An uncertainty and sensitivity analysis applied to the prioritisation of pharmaceuticals as surface water contaminants from wastewater treatment plant direct emissions

In this study, the concentration probability distributions of 82 pharmaceutical compounds detected in the effluents of 179 European wastewater treatment plants were computed and inserted into a multimedia fate model. The comparative ecotoxicological impact of the direct emission of these compounds from wastewater treatment plants on freshwater ecosystems, based on a potentially affected fraction (PAF) of species approach, was assessed to rank compounds based on priority. As many pharmaceuticals are acids or bases, the multimedia fate model accounts for regressions to estimate pH-dependent fate parameters. An uncertainty analysis was performed by means of Monte Carlo analysis, which included the uncertainty of fate and ecotoxicity model input variables, as well as the spatial variability of landscape characteristics on the European continental scale. Several pharmaceutical compounds were identified as being of greatest concern, including 7 analgesics/anti-inflammatories, 3 β-blockers, 3 psychiatric drugs, and 1 each of 6 other therapeutic classes. The fate and impact modelling relied extensively on estimated data, given that most of these compounds have little or no experimental fate or ecotoxicity data available, as well as a limited reported occurrence in effluents. The contribution of estimated model input variables to the variance of freshwater ecotoxicity impact, as well as the lack of experimental abiotic degradation data for most compounds, helped in establishing priorities for further testing. Generally, the effluent concentration and the ecotoxicity effect factor were the model input variables with the most significant effect on the uncertainty of output results.

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.

Pharmacothérapie de la douleur chronique non cancéreuse chez des patients suivis en première ligne

Introduction : La douleur chronique non cancéreuse (DCNC) est prévalente, notamment en première ligne où l’on traite la plupart des maladies chroniques. Cette étude de cohorte vise à décrire l’usage des analgésiques, la prévalence et le traitement des effets secondaires des analgésiques utilisés, la satisfaction ainsi que les croyances et attitudes face à la douleur et son traitement chez des patients souffrant de DCNC et suivis en première ligne. Méthodologie : Des patients souffrant de DCNC (douleur qui dure depuis six mois et plus), ressentie au minimum deux fois par semaine avec une intensité d’au moins 4 sur une échelle de 0 à 10 (10 = la pire douleur possible) et qui possèdent une ordonnance active d’un médecin de famille pour un médicament contre la douleur, ont été recrutés à travers le Québec. Ils ont complété une entrevue téléphonique et un questionnaire auto-administré afin de documenter les caractéristiques de leur douleur, son impact psychosocial et émotionnel ainsi que leur satisfaction et croyances face à la douleur et son traitement. L’information concernant la pharmacothérapie reçue a été collectée en utilisant les banques de données administratives de la Régie d’assurance maladie du Québec et les dossierspatients des pharmacies communautaires. Résultats : Les 486 patients qui ont participé à l’étude avaient une moyenne d’âge de 58,4 ans. Ils ont rapporté une douleur qui dure en moyenne depuis 11,7 ans évaluée à 6,5 sur une échelle de 0 à 10. Sur la période d’une année, 52,9% des patients ont reçu des analgésiques prescrits par deux ou trois médecins de famille. Les analgésiques les plus dispensés étaient les anti-inflammatoires non stéroïdiens (72,2%) et les opioïdes (65,6%). Bien que 90% des patients ont rapporté des effets gastro-intestinaux, les proportions de ceux n’ayant pas reçu de médicaments pour soulager la constipation ou les nausées et/ou vomissements étaient respectivement 36,4% et 54,4%. Le niveau de satisfaction était faible, notamment face à l’information reçue concernant la douleur et son traitement. La peur des effets néfastes des analgésiques constitue la barrière face à l’optimisation de la pharmacothérapie de la douleur la plus souvent rapportée par les patients. Conclusion : En première ligne, la prise en charge de la douleur chronique non cancéreuse modérée à sévère paraît sous-optimale. Elle implique différents médecins de famille suggérant un manque de cohérence et de continuité. Les effets secondaires aux analgésiques sont prévalents et souvent non traités; la satisfaction est faible et les patients paraissent réticents à prendre les médicaments contre la douleur. Ces résultats indiquent clairement la nécessité d’optimiser la pharmacothérapie de ces patients.

Revisión sistemática de la literatura : AINES en la disrupción ovulatoria y posible uso en anticoncepción de emergencia

La anticoncepción de emergencia a nivel mundial no ha mostrado el impacto esperado en disminuir la tasa de embarazo no deseados. El uso de nuevos medicamentos como los antiinflamatorios no esteroideos (AINES), al alterar el proceso ovulatorio, como una opción para la anticoncepción de emergencia, podría mejorar este resultado. Objetivo: Realizar una revisión sistemática de la literatura para determinar la efectividad de los AINES en alterar el proceso de la ovulación y posible uso en la anticoncepción de emergencia. Materiales y métodos: Se realizó una búsqueda sistemática y ampliada ensayos clínicos acerca de la efectividad de los AINES en la inhibición o retardo de la ovulación. Resultados: En total se encontraron 59 artículos, de los cuales siete cumplieron con los criterios de elegibilidad. Se evaluaron diferentes tipos de inhibidores de la Cicloxigenasa-COX (selectivos y no selectivos), encontrando tasas entre 75% hasta del 100% en la disrupción de la ovulación en las mujeres que recibieron COX-2 selectivos y un gradiente dosis-respuesta. Conclusiones: Los resultados de esta revisión sistemática de la literatura sugieren la efectividad de los AINES (específicamente los COX-2 selectivos) en la alteración de la ovulación y su potencial uso como medicamento para la anticoncepción de emergencia. Se requieren más ensayos clínicos con mayores tamaños de muestra que evalúen esta opción terapéutica.

Evaluación de intervención de alertas para riesgo cardiovascular por diclofenaco en afiliados al régimen contributivo 2014 -2015

El objetivo fue evaluar la intervención de las alertas en la prescripción de diclofenaco. Estudio observacional, comparativo, post intervención, de un antes después, en pacientes con prescripción de diclofenaco. Se evaluó la intervención de las alertas restrictivas antes y después de su implementación en los pacientes prescritos con diclofenaco y que tenían asociado un diagnóstico de riesgo cardiovascular según CIE 10 o eran mayores de 65 años. Un total de 315.135 transacciones con prescripción de diclofenaco, en 49.355 pacientes promedio mes. El 94,8% (298.674) de las transacciones fueron prescritas por médicos generales.

Systems biology meets stress ecology: linking molecular and organismal stress responses in Daphnia magna

Background: Ibuprofen and other nonsteroidal anti-inflammatory drugs have been designed to interrupt eicosanoid metabolism in mammals, but little is known of how they affect nontarget organisms. Here we report a systems biology study that simultaneously describes the transcriptomic and phenotypic stress responses of the model crustacean Daphnia magna after exposure to ibuprofen. Results: Our findings reveal intriguing similarities in the mode of action of ibuprofen between vertebrates and invertebrates, and they suggest that ibuprofen has a targeted impact on reproduction at the molecular, organismal, and population level in daphnids. Microarray expression and temporal real-time quantitative PCR profiles of key genes suggest early ibuprofen interruption of crustacean eicosanoid metabolism, which appears to disrupt signal transduction affecting juvenile hormone metabolism and oogenesis. Conclusion: Combining molecular and organismal stress responses provides a guide to possible chronic consequences of environmental stress for population health. This could improve current environmental risk assessment by providing an early indication of the need for higher tier testing. Our study demonstrates the advantages of a systems approach to stress ecology, in which Daphnia will probably play a major role.

Which drugs cause preventable admissions to hospital? A systematic review

Aim: Previous systematic reviews have found that drug-related morbidity accounts for 4.3% of preventable hospital admissions. None, however, has identified the drugs most commonly responsible for preventable hospital admissions. The aims of this study were to estimate the percentage of preventable drug-related hospital admissions, the most common drug causes of preventable hospital admissions and the most common underlying causes of preventable drug-related admissions. Methods: Bibliographic databases and reference lists from eligible articles and study authors were the sources for data. Seventeen prospective observational studies reporting the proportion of preventable drug-related hospital admissions, causative drugs and/or the underlying causes of hospital admissions were selected. Included studies used multiple reviewers and/or explicit criteria to assess causality and preventability of hospital admissions. Two investigators abstracted data from all included studies using a purpose-made data extraction form. Results: From 13 papers the median percentage of preventable drug-related admissions to hospital was 3.7% (range 1.4-15.4). From nine papers the majority (51%) of preventable drug-related admissions involved either antiplatelets (16%), diuretics (16%), nonsteroidal anti-inflammatory drugs (11%) or anticoagulants (8%). From five studies the median proportion of preventable drug-related admissions associated with prescribing problems was 30.6% (range 11.1-41.8), with adherence problems 33.3% (range 20.9-41.7) and with monitoring problems 22.2% (range 0-31.3). Conclusions: Four groups of drugs account for more than 50% of the drug groups associated with preventable drug-related hospital admissions. Concentrating interventions on these drug groups could reduce appreciably the number of preventable drug-related admissions to hospital from primary care.

Colorectal cancer and the relationship between genes and the environment

Colorectal cancer (CRC) is a significant cause of morbidity and mortality in developed countries, with both genetic and environmental factors contributing to the etiology and progression of the disease. Several risk factors have been identified, including positive family history, red meat intake, smoking, and alcohol intake. Protective factors include vegetables, calcium, hormone replacement therapy, folate, nonsteroidal anti-inflammatory drugs, and physical activity. The interaction between these environmental factors, in particular diet and genes, is an area of growing interest. Currently, oncogenes, tumor suppressor genes, and mismatch repair genes are believed to play an essential role in colorectal carcinogenesis. When considering the genetics of CRC, only 10% of cases are inherited and only 2-6% can be ascribed to the highly penetrant genes, such as APC, hMLH and hMSH2. Lower penetrance genes combined with a Western-style diet contribute to the majority of sporadic CRCs. The purpose of this article is to give a brief overview of the epidemiologic studies that have been conducted and present the major findings. Here, we examine the molecular events in CRC, with particular focus on the interaction between genes and environment, and review the most current research in this area.

Developing consensus on hospital prescribing indicators of potential harms amenable to decision support

Aim: To develop a list of prescribing indicators specific for the hospital setting that would facilitate the prospective collection of high severity and/or high frequency prescribing errors, which are also amenable to electronic clinical decision support (CDS). Method: A three-stage consensus technique (electronic Delphi) was carried out with 20 expert pharmacists and physicians across England. Participants were asked to score prescribing errors using a 5-point Likert scale for their likelihood of occurrence and the severity of the most likely outcome. These were combined to produce risk scores, from which median scores were calculated for each indicator across the participants in the study. The degree of consensus between the participants was defined as the proportion that gave a risk score in the same category as the median. Indicators were included if a consensus of 80% or more was achieved. Results: A total of 80 prescribing errors were identified by consensus as being high or extreme risk. The most common drug classes named within the indicators were antibiotics (n=13), antidepressants (n=8), nonsteroidal anti-inflammatory drugs (n=6), and opioid analgesics (n=6).The most frequent error type identified as high or extreme risk were those classified as clinical contraindications (n=29/80). Conclusion: 80 high risk prescribing errors in the hospital setting have been identified by an expert panel. These indicators can serve as the basis for a standardised, validated tool for the collection of data in both paperbased and electronic prescribing processes, as well as to assess the impact of electronic decision support implementation or development.

Cox-dependent fatty acid metabolites cause pain through activation of the irritant receptor TRPA1.

Prostaglandins (PG) are known to induce pain perception indirectly by sensitizing nociceptors. Accordingly, the analgesic action of nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) results from inhibition of cyclooxygenases and blockade of PG biosynthesis. Cyclopentenone PGs, 15-d-PGJ(2), PGA(2), and PGA(1), formed by dehydration of their respective parent PGs, PGD(2), PGE(2), and PGE(1), possess a highly reactive alpha,beta-unsaturated carbonyl group that has been proposed to gate the irritant transient receptor potential A1 (TRPA1) channel. Here, by using TRPA1 wild-type (TRPA1(+/+)) or deficient (TRPA1(-/-)) mice, we show that cyclopentenone PGs produce pain by direct stimulation of nociceptors via TRPA1 activation. Cyclopentenone PGs caused a robust calcium response in dorsal root ganglion (DRG) neurons of TRPA1(+/+), but not of TRPA1(-/-) mice, and a calcium-dependent release of sensory neuropeptides from the rat dorsal spinal cord. Intraplantar injection of cyclopentenone PGs stimulated c-fos expression in spinal neurons of the dorsal horn and evoked an instantaneous, robust, and transient nociceptive response in TRPA1(+/+) but not in TRPA1(-/-) mice. The classical proalgesic PG, PGE(2), caused a slight calcium response in DRG neurons, increased c-fos expression in spinal neurons, and induced a delayed and sustained nociceptive response in both TRPA1(+/+) and TRPA1(-/-) mice. These results expand the mechanism of NSAID analgesia from blockade of indirect nociceptor sensitization by classical PGs to inhibition of direct TRPA1-dependent nociceptor activation by cyclopentenone PGs. Thus, TRPA1 antagonism may contribute to suppress pain evoked by PG metabolites without the adverse effects of inhibiting cyclooxygenases.

Dehydrodipeptide hydrogelators containing naproxen N‑Capped tryptophan: self-assembly, hydrogel characterization, and evaluation as potential drug nanocarriers

In this work, we introduce dipeptides containing tryptophan N-capped with the nonsteroidal anti-inflammatory drug naproxen and C-terminal dehydroamino acids, dehydrophenylalanine (ΔPhe), dehydroaminobutyric acid (ΔAbu), and dehydroalanine (ΔAla) as efficacious protease resistant hydrogelators. Optimized conditions for gel formation are reported. Transmission electron microscopy experiments revealed that the hydrogels consist of networks of micro/nanosized fibers formed by peptide self-assembly. Fluorescence and circular dichroism spectroscopy indicate that the self-assembly process is driven by stacking interactions of the aromatic groups. The naphthalene groups of the naproxen moieties are highly organized in the fibers through chiral stacking. Rheological experiments demonstrated that the most hydrophobic peptide (containing C-terminal ΔPhe) formed more elastic gels at lower critical gelation concentrations. This gel revealed irreversible breakup, while the C-terminal ΔAbu and ΔAla gels, although less elastic, exhibited structural recovery and partial healing of the elastic properties. A potential antitumor thieno[3,2-b]pyridine derivative was incorporated (noncovalently) into the gel formed by the hydrogelator containing C-terminal ΔPhe residue. Fluorescence and Förster resonance energy transfer measurements indicate that the drug is located in a hydrophobic environment, near/associated with the peptide fibers, establishing this type of hydrogel as a good drug-nanocarrier candidate.

Pharmacological Evaluation and Preliminary Pharmacokinetics Studies of a New Diclofenac Prodrug without Gastric Ulceration Effect

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeito da complexação de metais aos antiinflamatórios na ação contra agentes oxidativos e radicais livres: ação do cetoprofeno

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Beneficial effects of diclofenac therapy on serum lipids, oxidized low-density lipoprotein and antioxidant defenses in rats

To study the effects of diclofenac, a nonselective nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID), on lipid profile, oxidized low-density-lipoprotein (Ox-LDL), serum antioxidant defenses and markers of oxidative stress, male Wistar rats were divided into two groups (n = 10): (C) receiving intramuscularly a single daily dose of saline (NaCl 0.9%), and (AI) receiving intramuscularly a single daily dose of 10 mg/kg diclofenac sodium (C14H10C12NNaO2). After 28 days diclofenac-treated rats had lower Ox-LDL, apoprotein B (apo-B), apo-B/LDL-cholesterol and lipid hydroperoxide than C. Total antioxidant substances and superoxide dismutase were increased in diclofenac-treated rats, while no significant changes were observed in catalase, glutathione peroxidase and nitric oxide. A perincubation test done to examine the possibility of mechanism-based activation showed that diclofenac had no effect on maximal superoxide dismutase velocity, but significantly reduced the Michaelis-Menten (K-M) constant, indicating that diclofenac induced SOD activation increasing substrate linkage affinity to the enzyme-catalytic site. In conclusion, diclofenac had beneficial effects decreasing Ox-LDL and improving antioxidant defense. It appears that the application of this agent may be feasible and beneficial for serum antioxidant protection, which certainly would bring new insights on dyslipidemia control. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

COX-2 Inhibitors for Cancer Treatment in Dogs

Cancer is one of the main causes of death in canines and felines, and this fact is probably related to the increase in the longevity of these species. The longer the animals live, the higher the exposure to carcinogenic agents will be. With the high incidence of cancer in companion animals, new studies are currently being performed with the aim of finding therapeutic options which make the complete inhibition of the development of neoplasms in animals possible in the future. The correlation of cyclooxygenase-2 (COX-2) whith the development of cancer opens the way for the use of new therapeutic approaches. This relationship has been suggested based on various studies which established an association between the chronic use of nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAID) and a decrease in the incidence of colon carcinoma. As cancer progresses, COX-2 participates in the arachidonic acid metabolism by synthesizing prostaglandins which can mediate various mechanisms related to cancer development such as: increase in angiogenesis, inhibition of apoptosis, suppression of the immune response, acquisition of greater invasion capacity and metastasis. Accordingly, overexpression of this enzyme in tumors has been associated with the most aggressive, poor-prognosis cancer types, especially carcinomas. Therefore, treatments which use COX-2 inhibitors such as coxibs, whether administered as single agents or in combination with conventional antineoplastic chemotherapy, are an alternative for extending the survival of our cancer patients.