Influence of He-Ne laser therapy on the dynamics of wound healing in mice treated with anti-inflammatory drugs

We determined the effects of helium-neon (He-Ne) laser irradiation on wound healing dynamics in mice treated with steroidal and non-steroidal anti-inflammatory agents. Male albino mice, 28-32 g, were randomized into 6 groups of 6 animals each: control (C), He-Ne laser (L), dexamethasone (D), D + L, celecoxib (X), and X + L. D and X were injected im at doses of 5 and 22 mg/kg, respectively, 24 h before the experiment. A 1-cm long surgical wound was made with a scalpel on the abdomens of the mice. Animals from groups L, D + L and X + L were exposed to 4 J (cm²)-1 day-1 of He-Ne laser for 12 s and were sacrificed on days 1, 2, or 3 after the procedure, when skin samples were taken for histological examination. A significant increase of collagen synthesis was observed in group L compared with C (168 ± 20 vs 63 ± 8 mm²). The basal cellularity values on day 1 were: C = 763 ± 47, L = 1116 ± 85, D = 376 ± 24, D + L = 698 ± 31, X = 453 ± 29, X + L = 639 ± 32 U/mm². These data show that application of L increases while D and X decrease the inflammatory cellularity compared with C. They also show that L restores the diminished cellularity induced by the anti-inflammatory drugs. We suggest that He-Ne laser promotes collagen formation and restores the baseline cellularity after pharmacological inhibition, indicating new perspectives for laser therapy aiming to increase the healing process when anti-inflammatory drugs are used.

An HPLC-UV method for the measurement of permeability of marker drugs in the Caco-2 cell assay

The Caco-2 cell line has been used as a model to predict the in vitro permeability of the human intestinal barrier. The predictive potential of the assay relies on an appropriate in-house validation of the method. The objective of the present study was to develop a single HPLC-UV method for the identification and quantitation of marker drugs and to determine the suitability of the Caco-2 cell permeability assay. A simple chromatographic method was developed for the simultaneous determination of both passively (propranolol, carbamazepine, acyclovir, and hydrochlorothiazide) and actively transported drugs (vinblastine and verapamil). Separation was achieved on a C18 column with step-gradient elution (acetonitrile and aqueous solution of ammonium acetate, pH 3.0) at a flow rate of 1.0 mL/min and UV detection at 275 nm during the total run time of 35 min. The method was validated and found to be specific, linear, precise, and accurate. This chromatographic system can be readily used on a routine basis and its utilization can be extended to other permeability models. The results obtained in the Caco-2 bi-directional transport experiments confirmed the validity of the assay, given that high and low permeability profiles were identified, and P-glycoprotein functionality was established.

Drugs and lifestyle for the treatment and prevention of coronary artery disease: comparative analysis of the scientific basis

In this article, we compare two strategies for atherosclerosis treatment: drugs and healthy lifestyle. Statins are the principal drugs used for the treatment of atherosclerosis. Several secondary prevention studies have demonstrated that statins can significantly reduce cardiovascular events including coronary death, the need for surgical revascularization, stroke, total mortality, as well as fatal and non-fatal myocardial infarction. These results were observed in both men and women, the elderly, smokers and non-smokers, diabetics and hypertensives. Primary prevention studies yielded similar results, although total mortality was not affected. Statins also induce atheroma regression and do not cause cancer. However, many unresolved issues remain, such as partial risk reduction, costs, several potential side effects, and long-term use by young patients. Statins act mainly as lipid-lowering drugs but pleiotropic actions are also present. Healthy lifestyle, on the other hand, is effective and inexpensive and has no harmful effects. Five items are associated with lower cardiac risk: non-smoking, BMI ≤25, regular exercise (30 min/day), healthy diet (fruits, vegetables, low-saturated fat, and 5-30 g alcohol/day). Nevertheless, there are difficulties in implementing these measures both at the individual and population levels. Changes in behavior require multidisciplinary care, including medical, nutritional, and psychological counseling. Participation of the entire society is required for such implementation, i.e., universities, schools, media, government, and medical societies. Although these efforts represent a major challenge, such a task must be faced in order to halt the atherosclerosis epidemic that threatens the world.

Early responses of the STAT3 pathway to platinum drugs are associated with cisplatin resistance in epithelial ovarian cancer

Cisplatin resistance remains one of the major obstacles when treating epithelial ovarian cancer. Because oxaliplatin and nedaplatin are effective against cisplatin-resistant ovarian cancer in clinical trials and signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) is associated with cisplatin resistance, we investigated whether overcoming cisplatin resistance by oxaliplatin and nedaplatin was associated with the STAT3 pathway in ovarian cancer. Alamar blue, clonogenic, and wound healing assays, and Western blot analysis were used to compare the effects of platinum drugs in SKOV-3 cells. At an equitoxic dose, oxaliplatin and nedaplatin exhibited similar inhibitory effects on colony-forming ability and greater inhibition on cell motility than cisplatin in ovarian cancer. Early in the time course of drug administration, cisplatin increased the expression of pSTAT3 (Tyr705), STAT3α, VEGF, survivin, and Bcl-XL, while oxaliplatin and nedaplatin exhibited the opposite effects, and upregulated pSTAT3 (Ser727) and STAT3β. The STAT3 pathway responded early to platinum drugs associated with cisplatin resistance in epithelial ovarian cancer and provided a rationale for new therapeutic strategies to reverse cisplatin resistance.

Lipid peroxidation, detoxification capacity, and genome damage in mice after transplacental exposure to pharmaceutical drugs

Data on genome damage, lipid peroxidation, and levels of glutathione peroxidase (GPX) in newborns after transplacental exposure to xenobiotics are rare and insufficient for risk assessment. The aim of the current study was to analyze, in an animal model, transplacental genotoxicity, lipid peroxidation, and detoxification disturbances caused by the following drugs commonly prescribed to pregnant women: paracetamol, fluconazole, 5-nitrofurantoin, and sodium valproate. Genome damage in dams and their newborn pups transplacentally exposed to these drugs was investigated using the in vivo micronucleus (MN) assay. The drugs were administered to dams intraperitoneally in three consecutive daily doses between days 12 and 14 of pregnancy. The results were correlated, with detoxification capacity of the newborn pups measured by the levels of GPX in blood and lipid peroxidation in liver measured by malondialdehyde (HPLC-MDA) levels. Sodium valproate and 5-nitrofurantoin significantly increased MN frequency in pregnant dams. A significant increase in the MN frequency of newborn pups was detected for all drugs tested. This paper also provides reference levels of MDA in newborn pups, according to which all drugs tested significantly lowered MDA levels of newborn pups, while blood GPX activity dropped significantly only after exposure to paracetamol. The GPX reduction reflected systemic oxidative stress, which is known to occur with paracetamol treatment. The reduction of MDA in the liver is suggested to be an unspecific metabolic reaction to the drugs that express cytotoxic, in particular hepatotoxic, effects associated with oxidative stress and lipid peroxidation.

Prodrug strategies of antiviral nucleotides: Studies on enzymatically and thermally removable phosphate protecting groups

Antiviral nucleosides are compounds that are used against viruses, such as human immunodeficiency virus (HIV) and hepatitis C virus (HCV). To act as therapeutic agent, the antiviral nucleoside needs to be phosphorylated to nucleotide in the body in three consecutive phosphorylation steps by cellular or viral enzymes. The first phosphorylation to the nucleoside monophosphate is often inefficient and leads to poor antiviral activity. The antiviral efficacy can be improved by applying a prodrug strategy and delivering the antiviral nucleoside directly as its monophosphate. In prodrug strategies of antiviral nucleotides, the negative charges on the phosphate moiety are temporarily masked with protecting groups. Once inside the cell, the protecting groups are removed by enzymatic or chemical processes. Many prodrug strategies apply biodegradable protecting groups, the removal of which is triggered by esterase enzymes. Several studies have, however, demonstrated that the removal rate of the second and subsequent esterase labile protecting groups significantly slows down after the first protecting group is removed due to the negative charge on the phosphodiester intermediate, which disturbs the catalytic site of the enzyme. In this thesis, esterase labile protecting group strategies where the issue of retardation could be avoided were studied. Prodrug candidates of antiviral nucleotides were synthesized and kinetic studies on the chemical and enzymatic stability were carried out. In the synthesized compounds, the second protecting group is cleaved from the monophosphate some other mechanism than esterase triggered activation or the structure of prodrug requires only one protecting group. In addition, esterase labile protecting group which is additionally thermally removable was studied. This protecting group was cleaved from oligomeric phosphodiesters both enzymatically and thermally and seems most attractive of the studied phosphate protecting groups. However, the rate of the thermal removal still is too slow to allow efficient protection of longer oligonucleotides and needs optimization. Key words: antiviral, nucleotide, prodrug, protecting group, biodegradable

Acción antiviral del polisacárido sulfatado fucoidán extraído de cladosiphon okamuranus sobre el virus aviar Newcastle (cepa lasota).

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Microbiología) UANL, 2008.

Análisis del efecto antiviral de Waltheria americana L (Standley y Steyermarl, 1949) en el proceso infectivo de rotavirus humano sobre células MA 104.

Tesis (Maestría en Ciencias con acentuación en Microbiología) UANL, 2014.

Prescription channeling of COX-2 inhibitors and traditional nonselective nonsteroidal anti-inflammatory drugs: a population-based case–control study

Affiliation: Faculté de pharmacie, Université de Montréal

New pandemics: HIV and AIDS, HCV and chronic hepatitis, Influenza virus and flu.

New pandemics are a serious threat to the health of the entire world. They are essentially of viral origin and spread at large speed. A meeting on this topic was held in Lyon, France, within the XIXth Jacques Cartier Symposia, a series of France-Québec meetings held every year. New findings on HIV and AIDS, on HCV and chronic hepatitis, and an update on influenza virus and flu were covered during this meeting on December 4 and 5, 2006. Aspects of viral structure, virus-host interactions, antiviral defenses, drugs and vaccinations, and epidemiological aspects were discussed for HIV and HCV. Old and recent data on the flu epidemics ended this meeting.

La protéine majeure de la capside de l’HSV-1 est ubiquitinée

Le virus de l’Herpès simplex de type 1 (HSV-1) est le pathogène humain responsable des lésions herpétiques labiales, plus communément appelé « feux sauvages ». Annuellement, il est responsable de plusieurs cas d’encéphalites et d’infections de l’appareil visuel qui sont la principale cause de cécité en Amérique du Nord. Bien qu’il existe quelques traitements antiviraux, aucun vaccin ou médicament ne permet de prévenir ou de guérir les infections causées par ce virus. Aujourd’hui, les infections produites par l’HSV-1 sont présentes partout sur la planète. Récemment, une étude en protéomique effectuée sur les virus matures extracellulaires a permis d’identifier la présence d’ubiquitines libres et d’enzymes reliées à la machinerie d’ubiquitination dans le virus. De plus, le virus exploite cette machinerie au cours de l’infection. Il est connu que certaines protéines virales sont ubiquitinées durant une infection et que le virus imite même certaines enzymes d’ubiquitination. Nous avons donc entrepris des recherches afin d’identifier des protéines virales ubiquitinées qui pourraient être présentes dans les virus matures ainsi que leurs rôles potentiels. La protéine majeure de la capside, VP5, un constituant très important du virus, a été identifiée. Nos recherches nous ont permis de caractériser le type d’ubiquitination, une monoubiquitination sur les lysines K810 et/ou K1275 de VP5. Le rôle que pourrait jouer l’ubiquitination de VP5 dans le cycle de réplication virale et dans les virus matures n’est toutefois pas encore connu.

Aislamiento biodirigido de compuestos con actividad antiviral contra VHS-1 y VHS-2 a partir de plantas del noreste de México.

Tesis (Doctorado en Ciencias con Orientación en Química Biomédica) UANL, 2012.

Polymeric micelles as versatile carriers for drugs and nucleic acids

Le cancer est la principale cause de mortalité au Canada. Les taxanes (e.g. le paclitaxel et le docétaxel (DCTX)) constituent des remèdes efficaces contre une série de tumeurs solides telles que les cancers du sein, du poumon et de l’ovaire. Par ailleurs, des acides nucléiques (e.g. les oligonucléotides antisens (AON) ou les petits ARN interférents (siRNAs)), capables de supprimer sélectivement certains oncogènes impliqués dans la carcinogénèse, sont actuellement étudiés pour traiter une large gamme de cancers. Bien que l’activité des taxanes et des acides nucléiques soit bien établie sur des modèles humains et/ou animaux, plusieurs aspects physico-chimiques et cliniques restent encore à améliorer. Leur solubilité limitée (pour les taxanes), leur dégradation rapide dans le sang (pour les acides nucléiques), leur élimination précoce, leur absence de sélectivité et leur toxicité envers les tissus sains sont les principaux facteurs limitant leur efficacité. C’est pourquoi de nombreux efforts ont porté sur l’élaboration de systèmes de vectorisation ciblés à base de polymères, dans le but de surmonter les problèmes associés aux thérapies actuelles. Dans cette thèse, deux types de micelles polymères ont été développés pour la vectorisation de DCTX et d’acides nucléiques. D’une part, des micelles de poly(oxyde d’éthylène)-bloc-poly(oxyde de butylène/styrène) ont été étudiées pour la première fois pour solubiliser le DCTX et le protéger de l’hydrolyse. Ces polymères se sont révélés moins toxiques que le surfactant utilisé commercialement pour solubiliser le DCTX (i.e. polysorbate 80) et ont permis une libération prolongée du principe actif. D’autre part, deux systèmes différents de micelles polyioniques (PICM) ont été mis au point pour la vectorisation d’acides nucléiques. De nouveaux conjugués de poly(éthylène glycol) (PEG)-oligonucléotide ont été proposés pour la protection et la libération contrôlée d’AON. Lorsque ces conjugués ont été formulés avec des dendrimères de poly(amidoamine) (PAMAM), des complexes de taille homogène ont été obtenus. Ces PICM ont permis de prolonger la libération de l’AON et de le protéger efficacement contre la dégradation enzymatique. De plus, des polymères de poly(oxyde d’éthylène)-bloc-poly(méthacrylate de propyle-co-acide méthacrylique) ont été incorporés afin de conférer des propriétés acido-sensibles aux PICM. Dans ces micelles, formées de ce dernier polymère formulé avec le dendrimère PAMAM, des oligonucléotides (AON et siRNA) ciblant l’oncogène Bcl-2 ont été encapsulés. L’internalisation cellulaire fut assurée par un fragment d’anticorps monoclonal (Fab’) situé à l’extrémité de la couronne de PEG. Après l’internalisation cellulaire et la protonation des unités d’acide méthacrylique sous l’effet de l’acidification des endosomes, les micelles se sont affranchies de leur couronne. Elles ont ainsi exposé leur cœur composé d’acide nucléique et de dendrimère PAMAM, qui possède une charge positive et des propriétés endosomolytiques. En effet, ces PICM acido-sensibles ciblées ont permis d’augmenter la biodisponibilité des acides nucléiques vectorisés et se sont avérées plus efficaces pour silencer l’oncoprotéine Bcl-2 que les micelles non ciblées ou que le dendrimère de PAMAM commercial seul. Finalement, les nanovecteurs polymères présentés dans cette thèse se révèlent être des systèmes prometteurs pour la vectorisation des anticancéreux et des acides nucléiques.

Polysaccharide-based Polyion Complex Micelles as New Delivery Systems for Hydrophilic Cationic Drugs

Les micelles polyioniques ont émergé comme des systèmes prometteurs de relargage de médicaments hydrophiles ioniques. Le but de cette étude était le développement des micelles polyioniques à base de dextrane pour la relargage de médicaments hydrophiles cationiques utilisant une nouvelle famille de copolymères bloc carboxymethyldextran-poly(éthylène glycol) (CMD-PEG). Quatre copolymères CMD-PEG ont été préparés dont deux copolymères identiques en termes de longueurs des blocs de CMD et de PEG mais différent en termes de densité de charges du bloc CMD; et deux autres copolymères dans lesquels les blocs chargés sont les mêmes mais dont les blocs de PEG sont différents. Les propriétés d’encapsulation des micelles CMD-PEG ont été évaluées avec différentes molécules cationiques: le diminazène (DIM), un médicament cationique modèle, le chlorhydrate de minocycline (MH), un analogue semi-synthétique de la tétracycline avec des propriétés neuro-protectives prometteuses et différents antibiotiques aminoglycosidiques. La cytotoxicité des copolymères CMD-PEG a été évaluée sur différentes lignées cellulaires en utilisant le test MTT et le test du Bleu Alamar. La formation de micelles des copolymères de CMD-PEG a été caractérisée par différentes techniques telles que la spectroscopie RMN 1H, la diffusion de la lumière dynamique (DLS) et la titration calorimétrique isotherme (ITC). Le taux de relargage des médicaments et l’activité pharmacologique des micelles contenant des médicaments ont aussi été évalués. Les copolymères CMD-PEG n'ont induit aucune cytotoxicité dans les hépatocytes humains et dans les cellules microgliales murines (N9) après 24 h incubation pour des concentrations allant jusqu’à 15 mg/mL. Les interactions électrostatiques entre les copolymères de CMD-PEG et les différentes drogues cationiques ont amorcé la formation de micelles polyioniques avec un coeur composé du complexe CMD-médicaments cationiques et une couronne composée de PEG. Les propriétés des micelles DIM/CMDPEG ont été fortement dépendantes du degré de carboxyméthylation du bloc CMD. Les micelles de CMD-PEG de degré de carboxyméthylation du bloc CMD ≥ 60 %, ont incorporé jusqu'à 64 % en poids de DIM et ont résisté à la désintégration induite par les sels et ceci jusqu'à 400 mM NaCl. Par contre, les micelles de CMD-PEG de degré de carboxyméthylation ~ 30% avaient une plus faible teneur en médicament (~ 40 % en poids de DIM) et se désagrégeaient à des concentrations en sel inférieures (∼ 100 mM NaCl). Le copolymère de CMD-PEG qui a montré les propriétés micellaires les plus satisfaisantes a été sélectionné comme système de livraison potentiel de chlorhydrate de minocycline (MH) et d’antibiotiques aminoglycosidiques. Les micelles CMD-PEG encapsulantes de MH ou d’aminoglycosides ont une petite taille (< 200 nm de diamètre), une forte capacité de chargement (≥ 50% en poids de médicaments) et une plus longue période de relargage de médicament. Ces micelles furent stables en solution aqueuse pendant un mois; après lyophilisation et en présence d'albumine sérique bovine. De plus, les micelles ont protégé MH contre sa dégradation en solutions aqueuses. Les micelles encapsulant les drogues ont maintenu les activités pharmacologiques de ces dernières. En outre, les micelles MH réduisent l’inflammation induite par les lipopolysaccharides dans les cellules microgliales murines (N9). Les micelles aminoglycosides ont été quant à elles capable de tuer une culture bactérienne test. Toutefois les micelles aminoglycosides/CMDPEG furent instables dans les conditions physiologiques. Les propriétés des micelles ont été considérablement améliorées par des modifications hydrophobiques de CMD-PEG. Ainsi, les micelles aminoglycosides/dodecyl-CMD-PEG ont montré une taille plus petite et une meilleure stabilité aux conditions physiologiques. Les résultats obtenus dans le cadre de cette étude montrent que CMD-PEG copolymères sont des systèmes prometteurs de relargage de médicaments cationiques.

Mecanismo de acción antiviral de polisacáridos sulfatados de algas sobre el virus de la enfermedad de newcastle y caracterización de mutantes resistentes.

Tesis (Doctor en Ciencias con especialidad en Microbiología) UANL, 2014.