil très utile pour mieux comprendre le marché des stupéfiants, à la fois sous l'angle épidémiologique et répressif. La quatrième partie du travail était focalisée sur la problématique du cannabis ainsi que sur le potentiel de combiner l'analyse des eaux usées aux données de sondage afin de surmonter, en partie, leurs limitations. En utilisant un modèle d'inférence hiérarchique, il a été possible d'affiner les actuelles estimations sur la prévalence de l'utilisation de cannabis dans la zone métropolitaine de la ville de Lausanne. Les résultats ont démontré que celle-ci est plus haute que ce que l'on s'attendait, confirmant ainsi l'hypothèse que les sondages ont tendance à sous-estimer la consommation de cannabis. Bien que biaisés, les données récoltées par les sondages ont permis de surmonter certaines des limitations liées à l'analyse des marqueurs du cannabis dans les eaux usées (i.e., stabilité et manque de données sur l'excrétion). Ces résultats mettent en évidence l'importance et l'utilité de combiner les résultats de l'analyse des eaux usées aux indicateurs existants. De la même façon, la cinquième partie du travail était centrée sur l'apport de l'analyse des eaux usées du point de vue de la police. Au travers de trois exemples, l'utilisation de l'indicateur pour produire du renseignement concernant la structure et les activités des réseaux de distribution de stupéfiants, ainsi que pour guider les choix stratégiques et opérationnels de la police, a été mise en évidence. Dans la dernière partie, la possibilité d'utiliser cette approche pour suivre la consommation de produits pharmaceutiques dangereux, interdits ou contrefaits, a été démontrée par l'analyse dans les eaux usées de la sibutramine et ses métabolites. Les résultats de cette recherche ont mis en évidence que l'épidémiologie par l'analyse des eaux usées est une approche pertinente et puissante, ayant de nombreux domaines d'application. Face à la complexité de mesurer un phénomène caché comme la consommation de stupéfiants, la valeur ajoutée de cette approche a ainsi pu être démontrée.

Spectrophotometric determination of cefaclor in pharmaceutical preparations

A simple spectrophotometric method is proposed for the determination of cefaclor. The method involves alkaline hydrolysis of the drug in ammonia buffer solution at pH 10 to yield diketopiperazine-2,5-dione derivative and subsequent measurement at 340 nm. Beer's law is obeyed in the concentration range 1.8 - 55 mg/mL. The proposed method was successfully applied to the determination of cefaclor in pharmaceutical formulations.