Dissection moléculaire de la sénescence cellulaire induite par le stress et la thérapie dans le cancer de l’ovaire et son impact sur la réponse des patientes

Le cancer de l’ovaire (COv) est le cancer gynécologique le plus létal chez la femme et les traitements existants, chirurgie et chimiothérapie, ont peu évolué au cours des dernières décennies. Nous proposons que la compréhension des différents destins cellulaires tels que la sénescence que peuvent choisir les cellules du cancer de l’ovaire en réponse à la chimiothérapie pourrait conduire à de nouvelles opportunités thérapeutiques. La sénescence cellulaire a été largement associée à l’activité de la protéine TP53, qui est mutée dans plus de 90% des cas de cancer de l’ovaire séreux de haut grade (COv-SHG), la forme la plus commune de la maladie. Dans nos travaux, à partir d’échantillons dérivés de patientes, nous montrons que les cultures primaires du cancer de l’ovaire séreux de haut grade exposées au stress ou à des drogues utilisées en chimiothérapie entrent en senescence grâce à l’activité d’un isoforme du gène CDKN2A (p16INK4A). Dans ces cellules, nous avons évalué les caractéristiques fondamentales de la sénescence cellulaire tels que les altérations morphologiques, l’activité béta galactosidase associée à la sénescence, les dommages à l’ADN, l’arrêt du cycle cellulaire et le phénotype sécrétoire associé à la sénescence. En utilisant des micromatrices tissulaires construites à partir d’échantillons humains de COv-SHG pré- et post-chimiothérapie, accompagnées de leurs données cliniques, nous avons quantifié des marqueurs de sénescence incluant une diminution de la prolifération cellulaire quelques semaines après chimiothérapie. De façon intéressante, l’expression de p16INK4A dans les échantillons de COv-SHG prétraitement corrèle avec une survie prolongée des patientes suite au traitement. Ceci suggère ainsi pour la première fois un impact biologique bénéfique pour la présence de cellules cancéreuses qui sont capable d’activer la sénescence, particulièrement pour le traitement du cancer de l’ovaire. Dans le but de complémenter les thérapies actuelles avec des approches de manipulation pharmacologique de la sénescence, nos résultats suggèrent qu’il serait important de déterminer l’impact positif ou négatif de la sénescence induite par la thérapie sur la progression de la maladie et la survie, pour chaque type de cancer de façon indépendante.

Activities of fenbendazole in comparison with albendazole against Echinococcus multilocularis metacestodes in vitro and in a murine infection model.

The current chemotherapeutic treatment of alveolar echinococcosis (AE) in humans is based on albendazole and/or mebendazole. However, the costs of treatment, life-long consumption of drugs, parasitostatic rather than parasiticidal activity of chemotherapy, and high recurrence rates after treatment interruption warrant more efficient treatment options. Experimental treatment of mice infected with Echinococcus multilocularis metacestodes with fenbendazole revealed similar efficacy to albendazole. Inspection of parasite tissue from infected and benzimidazole-treated mice by transmission electron microscopy (TEM) demonstrated drug-induced alterations within the germinal layer of the parasites, and most notably an almost complete absence of microtriches. On the other hand, upon in vitro exposure of metacestodes to benzimidazoles, no phosphoglucose isomerase activity could be detected in medium supernatants during treatment with any of these drugs, indicating that in vitro treatment did not severely affect the viability of metacestode tissue. Corresponding TEM analysis also revealed a dramatic shortening/retraction of microtriches as a hallmark of benzimidazole action, and as a consequence separation of the acellular laminated layer from the cellular germinal layer. Since TEM did not reveal any microtubule-based structures within Echinococcus microtriches, this effect cannot be explained by the previously described mechanism of action of benzimidazoles targeting β-tubulin, thus benzimidazoles must interact with additional targets that have not been yet identified. In addition, these results indicate the potential usefulness of fenbendazole for the chemotherapy of AE.

Improving the use of G-CSF during chemotherapy using physiological mathematical modelling : a quantitative systems pharmacology approach

La diminution des doses administrées ou même la cessation complète d'un traitement chimiothérapeutique est souvent la conséquence de la réduction du nombre de neutrophiles, qui sont les globules blancs les plus fréquents dans le sang. Cette réduction dans le nombre absolu des neutrophiles, aussi connue sous le nom de myélosuppression, est précipitée par les effets létaux non spécifiques des médicaments anti-cancéreux, qui, parallèlement à leur effet thérapeutique, produisent aussi des effets toxiques sur les cellules saines. Dans le but d'atténuer cet impact myélosuppresseur, on administre aux patients un facteur de stimulation des colonies de granulocytes recombinant humain (rhG-CSF), une forme exogène du G-CSF, l'hormone responsable de la stimulation de la production des neutrophiles et de leurs libération dans la circulation sanguine. Bien que les bienfaits d'un traitement prophylactique avec le G-CSF pendant la chimiothérapie soient bien établis, les protocoles d'administration demeurent mal définis et sont fréquemment déterminés ad libitum par les cliniciens. Avec l'optique d'améliorer le dosage thérapeutique et rationaliser l'utilisation du rhG-CSF pendant le traitement chimiothérapeutique, nous avons développé un modèle physiologique du processus de granulopoïèse, qui incorpore les connaissances actuelles de pointe relatives à la production des neutrophiles des cellules souches hématopoïétiques dans la moelle osseuse. À ce modèle physiologique, nous avons intégré des modèles pharmacocinétiques/pharmacodynamiques (PK/PD) de deux médicaments: le PM00104 (Zalypsis®), un médicament anti-cancéreux, et le rhG-CSF (filgrastim). En se servant des principes fondamentaux sous-jacents à la physiologie, nous avons estimé les paramètres de manière exhaustive sans devoir recourir à l'ajustement des données, ce qui nous a permis de prédire des données cliniques provenant de 172 patients soumis au protocol CHOP14 (6 cycles de chimiothérapie avec une période de 14 jours où l'administration du rhG-CSF se fait du jour 4 au jour 13 post-chimiothérapie). En utilisant ce modèle physio-PK/PD, nous avons démontré que le nombre d'administrations du rhG-CSF pourrait être réduit de dix (pratique actuelle) à quatre ou même trois administrations, à condition de retarder le début du traitement prophylactique par le rhG-CSF. Dans un souci d'applicabilité clinique de notre approche de modélisation, nous avons investigué l'impact de la variabilité PK présente dans une population de patients, sur les prédictions du modèle, en intégrant des modèles PK de population (Pop-PK) des deux médicaments. En considérant des cohortes de 500 patients in silico pour chacun des cinq scénarios de variabilité plausibles et en utilisant trois marqueurs cliniques, soient le temps au nadir des neutrophiles, la valeur du nadir, ainsi que l'aire sous la courbe concentration-effet, nous avons établi qu'il n'y avait aucune différence significative dans les prédictions du modèle entre le patient-type et la population. Ceci démontre la robustesse de l'approche que nous avons développée et qui s'apparente à une approche de pharmacologie quantitative des systèmes (QSP). Motivés par l'utilisation du rhG-CSF dans le traitement d'autres maladies, comme des pathologies périodiques telles que la neutropénie cyclique, nous avons ensuite soumis l'étude du modèle au contexte des maladies dynamiques. En mettant en évidence la non validité du paradigme de la rétroaction des cytokines pour l'administration exogène des mimétiques du G-CSF, nous avons développé un modèle physiologique PK/PD novateur comprenant les concentrations libres et liées du G-CSF. Ce nouveau modèle PK a aussi nécessité des changements dans le modèle PD puisqu’il nous a permis de retracer les concentrations du G-CSF lié aux neutrophiles. Nous avons démontré que l'hypothèse sous-jacente de l'équilibre entre la concentration libre et liée, selon la loi d'action de masse, n'est plus valide pour le G-CSF aux concentrations endogènes et mènerait en fait à la surestimation de la clairance rénale du médicament. En procédant ainsi, nous avons réussi à reproduire des données cliniques obtenues dans diverses conditions (l'administration exogène du G-CSF, l'administration du PM00104, CHOP14). Nous avons aussi fourni une explication logique des mécanismes responsables de la réponse physiologique aux deux médicaments. Finalement, afin de mettre en exergue l’approche intégrative en pharmacologie adoptée dans cette thèse, nous avons démontré sa valeur inestimable pour la mise en lumière et la reconstruction des systèmes vivants complexes, en faisant le parallèle avec d’autres disciplines scientifiques telles que la paléontologie et la forensique, où une approche semblable a largement fait ses preuves. Nous avons aussi discuté du potentiel de la pharmacologie quantitative des systèmes appliquées au développement du médicament et à la médecine translationnelle, en se servant du modèle physio-PK/PD que nous avons mis au point.

Improving the use of G-CSF during chemotherapy using physiological mathematical modelling : a quantitative systems pharmacology approach

La diminution des doses administrées ou même la cessation complète d'un traitement chimiothérapeutique est souvent la conséquence de la réduction du nombre de neutrophiles, qui sont les globules blancs les plus fréquents dans le sang. Cette réduction dans le nombre absolu des neutrophiles, aussi connue sous le nom de myélosuppression, est précipitée par les effets létaux non spécifiques des médicaments anti-cancéreux, qui, parallèlement à leur effet thérapeutique, produisent aussi des effets toxiques sur les cellules saines. Dans le but d'atténuer cet impact myélosuppresseur, on administre aux patients un facteur de stimulation des colonies de granulocytes recombinant humain (rhG-CSF), une forme exogène du G-CSF, l'hormone responsable de la stimulation de la production des neutrophiles et de leurs libération dans la circulation sanguine. Bien que les bienfaits d'un traitement prophylactique avec le G-CSF pendant la chimiothérapie soient bien établis, les protocoles d'administration demeurent mal définis et sont fréquemment déterminés ad libitum par les cliniciens. Avec l'optique d'améliorer le dosage thérapeutique et rationaliser l'utilisation du rhG-CSF pendant le traitement chimiothérapeutique, nous avons développé un modèle physiologique du processus de granulopoïèse, qui incorpore les connaissances actuelles de pointe relatives à la production des neutrophiles des cellules souches hématopoïétiques dans la moelle osseuse. À ce modèle physiologique, nous avons intégré des modèles pharmacocinétiques/pharmacodynamiques (PK/PD) de deux médicaments: le PM00104 (Zalypsis®), un médicament anti-cancéreux, et le rhG-CSF (filgrastim). En se servant des principes fondamentaux sous-jacents à la physiologie, nous avons estimé les paramètres de manière exhaustive sans devoir recourir à l'ajustement des données, ce qui nous a permis de prédire des données cliniques provenant de 172 patients soumis au protocol CHOP14 (6 cycles de chimiothérapie avec une période de 14 jours où l'administration du rhG-CSF se fait du jour 4 au jour 13 post-chimiothérapie). En utilisant ce modèle physio-PK/PD, nous avons démontré que le nombre d'administrations du rhG-CSF pourrait être réduit de dix (pratique actuelle) à quatre ou même trois administrations, à condition de retarder le début du traitement prophylactique par le rhG-CSF. Dans un souci d'applicabilité clinique de notre approche de modélisation, nous avons investigué l'impact de la variabilité PK présente dans une population de patients, sur les prédictions du modèle, en intégrant des modèles PK de population (Pop-PK) des deux médicaments. En considérant des cohortes de 500 patients in silico pour chacun des cinq scénarios de variabilité plausibles et en utilisant trois marqueurs cliniques, soient le temps au nadir des neutrophiles, la valeur du nadir, ainsi que l'aire sous la courbe concentration-effet, nous avons établi qu'il n'y avait aucune différence significative dans les prédictions du modèle entre le patient-type et la population. Ceci démontre la robustesse de l'approche que nous avons développée et qui s'apparente à une approche de pharmacologie quantitative des systèmes (QSP). Motivés par l'utilisation du rhG-CSF dans le traitement d'autres maladies, comme des pathologies périodiques telles que la neutropénie cyclique, nous avons ensuite soumis l'étude du modèle au contexte des maladies dynamiques. En mettant en évidence la non validité du paradigme de la rétroaction des cytokines pour l'administration exogène des mimétiques du G-CSF, nous avons développé un modèle physiologique PK/PD novateur comprenant les concentrations libres et liées du G-CSF. Ce nouveau modèle PK a aussi nécessité des changements dans le modèle PD puisqu’il nous a permis de retracer les concentrations du G-CSF lié aux neutrophiles. Nous avons démontré que l'hypothèse sous-jacente de l'équilibre entre la concentration libre et liée, selon la loi d'action de masse, n'est plus valide pour le G-CSF aux concentrations endogènes et mènerait en fait à la surestimation de la clairance rénale du médicament. En procédant ainsi, nous avons réussi à reproduire des données cliniques obtenues dans diverses conditions (l'administration exogène du G-CSF, l'administration du PM00104, CHOP14). Nous avons aussi fourni une explication logique des mécanismes responsables de la réponse physiologique aux deux médicaments. Finalement, afin de mettre en exergue l’approche intégrative en pharmacologie adoptée dans cette thèse, nous avons démontré sa valeur inestimable pour la mise en lumière et la reconstruction des systèmes vivants complexes, en faisant le parallèle avec d’autres disciplines scientifiques telles que la paléontologie et la forensique, où une approche semblable a largement fait ses preuves. Nous avons aussi discuté du potentiel de la pharmacologie quantitative des systèmes appliquées au développement du médicament et à la médecine translationnelle, en se servant du modèle physio-PK/PD que nous avons mis au point.

Influence of anabolic steroid treatment associated to physical exercise in the ultrasonic vocalization of rats

Unlike humans, who communicate in frequency bands between 250 Hz and 6 kHz, rats can communicate in frequencies above 18 kHz. Their vocalization types depend on the context and are normally associated to subjective or emotional states. It was reported significant vocal changes due to administration of replacement testosterone in a trained tenor singer with hypogonadism. Speech-Language Pathology clinical practices are being sought by singers who sporadically use anabolic steroids associated with physical exercise. They report difficulties in reaching and keeping high notes, ""breakage"" in the passage of musical notes and post singing vocal fatigue. Those abnormalities could be raised by the association of anabolic steroids and physical exercise. Thus, in order to verify if this association could promote vocal changes, maximum, minimum and fundamental frequencies and call duration in rats treated with anabolic steroids and physically trained (10 weeks duration) were evaluated. The vocalizations were obtained by handling the animals. At the end of that period, rats treated and trained showed significant decrease in call duration, but not in other parameters. The decrease in call duration could be associated to functional alterations in the vocal folds of treated and trained animals due to a synergism between anabolic steroids and physical training. (C) 2010 Acoustical Society of America. [DOI: 10.1121/1.3488350]

Short term impact of Tribulus terrestris intake on doping control analysis of endogenous steroids.

Tribulus terrestris is a nutritional supplement highly debated regarding its physiological and actual effects on the organism. The main claimed effect is an increase of testosterone anabolic and androgenic action through the activation of endogenous testosterone production. Even if this biological pathway is not entirely proven, T. terrestris is regularly used by athletes. Recently, the analysis of two female urine samples by GC/C/IRMS (gas chromatography/combustion/isotope-ratio-mass-spectrometry) conclusively revealed the administration of exogenous testosterone or its precursors, even if the testosterone glucuronide/epitestosterone glucuronide (T/E) ratio and steroid marker concentrations were below the cut-off values defined by World Anti-Doping Agency (WADA). To argue against this adverse analytical finding, the athletes recognized having used T. terrestris in their diet. In order to test this hypothesis, two female volunteers ingested 500 mg of T. terrestris, three times a day and for two consecutive days. All spot urines were collected during 48 h after the first intake. The (13)C/(12)C ratio of ketosteroids was determined by GC/C/IRMS, the T/E ratio and DHEA concentrations were measured by GC/MS and LH concentrations by radioimmunoassay. None of these parameters revealed a significant variation or increased above the WADA cut-off limits. Hence, the short-term treatment with T. terrestris showed no impact on the endogenous testosterone metabolism of the two subjects.

Role of the bed nucleus of the stria terminalis in cardiovascular changes following chronic treatment with cocaine and testosterone: A role beyond drug seeking in addiction?

Neural plasticity has been observed in the bed nucleus of the stria terminalis (BNST) following exposure to both cocaine and androgenic-anabolic steroids. Here we investigated the involvement of the BNST on changes in cardiovascular function and baroreflex activity following either single or combined administration of cocaine and testosterone for 10 consecutive days in rats. Single administration of testosterone increased values of arterial pressure, evoked rest bradycardia and reduced baroreflex-mediated bradycardia. These effects of testosterone were not affected by BNST inactivation caused by local bilateral microinjections of the nonselective synaptic blocker CoCl2. The single administration of cocaine as well as the combined treatment with testosterone and cocaine increased both bradycardiac and tachycardiac responses of the baroreflex. Cocaine-evoked baroreflex changes were totally reversed after BNST inactivation. However, BNST inhibition in animals subjected to combined treatment with cocaine and testosterone reversed only the increase in reflex tachycardia, whereas facilitation of reflex bradycardia was not affected by local BNST treatment with CoCl2. In conclusion, the present study provides the first direct evidence that the BNST play a role in cardiovascular changes associated with drug abuse. Our findings suggest that alterations in cardiovascular function following subchronic exposure to cocaine are mediated by neural plasticity in the BNST. The single treatment with cocaine and the combined administration of testosterone and cocaine had similar effects on baroreflex activity, however the association with testosterone inhibited cocaine-induced changes in the BNST control of reflex bradycardia. Testosterone-induced cardiovascular changes seem to be independent of the BNST. © 2013 IBRO.

Reported Use of Anabolic Steroids and Ergogenic Substances in Gym/Health Club Settings: Associations with Psychosocial and Exercise Behavior Factors

The industry of ergogenic supplements is increasing rapidly (Cole et al., 2003). Supplements may constitute an important aid for some vigourous exercise routines, but they may also be used as a hypothetical mean to achieve increases in muscular mass. This supposed effect of suplements can lead to its use by individuals who have high levels of drive for muscularity, a condition that is known to be associated with muscular dismorphy (or as it has been called recently vigorexia, Pope et al., 1997). Another psychological factor which can influence supplement consumption is exercise dependence, a borderline problem, as most studies present a prevalence of less than 10% in regular exercisers (Palmeira & Matos, 2006). Symptoms like tolerance or continuity could lead to the use of ergogenic aids to maintain the exercise levels. Also of interest for the understanding of the use of suplements are exercise frequency, volume and intensity, which could explain the ratesof consumption on a more physicological level.

Prevention and treatment of protein energy wasting in chronic kidney disease patients: a consensus statement by the International Society of Renal Nutrition and Metabolism.

Protein energy wasting (PEW) is common in patients with chronic kidney disease (CKD) and is associated with adverse clinical outcomes, especially in individuals receiving maintenance dialysis therapy. A multitude of factors can affect the nutritional and metabolic status of CKD patients requiring a combination of therapeutic maneuvers to prevent or reverse protein and energy depletion. These include optimizing dietary nutrient intake, appropriate treatment of metabolic disturbances such as metabolic acidosis, systemic inflammation, and hormonal deficiencies, and prescribing optimized dialytic regimens. In patients where oral dietary intake from regular meals cannot maintain adequate nutritional status, nutritional supplementation, administered orally, enterally, or parenterally, is shown to be effective in replenishing protein and energy stores. In clinical practice, the advantages of oral nutritional supplements include proven efficacy, safety, and compliance. Anabolic strategies such as anabolic steroids, growth hormone, and exercise, in combination with nutritional supplementation or alone, have been shown to improve protein stores and represent potential additional approaches for the treatment of PEW. Appetite stimulants, anti-inflammatory interventions, and newer anabolic agents are emerging as novel therapies. While numerous epidemiological data suggest that an improvement in biomarkers of nutritional status is associated with improved survival, there are no large randomized clinical trials that have tested the effectiveness of nutritional interventions on mortality and morbidity.

Research of stimulants and anabolic steroids in dietary supplements.

The purpose of this study was to analyze the composition of 103 dietary supplements bought on the internet. The supplements were dispatched in four different categories according to their announced contents [creatine, prohormones, "mental enhancers" and branched chain amino acids (BCAA)]. All the supplements were screened for the presence of stimulants and main anabolic steroids parent compounds. At the same time, the research was focused on the precursors and metabolites of testosterone and nandrolone. The study pointed out three products containing an anabolic steroid, metandienone, in a very high amount. The ingestion of such products induced a high quantity of metandienone metabolites in urines that would be considered as a positive antidoping test. The results have also shown that one creatine product and three "mental enhancers" contained traces of hormones or prohormones not claimed on the labels and 14 prohormone products contained substances other than those indicated by the manufacturer. The oral intake of the creatine product revealed the presence of the two main nandrolone metabolites (19-norandrosterone and 19-noretiocholanolone) in urine.

Knochenanabole Therapie mit Teriparatid [Bone anabolic treatment with Teriparatide].

The recombinant amino-terminal fragment of human parathyroid hormone (Teriparatide) is a bone anabolic agent which reduces fracture risk by increasing bone mass and improving bone microarchitecture. Teriparatide reduces vertebral fracture risk by 65 % and non-vertebral by 50 %. Its efficacy is higher as bisphosphonates to prevent corcicosteroid-induced osteoporosis. Teriparatide may also have a direct effect on bone pain. Teriparatide may be initiating immediately after an anticatabolic agent. However, it is not recommended to associate both treatments. At the end of teripatide treatment, an anticatabolic agent may be given. According to cost-effectiveness studies, Teriparatide should be considered as first line treatment for postmenopausal women and for men with severe osteoporosis.

Irinotecan and oxaliplatin: an overview of the novel chemotherapeutic options for the treatment of advanced colorectal cancer

Colorectal cancer is one of the most frequent malignancies in humans and an important cause of cancer death. Metastatic colorectal cancer remains incurable with available systemic therapeutic options. The most active cytotoxic drug against this malignancy, the antimetabolite 5-fluorouracil, was developed more than forty years ago, and as a single agent produces responses in only 10 to 15% of patients which in general last less than one year. Efforts to ameliorate these poor results resulted in the 5-fluorouracil/leucovorin combination, which enhances response rates about two-fold, without, however, significantly improving survival rates. The recent emergence of a handful of new 5-fluorouracil analogues and folate antagonists, as well as the topoisomerase I inhibitor irinotecan, and the third-generation platinum compound oxaliplatin, is likely to alter this gloomy scenario. These agents are at least as effective as 5-fluorouracil in patients with advanced colorectal carcinoma, both untreated and previously treated with 5-fluorouracil-based regimens. This has led to the approval of irinotecan as second-line treatment for 5-fluorouracil-refractory disease, while the use of oxaliplatin has been suggested for patients having a defective 5-fluorouracil catabolism. Recently, FDA approved the combination of irinotecan with 5-fluorouracil and leucovorin for first-line treatment of advanced colon cancer. Based on the synergistic preclinical antitumor effects of some of these agents, their meaningful single-agent activity, distinct mechanisms of cytotoxicity and resistance, and only partially overlapping toxicity profiles, effective combination regimens are now being developed, which are likely to lead to a new, more hopeful era for patients suffering from advanced colorectal carcinoma.