Endothelial cell integrins and COX-2: mediators and therapeutic targets of tumor angiogenesis.

Vascular integrins are essential regulators and mediators of physiological and pathological angiogenesis, including tumor angiogenesis. Integrins provide the physical interaction with the extracellular matrix (ECM) necessary for cell adhesion, migration and positioning, and induce signaling events essential for cell survival, proliferation and differentiation. Integrins preferentially expressed on neovascular endothelial cells, such as alphaVbeta3 and alpha5beta1, are considered as relevant targets for anti-angiogenic therapies. Anti-integrin antibodies and small molecular integrin inhibitors suppress angiogenesis and tumor progression in many animal models, and are currently tested in clinical trials as anti-angiogenic agents. Cyclooxygense-2 (COX-2), a key enzyme in the synthesis of prostaglandins and thromboxans, is highly up-regulated in tumor cells, stromal cells and angiogenic endothelial cells during tumor progression. Recent experiments have demonstrated that COX-2 promotes tumor angiogenesis. Chronic intake of nonsteroidal anti-inflammatory drugs and COX-2 inhibitors significantly reduces the risk of cancer development, and this effect may be due, at least in part, to the inhibition of tumor angiogenesis. Endothelial cell COX-2 promotes integrin alphaVbeta3-mediated endothelial cell adhesion, spreading, migration and angiogenesis through the prostaglandin-cAMP-PKA-dependent activation of the small GTPase Rac. In this article, we review the role of integrins and COX-2 in angiogenesis, their cross talk, and discuss implications relevant to their targeting to suppress tumor angiogenesis.

How does monetary policy change? evidence on inflation targeting countries

We examine the evolution of monetary policy rules in a group of inflation targeting countries (Australia, Canada, New Zealand, Sweden and the United Kingdom) applying moment- based estimator at time-varying parameter model with endogenous regressors. Using this novel flexible framework, our main findings are threefold. First, monetary policy rules change gradually pointing to the importance of applying time-varying estimation framework. Second, the interest rate smoothing parameter is much lower that what previous time-invariant estimates of policy rules typically report. External factors matter for all countries, albeit the importance of exchange rate diminishes after the adoption of inflation targeting. Third, the response of interest rates on inflation is particularly strong during the periods, when central bankers want to break the record of high inflation such as in the U.K. or in Australia at the beginning of 1980s. Contrary to common wisdom, the response becomes less aggressive after the adoption of inflation targeting suggesting the positive effect of this regime on anchoring inflation expectations. This result is supported by our finding that inflation persistence as well as policy neutral rate typically decreased after the adoption of inflation targeting.

Experimental approaches in the targeting of photodynamic therapeutics

RÉSUMÉ : Chez l'homme, le manque de sélectivité des agents thérapeutiques représente souvent une limitation pour le traitement des maladies. Le ciblage de ces agents pour un tissu défini pourrait augmenter leur sélectivité et ainsi diminuer les effets secondaires en comparaison d'agents qui s'accumuleraient dans tout le corps. Cela pourrait aussi améliorer l'efficacité des traitements en permettant d'avoir une concentration localisée plus importante. Le ciblage d'agents thérapeutiques est un champ de recherche très actif. Les stratégies sont généralement basées sur les différences entre cellules normales et malades. Ces différences peuvent porter soit sur l'expression des molécules à leurs surfaces comme des récepteurs ou des transporteurs, soit sur les activités enzymatiques exprimées. Le traitement thérapeutique choisi ici est la thérapie photodynamique et est déjà utilisé pour le traitement de certains cancers. Cette thérapie repose sur l'utilisation de molécules qui réagissent à la lumière, les photosensibilisants. Elles absorbent l'énergie lumineuse et réagissent avec l'oxygène pour former des radicaux toxiques pour les cellules. Les photosensibilisants utilisés ici sont de deux natures : (i) soit ils sont tétrapyroliques (comme les porphyrines et chlorines), c'est à dire qu'ils sont directement activables par la lumière ; (ii) soit ce sont des prodrogues de photosensibilisants comme l'acide 5aminolévulinique (ALA) qui est transformé dans la cellule en protoporphyrine IX photosensibilisante. Dans le but d'augmenter la sélectivité des photosensibilisants, nous avons utilisé deux stratégies différentes : (i) le photosensibilisant est modifié par le greffage d'un agent de ciblage ; (ii) le photosensibilisant est incorporé dans des structures moléculaires de quelques centaines de nanomètres. Les sucres et l'acide folique sont des agents de ciblage largement établis et ont été utilisés ici car leurs récepteurs sont surexprimés à la surface de nombreuses cellules malades. Ainsi, des dérivés sucres ou acide folique de l'ALA ont été synthétisés et évalués in vitro sur de nombreuses lignées cellulaires cancéreuses. La stratégie utilisant l'acide folique est apparue incompatible avec l'utilisation de l'ALA puisque aucune photosensibilité n'a été induite par le composé. La stratégie utilisant les sucres a, par ailleurs, provoquée de bonnes photosensibilités mais pas d'augmentation de sélectivité. En parallèle, la combinaison entre les propriétés anticancéreuses des complexes métalliques au ruthénium avec les propriétés photosensibilisantes des porphyrines, a été évaluée. En effet, les thérapies combinées ont émergé il y a une dizaine d'années et représentent aujourd'hui de bonnes alternatives aux monothérapies classiques. Des ruthenium(I1)-arènes complexés avec la tetrapyridylporphyrine ont ainsi présenté de bonnes cytotoxicités et de bonnes phototoxicités pour des cellules de mélanomes. Des porphyrines ont aussi été compléxées avec des noyaux de diruthénium et ce type de dérivé a présenté de bonnes phototoxicités et une bonne sélectivité pour les cellules cancéreuses de l'appareil reproducteur féminin. L'incorporation de photosensibilisants tétrapyroliques a finalement été effectuée en utilisant des nanoparticules (NP) biocompatibles composées de chitosan et de hyaluronate. L'effet de ces NP a été évalué pour le traitement de la polyarthrite rhumatoïde (PR). Les NP ont d'abord été testées in vitro avec des macrophages de souris et les résultats ont mis en évidence de bonnes sélectivités et photosensibilités pour ces cellules. In vivo chez un modèle marin de la PR, l'utilisation de ces NP a révélé un plus grand temps de résidence des NP dans le genou de la souris en comparaison du temps obtenu avec le photosensibilisant seul. Le traitement par PDT a aussi démontré une bonne efficacité par ailleurs égale à celle obtenue avec les corticoïdes utilisés en clinique. Pour finir, les NP ont aussi démontré une bonne efficacité sur les myelomonocytes phagocytaires humains et sur les cellules contenues dans le liquide synovial de patients présentant une PR. Tous ces résultats suggèrent que les deux stratégies de ciblage peuvent être efficaces pour les agents thérapeutiques. Afm d'obtenir de bons résultats, il est toutefois nécessaire de réaliser une analyse minutieuse de la cible et du mode d'action de l'agent thérapeutique. Concernant les perspectives, la combinaison des deux stratégies c'est à dire incorporer des agents thérapeutiques dans des nanostructures porteuses d'agents de ciblage, représente probablement une solution très prometteuse. SUMMARY : In humans, the lack of selectivity of drugs and their high effective concentrations often represent limitations for the treatment of diseases. Targeting the therapeutical agents to a defined tissue could enhance their selectivity and then diminish their side effects when compared to drugs that accumulate in the entire body and could also improve treatment efûciency by allowing a localized high concentration of the agents. Targeting therapeutics to defined cells in human pathologies is a main challenge and a very active field of research. Strategies are generally based on the different behaviors and patterns of expression of diseased cells compared to normal cells such as receptors, proteases or trans-membrane carriers. The therapeutic treatment chosen here is the photodynamic therapy and is already used in the treatment of many cancers. This therapy relies on the administration of a photosensitizer (PS) which will under light, react with oxygen and induce formation of reactive oxygen species which are toxic for cells. The PSs used here are either tetrapyrolic (i. e. porphyries and chlorins) or prodrugs of PS (5-aminolevulinic acid precursor of the endogenous protoporphyrin Imo. In order to improve PS internalization and selectivity, we have used two different strategies: the modification of the PSs with diseased cell-targeting agents as well as their encapsulation into nanostructures. Sugars and folic acid are well established as targeting entities for diseased cells and were used here since their transporters are overexpressed on the surface of many cancer cells. Therefore sugar- and folic acid-derivatives of 5-aminolevulinic acid (ALA) were synthesized and evaluated in vitro in several cancer cell lines. The folic acid strategy appeared to be incompatible with ALA since no photosensitivity was induced while the strategy with sugars induced good photosensitivites but no increase of selectivity. Alternatively, the feasibility of combining the antineoplastic properties of ruthenium complexes with the porphyrin's photosensitizing properties, was evaluated since combined therapies have emerged as good alternatives to classical treatments. Tetrapyridylporphyrins complexed to ruthenium (I17 arenes presented good cytotoxicities and good phototoxicities toward melanoma cells. Porphyries were also complexed to diruthenium cores and this type of compound presented good phototoxicities and good selectivity for female reproductive cancer cells. The encapsulation of tetrapyrolic PSs was finally investigated using biocompatible nanogels composed of chitosan and hyaluronate. The behavior of these nanoparticles was evaluated for the treatment of rheumatoid arthritis (RA). They were first tested in vitro in mouse macrophages and results revealed good selectivities and phototoxicities toward these cells. In vivo in mice model of RA, the use of such nanoparticles instead of free PS showed longer time of residence in mice knees. Photodynamic protocols also demonstrated good efficiency of the treatment comparable to the corticoid injection used in the clinic. Finally our system was also efficient in human cells using phagocytic myelomonocytes or using cells of synovial fluids taken from patients with RA. Altogether, these results revealed that both strategies of modification or encapsulation of drugs can be successful in the targeting of diseased cells. However, a careful analysis of the target and of the mode of action of the drug, are needed in order to obtain good results. Looking ahead to the future, the combination of the two strategies (i.e. drugs loaded into nanostructures bearing the targeting agents) would represent probably the best solution.

Thrombolyse de l'accident vasculaire cérébral ischémique aigu: rôles du praticien et de l'hôpital périphérique [Thrombolysis of acute ischemic cerebral vascular accident: roles of the physician and the peripheral hospital]

Thrombolysis administered intravenously within 3 hours (or within 6 hours intra-arterially) after symptoms onset improves the functional outcome of acute ischemic stroke patients. In Switzerland this treatment is only performed by specialized centers. At the level of a community hospital or a general practitioner, the management is based on the appropriate selection of patients in whom thrombolysis could be indicated, followed by their immediate transfer to a reference medical center. Because of the very short therapeutic window, specific criteria have to be used. We present the guidelines of Les Cadolles Hospital in Neuchâtel established in collaboration with the Department of Neurology of the University Hospital of Lausanne and a retrospective analysis of emergency admissions for suspected stroke at Les Cadolles between January 1st 2001 and December 31st 2002.

Redirecting anti-viral CTL against cancer cells by surface targeting of monomeric MHC class I-viral peptide conjugated to antibody fragments.

To combine the advantage of both the tumor targeting capacity of high affinity monoclonal antibodies (mAbs) and the potent killing properties of cytotoxic T lymphocytes (CTL), we investigated the activity of conjugates made by coupling single Fab' fragments, from mAbs specific for tumor cell surface antigens, to monomeric HLA-A2 complexes containing the immunodominant influenza-matrix peptide 58-66. In solution, the monovalent 95 kDa Fab-HLA-A2/Flu conjugates did not activate influenza-specific CTL. However, when targeted to tumor cells expressing the relevant tumor-associated antigen, the conjugates induced CTL activation and efficient tumor cell lysis, as a result of MHC/peptide surface oligomerization. The highly specific and sensitive in vitro cytotoxicity results presented suggest that injection of Fab-MHC/peptide conjugates could represent a new form of immunotherapy, bridging antibody and T lymphocyte attack on cancer cells.

Effets hémodynamiques d'un inhibiteur de l'effet vasculaire de la vasopressine chez des patients avec insuffisance cardiaque congestive [Hemodynamic effects of an inhibitor of the vascular effects of vasopressin in patients with congestive heart failure]

To assess the role of vasopressin (AVP) in congestive heart failure (CHF), we investigated 10 patients with CHF refractory to conventional treatment, before and 60 minutes after intravenous administration of 5 micrograms/kg of d(CH2)5Tyr(Me)AVP, a specific antagonist of AVP at the vascular receptor level. Heart rate, systemic arterial pressure, pulmonary arterial pressure, pulmonary capillary wedge pressure, cardiac index by thermodilution, and cutaneous blood flow by laser-Doppler technique were measured. In 9 patients there was no significant hemodynamic and cutaneous blood flow response to the AVP antagonist. Plasma AVP was 2.3 +/- 0.8 pg/ml and plasma osmolality 284 +/- 14 mosm/kg H2O. The tenth patient had the most severe CHF. His plasma AVP was 55 pg/ml and plasma osmolality 290 mosm/kg. He responded to the AVP antagonist with a marked decrease in systemic arterial pressure from 115/61 to 79/41 mm Hg, in pulmonary arterial pressure from 58/31 to 33/13 mm Hg and in pulmonary capillary wedge pressure from 28 to 15 mm Hg. Simultaneously cardiac index increased from 1.1 to 2.21 X min-1 X m-2 and cutaneous blood flow rose 5-fold. Thus, most patients with CHF have only moderately elevated plasma AVP and its role in determining peripheral vascular resistance appears to be limited. AVP may become important in rare patients presenting with marked hemodynamic instability and very high plasma AVP.

Photodynamic induced uptake of liposomal doxorubicin to rat lung tumors parallels tumor vascular density.

BACKGROUND: Visudyne®-mediated photodynamic therapy (PDT) at low drug/light conditions has shown to selectively enhance the uptake of liposomal doxorubicin in subpleural localized sarcoma tumors grown on rodent lungs without causing morphological alterations of the lung. The present experiments explore the impact of low-dose PDT on liposomal doxorubicin (Liporubicin™) uptake to different tumor types grown on rodent lungs. MATERIAL AND METHODS: Three groups of Fischer rats underwent subpleural generation of sarcoma, mesothelioma, or adenocarcinoma tumors on the left lung. At least five animals of each group (sarcoma, n = 5; mesothelioma, n = 7; adenocarcinoma, n = 5) underwent intraoperative low-dose (10 J/cm(2) at 35 mW/cm(2) ) PDT with 0.0625 mg/kg Visudyne® of the tumor and the lower lobe. This was followed by intravenous (IV) administration of 400 µg Liporubicin™. After a circulation time of 60 min, the tumor-bearing lung was processed for HPLC analyses. At least five animals per group underwent the same procedure but without PDT (sarcoma, n = 5; mesothelioma, n = 5; adenocarcinoma, n = 6). Five untreated animals per group underwent CD31 immunostaining of their tumors with histomorphometrical assessment of the tumor vascularization. RESULTS: Low-dose PDT significantly enhanced Liporubicin™ uptake to all tumor types (sarcoma, P = 0.0007; mesothelioma, P = 0.001; adenocarcinoma, P = 0.02) but not to normal lung tissue compared to IV drug administration alone. PDT led to a significantly increased ratio of tumor to lung tissue drug uptake for all three tumor types (P < 0.05). However, the tumor drug uptake varied between tumor types and paralleled tumor vascular density. The vascular density was significantly higher in sarcoma than in adenocarcinoma (P < 0.001) and mesothelioma (P < 0.001), whereas there was no significant difference between adenocarcinoma and mesothelioma. CONCLUSION: Low-dose Visudyne®-mediated PDT selectively enhances the uptake of systemically administered liposomal doxorubicin in tumors without affecting the drug uptake to normal lung. However, drug uptake varied significantly between tumor types and paralleled tumor vascular density.

VEGF is required for growth and survival in neonatal mice.

We employed two independent approaches to inactivate the angiogenic protein VEGF in newborn mice: inducible, Cre-loxP- mediated gene targeting, or administration of mFlt(1-3)-IgG, a soluble VEGF receptor chimeric protein. Partial inhibition of VEGF achieved by inducible gene targeting resulted in increased mortality, stunted body growth and impaired organ development, most notably of the liver. Administration of mFlt(1-3)-IgG, which achieves a higher degree of VEGF inhibition, resulted in nearly complete growth arrest and lethality. Ultrastructural analysis documented alterations in endothelial and other cell types. Histological and biochemical changes consistent with liver and renal failure were observed. Endothelial cells isolated from the liver of mFlt(1-3)-IgG-treated neonates demonstrated an increased apoptotic index, indicating that VEGF is required not only for proliferation but also for survival of endothelial cells. However, such treatment resulted in less significant alterations as the animal matured, and the dependence on VEGF was eventually lost some time after the fourth postnatal week. Administration of mFlt(1-3)-IgG to juvenile mice failed to induce apoptosis in liver endothelial cells. Thus, VEGF is essential for growth and survival in early postnatal life. However, in the fully developed animal, VEGF is likely to be involved primarily in active angiogenesis processes such as corpus luteum development.

Effectiveness of interventions targeting frequent users of emergency departments: a systematic review

L'article publié de le cadre de cette thèse est intitulé "Effectiveness of interventions targeting frequent users of emergency departments: A systematic review." Il a été publié par les "Annals of Emergency Medicine (AEM)" en juillet 2011. Le titre en français pourrait être: "Efficacité des interventions ciblant les utilisateurs fréquents des services d'urgence: Une revue systématique." Le titre du journal américain pourrait être: "Annales de Médecine d'Urgence". Il s'agit du journal du "Collège Américain des Médecins d'Urgence", en anglais "American College of Emergency Physicians (ACEP)". L'article a été soumis à l'AEM en raison de l'intérêt que ses rédacteurs en chef portent pour le sujet des utilisateurs fréquents des services d'urgence, démontré depuis plus de dix ans par la publication de nombreux articles dans ce domaine. Le facteur d'impact de l'AEM est de surcroît le plus important des journaux d'urgence, assurant ainsi une large diffusion des articles publiés. Lors de sa publication, l'article a été accompagné d'un éditorial signé par le Docteur Maria C. Raven, médecin au Centre Hospitalier de Bellevue à New York, Etats-Unis.¦Contexte et enjeux¦La Direction Générale du Centre Hospitalier Vaudois (CHUV) finance, dans le cadre du plan stratégique 2009-2013, un axe "populations vulnérables". Cet axe est porté en grande partie par des projets développés au sein de la Policinlique Médicale Universitaire et l'Unité des Populations Vulnérables qui prend en charge, enseigne la prise en charge et s'interroge sur la prise en charge des personnes les plus vulnérables. C'est dans ce contexte que nous avons été amenés à réfléchir à l'existence éventuelle de marqueurs de vulnérabilité; l'utilisation fréquente des services d'urgence par certains individus constitue à n'en pas douter l'un de ces marqueurs. Il existe une importante littérature décrivant en détail ces utilisateurs fréquents des services d'urgence, raison pour laquelle nous avons décidé de faire un pas supplémentaire et de nous interroger sur l'efficacité des interventions (quelle qu'elles soient) ciblant cette population particulière. Nous avons ainsi entrepris une revue systématique de la littérature scientifique médicale et sociale pour approfondir cette question, et c'est précisément le résultat de cette recherche qui constitue ce travail de thèse.¦Conclusions et perspectives¦Les utilisateurs fréquents des services d'urgence sont des individus particulièrement vulnérables, et ce aussi bien aux Etats-Unis, qu'en Europe ou en Australie: ils présentent par exemple une mortalité supérieure aux autres utilisateurs des urgences; ils sont également plus à risque de présenter une consommation abusive d'alcool ou de drogues, une maladie mentale, ou une maladie chronique. Ils sont plus souvent sans abri, sans assurance et d'un statut socio-économique bas.¦De nombreuses interventions on été développées pour prendre en charge les utilisateurs fréquents des urgences. Le but de ces interventions est d'une part de réduire la consommation des services d'urgence et d'autre part d'améliorer la santé au sens large de ces patients vulnérables. C'est en ces termes (réduction de la fréquence d'utilisation des services d'urgence et amélioration de la santé) que l'efficacité d'une intervention est mesurée.¦Parmi l'ensemble des interventions étudiées, l'une semble particulièrement efficace pour réduire le nombre de visites aux urgences et améliorer un certain nombre de marqueurs sociaux (accès à un logement ou à une assurance-maladie). Cette intervention est appelée "case management" (ou "gestion de cas", difficile tentative de traduction de ce concept en français), et consiste en une approche multidisciplinaire (médecins, infirmiers, assistants sociaux) fournissant un service individualisé, dans le cadre de l'hôpital et souvent également dans la communauté. L'approche consiste à évaluer les besoins précis du patient, à l'accompagner dans son parcours de soin, à l'orienter si nécessaire et à mettre en place autour de lui un réseau communiquant de manière adaptée.¦Le "case management" ayant montré son efficacité dans la prise en charge des utilisateurs fréquents des services d'urgence, y-compris en termes de coûts, notre conclusion va dans le sens d'encourager les hôpitaux à évaluer l'importance de ce phénomène dans leur propre pratique et à mettre en place des équipes de prise en charge de ces patients, dans le double but de soutenir des patients particulièrement vulnérables et de réduire la consommation des services d'urgence. Suite à la réflexion suscitée par ce travail de thèse, une telle équipe a été mise en place en 2010, dans un cadre de recherche-action, au niveau du CHUV. Ce projet est dirigé par le Dr Patrick Bodenmann, responsable de l'Unité Populations Vulnérables de la Policlinique Médicale Universitaire de Lausanne. Le Dr Bodenmann est également le directeur de cette thèse et le dernier auteur de la revue systématique.

Changes in the vascular reactivity of the isolated tail arteries of spontaneous and renovascular hypertensive rats to endogenous and exogenous noradrenaline.

We have investigated the changes in the responses to noradrenaline of isolated tail arteries of spontaneously hypertensive (SHR) and renovascular hypertensive rats (Wistar-Kyoto: two-kidney, one-clip model, WKY:2K1C) compared with normotensive (Wistar-Kyoto, WKY) rats. Renovascular hypertension was induced by 4 weeks' unilateral renal artery clipping. Arteries were vasoconstricted with exogenous noradrenaline, electrical field stimulation or high potassium. The effects of the latter two stimuli were abolished by reserpine and so were presumably dependent on the presence of endogenous noradrenaline. In the SHR the maximal vasoconstriction produced by all three stimuli was greater than in WKY. Dose-response curves were steeper and there was no change in threshold. Vascular mass was greater. We interpret these results as showing an increase in vascular reactivity in the SHR caused by structural adaptation. The WKY:2K1C responses to noradrenaline could also be explained in terms of structural adaptation but there was no increase in vascular mass. Sensitivity to potassium and electrical stimulation was decreased, suggesting a defect in vascular neurotransmission. This was supported by the observations of a decreased arterial noradrenaline content and of decreased sensitivity to cocaine.

New Targeting Social Need Action Plan 2000 (PDF 2000 KB)

This report sets out New Targeting Social Need actions for 2000.