Determinants of the essential one-carbon metabolism metabolites, homocysteine, S-adenosylmethionine, S-adenosylhomocysteine and folate, in cerebrospinal fluid.

BACKGROUND: Disturbances in the levels of one-carbon (1C) metabolism metabolites have been associated with a wide variety of neuropsychiatric diseases. Cerebrospinal fluid (CSF) levels of homocysteine (Hcy) and the other 1C metabolites, nor their interrelatedness and putative determinants, have been studied extensively in a healthy population. METHODS: Plasma and CSF samples from 100 individuals free from neuropsychiatric diseases were analyzed (55 male, 45 female; age 50±17 years). In blood, we measured plasma Hcy, serum folate and serum vitamin B12. In CSF, we measured total Hcy, S-adenosylmethionine (SAM), S-adenosylhomocysteine (SAH) and 5-methyltetrahydrofolate (5-methylTHF). Highly selective analytical methods like liquid chromatography combined with either mass spectrometry or fluorescence detection were used. RESULTS: CSF Hcy was inversely correlated with CSF 5-methylTHF and positively with plasma Hcy, independent of serum folate status. CSF SAH correlated with age, lower CSF 5-methylTHF and higher CSF Hcy. CSF 5-methylTHF showed independent negative correlations with age and positive correlations with serum folate. CSF SAM did not correlate with any of the 1C metabolites. CONCLUSIONS: Aging is characterized by a reduction in CSF 5-methylTHF levels and increased CSF levels of the potentially neurotoxic transmethylation inhibitor SAH. CSF 5-methylTHF, which is itself determined in part by systemic folate status, is a powerful independent determinant of CSF levels of Hcy and SAH.

Métabolisme d'antidépresseurs dans différentes espèces : aspects méthodologiques et pharmacogénétiques, perspectives cliniques

Résumé pour large public Unité de Biochimie et Psychopharmacologie Clinique, Centre de neurosciences Psychiatrique, Département de Psychiatrie Adulte, Faculté de Biologie et de Médecine, Université de Lausanne Lors de la prise d'un médicament, celui-ci va passer par différentes étapes que sont l'absorption, la distribution, le métabolisme et enfin l'élimination. Ces quatre étapes sont regroupées sous le nom de pharmacocinétique. A noter que ces quatre paramètres sont dynamiques et en constante évolution. Durant cette thèse, nous avons investigué différents aspects de la pharmacocinétique, tout d'abord par une revue de la littérature sur la glycoprotéine-P (Pgp). Récemment découverte, cette protéine de membrane est située aux endroits stratégiques de l'organisme comme la barrière hématoencéphalée, le placenta ou les intestins où elle influencera l'entrée de différentes substances, en particulier les médicaments. La Pgp serait impliquée dans les phénomènes de résistances aux agents thérapeutiques en oncologie. La Pgp influence donc l'absorption des médicaments, et son impact en clinique, en termes d'efficacité de traitement et de toxicité prend chaque jour plus d'importance. Ensuite nous avons mis au point une méthode d'analyse quantitative d'un antidépresseur d'une nouvelle génération : la mirtazapine (Remeron®). La nouveauté réside dans la façon dont la mirtazapine interagit avec les neurotransmetteurs impliqués dans la dépression que sont la sérotonine et la noradrénaline. Cette méthode utilise la chromatographie liquide pour séparer la mirtazapine de ses principaux métabolites dans le sang. La spectrométrie de masse est utilisée pour les détecter et les quantifier. Les métabolites sont des substances issues de réactions chimiques entre la substance mère, la mirtazapine, et généralement des enzymes hépatiques, dans le but de rendre cette substance plus soluble en vue de son élimination. Cette méthode permet de quantifier la mirtazapine et ses métabolites dans le sang de patients traités et de déterminer la variation des taux plasmatiques chez ces patients. Puis nous avons étudié le métabolisme d'un autre antidépresseur, le citalopram, qui a un métabolisme complexe. Le citalopram est un racémate, c'est-à-dire qu'il existe sous forme de deux entités chimiques (R-(-) et S-(+) citalopram) qui ont le même nombre d'éléments mais arrangés différemment dans l'espace. La voie métabolique cérébrale du citalopram est sous le contrôle d'une enzyme, la monoamine oxydase (MAO), conduisant à une forme acide du citalopram (l'acide propionique du citalopram). La MAO existe sous deux formes : MAO-A et MAO-B. Nous avons utilisé des souris déficientes d'un gène, celui de la MAO-A, pour mieux en comprendre le métabolisme en les comparants à des souris sauvages (sans déficience de ce gène). Nous avons utilisé le citalopram et deux de ses métabolites (le déméthylcitaloprarn et le didéméthyícitalopram) comme substrats pour tester la formation in vitro de l'acide propionique du citalopram. Nos résultats montrent que la MAO-A favorise la formation de l'entité R-(-) et présente une plus grande affinité pour le citalopram, tandis que la MAO-B métabolise préférentiellement l'entité S-(+) et a une plus grande affinité pour les deux métabolites déméthylés. De plus, la déficience en MAO-A est partiellement compensée parla MAO-B chez les souris déficientes du gène de la MAO-A. Enfin, nous avons étudié une deuxième voie métabolique du citalopram qui s'est avérée toxique chez le chien Beagle. Celle-ci est catalysée par une autre famille d'enzymes, les cytochromes P-450, et mène aux métabolites déméthylés et didéméthylés du citalopram. Nous avons utilisé des tissus hépatiques de chiens Beagle. Plusieurs cytochromes P-450 sont impliqués dans le métabolisme du citalopram menant à sa forme déméthylée, ceci tant chez l'homme que chez le chien. Par contre, dans le métabolisme de la forme déméthylée menant à 1a forme didéméthylée, un seul cytochrome P-450 serait impliqué chez l'Homme, tandis qu'ils seraient plusieurs chez le chien. L'activité enzymatique produisant la forme didéméthylée est beaucoup plus importante chez le chien comparé à l'homme. Cette observation soutien l'hypothèse que des taux élevés de la forme didéméthylée participent à la toxicité spécifique du citalopram chez le chien. Nous pouvons conclure que plusieurs famille d'enzymes sont impliquées tant au niveau cérébral qu'hépatique dans la métabolisation de médicaments psychotropes. Sachant que les enzymes peuvent être stimulées ou inhibées, il importe de pouvoir suivre au plus prés les taux plasmatiques des différents psychotropes et de leurs métabolites. Résumé Unité de Biochimie et Psychopharmacologie Clinique, Centre de neurosciences Psychiatrique, Département de Psychiatrie Adulte, Faculté de Biologie et de Médecine, Université de Lausanne La plupart des médicaments subissent une transformation enzymatique dans l'organisme. Les substances issues de cette métabolisation ne sont pas toujours dotées d'une activité pharmacologique. Il s'est avéré par conséquent indispensable de suivre les taux plasmatiques d'une substance et de ses métabolites et d'établir ou non l'existence d'une relation avec l'effet clinique observé. Ce concept nommé « therapeutic drag monitoring » (TDM) est particulièrement utile en psychiatrie ou un manque de compliance des patients est fréquemment observé. Les médicaments psychotropes ont un métabolisme principalement hépatique (cytochromes P-450) et parfois cérébral (monoamines oxydases), comme pour le citalopram par exemple. Une méthode stéréosélective de chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse a été développée pour analyser les énantiomères R-(-) et S-(+) d'un antidépresseur agissant sur les récepteurs noradrénergiques et sérotoninergiques, la mirtazapine et de ses métabolites déméthylmirtazapine et 8-hydroxymirtazapine. Les données préliminaires obtenues dans les plasmas dosés suggèrent que les concentrations de R-(-)-mirtazapine sont plus élevées que celles de S-(+)-mirtazapine, à l'exception des patients qui auraient comme co-médication des inhibiteurs du CYP2D6, telle que la fluoxétine ou la thioridazine. Il y a une enantiosélectivité du métabolisme de la mirtazapine. En particulier pour la 8-hydroxymirtazapine qui est glucuroconjuguée et pour laquelle le ratio S/R varie considérablement. Cette méthode analytique présente l'avantage d'être utilisable pour le dosage stéréosélectif de la mirtazapine et de ses métabolites dans le plasma de patients ayant d'autres substances en co-médication. La glycoprotéine P fonctionne comme une pompe transmembranaire transportant les xénobiotiques depuis le milieu intracellulaire vers le milieu extracellulaire. Son induction et son inhibition, bien que moins étudiées que pour les cytochromes P-450, ont des implications cliniques importantes en termes d'efficacité de traitement et de toxicité. Cette glycoprotéine P a fait l'objet d'une recherche bibliographique. Nous avons étudié le métabolisme du citalopram, un antidépresseur de la classe des inhibiteurs spécifiques de la recapture de la sérotonine chez la souris et chez le chien. Cette substance subit un métabolisme complexe. La voie de métabolisation conduisant à la formation de l'acide propionique du citalopram, catalysée par les monoamines oxydases, a été étudiée in vitro dans les mitochondries cérébrales chez la souris déficiente du gène de la MAO-A (Tg8). La monoamine oxydase A catalyse la formation de l'énantiomère R-(-) et présente une plus grande affinité pour les amines tertiaires, tandis que la monoamine oxydase B favorise la formation de la forme S-(+) et a une affinité plus marquée pour les amines secondaires et primaires. L'étude du citalopram chez la souris Tg8 adulte a montré que la monoamine oxydase B compense la déficience de la monoamine oxydase A chez ces souris génétiquement modifiées. Une autre voie de métabolisation du citalopram conduisant à la formation de didéméthylcitalopram, catalysée par les cytochromes P-450, a été étudiée in vitro dans des microsomes hépatiques de chiens Beagle. Nos études ont montré que les cinétiques de N-déméthylation du citalopram sont biphasiques chez le chien. Les orthologues canins impliqués dans la première N-déméthylation semblent être identiques aux cytochromes P-450 humains. Par contre, dans la deuxième Ndéméthylation, un seul cytochrome P-450 semble être impliqué chez l'homme (CYP2D6), tandis qu'on retrouve jusqu'à cinq orthologues chez le chien. Le CYP2D15, orthologue canin du CYP2D6, est majoritairement impliqué. De plus, l'activité enzymatique, reflétée par les clairances intrinsèques, dans la première N-déméthylation est jusqu'à 45 fois plus élevée chez le chien comparé à l'homme. Ces différentes observations soutiennent l'hypothèse que des taux élevés de didéméthylcitalopram sont responsables de la toxicité du citalopram chez le chien. Nous pouvons conclure que plusieurs famille d'enzymes sont impliquées tant au niveau cérébral qu'hépatique dans la métabolisation de médicaments psychotropes. Sachant -que les enzymes peuvent être induits ou inhibés, il importe de pouvoir suivre au plus près les taux plasmatiques des différents psychotropes et de leurs métabolites. Summary Most of the drugs are metabolized in the organism. Substances issued from this metabolic activity do not always show a pharmacological activity. Therefore, it is necessary to monitor plasmatic levels of drugs and their metabolites, and establish the relationship with the clinical effect. This concept named therapeutic drug monitoring is very useful in psychiatry where lack of compliance is commonly observed. Antidepressants are mainly metabolized in the liver (cytochrome P-450) and sometimes in the brain (monoamine oxidase) like the citalopram, for exemple. A LC-MS method was developed, which allows the simultaneous analysis of R-(-) and S-(+) enantiomers of mirtazapine, an antidepressant acting specifically on noradrenergic and serotonergic receptors, and its metabolites demethylmirtazapine and 8-hydroxymirtazapine in plasma of mirtazapine treated patients. Preliminary data obtained suggested that R-(-) mirtazapine concentrations were higher than those of S-(+) mirtazapine, except in patients comedicated with CYP2D6 inhibitors such as fluoxetine or thioridazine. There is an enantioselectivity in the metabolism of mirtazapine. In particular for the 8-hydroxymirtazapine, which is glucuroconjugated and S/R ratio varies considerably. Therefore this method seems to be suitable for the stereoselective assay of mirtazapine and its metabolites in plasma of patients comedicated with mirtazapine and other drugs for routine and research purposes. P-glycoprotein is working as an efflux transporter of xenobiotics from intracellular to extracellular environment. Its induction or inhibition, although less studied than cytochrome P-450, has huge clinical implications in terms of treatment efficacy and toxicity. An extensive literature search on P-glycoprotein was performed as part of this thesis. The study of citalopram metabolism, an antidepressant belonging to the class of selective serotonin reuptake inhibitors. This substance undergoes a complex metabolism. First metabolization route leading to citalopram propionic acid, catalyzed by monoamine oxidase was studied in vitro in mice brain mitochondria. Monoamine oxidase A catalyzed the formation of R-(-) enantiomer and showed greater affinity for tertiary amines, whereas monoamine oxidase B triggered the formation of S-(+) enantiomer and demonstrated higher affinity for primary and secondary amines. citalopram evaluation in adult Tg8 mice showed that monoamine oxidase B compensated monoamine oxidase A deficiency in those genetically transformed mice. The second metabolization route of citalopram leading to didemethylcitalopram and catalyzed by cytochrome P-450 was studied in vitro in Beagle dog's livers. Our results showed that citalopram N-demethylation kinetics are biphasic in dogs. Canine orthologs involved in the first N-demethylation seemed to be identical to human cytochromes P-450. However, in the second N-demethylation only one cytochrome P-450 seemed to be involved in human (CYP2D6), whereas up to five canine orthologs were found in dogs. CYP2D15 canine ortholog of CYP2D6 was mainly involved. In addition, enzymatic activity reflected by intrinsic clearance in the first N-demethylation was up to 45 fold higher in dogs compared to humans. Those observations support the assumption that elevated rates of didemethylcitalopram are responsible for citalopram toxicity in dogs. We can conclude that several enzymes groups are involved in the brain, as well as in the liver, in antidepressant metabolization. Knowing that enzymes may be induced or inhibited, it makes sense to closely monitor plasmatic levels of antidepressants and their metabolites.

Residues of carbosulfan and its carbofuran metabolites and 3-hydroxy-carbofuran in oranges

The objectives of this study were to evaluate the residues of the insecticide carbosulfan and its carbofuran metabolites and 3-hydroxy-carbofuran in orange compartments (whole fruit, bagasse and juice) and comparison between the residual levels found in fruits with the maximum residue level and the safety interval established by the Brazilian legislation. Two field experiments were carried out, both with the following treatments: a-check; b-one application of 10 g of carbosulfan . 100 L-1 of water; c-one application with twice the rate applied in treatment b; d-four applications with the same rate applied in treatment b. Samples were taken at (-1), zero, 1, 3, 7, 14, 21 and 28 days after the last or unique application. The quantitative determinations were done by gas chromatography technique, using a nitrogen-phosphorus detector. The carbosulfan metabolism to its carbofuran metabolite was rapid (3 days), being both analytes concentrated in the bagasse (peel + flavedo + albedo). However, the metabolism of carbofuran to 3-hydroxy-carbofuran was of low intensity or this metabolite was quickly dissipated. Carbosulfan residues and its metabolites did not penetrate into the fruit, thus not contaminating the juice. The use of the pesticide was adequate, with respect to fruit consumption, in relation to the Brazilian legislation.

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.

Urinary di-(2-ethylhexyl) phthalate metabolites for detecting transfusion of autologous blood stored in plasticizer-free bags.

BACKGROUND: Autologous blood transfusion (ABT) efficiently increases sport performance and is the most challenging doping method to detect. Current methods for detecting this practice center on the plasticizer di(2-ethlyhexyl) phthalate (DEHP), which enters the stored blood from blood bags. Quantification of this plasticizer and its metabolites in urine can detect the transfusion of autologous blood stored in these bags. However, DEHP-free blood bags are available on the market, including n-butyryl-tri-(n-hexyl)-citrate (BTHC) blood bags. Athletes may shift to using such bags to avoid the detection of urinary DEHP metabolites. STUDY DESIGN AND METHODS: A clinical randomized double-blinded two-phase study was conducted of healthy male volunteers who underwent ABT using DEHP-containing or BTHC blood bags. All subjects received a saline injection for the control phase and a blood donation followed by ABT 36 days later. Kinetic excretion of five urinary DEHP metabolites was quantified with liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry. RESULTS: Surprisingly, considerable levels of urinary DEHP metabolites were observed up to 1 day after blood transfusion with BTHC blood bags. The long-term metabolites mono-(2-ethyl-5-carboxypentyl) phthalate and mono-(2-carboxymethylhexyl) phthalate were the most sensitive biomarkers to detect ABT with BTHC blood bags. Levels of DEHP were high in BTHC bags (6.6%), the tubing in the transfusion kit (25.2%), and the white blood cell filter (22.3%). CONCLUSIONS: The BTHC bag contained DEHP, despite being labeled DEHP-free. Urinary DEHP metabolite measurement is a cost-effective way to detect ABT in the antidoping field even when BTHC bags are used for blood storage.

A multi-screening approach for marine-derived fungal metabolites and the isolation of cyclodepsipeptides from Beauveria felina

Extracts obtained from 57 marine-derived fungal strains were analyzed by HPLC-PDA, TLC and ¹H NMR. The analyses showed that the growth conditions affected the chemical profile of crude extracts. Furthermore, the majority of fungal strains which produced either bioactive of chemically distinctive crude extracts have been isolated from sediments or marine algae. The chemical investigation of the antimycobacterial and cytotoxic crude extract obtained from two strains of the fungus Beauveria felina have yielded cyclodepsipeptides related to destruxins. The present approach constitutes a valuable tool for the selection of fungal strains that produce chemically interesting or biologically active secondary metabolites.

First secondary metabolites from Herissantia crispa L (Brizicky) and the toxicity activity against Artemia salina Leach

The phytochemical investigation of Herissantia crispa led to the isolation of seven compounds, identified as: sitosterol 3-O-β-D-glucopyranoside, stigmasterol 3-O-β-D-glucopyranoside, 3,5,7,4'-tetrahydroxyflavone (kaempferol), 3,5,7,3',4'-pentahydroxyflavone (quercetin), unpublished in the genus Herissantia, besides β-sitosterol, kaempferol 3-O-β-D-(6''-E-p-coumaroil) (tiliroside) glucopyranoside and kaempferol 3,7-di-O-α-L-ramnopyranoside (lespedin), described for the first time in the species. The structural determination of the compounds was made by means of spectroscopy methods such as Infrared Spectroscopy, ¹H and 13C Nuclear Magnetic Resonance, with the aid of two dimensional techniques, and by comparison with literature data. The toxicity activity of the MeOH extract and lespedin on Artemia salina Leach. was also carried out.

Austin, dehydroaustin and other metabolites from Penicillium brasilianum

A culture of P. brasilianum, isolated from soil collected at the Serra do Cipó National Park, in Minas Gerais State (Brazil), was grown for 25 days on a dextrose-peptone-salts medium. The corresponding ethylacetate extract was column chromatographed and four compounds were isolated: austin, dehydroaustin, D-mannitol and penicillic acid. This is, in the best of our knowledge, the first time that the meroterpenes austin and dehydroaustin have been isolated from this species. Activity of the extract and isolated compounds was tested against six bacteria and for acetylcholinesterase inhibition. Penicillic acid showed high activity in both tests.

An antimicrobial alkaloid and other metabolites produced by Penicillium sp. An endophytic fungus isolated from Mauritia flexuosa L. f.

The alkaloid glandicoline B (1) and six other compounds: ergosterol (2), brassicasterol (3), ergosterol peroxide (4), cerevisterol (5), mannitol (6) and 1-O-α-D-glucopyranoside (7) were isolated from Penicillium sp. strain PBR.2.2.2, a fungus from Mauritia flexuosa roots. The structures of the isolated metabolites were established by spectral analysis. MeOH extract of the fungal mycelium at 500 µg mL-1 exhibited antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and the compound 1 at 100 µg mL-1 was active against S. aureus, Micrococcus luteus and Escherichia coli. The relationship between the bioactive properties of the fungus PBR.2.2.2 and those achieved for glandicoline B, as well the potential of this substance as bactericide is discussed.

Measurement of serum estrogen and estrogen metabolites in pre- and postmenopausal women with osteoarthritis using high-performance liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry

Although 17β-estradiol (E2) deficiency has been linked to the development of osteoarthritis (OA) in middle-aged women, there are few studies relating other estrogens and estrogen metabolites (EMs) to this condition. We developed a high-performance liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry (HPLC-ESI-MS/MS) method to measure the levels of six EMs (i.e., estrone, E2, estriol, 2-hydroxyestrone, 2-hydroxyestradiol, and 16a-hydroxyestrone) in healthy pre- and postmenopausal women and women with OA. This method had a precision ranging from 1.1 to 3.1% and a detection limit ranging from 10 to 15 pg. Compared to healthy women, serum-free E2 was lower in the luteal and postmenopausal phases in women with OA, and total serum E2 was lower in postmenopausal women with OA. Moreover, compared to healthy women, total serum 2-hydroxyestradiol was higher in postmenopausal women with OA and total serum 2-hydroxyestrone was lower in both the luteal and follicular phases in women with OA. In conclusion, our HPLC-ESI-MS/MS method allowed the measurement of multiple biochemical targets in a single assay, and, given its increased cost-effectiveness, simplicity, and speed relative to previous methods, this method is suitable for clinical studies.

Développement d'outils de surveillance biologique pour l'évaluation des risques à la santé des travailleurs en arboriculture et en viticulture exposés aux fongicides

De nombreux travailleurs utilisent le captan et le folpet comme fongicides en agriculture, mais leur exposition n’est pas toujours mesurée de manière spécifique et précise. La surveillance biologique est un excellent outil à cet effet puisqu’elle permet de quantifier l’exposition réelle. Toutefois, la majorité des connaissances toxicologiques pour ces fongicides proviennent d’études sur les animaux, et les données chez l’humain sont limitées. Le but du présent projet est donc de développer des outils de surveillance biologique pour évaluer l’exposition de travailleurs au captan et au folpet. Dans cette perspective, le projet a été subdivisé en trois parties complémentaires, soit i) de développer des méthodes analytiques spécifiques pour quantifier les biomarqueurs d’intérêt du captan, à savoir le tétrahydrophtalimide (THPI), et du folpet, à savoir le phtalimide (PI) et l’acide phtalique, dans le plasma et l’urine; ii) de déterminer la toxicocinétique des deux fongicides en exposant des volontaires de façon aigüe à de faibles doses de captan ou de folpet par voie orale et cutanée dans des conditions semi-contrôlées et en quantifiant les biomarqueurs dans chacune des deux matrices, excepté l’acide phtalique qui a été mesuré seulement dans l’urine; iii) de valider les biomarqueurs d’exposition sélectionnés et d’évaluer l’exposition réelle des travailleurs et les voies prédominantes d’exposition au captan et au folpet en collectant des données biologiques chez des travailleurs en arboriculture et en viticulture lors d’activités de traitement et d’effeuillage pendant sept jours consécutifs. Selon ces travaux, le THPI et le PI sont deux biomarqueurs valides et spécifiques pour quantifier l’exposition au captan et au folpet, respectivement, chez l’humain. En effet, les méthodes développées pour ces deux métabolites sont robustes avec des limites de détection plus sensibles que celles rapportées dans la littérature, un taux de recouvrement de 90% pour le THPI et de 75% pour le PI, une très bonne linéarité (R2>0,99) et une bonne stabilité avec des variations intra- et inter-journalières faibles (RSD<15%). Elles ont permis de déterminer les profils cinétiques des deux métabolites chez les volontaires et chez les travailleurs. Ces derniers indiquent d’ailleurs une élimination rapide, avec une demi-vie d’élimination dans l’urine de 11,7 h et 18,7 h pour le THPI et de 27,3 h et 28,8 h pour le PI, respectivement après une absorption par voie orale et cutanée, ainsi qu’une faible absorption cutanée lorsque les valeurs sont comparées pour les deux voies d’exposition. Des profils parallèles sont aussi observés entre le PI et l’acide phtalique pour les volontaires et les agriculteurs, mais le folpet se retrouve davantage métabolisé sous forme d’acide phtalique que de PI. Quant à l’étude des agriculteurs, elle montre que la voie principale d’exposition de ces travailleurs est la voie cutanée. Il est aussi souligné qu’il est important 1) de favoriser les collectes d’urines complètes sur 24 h au urines ponctuelles, 2) de mesurer plusieurs métabolites, et 3) d’associer les données de surveillance biologique à la toxicocinétique. Ainsi, les connaissances acquises par cette étude peuvent s’appliquer à d’autres fongicides, voire d’autres substances.

Metabolomics analysis in rats with thiamine deficiency identifies key metabolites in vulnerable brain regions and suggests neural stem progenitor cells play a role in ameliorating metabolic dysfunction

La documentation scientifique fait état de la présence, chez l’adulte, de cellules souches et progénitrices neurales (CSPN) endogènes dans les zones sous-ventriculaire et sous-granulaire du cerveau ainsi que dans le gyrus denté de l’hippocampe. De plus, un postulat selon lequel il serait également possible de retrouver ce type de cellules dans la moelle épinière et le néocortex des mammifères adultes a été énoncé. L’encéphalopathie de Wernicke, un trouble neurologique grave toutefois réversible qui entraîne un dysfonctionnement, voire une défaillance du cerveau, est causée principalement par une carence importante en thiamine (CT). Des observations récentes laissent envisager que les facteurs en cause dans la prolifération et la différenciation des CSPN pourraient également jouer un rôle important lors d’un épisode de CT. L’hypothèse, selon laquelle l’identification de nouveaux métabolites entrant dans le mécanisme ou la séquence de réactions se soldant en une CT pourraient en faciliter la compréhension, a été émise au moyen d'une démarche en cours permettant d’établir le profil des modifications métaboliques qui surviennent en de telles situations. Cette approche a été utilisée pour constater les changements métaboliques survenus au niveau du foyer cérébral dans un modèle de rats déficients en thiamine (rats DT), particulièrement au niveau du thalamus et du colliculus inférieur (CI). La greffe de CSPN a quant à elle été envisagée afin d’apporter de nouvelles informations sur la participation des CSPN lors d’un épisode de CT et de déterminer les bénéfices thérapeutiques potentiels offerts par cette intervention. Les sujets de l’étude étaient répartis en quatre groupes expérimentaux : un premier groupe constitué de rats dont la CT était induite par la pyrithiamine (rats DTiP), un deuxième groupe constitué de rats-contrôles nourris ensemble (« pair-fed control rats » ou rats PFC) ainsi que deux groupes de rats ayant subi une greffe de CSPN, soit un groupe de rats DTiP greffés et un dernier groupe constitué de rats-contrôles (rats PFC) greffés. Les échantillons de foyers cérébraux (thalamus et CI) des quatre groupes de rats ont été prélevés et soumis à des analyses métabolomiques non ciblées ainsi qu’à une analyse visuelle par microscopie à balayage électronique (SEM). Une variété de métabolites-clés a été observée chez les groupes de rats déficients en thiamine (rats DTiP) en plus de plusieurs métabolites dont la documentation ne faisait pas mention. On a notamment constaté la présence d’acides biliaires, d’acide cynurénique et d’acide 1,9— diméthylurique dans le thalamus, alors que la présence de taurine et de carnosine a été observée dans le colliculus inférieur. L’étude a de plus démontré une possible implication des CSPN endogènes dans les foyers cérébraux du thalamus et du colliculus inférieur en identifiant les métabolites-clés ciblant les CSPN. Enfin, les analyses par SEM ont montré une amélioration notable des tissus à la suite de la greffe de CSPN. Ces constatations suggèrent que l’utilisation de CSPN pourrait s’avérer une avenue thérapeutique intéressante pour soulager la dégénérescence symptomatique liée à une grave carence en thiamine chez l’humain.

Development of plant tissue culture of Plumbago rosea Linn. for enhanced production of secondary metabolites

P rosea syn. Indica belong to the family of plumbaginaceae, is an important medicinal plant, cultivated widely in India. The roots of these plant are generally used for medicinal purposes mainly as diuretic, germicidal, vessicant, and abortifacient. It is also used for anaemia, diarrhea, leprosy and common wart. The bark of the root contains orange yellow pigment named plumbagin, a crystalline substance, belongs to the class of naphthoquinone. Its chemical structure is 5-hydroxy 2-methyl 1,4naphthoquinone. Apart from P rosea, P zeylanica, P europea, Drosera and Drosophyllum also contains plumbagin. The most exploited source of plumbagin is, of course, P. rosea roots. The roots contain O.9mg/ g D.Wt. of plumbagin in the roots. These plants grow very slowly and the roots suitable for plumbagin extraction can be obtained only after several years of growth. The productivity of the plant is also rather poor. The focus of the present study was to develop alternative strategies to obtain plumbagin. The tissue culture of P rosea for micropropagation has been studied

Desenvolupament de metodologia analítica per al seguiment d'herbicides fenoxiacètics i cafeïna en el medi ambient

El control d'herbicides i altres anàlits orgànics presents en el medi ambient constitueix una pràctica habitual en els laboratoris des de l'establiment de legislacions que limiten la seva concentració. Per aquesta raó, cal el desenvolupament de noves metodologies analítiques per al seguiment de compostos orgànics en el medi. Molt sovint aquests anàlits es troben a nivells traça en aigües i sòls, conjuntament amb un alt contingut de substàncies húmiques i fúlviques. Així, un dels reptes existents és el tractament de la mostra (extracció, concentració i "clean-up" d'aquests anàlits per a una bona quantificació). Aquests processos han de venir complementats per tècniques cromatogràfiques que permetin la mesura final dels anàlits. La investigació que es presenta en aquesta tesi es centra en el desenvolupament d'un mètode per a la determinació de 2,4-D i MCPA i els seus metabòlits fenòlics i d'un altre per a la determinació de cafeïna. El primer dels procediments desenvolupats s'ha aplicat al seguiment dels herbicides i els metabòlits fenòlics en sòls d'un camp de golf, mentre que el segon s'ha emprat per a la determinació de cafeïna en aigües naturals i, posteriorment, en aigües residuals.

Bile metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in European eels Anguilla anguilla from United Kingdom estuaries

A total of 94 European eels (Anguilla anguilla) were collected from five estuaries in the UK. The deconjugated metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the bile of the eels were separated using HPLC. Six PAH metabolites were identified: 1-hydroxy (1-OH) metabolites of phenanthrene, pyrene and chrysene; and the 1-OH, 3-OH and 7,8 dihydrodiol metabolites of benzo[a]pyrene (BaP). The mean concentration of the six metabolites was greatest in eels from the Tyne (49 muM) followed by the Wear (33 muM), Tees (19 muM), Thames (4 muM) and Severn (2 muM) estuaries. Although 1-OH pyrene was always the dominant compound, there were significant differences (P<0.05) between sites and between estuaries for some metabolites. Normalising the molar concentration of the bile metabolites to the bile biliverdin absorbance reduced sample variation. When the metabolites identified were-each expressed as a percentage of the total detected, the metabolite profile was characteristic for each estuary. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.