Prediction of free imatinib concentrations based on total plasma concentrations in patients with gastrointestinal stromal tumours.

AIM: Total imatinib concentrations are currently measured for the therapeutic drug monitoring of imatinib, whereas only free drug equilibrates with cells for pharmacological action. Due to technical and cost limitations, routine measurement of free concentrations is generally not performed. In this study, free and total imatinib concentrations were measured to establish a model allowing the confident prediction of imatinib free concentrations based on total concentrations and plasma proteins measurements. METHODS: One hundred and fifty total and free plasma concentrations of imatinib were measured in 49 patients with gastrointestinal stromal tumours. A population pharmacokinetic model was built up to characterize mean total and free concentrations with inter-patient and intrapatient variability, while taking into account α1 -acid glycoprotein (AGP) and human serum albumin (HSA) concentrations, in addition to other demographic and environmental covariates. RESULTS: A one compartment model with first order absorption was used to characterize total and free imatinib concentrations. Only AGP influenced imatinib total clearance. Imatinib free concentrations were best predicted using a non-linear binding model to AGP, with a dissociation constant Kd of 319 ng ml(-1) , assuming a 1:1 molar binding ratio. The addition of HSA in the equation did not improve the prediction of imatinib unbound concentrations. CONCLUSION: Although free concentration monitoring is probably more appropriate than total concentrations, it requires an additional ultrafiltration step and sensitive analytical technology, not always available in clinical laboratories. The model proposed might represent a convenient approach to estimate imatinib free concentrations. However, therapeutic ranges for free imatinib concentrations remain to be established before it enters into routine practice.

Pharmacogenetic Study on Antidementia Drugs

Differences in efficacy and safety of drugs among patients are a recognized problem in pharmacotherapy. The reasons are multifactorial and, therefore, the choice of a drug and its dosage for a particular patient based on different clinical and genetic factors is suggested to improve the clinical outcome. Four drugs are currently used for the treatment of Alzheimer's disease: three acetylcholinesterase inhibitors (donepezil, galantamine, rivastigmine) and the N-methyl-D-aspartate-antagonist memantine. For these drugs, a high interindividual variability in plasma levels was observed, which might influence the response to treatment. The main objective of this thesis was to provide a better understanding of clinical and genetic factors affecting the plasma levels of antidementia drugs. Furthermore, the relationship between plasma levels, genetic variations and side effects was assessed. For this purpose, a pharmacogenetic study was conducted including 300 patients from a naturalistic clinical setting. Analytical methods for the simultaneous measurement of antidementia drugs in plasma have been developed and validated using liquid chromatography methods coupled with mass spectrometry detection. Presently, these methods are used in the therapeutic drug monitoring service of our laboratory. The routine use of therapeutic drug monitoring for antidementia drugs cannot yet be recommended with the available data, but it may be beneficial for some patients in special clinical cases such as insufficient treatment response, side effects or drug interactions. Donepezil and galantamine are extensively metabolized by the liver enzymes cytochromes P450 (CYP) 2D6 and 3A and are substrates of the drug transporter P-glycoprotein. The relationship of variations in genes affecting the activity of these metabolic enzymes and drug transporter (CYP2D6, CYP3A, POR, NR1I2, ABCB1) with donepezil and galantamine plasma levels was investigated. The CYP2D6 genotype appeared to be the major genetic factor involved in the pharmacokinetics of these two drugs. Thus, CYP2D6 poor metabolizers demonstrated significantly higher drug plasma levels than extensive metabolizers. Additionally, in the donepezil study population, the frequency of side effects was significantly increased in poor metabolizers. Lower donepezil plasma levels were observed in ultra rapid metabolizers, which might expose those patients to the risk of non-response. Memantine is mainly eliminated unchanged by the kidney, with implication of tubular secretion by renal transporters. A population pharmacokinetic model was developed to quantify the effects of clinical factors and genetic variations in renal cation transporters (SLC22A1/2/5, SLC47A1, ABCB1), and nuclear receptors (NR1I2, NR1I3, PPARG) involved in transporter expression, on memantine plasma levels. In addition to the renal function and gender, a genetic variation in the nuclear receptor Pregnane-X-Receptor (NR1I2) significantly affected memantine elimination. These findings suggest that an individualized therapy approach for antidementia drugs, taking into account clinical characteristics and genetic background of a patient, might increase efficacy and safety of the treatment. - Les différences interindividuelles dans l'efficacité et la tolérance des médicaments sont un problème connu en pharmacothérapie. Les raisons sont multiples, et le choix du médicament et de la dose, basé sur des facteurs cliniques et génétiques spécifiques au patient, peut contribuer à améliorer la réponse clinique. Quatre médicaments sont couramment utilisés dans le traitement de la maladie d'Alzheimer : trois inhibiteurs de l'acétylcholinestérase (donépézil, galantamine, rivastigmine) et un antagoniste du récepteur N-méthyl-D-aspartate, la mémantine. Une forte variabilité interindividuelle dans les taux plasmatiques de ces quatre composés a été observée, ce qui pourrait influencer la réponse au traitement. L'objectif principal de ce travail de thèse est de mieux comprendre les facteurs cliniques et génétiques influençant les taux des médicaments pro-cognitifs. En outre, des associations entre les taux, la variabilité génétique et les effets secondaires ont été recherchées. Dans ce but, 300 patients sous traitement avec un médicament pro-cognitif ont été recrutés pour une étude pharmacogénétique. Des méthodes de dosage simultané de médicaments pro-cognitifs par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse ont été développées et validées. Ces méthodes sont actuellement utilisées dans le service de suivi thérapeutique de notre unité. Malgré le fait qu'un suivi des taux sanguins des pro-cognitifs ne puisse pas encore être recommandé en routine, un dosage peut être utile dans des cas cliniques spécifiques, comme une réponse insuffisante, une intolérance ou une interaction médicamenteuse. Le donépézil et la galantamine sont fortement métabolisés par les cytochromes P450 (CYP) 2D6 et 3A, et sont également substrats du transporteur P-glycoprotéine. Les associations entre les polymorphismes génétiques de ces enzymes, cofacteur, récepteur nucléaire et transporteur (CYP2D6, CYP3A, POR, NR1I2, ABCB1) et les taux de donépézil et de galantamine ont été étudiées. Le génotype du CYP2D6 a été montré comme le facteur génétique majeur impliqué dans la pharmacocinétique de ces deux médicaments. Ainsi, les métaboliseurs déficients du CYP2D6 ont démontré des taux plasmatiques significativement plus élevés comparé aux bons métaboliseurs. De plus, dans la population traitée avec le donépézil, la fréquence des effets secondaires était plus élevée chez les métaboliseurs déficients. Des taux plasmatiques bas ont été mesurés chez les métaboliseurs ultra-rapides traités avec le donépézil, ce qui pourrait être un facteur de risque à une non-réponse au traitement. La mémantine est principalement éliminée sous forme inchangée par les reins, et partiellement par sécrétion tubulaire grâce à des transporteurs rénaux. Un modèle de cinétique de population a été développé pour quantifier les effets des différents facteurs cliniques et de la variabilité génétique des transporteurs rénaux (SLC22A1/2/5, SLC47A1, ABCB1) et des récepteurs nucléaires (NR1I2, NR1I3, PPARG, impliqués dans l'expression des transporteurs) sur les taux plasmatiques de mémantine. En plus de la fonction rénale et du genre, une variation génétique dans le récepteur nucléaire Pregnane-X-Receptor (NR1I2) a montré une influence significative sur l'élimination de la mémantine. Ces résultats suggèrent qu'une approche thérapeutique individualisée, prenant en compte des facteurs cliniques et génétiques du patient, pourrait améliorer l'efficacité et la sécurité du traitement pro-cognitif.

Occupational exposure to diisononyl phthalate (DiNP) in polyvinyl chloride processing operations

PURPOSE: Diisononyl phthalate (DiNP) is primarily used as a plasticizer in polyvinyl chloride (PVC) materials. While information is available on general population exposure to DiNP, occupational exposure data are lacking. We present DiNP metabolite urinary concentrations in PVC processing workers, estimate DiNP daily intake for these workers, and compare worker estimates to other populations. METHODS: We assessed DiNP exposure in participants from two companies that manufactured PVC materials, a PVC film manufacturer (n = 25) and a PVC custom compounder (n = 12). A mid-shift and end-shift urine sample was collected from each participant and analyzed for the DiNP metabolite mono(carboxy-isooctyl) phthalate (MCiOP). Mixed models were used to assess the effect on MCiOP concentrations of a worker being assigned to (1) a task using DiNP and (2) a shift where DiNP was used. A simple pharmacokinetic model was used to estimate DiNP daily intake from the MCiOP concentrations. RESULTS: Creatinine-adjusted MCiOP urinary concentrations ranged from 0.42-80 μg/g in PVC film and from 1.11-13.4 μg/g in PVC compounding. PVC film participants who worked on a task using DiNP (n = 7) had the highest MCiOP geometric mean (GM) end-shift concentration (25.2 μg/g), followed by participants who worked on a shift where DiNP was used (n = 11) (17.7 μg/g) as compared to participants with no task (2.92 μg/g) or shift (2.08 μg/g) exposure to DiNP. The GM end-shift MCiOP concentration in PVC compounding participants (4.80 μg/g) was comparable to PVC film participants with no task or shift exposure to DiNP. Because no PVC compounding participants were assigned to tasks using DINP on the day sampled, DiNP exposure in this company may be underestimated. The highest DiNP intake estimate was 26 μg/kg/day. CONCLUSION: Occupational exposure to DiNP associated with PVC film manufacturing tasks were substantially higher (sixfold to tenfold) than adult general population exposures; however, all daily intake estimates were less than 25% of current United States or European acceptable or tolerable daily intake estimates. Further characterization of DiNP occupational exposures in other industries is recommended.

Auditory-somatosensory multisensory interactions in humans: dissociating detection and spatial discrimination.

Simple reaction times (RTs) to auditory-somatosensory (AS) multisensory stimuli are facilitated over their unisensory counterparts both when stimuli are delivered to the same location and when separated. In two experiments we addressed the possibility that top-down and/or task-related influences can dynamically impact the spatial representations mediating these effects and the extent to which multisensory facilitation will be observed. Participants performed a simple detection task in response to auditory, somatosensory, or simultaneous AS stimuli that in turn were either spatially aligned or misaligned by lateralizing the stimuli. Additionally, we also informed the participants that they would be retrogradely queried (one-third of trials) regarding the side where a given stimulus in a given sensory modality was presented. In this way, we sought to have participants attending to all possible spatial locations and sensory modalities, while nonetheless having them perform a simple detection task. Experiment 1 provided no cues prior to stimulus delivery. Experiment 2 included spatially uninformative cues (50% of trials). In both experiments, multisensory conditions significantly facilitated detection RTs with no evidence for differences according to spatial alignment (though general benefits of cuing were observed in Experiment 2). Facilitated detection occurs even when attending to spatial information. Performance with probes, quantified using sensitivity (d'), was impaired following multisensory trials in general and significantly more so following misaligned multisensory trials. This indicates that spatial information is not available, despite being task-relevant. The collective results support a model wherein early AS interactions may result in a loss of spatial acuity for unisensory information.

Feasibility of Therapeutic Drug Monitoring (TDM) for Imatinib: Preliminary considerations on the dosage adjustment approach for CML patients enrolled in the Imatinib Concentration Monitoring (I-COME) study

Background: As imatinib pharmacokinetics are highly variable, plasma levels differ largely between patients under the same dosage. Retrospective studies in chronic myeloid leukemia (CML) patients showed significant correlations between low levels and suboptimal response, and between high levels and poor tolerability. Monitoring of plasma levels is thus increasingly advised, targeting trough concentrations of 1000 μg/L and above. Objectives: Our study was launched to assess the clinical usefulness of systematic imatinib TDM in CML patients. The present preliminary evaluation questions the appropriateness of dosage adjustment following plasma level measurement to reach the recommended trough level, while allowing an interval of 4-24 h after last drug intake for blood sampling. Methods: Initial blood samples from the first 9 patients in the intervention arm were obtained 4-25 h after last dose. Trough levels in 7 patients were predicted to be significantly away from the target (6 <750 μg/L, and 1 >1500 μg/L with poor tolerance), based on a Bayesian approach using a population pharmacokinetic model. Individual dosage adjustments were taken up in 5 patients, who had a control measurement 1-4 weeks after dosage change. Predicted trough levels were confronted to anterior model-based extrapolations. Results: Before dosage adjustment, observed concentrations extrapolated at trough ranged from 359 to 1832 μg/L (median 710; mean 804, CV 53%) in the 9 patients. After dosage adjustment they were expected to target between 720 and 1090 μg/L (median 878; mean 872, CV 13%). Observed levels of the 5 recheck measurements extrapolated at trough actually ranged from 710 to 1069 μg/L (median 1015; mean 950, CV 16%) and had absolute differences of 21 to 241 μg/L to the model-based predictions (median 175; mean 157, CV 52%). Differences between observed and predicted trough levels were larger when intervals between last drug intake and sampling were very short (~4 h). Conclusion: These preliminary results suggest that TDM of imatinib using a Bayesian interpretation is able to bring trough levels closer to 1000 μg/L (with CV decreasing from 53% to 16%). While this may simplify blood collection in daily practice, as samples do not have to be drawn exactly at trough, the largest possible interval to last drug intake yet remains preferable. This encourages the evaluation of the clinical benefit of a routine TDM intervention in CML patients, which the randomized Swiss I-COME study aims to.

Yhteisen todellisuuden muodostaminen johtamisen menetelmänä

Tutkielman aiheena oli yhteisen todellisuuden muodostaminen johtamisen menetelmänä. Tutkimuksen kohteena oli prosessi ja tapaa jolla organisaatiossa muodostetaan yhteistä todellisuutta. Tästä kehitettiin yhteisen todellisuuden muodostamisen malli, YTM-malli. Vastaavaa prosessia ei ole aiemmin kuvattu. Samalla vertailtiin YTM-mallin ja Nonakan ja Takeuchin uuden tiedon SECI-mallin liittymäpintoja. Tämä toi esille tiedon keskeisen roolin yhteisen todellisuuden muodostamisessa. Lopuksi tarkasteltiin empiirisen aineiston avullaYTM-mallin osa-alueiden ja sen osien ilmenemistä organisaatioissa käydyissä keskusteluissa. Tutkielmassa käytettiin kvalitatiivista tutkimusotetta. Tutkimusaineistona hyödynnettiin valmiita aineistoja, jotka olivat otteita yrityksissä käydyistä keskusteluista. Analysoitavat keskustelut jaettiin kahteen esimerkkiin, jotka pilkottiin helpommin hallinnoitaviin osiin. Ensimmäinen esimerkki oli organisaation skenaarioistunnosta. Nauhoitetusta aineistosta litteroitiin analysoitavat osat. Toinen esimerkki oli vuonna 2003 julkaistujen lyhyiden keskustelujen analysointia. Analyysien tuloksena havaittiin YTM-mallissa havainnollistetun prosessin toisteisuus.

Imatinib plasma concentrations variability in hemato-oncologic patients

Abstract Imatinib (Glivec~ has transformed the treatment and prognosis of chronic myeloid leukaemia (CML) and of gastrointestinal stromal tumor (GIST). However, the treatment must be taken indefinitely and is not devoid of inconvenience and toxicity. Moreover, resistance or escape from disease control occurs. Considering the large interindividual differences in the function of the enzymatic and transport systems involved in imatinib disposition, exposure to this drug can be expected to vary widely among patients. Among those known systems is a cytochrome P450 (CYI'3A4) that metabolizes imatinib, the multidrug transporter P-glycoprotein (P-gp; product of the MDR1 gene) that expels imatinib out of cells, and al-acid glycoprotein (AGP), a circulating protein binding imatinib in the plasma. The aim of this observational study was to explore the influence of these covariates on imatinib pharmacokinetics (PK), to assess the interindividual variability of the PK parameters of the drug, and to evaluate whether imatinib use would benefit from a therapeutic drug monitoring (TDM) program. A total of 321 plasma concentrations were measured in 59 patients receiving imatinib, using a validated chromatographic method developed for this study (HPLC-LTV). The results were analyzed by non-linear mixed effect modeling (NONMEM). A one-compartment pharmacokinetic model with first-order absorption appropriately described the data, and a large interindividual variability was observed. The MDK> polymorphism 3435C>T and the CYP3A4 activity appeared to modulate the disposition of imatinib, albeit not significantly. A hyperbolic relationship between plasma AGP levels and oral clearance, as well as volume of distribution, was observed. A mechanistic approach was built up, postulating that only the unbound imatinib concentration was able to undergo first-order elimination. This approach allowed determining an average free clearance (CL,~ of 13101/h and a volume of distribution (Vd) of 301 1. By comparison, the total clearance determined was 141/h (i.e. 233 ml/min). Free clearance was affected by body weight and pathology diagnosis. The estimated variability of imatinib disposition (17% for CLu and 66% for Vd) decreased globally about one half with the model incorporating the AGP impact. Moreover, some associations were observed between PK parameters of the free imatinib concentration and its efficacy and toxicity. Finally, the functional influence of P-gp activity has been demonstrated in vitro in cell cultures. These elements are arguments to further investigate the possible usefulness of a TDM program for imatinib. It may help in individualizing the dosing regimen before overt disease progression or development of treatment toxicity, thus improving both the long-term therapeutic effectiveness and tolerability of this drug. Résumé L'imatinib (Glivec ®) a révolutionné le traitement et le pronostic de la leucémie myéloïde chronique (LMC) et des tumeurs stromales d'origine digestive (GIST). Il s'agit toutefois d'un traitement non dénué d'inconvénients et de toxicité, et qui doit être pris indéfiniment. Par ailleurs, une résistance, ou des échappements au traitement, sont également rencontrés. Le devenir de ce médicament dans l'organisme dépend de systèmes enzymatiques et de transport connus pour présenter de grandes différences interindividuelles, et l'on peut s'attendre à ce que l'exposition à ce médicament varie largement d'un patient à l'autre. Parmi ces systèmes, on note un cytochrome P450 (le CYP3A4) métabolisant l'imatinib, la P-glycoprotéine (P-gp ;codée par le gène MDR1), un transporteur d'efflux expulsant le médicament hors des cellules, et l'atglycoprotéine acide (AAG), une protéine circulante sur laquelle se fixe l'imatinib dans le plasma. L'objectif de la présente étude clinique a été de déterminer l'influence de ces covariats sur la pharmacocinétique (PK) de l'imatinib, d'établir la variabilité interindividuelle des paramètres PK du médicament, et d'évaluer dans quelle mesure l'imatinib pouvait bénéficier d'un programme de suivi thérapeutique (TDM). En utilisant une méthode chromatographique développée et validée à cet effet (HPLC-UV), un total de 321 concentrations plasmatiques a été dosé chez 59 patients recevant de l'imatinib. Les résultats ont été analysés par modélisation non linéaire à effets mixtes (NONMEM). Un modèle pharmacocinétique à un compartiment avec absorption de premier ordre a permis de décrire les données, et une grande variabilité interindividuelle a été observée. Le polymorphisme du gène MDK1 3435C>T et l'activité du CYP3A4 ont montré une influence, toutefois non significative, sur le devenir de l'imatinib. Une relation hyperbolique entre les taux plasmatiques d'AAG et la clairance, comme le volume de distribution, a été observée. Une approche mécanistique a donc été élaborée, postulant que seule la concentration libre subissait une élimination du premier ordre. Cette approche a permis de déterminer une clairance libre moyenne (CLlibre) de 13101/h et un volume de distribution (Vd) de 301 l. Par comparaison, la clairance totale était de 141/h (c.à.d. 233 ml/min). La CLlibre est affectée par le poids corporel et le type de pathologie. La variabilité interindividuelle estimée pour le devenir de l'imatinib (17% sur CLlibre et 66% sur Vd) diminuait globalement de moitié avec le modèle incorporant l'impact de l'AAG. De plus, une certaine association entre les paramètres PK de la concentration d'imatinib libre et l'efficacité et la toxicité a été observée. Finalement, l'influence fonctionnelle de l'activité de la P-gp a été démontrée in nitro dans des cultures cellulaires. Ces divers éléments constituent des arguments pour étudier davantage l'utilité potentielle d'un programme de TDM appliqué à l'imatinib. Un tel suivi pourrait aider à l'individualisation des régimes posologiques avant la progression manifeste de la maladie ou l'apparition de toxicité, améliorant tant l'efficacité que la tolérabilité de ce médicament. Résumé large public L'imatinib (un médicament commercialisé sous le nom de Glivec ®) a révolutionné le traitement et le pronostic de deux types de cancers, l'un d'origine sanguine (leucémie) et l'autre d'origine digestive. Il s'agit toutefois d'un traitement non dénué d'inconvénients et de toxicité, et qui doit être pris indéfiniment. De plus, des résistances ou des échappements au traitement sont également rencontrés. Le devenir de ce médicament dans le corps humain (dont l'étude relève de la discipline appelée pharmacocinétique) dépend de systèmes connus pour présenter de grandes différences entre les individus, et l'on peut s'attendre à ce que l'exposition à ce médicament varie largement d'un patient à l'autre. Parmi ces systèmes, l'un est responsable de la dégradation du médicament dans le foie (métabolisme), l'autre de l'expulsion du médicament hors des cellules cibles, alors que le dernier consiste en une protéine (dénommée AAG) qui transporte l'imatinib dans le sang. L'objectif de notre étude a été de déterminer l'influence de ces différents systèmes sur le comportement pharmacocinétique de l'imatinib chez les patients, et d'étudier dans quelle mesure le devenir de ce médicament dans l'organisme variait d'un patient à l'autre. Enfin, cette étude avait pour but d'évaluer à quel point la surveillance des concentrations d'imatinib présentes dans le sang pourrait améliorer le traitement des patients cancéreux. Une telle surveillance permet en fait de connaître l'exposition effective de l'organisme au médicament (concept abrégé par le terme anglais TDM, pour Therapeutic Drag Monitoring. Ce projet de recherche a d'abord nécessité la mise au point d'une méthode d'analyse pour la mesure des quantités (ou concentrations) d'imatinib présentes dans le sang. Cela nous a permis d'effectuer régulièrement des mesures chez 59 patients. Il nous a ainsi été possible de décrire le devenir du médicament dans le corps à l'aide de modèles mathématiques. Nous avons notamment pu déterminer chez ces patients la vitesse à laquelle l'imatinib est éliminé du sang et l'étendue de sa distribution dans l'organisme. Nous avons également observé chez les patients que les concentrations sanguines d'imatinib étaient très variables d'un individu à l'autre pour une même dose de médicament ingérée. Nous avons pu aussi mettre en évidence que les concentrations de la protéine AAG, sur laquelle l'imatinib se lie dans le sang, avait une grande influence sur la vitesse à laquelle le médicament est éliminé de l'organisme. Ensuite, en tenant compte des concentrations sanguines d'imatinib et de cette protéine, nous avons également pu calculer les quantités de médicament non liées à cette protéine (= libres), qui sont seules susceptibles d'avoir une activité anticancéreuse. Enfin, il a été possible d'établir qu'il existait une certaine relation entre ces concentrations, l'effet thérapeutique et la toxicité du traitement. Tous ces éléments constituent des arguments pour approfondir encore l'étude de l'utilité d'un programme de TDM appliqué à l'imatinib. Comme chaque patient est différent, un tel suivi pourrait aider à l'ajustement des doses du médicament avant la progression manifeste de la maladie ou l'apparition de toxicité, améliorant ainsi tant son efficacité que son innocuité.

The physical environment and organizational behavior

Research into organizational behaviour has indicated that there is an inevitable conflict between the needs of the individual and organizational demands. Psychologists have given insights into basic individual needs and contend that satisfaction of these needs constitutes a motivating force which enhances desired behavioural patterns. Behaviouralists have suggested that a basic and pervasive individual need is the culturally determined need for privacy. Anthropologists and environmental psychologists have shown that man's spatial behaviour is observable and predictable and that changes in the physical environment or the way it is perceived are accompanied by concommitant changes in behaviour. Research findings from each of the disciplines have been reviewed in an attempt to show that the physical environment is a significant factor in satisfying the needs of the individual organizational member, hence, a significant influence on organizational behaviour. A model has been generated to show the relationship between the physical setting and behaviour and to underscore the importance of making provisions within the physical setting for the attainment of a culturally determined optimal level of privacy. The physical setting, by providing for this need, becomes a significant factor in reducing the conflict between the individual and the organization and makes for acceptable role behaviour and the fulfilment of organizational goals.

Caractérisation de la toxicocinétique de l’octylphénol chez le rat en vue d’une meilleure analyse de risque toxicologique des perturbateurs endocriniens

Le p-tert-octylphénol est un produit présent dans l’environnement et issu de la dégradation des alkylphénols éthoxylés. Ce composé a la capacité de se lier au récepteur œstrogénique et d’exercer ainsi un léger effet œstrogénique. Les objectifs de cette étude étaient de 1) développer une méthode d'identification de l'octylphénol dans le sang et les tissus à l'aide de la chromatographie en phase gazeuse jumelée à la spectrométrie de masse, 2) caractériser la toxicocinétique sanguine et tissulaire de l’octylphénol chez le rat Sprague-Dawley mâle et femelle et 3) développer un modèle toxicocinétique à base physiologique permettant de décrire la cinétique sanguine et tissulaire de l’octylphénol inchangé. Pour ce faire, des rats mâle et femelle Sprague-Dawley ont reçu des doses uniques d’octylphénol par les voies intraveineuse, orale et sous-cutanée. Deux autres groupes ont reçu des doses répétées d'octylphénol par voie orale pour une durée de 35 jours consécutifs pour les femelles ou 60 jours pour les mâles. Les concentrations sanguines et tissulaires d’octylphénol ont été mesurées à différents moments après administration à partir d’une méthode d’analyse développée dans nos laboratoires dans le cadre de ce projet. Les expériences impliquant des administrations uniques ont montré que les concentrations sanguines et tissulaires d'octylphénol étaient en général plus élevées chez les femelles que chez les mâles. Des expériences réalisées avec des microsomes hépatiques ont confirmé que ces différences étaient vraisemblablement reliées au métabolisme de l'octylphénol. Les expériences impliquant des administrations répétées ont montré qu'il n'y avait pas d'accumulation d'octylphénol dans l'organisme aux doses étudiées. Les résultats obtenus expérimentalement ont servi à développer et valider un modèle toxicocinétique à base physiologique. Ce modèle a permis de simuler adéquatement les concentrations sanguines et tissulaires d'octylphénol suite à des expositions intraveineuses, orales et sous-cutanées. En conclusion, cette étude a fourni des données essentielles sur la toxicocinétique de l'octylphénol. Ces données sont nécessaires pour établir la relation entre la dose externe et la dose interne et vont contribuer à une meilleure évaluation des risques liés à l'octylphénol.

Prédiction des impacts pharmacocinétiques des interactions médicamenteuses impliquant des CYP3A et les glycoprotéines-P : développement de modèles physiologiques et analyse de sensibilité

Les propriétés pharmacocinétiques d’un nouveau médicament et les risques d’interactions médicamenteuses doivent être investigués très tôt dans le processus de recherche et développement. L’objectif principal de cette thèse était de concevoir des approches prédictives de modélisation du devenir du médicament dans l’organisme en présence et en absence de modulation d’activité métabolique et de transport. Le premier volet de recherche consistait à intégrer dans un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PBPK), le transport d’efflux membranaire gouverné par les glycoprotéines-P (P-gp) dans le cœur et le cerveau. Cette approche, basée sur des extrapolations in vitro-in vivo, a permis de prédire la distribution tissulaire de la dompéridone chez des souris normales et des souris déficientes pour les gènes codant pour la P-gp. Le modèle a confirmé le rôle protecteur des P-gp au niveau cérébral, et a suggéré un rôle négligeable des P-gp dans la distribution tissulaire cardiaque pour la dompéridone. Le deuxième volet de cette recherche était de procéder à l’analyse de sensibilité globale (ASG) du modèle PBPK précédemment développé, afin d’identifier les paramètres importants impliqués dans la variabilité des prédictions, tout en tenant compte des corrélations entre les paramètres physiologiques. Les paramètres importants ont été identifiés et étaient principalement les paramètres limitants des mécanismes de transport à travers la membrane capillaire. Le dernier volet du projet doctoral consistait à développer un modèle PBPK apte à prédire les profils plasmatiques et paramètres pharmacocinétiques de substrats de CYP3A administrés par voie orale à des volontaires sains, et de quantifier l’impact d’interactions médicamenteuses métaboliques (IMM) sur la pharmacocinétique de ces substrats. Les prédictions des profils plasmatiques et des paramètres pharmacocinétiques des substrats des CYP3A ont été très comparables à ceux mesurés lors d’études cliniques. Quelques écarts ont été observés entre les prédictions et les profils plasmatiques cliniques mesurés lors d’IMM. Cependant, l’impact de ces inhibitions sur les paramètres pharmacocinétiques des substrats étudiés et l’effet inhibiteur des furanocoumarins contenus dans le jus de pamplemousse ont été prédits dans un intervalle d’erreur très acceptable. Ces travaux ont contribué à démontrer la capacité des modèles PBPK à prédire les impacts pharmacocinétiques des interactions médicamenteuses avec une précision acceptable et prometteuse.

L'intégration organisationnelle de la participation : des enjeux locaux pour une santé publique globale

À l’ère de la mondialisation institutionnelle des sociétés modernes, alors que la confluence d’une myriade d’influences à la fois micro et macro-contextuelles complexifient le panorama sociopolitique international, l’intégration de l’idéal participatif par les processus de démocratisation de la santé publique acquiert l’apparence d’une stratégie organisationnelle promouvant la cohésion des multiples initiatives qui se tissent simultanément aux échelles locale et globale. L’actualisation constante des savoirs contemporains par les divers secteurs sociétaux ainsi que la perception sociale de différents risques conduisent à la prise de conscience des limites de la compétence technique des systèmes experts associés au domaine de la santé et des services sociaux. La santé publique, une des responsables légitimes de la gestion des risques modernes à l’échelle internationale, fait la promotion de la création d’espaces participatifs permettant l’interaction mutuelle d’acteurs intersectoriels et de savoirs multiples constamment modifiables. Il s’agit là d’une stratégie de relocalisation institutionnelle de l’action collective afin de rétablir la confiance envers la fiabilité des représentants de la santé publique internationale, qui ne répondent que partiellement aux besoins actuels de la sécurité populationnelle. Dans ce contexte, les conseils locaux de santé (CLS), mis en place à l’échelle internationale dans le cadre des politiques régionales de décentralisation des soins de santé primaires (SSP), représentent ainsi des espaces participatifs intéressants qui renferment dans leur fonctionnement tout un univers de forces de tension paradoxales. Ils nous permettent d’examiner la relation de caractère réciproque existant entre, d’une part, une approche plus empirique par l’analyse en profondeur des pratiques participatives (PP) plus spécifiques et, d’autre part, une compréhension conceptuelle de la mondialisation institutionnelle qui définit les tendances expansionnistes très générales des sociétés contemporaines. À l’aide du modèle de la transition organisationnelle (MTO), nous considérons que les PP intégrées à la gouverne des CLS sont potentiellement porteuses de changement organisationnel, dans le sens où elles sont la condition et la conséquence de nombreuses traductions stratégiques et systémiques essentiellement transformatrices. Or, pour qu’une telle transformation puisse s’accomplir, il est nécessaire de développer les compétences participatives pertinentes, ce qui confère au phénomène participatif la connotation d’apprentissage organisationnel de nouvelles formes d’action et d’intervention collectives. Notre modèle conceptuel semble fournir un ensemble de considérations épistémosociales fort intéressantes et très prometteuses permettant d’examiner en profondeur les dimensions nécessaires d’un renouvellement organisationnel de la participation dans le champ complexe de la santé publique internationale. Il permet de concevoir les interventions complexes comme des réseaux épistémiques de pratiques participatives (RÉPP) rassemblant des acteurs très diversifiés qui s’organisent autour d’un processus de conceptualisation transculturelle de connaissances ainsi que d’opérationnalisation intersectorielle des actions, et ce, par un ensemble de mécanismes d’instrumentalisation organisationnelle de l’apprentissage. De cette façon, le MTO ainsi que la notion de RÉPP permettent de mieux comprendre la création de passages incessants entre l’intégration locale des PP dans la gouverne des interventions complexes de la santé et des services sociaux – tels que les CLS –, et les processus plus larges de réorganisation démocratique de la santé publique dans le contexte global de la mondialisation institutionnelle. Cela pourrait certainement nous aider à construire collectivement l’expression réflexive et manifeste des valeurs démocratiques proposées dans la Déclaration d’Alma-Ata, publiée en 1978, lors de la première Conférence internationale sur les SSP.

Optimisation de l’administration des médicaments chez les enfants transplantés grâce à la pharmacocinétique de population

Ce travail de thèse porte sur l’application de la pharmacocinétique de population dans le but d’optimiser l’utilisation de certains médicaments chez les enfants immunosupprimés et subissant une greffe. Parmi les différents médicaments utilisés chez les enfants immunosupprimés, l’utilisation du busulfan, du tacrolimus et du voriconazole reste problématique, notamment à cause d’une très grande variabilité interindividuelle de leur pharmacocinétique rendant nécessaire l’individualisation des doses par le suivi thérapeutique pharmacologique. De plus, ces médicaments n’ont pas fait l’objet d’études chez les enfants et les doses sont adaptées à partir des adultes. Cette dernière pratique ne prend pas en compte les particularités pharmacologiques qui caractérisent l’enfant tout au long de son développement et rend illusoire l’extrapolation aux enfants des données acquises chez les adultes. Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse ont étudié successivement la pharmacocinétique du busulfan, du voriconazole et du tacrolimus par une approche de population en une étape (modèles non-linéaires à effets mixtes). Ces modèles ont permis d’identifier les principales sources de variabilités interindividuelles sur les paramètres pharmacocinétiques. Les covariables identifiées sont la surface corporelle et le poids. Ces résultats confirment l’importance de tenir en compte l’effet de la croissance en pédiatrie. Ces paramètres ont été inclus de façon allométrique dans les modèles. Cette approche permet de séparer l’effet de la mesure anthropométrique d’autres covariables et permet la comparaison des paramètres pharmacocinétiques en pédiatrie avec ceux des adultes. La prise en compte de ces covariables explicatives devrait permettre d’améliorer la prise en charge a priori des patients. Ces modèles développés ont été évalués pour confirmer leur stabilité, leur performance de simulation et leur capacité à répondre aux objectifs initiaux de la modélisation. Dans le cas du busulfan, le modèle validé a été utilisé pour proposer par simulation une posologie qui améliorerait l’atteinte de l’exposition cible, diminuerait l’échec thérapeutique et les risques de toxicité. Le modèle développé pour le voriconazole, a permis de confirmer la grande variabilité interindividuelle dans sa pharmacocinétique chez les enfants immunosupprimés. Le nombre limité de patients n’a pas permis d’identifier des covariables expliquant cette variabilité. Sur la base du modèle de pharmacocinétique de population du tacrolimus, un estimateur Bayesien a été mis au point, qui est le premier dans cette population de transplantés hépatiques pédiatriques. Cet estimateur permet de prédire les paramètres pharmacocinétiques et l’exposition individuelle au tacrolimus sur la base d’un nombre limité de prélèvements. En conclusion, les travaux de cette thèse ont permis d’appliquer la pharmacocinétique de population en pédiatrie pour explorer les caractéristiques propres à cette population, de décrire la variabilité pharmacocinétique des médicaments utilisés chez les enfants immunosupprimés, en vue de l’individualisation du traitement. Les outils pharmacocinétiques développés s’inscrivent dans une démarche visant à diminuer le taux d'échec thérapeutique et l’incidence des effets indésirables ou toxiques chez les enfants immunosupprimés suite à une transplantation.

Évaluation des niveaux d’éthanolémie résultant de l’exposition à l’éthanol par inhalation : études chez des volontaires et modélisation toxicocinétique

Un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PBPK) d’exposition par inhalation à l’éthanol a antérieurement été développé en se basant sur des données provenant d’une étude chez des volontaires exposés par inhalation à plus de 5000 ppm. Cependant, une incertitude persiste sur la capacité du modèle PBPK à prédire les niveaux d’éthanolémie pour des expositions à de faibles concentrations. Ces niveaux sont fréquemment rencontrés par une large partie de la population et des travailleurs suite à l’utilisation de produits tels que les vernis et les solutions hydroalcooliques (SHA). Il est ainsi nécessaire de vérifier la validité du modèle existant et de déterminer l’exposition interne à l’éthanol dans de telles conditions. Les objectifs du mémoire sont donc 1) de documenter les niveaux d’éthanolémie résultant de l’exposition par inhalation à de faibles concentrations d’éthanol (i.e., ≤ 1000 ppm) et de valider/raffiner le modèle PBPK existant pour ces concentrations ; et 2) de déterminer les concentrations d’éthanol atmosphérique provenant d’utilisation de SHA et de vernis et de prédire les niveaux d’éthanolémie découlant de leur utilisation. Les données toxicocinétiques récoltées chez des volontaires nous suggèrent qu’il est insuffisant de limiter au foie la clairance métabolique de l’éthanol lors d’exposition à de faibles niveaux d’éthanol, contrairement aux expositions à de plus forts niveaux. De plus, il a clairement été démontré qu’un effort physique léger (50 W) influençait à la hausse (2-3 fois) l’éthanolémie des volontaires exposés à 750 ppm. L’ajout au modèle PBPK d’une clairance métabolique de haute affinité et de faible capacité associée aux tissus richement perfusés a permis de simuler plus adéquatement la cinétique de l’éthanolémie pour des expositions à des concentrations inférieures à 1000 ppm. Des mesures de concentrations d’éthanol dans l’air inhalé générées lors d’utilisation de SHA et de vernis ont permis de simuler des expositions lors de l’utilisation de ces produits. Pour l’utilisation de 1,5 g et 3 g de SHA dans un local peu ventilé, des concentrations sanguines maximales (Cmax) de 0.383 et 0.366 mg.L-1 ont été respectivement simulées. Dans un local bien ventilé, les Cmax simulées étaient de 0.264 et 0.414 mg.L-1. Selon les simulations, une application de vernis résulterait en une Cmax respectivement de 0.719 mg.L-1 et de 0.729 mg.L-1, chez les hommes et femmes. Les Cmax sanguines d’éthanol estimées suites aux différentes simulations sont inférieures à la concentration toxique pour les humains (100 mg.L-1). Ainsi, de telles expositions ne semblent pas être un danger pour la santé. Les résultats de cette étude ont permis de mieux décrire et comprendre les processus d’élimination de l’éthanol à faibles doses et permettront de raffiner l’évaluation du risque associé à l’inhalation chronique de faibles niveaux d’éthanol pour la population, particulièrement chez les travailleurs.

Modélisation toxicocinétique du benzo(a)pyrène et 3-hydroxybenzo(a)pyrène pour l’interprétation des données de surveillance biologique de l’exposition chez les travailleurs

De nombreux travailleurs sont exposés aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Le benzo(a)pyrène (BaP) fait partie de ce groupe de polluants. Cette substance a été classée cancérogène reconnu chez l’humain. Pour évaluer l'exposition aux HAP cancérogènes, plusieurs chercheurs ont proposé d’utiliser la mesure du 3-hydroxybenzo(a)pyrène (3-OHBaP) dans l’urine des travailleurs exposés. Dans le cadre du présent projet, deux approches de modélisation ont été développées et appliquées pour permettre une meilleure compréhension de la toxicocinétique du BaP et son biomarqueur d’intérêt actuel, le 3-OHBaP, et pour aider à interpréter les résultats de surveillance biologique. Un modèle toxicocinétique à plusieurs compartiments a été développé sur la base des données préalablement obtenues sur le rat par notre groupe. Selon le modèle, le BaP injecté par voie intraveineuse est rapidement distribué du sang vers les tissus (t½ ≈ 4 h), avec une affinité particulière pour les poumons et les composantes lipidiques des tissus. Le BaP est ensuite distribué vers la peau et le foie. Au foie, le BaP est promptement métabolisé et le 3-OHBaP est formé avec une demi-vie de ≈ 3 h. Le métabolisme pulmonaire du BaP a également été pris en compte, mais sa contribution à la cinétique globale du BaP a été jugée négligeable. Une fois formé, le 3-OHBaP est distribué vers les différents organes presque aussi rapidement que la molécule mère (t½ ≈ 2 h). Le profil temporel du 3-OHBaP dans le rein montre une accumulation transitoire en raison de la différence observée entre le taux d’entrée (t½ = 28 min) et le taux de sortie (t½ = 4,5 h). La clairance totale de 3-OHBaP du corps est principalement gouvernée par le taux de transfert de la bile vers le tractus gastro-intestinal (t½ ≈ 4 h). Le modèle toxicocinétique à plusieurs compartiments a réussi à simuler un ensemble indépendant de profils urinaires publiés sur le 3-OHBaP. Ce modèle toxicocinétique à compartiments s'est avéré utile pour la determination des facteurs biologiques déterminants de la cinétique du BaP et du 3-OHBaP. Par la suite, un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PCBP) reproduisant le devenir du BaP et du 3-OHBaP chez le rat a été construit. Les organes (ou tissus) représentés comme des compartiments ont été choisis en fonction de données expérimentales obtenues in vivo chez le rat. Les coefficients de partition, les coefficients de perméabilité, les taux de métabolisation, les paramètres d'excrétion, les fractions absorbées et les taux d'absorption pour différentes voies d’exposition ont été obtenus directement à partir des profils sanguins, tissulaires, urinaires et fécaux du BaP et du 3-OHBaP. Les valeurs de ces derniers paramètres ont été calculées par des procédures Monte-Carlo. Des analyses de sensibilité ont ensuite été réalisées pour s’assurer de la stabilité du modèle et pour établir les paramètres les plus sensibles de la cinétique globale. Cette modélisation a permis d’identifier les facteurs déterminants de la cinétique: 1) la sensibilité élevée des paramètres de la métabolisation hépatique du BaP et du 3-OHBaP ainsi que du taux d'élimination; 2) la forte distribution du BaP dans les poumons par rapport à d'autres tissus; 3) la distribution considérable du BaP dans les tissus adipeux et le foie; 4) la forte distribution du 3-OHBaP dans les reins; 5) le transfert limité du BaP par la diffusion tissulaire dans les poumons; 6) le transfert limité du 3-OHBaP par la diffusion tissulaire dans les poumons, les tissus adipeux et les reins; 7) la recirculation entéro-hépatique significative du 3-OHBaP. Suite à des analyses de qualité des ajustements des équations du modèle aux données observées, les probabilités que les simulations reproduisent les données expérimentales par pur hasard se sont avérées toujours inférieures à 10% pour les quatre voies d’exposition : intraveineuse, orale, cutanée et respiratoire. Nous avons extrapolé les modèles cinétiques du rat à l’humain afin de se doter d’un outil permettant de reconstituer les doses absorbées chez des travailleurs exposés dans diverses industries à partir de mesures de l'évolution temporelle du 3-OHBaP dans leur urine. Les résultats de ces modélisations ont ensuite été comparés à ceux de simulations obtenues avec un modèle toxicocinétique à compartiment unique pour vérifier l’utilité comparative d’un modèle simple et complexe. Les deux types de modèle ont ainsi été construits à partir de profils sanguins, tissulaires, urinaires et fécaux du BaP et du 3-OHBaP sur des rats exposés. Ces données ont été obtenues in vivo par voie intraveineuse, cutanée, respiratoire et orale. Ensuite, les modèles ont été extrapolés à l’humain en tenant compte des déterminants biologiques essentiels des différences cinétiques entre le rat et l’humain. Les résultats ont montré que l'inhalation n'était pas la principale voie d'exposition pour plusieurs travailleurs étudiés. Les valeurs de concentrations de BaP dans l’air utilisées afin de simuler les profils d’excrétion urinaire chez les travailleurs étaient différentes des valeurs de concentrations de BaP mesurées dans l’air. Une exposition au BaP par voie cutanée semblait mieux prédire les profils temporels observés. Finalement, les deux types de modélisation se sont avérés utiles pour reproduire et pour interpréter les données disponibles chez des travailleurs.

Mesozoic climates: General circulation models and the rock record

General circulation models (GCMs) use the laws of physics and an understanding of past geography to simulate climatic responses. They are objective in character. However, they tend to require powerful computers to handle vast numbers of calculations. Nevertheless, it is now possible to compare results from different GCMs for a range of times and over a wide range of parameterisations for the past, present and future (e.g. in terms of predictions of surface air temperature, surface moisture, precipitation, etc.). GCMs are currently producing simulated climate predictions for the Mesozoic, which compare favourably with the distributions of climatically sensitive facies (e.g. coals, evaporites and palaeosols). They can be used effectively in the prediction of oceanic upwelling sites and the distribution of petroleum source rocks and phosphorites. Models also produce evaluations of other parameters that do not leave a geological record (e.g. cloud cover, snow cover) and equivocal phenomena such as storminess. Parameterisation of sub-grid scale processes is the main weakness in GCMs (e.g. land surfaces, convection, cloud behaviour) and model output for continental interiors is still too cold in winter by comparison with palaeontological data. The sedimentary and palaeontological record provides an important way that GCMs may themselves be evaluated and this is important because the same GCMs are being used currently to predict possible changes in future climate. The Mesozoic Earth was, by comparison with the present, an alien world, as we illustrate here by reference to late Triassic, late Jurassic and late Cretaceous simulations. Dense forests grew close to both poles but experienced months-long daylight in warm summers and months-long darkness in cold snowy winters. Ocean depths were warm (8 degrees C or more to the ocean floor) and reefs, with corals, grew 10 degrees of latitude further north and south than at the present time. The whole Earth was warmer than now by 6 degrees C or more, giving more atmospheric humidity and a greatly enhanced hydrological cycle. Much of the rainfall was predominantly convective in character, often focused over the oceans and leaving major desert expanses on the continental areas. Polar ice sheets are unlikely to have been present because of the high summer temperatures achieved. The model indicates extensive sea ice in the nearly enclosed Arctic seaway through a large portion of the year during the late Cretaceous, and the possibility of sea ice in adjacent parts of the Midwest Seaway over North America. The Triassic world was a predominantly warm world, the model output for evaporation and precipitation conforming well with the known distributions of evaporites, calcretes and other climatically sensitive facies for that time. The message from the geological record is clear. Through the Phanerozoic, Earth's climate has changed significantly, both on a variety of time scales and over a range of climatic states, usually baldly referred to as "greenhouse" and "icehouse", although these terms disguise more subtle states between these extremes. Any notion that the climate can remain constant for the convenience of one species of anthropoid is a delusion (although the recent rate of climatic change is exceptional). (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.