Tissue engineering strategies for biomaterial-based anticancer drug delivery and enhancement of angiogenesis in tumor-resected bone

Patienten, die an Osteosarkom leiden werden derzeit mit intravenös applizierten krebstherapeutischen Mitteln nach Tumorresektion behandelt, was oftmals mit schweren Nebenwirkungen und einem verzögerten Knochenheilungsprozess einhergeht. Darüber hinaus treten vermehrt Rezidive aufgrund von verbleibenden neoplastischen Zellen an der Tumorresektionsstelle auf. Erfolgreiche Knochenregeneration und die Kontrolle von den im Gewebe verbleibenden Krebszellen stellt eine Herausforderung für das Tissue Engineering nach Knochenverlust durch Tumorentfernung dar. In dieser Hinsicht scheint der Einsatz von Hydroxyapatit als Knochenersatzmaterial in Kombination mit Cyclodextrin als Medikamententräger, vielversprechend. Chemotherapeutika können an Biomaterial gebunden und direkt am Tumorbett über einen längeren Zeitraum freigesetzt werden, um verbliebene neoplastische Zellen zu eliminieren. Lokal applizierte Chemotherapie hat diverse Vorteile, einschließlich der direkten zytotoxischen Auswirkung auf lokale Zellen, sowie die Reduzierung schwerer Nebenwirkungen. Diese Studie wurde durchgeführt, um die Funktionsfähigkeit eines solchen Arzneimittelabgabesystems zu bewerten und um Strategien im Bereich des Tissue Engineerings zu entwickeln, die den Knochenheilungsprozess und im speziellen die Vaskularisierung fördern sollen. Die Ergebnisse zeigen, dass nicht nur Krebszellen von der chemotherapeutischen Behandlung betroffen sind. Primäre Endothelzellen wie zum Beispiel HUVEC zeigten eine hohe Sensibilität Cisplatin und Doxorubicin gegenüber. Beide Medikamente lösten in HUVEC ein tumor-unterdrückendes Signal durch die Hochregulation von p53 und p21 aus. Zudem scheint Hypoxie einen krebstherapeutischen Einfluss zu haben, da die Behandlung sensitiver HUVEC mit Hypoxie die Zellen vor Zytotoxizität schützte. Der chemo-protektive Effekt schien deutlich weniger auf Krebszelllinien zu wirken. Diese Resultate könnten eine mögliche chemotherapeutische Strategie darstellen, um den Effekt eines zielgerichteten Medikamenteneinsatzes auf Krebszellen zu verbessern unter gleichzeitiger Schonung gesunder Zellen. Eine erfolgreiche Integration eines Systems, das Arzneimittel abgibt, kombiniert mit einem Biomaterial zur Stabilisierung und Regeneration, könnte gesunden Endothelzellen die Möglichkeit bieten zu proliferieren und Blutgefäße zu bilden, während verbleibende Krebszellen eliminiert werden. Da der Prozess der Knochengeweberemodellierung mit einer starken Beeinträchtigung der Lebensqualität des Patienten einhergeht, ist die Beschleunigung des postoperativen Heilungsprozesses eines der Ziele des Tissue Engineerings. Die Bildung von Blutgefäßen ist unabdingbar für eine erfolgreiche Integration eines Knochentransplantats in das Gewebe. Daher ist ein umfangreich ausgebildetes Blutgefäßsystem für einen verbesserten Heilungsprozess während der klinischen Anwendung wünschenswert. Frühere Experimente zeigen, dass sich die Anwendung von Ko-Kulturen aus humanen primären Osteoblasten (pOB) und humanen outgrowth endothelial cells (OEC) im Hinblick auf die Bildung stabiler gefäßähnlicher Strukturen in vitro, die auch effizient in das mikrovaskuläre System in vivo integriert werden konnten, als erfolgreich erweisen. Dieser Ansatz könnte genutzt werden, um prä-vaskularisierte Konstrukte herzustellen, die den Knochenheilungsprozess nach der Implantation fördern. Zusätzlich repräsentiert das Ko-Kultursystem ein exzellentes in vitro Model, um Faktoren, welche stark in den Prozess der Knochenheilung und Angiogenese eingebunden sind, zu identifizieren und zu analysieren. Es ist bekannt, dass Makrophagen eine maßgebliche Rolle in der inflammatorisch-induzierten Angiogenese spielen. In diesem Zusammenhang hebt diese Studie den positiven Einfluss THP-1 abgeleiteter Makrophagen in Ko-Kultur mit pOB und OEC hervor. Die Ergebnisse zeigten, dass die Anwendung von Makrophagen als inflammatorischer Stimulus im bereits etablierten Ko-Kultursystem zu einer pro-angiogenen Aktivierung der OEC führte, was in einer signifikant erhöhten Bildung blutgefäßähnlicher Strukturen in vitro resultierte. Außerdem zeigte die Analyse von Faktoren, die in der durch Entzündung hervorgerufenen Angiogenese eine wichtige Rolle spielen, eine deutliche Hochregulation von VEGF, inflammatorischer Zytokine und Adhäsionsmoleküle, die letztlich zu einer verstärkten Vaskularisierung beitragen. Diese Resultate werden dem Einfluss von Makrophagen zugeschrieben und könnten zukünftig im Tissue Engineering eingesetzt werden, um den Heilungsprozess zu beschleunigen und damit die klinische Situation von Patienten zu verbessern. Darüber hinaus könnte die Kombination der auf Ko-Kulturen basierenden Ansätze für das Knochen Tissue Engineering mit einem biomaterial-basierenden Arzneimittelabgabesystem zum klinischen Einsatz kommen, der die Eliminierung verbliebener Krebszellen mit der Förderung der Knochenregeneration verbindet.

Drug delivery, entry and intracellular trafficking of polymeric nanoparticles

Polymere Nanopartikel sind kleine Teilchen, die vielseitige Einsatzmöglichkeiten für den Transport von Wirkstoffen bieten. Da Nanomaterialien in diesen biomedizinischen Anwendungen oft mit biologischen Systemen in Berührung kommen, erfordert das eine genaue Untersuchung ihrer gegenseitigen Wechselwirkungen. In diesem speziellen Forschungsgebiet, welches sich auf die Interaktionen von Nanomaterialien mit biologischen Komponenten konzentriert, wurde bereits eine Vielzahl verschiedener Nanopartikel-Zell-Interaktionen (z. B. Nanotoxizität, Wirkstofftransport-mechanismen) analysiert. Bezüglich der Untersuchungen zu nanopartikulären Wirkstofftransport-mechanismen ist es im Allgemeinen akzeptiert, dass ein erfolgreicher zellulärer Transport hauptsächlich von der Aufnahme des Nanotransporters abhängt. Deshalb analysieren wir in dieser Arbeit (1) den Wirkstofftransportmechanismus für biologisch-abbaubare eisenhaltige Poly-L-Milchsäure Nanopartikel (PLLA-Fe-PMI) sowie (2) die Aufnahmemechanismen und die intrazellulären Transportwege von nicht-abbaubaren superparamagnetischen Polystyrolnanopartikeln (SPIOPSN). rnIn dieser Arbeit identifizieren wir einen bisher unbekannten und nicht-invasiven Wirkstoff-transportmechanismus. Dabei zeigt diese Studie, dass der subzelluläre Transport der nanopartikulärer Fracht nicht unbedingt von einer Aufnahme der Nanotransporter abhängt. Der identifizierte Arzneimitteltransportmechanismus basiert auf einem einfachen physikochemischen Kontakt des hydrophoben Poly-L-Milchsäure-Nanopartikels mit einer hydrophoben Oberfläche, wodurch die Freisetzung der nanopartikulären Fracht ausgelöst wird. In Zellexperimenten führt die membranvermittelte Freisetzung der nanopartikulären Fracht zu ihrem sofortigen Transport in TIP47+- und ADRP+- Lipidtröpfchen. Der Freisetzungsmechanismus („kiss-and-run") kann durch die kovalente Einbindung des Frachtmoleküls in das Polymer des Nanopartikels blockiert werden.rnWeiterhin wird in Langzeitversuchen gezeigt, dass die Aufnahme der untersuchten polymeren Nanopartikel von einem Makropinozytose-ähnlichen Mechanismus gesteuert wird. Im Laufe dieser Arbeit werden mehrere Faktoren identifiziert, die in diesem Aufnahmemechanismus eine Rolle spielen. Darunter fallen unter anderem die kleinen GTPasen Rac1 und ARF1, die die Aufnahme von SPIOPSN beeinflussen. Darauffolgend werden die intrazellulären Transportwege der Nanopartikel untersucht. Mit Hilfe eines neuartigen Massenspektrometrieansatzes wird der intrazelluläre Transport von nanopartikelhaltigen endozytotischen Vesikeln rekonstruiert. Intensive Untersuchungen identifizieren Marker von frühen Endosomen, späten Endosomen/ multivesikulären Körpern, Rab11+- Endosomen, Flotillin-Vesikeln, Lysosomen und COP-Vesikeln. Schließlich wird der Einfluss des lysosomalen Milieus auf die Proteinhülle der Nanopartikel untersucht. Hier wird gezeigt, dass die adsorbierte Proteinhülle auf den Nanopartikeln in die Zelle transportiert wird und anschließend im Lysosom abgebaut wird. rnInsgesamt verdeutlicht diese Arbeit, dass die klassische Strategie des nanopartikulären und invasiven Wirkstofftransportmechanismuses überdacht werden muss. Weiterhin lässt sich aus den Daten schlussfolgern, dass polymere Nanopartikel einem atypischen Makropinozytose-ähnlichen Aufnahmemechanismus unterliegen. Dies resultiert in einem intrazellulären Transport der Nanopartikel von Makropinosomen über multivesikuläre Körperchen zu Lysosomen.rn

FaSSIF-C, a Cholesterol containing biorelevant intestinal model medium for development and test of oral drug formulations

Biorelevante Medien sind entwickelt worden, um die Bedingungen im Magen-Darm-Trakt vor und nach der Mahlzeit zu imitieren. Mit FaSSIF und FeSSIF wurden Medien eingeführt, die nicht nur die pH- und Puffer-Kapazität des Dünndarms widerspiegeln, sondern auch Lipid und physiologische Tensid-Arten enthalten. Diese Medien (FaSSIF-V2 und FaSSlFmod6.5) wurden für Bioverfügbarkeitstudien in der Medikamentenentwicklung im Laufe der Jahre kontinuierlich weiterentwickelt. Dennoch sind die auf dem Markt verfügbaren Medien immer noch nicht in der Lage, die realen physiologischen Bedingungen zu simulieren. In der jetzigen Zusammensetzung sind nicht alle Kompetenten enthalten, welche natürlicher Weise im Duodenum vorkommen. Darüber hinaus wird nur eine 1:5 Verdünnung von FeSSIF zu FaSSIF angenommen, die individuelle Wasserzufuhr bei Medikamentengabe wird hierdurch jedoch nur eingeschränkt simuliert, obwohl diese von Patient zu Patient schwanken kann. rnZiel dieser Dissertation war die Verbesserung der Vorhersage der Auflösung und Absorption lipophiler Arzneistoffe durch Simulation der Bedingungen im zweiten Teil des Zwölffingerdarms mit neuen biorelevanten Medien, sowie unter Einwirkung zusätzlicher Detergention als Wirkstoffträger. rnUm den Effekt der Verdünnungsrate und Zeit im Dünndarm zu untersuchen, wurde die Entwicklung der Nanopartikel in der Magen-Darm-Flüssigkeit FaSSIFmod6.5 zu verschiedenen Zeitpunkten und Wassergehalten untersucht. Dafür wurden kinetische Studien an verschieden konzentrierten Modellmedien nach Verdünnungssprung untersucht. Das Modell entspricht der Vermischung der Gallenflüssigkeit mit dem Darminhalt bei variablem Volumen. Die Ergebnisse zeigen, dass Art und Größe der Nanopartikel stark von Verdünnung und Einirkungszeit abhängen. rnrnDie menschliche Darmflüssigkeit enthält Cholesterin, welches in allen früheren Modellmedien fehlt. Daher wurden biokompatible und physiologische Modellflüssigkeiten, FaSSIF-C, entwickelt. Der Cholesteringehalt von FaSSIF - 7C entspricht der Gallenflüssigkeit einer gesunden Frau, FaSSIF - 10C der einer gesunden männlichen Person und FaSSIF - 13C der in einigen Krankheitszuständen. Die intestinale Teilchen-Struktur-Untersuchung mit dynamische Lichtstreuung (DLS) und Neutronen-Kleinwinkelstreuung (SANS) ergab, dass die Korngröße von Vesikeln mit zunehmender Cholesterin-Konzentration abnahm. Zu hohe Cholesterin-Konzentration bewirkte zusätzlich sehr große Partikel, welche vermutlich aus Cholesterin-reichen “Disks“ bestehen. Die Löslichkeiten einiger BCS Klasse II Wirkstoffe (Fenofibrat, Griseofulvin, Carbamazepin, Danazol) in diesen neuen Medien zeigten, dass die Löslichkeit in unterschiedlicher Weise mit der Cholesteringehalt zusammen hing und dieser Effekt selektiv für die Droge war. rnDarüber hinaus wurde die Wirkung von einigen Tensiden auf die kolloidale Struktur und Löslichkeit von Fenofibrat in FaSSIFmod6.5 und FaSSIF -7C untersucht. Struktur und Löslichkeit waren Tensid- und Konzentrations-abhängig. Im Falle von FaSSIFmod6.5 zeigten die Ergebnisse eine dreifache Verzweigung der Lösungswege. Im Bereich mittlerer Tensidkonzentration wurde eine Löslichkeitslücke der Droge zwischen der Zerstörung der Galle-Liposomen und der Bildung von Tensid-reichen Mizellen beobachtet. In FaSSIF - 7C, zerstörten Tenside in höherer Konzentration die Liposomenstruktur trotz der allgemeinen Stabilisierung der Membranen durch Cholesterin. rnDie in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse ergeben, dass die Anwesenheit von Cholesterin als eine fehlende Komponente der menschlichen Darmflüssigkeit in biorelevanten Medien wichtig ist und dazu beitragen kann, das in vivo Verhalten schwerlöslicher Arzneistoffe im Körper besser vorhersagen zu können. Der Verdünnungsgrad hat einen Einfluss auf die Nanopartikel-Struktur und Tenside beeinflussen die Löslichkeit von Medikamenten in biorelevanten Medien: Dieser Effekt ist sowohl von der Konzentration das Tensids abhängig, als auch dessen Typ.rnrn

In vitro detection of cytotoxic T and NK cells in peripheral blood of patients with various drug-induced skin diseases

BACKGROUND: Cytotoxic cells are involved in most forms of drug-induced skin diseases. Till now, no in vitro test addressed this aspect of drug-allergic responses. Our report evaluates whether drug-induced cytotoxic cells can be detected in peripheral blood of nonacute patients with different forms of drug hypersensitivity, and also whether in vitro detection of these cells could be helpful in drug-allergy diagnosis. METHODS: GranzymeB enzyme-linked immunosorbent spot-forming (ELISPOT) and cell surface expression of the degranulation marker CD107a were evaluated on peripheral blood mononuclear cells from 12 drug-allergic patients in remission state and 16 drug-exposed healthy controls. RESULTS: In 10/12 allergic patients culprit but not irrelevant drug elicited granzymeB release after 48-72 h stimulation. It was clearly positive in patients with high proliferative response to the drug, measured in lymphocyte transformation tests. In patients, who showed moderate or low proliferation and low drug-response in granzymeB ELISPOT, overnight preincubation with interleukin (IL)-7/IL-15 enhanced drug-specific granzymeB release and allowed to clearly identify the offending agent. CD107a staining was positive on CD4+/CD3+, CD8+/CD3+ T cells as well as CD56+/CD3- natural killer cells. None of the drug-exposed healthy donors reacted to the tested drugs and allergic patients reacted only to the offending, but not to tolerated drugs. CONCLUSION: GranzymeB ELISPOT is a highly specific in vitro method to detect drug-reacting cytotoxic cells in peripheral blood of drug-allergic patients even several years after disease manifestation. Together with IL-7/IL-15 preincubation, it may be helpful in indentifying the offending drug even in some patients with weak proliferative drug-response.

Impact of stent overlap on angiographic and long-term clinical outcome in patients undergoing drug-eluting stent implantation

Objectives We compared the angiographic and long-term clinical outcomes of patients with and without overlap of drug-eluting stents (DES). Background DES overlap has been associated with delayed healing and increased inflammation in experimental studies, but its impact on clinical outcome is not well established. Methods We analyzed the angiographic and clinical outcomes of 1,012 patients treated with DES in the SIRTAX (Sirolimus-Eluting Versus Paclitaxel-Eluting Stents for Coronary Revascularization) trial according to the presence or absence of stent overlap and the number of stents per vessel: 134 (13.2%) patients with multiple DES in a vessel with overlap, 199 (19.7%) patients with multiple DES in a vessel without overlap, and 679 (67.1%) patients with 1 DES per vessel. Results Angiographic follow-up at 8 months showed an increased late loss in DES overlap patients (0.33 ± 0.61 mm) compared with the other groups (0.18 ± 0.43 mm and 0.15 ± 0.38 mm, p < 0.01). The smallest minimal lumen diameter was located at the zone of stent overlap in 17 (68%) of 25 patients with stent overlap who underwent target lesion revascularization. Major adverse cardiac events were more common in patients with DES overlap (34 events, 25.4%) than in the other groups (42 events, 21.1% and 95 events, 14.0%) at 3 years (p < 0.01). Both the risk of target lesion revascularization (20.2% vs. 16.1% vs. 9.7%, p < 0.01) and the composite of death or myocardial infarction (17.2% vs. 14.1% vs. 9.1%, p = 0.01) were increased in patients with DES overlap compared with the other groups. Conclusions DES overlap occurs in >10% of patients undergoing percutaneous coronary intervention in routine clinical practice and is associated with impaired angiographic and long-term clinical outcome, including death or myocardial infarction. (Sirolimus-Eluting Versus Paclitaxel-Eluting Stents for Coronary Revascularization; NCT00297661).

Effect of Mutation and Genetic Background on Drug Resistance in Mycobacterium tuberculosis

Bacterial factors may contribute to the global emergence and spread of drug-resistant tuberculosis (TB). Only a few studies have reported on the interactions between different bacterial factors. We studied drug-resistant Mycobacterium tuberculosis isolates from a nationwide study conducted from 2000 to 2008 in Switzerland. We determined quantitative drug resistance levels of first-line drugs by using Bactec MGIT-960 and drug resistance genotypes by sequencing the hot-spot regions of the relevant genes. We determined recent transmission by molecular methods and collected clinical data. Overall, we analyzed 158 isolates that were resistant to isoniazid, rifampin, or ethambutol, 48 (30.4%) of which were multidrug resistant. Among 154 isoniazid-resistant strains, katG mutations were associated with high-level and inhA promoter mutations with low-level drug resistance. Only katG(S315T) (65.6% of all isoniazid-resistant strains) and inhA promoter -15C/T (22.7%) were found in molecular clusters. M. tuberculosis lineage 2 (includes Beijing genotype) was associated with any drug resistance (adjusted odds ratio [OR], 3.0; 95% confidence interval [CI], 1.7 to 5.6; P < 0.0001). Lineage 1 was associated with inhA promoter -15C/T mutations (OR, 6.4; 95% CI, 2.0 to 20.7; P = 0.002). We found that the genetic strain background influences the level of isoniazid resistance conveyed by particular mutations (interaction tests of drug resistance mutations across all lineages; P < 0.0001). In conclusion, M. tuberculosis drug resistance mutations were associated with various levels of drug resistance and transmission, and M. tuberculosis lineages were associated with particular drug resistance-conferring mutations and phenotypic drug resistance. Our study also supports a role for epistatic interactions between different drug resistance mutations and strain genetic backgrounds in M. tuberculosis drug resistance.

Investigation of a large community-based outbreak of hepatitis B infection in the United Kingdom

We describe the largest outbreak of hepatitis B virus infection reported to date in the UK. Between July 2001 and December 2005, 237 cases were identified in Avon, South West England. The likely route of transmission was injecting drug use in 44% (104/237) and heterosexual intercourse in 30% (71/237) of cases. A case-control study in injectors showed that injecting crack cocaine [adjusted odds ratio (aOR) 23·8, 95% confidence interval (CI) 3·04-186, P<0·001] and sharing injecting paraphernalia in the year before diagnosis (aOR 16·67, 95% CI 1·78-100, P=0·010) were strongly associated with acute hepatitis B. In non-IDUs number of sexual partners and lack of consistent condom use were high compared to a national sample. We describe the control measures implemented in response to the outbreak. This outbreak has highlighted the problems associated with the low uptake from the national hepatitis B vaccination policy which targets high-risk groups, the difficulties of identifying those at risk of acquiring hepatitis B infection through heterosexual sex, and injecting crack cocaine as a risk factor for hepatitis B.

Incidence of HIV-1 drug resistance among antiretroviral treatment-naive individuals starting modern therapy combinations

Estimates of drug resistance incidence to modern first-line combination antiretroviral therapies against human immunodeficiency virus (HIV) type 1 are complicated by limited availability of genotypic drug resistance tests (GRTs) and uncertain timing of resistance emergence.

Drug suicide: a sex-equal cause of death in 16 European countries

Background There is a lack of international research on suicide by drug overdose as a preventable suicide method. Sex- and age-specific rates of suicide by drug self-poisoning (ICD-10, X60-64) and the distribution of drug types used in 16 European countries were studied, and compared with other self-poisoning methods (X65-69) and intentional self-injury (X70-84). Methods Data for 2000-04/05 were collected from national statistical offices. Age-adjusted suicide rates, and age and sex distributions, were calculated. Results No pronounced sex differences in drug self-poisoning rates were found, either in the aggregate data (males 1.6 and females 1.5 per 100,000) or within individual countries. Among the 16 countries, the range (from some 0.3 in Portugal to 5.0 in Finland) was wide. 'Other and unspecified drugs' (X64) were recorded most frequently, with a range of 0.2-1.9, and accounted for more than 70% of deaths by drug overdose in France, Luxembourg, Portugal and Spain. Psychotropic drugs (X61) ranked second. The X63 category ('other drugs acting on the autonomic nervous system') was least frequently used. Finland showed low X64 and high X61 figures, Scotland had high levels of X62 ('narcotics and hallucinogens, not elsewhere classified') for both sexes, while England exceeded other countries in category X60. Risk was highest among the middle-aged everywhere except in Switzerland, where the elderly were most at risk. Conclusions Suicide by drug overdose is preventable. Intentional self-poisoning with drugs kills as many males as females. The considerable differences in patterns of self-poisoning found in the various European countries are relevant to national efforts to improve diagnostics of suicide and appropriate specific prevention. The fact that vast majority of drug-overdose suicides came under the category X64 refers to the need of more detailed ICD coding system for overdose suicides is needed to permit better design of suicide-prevention strategies at national level.

In vitro diagnosis of T cell-mediated drug allergy

Diagnosis of drug hypersensitivity relies on history, skin tests, in vitro tests and provocation tests. In vitro tests are of great interest, due to possible reduction of drug provocation tests. In this review we focus on best investigated in vitro techniques for the diagnosis of T cell-mediated drug hypersensitivity reactions. As drug hypersensitivity relies on different pathomechanisms and as a single diagnostic test usually does not cover all possible reactions, it is advisable to combine different tests to increase the overall sensitivity. Recently, proliferation-based assays have been supplemented by a panel of novel in vitro tests including analysis of cytotoxic potential of effector cells (granzyme B, granulysin, CD107a), evaluation of cytokine secretion (IL-2, IL-5, IL-13, and IFN-γ) and up-regulation of cell surface activation markers (CD69). We discuss the latest findings and readout systems to identify causative drugs by detecting functional and phenotypic markers of drug-reacting cells, and their ability to enable a more conclusive diagnosis of drug allergy.

Review of the fibrinolytic system: comparison of different antifibrinolytics used during cardiopulmonary bypass

Antifibrinolytic agents are often used in different clinical situations, especially in cardiac surgery. During several years, aprotinin was the drug of choice because more than antifibrinolytic properties, aprotinin offers a direct effect on kallikrein and inflammatory pathways. In 2008, The Blood Conservation Using Antifibrinolytics in a Randomized Trial (BART) initiated a discussion about real risks associated with aprotinin administration. Tranexamic acid and epsilon-aminocaproic acid appear to be interesting alternatives in our daily practice. The exact mechanism of action, the pharmacokinetic parameters, the efficacy, and the safety profile need to be clarified for lysine analogs. In this review, the different antifibrinolytics will be described with a special interest into the route of work, and recent patents. Current studies about the pharmacokinetic and the pharmacodynamic profile will be described, and finally the benefit-to-risk balance in patients undergoing cardiac surgery with cardiopulmonary bypass will be discussed.

Unhealthy alcohol use, HIV infection and risk of liver fibrosis in drug users with hepatitis C

Aim To analyze alcohol use, clinical data and laboratory parameters that may affect FIB-4, an index for measuring liver fibrosis, in HCV-monoinfected and HCV/HIV-coinfected drug users. Patients and Methods Patients admitted for substance abuse treatment between 1994 and 2006 were studied. Socio-demographic data, alcohol and drug use characteristics and clinical variables were obtained through hospital records. Blood samples for biochemistry, liver function tests, CD4 cell count, and serology of HIV and HCV infection were collected at admission. Multivariate linear regression was used to analyze the predictors of FIB-4 increase. Results A total of 472 (83% M, 17% F) patients were eligible. The median age at admission was 31 years (Interquartile range (IQR) 27–35 years), and the median duration of drug use was 10 years (IQR 5.5–15 years). Unhealthy drinking (>50 grams/day) was reported in 32% of the patients. The FIB-4 scores were significantly greater in the HCV/HIV-coinfected patients (1.14, IQR 0.76–1.87) than in the HCV-monoinfected patients (0.75, IQR 0.56–1.11) (p<0.001). In the multivariate analysis, unhealthy drinking (p = 0.034), lower total cholesterol (p = 0.042), serum albumin (p<0.001), higher GGT (p<0.001) and a longer duration of addiction (p = 0.005) were independently associated with higher FIB-4 scores in the HCV-monoinfected drug users. The effect of unhealthy drinking on FIB-4 scores disappeared in the HCV/HIV-coinfected patients, whereas lower serum albumin (p<0.001), a lower CD4 cell count (p = 0.006), higher total bilirubin (p<0.001) and a longer drug addiction duration (p<0.001) were significantly associated with higher FIB-4 values. Conclusions Unhealthy alcohol use in the HCV-monoinfected patients and HIV-related immunodeficiency in the HCV/HIV-coinfected patients are important risk factors associated with liver fibrosis in the respective populations.

Drug-Use Amongst Teenagers in Romania and the Republic of Moldavia"

Drug-use among teenagers in two ex-communist countries, Romania and the Republic of Moldova, was studied both in isolation and on a comparative basis. The group carried out a psycho-social study, gaining data from two representative samples of teenagers (N=713 in Romania and N=760 in Moldova). Teachers, parents and experts were also interviewed, using focus groups, questionnaires and 3 individual interviews. Aspects of the phenomenon investigated were the extent of drug use (frequency of consumption, kinds of drugs used, and categories of teenage consumers, by age, gender, residential areas, occupational status, marketplaces and traffickers); internal and external stimulating and inhibiting factors, the attitude of all four categories of subjects to drug abuse in teenagers, and strategies for combating this and other such problems.

Antinociceptive effects, metabolism and disposition of ketamine in ponies under target-controlled drug infusion

Ketamine is widely used as an anesthetic in a variety of drug combinations in human and veterinary medicine. Recently, it gained new interest for use in long-term pain therapy administered in sub-anesthetic doses in humans and animals. The purpose of this study was to develop a physiologically based pharmacokinetic (PBPk) model for ketamine in ponies and to investigate the effect of low-dose ketamine infusion on the amplitude and the duration of the nociceptive withdrawal reflex (NWR). A target-controlled infusion (TCI) of ketamine with a target plasma level of 1 microg/ml S-ketamine over 120 min under isoflurane anesthesia was performed in Shetland ponies. A quantitative electromyographic assessment of the NWR was done before, during and after the TCI. Plasma levels of R-/S-ketamine and R-/S-norketamine were determined by enantioselective capillary electrophoresis. These data and two additional data sets from bolus studies were used to build a PBPk model for ketamine in ponies. The peak-to-peak amplitude and the duration of the NWR decreased significantly during TCI and returned slowly toward baseline values after the end of TCI. The PBPk model provides reliable prediction of plasma and tissue levels of R- and S-ketamine and R- and S-norketamine. Furthermore, biotransformation of ketamine takes place in the liver and in the lung via first-pass metabolism. Plasma concentrations of S-norketamine were higher compared to R-norketamine during TCI at all time points. Analysis of the data suggested identical biotransformation rates from the parent compounds to the principle metabolites (R- and S-norketamine) but different downstream metabolism to further metabolites. The PBPk model can provide predictions of R- and S-ketamine and norketamine concentrations in other clinical settings (e.g. horses).

Are plasma levels valid surrogates for cellular concentrations of antiretroviral drugs in HIV-infected patients?

Total plasma concentrations are currently measured for therapeutic drug monitoring of HIV protease inhibitors (PIs) and nonnucleoside reverse transcriptase inhibitors (NNRTIs). However, the pharmacological target of antiretroviral drugs reside inside cells. To study the variability of their cellular accumulation, and to determine to which extent total plasma concentrations (TPC) correlate with cellular concentrations (CC), plasma and peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were simultaneously collected at single random times after drug intake from 133 HIV infected patients. TPC levels were analysed by high-performance liquid chromatography with ultraviolet detection and CC by LC-MS/MS from peripheral blood mononuclear cells. The best correlations between TPC and CC were observed for nelfinavir (NFV, slope=0.93, r=0.85), saquinavir (SQV, slope=0.76, r=0.80) and lopinavir (LPV, slope=0.87, r=0.63). By contrast, TPC of efavirenz (EFV) exhibited a moderate correlation with CC (slope=0.69, r=0.58), while no correlation was found for nevirapine (NVP, slope=-0.3, r=0.1). Interindividual variability in the CC/TPC ratio was lower for protease inhibitors (coefficients of variation 76%, 61%, and 80% for SQV, NFV and LPV, respectively) than for nonnucleoside reverse transcriptase inhibitors (coefficients of variation 101% and 318%, for EFV and NVP). As routine CC measurement raises practical difficulties, well-correlated plasma concentrations (ie, NFV, SQV and LPV) can probably be considered as appropriate surrogates for cellular drug exposure. For drugs such as EFV or NVP, there may be room for therapeutic drug monitoring improvement using either direct CC determination or other predictive factors such as genotyping of transporters or metabolizing enzyme genes.