Avaliação das alterações macro-hemodinâmicas, microcirculatórias, gasométricas, metabólicas e inflamatórias secundárias à sedação com dexmedetomidina em um modelo experimental de endotoxemia em hamsters

Pela sua alta incidência, morbidade, mortalidade e custos ao sistema de saúde, a sepse se destaca entre as diversas indicações de internação em unidade de terapia intensiva (UTI). A disfunção da microcirculação tem papel central na gênese e manutenção da síndrome séptica, sendo um marco fisiopatológico desta síndrome. Pacientes críticos invariavelmente estão ansiosos, agitados, confusos, desconfortáveis e/ou com dor. Neste contexto, drogas sedativas são amplamente utilizadas na medicina intensiva. A dexmedetomidina, um agonista potente e altamente seletivo dos receptores alfa-2 adrenérgicos, vem conquistando espaço como o sedativo de escolha nas UTIs por seus efeitos de sedação consciente, redução da duração e incidência de delirium e preservação da ventilação espontânea. Apesar destas possíveis vantagens, a indicação de uso da dexmedetomidina na síndrome séptica ainda carece de conhecimentos sobre seus efeitos na microcirculação e perfusão orgânica. Com o intuito de caracterizar os efeitos microcirculatórios da dexmedetomidina em um modelo murino de endotoxemia que permite estudos in vivo da inflamação e disfunção da perfusão microvascular, hamsters Sírios dourados submetidos à endotoxemia induzida por administração intravenosa de lipopolissacarídeo de Escherichia coli (LPS, 1,0 mg.kg-1) foram sedados com dexmedetomidina (5,0 μg.kg.h-1). A microscopia intravital da preparação experimental (câmara dorsal) permitiu a realização de uma análise quantitativa das variáveis microvasculares e do rolamento e adesão de leucócitos à parede venular. Também foram analisados os parâmetros macro-hemodinâmicos e gasométricos (arterial e venoso portal), as concentrações de lactato arterial e venoso portal, a água pulmonar total e a sobrevivência do animal. Animais não-endotoxêmicos e/ou tratados com solução salina a 0,9% serviram como controles neste experimento. O LPS aumentou o rolamento e a adesão de leucócitos à parede venular, diminuiu a densidade capilar funcional e a velocidade das hemácias nos capilares e induziu acidose metabólica. O tratamento com dexmedetomidina atenuou significativamente estas respostas patológicas (p < 0,05). A frequência de pulso dos animais foi significativamente reduzida pela droga (p < 0,05). Outros resultados não foram tão expressivos (estatisticamente ou clinicamente). Estes resultados indicam que a utilização de dexmedetomidina produz um efeito protetor sobre a microcirculação da câmara dorsal de hamsters endotoxêmicos. Efeitos anti-inflamatórios da dexmedetomidina sobre os leucócitos e o endotélio poderiam melhorar a perfusão capilar e representar o mecanismo in vivo de ação da droga na microcirculação.

Studies on the non-covalent complexes between oleanolic acid and cyclodextrins using electrospray ionization tandem mass spectrometry

Non-covalent inclusion complexes formed between an anti-inflammatory drug, oleanolic acid (OA), and alpha-, beta- and gamma-cyclodextrins (CDs) were investigated by means of solubility studies and electrospray ionization tandem mass spectrometry (ESI-MSn). The order of calculated association constants (K-1:1) of complexes between OA and different CDs in solution is in good agreement with the order of their relative peak intensities and the relative CID energies of the complexes under the same ESI-MSn conditions. These results indicate a direct correlation between the behaviors of solution- and gas-phase complexes. ESI-MS can thus be used to evaluate solution-phase non-covalent complexes successfully. The experimental results show that the most stable 1:1 inclusion complexes between three CDs and OA can be formed, but 2:1 CD-OA complexes can be formed with beta- and gamma-CDs. Multi-component complexes of alpha-CD-OA-beta-CD (1:1:1), alpha-CD-OA-gamma-CD (1:1:1) and beta-CD-OA-gamma-CD (1:1:1) were found in equimolar CD mixtures with excess OA. The formation of 2:1 and multi-component 1:1:1 non-covalent CD-OA complexes indicates that beta- and gamma-CD are able to form sandwich-type inclusion non-covalent complexes with OA. The above results can be partly supported by the relative sizes of OA and CD cavities by molecular modeling calculations.

Regulation of the Gene Encoding Thrombin-Activable Fibrinolysis Inhibitor in Non-Hepatic Cells

Thrombin-activable fibrinolysis inhibitor (TAFI) is a carboxypeptidase B-like pro-enzyme that, once activated, attenuates fibrinolysis. TAFIa also possesses anti-inflammatory properties. Although liver is the main source of plasma TAFI, platelet-derived TAFI has also been reported. An alternatively spliced TAFI variant resulted from the skipping of exon 6 and a 52-base deletion in exon 10 of CPB2 mRNA (∆6+10) was described to be brain specific. This TAFI variant is reputed to possess a secretase-like activity that cleaves β-amyloid precursor protein to form β-amyloid, a process involved in the onset of Alzheimer's disease. In this thesis, we report the identification of CPB2 mRNA and TAFI protein in various vascular and inflammatory cells. Specifically, we describe the expression of CPB2 mRNA in the megakaryocytic cell lines MEG-01 and Dami, the monocytic cell line THP-1, and peripheral blood mononuclear cells. TAFI protein was detected in differentiated Dami and THP-1 cells. We next describe the effect of external stimuli such as phorbol myristate acetate (PMA) on CPB2 expression in Dami and THP-1 cells. We found that PMA treatment increases both CPB2 mRNA abundance and promoter activity in Dami cells, and decreases both CPB2 mRNA abundance and promoter activity in THP-1 cells. Deletion analysis of the CPB2 promoter indicated cell-type specific regulation of CPB2 gene expression. Finally, we evaluated the expression of alternatively spliced CPB2 mRNA variants in hepatic and non hepatic cells. We found that exon 6 skipping variants are expressed in all cell types of interest. The variant previously reported to be brain specific was also found to be expressed in platelets. We found that the alternatively spliced TAFI variants accumulated inside the cells in a non-secretable, hypoglycosylated form and showed no carboxypeptidase activity. Taken together, this thesis provides further evidence supporting the hypothesis that platelet-derived TAFI is originated from CPB2 gene expression in megakaryocytes. Moreover, our data imply a potential for site-specific anti-inflammatory control provided by macrophage-derived TAFI. Alternative splicing of the CPB2 mRNA may give rise to variants with an intracellular role, perhaps as a peptidase chaperone, and may modulate the synthesis of secretable TAFI.

Aspirin and folic acid for the prevention of recurrent colorectal adenomas

BACKGROUND & AIMS: Although observational studies have found regular aspirin use to be associated with a reduced risk of colorectal neoplasia, results from randomized trials using aspirin have been inconsistent. Dietary folate intake also has been found to be associated with a reduced risk of colorectal neoplasms in observational studies.

METHODS: A multicenter, randomized, double-blind trial of aspirin (300 mg/day) and folate supplements (0.5 mg/day) to prevent colorectal adenoma recurrence was performed using a 2 x 2 factorial design. All patients had an adenoma (>/=0.5 cm) removed in the 6 months before recruitment and were followed-up at 4-month intervals with a second colonoscopy after approximately 3 years. The primary outcome measure was a colorectal adenoma diagnosed after baseline.

RESULTS: A total of 945 patients were recruited into the study, of whom 853 (90.3%) underwent a second colonoscopy. In total, 99 (22.8%) of 434 patients receiving aspirin had a recurrent adenoma compared with 121 (28.9%) of 419 patients receiving placebo (relative risk, 0.79; 95% confidence interval [CI], 0.63-0.99). A total of 104 patients developed an advanced colorectal adenoma; 41 (9.4%) of these were in the aspirin group and 63 (15.0%) were in the placebo group (relative risk, 0.63; 95% CI, 0.43-0.91). Folate supplementation was found to have no effect on adenoma recurrence (relative risk, 1.07; 95% CI, 0.85-1.34).

CONCLUSIONS: Aspirin (300 mg/day) but not folate (0.5 mg/day) use was found to reduce the risk of colorectal adenoma recurrence, with evidence that aspirin could have a significant role in preventing the development of advanced lesions.

Randomized comparison of unfractionated heparin with corticosteroids in severe active inflammatory bowel disease

BACKGROUND: Heparin therapy may be effective in steroid resistant inflammatory bowel disease.

AIM: A randomized pilot study, to compare unfractionated heparin as a first-line therapy with corticosteroids in colonic inflammatory bowel disease.

METHODS: Twenty patients with severe inflammatory bowel disease (ulcerative colitis, n=17; Crohn's colitis, n=3) were randomized to either intravenous heparin for 5 days, followed by subcutaneous heparin for 5 weeks (n=8), or high-dose intravenous hydrocortisone for 5 days followed by oral prednisolone 40 mg daily, reducing by 5 mg per day each week (n=12). After 5 days, non-responders in each treatment group were commenced on combination therapy. Response to therapy was monitored by: clinical disease activity (ulcerative colitis: Truelove and Witt Index; Crohn's colitis: Harvey and Bradshaw Index), stool frequency, serum C-reactive protein and alpha1 acid glycoprotein, endoscopic and histopathological grading.

RESULTS: The response rates were similar in both treatment groups: clinical activity index (heparin vs. steroid; 75% vs. 67%; P=0.23), stool frequency (75% vs. 67%; P=0.61), endoscopic (75% vs. 67%; P=0.4) and histopathological grading (63% vs. 50%; P=0.67). Both treatments were well-tolerated with no serious adverse events.

CONCLUSION: Heparin as a first line therapy is as effective as corticosteroids in the treatment of colonic inflammatory bowel disease. Large multicentre randomized comparative studies are required to determine the role of heparin in the management of inflammatory bowel disease.

Targeting translocator protein (18 kDa) (TSPO) dampens pro-inflammatory microglia reactivity in the retina and protects from degeneration

BACKGROUND: Reactive microglia are commonly seen in retinal degenerative diseases, and neurotoxic microglia responses can contribute to photoreceptor cell death. We and others have previously shown that translocator protein (18 kDa) (TSPO) is highly induced in retinal degenerations and that the selective TSPO ligand XBD173 (AC-5216, emapunil) exerts strong anti-inflammatory effects on microglia in vitro and ex vivo. Here, we investigated whether targeting TSPO with XBD173 has immuno-modulatory and neuroprotective functions in two mouse models of acute retinal degeneration using bright white light exposure.

METHODS: BALB/cJ and Cx3cr1 (GFP/+) mice received intraperitoneal injections of 10 mg/kg XBD173 or vehicle for five consecutive days, starting 1 day prior to exposure to either 15,000 lux white light for 1 h or 50,000 lux focal light for 10 min, respectively. The effects of XBD173 treatment on microglia and Müller cell reactivity were analyzed by immuno-stainings of retinal sections and flat mounts, fluorescence-activated cell sorting (FACS) analysis, and mRNA expression of microglia markers using quantitative real-time PCR (qRT-PCR). Optical coherence tomography (OCT), terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) stainings, and morphometric analyses were used to quantify the extent of retinal degeneration and photoreceptor apoptosis.

RESULTS: Four days after the mice were challenged with bright white light, a large number of amoeboid-shaped alerted microglia appeared in the degenerating outer retina, which was nearly completely prevented by treatment with XBD173. This treatment also down-regulated the expression of TSPO protein in microglia but did not change the TSPO levels in the retinal pigment epithelium (RPE). RT-PCR analysis showed that the microglia/macrophage markers Cd68 and activated microglia/macrophage whey acidic protein (Amwap) as well as the pro-inflammatory genes Ccl2 and Il6 were reduced after XBD173 treatment. Light-induced degeneration of the outer retina was nearly fully blocked by XBD173 treatment. We further confirmed these findings in an independent mouse model of focal light damage. Retinas of animals receiving XBD173 therapy displayed significantly more ramified non-reactive microglia and more viable arrestin-positive cone photoreceptors than vehicle controls.

CONCLUSIONS: Targeting TSPO with XBD173 effectively counter-regulates microgliosis and ameliorates light-induced retinal damage, highlighting a new pharmacological concept for the treatment of retinal degenerations.

Low-Dose Aspirin Use After Diagnosis of Colorectal Cancer Does Not Increase Survival: A Case–Control Analysis of a Population-Based Cohort

BACKGROUND & AIMS: Individuals who began taking low-dose aspirin before they were diagnosed with colorectal cancer were reported to have longer survival times than patients who did not take this drug. We investigated survival times of patients who begin taking low-dose aspirin after a diagnosis of colorectal cancer in a large population-based cohort study.

METHODS: We performed a nested case-control analysis using a cohort of 4794 patients diagnosed with colorectal cancer from 1998 through 2007, identified from the UK Clinical Practice Research Datalink and confirmed by cancer registries. There were 1559 colorectal cancer-specific deaths, recorded by the Office of National Statistics; these were each matched with up to 5 risk-set controls. Conditional logistic regression was used to calculate odds ratios (OR) and 95% confidence intervals (CI), based on practitioner-recorded aspirin usage.

RESULTS: Overall, low-dose aspirin use after a diagnosis of colorectal cancer was not associated with colorectal cancer-specific mortality (adjusted OR = 1.06; 95% CI: 0.92-1.24) or all-cause mortality (adjusted OR = 1.06; 95% CI: 0.94-1.19). A dose-response association was not apparent; for example, low-dose aspirin use for more than 1 year after diagnosis was not associated with colorectal cancer-specific mortality (adjusted OR = 0.98; 95% CI: 0.82-1.19). There was also no association between low-dose aspirin usage and colon cancer-specific mortality (adjusted OR = 1.02; 95% CI: 0.83-1.25) or rectal cancer-specific mortality (adjusted OR = 1.10; 95% CI: 0.88-1.38).

CONCLUSIONS: In a large population-based cohort, low-dose aspirin usage after diagnosis of colorectal cancer did not increase survival time.

Non-cell autonomous neuroprotective effect of carbon monoxide : microglia-to-neuron communication

RESUMO: A isquémia cerebral é uma das doenças mais predominantes a nivel mundial, sendo uma das principais causas de mortalidade e invalidez. Parte da propagação de dano no cérebro é causado por inflamação descontrolada, causada principalmente por disfunção da microglia. Desta forma, existe a necessidade de tentar desenvolver estratégias para melhor compreender e modular as acções destas células. O monóxido de carbono (CO), é uma molécula endógena com provas dadas como anti-neuroinflamatório em vários modelos. Assim, o principal objectivo do trabalho foi o estudo do CO como um modulador da acção da microglia, com principal foco dado à comunicação entre estas células e neurónios, tentando entender se existe um efeito neuroprotector por inibição da inflamação. Um protocolo de meio condicionado foi estabelecido usando as linhas celulares BV2 e SH-SY5Y, de microglia e neurónio. A molécula CORM-A1, que liberta expontaniamente CO, foi usada como método de entrega da molécula às celulas. Demonstrámos que o pre-tratamento de células BV2 com CORM-A1 gera neuroprotecção já que reduz a morte celular de neurónios SH-SY5Y quando são incubados com meio condicionado de microglia activada em conjunto com o pró-oxidante t-BHP (tert-butil hidroperóxido). Assim, considerámos que o CO promove neuroprotecção ao inibir as acções inflamatórias da microglia. O papel anti-inflamatório da molécula CORM-A1 foi confirmado quando se verificou que pré-tratamento desta molécula em microglia BV2 limita a secreção de TNF-α mas estimula a secreção de IL-10. Por último, a CORM-A1 induziu a expressão do receptor da microglia CD200R1, molécula que participa na comunicação neurónio-microglia e fundamental para a modulação das acções inflamatórias destas últimas. Em suma, o nosso trabalho reforçou as propriedades anti-neuroinflamatórias do CO e uma capacidade de modular viabilidade neuronal através do seu efeito a nível de comunicação célula-célula. ---------------------------- ABSTRACT: Brain ischemia is a widespread disease worldwide, being one of the main causes of mortality and permanent disability. A portion of the damage that ensues following the ischemic event is caused by unrestrained inflammation, which is mainly orchestrated by exacerbated microglial activity. Hence, developing strategies for modulating microglial inflammation is a major concern nowadays. The endogenous molecule carbon monoxide (CO) has been shown to possess anti-neuroinflammatory properties using in vitro and in vivo approaches. Thus, our objective was to study CO as modulator of microglial activity, in particular in what concerns their communication with neurons, by promoting neuronal viability and limiting inflammatory output of activated microglia. A conditioned media strategy was established with BV2 microglia and SH-SY5Y neurons as cell models. CO-releasing molecule A1 (CORM-A1), a compound that releases CO spontaneously, was used as method of CO delivery to cells. We found that CORM-A1 pre-treatment in BV2 cells yields neuroprotective results, as it limits cell death when SH-SY5Y neurons are challenged with conditioned media from LPS-activated microglia and the pro-oxidant t-BHP (tert-butyl-hydroperoxide). Thus, we assumed carbon monoxide promotes neuroprotection via inhibition of microglial inflammation, displaying a non-cell autonomous role. CORM-A1 pre-treatment limited inflammation by inhibiting BV2 secretion of TNF-α and stimulating IL-10 production. These results reinforce that CO’s anti-inflammatory role confers neuroprotection, as the alterations in these cytokines occur concurrently with the increase in SH-SY5Y viability. Finally, we showed for the first time that carbon monoxide promotes the expression of CD200R1, a microglial receptor involved in neuron-glia communication and modulation of microglia inflammation. Further studies are necessary to clarify this role. Altogether, other than just highlighting CO as an anti-inflammatory and neuroprotective molecule, this work set the foundation for disclosing its involvement in cell-to-cell communication.

Y1 receptor knockout increases nociception and prevents the anti-allodynic actions of NPY.

OBJECTIVE: Recent pharmacologic studies in our laboratory have suggested that the spinal neuropeptide Y (NPY) Y1 receptor contributes to pain inhibition and to the analgesic effects of NPY. To rule out off-target effects, the present study used Y1-receptor-deficient (-/-) mice to further explore the contribution of Y1 receptors to pain modulation. METHODS AND RESULTS: Y1(-/-) mice exhibited reduced latency in the hotplate test of acute pain and a longer-lasting heat allodynia in the complete Freund's adjuvant (CFA) model of inflammatory pain. Y1 deletion did not change CFA-induced inflammation. Upon targeting the spinal NPY systems with intrathecal drug delivery, NPY reduced tactile and heat allodynia in the CFA model and the partial sciatic nerve ligation model of neuropathic pain. Importantly, we show for the first time that NPY does not exert these anti-allodynic effects in Y1(-/-) mice. Furthermore, in nerve-injured CD1 mice, concomitant injection of the potent Y1 antagonist BIBO3304 prevented the anti-allodynic actions of NPY. Neither NPY nor BIBO3304 altered performance on the Rotorod test, arguing against an indirect effect of motor function. CONCLUSION: The Y1 receptor contributes to pain inhibition and to the analgesic effects of NPY.

Aspirin and statin use and the subsequent development of depression in men and women: Results from a longitudinal population-based study.

OBJECTIVE: Low-grade chronic inflammation is one potential mechanism underlying the well-established association between major depressive disorder (MDD) and increased cardiovascular morbidity. Both aspirin and statins have anti-inflammatory properties, which may contribute to their preventive effect on cardiovascular diseases. Previous studies on the potentially preventive effect of these drugs on depression have provided inconsistent results. The aim of the present paper was to assess the prospective association between regular aspirin or statin use and the incidence of MDD. METHOD: This prospective cohort study included 1631 subjects (43.6% women, mean age 51.7 years), randomly selected from the general population of an urban area. Subjects underwent a thorough physical evaluation as well as semi-structured interviews investigating DSM-IV mental disorders at baseline and follow-up (mean duration 5.2 years). Analyses were adjusted for a wide array of potential confounders. RESULTS: Our main finding was that regular aspirin or statin use at baseline did not reduce the incidence of MDD during follow-up, regardless of sex or age (hazard ratios, aspirin: 1.19; 95%CI, 0.68-2.08; and statins: 1.25; 95%CI, 0.73-2.14; respectively). LIMITATIONS: Our study is not a randomized clinical trial and could not adjust for all potential confounding factors, information on aspirin or statin use was collected only for the 6 months prior to the evaluations, and the sample was restricted to subjects between 35 and 66 years of age. CONCLUSION: Our data do not support a large scale preventive treatment of depression using aspirin or statins in subjects aged from 35 to 66 years from the community.

Studies on the exaggerated inflammatory response caused by streptococcus suis at systemic and central nervous system levels

Streptococcus suis de type 2 est un microorganisme pathogène d’importance chez le porc. Il est la cause de différentes pathologies ayant comme caractéristique commune la méningite. C’est également un agent émergeant de zoonose : des cas cliniques humains ont récemment été rapportés en Asie. Cependant, la pathogénèse de S. suis n’est pas encore complètement élucidée. Jusqu’à présent, la réponse pro-inflammatoire initiée par S. suis n’a été étudiée qu’in vitro. L’étude du choc septique et de la méningite requiert toujours des modèles expérimentaux appropriés. Au cours de cette étude, nous avons développé un modèle in vivo d’infection chez la souris qui utilise la voie d’inoculation intra-péritonéale. Ce modèle a servi à l’étude de la réponse pro-inflammatoire associée à ce pathogène, tant au niveau systémique qu’au niveau du système nerveux central (SNC). Il nous a également permis de déterminer si la sensibilité aux infections à S. suis pouvait être influencée par des prédispositions génétiques de l’hôte. Le modèle d’infection par S. suis a été mis au point sur des souris de lignée CD1. Les résultats ont démontré une bactériémie élevée pendant les trois jours suivant l’infection. Celle-ci était accompagnée d’une libération rapide et importante de différentes cytokines pro-inflammatoires (TNF-α, IL-6, IL-12p40/p70, IFN-ɣ) et de chémokines (KC, MCP-1 and RANTES), qui ont entraîné un choc septique et la mort de 20 % des animaux. Ensuite, pour confirmer le rôle de l’inflammation sur la mortalité et pour déterminer si les caractéristiques génétiques de l’hôte pouvaient influencer la réponse inflammatoire et l’issue de la maladie, le modèle d’infection a été étendu à deux lignées murines consanguines différentes considérées comme résistante : la lignée C57BL/6 (B6), et sensible : la lignée A/J. Les résultats ont démontré une importante différence de sensibilité entre les souris A/J et les souris B6, avec un taux de mortalité atteignant 100 % à 20 h post-infection (p.i.) pour la première lignée et de seulement 16 % à 36 h p.i. pour la seconde. La quantité de bactéries dans le sang et dans les organes internes était similaire pour les deux lignées. Donc, tout comme dans la lignée CD1, la bactériémie ne semblait pas être liée à la mort des souris. La différence entre les taux de mortalité a été attribuée à un choc septique non contrôlé chez les souris A/J infectées par S. suis. Les souris A/J présentaient des taux exceptionnellement élevés de TNF-α, IL-12p40/p70, IL-1β and IFN- γ, significativement supérieurs à ceux retrouvés dans la lignée B6. Par contre, les niveaux de chémokines étaient similaires entre les lignées, ce qui suggère que leur influence est limitée dans le développement du choc septique dû à S. suis. Les souris B6 avaient une production plus élevée d’IL-10, une cytokine anti-inflammatoire, ce qui suppose que la cascade cytokinaire pro-inflammatoire était mieux contrôlée, entraînant un meilleur taux de survie. Le rôle bénéfique potentiel de l’IL-10 chez les souris infectées par S. suis a été confirmé par deux approches : d’une part en bloquant chez les souris B6 le récepteur cellulaire à l’IL-10 (IL-10R) par un anticorps monoclonal anti-IL-10R de souris et d’autre part en complémentant les souris A/J avec de l’IL-10 de souris recombinante. Les souris B6 ayant reçu le anticorps monoclonal anti-IL-10R avant d’être infectées par S. suis ont développé des signes cliniques aigus similaires à ceux observés chez les souris A/J, avec une mortalité rapide et élevée et des taux de TNF-α plus élevés que les souris infectées non traitées. Chez les souris A/J infectées par S. suis, le traitement avec l’IL-10 de souris recombinante a significativement retardé l’apparition du choc septique. Ces résultats montrent que la survie au choc septique dû à S. suis implique un contrôle très précis des mécanismes pro- et anti-inflammatoires et que la réponse anti-inflammatoire doit être activée simultanément ou très rapidement après le début de la réponse pro-inflammatoire. Grâce à ces expériences, nous avons donc fait un premier pas dans l’identification de gènes associés à la résistance envers S. suis chez l’hôte. Une des réussites les plus importantes du modèle d’infection de la souris décrit dans ce projet est le fait que les souris CD1 ayant survécu à la septicémie présentaient dès 4 jours p.i. des signes cliniques neurologiques clairs et un syndrome vestibulaire relativement similaires à ceux observés lors de méningite à S. suis chez le porc et chez l’homme. L’analyse par hybridation in situ combinée à de l’immunohistochimie des cerveaux des souris CD1 infectées a montré que la réponse inflammatoire du SNC débutait avec une augmentation significative de la transcription du Toll-like receptor (TLR)2 et du CD14 dans les microvaisseaux cérébraux et dans les plexus choroïdes, ce qui suggère que S. suis pourrait se servir de ces structures comme portes d’entrée vers le cerveau. Aussi, le NF-κB (suivi par le système rapporteur de l’activation transcriptionnelle de IκBα), le TNF-α, l’IL-1β et le MCP-1 ont été activés, principalement dans des cellules identifiées comme de la microglie et dans une moindre mesure comme des astrocytes. Cette activation a également été observée dans différentes structures du cerveau, principalement le cortex cérébral, le corps calleux, l’hippocampe, les plexus choroïdes, le thalamus, l’hypothalamus et les méninges. Partout, cette réaction pro-inflammatoire était accompagnée de zones extensives d’inflammation et de nécrose, de démyélinisation sévère et de la présence d’antigènes de S. suis dans la microglie. Nous avons mené ensuite des études in vitro pour mieux comprendre l’interaction entre S. suis et la microglie. Pour cela, nous avons infecté des cellules microgliales de souris avec la souche sauvage virulente (WT) de S. suis, ainsi qu’avec deux mutants isogéniques, un pour la capsule (CPS) et un autre pour la production d’hémolysine (suilysine). Nos résultats ont montré que la capsule était un important mécanisme de résistance à la phagocytose pour S. suis et qu’elle modulait la réponse inflammatoire, en dissimulant les composants pro-inflammatoires de la paroi bactérienne. Par contre, l’absence d’hémolysine, qui est un facteur cytotoxique potentiel, n’a pas eu d’impact majeur sur l’interaction de S. suis avec la microglie. Ces études sur les cellules microgliales ont permis de confirmer les résultats obtenus précédemment in vivo. La souche WT a induit une régulation à la hausse du TLR2 ainsi que la production de plusieurs médiateurs pro-inflammatoires, dont le TNF-α et le MCP-1. S. suis a induit la translocation du NF-kB. Cet effet était plus rapide dans les cellules stimulées par le mutant déficient en CPS, ce qui suggère que les composants de la paroi cellulaire représentent de puissants inducteurs du NF-kB. De plus, la souche S. suis WT a stimulé l’expression de la phosphotyrosine, de la PKC et de différentes cascades liées à l’enzyme mitogen-activated protein kinase (MAPK). Cependant, les cellules microgliales infectées par le mutant déficient en CPS ont montré des profils de phosphorylation plus forts et plus soutenus que celles infectées par le WT. Finalement, la capsule a aussi modulé l’expression de l’oxyde nitrique synthétase inductible (iNOS) induite par S. suis et par la production subséquente d’oxyde nitrique par la microglie. Ceci pourrait être lié in vivo à la neurotoxicité et à la vasodilatation. Nous pensons que ces résultats contribueront à une meilleure compréhension des mécanismes sous-tendant l’induction de l’inflammation par S. suis, ce qui devrait permettre, d’établir éventuellement des stratégies plus efficaces de lutte contre la septicémie et la méningite. Enfin, nous pensons que ce modèle expérimental d’infection chez la souris pourra être utilisé dans l’étude de la pathogénèse d’autres bactéries ayant le SNC pour cible.

Optimisation du processus de développement du médicament grâce à la modélisation PK et les simulations d’études cliniques

Le développement d’un médicament est non seulement complexe mais les retours sur investissment ne sont pas toujours ceux voulus ou anticipés. Plusieurs médicaments échouent encore en Phase III même avec les progrès technologiques réalisés au niveau de plusieurs aspects du développement du médicament. Ceci se traduit en un nombre décroissant de médicaments qui sont commercialisés. Il faut donc améliorer le processus traditionnel de développement des médicaments afin de faciliter la disponibilité de nouveaux produits aux patients qui en ont besoin. Le but de cette recherche était d’explorer et de proposer des changements au processus de développement du médicament en utilisant les principes de la modélisation avancée et des simulations d’essais cliniques. Dans le premier volet de cette recherche, de nouveaux algorithmes disponibles dans le logiciel ADAPT 5® ont été comparés avec d’autres algorithmes déjà disponibles afin de déterminer leurs avantages et leurs faiblesses. Les deux nouveaux algorithmes vérifiés sont l’itératif à deux étapes (ITS) et le maximum de vraisemblance avec maximisation de l’espérance (MLEM). Les résultats de nos recherche ont démontré que MLEM était supérieur à ITS. La méthode MLEM était comparable à l’algorithme d’estimation conditionnelle de premier ordre (FOCE) disponible dans le logiciel NONMEM® avec moins de problèmes de rétrécissement pour les estimés de variances. Donc, ces nouveaux algorithmes ont été utilisés pour la recherche présentée dans cette thèse. Durant le processus de développement d’un médicament, afin que les paramètres pharmacocinétiques calculés de façon noncompartimentale soient adéquats, il faut que la demi-vie terminale soit bien établie. Des études pharmacocinétiques bien conçues et bien analysées sont essentielles durant le développement des médicaments surtout pour les soumissions de produits génériques et supergénériques (une formulation dont l'ingrédient actif est le même que celui du médicament de marque, mais dont le profil de libération du médicament est différent de celui-ci) car elles sont souvent les seules études essentielles nécessaires afin de décider si un produit peut être commercialisé ou non. Donc, le deuxième volet de la recherche visait à évaluer si les paramètres calculer d’une demi-vie obtenue à partir d'une durée d'échantillonnage réputée trop courte pour un individu pouvaient avoir une incidence sur les conclusions d’une étude de bioéquivalence et s’ils devaient être soustraits d’analyses statistiques. Les résultats ont démontré que les paramètres calculer d’une demi-vie obtenue à partir d'une durée d'échantillonnage réputée trop courte influençaient de façon négative les résultats si ceux-ci étaient maintenus dans l’analyse de variance. Donc, le paramètre de surface sous la courbe à l’infini pour ces sujets devrait être enlevé de l’analyse statistique et des directives à cet effet sont nécessaires a priori. Les études finales de pharmacocinétique nécessaires dans le cadre du développement d’un médicament devraient donc suivre cette recommandation afin que les bonnes décisions soient prises sur un produit. Ces informations ont été utilisées dans le cadre des simulations d’essais cliniques qui ont été réalisées durant la recherche présentée dans cette thèse afin de s’assurer d’obtenir les conclusions les plus probables. Dans le dernier volet de cette thèse, des simulations d’essais cliniques ont amélioré le processus du développement clinique d’un médicament. Les résultats d’une étude clinique pilote pour un supergénérique en voie de développement semblaient très encourageants. Cependant, certaines questions ont été soulevées par rapport aux résultats et il fallait déterminer si le produit test et référence seraient équivalents lors des études finales entreprises à jeun et en mangeant, et ce, après une dose unique et des doses répétées. Des simulations d’essais cliniques ont été entreprises pour résoudre certaines questions soulevées par l’étude pilote et ces simulations suggéraient que la nouvelle formulation ne rencontrerait pas les critères d’équivalence lors des études finales. Ces simulations ont aussi aidé à déterminer quelles modifications à la nouvelle formulation étaient nécessaires afin d’améliorer les chances de rencontrer les critères d’équivalence. Cette recherche a apporté des solutions afin d’améliorer différents aspects du processus du développement d’un médicament. Particulièrement, les simulations d’essais cliniques ont réduit le nombre d’études nécessaires pour le développement du supergénérique, le nombre de sujets exposés inutilement au médicament, et les coûts de développement. Enfin, elles nous ont permis d’établir de nouveaux critères d’exclusion pour des analyses statistiques de bioéquivalence. La recherche présentée dans cette thèse est de suggérer des améliorations au processus du développement d’un médicament en évaluant de nouveaux algorithmes pour des analyses compartimentales, en établissant des critères d’exclusion de paramètres pharmacocinétiques (PK) pour certaines analyses et en démontrant comment les simulations d’essais cliniques sont utiles.

Évaluation d’un programme de triage des références en rhumatologie pour la prise en charge rapide de la polyarthrite rhumatoïde

Contexte : Pour les patients atteints d’une polyarthrite rhumatoïde débutante (PARD), l’utilisation de médicaments antirhumatismaux à longue durée d’action améliore les résultats pour les patients de manière significative. Les patients traités par un rhumatologue ont une plus grande probabilité de recevoir des traitements et donc d’avoir de meilleurs résultats de santé. Toutefois, les délais observés entre le début des symptômes et une première visite avec un rhumatologue sont souvent supérieurs à la recommandation de trois mois énoncée par les guides de pratiques. Au Québec, le temps d’attente pour voir un rhumatologue à la suite d’une demande de consultation est généralement long et contribue aux délais totaux. Objectifs : Nous avons évalué la capacité d’un programme d’accès rapide avec un triage effectué par une infirmière à correctement identifier les patients avec PARD et à réduire leur temps d’attente, dans le but d’améliorer le processus de soin. Méthodes : Une infirmière a évalué tous les nouveaux patients référés en 2009 et 2010 dans une clinique de rhumatologie située en banlieue de Montréal. Un niveau de priorité leur a été attribué sur la base du contenu de la demande de consultation, de l’information obtenue à la suite d’une entrevue téléphonique avec le patient et, si requis, d’un examen partiel des articulations. Les patients avec PARD, avec une arthrite inflammatoire non différentiée, ou atteints d’une autre pathologie rhumatologique aiguë étaient priorisés et obtenaient un rendez-vous le plus rapidement possible. Les principales mesures de résultat étudiées étaient la validité (sensibilité et spécificité) du triage pour les patients atteints de PARD ainsi que les délais entre la demande de consultation et la première visite avec un rhumatologue. Résultats : Parmi les 701 patients nouvellement référés, 65 ont eu un diagnostic final de PARD. Le triage a correctement identifié 85,9% de ces patients et a correctement identifié 87,2% des patients avec l’une des pathologies prioritaires. Le délai médian entre la demande de consultation et la première visite était de 22 jours pour les patients atteints de PARD et de 115 pour tous les autres. Discussion et conclusion : Ce programme d’accès rapide avec triage effectué par une infirmière a correctement identifié la plupart des patients atteints de PARD, lesquels ont pu être vus rapidement en consultation par le rhumatologue. Considérant qu’il s’agit d’un programme qui requiert beaucoup d’investissement de temps et de personnel, des enjeux de faisabilités doivent être résolus avant de pouvoir implanter un tel type de programme dans un système de soins de santé ayant des ressources très limitées.

Cannabinoids inhibit human keratinocyte proliferation through a non-CB1/CB2 mechanism and have a potential therapeutic value in the treatment of psoriasis

Background: Cannabinoids from cannabis (Cannabis sativa) are anti-inflammatory and have inhibitory effects on the proliferation of a number of tumorigenic cell lines, some of which are mediated via cannabinoid receptors. Cannabinoid (CB) receptors are present in human skin and anandamide, an endogenous CB receptor ligand, inhibits epidermal keratinocyte differentiation. Psoriasis is an inflammatory disease also characterised in part by epidermal keratinocyte hyper-proliferation. Objective: We investigated the plant cannabinoids Delta-9 tetrahydrocannabinol, cannabidiol, cannabinol and cannabigerol for their ability to inhibit the proliferation of a hyper-proliferating human keratinocyte cell line and for any involvement of cannabinoid receptors. Methods: A keratinocyte proliferation assay was used to assess the effect of treatment with cannabinoids. Cell integrity and metabolic competence confirmed using lactate-dehydrogenase and adenosine tri-phosphate assays. To determine the involvement of the receptors, specific agonist and antagonist were used in conjunction with some phytocannabinoids. Western blot and RT-PCR analysis confirmed presence of CB1 and CB2 receptors. Results: The cannabinoids tested all inhibited keratinocyte proliferation in a concentration-dependent manner. The selective CB2 receptor agonists JWH015 and BML190 elicited only partial inhibition, the non-selective CB agonist HU210 produced a concentration-dependent response, the activity of theses agonists were not blocked by either C81 /C82 antagonists. Conclusion: The results indicate that while CB receptors may have a circumstantial role in keratinocyte proliferation, they do not contribute significantly to this process. Our results show that cannabinoids inhibit keratinocyte proliferation, and therefore support a potential role for cannabinoids in the treatment of psoriasis. (c) 2006 Japanese Society for Investigative Dermatology. Published by Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Chronic low frequency/low volume resistance training reduces pro-inflammatory cytokine protein levels and TLR4 mRNA in rat skeletal muscle

Skeletal muscle is the source of pro- and anti-inflammatory cytokines, and recently, it has been recognized as an important source of interleukin 6 (IL-6), a cytokine that exerts inhibitory effects on several pro-inflammatory cytokines. Although dynamic chronic resistance training has been shown to produce the known ""repeated bout effect"", which abolishes the acute muscle damage, performing of high-intensity resistance training has been regarded highly advisable, at least from the hypertrophy perspective. On the other hand, a more therapeutic, ""non-damaging"" resistance training program, mainly composed of concentric forces, low frequency/low volume of training, and the same exercise, could theoretically benefit the muscle when the main issue is to avoid muscle inflammation (as in the treatment of several ""low-grade"" inflammatory diseases) because the acute effect of each resistance exercise session could be diminished/avoided, at the same time that the muscle is still being overloaded in a concentric manner. However, the benefits of such ""less demanding"" resistance training schedule on the muscle inflammatory profile have never been investigated. Therefore, we assessed the protein expression of IL-6, TNF-alpha, IL-10, IL-10/TNF-alpha ratio, and HSP70 levels and mRNA expression of SCF(beta-TrCP), IL-15, and TLR-4 in the skeletal muscle of rats submitted to resistance training. Briefly, animals were randomly assigned to either a control group (S, n = 8) or a resistance-trained group (T, n = 7). Trained rats were exercised over a duration of 12 weeks (two times per day, two times per week). Detection of IL-6, TNF-alpha, IL-10, and HSP70 protein expression was carried out by western blotting and SCF(beta-TrCP) (SKP Cullin F-Box Protein Ligases), a class of enzymes involved in the ubiquitination of protein substrates to proteasomal degradation, IL-15, and TLR-4 by RT-PCR. Our results show a decreased expression of TNF-alpha and TLR4 mRNA (40 and 60%, respectively; p < 0.05) in the plantar muscle from trained, when compared with control rats. In conclusion, exercise training induced decreased TNF-alpha and TLR-4 expressions, resulting in a modified IL-10/TNF-alpha ratio in the skeletal muscle. These data show that, in healthy rats, 12-week resistance training, predominantly composed of concentric stimuli and low frequency/low volume schedule, down regulates skeletal muscle production of cytokines involved in the onset, maintenance, and regulation of inXammation.