Los objetos técnicos y los organismos tecnificados. Reflexiones filosóficas, estéticas y políticas sobre la técnica. Technical objects and technified organisms. Philosophical, aesthetical and political approaches on technique

El presente proyecto se propone como parte inicial de una investigación sobre la relación entre naturaleza/cultura/técnica. Tradicionalmente la naturaleza y la cultura se han considerado como ámbitos diferenciados y opuestos. Y es en esta distinción donde la técnica adquiere un lugar central. El pensamiento occidental sobre la técnica ha recibido diversas interpretaciones: desde una subordinación con respecto al conocimiento verdadero (episteme) en la filosofía clásica, un optimismo sobre la técnica como posibilidad de dominación de la naturaleza en el Renacimiento y la Ilustración, y la ambigüedad y desasosiego romántico (Mitcham, 1979). Durante el siglo XX se distinguen dos posiciones antagónicas sobre la técnica. Por un lado, una actitud “crítica” donde pueden identificarse los trabajos de filósofs de diferentes tradiciones como Ortega y Gasset (1939), Heidegger (1954), Mumford (1971) Ellul (1960) y la Escuela de Frankfurt. Por otro lado, una filosofía de la técnica “ingenieril” que consiste en el análisis de la tecnología como un paradigma de pensamiento y acción humana. Esta dicotomía ha sido interpretada por Eco como “apocalípticos e integrados”. Más allá de las mencionadas diferencias, lo que tienen en común ambas posiciones es que parten de una dicotomía entre cultura y naturaleza. Nuestra perspectiva rechaza esta dicotomía, por el contrario, evidenciamos una creciente imbricación entre ambas donde las fronteras entre una y otra se hacen difusas. La noción de “objeto técnico” propuesta por Simondon (2007) hace referencia a la inserción del objeto técnico en la cultura, donde debe reconocerse la “realidad humana” presente en el mismo. Ahora bien, esto no significa “humanizar el objeto técnico”, sino más bien indagar sobre el lugar que este ocupa en la cultura como también establecer su relación con la naturaleza. En el siglo XVII el hombre mismo es reinterpretado como máquina (La Mettrie, 2000). En la actualidad pueden identificarse dos tendencias en la concepción de la técnica: los «humanos-máquinas» y las «máquinas-humanas», en otras palabras, la disposición del humano hacia la máquina y la tendencia de la máquina hacia lo humano. No obstante, ambas posiciones siguen manteniendo una distinción taxonómica entre el cuerpo –o lo orgánico- y lo maquínico, lo que implica una consideración de esta relación de manera extrínseca. Frente a esta tensión Haraway propone el concepto de cyborg: «un organismo cibernético» (1995). Los desarrollos tecnológicos han producido una modificación tal en la vida de los seres orgánicos en los cuales ya no puede concebirse su cuerpo independientemente de la tecnología. Esto conduce a replantear la distinción entre “animales/hombres/máquinas”, entendiendo a los mismos como expresiones de naturaleza, cultura y tecnología respectivamente. Nuestra investigación parte de la hipótesis que la técnica diluye diferencias de orden natural y cultural a través de los objetos técnicos que son productos culturales. La estética se ocupa de la percepción sensible del mundo no puede eludir su dimensión técnica. Al margen de la crítica a la “Industria cultural” consideramos relevante la aproximación de Benjamin al problema de la técnica porque aborda la imbricación antes mencionada en el campo de la percepción. Según Benjamin la irrupción de la técnica al mismo tiempo que posibilita una estetización de la política que confluye en el fascismo como punto extremo también abre la posibilidad de desmontar la ideología del progreso infinito (1967). Una integración entre aproximaciones estéticas y políticas a la técnica Flusser (1983) propone la “caja negra” como metáfora de la técnica contemporánea. Su propuesta es la “apertura de la caja negra” que consiste en tomar conocimiento del funcionamiento del dispositivo. Nuestra propuesta de investigación aborda la técnica desde una consideración filosófica/estética/política, donde redefiniremos la técnica partiendo de la imbricación entre cultura y naturaleza. This project will set the basis for a sustained research on the relation nature/culture/technique. They have been traditionally considered as separate and even opposite fields. And it is on the brink of this distinction where technique plays a central role. In Western thought technique has received many interpretations since the beginnings of philosophy: from a subordination to true knowledge (episteme) in classic philosophy, or the optimism which sees in technique the possibility of dominating nature in the Renaissance and in the Enlightenment, to the Romantic ambiguity and uneasiness towards technological change (Mitcham, 1979). During the twentieth century two opposed approach on technique prevail. On one hand, a “critical” attitude such defines the work of philosophers of different traditions such as Ortega y Gasset (1939), Heidegger (1954), Mumford (1971) Ellul (1960) and the Frankfurt School. On the other hand there is an “engineering” philosophy of technique that consists in the analisis of technology as a paradigm to understand human action and thought. Besides their differences, both positions have in common a dichotomy between nature and culture. We reject such dichotomy. On the contrary we consider there is a growing intertwinement between both which blurs the borders of the concepts. Simondon’s notion of “technical object” refers to the insertion of the technique in culture where the “human reality” in it must be recognised. This does not imply “humanising the technical object”, but investigate on the role it plays on culture and establishing its relation to nature. To articulate this relation we will work with unorthodox approaches on technique such as Benjamin (1967), Flusser (1983) and others. The hypothesis of our project is that the traditional distinction of “animal/man/machine” must be re-thought, therefore raising the question on the blurring line between nature, culture and technique and its effects in philosophy, politics and aesthetics.

Likelihood-based approaches to modeling demand for medical care

We review recent likelihood-based approaches to modeling demand for medical care. A semi-nonparametric model along the lines of Cameron and Johansson's Poisson polynomial model, but using a negative binomial baseline model, is introduced. We apply these models, as well a semiparametric Poisson, hurdle semiparametric Poisson, and finite mixtures of negative binomial models to six measures of health care usage taken from the Medical Expenditure Panel survey. We conclude that most of the models lead to statistically similar results, both in terms of information criteria and conditional and unconditional prediction. This suggests that applied researchers may not need to be overly concerned with the choice of which of these models they use to analyze data on health care demand.

HARNESSING iNKT CELLS WITH RECOMBINANT CD1d FUSION PROTEINS TO REDIRECT INNATE AND ADAPTIVE IMMUNITY TO THE TUMOR

Les thérapies du cancer, comme la radiothérapie et la chimiothérapie, sont couramment utilisées mais ont de nombreux effets secondaires. Ces thérapies invasives pour le patient nécessitent d'être améliorées et de nombreuses avancées ont été faites afin d'adapter et de personnaliser le traitement du cancer. L'immunothérapie a pour but de renforcer le système immunitaire du patient et de le rediriger de manière spécifique contre la tumeur. Dans notre projet, nous activons les lymphocytes Invariant Natural Killer T (iNKT) afin de mettre en place une immunothérapie innovatrice contre le cancer. Les cellules iNKT sont une unique sous-population de lymphocytes T qui ont la particularité de réunir les propriétés de l'immunité innée ainsi qu'adaptative. En effet, les cellules iNKT expriment à leur surface des molécules présentes aussi sur les cellules tueuses NK, caractéristique de l'immunité innée, ainsi qu'un récepteur de cellules T (TCR) qui représente l'immunité adaptative. Les cellules iNKT reconnaissent avec leur TCR des antigènes présentés par la molécule CD1d. Les antigènes sont des protéines, des polysaccharides ou des lipides reconnus par les cellules du système immunitaire ou les anticorps pour engendrer une réponse immunitaire. Dans le cas des cellules iNKT, l'alpha-galactosylceramide (αGC) est un antigène lipidique fréquemment utilisé dans les études cliniques comme puissant activateur. Après l'activation des cellules iNKT avec l'αGC, celles-ci produisent abondamment et rapidement des cytokines. Ces cytokines sont des molécules agissant comme des signaux activateurs d'autres cellules du système immunitaire telles que les cellules NK et les lymphocytes T. Cependant, les cellules iNKT deviennent anergiques après un seul traitement avec l'αGC c'est à dire qu'elles ne peuvent plus être réactivées, ce qui limite leur utilisation dans l'immunothérapie du cancer. Dans notre groupe, Stirnemann et al ont publié une molécule recombinante innovante, composée de la molécule CD1d soluble et chargée avec le ligand αGC (αGC/sCD1d). Cette protéine est capable d'activer les cellules iNKT tout en évitant l'anergie. Dans le système immunitaire, les anticorps sont indispensables pour combattre une infection bactérienne ou virale. En effet, les anticorps ont la capacité de reconnaître et lier spécifiquement un antigène et permettent l'élimination de la cellule qui exprime cet antigène. Dans le domaine de l'immunothérapie, les anticorps sont utilisés afin de cibler des antigènes présentés seulement par la tumeur. Ce procédé permet de réduire efficacement les effets secondaires lors du traitement du cancer. Nous avons donc fusionné la protéine recombinante αGC/CD1d à un fragment d'anticorps qui reconnaît un antigène spécifique des cellules tumorales. Dans une étude préclinique, nous avons démontré que la protéine αGC/sCD1d avec un fragment d'anticorps dirigé contre la tumeur engendre une meilleure activation des cellules iNKT et entraîne un effet anti-tumeur prolongé. Cet effet anti-tumeur est augmenté comparé à une protéine αGC/CD1d qui ne cible pas la tumeur. Nous avons aussi montré que l'activation des cellules iNKT avec la protéine αGC/sCD1d-anti-tumeur améliore l'effet anti- tumoral d'un vaccin pour le cancer. Lors d'expériences in vitro, la protéine αGC/sCD1d-anti- tumeur permet aussi d'activer les cellules humaines iNKT et ainsi tuer spécifiquement les cellules tumorales humaines. La protéine αGC/sCD1d-anti-tumeur représente une alternative thérapeutique prometteuse dans l'immunothérapie du cancer. - Les cellules Invariant Natural Killer T (iNKT), dont les effets anti-tumoraux ont été démontrés, sont de puissants activateurs des cellules Natural Killer (NK), des cellules dendritiques (DC) et des lymphocytes T. Cependant, une seule injection du ligand de haute affinité alpha-galactosylceramide (αGC) n'induit une forte activation des cellules iNKT que durant une courte période. Celle-ci est alors suivie d'une longue phase d'anergie, limitant ainsi leur utilisation pour la thérapie. Comme alternative prometteuse, nous avons montré que des injections répétées d'αGC chargé sur une protéine recombinante de CD1d soluble (αGC/sCD1d) chez la souris entraînent une activation prolongée des cellules iNKT, associée à une production continue de cytokine. De plus, le maintien de la réactivité des cellules iNKT permet de prolonger l'activité anti-tumorale lorsque la protéine αGC/sCD1d est fusionnée à un fragment d'anticorps (scFv) dirigé contre la tumeur. L'inhibition de la croissance tumorale n'est optimale que lorsque les souris sont traitées avec la protéine αGC/sCD1d-scFv ciblant la tumeur, la protéine αGC/sCD1d-scFv non-appropriée étant moins efficace. Dans le système humain, les protéines recombinantes αGC/sCD1d-anti-HER2 et anti-CEA sont capables d'activer et de faire proliférer des cellules iNKT à partir de PBMCs issues de donneurs sains. De plus, la protéine αGC/sCD1d-scFv a la capacité d'activer directement des clones iNKT humains en l'absence de cellules présentatrices d'antigènes (CPA), contrairement au ligand αGC libre. Mais surtout, la lyse des cellules tumorales par les iNKT humaines n'est obtenue que lorsqu'elles sont incubées avec la protéine αGC/sCD1d-scFv anti- tumeur. En outre, la redirection de la cytotoxicité des cellules iNKT vers la tumeur est supérieure à celle obtenue avec une stimulation par des CPA chargées avec l'αGC. Afin d'augmenter les effets anti-tumoraux, nous avons exploité la capacité des cellules iNKT à activer l'immunité adaptive. Pour ce faire, nous avons combiné l'immunothérapie NKT/CD1d avec un vaccin anti-tumoral composé d'un peptide OVA. Des effets synergiques ont été obtenus lorsque les traitements avec la protéine αGC/sCD1d-anti-HER2 étaient associés avec le CpG ODN comme adjuvant pour la vaccination avec le peptide OVA. Ces effets ont été observés à travers l'activation de nombreux lymphocytes T CD8+ spécifique de la tumeur, ainsi que par la forte expansion des cellules NK. Les réponses, innée et adaptive, élevées après le traitement avec la protéine αGC/sCD1d-anti-HER2 combinée au vaccin OVA/CpG ODN étaient associées à un fort ralentissement de la croissance des tumeurs B16- OVA-HER2. Cet effet anti-tumoral corrèle avec l'enrichissement des lymphocytes T CD8+ spécifiques observé à la tumeur. Afin d'étendre l'application des protéines αGC/sCD1d et d'améliorer leur efficacité, nous avons développé des fusions CD1d alternatives. Premièrement, une protéine αGC/sCD1d dimérique, qui permet d'augmenter l'avidité de la molécule CD1d pour les cellules iNKT. Dans un deuxième temps, nous avons fusionné la protéine αGC/sCD1d avec un scFv dirigé contre le récepteur 3 du facteur de croissance pour l'endothélium vasculaire (VEGFR-3), afin de cibler l'environnement de la tumeur. Dans l'ensemble, ces résultats démontrent que la thérapie médiée par la protéine recombinante αGC/sCD1d-scFv est une approche prometteuse pour rediriger l'immunité innée et adaptive vers le site tumoral. - Invariant Natural Killer T cells (iNKT) are potent activators of Natural Killer (NK), dendritic cells (DC) and T lymphocytes, and their anti-tumor activities have been well demonstrated. However, a single injection of the high affinity CD1d ligand alpha-galactosylceramide (αGC) leads to a strong but short-lived iNKT cell activation followed by a phase of long-term anergy, limiting the therapeutic use of this ligand. As a promising alternative, we have demonstrated that when αGC is loaded on recombinant soluble CD1d molecules (αGC/sCD1d), repeated injections in mice led to the sustained iNKT cell activation associated with continued cytokine secretion. Importantly, the retained reactivity of iNKT cell led to prolonged antitumor activity when the αGC/sCD1d was fused to an anti-tumor scFv fragments. Optimal inhibition of tumor growth was obtained only when mice were treated with the tumor-targeted αGC/CD1d-scFv fusion, whereas the irrelevant αGC/CD1d-scFv fusion was less efficient. When tested in a human system, the recombinant αGC/sCD1d-anti-HER2 and -anti-CEA fusion proteins were able to expand iNKT cells from PBMCs of healthy donors. Furthermore, the αGC/sCD1d-scFv fusion had the capacity to directly activate human iNKT cells clones without the presence of antigen-presenting cells (APCs), in contrast to the free αGC ligand. Most importantly, tumor cell killing by human iNKT cells was obtained only when co- incubated with the tumor targeted sCD1d-antitumor scFv, and their direct tumor cytotoxicity was superior to the bystander killing obtained with αGC-loaded APCs stimulation. To further enhance the anti-tumor effects, we exploited the ability of iNKT cells to transactivate the adaptive immunity, by combining the NKT/CD1d immunotherapy with a peptide cancer vaccine. Interestingly, synergistic effects were obtained when the αGC/sCD1d- anti-HER2 fusion treatment was combined with CpG ODN as adjuvant for the OVA peptide vaccine, as seen by higher numbers of activated antigen-specific CD8 T cells and NK cells, as compared to each regimen alone. The increased innate and adaptive immune responses upon combined tumor targeted sCD1d-scFv treatment and OVA/CpG vaccine were associated with a strong delay in B16-OVA-HER2 melanoma tumor growth, which correlated with an enrichment of antigen-specific CD8 cells at the tumor site. In order to extend the application of the CD1d fusion, we designed alternative CD1d fusion proteins. First, a dimeric αGC/sCD1d-Fc fusion, which permits to augment the avidity of the CD1d for iNKT cells and second, an αGC/sCD1d fused to an anti vascular endothelial growth factor receptor-3 (VEGFR-3) scFv, in order to target tumor stroma environment. Altogether, these results demonstrate that the iNKT-mediated immunotherapy via recombinant αGC/sCD1d-scFv fusion is a promising approach to redirect the innate and adaptive antitumor immune response to the tumor site.

Mass spectrometry as a rapid and powerful alternative to antibodies for detecting LPXTG wall-associated proteins of Staphylococcus aureus

Functional characterization of transformed or natively present bacterial virulence proteins can be achieved employing various model systems. A prerequisite is to verify the correct expression of the transformed protein or the presence of the native protein in the microbe. Traditionally, antibodies are raised against the protein or a peptide thereof, followed by Western blot analysis or by fluorescence-activated cell sorting. Alternatively, the protein-coding gene can be fused with a downstream reporter gene, the expression of which reports the simultaneous expression of the upstream recombinant protein. Although being powerful, these methods are time consuming, especially when multiple proteins must be assessed. Here we describe a novel way to validate the expression of Gram-positive surface proteins covalently attached to the peptidoglycan. Eighteen out of the 21 known LPXTG-motif carrying cell wall-associated proteins of Staphylococcus aureus were cloned in Lactoccocus lactis either alone, in combinations or as truncated forms, and their correct expression was assessed by liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS). The method is rapid, sensitive and precise. It can identify multiple proteins in transformed constructs without the time and cost needed for raising and testing multiple sets of antibodies.

Optimisation of antiretroviral therapy : pharmacokinetic and pharmacogenetic approaches

Les progrès de la thérapie antirétrovirale ont transformé l'infection par le VIH d'une condition inévitablement fatale à une maladie chronique. En dépit de ce succès, l'échec thérapeutique et la toxicité médicamenteuse restent fréquents. Une réponse inadéquate au traitement est clairement multifactorielle et une individualisation de la posologie des médicaments qui se baserait sur les facteurs démographiques et génétiques des patients et sur les taux sanguins totaux, libres et/ou cellulaires des médicaments pourrait améliorer à la fois l'efficacité et la tolérance de la thérapie, cette dernière étant certainement un enjeu majeur pour un traitement qui se prend à vie.L'objectif global de cette thèse était de mieux comprendre les facteurs pharmacocinétiques (PK) et pharmacogénétiques (PG) influençant l'exposition aux médicaments antirétroviraux (ARVs) nous offrant ainsi une base rationnelle pour l'optimisation du traitement antiviral et pour l'ajustement posologique des médicaments chez les patients VIH-positifs. Une thérapie antirétrovirale adaptée au patient est susceptible d'augmenter la probabilité d'efficacité et de tolérance à ce traitement, permettant ainsi une meilleure compliance à long terme, et réduisant le risque d'émergence de résistance et d'échec thérapeutique.A cet effet, des méthodes de quantification des concentrations plasmatiques totales, libres et cellulaires des ARVs ainsi que de certains de leurs métabolites ont été développées et validées en utilisant la chromatographie liquide coupée à la spectrométrie de masse en tandem. Ces méthodes ont été appliquées pour la surveillance des taux d'ARVs dans diverses populations de patients HIV-positifs. Une étude clinique a été initiée dans le cadre de l'étude VIH Suisse de cohorte mère-enfant afin de déterminer si la grossesse influence la cinétique des ARVs. Les concentrations totales et libres du lopînavir, de l'atazanavir et de la névirapine ont été déterminées chez les femmes enceintes suivies pendant leur grossesse, et celles-ci ont été trouvées non influencées de manière cliniquement significative par la grossesse. Un ajustement posologique de ces ARVs n'est donc pas nécessaire chez les femmes enceintes. Lors d'une petite étude chez des patients HIV- positifs expérimentés, la corrélation entre l'exposition cellulaire et plasmatique des nouveaux ARVs, notamment le raltégravir, a été déterminée. Une bonne corrélation a été obtenue entre taux plasmatiques et cellulaires de raltégravir, suggérant que la surveillance des taux totaux est un substitut satisfaisant. Cependant, une importante variabilité inter¬patient a été observée dans les ratios d'accumulation cellulaire du raltégravir, ce qui devrait encourager des investigations supplémentaires chez les patients en échec sous ce traitement. L'efficacité du suivi thérapeutique des médicaments (TDM) pour l'adaptation des taux d'efavirenz chez des patients avec des concentrations au-dessus de la cible thérapeutique recommandée a été évaluée lors d'une étude prospective. L'adaptation des doses d'efavirenz basée sur le TDM s'est montrée efficace et sûre, soutenant l'utilisation du TDM chez les patients avec concentrations hors cible thérapeutique. L'impact des polymorphismes génétiques des cytochromes P450 (CYP) 2B6, 2A6 et 3A4/5 sur la pharmacocinétique de l'efavirenz et de ces métabolites a été étudié : un modèle de PK de population intégrant les covariats génétiques et démographiques a été construit. Les variations génétiques fonctionnelles dans les voies de métabolisation principales (CYP2B6) et accessoires {CYP2A6et 3A4/S) de l'efavirenz ont un impact sur sa disposition, et peuvent mener à des expositions extrêmes au médicament. Un? ajustement des doses guidé par le TDM est donc recommandé chez ces patients, en accord avec les polymorphismes génétiques.Ainsi, nous avons démonté qu'en utilisant une approche globale tenant compte à la fois des facteurs PK et PG influençant l'exposition aux ARVs chez les patients infectés, il est possible, si nécessaire, d'individualiser la thérapie antirétrovirale dans des situations diverses. L'optimisation du traitement antirétroviral contribue vraisemblablement à une meilleure efficacité thérapeutique à iong terme tout en réduisant la survenue d'effets indésirables.Résumé grand publicOptimisation de la thérapie antirétrovirale: approches pharmacocinétiques et pharmacogénétiquesLes progrès effectués dans le traitement de l'infection par le virus de llmmunodéficienoe humaine acquise (VIH) ont permis de transformer une affection mortelle en une maladie chronique traitable avec des médicaments de plus en plus efficaces. Malgré ce succès, un certain nombre de patients ne répondent pas de façon optimale à leur traitement etyou souffrent d'effets indésirables médicamenteux entraînant de fréquentes modifications dans leur thérapie. Il a été possible de mettre en évidence que l'efficacité d'un traitement antirétroviral est dans la plupart des cas corrélée aux concentrations de médicaments mesurées dans le sang des patients. Cependant, le virus se réplique dans la cellule, et seule la fraction des médicaments non liée aux protéines du plasma sanguin peut entrer dans la cellule et exercer l'activité antirétrovirale au niveau cellulaire. Il existe par ailleurs une importante variabilité des concentrations sanguines de médicament chez des patients prenant pourtant la même dose de médicament. Cette variabilité peut être due à des facteurs démographiques et/ou génétiques susceptibles d'influencer la réponse au traitement antirétroviral.Cette thèse a eu pour objectif de mieux comprendre les facteurs pharmacologiques et génétiques influençant l'efficacité et ta toxicité des médicaments antirétroviraux, dans le but d'individualiser la thérapie antivirale et d'améliorer le suivi des patients HIV-positifs.A cet effet, des méthodes de dosage très sensibles ont été développées pour permettre la quantification des médicaments antirétroviraux dans le sang et les cellules. Ces méthodes analytiques ont été appliquées dans le cadre de diverses études cliniques réalisées avec des patients. Une des études cliniques a recherché s'il y avait un impact des changements physiologiques liés à la grossesse sur les concentrations des médicaments antirétroviraux. Nous avons ainsi pu démontrer que la grossesse n'influençait pas de façon cliniquement significative le devenir des médicaments antirétroviraux chez les femmes enceintes HIV- positives. La posologie de médicaments ne devrait donc pas être modifiée dans cette population de patientes. Par ailleurs, d'autres études ont portés sur les variations génétiques des patients influençant l'activité enzymatique des protéines impliquées dans le métabolisme des médicaments antirétroviraux. Nous avons également étudié l'utilité d'une surveillance des concentrations de médicament (suivi thérapeutique) dans le sang des patients pour l'individualisation des traitements antiviraux. Il a été possible de mettre en évidence des relations significatives entre l'exposition aux médicaments antirétroviraux et l'existence chez les patients de certaines variations génétiques. Nos analyses ont également permis d'étudier les relations entre les concentrations dans le sang des patients et les taux mesurés dans les cellules où le virus HIV se réplique. De plus, la mesure des taux sanguins de médicaments antirétroviraux et leur interprétation a permis d'ajuster la posologie de médicaments chez les patients de façon efficace et sûre.Ainsi, la complémentarité des connaissances pharmacologiques, génétiques et virales s'inscrit dans l'optique d'une stratégie globale de prise en charge du patient et vise à l'individualisation de la thérapie antirétrovirale en fonction des caractéristiques propres de chaque individu. Cette approche contribue ainsi à l'optimisation du traitement antirétroviral dans la perspective d'un succès du traitement à long terme tout en réduisant la probabilité des effets indésirables rencontrés. - The improvement in antirétroviral therapy has transformed HIV infection from an inevitably fatal condition to a chronic, manageable disease. However, treatment failure and drug toxicity are frequent. Inadequate response to treatment is clearly multifactorial and, therefore, dosage individualisation based on demographic factors, genetic markers and measurement of total, free and/or cellular drug level may increase both drug efficacy and tolerability. Drug tolerability is certainly a major issue for a treatment that must be taken indefinitely.The global objective of this thesis aimed at increasing our current understanding of pharmacokinetic (PK) and pharmacogenetic (PG) factors influencing the exposition to antirétroviral drugs (ARVs) in HIV-positive patients. In turn, this should provide us with a rational basis for antiviral treatment optimisation and drug dosage adjustment in HIV- positive patients. Patient's tailored antirétroviral regimen is likely to enhance treatment effectiveness and tolerability, enabling a better compliance over time, and hence reducing the probability of emergence of viral resistance and treatment failure.To that endeavour, analytical methods for the measurement of total plasma, free and cellular concentrations of ARVs and some of their metabolites have been developed and validated using liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry. These assays have been applied for the monitoring of ARVs levels in various populations of HIV- positive patients. A clinical study has been initiated within the frame of the Mother and Child Swiss HIV Cohort Study to determine whether pregnancy influences the exposition to ARVs. Free and total plasma concentrations of lopinavir, atazanavir and nevirapine have been determined in pregnant women followed during the course of pregnancy, and were found not influenced to a clinically significant extent by pregnancy. Dosage adjustment for these drugs is therefore not required in pregnant women. In a study in treatment- experienced HIV-positive patients, the correlation between cellular and total plasma exposure to new antirétroviral drugs, notably the HIV integrase inhibitor raltegravir, has been determined. A good correlation was obtained between total and cellular levels of raltegravir, suggesting that monitoring of total levels are a satisfactory. However, significant inter-patient variability was observed in raltegravir cell accumulation which should prompt further investigations in patients failing under an integrase inhibitor-based regimen. The effectiveness of therapeutic drug monitoring (TDM) to guide efavirenz dose reduction in patients having concentrations above the recommended therapeutic range was evaluated in a prospective study. TDM-guided dosage adjustment of efavirenz was found feasible and safe, supporting the use of TDM in patients with efavirenz concentrations above therapeutic target. The impact of genetic polymorphisms of cytochromes P450 (CYP) 2B6, 2A6 and 3A4/5 on the PK of efavirenz and its metabolites was studied: a population PK model was built integrating both genetic and demographic covariates. Functional genetic variations in main (CYP2B6) and accessory (2A6, 3A4/5) metabolic pathways of efavirenz have an impact on efavirenz disposition, and may lead to extreme drug exposures. Dosage adjustment guided by TDM is thus required in those patients, according to the pharmacogenetic polymorphism.Thus, we have demonstrated, using a comprehensive approach taking into account both PK and PG factors influencing ARVs exposure in HIV-infected patients, the feasibility of individualising antirétroviral therapy in various situations. Antiviral treatment optimisation is likely to increase long-term treatment success while reducing the occurrence of adverse drug reactions.

An objective anisotropic elastic plastic model and Algorithm applicable to bone mechanics

The implicit projection algorithm of isotropic plasticity is extended to an objective anisotropic elastic perfectly plastic model. The recursion formula developed to project the trial stress on the yield surface, is applicable to any non linear elastic law and any plastic yield function.A curvilinear transverse isotropic model based on a quadratic elastic potential and on Hill's quadratic yield criterion is then developed and implemented in a computer program for bone mechanics perspectives. The paper concludes with a numerical study of a schematic bone-prosthesis system to illustrate the potential of the model.

Molecular biological approaches to the study of vectors in relation to malaria control

To a large extent, control of malaria vectors relies on the elimination of breeding sites and the application of chemical agents. There are increasing problems associated with the use of synthetic insecticides for vector control, including the evolution of resistance, the high cost of developing and registering new insecticides and an awareness of pollution from insecticide residues. These factors have stimulated interest in the application of molecular biology to the study of mosquito vectors of malaria; focussing primarily on two aspects. First, the improvement of existing control measures through the development of simplified DNA probe systems suitable for identification of vectors of malaria. The development of synthetic, non-radioactive DNA probes suitable for identification of species in the Anopheles gambiae complex is described with the aim of defining a simplified methodology wich is suitable for entomologist in the field. The second aspect to be considered is the development of completely novel strategies through the development of completely novel strategies through the genetic manipulation of insect vectors of malaria in order to alter their ability to transmit the disease. The major requirements for producing transgenic mosquitoes are outlined together with the progress wich has been made to date and discussed in relation to the prospects which this type of approach has for the future control of malaria.

Different approaches to modelling the cost-effectiveness of schistosomiasis control

This paper reviews three different approaches to modelling the cost-effectiveness of schistosomiasis control. Although these approaches vary in their assessment of costs, the major focus of the paper is on the evaluation of effectiveness. The first model presented is a static economic model which assesses effectiveness in terms of the proportion of cases cured. This model is important in highlighting that the optimal choice of chemotherapy regime depends critically on the level of budget constraint, the unit costs of screening and treatment, the rates of compliance with screening and chemotherapy and the prevalence of infection. The limitations of this approach is that it models the cost-effectiveness of only one cycle of treatment, and effectiveness reflects only the immediate impact of treatment. The second model presented is a prevalence-based dynamic model which links prevalence rates from one year to the next, and assesses effectiveness as the proportion of cases prevented. This model was important as it introduced the concept of measuring the long-term impact of control by using a transmission model which can assess reduction in infection through time, but is limited to assessing the impact only on the prevalence of infection. The third approach presented is a theoretical framework which describes the dynamic relationships between infection and morbidity, and which assesses effectiveness in terms of case-years prevented of infection and morbidity. The use of this model in assessing the cost-effectiveness of age-targeted treatment in controlling Schistosoma mansoni is explored in detail, with respect to varying frequencies of treatment and the interaction between drug price and drug efficacy.

Histoarchitecture of schistosomal granuloma development and involution: morphogenetic and biomechanical approaches

The authors present morphogenetic and biomechanical approaches on the concept of the Schistosoma mansoni granulomas, considering them as organoid structures that depend on cellular adhesion and sorting, forming rearrangement into hierarchical concentric layers, creating tension-dependent structures, aiming to acquire round form, since this is the minimal energy form, in which opposing forces pull in equally from all directions and are in balance. From the morphogenetic point of view, the granulomas function as little organs, presenting maturative and involutional stages in their development with final disappearance (pre-granulomatous stages, subdivided in: weakly and/or initial reactive and exudative; granulomatous stages: exudative-productive, productive and involutional). A model for the development of granulomas was suggested, according to the following stages: encapsulating, focal histolysis, fiber production, orientation and compacting and involution and desintegration. The authors concluded that schistosomal granuloma is not a tangled web of individual cells and fibers, but an organized structure composed by host and parasite components, which is not formed to attack the miracidia, but functions as an hybrid interface between two different phylogenetic beings.

Pharmacological Approaches to Antitrypanosomal Chemotherapy

There is an urgent need for new drugs for the chemotherapy of human African trypanosomiasis, Chagas disease and leishmaniasis. Progress has been made in the identification and characterization of novel drug targets for rational chemotherapy and inhibitors of trypanosomatid glycosomal enzymes, trypanothione reductase, ornithine decarboxylase, S-adenosylmethionine decarboxylase, cysteine proteases and of the purine and sterol biosynthetic pathways. However, less attention has been paid to the pharmacological aspects of drug design or to the use of drug delivery systems in the chemotherapy of African trypanosomiasis and Chagas disease. A review of research on pharmacology and drug delivery systems shows that there are new opportunities for improving the chemotherapy of these diseases.

Studies on Cercariae from Kuwait Bay. XI. Description and surface topography of Cercaria kuwaitae XI sp.n. (Digenea: Echinostomatidae)

A new echinostome cercaria, Cercaria kuwaitae XI sp.n., from the prosobranch gastropod Cerithidea cingulata (Gmelin) from Kuwait Bay is described. The new cercaria is characterized by 23 collar spines and primary excretory tubules with distinct diverticula. The cercaria encysts in the snail host and is similar to those of Acanthoparyphium sp. The surface topography of the redia, cercaria and metacercarial cyst wall is studied by scanning electron microscopy. This is the first echinostome cercaria to be recorded in a gastropod from the Arabian Gulf region.

Antifungal resistance and new strategies to control fungal infections.

Despite improvement of antifungal therapies over the last 30 years, the phenomenon of antifungal resistance is still of major concern in clinical practice. In the last 10 years the molecular mechanisms underlying this phenomenon were extensively unraveled. In this paper, after a brief overview of currently available antifungals, molecular mechanisms of antifungal resistance will be detailed. It appears that major mechanisms of resistance are essential due to the deregulation of antifungal resistance effector genes. This deregulation is a consequence of point mutations occurring in transcriptional regulators of these effector genes. Resistance can also follow the emergence of point mutations directly in the genes coding antifungal targets. In addition we further describe new strategies currently undertaken to discover alternative therapy targets and antifungals. Identification of new antifungals is essentially achieved by the screening of natural or synthetic chemical compound collections. Discovery of new putative antifungal targets is performed through genome-wide approaches for a better understanding of the human pathogenic fungi biology.

Therapeutic drug monitoring of imatinib: Bayesian and alternative methods to predict trough levels

Background: The imatinib trough plasma concentration (C(min)) correlates with clinical response in cancer patients. Therapeutic drug monitoring (TDM) of plasma C(min) is therefore suggested. In practice, however, blood sampling for TDM is often not performed at trough. The corresponding measurement is thus only remotely informative about C(min) exposure. Objectives: The objectives of this study were to improve the interpretation of randomly measured concentrations by using a Bayesian approach for the prediction of C(min), incorporating correlation between pharmacokinetic parameters, and to compare the predictive performance of this method with alternative approaches, by comparing predictions with actual measured trough levels, and with predictions obtained by a reference method, respectively. Methods: A Bayesian maximum a posteriori (MAP) estimation method accounting for correlation (MAP-ρ) between pharmacokinetic parameters was developed on the basis of a population pharmacokinetic model, which was validated on external data. Thirty-one paired random and trough levels, observed in gastrointestinal stromal tumour patients, were then used for the evaluation of the Bayesian MAP-ρ method: individual C(min) predictions, derived from single random observations, were compared with actual measured trough levels for assessment of predictive performance (accuracy and precision). The method was also compared with alternative approaches: classical Bayesian MAP estimation assuming uncorrelated pharmacokinetic parameters, linear extrapolation along the typical elimination constant of imatinib, and non-linear mixed-effects modelling (NONMEM) first-order conditional estimation (FOCE) with interaction. Predictions of all methods were finally compared with 'best-possible' predictions obtained by a reference method (NONMEM FOCE, using both random and trough observations for individual C(min) prediction). Results: The developed Bayesian MAP-ρ method accounting for correlation between pharmacokinetic parameters allowed non-biased prediction of imatinib C(min) with a precision of ±30.7%. This predictive performance was similar for the alternative methods that were applied. The range of relative prediction errors was, however, smallest for the Bayesian MAP-ρ method and largest for the linear extrapolation method. When compared with the reference method, predictive performance was comparable for all methods. The time interval between random and trough sampling did not influence the precision of Bayesian MAP-ρ predictions. Conclusion: Clinical interpretation of randomly measured imatinib plasma concentrations can be assisted by Bayesian TDM. Classical Bayesian MAP estimation can be applied even without consideration of the correlation between pharmacokinetic parameters. Individual C(min) predictions are expected to vary less through Bayesian TDM than linear extrapolation. Bayesian TDM could be developed in the future for other targeted anticancer drugs and for the prediction of other pharmacokinetic parameters that have been correlated with clinical outcomes.

A novel neutrophil elastase inhibitor prevents elastase activation and surface cleavage of the epithelial sodium channel expressed in Xenopus laevis oocytes.

The amiloride-sensitive epithelial sodium channel (ENaC) constitutes a limiting step in sodium reabsorption across distal airway epithelium and controlling mucociliary clearance. ENaC is activated by serine proteases secreted in the extracellular milieu. In cystic fibrosis lungs, high concentrations of secreted neutrophil elastase (NE) are observed. hNE could activate ENaC and contribute to further decreased mucociliary clearance. The aims of this study were (i) to test the ability of an engineered human neutrophil elastase inhibitor (EPI-hNE4) to specifically inhibit the elastase activation of ENaC-mediated amiloride-sensitive currents (I(Na)) and (ii) to examine the effect of elastase on cell surface expression of ENaC and its cleavage pattern (exogenous proteolysis). Oocytes were exposed to hNE (10-100 microg/ml) and/or trypsin (10 microg/ml) for 2-5 min in the presence or absence of EPI-hNE4 (0.7 microm). hNE activated I(Na) 3.6-fold (p < 0.001) relative to non-treated hENaC-injected oocytes. EPI-hNE4 fully inhibited hNE-activated I(Na) but had no effect on trypsin- or prostasin-activated I(Na). The co-activation of I(Na) by hNE and trypsin was not additive. Biotinylation experiments revealed that cell surface gamma ENaC (but not alpha or beta ENaC) exposed to hNE for 2 min was cleaved (as a 67-kDa fragment) and correlated with increased I(Na). The elastase-induced exogenous proteolysis pattern is distinct from the endogenous proteolysis pattern induced upon preferential assembly, suggesting a causal relationship between gamma ENaC cleavage and ENaC activation, taking place at the plasma membrane.

Capturing and Organizing Prior Student Learning with the OCW Backpack

The purpose of this paper is to present an approach for students to have non-traditional learning assessed for credit and introduce a tool that facilitates this process. The OCW Backpack system can connect self-learners with KNEXT assessment services to obtain college credit for prior learning. An ex post facto study based on historical data collected over the past two years at Kaplan University (KU) is presented to validate the portfolio assessment process. Cumulative GPA was compared for students who received experiential credit for learning derived from personal or professional experience with a matched sample of students with no experiential learning credits. The study found that students who received experiential credits perform better than the matched sample students on GPA. The findings validate the KU portfolio assessment process. Additionally, the results support the capability of the OCW Backpack to capture the critical information necessary to evaluate non-traditional learning for university credit.